專利名稱：用于切削加工的工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于切削加工的工具，其包括具有共同旋轉軸線的第一工具部件和第二工具部件，第一工具部件具有定位銷并且在其根部具有環(huán)形面，第二工具部件具有用于容納定位銷的軸孔以及環(huán)形面，該環(huán)形面能夠借助用于將兩個工具部件彼此軸向拉緊的拉緊裝置被拉靠于第一工具部件的環(huán)形面。
背景技術：
具體來說，該工具是一種鉆孔刀具，且?guī)в泄ぷ黝^，該工作頭構成第一工具部分且其上布置有定位銷，該定位銷接合在軸上的配合孔中。此處的軸構成第二工具部分。這種工具長期以來在各種實施方式中很常見。
之前在EP-A-0 547 049中披露一種工具，其中定位銷具有橫貫孔，緊固螺栓(亦稱為自對準螺栓)插入該橫貫孔中。緊固螺栓的一端設有內錐面，固定螺釘的外錐面與該內錐面接合。緊固螺栓的另一端設有外錐面，該外錐面與第二固定螺釘的內錐面接合。借助這兩個固定螺釘，將緊固螺栓以定位銷插入連接套管的配合孔的方式沿軸向拉緊。以此方式，將兩個環(huán)形面彼此牢固地拉緊。連接套管的壁厚和材料，定位銷和配合孔之間的間隙以及拉緊力以如下方式實現拉緊狀態(tài)下，使得連接套管沿緊固螺栓的軸線方向彈性膨脹。另外，在橫向方向上，配合孔的直徑減小，并以此方式將連接套管壓靠于定位銷外部。從而，配合孔的橫截面呈或多或少的橢圓形形式。連接套管和第二工具部件的這種彈性橢圓變形被認為是不利的?；蛘撸瑸楸苊馇笆鲞B接套管的彈性變形，提出通過使定位銷膨脹來實現間隙的橋接。這樣做使得前述連接套管的彈性變形至少部分是多余的或是不必要的。為了產生定位銷的膨脹，提出應具有經過橫斷面的接觸長度延伸到橫貫孔的內表面的缺口。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是獲得前述類型的工具，在該工具中，可以有更高的抗彎強度和更精確的旋轉。另外，該工具便于用戶使用并且能夠經濟地制造。
已發(fā)現，在第一固定螺釘和第二固定螺釘間的角度明顯大于90°并明顯小于120°的情況下，可以得到一種非常對稱平衡的表面壓力。因而，相對于工具旋轉軸線的彎矩為中性(neutral)。表面壓力的對稱布置使得兩個工具部件有利的、軸向平行的連接。
擰緊第一和第二固定螺釘使得徑向力以及軸向力增加，該軸向力在定位銷和軸孔之間產生摩擦力。根據本發(fā)明的徑向孔之間的角度布置，產生了大于相對的固定螺釘的力的合力。這種軸向上增大的力的作用平衡了摩擦力。
取代四點支撐裝置，可以實現一種具有三個支撐點的多邊形展開形式，用于軸孔中的定位銷。一方面，第二工具部件的彈性變形比較小，另一方面，這種彈性變形不是橢圓形的，而是多邊形的，這將提供更加有利的彈性變形的對稱分布。由于前述接觸點，兩個工具部件間連接的剛性更高，由此排屑能力更高。另外，還可發(fā)現，由于前述的三個固定螺釘僅需要以單一的工序擰緊，這樣，使得操作更加容易。因此，可以避免以前必需的多個擰緊工序。由此，這樣做縮短了連接兩個工具部件所需要的時間。
更進一步的優(yōu)點和特征將從所從屬權利要求、隨后的描述以及附圖了解。


本發(fā)明的說明性實施例將在下文參照附圖進行更詳細的解釋，圖中圖1繪出根據本發(fā)明的工具的截面；圖2示意性繪出固定螺釘在定位銷的孔中的位置；
圖3繪出定位銷的三維視圖；圖4繪出定位銷另一三維視圖；圖5繪出根據本發(fā)明的切削工具的局部剖切的三維視圖；圖6繪出根據圖1的截面，說明施加于定位銷外周的表面壓力；圖7繪出根據本發(fā)明的工具的局部剖面，說明作用在其上的力；圖8繪出第一工具部件的示意性三維視圖；圖9示意性繪出第二工具部件的徑向截面；圖10繪出力的平行四邊形。
具體實施例方式
工具1包括第一工具部件2，例如根據圖5所示的，其構成工作頭，例如，該工作頭具有兩個刀具載架，如圖7所示。工具部件1具體是鉆孔工具，其具有一個或兩個可調節(jié)的刀具。前述的發(fā)明也可作為模塊系統(tǒng)用于鉆孔工具。第一工具部件2包括定位銷4，其能夠以特定間隙插入第二工具部件3的軸孔7中。在根據圖5的裝配狀態(tài)下，第一工具部件2的環(huán)形面5支承抵靠于第二工具部件3的環(huán)形面6。兩個工具部件2和3具有共同的旋轉軸線A，兩個前述的環(huán)形面5和6位于單一平面中，該單一平面相對于所述旋轉軸線橫向延伸。
為了把兩個環(huán)形面5和6彼此拉緊，進而，通過這樣做而把兩個工具部件2和3彼此牢固地連接，提供三個固定螺釘8、9和10作為拉緊裝置，根據圖1、6和9，這三個固定螺釘布置為沿著第二工具部件3的外周分布。根據圖1、6和9，這種布置是軸向對稱的。圖1中繪出的角度W1和W2是相同的，角度W3小于120°且大于90°。角度W1和W2優(yōu)選為大于125°，特別優(yōu)選為約130°。角度W3優(yōu)選為小于105°且優(yōu)選為大于95°。角度W3為約100°是更優(yōu)選的。
固定螺釘8、9和10分別擰入徑向孔12、13和14中，如圖1和圖9所示。根據圖1，這些孔12，13和14都是螺紋孔，它們沿徑向通過第二工具部件3的壁20。例如，可借助艾倫內六角扳手(Allen key)(此處未圖示說明)對固定螺釘8、9和10進行操作。在前端面上，固定螺釘8、9和10均具有外錐11，其分別與定位銷4中的徑向孔21、22和23接合。這些孔21、22和23均設有錐形面15，其分別與外錐11對應接合。根據圖2，固定螺釘8、9和10的軸線分別與孔21、22和23的軸線在旋轉軸線A的方向上間隔距離D。在固定螺釘8、9和10擰入的同時，力F7分別作用在這些固定螺釘上。這些力F7均具有徑向分力F5和軸向分力F6。分力F6沿軸向作用在定位銷4上。
在兩個固定螺釘9和10擰緊的同時，除前述的軸向力F6(圖7)之外，徑向力F5也增加，這在定位銷4和孔7之間產生了如圖7所示的摩擦力F9。根據圖7和圖10，由于采用前述角度W1，W2和W3布置，產生的力F9與F10兩者之和大于固定螺釘8所產生的力。這兩個力F9和F10在軸向上的作用平衡了摩擦力F9。通過選擇角度W3，使之小于120°且大于90°，由力F8、F9和F10所施加的表面壓力能夠被對稱平衡。因此，相對于旋轉軸線A的彎曲力矩為中性。所獲得的高度對稱的表面壓力使得兩個工具部件2和3有利的、軸向平行的連接。
定位銷4的外周具有三個凹口16、17和18，它們分別通過孔21、22和23之一。可以看出，這些凹口16、17和18是槽縫形式且徑向穿過壁20。凹口16、17和18優(yōu)選為具有0.2到0.4mm的寬度的開口槽縫，且優(yōu)選用激光制造。然而，凹口16、17和18也可以是寬度約1到5mm的銑出的槽縫。它們沿軸向延伸，同時凹口18在定位銷4的端面24處是開口的。另一方面，另外的兩個凹口16和17并不是軸向橫貫或橫貫的。如果固定螺釘8、9和10擰緊于定位銷4，則定位銷4被沿軸向拉過第二工具部件3的孔7。在此情形下，如圖2和圖6所示，固定螺釘8、9和10支承抵靠于錐形面15的兩個表面L1，并且以此操作將力沿箭頭19的方向施加到定位銷4上，彼此間角度W4約為90°。沿定位銷4的外周方向的這些力使得凹口16、17和18膨脹。從而，定位銷4在凹口16、17和18的區(qū)域均發(fā)生彈性變形。根據固定螺釘8、9和10的布置，這種變形是多邊形的。從而，定位銷4的外周被扭曲成多邊形樣式且被壓靠于第二工具部件3的孔7。固定螺釘8和10施加的應力也使得第二工具部件3的壁20發(fā)生彈性變形，但是，由于該處并未提供對應于凹口16到18的凹口，變形的程度非常小。以此方式，定位銷4在軸孔7中的間隙得以減小。如圖6所示，定位銷4外周上的對應接觸區(qū)域的分布使兩個工具部件2和3之間產生非常穩(wěn)固的連接。如圖6所示，力F1和F2用于定位銷4的膨脹，力F3和F4用于在定位銷4的外周施加壓力。
圖8到圖10中所示的力在環(huán)形面5和6上產生均勻的表面壓力。力F5、F11和F12在拉緊螺釘8、9和10擰緊的同時沿徑向產生。由于拉緊螺釘8、9和10的錐形構造，每一個拉緊螺釘的有效力能夠分解成徑向力和軸向力。圖8所示的力F8、F9和F10是最基本的力，其產生了分布于環(huán)形面5和6上的規(guī)律且均勻的表面壓力。
在圖10中示意性示出由力F11和F12合成的力F13，其大于反作用力F5。為了清楚起見，圖10所示的力F11和F12之間的角度大于優(yōu)選的角度100°。隨著力F13的增加，使得摩擦力F9(圖7)以及力F5、F12和F13的軸向分力分別得以平衡。從而，環(huán)形面5和6上的表面壓力是均勻的。
凹口16、17和18也向外延伸，可以理解，在環(huán)形面5的方向上分別經由孔21、22和23向外延伸。因此，膨脹從端面24大致軸向延伸直至環(huán)形面5。由此，這些區(qū)域不具有選擇性，而是線性形式。這一點使得連接具有非常高的剛性和穩(wěn)定性以及有效減震性。
工具1的特征還在于其高度兼容性。具體來說，也可將第一工具部件2連接到僅具有單個固定螺釘8、9或10的第二工具部件3。
引用符號清單1設備18凹口2第一工具部件19箭頭3第二工具部件20壁4定位銷 21孔5環(huán)形面 22孔6環(huán)形面 23孔
7軸孔24端面8固定螺釘25刀具載架9固定螺釘10固定螺釘 A旋轉軸線11外錐 D距離12孔 L1線13孔 W1角度14孔 W2角度15表面 W3角度16凹口 W4角度17凹口
權利要求
1.一種用于切削加工的工具，其包括具有共同旋轉軸線(A)的第一工具部件(2)和第二工具部件(3)，第一工具部件(2)具有定位銷(4)并且在其根部具有環(huán)形面(5)，第二工具部件(3)具有用于容納所述定位銷(4)的軸孔(7)以及環(huán)形面(6)，該環(huán)形面(6)能夠借助用于將所述兩個工具部件(2，3)彼此軸向拉緊的拉緊裝置(8，9，10)拉靠于所述第一工具部件(2)的環(huán)形面(5)，所述拉緊裝置(8，9，10)具有三個沿著所述第二工具部件(3)的外周分布的固定螺釘(8，9，10)，這些固定螺釘分別沿徑向擰入第二工具部件(3)的螺紋孔(12，13，14)中且分別與定位銷(4)的徑向孔(21，22，23)接合，其中，第一固定螺釘(10)和第二固定螺釘(9)之間的角度(W3)小于120°且大于90°，第一固定螺釘(10)和第三固定螺釘(8)之間的角度(W1)與第三固定螺釘(8)和第二固定螺釘(9)之間的角度(W2)相等。
2.如權利要求1所述的工具，其中，第一固定螺釘(10)和第二固定螺釘(9)之間的角度(W3)處于95°到105°的范圍內。
3.如權利要求1所述的工具，其中，所述第一固定螺釘(10)和第二固定螺釘(9)之間的角度(W3)為大約100°。
4.如權利要求1到3中任一項所述的工具，其中，所述定位銷(4)中的凹口(16，17，18)分別分配給各徑向孔(21，22，23)，從而，通過拉緊固定螺釘(8，9，10)能夠使定位銷(4)的外周膨脹。
5.如權利要求4所述的工具，其中，所述定位銷(4)中的凹口(16，17，18)沿軸向延伸穿過所述定位銷(4)上的孔(21，22，23)。
6.如權利要求4或5所述的工具，其中，所述定位銷(4)中的至少一個凹口(18)在所述定位銷(4)的端面(24)處是開口的。
7.如權利要求4或5所述的工具，其中，所述定位銷(4)中至少兩個、優(yōu)選為全部三個凹口(16，17，18)在所述定位銷(4)的端面(24)處是開口的。
8.如權利要求4到7中任一項所述的工具，其中，所述凹口(16，17，18)是寬度為0.2到0.4mm、優(yōu)選為約0.3mm的相當狹窄的槽縫。
9.如權利要求8所述的工具，其中，所述凹口(16，17，18)用激光制造。
10.如權利要求4到7中任一項所述的工具，其中，所述凹口(16，17，18)是寬度約1mm到5mm的槽縫。
全文摘要
一種工具，其具有第一工具部件和第二工具部件，它們有共同旋轉軸線。第一工具部件設有定位銷且在其根部具有環(huán)形面。第二工具部件具有用于容納定位銷的軸孔以及環(huán)形面，該環(huán)形面能夠被拉靠于第一工具部件的環(huán)形面。拉緊裝置用于將這兩個工具部件彼此軸向拉緊。拉緊裝置具有三個分布于第二工具部件的外周的固定螺釘，這些固定螺釘分別沿徑向擰入第二工具部件的螺紋孔且分別與定位銷的徑向孔接合。凹口分別分配給各個孔，從而，通過拉緊定位銷的固定螺釘而使定位銷的外周變成多邊形。由于定位銷的多邊形膨脹，獲得了更高的穩(wěn)定性和減震性。該工具的特征還在于其高兼容性及易于操作性。
文檔編號B23B31/10GK101020250SQ20071000502
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權日2006年2月13日
發(fā)明者海因茨·凱澤爾, 魯道夫·施塔德爾曼, 恩斯特·翰基 申請人:海因凱撒股份有限公司