專(zhuān)利名稱(chēng)：刀片夾具以及平面銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于緊固在平面銑刀上的一種刀片夾具，包括一個(gè)桿狀軸銷(xiāo)以及帶有焊入的刀片的一個(gè)頭部，該刀片具有由一個(gè)前刀面和一個(gè)側(cè)刀面形成的 一個(gè)二級(jí)切削刃。
本發(fā)明還涉及一種平面銑刀，該平面銑刀用于以偏心的刀具安裝進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)銑削，特別是用于 一個(gè)曲軸或凸輪軸的支承面的精密銑削，該平面銑刀具有至少兩個(gè)，優(yōu)選三個(gè)，偏心安排的上述類(lèi)型的刀片夾具。
背景技術(shù)：
從DE 40 03 862中原則上已知所述類(lèi)型的平面銑刀。在那里所說(shuō)明的平面銑刀中，用于刀片夾具的凹陷從其母體的一個(gè)端面平行于其旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)并且從圓周以 一定距離延伸，其中所使用的切削刃片的切削刃僅稍微地伸出超過(guò)該母體的端面。此外，用作限制的多個(gè)圓形楔件
排。最后，每種情況下還為每個(gè)切削刃片的軸向安裝提供了具有一個(gè)不同的螺釘?shù)牧?一個(gè)的圓形楔件，并且該楔件被安排在從該母體的圓周徑向地向內(nèi)延伸的一個(gè)凹陷之中。幾何形狀相同的多個(gè)圓形楔件被用于軸向安裝并且用于徑向向外指向的限制。它強(qiáng)調(diào)了這種平面銑刀的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即鑒于容納這些切削刃片夾具的凹陷的定位平行于母體的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)，所以?xún)H發(fā)生了徑向定向的離心力而沒(méi)有軸向分力。因?yàn)殡m然這些凹陷不直接位于母體的圓周處，而是徑向向內(nèi)地位于距圓周一個(gè)距離，所以這些力可以容易地被吸收。因此，該平面銑刀也適合于非常高的旋轉(zhuǎn)速度以及因此產(chǎn)生的離心力。這些切削元件不與徑向部件重疊在軸向方向的良好的安裝有利地是可能的。
然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于轎車(chē)的曲軸已經(jīng)經(jīng)受了磨削或砂帶磨削的最終機(jī)加工操作，由于與工藝有關(guān)的原因在磨削中已經(jīng)使用了冷卻劑，隨著適當(dāng)?shù)你娤鞯毒叩难邪l(fā)已經(jīng)有可能使曲軸的磨削被銑削工藝代替?？紤]到曲軸的設(shè)計(jì)，使用了帶有偏心刀具安裝而沒(méi)有軸向進(jìn)給的正交旋轉(zhuǎn)銑削。在這種情況下，刀具進(jìn)行了一種全面進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)，在此基礎(chǔ)上這些軸承座是單獨(dú)地由刀具的二級(jí)切削刃形成的。在該過(guò)程中，刀具相對(duì)于工件必須安裝為確保在該二級(jí)切削刃的接合過(guò)程中覆蓋了軸承座的全部頂線(xiàn)。所要生產(chǎn)的軸承座的直徑是通過(guò)這個(gè)頂線(xiàn)產(chǎn)生的。因?yàn)榕c工藝有關(guān)的原因，該二級(jí)切削刃的中央?yún)^(qū)域比其他區(qū)域接合了更長(zhǎng)的 一段時(shí)間。這樣作的結(jié)果是在中央?yún)^(qū)域的切削刃比外部區(qū)域經(jīng)受了更大的磨損。
例如，在DE 10 2004 022 360 Al中說(shuō)明了關(guān)于正交旋轉(zhuǎn)銑削的更多細(xì)節(jié)。然而，帶有偏心刀具安裝而沒(méi)有軸向進(jìn)給的正交旋轉(zhuǎn)銑削具有一個(gè)決定性的缺點(diǎn)。由于事實(shí)上刀具的二級(jí)切削刃在這個(gè)過(guò)程中進(jìn)行了一種全面進(jìn)刀操作，最小的切削刃誤差或刀具磨損對(duì)于有待完成的形狀和表面質(zhì)量都具有一種不利的影響。特別是，變化的刀具磨損導(dǎo)致了過(guò)早地形狀的不規(guī)則性。
考慮到缺少軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所發(fā)生的刀具磨損的修正可以通過(guò)刀具進(jìn)給(如通過(guò)在其他方法中有可能的刀具的軌跡運(yùn)動(dòng)中的變化)同樣不是更有可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是避免上述缺點(diǎn)，特別是發(fā)現(xiàn)一種刀片的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)確保了幾何形狀精確的工件的機(jī)加工以及盡可能長(zhǎng)的刀具壽命。
此外，本發(fā)明的一個(gè)目的是為此目限定一種適當(dāng)?shù)钠矫驺姷?。第一提到的目的通過(guò)如權(quán)利要求1所述的一種刀片夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)本發(fā)明，該刀片的二級(jí)切削刃具有倒圓，該倒圓的半徑從一個(gè)二級(jí)切削刃末端連續(xù)地增加到至少至該切削刃中央或至該二級(jí)切削
刃的另一個(gè)末端。因此，這個(gè)實(shí)施方案既包括具有一個(gè)二級(jí)切削刃的多種刀片夾具，該二級(jí)切削刃的二級(jí)切削刃半徑從一個(gè)最小值連續(xù)地增加到在該二級(jí)切削刃的另一末端處的最大值，也包括了多個(gè)實(shí)施方案，其中的半徑從 一 個(gè)切削刃拐角連續(xù)地增加到該切削刃中央并且然后進(jìn)而向該二級(jí)切削刃的末端連續(xù)地減小。在第一提到的情況下，獲得了一種單一的楔形倒圓部分，并且在第二種情況下獲得了兩個(gè)楔形，
它們各自從一個(gè)切削刃末端延伸直到該切削刃的中央。
在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的直的-研磨的切削刃的情況下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在切削刃中央以及位于所述中央周?chē)膮^(qū)域的兩側(cè)上觀(guān)察到了高初始磨損，即，相當(dāng)大的側(cè)面磨損。因?yàn)榕c工藝有關(guān)的原因，這種磨損形成在刀片與工件接觸最長(zhǎng)時(shí)間的一點(diǎn)處。在與工件(具體是與一個(gè)曲軸)接觸較短時(shí)間的鄰近區(qū)域中，在側(cè)面的磨損較低。進(jìn)一步的研究已經(jīng)表明，在直切削刃的情況下，首先連續(xù)增加的側(cè)面磨損發(fā)生在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)。在這種遞減的磨損過(guò)程已經(jīng)終止之后，在一個(gè)逐漸上升的區(qū)域內(nèi)發(fā)生使刀具完全無(wú)用的磨損的一種顯著的增加之前，該側(cè)面磨損在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)恒定地保持在一個(gè)"線(xiàn)性磨損區(qū)域"內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的切削刃倒圓的類(lèi)型允許切削刃在最大的磨損區(qū)域內(nèi)以 一個(gè)小半徑進(jìn)行倒圓并且在較低磨損的區(qū)域內(nèi)以 一個(gè)大半徑進(jìn)行倒圓。作為刀片磨損的結(jié)果而發(fā)生的刀片偏置被這種幾何構(gòu)型有效地抵消。
實(shí)際上，可以通過(guò)刷光產(chǎn)生切削刃倒圓，其中要生成具有一個(gè)大的倒圓半徑的切削刃倒圓的區(qū)域要比倒圓半徑小的那些區(qū)域以更高的壓力刷更長(zhǎng)的時(shí)間。
在從屬權(quán)利要求2至10中說(shuō)明了所述刀片夾具的多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案。
一個(gè)切削刃上的最小半徑與最大倒圓半徑相差最多6|um，優(yōu)選最多5 )Lim。
如垂直于該切削刃輪廓所見(jiàn)，倒圓的寬度(即，該倒圓的刃的寬度)在該切削刃的一個(gè)末端減少至Omm是最佳的。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)構(gòu)造，具有該倒圓的一個(gè)倒角被安排在側(cè)面上，即，該倒角在這些外部二級(jí)切削刃末端處具有的倒角的倒圓半徑小于該二級(jí)切削刃的中央處或另 一末端處的倒角的倒圓半徑，這取決于所要產(chǎn)生的是否為一個(gè)簡(jiǎn)單的楔形圓錐倒角設(shè)計(jì)或是一個(gè)雙圓錐形
倒角。在一個(gè)二級(jí)切削刃末端處的倒角的寬度優(yōu)選向外延伸至0 mm，并且還優(yōu)選是連續(xù)地減小。該最大倒角寬度是IO nm，優(yōu)選為最大4pm。如從該二級(jí)切削刃中央所見(jiàn)，具體地該倒角寬度特別在兩側(cè)上連續(xù)地減小至0 mm。該切削刃或該倒角優(yōu)選地通過(guò)一個(gè)毛刷拋光枳4皮倒圓，并且特別是被凸起地研磨成具有相對(duì)于該刀夾具的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)成89.5。至90。的一個(gè)彎曲角。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)構(gòu)造，該凸起地研磨的側(cè)面或切削刃區(qū)域的最小半徑是800mm。后角優(yōu)選地是大約10。 ± 2°。
此外，為了達(dá)到此目的，提出了如在權(quán)利要求11或12中所要求的一種平面銑刀。根據(jù)本發(fā)明，在具有多個(gè)上述類(lèi)型刀片夾具的平面銑刀中，在該平面銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)描繪出一個(gè)較小的節(jié)距圓的切削刃末端處的切削刃倒圓的半徑是小于描繪出 一個(gè)大的節(jié)距圓處的切削刃倒圓的半徑?？商娲?，使用具有一個(gè)倒圓的倒角的一種對(duì)應(yīng)的刀片夾具，該倒角具有向外減小至O mm的一個(gè)倒角寬度，其中該倒角寬度在每種情況下從該二級(jí)切削刃的末端朝向該切削刃中央增加至一個(gè)最大值。該倒角倒圓的半徑在這些外部二級(jí)切削刃拐角處是處于最小值并且朝向該切削刃中央增加至一個(gè)更大的圓錐形倒角半徑。具有以這種方式制備的刀刃的 一種刀片在最大磨損的區(qū)域具有刀刃穩(wěn)定性，并且這種刀刃穩(wěn)定性有效地抵消了作為磨損的結(jié)果在其他情況下正常的切削刃偏置。


以下參見(jiàn)附圖討論了進(jìn)一步的示例性實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中
圖1示出了具有三個(gè)刀片夾具的一種平面銑刀的透視圖，
圖2示出了根據(jù)圖1的像一個(gè)線(xiàn)框架模型的平面銑刀的圖示，
圖3示出了不帶有刀片夾具的一種平面銑刀的縱向截面，
圖4示出了一個(gè)刀片夾具的側(cè)視圖，
圖5示出了 一個(gè)刀夾具相對(duì)于用于軸向安裝的一個(gè)夾緊件和一個(gè)楔體的位置的示意圖，
圖6示出了該刀片夾具的另一側(cè)視圖，
圖7示出了區(qū)域"B"的放大的細(xì)節(jié)，
圖8示出了該刀片夾具的另一側(cè)視圖，
圖9示出了區(qū)域"A"的放大的細(xì)節(jié)，
圖IO示出了根據(jù)圖9的刀片頭部的平面視圖，
圖ll示出了示意性磨損曲線(xiàn)，并且
圖12示出了倒角或切削刃倒圓的另一的實(shí)施方案的示意性圖示。
具體實(shí)施例方式
圖1至3中所示的平面銑刀基本上包括一個(gè)母體10，在該母體中具有被焊接在適當(dāng)?shù)奈恢蒙系娜齻€(gè)刀片夾具11，它們具有對(duì)應(yīng)地焊接上的刀片12。刀片夾具ll被插入平行于縱向軸線(xiàn)13安排的對(duì)應(yīng)的孔22 (見(jiàn)圖3)中。在母體IO中在大致徑向的方向上或與其成一個(gè)小角度的方向上提供了多個(gè)另外的孔，并且在所述孔中安排了多個(gè)楔體14，這些楔體通過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)螺釘15 (優(yōu)選一個(gè)雙螺紋螺釘)在徑向方向上是可移位的。
如從圖5可見(jiàn)，這些楔體14具有相對(duì)于該母體的徑向平面傾斜地延伸的楔形表面16，這樣，在楔體14的徑向移動(dòng)過(guò)程中，刀片夾具11能夠沿著其縱向軸線(xiàn)即在軸向方向上被移位。用來(lái)夾緊這些刀片夾具的是夾緊件18，該夾緊件是在中央安排的并且具有三個(gè)夾緊表面19，這些夾緊表面抵靠在對(duì)應(yīng)的刀片夾具11的夾緊表面上。夾緊件18能夠通過(guò)一個(gè)螺釘21被固定，該螺釘優(yōu)選地被設(shè)計(jì)為一個(gè)雙螺紋螺釘。在所示情況中，夾緊件18用來(lái)固定三個(gè)刀片夾具11，它們各自具有一個(gè)平的表面20。彼此成120°角(見(jiàn)圖1)的這些刀片12和這些刀片夾具11的正確定向是通過(guò)夾緊件18的設(shè)計(jì)并且通過(guò)在一個(gè)三角形中的這些夾緊表面19的安排來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)刀片夾具11能夠通過(guò)一個(gè)圓形的楔件以及相關(guān)聯(lián)的螺釘15被軸向的調(diào)節(jié)。這些孔22用作這些刀片夾具(并且因此作為這些刀片)的軸向平行定位。表面23用來(lái)確保在刀片夾具11與刀片22之間沒(méi)有發(fā)生線(xiàn)性接觸。如圖4所示，刀片夾具11還具有一個(gè)傾斜的表面24,該表面的傾斜度對(duì)應(yīng)于該夾緊件的一個(gè)表面19的傾斜度。
可替代地是，有可能使用一個(gè)外部緊固環(huán)，而不用多個(gè)尺寸正確的孔，該外部緊固環(huán)與一個(gè)在軸向上中央安排的夾緊件相結(jié)合，在它們之間可以固定這些刀片夾具11。然后將該緊固環(huán)擰到或收縮在母體10上。
從圖7可見(jiàn)，它示出了焊上的刀片12的區(qū)域B的一個(gè)放大詳圖，以10。的后角安排側(cè)面28。由29表示的預(yù)磨損倒角是一個(gè)經(jīng)過(guò)倒圓的倒角，當(dāng)考慮到必要的刀片彎度的時(shí)候，該倒角的任務(wù)是模擬作為該方法的特征的磨損形式。通過(guò)這種措施，由根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的切削鑲片中產(chǎn)生并且通過(guò)圖11中的曲線(xiàn)30示出的遞減的磨損特征d明顯地被降低了 一個(gè)相當(dāng)大的程度，而有利于根據(jù)虛線(xiàn)表示的線(xiàn)性區(qū)域1。上升的磨損區(qū)域由p表示。
如從圖8和10可見(jiàn)，圓錐形的經(jīng)過(guò)倒圓的倒角25 (已經(jīng)通過(guò)由毛刷進(jìn)行倒圓而生成)被提供在該側(cè)面的頂部區(qū)域。以0。的前角安排前刀面27(見(jiàn)圖10)。圓錐形的、經(jīng)過(guò)倒圓的倒角25具有在第一切削刃末端25a處的一個(gè)小半徑以及在相反的末端25b處的一個(gè)大半徑。根據(jù)圖6至10的刀片夾具被插入該平面銑刀之中的方式為使具有一個(gè)小半徑的末端25a指向該刀具軸線(xiàn)，而具有一個(gè)大半徑的相反末端25b被安排在朝向該刀具外徑的一側(cè)。
相比之下，圖12示出了具有雙圓錐形倒角的一個(gè)實(shí)施方案變體，其中為與該倒角倒圓的一個(gè)內(nèi)部大半徑33相反的倒角倒圓選擇了對(duì)應(yīng)的外部的較小半徑32。由此獲得了與它們的底面相重疊的兩個(gè)^圓錐形平截頭體。
采用本發(fā)明的措施，已經(jīng)有可能顯著地降低這些切削刃的碎刃。
權(quán)利要求
1.用于緊固在一個(gè)平面銑刀上的一種刀片夾具，包括一個(gè)桿狀軸銷(xiāo)(11)以及帶有焊入的刀片(12)的一個(gè)頭部，該刀片具有由一個(gè)前刀面和一個(gè)側(cè)面形成的一個(gè)二級(jí)切削刃，其特征在于，該二級(jí)切削刃具有倒圓(25)，該倒圓的半徑從一個(gè)二級(jí)切削刃末端(25a)連續(xù)地增加到至少直至該切削刃中央或直至二級(jí)切削刃的另一個(gè)末端(25b)。
2. 如權(quán)利要求l所述的刀片夾具，其特征在于， 一個(gè)切削刃上的 半徑最多相差6ium，優(yōu)選地最多5pm。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的刀片夾具，其特征在于，垂直于該切 削刃輪廓所觀(guān)察到的該倒圓的刀刃的寬度在一末端(25a)被減少至0 mm的最小值。
4. 如權(quán)利要求1至3之一所述的刀片夾具，其特征在于，具有該 倒圓的一個(gè)倒角被安排在該側(cè)面(28)上，并且其特征在于，該倒角 在這些外部二級(jí)切削刃末端(25a )處具有的一個(gè)倒角的倒圓半徑小于 在這些二級(jí)切削刃的中央或在該另 一末端的倒角倒圓半徑。
5. 如權(quán)利要求1至4之一所述的刀片夾具，其特征在于，在一個(gè) 二級(jí)切削刃末端處的該倒角的寬度向外延伸至0 mm。
6. 如權(quán)利要求1至5之一所述的刀片夾具，其特征在于，該最大 倒角的寬度是《10nm，優(yōu)選《4nm。
7. 如權(quán)利要求5和6之一所述的刀片夾具，其特征在于，該倒角 寬度在兩側(cè)上連續(xù)地減小至0 mm。
8. 如權(quán)利要求1至7之一所述的刀片夾具，其特征在于，該切削 刃或該倒角(25)是通過(guò)一個(gè)毛刷拋光機(jī)來(lái)倒圓，并且優(yōu)選地被凸起 地研磨成具有相對(duì)于該刀夾具的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)成89.5°至90。的一個(gè)彎曲 角。
9. 如權(quán)利要求8所述的刀片夾具，其特征在于，該凸起地研磨的 側(cè)面區(qū)域的最小半徑是至少R = 800 mm。
10. 如權(quán)利要求1至9之一所述的刀片夾具，其特征在于，該后 角是10。土2。。
11. 一種平面銑刀，用于以偏心安裝的刀具進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)銑削， 特別是用于一個(gè)曲軸或凸輪軸的支承面的精密銑削，具有如上述權(quán)利 要求之一所要求的至少兩個(gè)、優(yōu)選三個(gè)偏心安排的刀片夾具，其中， 在當(dāng)該平面銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)描繪出一個(gè)較小的節(jié)距圓的切削刃末端處的切 削刃倒圓的半徑是小于在描繪出 一個(gè)較大的節(jié)距圓的切削刃倒圓處的 半徑的。
12. —種平面銑刀，用于以偏心安裝的刀具進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)銑削， 特別是用于一個(gè)曲軸或凸輪軸的支承面的精密銑削，具有至少兩個(gè)、 優(yōu)選三個(gè)偏心安排的刀片夾具，這些刀片夾具包括一個(gè)桿狀軸銷(xiāo)以及 帶有焊入的多個(gè)刀片(12)的一個(gè)頭部，這些刀片包含一個(gè)前刀面(27) 以及一個(gè)具有一倒角(25)的側(cè)面(28)，其中，鄰近該二級(jí)切削刃并 且安排在該側(cè)面(28)上的倒角(25)具有向外減小至0 mm的一個(gè) 倒角寬度，其特征在于，在每種情況下該倒角寬度朝向該二級(jí)切削刃 中央增加到一個(gè)最大值，并且其特征在于， 一個(gè)倒角的倒圓半徑是在 這些二級(jí)切削刃末端處為一個(gè)最小值而在該二級(jí)切削刃中央為一個(gè)最 大值。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于緊固在一個(gè)刀具頭部上的一種刀具支架(11)，包括一個(gè)桿狀軸銷(xiāo)(11)以及一個(gè)頭部，該頭部具有一個(gè)焊入的刀具(12)，該刀具帶有由一個(gè)面(27)與一個(gè)自由表面(28)形成的一個(gè)小切削刃。根據(jù)本發(fā)明，該小切削刃具有一個(gè)倒圓的區(qū)域(25)，該倒圓的區(qū)域的半徑從一個(gè)小切削刃末端(25a)連續(xù)地增加到至少到達(dá)該切削刃中央、或到較小的切削刃的另一個(gè)末端(25b)。
文檔編號(hào)B23C5/20GK101626858SQ200880007603
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者H·克萊因, M·海因洛特, R·克勒策爾 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司