具有精調的刀具的製作方法

2023-06-09 03:09:46 2

專利名稱：具有精調的刀具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於一切削元件的刀具座，包括一沿一縱軸線延 伸的刀具基體，該刀具基體配備一用於切削元件的徑向位置的精調機 構並且具有一刀片座用以固定切削元件。刀片座包括一支承面、向切 削側那邊是敞開的並且對置於切削側具有 一後面的支承壁，切削元件 相對於所述支承面夾緊。
背景技術：
在用於工件的切削加工的刀具中不僅使用旋轉的刀具例如鑽頭或 銑刀，而且使用不旋轉的刀具例如車刀或切斷刀。
在製造高精密的工件時特別在旋轉的刀具中常常取決於切削元件 的精確的徑向定位。切削元件在這種情況下典型的是可更換的刀片， 其按照應用情況也構成為轉位式刀片，通過精調機構的應用可以取消 使用磨利的轉位式刀片，其是很昂貴的。可以採用擠壓製成的並從而 便宜的轉位式刀片。
由FR2 125 227得知一種銑刀，其包括一用於一刀片的徑向位置 的精調機構。其中制出一傾斜於刀具的縱軸線並沿刀具的全寬延伸的 凹槽。此外在中心設置在刀具基體和與凹槽底面相交的縱向開口。在 凹槽中沿徑向方向可從外面擰進一調節螺釘。藉此使刀具基體固定刀 片的前部沿徑向方向向外彎曲。由於凹槽和縱向開口削弱了刀具基體， 從而降低穩定性。而且通過該措施，其使刀具基體的整個前面的分段 彎曲，從而只可徑向調節一個刀片。
在FR2 125 227中描述的另 一實施例中描述一種銑刀，其具有多 個刀片。它們分別藉助於一刀片座固定在刀具基體上。刀片座本身又 具有凹槽和一在凹槽底面上延伸的且橫截面為圓形的開口。為了確定
徑向位置，在這裡也向凹槽中擰入一螺釘。但由於一刀片座的附加設 置在這裡需要的結構空間是較大的並且要求的元件的數量及其相應的 空間需要是很大的。因此特別在小的刀具中這種方案是不適用的。
由DE 102 50 018A2也得知一種銑刀中的精調機構。其中繞基體 的圓周分布設置多個調節部分，所述調節部分通過各分開穿口與中心 的基體分開並且經由兩個邊緣側的材料橋連接於中心的基體。各調節 部分分別支承一刀片。沿徑向方向穿過調節部分分別引導兩個支承螺 釘，其支承到一沿縱向方向延伸的偏心輥上。其中經由偏心輥的調節 實現刀片的精定位，該偏心輥作用到支承螺釘上，從而將支承螺釘和 與支承螺釘一起將整個的調節部分徑向向外擠壓。由於選擇的結構， 在這裡調節部分必須構成堅固的，以便確保足夠的穩定性。因此這樣 的實施方案也不適用於小直徑的刀具。
此外例如由US 2003/0099519 Al已知，將一夾緊螺釘設置在一在 刀具基體內製出的開口中，用以將一刀片夾緊入一刀片座中。但在這 裡沒有提供沿徑向方向的精調而只提供刀片的夾緊。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種刀具座，其包括一用於一刀片的徑 向位置的精調機構，其中總體上在同時獲得足夠高的穩定性的情況下 實現一很緊湊的結構，從而精調機構也特別適用於小外徑的刀具。
按照本發明通過一種用於一切削元件、特別是刀片的刀具座達到 該目的，其包括一沿一縱軸線延伸的刀具基體，該刀具基體配備一用 於切削元件的徑向位置的精調機構並且具有一刀片座用以固定切削元 件。刀片座包括一支承面、向切削側那邊是敞開的並且對置於切削側 具有一後面的支承壁，切削元件相對於所述支承面夾緊。為了構成精 調機構，支承壁通過制出一擴展開口構成一保持彈性的板條，該板條 只在一 固定側連接於其餘的刀具基體。在擴展開口中可擰入一具有圓 錐頭的螺釘用於精調。
通過支承壁作為 一可彈性彎曲的或變形的板條的實施形式如一扁 平的薄的調節板達到一很節省位置的結構。為了實現緊湊的構造，切
削元件直接固定在刀具基體上。因為此外擴展開口直接鄰接刀片座制 出並且與其只通過薄的板條隔開，所以只很小地削弱刀具基體，從而 只很少地影響整體穩定性。因此在總體上在緊湊結構和高的穩定性的 情況下實現一徑向定位。為了引起一儘可能小的削弱，擴展開口優選
只具有一在約0.5至lmm範圍內的寬度。
通過將擴展開口設置在刀片座附近並且設置較薄壁的板條，在操 縱調節螺釘時能夠用較小的力量消耗實現徑向位置的調節。刀具基體 的待通過螺釘調節的區域只是在固定側保持彈性的板條，其只具有較 小的質量。因此也可以相應精細地確定調節螺釘的尺寸，這總體上有 助於緊湊的結構。
為了構成板條，擴展開口優選具有一縱向側邊和一與其成大致直 角延伸的橫向側邊。因此在橫截面看擴展開口至少構成大致L形的。 通過縱向側邊和橫向側邊板條在至少兩個側面與其餘的刀具基體分 開。橫向側邊具有一大致相當於板條壁厚的長度並且建立從後面的縱 向側邊到刀片座的連接。
按照一符合目的的實施形式，縱向側邊平行於支承壁延伸。在這 種情況下擴展開口具有一個或兩個橫向側邊。在兩個橫向側邊時，它 們對置地大致成直角設置在縱向側邊上，從而板條在三個側面與其餘 的刀具基體分開並且只仍以一固定側與其連接。
在一有利的可選擇的進一步構成中，擴展開口從支承面的一拐角 孔開始並且傾斜於支承壁延伸，從而構成一在橫截面看為楔形的板條。
為了儘可能小地削弱刀具基體，擴展開口只大致沿刀片座的刀片 座寬度延伸。由於擴展開口只設置用於分開構成支承壁的板條，並且 不必彈性彎曲刀具基體的其他的部分，所以沿刀片座寬度的較短的開 口對於期望的徑向精調是足夠的。
符合目的地，板條只具有一在約1.5mm至2.5mm範圍內的壁厚。 由於該微小的壁厚，克服彈性恢復力的板條調節只需要微小的力消耗， 並從而很精密的調節是可能的。同時幾乎不削弱刀具基體的中心區域。
優選支承面設有一螺釘孔，其供用於擰入一穿過切削元件的用於
切削元件的固定螺釘。因此切削元件在組裝狀態下直接通過固定螺釘 固定。沒有提供其他的夾緊元件如卡爪等。
按照第一實施方案，板條的固定側優選沿支承面延伸。板條因此 在刀片座的底部上與刀具基體連接。
按照第二實施方案，板條的固定側優選沿刀片座的一側面的支承
壁延伸。側面的支承壁構成一轉位式刀片的支承面。因此板條的固定 側垂直於支承面延伸。擴展開口的橫向側邊在支承面的水平上一直延 伸到刀片座的自由空間，因此將板條從刀片座的底面(支承面)上分 開。
為了能夠實現一高精度的和很精細定量的調節，擴展開口延伸至 一擴展開口深度，該深度超過一通過刀片座的其中 一個支承壁確定的 刀片座水平。支承壁例如是已提到的側面的支承壁或支承面。如果支 承壁是一側面的支承壁，則擴展開口稍微超過刀片座寬度延伸。如果 支承壁是支承面，則擴展開口終止在支承面下方。通過該措施總體上 獲得對彈性的恢復力的影響。在這方面有利的是擴展開口只延伸至超
過刀片座水平約lmm至2.5mm。
為了進一步對彈性的恢復力的確定的調節，按照一有利的進一步 構成設置另一擴展開口，其平行於擴展開口定向並且在板條的面向刀 片座的側面上制出。通過該措施，板條的彎曲邊緣例如設置在支承面 的水平之下。藉此由於在支承面的水平上加長的"彎曲臂"，達到一增 大的調節位移。在這方面有利的是另一擴展開口延伸至超過擴展開口 深度。為了達到一儘可能大的調節，此外有利地設定，另一擴展開口 傾斜於擴展開口延伸，從而在該兩開口之間構成一銳角。該銳角優選 在約5至15。的範圍內。


以下藉助附圖更詳細地說明本發明的各實施例。其分別以部分的 視圖示出
圖1A —埋頭鑽的側視圖，包括沿軸向方向相互位錯設置的刀
片；
圖IB按圖1A的埋頭鑽的前面視圖2A、 2B 精調機構的第一實施方案，其中圖2A示出按圖1B 的前面視圖的一部分的俯視圖，而圖2B是沿圖2A中的線2B-2B截取 的大致平行於縱軸線的剖視圖3A、 3B 精調機構的第二實施例，其中圖3A類似於圖2A示 出按圖1B的前面的視圖，而圖3B是沿圖3A中的線3B-3B截取的大 致平行於縱軸線的剖視圖4A、 4B 精調機構的第三實施例，其中圖4A是一從前面沿 軸向方向後移的刀片的側視圖，按其在圖1A中所示的方式，而圖4B 示出沿圖4A中的線4B-4B截取的大致橫向於縱軸線的剖面圖5A、 5B精調機構的第四實施例，其中圖5A類似於圖4A是
圖1A中示出的後移的刀片的側視圖，而圖5B是沿圖5A中的線5B-5B
截取的大致垂直於縱軸線的剖視圖；以及
圖6 —具有圓錐形螺釘頭的調節螺釘的側視圖。
具體實施例方式
各圖中起相同作用的部分用相同的附圖標記表示。 用於一刀片2A、 2B的徑向定位的精調^^構示例性藉助圖1A、 1B 示出的埋頭鑽4來說明。原則上該精調機構可以轉用到全部的刀具型 式上，特別轉用到具有可更換的刀片2的旋轉刀具上，例如銑刀、鉸 刀、埋頭鑽和車刀。
如由圖1A、 1B可看出的，埋頭鑽4具有兩個前面的旋轉位錯約 180。的刀片2A，該刀片直接設置在埋頭鑽4的前端面6上。在軸向或 縱向方向8上向後位錯地設置兩個其它的刀片2B，其與刀片2A設置 於一共同的夾緊空腔9中並且也旋轉位錯約180。地設置。刀片2A、 2B分別具有一切削角10，其向一切削側11、亦即圓周表面定向。刀 片2A、 2B利用切削角IO在工件加工時與工件嵌接。刀片2A、 2B的 切削角IO設置在不同的徑向位置，而且通過後面的較大的刀片2B確 定一較大的圓周。所謂徑向方向在這裡總的來說被理解為一垂直於縱 軸線8的方向。刀片2A、 2B直接藉助於一夾緊螺釘12固定在一刀具
基體14上。刀具基體在以下簡稱為基體14。基體14在其後面的區域 內具有一刀柄16,其在工作中固定於一工具機中並且藉助於一主軸使之 繞其中心的旋轉軸線旋轉運動。
利用埋頭鑽例如精密加工一現有的用於一密封面的孔，其中前面 的刀片2A將圓柱表面擴大到預定的尺寸，並且隨後的軸向向後位錯 的刀片2B在一上面的分區域內將孔的直徑擴大一精確的尺寸，從而 構成一臺階，在該臺階上例如配合精確地嵌入一密封元件。
將刀片2A、 2B固定於一刀片座中，其通過一至少一個側面的支 承壁20A、 20B以及一個後面的通過一保持彈性的板條22構成的支承 壁的支承面18(參見例如圖2A、 3A、 4B、 5B)構成。對置於板條22, 刀片座向切削側11那邊是敞開的，在那裡因此沒有支承或限定壁。在 刀片2B中刀片座具有兩個側面的支承壁20A、20B，而在用於刀片2A 的刀片座中其也向前面6那邊基本上是敞開的。
板條22是一板狀的元件，其仍只在一固定側經由一連接板條24 (參見圖2A、 3A、 4A、 5)與其餘的基體14相連接。板條22是基體 14的一通過一擴展開口 26分開的分區域。
為了調節刀片2A、 2B的徑向位置，設置一調節螺釘28。該調節 螺釘擰入一設有螺紋的螺釘孔30A中。擴展開口 26與螺釘孔30A交 叉，從而在檸入調節螺釘28時擴展開口 26張開並且沿徑向方向向外 擠壓板條22。
在刀具基體14中制出螺釘孔30A，這在特別通過一衝壓腐蝕方法 構成擴展開口 26之前進行。如由圖1A可看出的，將調節螺釘28在 刀片2B中沿徑向方向擰入擴展開口 26中，而用於刀片2A的調節螺 釘28從前面6大致沿縱向方向8擰入。因此有可能或從上面或與上面 成90°從前面6實現兩種調節方案。
如特別由圖2B、 3B、 4A和5A可看出，刀片座向板條22那邊具 有各拐角孔31。各拐角孔31在刀片座的構成中通常通過鑽孔制出。 在這方面也由支承面18切除一寬材料段，從而在各圖中產生可見的圓 形軌跡。
第一實施例，以下稱為方案A，現在藉助圖2A、 2B來說明。如 由按圖2B的剖視圖可看出的，擴展開口 26由一縱向側邊32A和一橫 向側邊32B構成。縱向側邊32A平行於通過板條22構成的用於刀片 2A的(在圖2A中用虛線示出的)支承壁延伸。橫向側邊32B大致通 過一90。圓弧成直角連接於縱向側邊32A並且向基體14的前面的自由 空間延伸。縱向側邊32A在基體14的前面的端面6上開始並大致相 當於一刀片座寬度61。擴展開口 26本身具有一在約0.5至lmm範圍 內的開口寬度62。通過擴展開口 26構成的板條22具有一壁厚d，其 處在約1.5mm至2.5mm的範圍內。擴展開口 26具有一擴展開口深度 t。在圖2A、 2B的實施例中該深度t相當於一垂直於縱軸線8的大致 徑向的穿透深度。深度t的尺寸在這裡確定成使擴展開口 26越過一在 圖2A、 2B的實施例中通過支承面18確定的刀片座水平n延伸。
除擴展開口 26外設置另 一擴展開口 34,其在支承面18與板條22 之間的稜角處在基體14中制出。該另一擴展開口 34—方面大致沿徑 向方向延伸，而另一方面沿支承面18與板條22之間的邊緣延伸。另 一擴展開口 34沿徑向方向通過一傾斜角a定向，該傾斜角在實施例中 約為12。。在支承面18本身中制出另一螺釘孔30B,其用於容納夾緊 螺釘12。
如由圖2B可看出的，螺釘孔30A從前面6通過傾斜於縱軸線8 的定向伸進基體14中。擴展開口 26在前面6偏心地與螺釘孔30A相 交。螺釘孔30A在一頭部區域內具有一成圓錐形按一圓錐體型式延伸 的支承面，用於一調節螺釘28的與其互補構成的螺釘頭36 (對此參 見圖6)。
以下稱為方案B的按圖3A、 3B的實施例與方案A相比的區別基 本上在於省去另一擴展開口 34以及在於擴展開口 26的傾斜的定向。 擴展開口 26在該實施例中與刀片座的通過板條22構成的後面的支承 壁傾斜延伸地構成，並且與其圍成一銳角P。擴展開口26在這裡再次 在前面6上開始並終止在刀片座的圓形的拐角孔31。因此在該實施方 案中由於傾斜的構成取消橫向側邊32B。該實施方案的特徵在於特別
簡單的製造，因為只必須制出一直線的擴展開口 26。
在圖4A、 4B的實施例中(以為稱為方案C)和圖5A、 5B的實 施例中(以下稱為方案D)螺釘孔30A從一圓周表面開始沿徑向方向 延伸，用樣擴展開口 26沿徑向方向延伸到擴展開口深度t。
兩方案C與D之間的基本區別在於，在按圖4A、 4B的方案C中 連接板條24在側向且大致垂直於支承面18定向地延伸。與此相對， 在按圖5A、 5B的方案D中如同也在方案A和B中連接板條24在刀 片座的底面上沿支承面18延伸地構成。
由於刀片座在方案C和D中具有一向前面6那邊的第二側面的支 承壁20B，在這些實施方案中在基體14與板條22之間設置另一分離 點。也就是說擴展開口 26除縱向側邊32A外還具有一第一橫向側邊 32B以及一第二橫向側邊32C。在按圖4A、 4B的方案C中第一橫向 側邊32B構成為第二側面的支承壁20B的延長。第二橫向側邊32Ci殳 置在支承面18的高度上並且大致在刀片座的底面將板條22與其餘的 基體14分開。
在按圖5A、 5B的實施方案D中擴展開口 26在按圖5A的俯視圖 中大致按一U形方式構成，同時擴展開口的兩橫向側邊32B、 32C分 別向刀片座的拐角孔31敞開。在該實施方案中再次設置另 一擴展開口 34，其從支承面18與板條22之間的稜角與擴展開口 26傾斜地延伸入 基體14中。該另一擴展開口的末端-類似於按圖2A、 2B的實施例-較深地設置於基體14中，亦即其比擴展開口 26較深地延伸入基體14 中。
利用圖6中再次以側視圖示出的調節螺釘28實現擴展開口 26的 一確定的擴張並從而實現刀片2A、 2B的徑向位置的一確定的精確的 且很精細的調節。調節螺釘28具有圓錐形構成的螺釘頭36。圓錐圃 周表面與螺釘縱軸線傾斜一圓錐角Y。通過該傾斜角的調節校準擴展開 口 26的擴張性能，該傾斜角在實施例中約為15°。螺釘孔30A的頭座 與其互補以一相同數量級的楔形角構成。
權利要求
1.用於一切削元件(2A、2B)的刀具座，包括一沿一縱軸線(8)延伸的刀具基體(14)，該刀具基體配備一用於切削元件(2A、2B)的徑向位置的精調機構並且具有一刀片座用以固定切削元件(2A、2B)，其中刀片座包括一支承面(18)、向切削側(11)那邊是敞開的並且對置於切削側(11)具有一後面的支承壁，切削元件(2A、2B)相對於所述支承面夾緊，其特徵在於，支承壁通過制出一擴展開口(26)構成為一保持彈性的板條(22)，該板條只在一固定側(24)連接於其餘的刀具基體(14)，其中在擴展開口(26)中可以擰入一調節螺釘(28)用於切削元件(2A、2B)的徑向位置的精調。
2. 按照權利要求1所述的刀具座，其特徵在於，擴展開口 (26) 具有一縱向側邊(32A)和一橫向側邊(32B、 32C)。
3. 按照權利要求2所述的刀具座，其特徵在於，縱向側邊(32A) 平行於支承壁延伸。
4. 按照權利要求1所述的刀具座，其特徵在於，擴展開口 (26) 從支承面(18)的一拐角孔(31)開始傾斜於支承壁延伸，從而構成 一在橫截面看為楔形的板條(22)。
5. 按照上述權利要求之一項所述的刀具座，其特徵在於，刀片座 具有一刀片座寬度(61)並且擴展開口 ( 26 )只大致沿刀片座寬度(61) 延伸。
6. 按照上述權利要求之一項所述的刀具座，其特徵在於，板條(22 ) 具有一在約1.5mm至2.5mm範圍內的壁厚(d )。
7. 按照上述權利要求之一項所述的刀具座，其特徵在於，支承面 設有一螺釘孔(30B)，其供用於擰入一穿過切削元件(2A、 2B)的用 於切削元件(2A、 2B)的夾緊螺釘(12)。
8. 按照上述權利要求之一項所述的刀具座，其特徵在於，板條(22 ) 的固定側(24)沿支承面(18)延伸。
9. 按照權利要求1至7之一項所述的刀具座，其特徵在於，板條 (22)的固定側(24)沿刀片座的一側面的支承壁(20A)延伸。
10. 按照上述權利要求之一項所述的刀具座，其特徵在於，擴展 開口 (26)延伸至一擴展開口深度(t)，該深度超過一通過刀片座的 其中一個支承壁(20A、 20B、 18)確定的刀片座水平(n)。
11. 按照權利要求10所述的刀具座，其特徵在於，擴展開口 (26) 延伸至超過刀片座水平(n)約lmm至2.5mm。
12. 按照上述權利要求之一項所述的刀具座，其特徵在於，設置 另一擴展開口 (34)，其平行於擴展開口 (26)定向並且在板條(22) 的面向刀片座的側面上制出。
13. 按照權利要求12和權利要求10或11所述的刀具座，其特徵 在於，另一擴展開口 (34)延伸至超過擴展開口深度(t)。
14. 按照權利要求12或13所述的刀具座，其特徵在於，另一擴 展開口 (34)傾斜於擴展開口延伸，從而在它們之間構成一銳角的傾 斜角度(a)。
全文摘要
為了在刀具(4)中能夠實現一刀片(2A、2B)的徑向位置的精調，在一刀具基體(14)中，其具有一刀片座用於直接固定刀片(2A、2B)，一後面的用於刀片(2A、2B)的支承壁構成為保持彈性的板條(22)。為此在刀具基體(14)中制出一擴展開口(26)，使板條(22)只仍在一固定側(24)連接於其餘的刀具基體(14)。在擴展開口(26)中可擰入一調節螺釘(28)用於精調。該實施形式允許一小型的結構並且只導致微小地降低刀具基體(14)的穩定性。因此該精調機構特別也可在小的刀具中使用。
文檔編號B23B29/034GK101180147SQ200680017612
公開日2008年5月14日 申請日期2006年4月25日 優先權日2005年6月1日
發明者賴納·屈希勒爾 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司