用於加工金屬工件的縱向邊緣的方法和裝置製造方法
2023-10-06 04:36:09 1
用於加工金屬工件的縱向邊緣的方法和裝置製造方法
【專利摘要】用於加工金屬工件(2)的縱向邊緣的方法，其中，在加工工件(2)期間，所有切削刃(z)與加工面(B)在作用長度(l)上並且以切削深度(t)相作用，並且切屑分別在等於齒間距(as)的長度上在相鄰的齒之間的分離與切屑沿著作用長度(l)的運動同時進行。
【專利說明】用於加工金屬工件的縱向邊緣的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於加工金屬工件的縱向邊緣的方法和裝置，所述裝置具有通過螺旋形的刀刃形成的周向銑刀。
【背景技術】
[0002]藉助於周向銑刀加工工件縱向邊緣是已知的。按照現有技術，該任務與高的切削速度和長的切屑相聯繫地解決。切削速度通常明顯地高於進給速度。實際上可達到的進給速度通常處於100m/min以下、部分地與差的使用壽命和低的經濟性相聯繫。在多個使用領域中存在對提高進給速度並且改善經濟性的需求。已知的工件的同時處於作用中的齒以不同的切削深度接觸工件並且按照切削弧線運動。因此，加工面附有槽紋，這些槽紋經常造成使用技術上的缺點。
[0003]由AT391989已知一種以周向銑刀用於加工在導輥之間引導的條狀板材的縱向邊緣的實施方式。工件的轉動軸線垂直於板材平面地設置。切削刃按照刀刃軌跡同向或反向於進給方向地接觸加工面。在此，存在逗號形的切屑，這些切屑相比於其長度必然地僅能實現相應的齒進給量的少的間距。這樣產生明顯高於進給速度的切削速度。雖然對高的工作速度的需求部分超過切削速度在技術上可能的極限值，但是這樣的任務不可能利用已知的方法解決。
[0004]由DE3435352已知一種用於加工縱向邊緣的具有螺旋形刀刃的周向銑刀。工具的刀刃相對於轉動軸線以預定的角度設置。轉動軸向是這樣傾斜的，使得在作用期間，切削刃的位置垂直於板材平面。刀刃在加工面上的橢圓的切削弧線按照這樣的方式比刀刃的刀刃軌跡更平緩，由此可以獲得長的切屑。在此，類似於已經描述的情況，切削速度也明顯高於進給速度。但是加工面按照切削弧線附有波紋，這可能使得再加工的需要成為必須的。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於，創造用於加工工件的縱向邊緣的方法和裝置，這種方法和裝置能按照簡單和低成本的方式以高的進給速度在低的切削速度同時與刀刃的長的使用壽命相聯繫地實現加工。按照本發明，該任務在開頭給出類型的方法中通過如下方式解決，即，在加工工件期間，所有切削刃與加工面在作用長度上並且以切削深度相作用，並且切屑分別在等於齒間距的長度上在相鄰的齒之間的分離與切屑沿著作用長度的運動同時進行。
[0006]因此，為了加工工件的縱向邊緣，設有一種具有至少一個螺旋形的、構成為具有小的螺旋角(SteigungswinkeI)的切削刃的周向統刀,所述切削刃使加工面同時與多個沿進給方向作用的齒以相同的切削深度以均勻的間距相接觸。周向銑刀這樣置於轉動中，使得由於在切削區域中的工件和齒之間的相對速度，各切屑分別在齒間距的長度內的分離與切削刃沿著作用長度的運動同時進行。因此，不同於其他的銑削方法，按照本發明地達到比相應的切削速度高多倍的進給速度。於是加工面是無槽紋的。
[0007]基於在刀刃的由轉數決定的運動速度和進給速度之間的關係，按照本發明地相應地在切削刃間距的長度內產生切削。在切削期間，切削刃在加工面上沿著工具的整個接觸長度以類似於縱向進給的速度運動。切削速度由它們的差產生並且明顯低於進給速度。因為所有刀刃以相同的切削深度作用，所以加工面是光滑的並且無多餘波紋(Restwelle)的。
[0008]切削刃在加工面上與轉數有關的速度的調整與通常可變的進給速度和恆定的工具尺寸有關地進行。該任務優選可以通過電子控制器件解決，該電子控制器件通過藉助於計算單元持續檢測進給速度來調整對於實施描述的功能所必需的轉數。
[0009]所描述的特徵與其他的周向銑刀相比能實現多種相互支持的優點，特別是在明確地減小切削速度時顯著提高了進給速度。這是在以特別高的進給速度加工縱向邊緣時經濟地解決任務的基本前提。
[0010]按照新的方法特徵，存在將切屑長度限制於在兩個工具齒之間的距離的尺寸的可能性。短的切屑可以被容易地清除並且以較有利的空間利用率被存放。
[0011]存在用於工具的多樣性的構型可能性。切削刃可以以單線的或者多線的螺旋的形式構成。同時對加工面產生影響的切削刃可以使用到圓柱形的或者圓錐形的周向銑刀上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]以下藉助於實施例參照附圖更詳細地闡述本發明。圖中:
[0013]圖1以正視圖示出按照本發明的周向銑刀的實施例連同工件的示意圖；
[0014]圖2以示意性俯視圖示出在圖1中所示的實施方式；
[0015]圖3示出加工面連同在圖1和2中所示的實施方式的切削刃的放大圖；
[0016]圖4示出加工面連同如下實施方式的切削刃的放大圖，該實施方式以高於進給速度的切削刃速度工作；
[0017]圖5示出按照本發明的多級工具的示意圖；
[0018]圖6示出按照本發明的周向銑刀的示意圖，該周向銑刀用於加工軌道的滑動面的切向的部分區域。
【具體實施方式】
[0019]在圖1中以正視圖示意性地示出一個按照本發明的周向銑刀I和一個工件2。
[0020]圖2以示意性俯視圖示出在圖1中所示的按照本發明的周向銑刀I和一個工件
2。圓柱形的周向銑刀I的轉動軸線O這樣平行於加工面B地設置，使得所有構成為螺旋形的切削刃z同時與加工面B在長度I上相作用。切削刃分別多線地這樣構成為具有螺旋角α，使得在各切削刃ζ之間存在均勻的齒間距as。周向銑刀I在朝向進給方向Lg的一側的區域中在長度k上按照角度β地構成為圓錐形的，以便確保刀刃由無切削的狀態平緩地作用。
[0021]周向銑刀分別包括一個圓柱形的區域I和一個圓錐形的區域k，所述圓柱形的區域和圓錐形的區域產生整個工具長度L。周向銑刀I沿方向η以預定的方式轉動，從而切削刃與進給方向Lg同向地、然而稍微慢於進給速度地運動。
[0022]在圖3中可見在圖1中所示的周向銑刀的作用區域。在以切削深度t加載的加工面B的區域中，切削速度Vs由進給速度Lg和刀刃的運動速度Vz的差產生。所述兩個速度優選可以相對於彼此這樣確定，使得在工具的整個作用行程I完成時與切屑S由加工面B分離的同時在所表示的切削位置之間達到處於兩個刀刃之間的切削行程as。這種作用方式的極限狀態基於一方面沿著作用行程I的切削刃運動Vz和另一方面在齒間距as的區域中的切削運動Vs的時間耗費的一致性。所述運動能夠藉助於電子控制器件相互協調。根據電子檢測的進給速度Lg可以藉助於計算單元來調節用於保證過程的工具轉數η。
[0023]與已知的銑削方法相比，按照本發明的方法具有如下有利的特性，S卩，切削長度不超過齒間距as，從而有利於使用具有小的齒間距並且具有高的齒數的周向銑刀。
[0024]通過使用在刀頭上的小的齒間距可以提高在作用行程I中的處於切削中的齒ζ的數量。因此，在進給速度Lg保持不變時與具有更小的齒數的設計相比達到切削速度Vs的減少。刀刃的更高的數量附加地引起切削能量的有效的分配。由於工具周側的彎曲的形式產生以具有小的深度的縱向溝槽的形式的加工面。根據所選擇的工具直徑D和加工面的寬度可以使與平面相比的差異最小化並且能使其忽略。
[0025]在圖4中可見周向銑刀I的作用區域，該周向銑刀的切削速度Vz大於進給速度Lg。切削速度Vs由所述的組件的差產生。切屑S的分離優選以等於加工深度t的切屑厚度S與切削刃沿著加工邊緣B的運動同時進行。切削行程等於工具I的圓柱形長度I提高了齒間距as的尺寸。與短的切屑s和與高的進給速度Lg相關聯的低的切削加工速度Sz相聯繫的優點也在該設計變型方案中出現。
[0026]在圖5中示意性地示出按照本發明的多級工具的實施例。通過藉助於圖1至4描述的特徵的簡單的進一步擴展方案，能夠構造兩級的或者更多級的工具，利用所述工具能夠完成如下的加工情況，在這些加工情況中必需的加工深度t大於允許的切屑厚度。在此，在相同的轉動軸線O上裝配兩個或者更多個工具I。功能基於齒間距和工具的作用長度I的一致性來保證。周向銑刀的直徑按照切屑厚度所不同。
[0027]圖6是按照本發明地構造的周向銑刀I的示意圖，該周向銑刀用於加工軌道的彎曲的行駛面輪廓的切向部分區域。工具I的螺旋形的切削刃以平行於工具的轉動軸線O的位置來接觸加工面，所述工具(類似於在圖1至5中那樣)與軌道行駛面的加工軌跡相切地設置。在周向銑刀I和工件2之間，平行於加工面B地以進給速度Lg沿著加工面B實施相對運動。彎曲的行駛邊緣的加工以與軌道輪廓相切地延伸的切削軌跡進行。
[0028]在使用軌道時，在其行駛面上產生幾何上和冶金上的缺陷，所述缺陷具有對使用壽命和行駛質量有害的影響。軌道通過加工有缺陷的區域和變形部來修復。此外，為了實施該工作而使用周向銑刀技術，所述周向銑刀技術具有低的生產率和低的工作速度(通常低於3km/h)。然而這些值可以以高的切削速度來達到，所述切削速度與少的使用壽命相聯繫地產生高的加工成本。使用按照本發明的銑削方法是在工藝技術上和經濟上有利的並且能實現多倍更高的生產率，該生產率以緩慢行駛的火車的速度來解決任務。因此，軌道的修復能夠在沒有軌道運行的由阻塞決定的中斷的情況下在行車時刻表之內實施。
【權利要求】
1.用於加工金屬工件(2)的縱向邊緣的方法，其特徵在於，在加工工件(2)期間，所有切削刃(z)與加工面(B)在作用長度(I)上並且以切削深度(t)相作用，並且切屑分別在等於齒間距(as)的長度上在相鄰的齒之間的分離與切屑沿著作用長度(I)的運動同時進行。
2.用於實施根據權利要求1所述的方法的裝置，具有通過螺旋形的刀刃形成的周向銑刀(I)，其特徵在於，所述周向銑刀(I)的刀刃的運動速度(Vz)小於進給速度(Lg)地設計，其中，切屑(s)以等於齒間距的長度在相鄰的刀刃之間的分離在切屑沿著作用長度(I)運動期間進行。
3.用於實施根據權利要求1所述的方法的裝置，具有通過螺旋形的刀刃形成的周向銑刀(I)，其特徵在於，刀刃的運動速度(Vz)高於進給速度(Lg)地設計，並且切屑以等於齒間距的長度的分離與切削刃(Z)沿著作用長度(I)的將齒間距(as)延長的區域的運動同時進行。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其特徵在於，配設有螺旋形的刀刃(s)的周向銑刀(I)在該刀刃的作用長度(I)的區域中構成為圓柱形的，並且所述切削刃(z)分別以一致的輪廓區域接觸加工面(B)。
5.根據權利要求2至4中之一所述的裝置，其特徵在於，所述周向銑刀(I)具有圓錐形的周面。
6.根據權利要求2至5中之一所述的裝置，其特徵在於，在所述周向銑刀(I)的作用區域中，所述周向銑刀的周面在預定的長度(k)上設計為成角度(β)。
7.根據權利要求2至5中之一所述的裝置，其特徵在於，通過連接至少兩個構成為具有相同的作用長度⑴和齒間距(as)、然而具有不同的直徑(D1)和(D2)的周向銑刀(3)和(4)在相同的轉動軸線(O)上形成多級工具。
【文檔編號】B23C3/12GK104010754SQ201280063208
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月4日 優先權日:2011年12月21日
【發明者】約瑟夫·波米卡切克 申請人:約瑟夫·波米卡切克