CN102762325B - 用于机加工的工具以及切削镶片在此工具中的定向方法 - Google Patents

Abstract

一种工具包括一个母体（12）以及至少两个直接或间接地紧固到该母体（12）上的切削镶片（14）。一个中央夹紧装置（30）被配置为相对于该母体（12）将这些切削镶片（14）夹紧在一个定向的位置。一种组件包括该工具（10）以及一个导板（32），该导板能够容纳该工具（10），其方式为使得该切削镶片（14）位于工具（10）上的一个希望的位置并且可以通过启动该夹紧装置（30）而被夹紧在所希望的位置。一种用于将至少一个切削镶片（14）紧固到母体（12）上的方法包括对母体（12）装配该切削镶片（14）；将母体（12）安排在一个导板（32）中；将该切削镶片（14）带到一个所希望的位置；并且将该切削镶片（14）夹紧在所希望的位置中。

Description

用于机加工的工具以及切削镶片在此工具中的定向方法

技术领域

本发明涉及一种用于机加工的工具，该工具包括一个母体和至少两个直接或间接紧固到该母体上的切削镶片。本发明还涉及一种组件，该组件包括此种工具以及一个用于将这些切削镶片在该母体上进行定向的导板（jig）。最后，本发明涉及一种用于将切削镶片紧固到此类工具母体上的方法。

背景技术

根据本发明的工具在最宽意义上是一种铣刀、钻孔或铰孔工具，即，该工具是转动设置的并且被用于通过机加工去除原料。为了机加工有待切削的材料，在该工具的母体上提供多个切削镶片。所述切削镶片通常由烧结材料或通过冶金学熔炼法生产的切削材料制成并且具有至少一个切削刃。为了确保所使用的切削镶片的长使用寿命以及工件的被机加工表面的高品质，重要的是一个工具的所有切削镶片的切削刃都被正确地定向。如果作用在工件上的这些切削刃没有准确地在轴向和/或径向上定位，则不会获得均匀的表面。如果这些切削镶片中的一些在该工件表面的方向上比其他切削镶片伸出得更远，则这些伸出得更远的切削镶片会过早地磨损。

从现有技术已知以单独地可调节的方式将每个切削镶片附接到母体上。这使得该工具的使用者能够将这些切削镶片单独地进行正确定向。从多个已知的设计中，可以提及US 2007/0127992 A1和US 20080107493 A1作为实例。在提及的第一个文件中所示的是这样的铣刀：其中每个切削镶片被附接到一个夹具上，该夹具进而被安排在该铣刀母体的接收座中。一个调节螺钉被设置在每个夹具的背离切削镶片的后侧之后，通过这个调节螺钉，每个夹具的位置都可以在轴向方向上单独地进行设置。提及的第二个文件披露了一种调节装置，这种调节装置可以用于钻孔刀具、铣刀、以及车刀中。而且其中，使用了将相应的切削镶片附接到其上的夹具。该夹具在其远离切削镶片的末端处被紧固到该工具上并且配备有一个弯曲区域，使得配备有该切削镶片的末端可以在径向方向上向外进行调节。对于装置调节，提供了一个调节螺钉，该调节螺钉配备有一个偏心表面并且它可以将一个配备有楔形表面的调节滑块移位，一个压力件进而支承在该调节滑块的楔形表面上，这个压力件与该夹具相互作用。这些方案以及其他来自现有技术中的已知方案的共同特征是：每个单独的镶片都必须手动地进行调节。当有两个切削镶片附接到一个夹具上时，这样做所涉及的努力是非常可观的；在这种情况下，还必须进行复杂的手动调整。

作为手动调节每个单独切削镶片的一个替代方案，已知的是使用以高精度生产的、并且安排在同样以相应精度生产的接收座中的切削镶片。以此方式，可以避免对每个单独切削镶片的手动调节。然而，这些在切削镶片的生产和该工具的生产过程中必都须保持的精密公差要求非常高的生产支出，这导致了高的生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种工具以及一种用于对工具装配切削镶片的方法，其突出之处在于该工具和切削镶片的低的生产成本、并且此外还允许以极小的努力获得对所有切削镶片的精确调整。

为了实现这个目的，根据本发明在开篇提到的类型的工具中提供了一种中央夹紧装置，通过这种中央夹持设备，这可以将些切削镶片相对于该母体而固定或夹紧在一个定向的位置中。根据本发明的工具是基于以下基础概念：首先将所有这些切削镶片相对于其母体进行定向并且然后在一个操作中将多个切削镶片同时夹紧在它们的所希望的位置之中。这使得具有标准生产公差的切削镶片能够被使用，并且还使得在母体的生产过程中能够简单地维持正常的公差。这得到了低的生产成本。该工具的必要精度是通过将每个单独的切削镶片单独地定位在其希望的位置上而获得的。然而，通过使用该中央夹紧装置，并不要求在必须将每个单独的切削镶片夹紧在其位置中时所涉及的努力。

优选在该母体上提供多个接收座，该接收座中安排了对应的切削镶片。对每个切削镶片使用单独的接收座获得了该工具的高强度以及高精度。

取决于其要求，每个切削镶片可以直接插入该接收座中或者可以替代地附接到一个夹具上，该夹具进而被插入对应的接收座之中。如果该切削镶片有待被直接插入接收座之中的，则要求某个最小尺寸，使得该切削镶片能可靠地被夹紧。这导致了在切削镶片的生产过程中使用多少更多的材料。然而，相反，并不需要将切削镶片附加到夹具上所要求的努力。在另一方面，如果使用夹具，则实际的切削镶片可以被制作得非常小。这在切削镶片的生产过程中节省了材料，但是要求附接到夹具上。

当未启动该夹紧装置时，该切削镶片优选地在接收座中在轴向和/或径向方向上是可移位的且可转动的。这使得所有的切削镶片（如果需要，则与它们的夹具一起）被正确地定向在母体上并且在定向之后被夹紧在所希望的位置中。

根据一个优选实施方案，该接收座被设计为像一个凹座，具有底表面、一个顶表面、以及至少一个侧表面。这样一个接收座非常紧密地包封了该切削镶片（如果需要，还以及所使用的夹具），使得确保了该母体中切削镶片的良好引导。

为了确保这些切削镶片的精确定向，该夹紧装置将该切削镶片夹紧在一个参考表面上或者多个参考表面上。这个参考表面特别地可以该接收座的底表面或顶表面。这些参考表面还有可能由该接收座的一个或多个侧表面以及一个底表面或顶表面形成。如果只需要这些切削镶片的轴向定向，如在面铣削的情况下，则这种配制是适合的。

优选提供多个压力装置，这些压力装置试图将该切削镶片推出该接收座。这些压力装置确保每个处于初始状态的切削镶片都位于所希望的位置之“外”的位置中。这是使得所有切削镶片都通过非常简单的装置（例如，一个导板，该母体插入该导板中）被同时推到其希望的位置中的先决条件。然后可以通过启动该夹紧装置而将这些切削镶片夹紧在所希望的位置中。

这些压力装置可以例如通过至少一个弹簧，例如板弹簧，或者还通过多个弹性体元件，特别是橡胶元件来形成。

该夹紧装置可以是机械夹紧装置。在这种情况下，该夹紧装置可以特别地具有一个夹紧元件，这个夹紧元件可以通过螺纹进行轴向调节。这使得能够通过拧紧该夹紧元件而施加必要的夹紧力。替代地或另外地，该夹紧装置有可能具有一个夹持楔。这也能够容易地产生必要的夹紧力。

替代地，该夹紧装置可以是液压夹紧装置。在这种情况下，该夹紧装置特别地具有一个膨胀室。此种配置原则上是从膨胀卡盘已知的。

上述目的也通过一种组件得以实现，该组件包括一个工具以及一个可以按以下方式容纳该工具的导板：该至少一个切削镶片位于该工具上的一个希望的位置中并且可以通过启动该夹紧装置而被夹紧在所希望的位置中。该导板的任务是使这些切削镶片从它们的初始位置进入所希望的位置中，在这些初始位置中它们最初被“临时”定位在其母体上。如果在该母体中使用多个压力装置，那么该导板的任务特别是将这些切削镶片同时在轴向和/或径向方向上压入它们的所希望的位置中。在这个位置中，它们接着可以通过启动该夹紧装置而被夹紧在该母体上。

如果在工具上没有提供压力装置，那么该导板的任务还是将这些切削镶片在轴向和/或径向方向上拉入它们的所希望的位置中。为此目的可以提供夹持装置，例如，磁铁或夹持壁。

上述目的也通过一种用于将切削镶片紧固到机加工工具的母体上的方法得以实现，在该方法中，首先对该母体装配这些切削镶片。然后将该母体安排在一个导板之中，该导板使这些切削镶片进入到其所希望的位置中。最后，每个切削镶片被夹紧在该母体上的所希望的位置中。以此方法，对所有切削镶片的精确定向是在一个简单的步骤中进行的，即是通过母体在导板中的简单安排，其中所述母体装配有这些切削镶片。将每个切削镶片单独地进行定向是不必要的。

在这种情况下，原则上有可能使用一个单独的夹紧装置来夹紧每个切削镶片。然而，优选地使用夹紧多于一个切削镶片的夹紧装置以使得紧固这些切削镶片更加容易。特别是使用中央夹紧装置，通过该夹紧装置可以同时夹紧所有这些切削镶片。以此方式，紧固这些切削镶片只需要极小的努力。

附图说明

以下通过参见在附图中示出的不同的实施方案来对本发明进行说明，在附图中：

图1以一个示意性的透视图显示了根据本发明的工具；

图2以一个示意性截面图显示了根据第一实施方案在该工具中的一个其中安排有切削镶片的接收座，该工具被安排在一个导板之中；

图3显示了与图2的截面图相垂直的一个截面图；

图4示意性地显示了图1到3中的工具在被插入该导板中时的情况；

图5显示了与图2相对应的一个视图，示出了第二实施方案；

图6以与图3相对应的视图显示了该第二实施方案；

图7以示意性截面图显示了一个具有机械夹紧装置的工具；并且

图8以示意图显示了一个具有液压夹紧装置的工具。

具体实施方式

在图1中示意性地显示了一种用于机加工的工具10，该工具具有一个母体12。多个切削镶片14附接到该母体上这些切削镶片在此处所示的示例性实施方案中既在径向方向上伸出超过圆周表面U又在轴向方向上伸出超过该母体12的端面S。在此所示的示例性实施方案中，工具10是铣刀。这些切削镶片14附接到该母体12上的方式原则上可以适用于任何其他用于机加工的工具，在该工具中多个切削镶片将要附接在某一位置上，例如是钻孔刀具。

在此，每个切削镶片14附接到一个夹具16上（参见图2和图3），该夹具在各自的情况下被安排该母体12的凹座状的接收座18中。每个接收座18是由一个底表面20、与该底表面20相反的顶表面22、以及两个侧表面24、26形成的，这些侧表面将该底表面20与顶表面22相连。

接收座18的尺寸是使得该夹具16与该切削镶片14一起可以带有间隙地插入相应的接收座18之中。出于这个原因，每个夹具16在该接收座18中在轴向方向A和径向方向R上均是可移位的。另外，该夹具16并且因此该切削镶片14可以围绕一条与该底表面20相垂直的轴线进行转动（参见图2中的箭头D）。三个压力装置28，在此被设计为橡胶元件，被安排在该接收座18的侧表面24、26与该夹具16的同所述侧表面相对的边缘之间。所述压力装置28将夹具16并且因此将该切削镶片14在轴向方向A和径向方向R二者上从接收座18中向外移位。

一个可以将该夹具16移位至靠在底表面20上的夹紧装置30被安排在该接收座18的与底表面20相反的侧面上。当启动该夹紧装置30时，该夹具16被牢固地限制为靠在该底表面20上，该底表面然后用作了将切削镶片定向的参照表面。

根据一个发展（未示出），可以提供的是使得切削镶片和/或切削镶片的接收座的几何构型的方式为使得在操作过程中该夹紧装置的夹紧力不希望地减下的情况下它们不能径向地离开该工具接收座。

可以将母体12安排在其中的一个导板32被用于在母体12中定向和调节该切削镶片14。该导板32配备有在图2中指出的多个定心结构38，这些定心结构确保该母体12既在径向方向上以居中的方式又在轴向方向上在正确的高度处放置于导板32中。为了定位这些切削镶片，该导板32具有一个轴向支承表面34以及一个径向支承表面36。

该导板是用这样的材料制成的：该材料事实上排除了对切削镶片的切削刃的损害，而同时确保了精确的定位。适合的材料是铝、具有高刚度的塑料、以及硬木。

参见图4，现在将解释该导板32如何使切削镶片14进入其希望的位置中。这些压力装置28确保了在初始位置中切削镶片14与夹具16一起在径向方向和轴向方向上伸出而超过所希望的位置。在这个初始位置中，当母体被推入导板32中时该切削镶片14首先靠在一个倾斜插入表面40上前进。当进一步推入时，该切削镶片14被该插入表面40径向向内推动，直到所述切削镶片14到达该径向支承表面36。当母体12被推到该定心结构38上时，该切削镶片14还与轴向支承表面34相接触。支承表面34、36均使得切削镶片14与其夹具16一起在径向方向和轴向方向上被移位至接收座18之中而抵抗这些压力装置28的作用。在这个过程中，压力装置28（在图4中作为替代性配置显示为板弹簧）确保该切削镶片14的切削刃以其正确的取向而支承在该轴向支承表面34和径向支承表面36上。这些压力装置28相对于它们的压力以及它们的作用方向进行适配，其方式为防止切削镶片14围绕其一个拐角发生不希望的倾斜。因此，如图2中可见，该切削镶片14通过其两个切削刃支承在该轴向支承表面34以及径向支承表面36上。这个位置对应于切削镶片14相对于母体12的所希望的位置。

在母体12连同被安排在接收座中的切削镶片一起被插入时，不仅切削镶片14被带到其所需位置，例如在图2中举例示出，而且所有的切削镶片都同时被带到其所需位置中。一旦该工具的母体12位于该导板32中并且所有的切削镶片都由此自动地进入它们的所需位置中，就启动该夹紧装置30，使得所有的切削镶片14都同时被夹紧（通过它们的夹具16间接地）在相应的接收座18之中。然后该工具即准备使用。

作为在此说明的具有倾斜插入表面的导板的替代方案，也可以使用由多个部分组成并且可以从开放位置一起被推到封闭位置的导板。在这样一个实施方案中，（事实上）没有发生切削镶片的切削刃在导板表面上的位移，这防止了切削刃的碎裂以及导板的磨损。

可见该导板可以重复使用。因此，每个有待装配切削镶片的新工具都可以在相应的配套导板中进行调节，并且一个已经装配有切削镶片的刀具可以通过将工具插入导板中、通过夹紧装置30的释放（使得这些压力装置28可以将切削镶片压靠在这些支承表面34、36上）并且然后通过夹紧装置的再次启动而用该配套导板进行调节。

还有可能使用一种标准化的母体，在该母体中插入了不同的接收座或者切削镶片，然后将它们通过不同的导板进行定向。

图5和图6中显示了一种可替代的配置。对于从第一实施方案中已知的部件使用相同的参考号并且在这方面可以参见上述解释。

第一实施方案与第二实施方案之间的实质差异在于：在该第二实施方案中，该切削镶片14直接附接在相应的接收座18之中。没有使用夹具，并且因此该切削镶片14被夹紧装置30直接压靠在作为参考表面的底表面20上。

图7中示意性示出了一个机械夹紧装置30，它具有一个夹紧环42，该夹紧环具有一个楔形表面44以及一个夹紧螺钉46。一个夹紧球48支承在该楔表面44上，该夹紧球在母体12内被引导。该夹紧环42在母体12中在夹紧方向S上是通过拧紧该夹紧螺钉46来进行调节，使得该夹紧球48径向地向外移位。该夹紧球48直接压靠在该夹具16或者切削镶片14上，使得所述夹具16或者切削镶片14靠在该相应的孔18的底表面上被夹紧。

图8中显示了一种具有液压夹紧装置30的工具。该夹紧装置30使用了一个膨胀室50，该膨胀室被安排在相应的接收座的顶表面22“之后”。通过对膨胀室50施加一个液压力P使得顶表面22向该底表面20变形，从而使得该夹具16或者该切削镶片14被夹紧在该底表面20与顶表面22之间。膨胀室50的压力供应以及产生和控制液压力的方式原则上从膨胀卡盘是已知的，并且不再赘述。

代替将夹具16或切削刃14压出接收座18的压力装置28，也可以使用其他确保该切削镶片14的切削刃以线性接触的方式支承在这些支承表面34、36上的装置。例如，可以在母体与切削镶片14或夹具16之间使用磁性排斥力，或者可以在导板32与切削镶片14或夹具16之间使用磁性吸引力。取决于对应的空间取向，在轴向方向上仅使用重力也可能足以确保这些切削镶片支承在该轴向支承表面34上。原则上还可以想象在导板32中提供多个机械装置，例如，夹持臂。

偏离所示实施方案，接收座18还可以具有不同于矩形的形状。这些侧表面不需要是直线的，而是能以弯曲的方式伸展。也不需要使用两个侧表面，而是也可以使用单一的侧表面。

Claims (19)

1.一种用于机加工的工具(10)，包括：一个母体(12)，该母体带有多个接收座(18)；多个直接或间接紧固到该母体(12)上的切削镶片(14)，每个切削镶片(14)被安排在对应的接收座(18)中；压力装置(28)，用于从该对应的接收座(18)向外在轴向方向和径向方向上偏压每个切削镶片(14)，使得一导板(32)能够同时将每个切削镶片定位到相对于母体(12)所希望的轴向位置和所希望的径向位置中，其特征在于，提供了一个中央夹紧装置(30)，用于将这些切削镶片(14)相对于该母体(12)夹紧在该希望的轴向位置和该希望的径向位置中。

2.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该切削镶片(14)附接到一个夹具(16)上，该夹具进而被安排在该对应的接收座(18)中。

3.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该接收座(18)被设计成凹座状，具有底表面(20)、顶表面(22)、以及至少一个侧表面(24，26)。

4.如权利要求3所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，当未启动该夹紧装置(30)时，该切削镶片(14)能够围绕一条与该对应的接收座(18)的底表面(20)相垂直的轴线(D)进行转动。

5.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该夹紧装置(30)将该切削镶片(14)靠在一个参考表面(20)上进行夹紧。

6.如权利要求5所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该接收座(18)被设计成凹座状，具有底表面(20)、顶表面(22)、以及至少一个侧表面(24，26)，该参考表面是该对应的接收座(18)的底表面(20)、顶表面(22)和/或一个侧表面。

7.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，所述压力装置(28)是由至少一个弹簧形成的。

8.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，所述压力装置(28)包括多个弹性体元件。

9.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，所述压力装置(28)包括多个橡胶元件。

10.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，所述压力装置(28)包括板弹簧。

11.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该夹紧装置(30)是一种机械夹紧装置。

12.如权利要求11所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该夹紧装置(30)具有一个能够通过螺纹进行轴向调节的夹紧元件(42)。

13.如权利要求11所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该夹紧装置(30)具有一个夹紧楔(44)。

14.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该夹紧装置(30)是一种液压夹紧装置。

15.如权利要求14所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该夹紧装置(30)具有一个膨胀室(50)。

16.如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，所述导板(32)配备有定心结构(38)，所述定心结构用于使所述母体(12)既在径向方向上又在轴向方向上相对于该导板正确定位。

17.如权利要求16所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该导板(32)配备有一个轴向支承表面(34)以及一个径向支承表面(36)，所述轴向支承表面用于将每个切削镶片(14)定位在该希望的轴向位置中，所述径向支承表面用于将每个切削镶片(14)定位在该希望的径向位置中。

18.如权利要求17所述的用于机加工的工具(10)，其特征在于，该导板(32)配备有一个插入表面(40)，用于在同时定位每个切削镶片(14)时与每个切削镶片(14)接合，直到每个切削镶片(14)随后接合所述径向支承表面。

19.一种用于将切削镶片(14)紧固到如权利要求1所述的用于机加工的工具(10)的母体(12)上的方法，该方法包括以下步骤：

对该母体(12)装配多个切削镶片(14)；

从对应的接收座向外在轴向方向和径向方向上偏压每个切削镶片(14)；

将该母体(12)安排在一个导板(32)中，使得该导板(32)同时将每个切削镶片(14)定位到相对于母体(12)所希望的轴向位置和所希望的径向位置中；以及

将该切削镶片(14)在该母体(12)上夹紧在该希望的轴向位置和该希望的径向位置中。