專利名稱：用于切削加工鉆孔及其孔表面的組合刀具和方法以及用于這種組合刀具的切削體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合刀具和方法用以切削加工鉆孔及其孔表面、 特別用于切削加工閥導(dǎo)向裝置及其閥座，包括一基體，該基體具有一 沿軸向方向延伸的、用于一用于孔加工的旋轉(zhuǎn)刀具的卡盤和至少一個(gè) 徑向與中心縱軸線保持間距的、用于安裝一板形的切削體的刀片座， 該切削體設(shè)定用于加工孔表面并且包括兩個(gè)對(duì)置的并經(jīng)由各窄面相互 連接的底面，其中刀片座具有一底支承面，切削體在安裝狀態(tài)下利用 其一個(gè)底面相對(duì)所述底支承面夾緊。本發(fā)明還涉及一種用于這樣的組 合刀具的板形的切削體。
背景技術(shù)：
組合刀具特別用于特別是汽車的氣缸頭的閥座和閥導(dǎo)向裝置的中
間加工和終加工。例如由WO 03/01 3771或DE 196 54 346 Al得知用 于這樣的加工過程的組合刀具。
為了也在發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命期間持久地確保在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室 中的進(jìn)氣和排氣性能，氣缸頭與一進(jìn)氣閥或排氣閥相配合的表面必須 高精密地以極小的公差加工。在氣缸頭制造中通常將導(dǎo)向套筒和閥座 圏裝進(jìn)鋁或鑄鐵氣缸頭的各相應(yīng)的空隙中。通常將它們?cè)谝粌杉?jí)的加 工步驟中首先中間加工并緊接著精加工。為此總是使用 一組合刀具， 利用它不僅加工構(gòu)成閥導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向套筒而且加工閥座圏的一般圓 錐形的表面。為了加工閥導(dǎo)向裝置，通常使用一鉸刀作為旋轉(zhuǎn)刀具。 為了加工閥座通常使用多個(gè)沿組合刀具圓周分配的切削刀片，它們相
對(duì)于軸向軸線部分地通過不同的圓錐角設(shè)置，從而閥座朝截面看具有 多個(gè)圓錐角并且構(gòu)成一弧形表面的形式。
為了達(dá)到要求的高精密的加工，需要一組合刀具的較精確的和高
精密的同心度。各單個(gè)刀具部分，即旋轉(zhuǎn)刀具(鉸刀)和切削體，的 中心軸線在這里必須精確地與旋轉(zhuǎn)軸線相吻合。在調(diào)準(zhǔn)閥座的圓錐角 時(shí)也要求一很高的角精度。由于在加工一氣缸頭時(shí)特別在大批生產(chǎn)中 也同時(shí)使用并同時(shí)進(jìn)給多個(gè)組合刀具，還需要各組合刀具彼此高精密 的精確的軸向定向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，能夠?qū)崿F(xiàn)閥導(dǎo)向裝置和鄰接的閥座的高精密 的加工。
按照本發(fā)明通過一種具有權(quán)利要求1的特征的組合刀具達(dá)到該目 的。按此設(shè)定，將為閥座加工設(shè)置的板形的切削體構(gòu)成為一切向設(shè)置 的切削刀片。所謂切向定位在這里被理解為切削體的支承面(切削體 利用該支承面壓向刀片座)平行于或至少接近平行于待加工的表面定 向。通過該設(shè)置，切削刀片的窄面向前沿旋轉(zhuǎn)的刀具的切削方向和圓 周方向定向，從而在切削加工時(shí)產(chǎn)生的切削力平行于支承面并從而平 行于刀片座的底支承面?zhèn)魅氲毒咧?。借此達(dá)到切削體的很精密的和穩(wěn) 定的導(dǎo)向，從而可以高精密地加工表面。在切向設(shè)置中特別的優(yōu)點(diǎn)在 于，切削刀片關(guān)于待加工的表面的很精密的角度校準(zhǔn)，該表面在一閥 座的情況下構(gòu)成為圓錐外表面。因此切削刀片必須以一圓錐角相對(duì)于 刀具縱軸線定向。在切向設(shè)置中該角度通過底支承面相對(duì)于軸向方向 的定向確定。在這方面在制造技術(shù)上可很精密地調(diào)節(jié)底支承面相對(duì)于 軸向方向的斜度。特別的優(yōu)點(diǎn)在于，不同于一徑向設(shè)置的切削刀片， 切削刀片在一稍微扭轉(zhuǎn)的位置相對(duì)于理論位置的由間隙和公差引起的 定位對(duì)高精密的角度校準(zhǔn)只有極小的影響。在切削刀片的 一傳統(tǒng)的、 在組合刀具中通常的徑向定位時(shí)，其刀片寬面(底面)沿切削方向向 前定向并且切削刀片從理論位置的微小的回轉(zhuǎn)偏差就已導(dǎo)致閥座的待 加工的圓錐外表面的顯著的公差偏差。
切削刀片的切向設(shè)置的另一特別的優(yōu)點(diǎn)在于，不同于在一徑向設(shè) 置中，切削刀片的縱向延長(zhǎng)或橫向延長(zhǎng)非徑向于軸向的中心縱軸線定 向，并且因此沿徑向方向只要求很少的位置。而在切削刀片的一徑向
定位中沿徑向方向的位置需求是比較大的，特別在待加工的表面的小 的直徑時(shí)由于很擠的位置狀況使用三角形切削刀片。在這里描述的切 向設(shè)置中優(yōu)選使用正方形的或多角形的切削刀片，以便保持較小的刀 具成本。
按照本發(fā)明還通過一種具有按照權(quán)利要求2的特征的組合刀具達(dá) 到該目的。按此設(shè)定，組合刀具的卡盤具有一夾緊區(qū)域并且構(gòu)成使在 夾緊區(qū)域的夾緊力環(huán)繞地并均勻地沿徑向方向作用并且還通過一在側(cè) 面安裝在擴(kuò)張式卡盤上的夾緊機(jī)構(gòu)是可調(diào)節(jié)的。因此通過該實(shí)施形式 夾緊力全面均勻地作用到旋轉(zhuǎn)刀具(鉸刀)的待夾緊的刀柄上。借此 避免旋轉(zhuǎn)刀具偏置于刀具中心軸線的偏心的夾緊。通過該實(shí)施形式確 保一高精密的和精確的同心度，從而確保表面的高精密的加工。同時(shí) 通過在側(cè)面設(shè)置的夾緊機(jī)構(gòu)也可以在組合刀具安裝在一機(jī)床的主軸上
時(shí)夾緊和替換旋轉(zhuǎn)刀具。亦即為更換旋轉(zhuǎn)工具不需要從機(jī)床中拆出組 合刀具。
有利地在這方面卡盤是一液壓的擴(kuò)張式卡盤，其具有一環(huán)形的壓 力室用以產(chǎn)生夾緊力。該壓力室在特別是圓柱形的夾緊區(qū)域內(nèi)是一在 一外套筒與一內(nèi)套筒之間的間隙。內(nèi)套筒相對(duì)于外套筒構(gòu)成明顯較弱
的，從而在一液體在壓力室內(nèi)的壓力升高時(shí)施加的液壓壓力導(dǎo)致內(nèi)套 筒的縮小并從而導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)刀具的刀柄的環(huán)繞的均勻的夾緊。液壓的擴(kuò) 張式卡盤在這里特別構(gòu)成如在WO 2005/097383中描述的液壓的擴(kuò)張 式卡盤那樣的。優(yōu)選擴(kuò)張式卡盤具有一軸向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于沿軸向方 向調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)刀具。在這里該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也可經(jīng)由一在側(cè)面安裝在卡盤上 的調(diào)節(jié)元件操縱。通過軸向的調(diào)節(jié)可能性，特別是在一加工機(jī)床中同 時(shí)使用多個(gè)組合刀具用于同時(shí)加工多個(gè)閥座時(shí)提供簡(jiǎn)單的可能性，即 沿軸向方向彼此精確地調(diào)節(jié)各個(gè)組合刀具。利用一這樣的調(diào)節(jié)，使得 在一共同的橫向進(jìn)給時(shí)全部組合刀具同時(shí)與待加工的表面發(fā)生嵌接。 否則亦即將不均衡的和不對(duì)稱的力傳入共同的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，其最 后導(dǎo)致表面質(zhì)量的變壞。盤、
向設(shè)置相組合。不僅具有環(huán)繞均勻的夾緊力的分配的卡盤而且切削刀 片的切向設(shè)置保證將在加削加工時(shí)產(chǎn)生的力均勻而可靠地傳向組合刀 具的基體，因此總體上達(dá)到一高精密的表面加工。
有利地在切削刀片的切向定位中底支承面以一在20°-80°的范圍 內(nèi)的圓錐角相對(duì)于軸向方向定向。
為了使切削刀片能夠簡(jiǎn)單地替換和簡(jiǎn)單地安裝，將切削刀片優(yōu)選 設(shè)置在一刀座(Kassette)中，刀座具有一沿軸向方向延伸的刀座基 體，在刀座基體的前端面上設(shè)置刀片座(Plattenk6rper)。因此通過刀 片座的向軸向方向傾斜的定向，該端面至少在形成刀片座的區(qū)域內(nèi)傾 斜于軸向方向傾斜設(shè)置。
刀座對(duì)此優(yōu)選設(shè)置于一凹槽中，凹槽在一基體上的側(cè)壁中制出并 且構(gòu)成一刀座容納部。凹槽底面在這里精確平行于軸向方向定向。
按照一有利的進(jìn)一步構(gòu)成還設(shè)定，刀座與在其上固定的切削刀片 一起沿軸向方向借助于一第一調(diào)整元件是可調(diào)節(jié)的。該第一調(diào)整元件 在這里夾緊在一刀座后壁與凹槽后壁之間。第一調(diào)整元件因此沿軸向 方向支承在凹槽后壁上。該實(shí)施形式具有特別的優(yōu)點(diǎn)，即，將在切削 加工時(shí)由于軸向送進(jìn)所產(chǎn)生的沿軸向方向作用的力可靠地傳入刀具基 體中。由于第一調(diào)整元件沿軸向方向是夾緊的，沒有軸向間隙，從而
位置不變。
在這方面優(yōu)選第一調(diào)整元件構(gòu)成一夾緊楔，其借助一螺釘型式構(gòu) 成的調(diào)節(jié)元件可沿調(diào)節(jié)元件的縱軸線的方向移動(dòng)。夾緊楔在這里具有 側(cè)面的楔面，夾緊楔利用楔面一方面作用到刀座上而另一方面作用到 凹槽后壁上。調(diào)節(jié)元件在這里優(yōu)選沿徑向方向或接近沿徑向方向，亦 即垂直于軸向方向定向。因此利用該實(shí)施形式通過楔向調(diào)節(jié)元件的縱 軸線的方向的移動(dòng)達(dá)到楔的夾緊。在此不需要楔的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。有利地 調(diào)節(jié)元件在這方面構(gòu)成為雙螺紋銷，具有反旋的螺紋螺距，其中前螺 紋部分嵌入基體中，而后螺紋部分嵌入夾緊楔中。因此在螺紋銷旋轉(zhuǎn)
時(shí)改變?cè)诎疾鄣酌媾c夾緊楔之間的相對(duì)位置，亦即沿調(diào)整螺釘?shù)目v軸 線的方向移動(dòng)夾緊楔。在夾緊楔與凹槽后壁或刀座后壁之間的各對(duì)夾 緊面對(duì)此時(shí)成角形設(shè)置，使得通過該調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)通過夾緊楔在凹槽后壁 與刀座后壁之間產(chǎn)生一楔作用。在這方面按選擇或相組合，將夾緊楔 的各側(cè)面在兩面或單面或同樣凹槽后壁和/或刀座后壁的各對(duì)應(yīng)作用 面按一楔的型式構(gòu)成傾斜延伸的。
總體上通過第 一調(diào)整元件能夠沿軸向方向?qū)崿F(xiàn)切削刀片的簡(jiǎn)單而 高精密的調(diào)節(jié)。該獨(dú)立于旋轉(zhuǎn)刀具的軸向調(diào)節(jié)的軸向調(diào)節(jié)特別在同時(shí) 操作多個(gè)組合刀具也具有特別的優(yōu)點(diǎn)。
此外在一優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)成中設(shè)置一第二調(diào)整元件，利用第二調(diào) 整元件刀座在安裝狀態(tài)下沿徑向方向是可調(diào)節(jié)的。通過該徑向的調(diào)節(jié) 可能性，特別在多個(gè)繞圓周分配的切削刀片時(shí)提供可能性，即可將它 們精確地調(diào)節(jié)在 一 圓軌道上。
第二調(diào)整元件在這方面特別構(gòu)成為一調(diào)整螺釘，其可擰入刀座的 螺紋中并且支承到基體上。因此借助于調(diào)整螺釘將刀座相對(duì)于刀座容 納部的凹槽底面壓離。兩種調(diào)整元件優(yōu)選構(gòu)成離心力保險(xiǎn)的。
為了加工的表面滿足質(zhì)量要求，設(shè)置特別構(gòu)成的切削刀片，如其
權(quán)利要求12至14中所要求的。這些切削刀片特別為在這里描述的組 合刀具中使用而構(gòu)成，但也可以與此無關(guān)用于其他的刀具中、特別是 用于這樣刀具中，其中設(shè)定各切削刀片切向定位。
在一第一本發(fā)明的實(shí)施形式中板形的切削體(切削刀片)具有一
刀片基體，其包括兩個(gè)對(duì)置的并經(jīng)由各窄面相互連接的底面。在刀片 基體上，其通常由硬質(zhì)合金構(gòu)成，加設(shè)一包括兩個(gè)層的涂層結(jié)構(gòu)。該 涂層結(jié)構(gòu)在這里設(shè)置在一窄面上。涂層結(jié)構(gòu)特別是由一硬質(zhì)合金層構(gòu) 成，在其上加設(shè)一由切削材料例如CBN或金剛石構(gòu)成的層。該涂層
結(jié)構(gòu)通常構(gòu)成為一燒結(jié)體，亦即首先擠壓并緊接著燒結(jié)。然后將制成 的燒結(jié)體特別通過焊接固定到刀片基體上。涂層結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金層用
作為刀片基體與切削材料層之間的 一粘附連接層。切削材料層的厚度 通常只為十分之幾毫米。通過涂層結(jié)構(gòu)在窄面上的設(shè)置，在切削刀片
的切向設(shè)置中確保，即使在一切削刀片較深地嵌入待加工的表面(切 削深度)的情況下也只有切削材料與待加工的表面發(fā)生接觸。因?yàn)橛?于切向定位，切削刀片以其窄面先嵌入表面。
在這方面有利地將切削刀片構(gòu)成為 一轉(zhuǎn)位式切削刀片，其包括優(yōu) 選四個(gè)刀刃(在一底面上)。
為了在兩個(gè)窄面相互對(duì)接的角區(qū)域內(nèi)確保切削材料在每個(gè)位置上 構(gòu)成外表面，各層按照一有利的進(jìn)一步構(gòu)成在對(duì)接邊緣按斜面相互對(duì) 接。亦即在各窄面上加設(shè)的層結(jié)構(gòu)按嵌條的型式在端面分別設(shè)有一例
如45°的斜度(即所謂的斜面)，從而兩個(gè)相互緊靠的層結(jié)構(gòu)嵌條并不 鈍角地相互對(duì)接。
在另一實(shí)施形式中層結(jié)構(gòu)全面加設(shè)到刀片基體的底面上，其中在 中心特別設(shè)計(jì)一中心的固定孔，通過固定孔設(shè)置一固定螺釘，用于將 切削刀片固定在刀片座上。因此層結(jié)構(gòu)(燒結(jié)體)構(gòu)成為一孔板，其 焊接到刀片基體上。
按照本發(fā)明還通過一種方法達(dá)到該目的，該方法用于在一工序中 切削加工 一鉆孔及其孔表面，特別用于利用在這里描述的組合刀具切 削加工一閥導(dǎo)向裝置和其閥座。關(guān)于組合刀具列舉的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選的實(shí)
施形式相應(yīng)地轉(zhuǎn)移到該方法上。


以下借助附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的各實(shí)施例。各圖分別以示意 的和部分簡(jiǎn)化的視圖示出
圖1A —組合刀具的透視圖，包括一液壓的擴(kuò)張式卡盤和切向設(shè) 置的各轉(zhuǎn)位式切削刀片；
圖1B按圖1A的組合刀具的端面的俯視圖1C 沿圖1B中線A-A截取的剖面圖2A —用于在按圖1A-1C的組合刀具中使用的刀座與一夾緊 楔一起的側(cè)^L圖2B、 2C按圖2A的刀座的分別旋轉(zhuǎn)90。的視圖； 圖2D按圖2A的刀座的板側(cè)的端面的俯視圖3 組合刀具的另一實(shí)施形式，包括一液壓的擴(kuò)張式卡盤和各 切削刀片的徑向設(shè)置；
圖4A —用于各切削刀片的徑向設(shè)置的刀座的側(cè)視圖4B按圖4A的刀座的旋轉(zhuǎn)90。的視圖4C按圖4A的刀座的板側(cè)的端面的俯^f見圖5A —第一替換方案的一轉(zhuǎn)位式切削刀片的透視圖5B按圖5A的轉(zhuǎn)位式切削刀片的底面的俯視圖；和
圖5C轉(zhuǎn)位式切削刀片按圖5B中線A-A截取的剖面圖6A轉(zhuǎn)位式切削刀片的另一實(shí)施形式的透視圖6B按圖6A的轉(zhuǎn)位式切削刀片的底面的俯視圖6C轉(zhuǎn)位式切削刀片按圖6B中線A-A截取的剖面圖7A另一可選擇的實(shí)施形式的兩面的轉(zhuǎn)位式切削刀片的透視
圖7B按圖7A的轉(zhuǎn)位式切削刀片的底面的俯視圖；和 圖7C按圖7B中線A-A截取的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
在各圖中起相同作用的部分設(shè)有相同的標(biāo)記。
組合刀具在按圖1A-1C的實(shí)施例中包括一緊湊的且狹窄構(gòu)造的基 體2,其具有一結(jié)合的液壓的擴(kuò)張式卡盤4。組合刀具以一后面的連接 部分6連接于一刀具主軸。擴(kuò)泉式卡盤4在前端具有一圓柱形的夾緊 區(qū)域8。夾緊區(qū)域8用于安裝一圖中未示出的旋轉(zhuǎn)刀具、特別是鉸刀。 在側(cè)面在夾緊區(qū)域8的旁邊并與組合刀具的一中心縱軸線10保持間距 地在基體2中按凹槽方式制出繞圓周分配的總共三個(gè)刀座容納部。在 各刀座容納部12中固定可替換的刀座14,所述刀座在其前端面具有 一包括一底支承面18的刀片座16。各一個(gè)切削刀片20利用其一以下 稱為支承面22的底面相對(duì)于各底支承面18夾緊。為了夾緊，設(shè)置一 在中心通過切削刀片20的夾緊螺釘24。繞圓周均勻分布的各切削刀 片20，如圖1C中所表明的，以不同的圓錐角a相對(duì)中心縱軸線IO定 向，更確切地說三個(gè)切削刀片在該實(shí)施例中以30°、 45°和70。相對(duì)中
心縱軸線10定向。因此一待加工的閥座圏28的一閥座26i殳有一大致 曲線形的表面，如由圖1C可看出的。三個(gè)切削刀片的每一個(gè)此時(shí)產(chǎn) 生一部分圓錐外表面。在圖1C中只為了"i兌明，重疊地示出三個(gè)切削 刀片。
組合刀具沿一軸向方向29延伸。垂直于軸向方向定義一徑向方向 31。最后垂直于徑向方向31而且垂直于軸向方向定義一圓周或切向方 向30。
在圖1A-1C的實(shí)施例中各切削刀片20分別切向設(shè)置。所謂切向 設(shè)置在這里^皮理解為支承面22基本上沿切向方向30定向。支承面22 相對(duì)于精確的切向定位只傾斜一形成一后角的微小角度。因此支承面 22的位置首先一方面通過以圓錐角a相對(duì)于中心縱軸線10的定向并且 另一方面通過沿切向方向30的定向確定。在切削刀片20的一這樣的 切向設(shè)置中，切削刀片利用其一窄面32切削(參見特別是圖1A)，該 窄面32沿旋轉(zhuǎn)或切削方向34向前定向。因此切除的切屑在一切向方 向上沿窄面32排走。切削力沿切向方向30作用。由于沿切向方向30 切削刀片20具有其縱向長(zhǎng)度(通常其支承面約為窄面長(zhǎng)度的3至5 倍)，切削力不成問題地由切削刀片20承受，而不導(dǎo)致振動(dòng)。此外切 削刀片20以其后面的窄面和以一側(cè)面的窄面分別貼緊刀片座16的一 側(cè)壁。
為了構(gòu)成刀座容納部12，三個(gè)凹槽在基體2中繞圓周均勻分布地 沿軸向方向29延伸。如由圖1C可看出的，刀座容納部12朝橫截面 看去構(gòu)成大致L形的，因此朝端面是向前敞開的并且在其后面具有一 凹槽后壁36。刀座14本身在其前面的區(qū)域內(nèi)具有一斜切的端面，其 同時(shí)也確定刀片座16。
刀座14借助一基本上徑向定向的固定螺釘38固定于刀座容納部 12中。在后面的區(qū)域內(nèi)在刀座14上鄰接一夾緊楔40，其夾緊在刀座 14與凹槽后壁36之間(參見特別是圖1A)。夾緊楔40用于沿軸向方 向29調(diào)節(jié)刀座14。此外在刀座14的前面的三分之一中，在刀座14 的斜切的端面之前，設(shè)置一徑向的調(diào)整螺釘42。通過該調(diào)整螺釘有可
能沿徑向方向31相對(duì)基體2調(diào)節(jié)刀座14。調(diào)整螺釘42支承在刀座容 納部12的凹槽底面上。
液壓的擴(kuò)張式卡盤4具有一中心的位于內(nèi)部的夾緊套筒44，夾緊 套筒與基體2的包圍的區(qū)域形成一環(huán)形間隙46，該環(huán)形間隙具有一最 大0.2mm的徑向?qū)挾取－h(huán)形間隙46構(gòu)成一壓力室并且是一壓力系統(tǒng) 的部分。壓力室充滿液壓液體。借助于一壓力調(diào)整螺釘48操縱一圖中 未更詳細(xì)示出的活塞，從而通過壓力調(diào)整螺釘48的旋轉(zhuǎn)可改變壓力室 中的壓力。壓力調(diào)整螺釘48在側(cè)面安裝在擴(kuò)張式卡盤4上并由那里是 可接近的。為了夾緊一旋轉(zhuǎn)刀具(鉸刀)，將旋轉(zhuǎn)刀具的刀柄插入夾緊 套筒44中，緊接著通過壓力調(diào)整螺釘48的旋轉(zhuǎn)提高壓力系統(tǒng)中并從 而環(huán)形間隙46中的壓力，從而將夾緊套筒44全面地徑向向夾緊刀柄 夾緊。在這里由于液壓系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)一均衡的施壓，從而自動(dòng)地實(shí) 現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刀具沿中心縱軸線10的精確的定位，而不發(fā)生旋轉(zhuǎn)刀具的中心 縱軸線相對(duì)基體2的中心縱軸線10的偏心。
此外也設(shè)置一用于鉸刀的軸向的調(diào)節(jié)可能性。為此一同樣在側(cè)面 可接近的調(diào)整螺釘50 (圖1C)作用到一圖中未更詳細(xì)示出的可軸向 移動(dòng)的定位軸頸上，鉸刀在夾緊的狀態(tài)下?lián)蹩吭谒龆ㄎ惠S頸上。定 位軸頸在這里在其與調(diào)整螺釘50相配合作用的端部?jī)?nèi)優(yōu)選具有齒紋， 調(diào)整螺釘50以其螺紋嵌入所述齒紋中。
對(duì)圖1A-1C描述的組合刀具特別是通過隨后再次總結(jié)的特征的組 合適用于一岡座26的一閥座導(dǎo)向裝置的高精密的加工
通過一液壓的擴(kuò)張式卡盤4的應(yīng)用確保鉸刀沿中心縱軸線10的一 精確的定向。同時(shí)該結(jié)構(gòu)原理提供一很緊湊的和節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)，從 而在一氣缸體加工時(shí)可以同時(shí)并列使用多個(gè)這樣的組合刀具；
通過鉸刀的軸向的調(diào)節(jié)可能性，沿軸向方向的精確的調(diào)節(jié)特別在 多個(gè)組合刀具同時(shí)應(yīng)用的情況下是可能的。由于不僅夾緊機(jī)構(gòu)(壓力 調(diào)整螺釘48)而且軸向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(調(diào)整螺釘50)從卡盤4的側(cè)面是 可接近的，可以無困難地實(shí)現(xiàn)刀具更換，而不必從機(jī)器中拆出組合刀 具。軸向的調(diào)節(jié)可能性還能夠在使用的鉸刀中實(shí)現(xiàn)；
通過切向定向的各切削刀片20可靠而無振動(dòng)地承受切削力； 通過切削刀片20的切向設(shè)置，切削刀片20在刀片座16內(nèi)相對(duì)于 理論位置的、由公差引起的扭轉(zhuǎn)對(duì)切削刀片20的刀刃關(guān)于圓錐角oc的 定向沒有或幾乎沒有影響。亦即切向布置就閥座26的圓錐角的構(gòu)成中 的角度精度而言是比較不敏感的。這是特別有利的，因?yàn)閷?duì)于閥座26 要求一極高的例如土5分的角度精度；
通過刀座14在凹槽狀構(gòu)成的刀座容納部12中的固定還確保一可 靠的導(dǎo)向并且將在切削時(shí)產(chǎn)生的力可靠地傳入基體2中，而不發(fā)生振
動(dòng)；
經(jīng)由夾緊楔40能夠沿軸向方向29調(diào)節(jié)切削刀片20，其特別在多 個(gè)組合刀具同時(shí)應(yīng)用的情況下具有優(yōu)點(diǎn)；
通過將夾緊楔40夾緊在刀座14和刀座容納部12之間可靠地固定 軸向位置并且避免了軸向方向上的再調(diào)節(jié)；
最后通過刀座14的徑向的調(diào)節(jié)可能性在需要時(shí)特別也可以調(diào)節(jié) 圓錐角ot。由于徑向的調(diào)整螺釘42在緊鄰?qiáng)A緊螺釘24的前三分之一 中的設(shè)置，亦即在操縱調(diào)整螺釘42中實(shí)現(xiàn)刀座14的傾斜運(yùn)動(dòng)，從而 改變切削刀片20的圓錐角ot。
特別由圖2A-2D也可得知刀座14的結(jié)構(gòu)和與夾緊楔40的配合作 用。夾緊楔40設(shè)有一雙螺紋銷52，其具有兩個(gè)反旋的螺紋部分。雙 螺紋銷利用其前面的螺紋部分在安裝的狀態(tài)下嵌入基體2中的一螺紋 中并且以其后面的螺紋部分?jǐn)Q入夾緊楔40中。雙螺紋銷52沿一縱軸 線54定向，縱軸線54傾斜于一刀座后壁56定向。夾緊楔40以一楔 面貼緊刀座后壁56。對(duì)置于平面的楔面，夾緊楔40按一圓錐外表面 的型式構(gòu)成圓形的。利用圓錐外表面其配合精確地在基體的一相應(yīng)的 凹槽中貼緊凹槽后壁36。在調(diào)節(jié)雙螺紋銷52時(shí)現(xiàn)在使夾緊楔40沿縱 軸線54移動(dòng)，從而沿軸向方向29改變刀座的位置。
在圖2A-2D的實(shí)施例中在切削刀片20中構(gòu)成一切削角58，利用 它切削刀片20在加工過程中與工件進(jìn)入嵌接。在按圖1A-1C的實(shí)施 方案中可看出總共四個(gè)切削角58。各切削角通常具有一硬質(zhì)切削材料
的涂層、特別是一CBN涂層。
如由圖2C可看出的，切削刀片20并不精確地平行于切向方向30 定向，而對(duì)其具有一后角P，其例如處在3。與10。之間的范圍內(nèi)，在該 實(shí)施例中后角P為5°。
在按圖3的實(shí)施例中將對(duì)圖1A-1C描述的擴(kuò)張式卡盤4同樣用于 組合刀具。但不同于按圖1A-1C的實(shí)施例在這里使用通常的具有徑向 設(shè)置的各切削刀片20的刀座60。在這里特別將三角形轉(zhuǎn)位式切削刀 片用作為切削刀片。由于位置原因特別在較小的閥座26的情況下四角 的或更多角的轉(zhuǎn)位式切削刀片20是不可能的。除切削刀片20的徑向 定向外，組合刀具的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于對(duì)圖1A-1C描述的組合刀具。由圖 4A-4C得出刀座60的特別的結(jié)構(gòu)。借助于 一 夾板62夾緊三角形切削 刀片20。如由圖4B可看出的，通過三個(gè)角邊其中一個(gè)的定向確定圓 錐角a，各角邊構(gòu)成刀刃。
圖5-7中現(xiàn)在示出不同構(gòu)成的各轉(zhuǎn)位式切削刀片20，其特別使用 在上述的組合刀具中，特別是設(shè)有切向設(shè)置的刀片座16。全部的切削 刀片20設(shè)有一包括兩個(gè)層的涂層結(jié)構(gòu)。外層64由一切削材料特別是 CBN或金剛石構(gòu)成。位于其下面的內(nèi)層66優(yōu)選由硬質(zhì)合金構(gòu)成。將 由該兩層64、 66構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)安裝、特別焊接到一板基體68上。層 結(jié)構(gòu)事先作為 一燒結(jié)體制成。此外全部的切削刀片20具有一 中心的固 定孔70，通過它引導(dǎo)夾緊螺釘24。
外層的層厚度dl在十分之幾毫米的范圍內(nèi)，例如在0.3至約 0.8mm的范圍內(nèi)。內(nèi)層66的層厚度d2為類似的大小。在該實(shí)施例中 CBN外層的層厚度dl為0.7mm，硬質(zhì)合金內(nèi)層66的層厚度d2為 0.6mm?？傮w上在該實(shí)施例中各對(duì)置的刀刃72具有一約12mm的間距。 板厚度d3為約6.4mm。
在圖5和6的實(shí)施例中將涂層結(jié)構(gòu)作為窄嵌條預(yù)制，將其安裝到 刀片基體68的各窄面32上。在按圖5A-5C的實(shí)施方案中將涂層結(jié)構(gòu) 的各個(gè)嵌條切成斜面，從而外層64環(huán)繞各窄面32的外邊緣地構(gòu)成。 與此不同各個(gè)嵌條在圖6A-6C的實(shí)施例中相互對(duì)接，從而在部分區(qū)域
內(nèi)內(nèi)層66也出現(xiàn)在外面上。
圖5和6中所示的各切削刀片20分別具有四個(gè)刀刃72。各窄面 相對(duì)一板垂直線74傾斜一角度y。該角度例如在約10°-15。的范圍內(nèi)。 不同于按圖6A-6C的實(shí)施方案在一簡(jiǎn)單的方案中構(gòu)成一具有僅僅兩個(gè) 對(duì)置的刀刃72的轉(zhuǎn)位式切削刀片20。
在層狀結(jié)構(gòu)設(shè)置各窄面上時(shí)，在切削刀片20的切向定位時(shí)切屑沿 窄面排除，亦即其沿窄面掠過外層64。切削深度在切向定位時(shí)通過切 削刀片20插入待加工的工件的深度確定，亦即基本上沿板垂直線74 的方向。因此與切削深度無關(guān)，由于在各窄面32上層狀結(jié)構(gòu)的設(shè)置， 總是外層64與待加工的工件進(jìn)入嵌接。
在圖7的實(shí)施例中不同于圖5和6的實(shí)施例層狀結(jié)構(gòu)現(xiàn)在設(shè)置在 刀片基體68的各對(duì)置的底面上，而不在其各窄面上。此時(shí)特別重要的 是，層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成為一連續(xù)的板，其只具有一中心的固定孔70。
在圖7A-7C的實(shí)施例中轉(zhuǎn)位式切削刀片20構(gòu)成為雙面的轉(zhuǎn)位式 切削刀片，其總共具有8個(gè)刀刃72。形成一后角的角度y通過板形的 層狀結(jié)構(gòu)的一端面的斜邊達(dá)到，如特別由圖7C可看出的。基體68本 身由于該特殊的結(jié)構(gòu)沒有斜度。自然不同于雙面的轉(zhuǎn)位式切削刀片 20,層狀結(jié)構(gòu)也可以只設(shè)置在一面上。
刀具基體68還具有 一 中心的圍繞固定孔70設(shè)置的定心環(huán)76 ，該 定心環(huán)具有一多角形的、在該實(shí)施例中8角的外部形狀。與此相應(yīng)地 層狀結(jié)構(gòu)也具有一多角形的形狀，從而將在刀片基體68上待設(shè)置的板 設(shè)置在一準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)位置。
權(quán)利要求
1. 組合刀具，用以切削加工鉆孔及其孔表面、特別用于切削加工閥導(dǎo)向裝置及其閥座(26)，包括一基體(2)，該基體具有一沿軸向方向(29)延伸的、用于一用于孔加工的旋轉(zhuǎn)刀具的卡盤(4)和至少一個(gè)徑向與中心縱軸線(10)保持間距的、用于安裝一板形的切削體(20)的刀片座(16)，該切削體設(shè)定用于加工孔表面并且包括兩個(gè)對(duì)置的并經(jīng)由各窄面(32)相互連接的底面(22)，其中刀片座(16)具有一底支承面(18)，切削體(20)在安裝狀態(tài)下利用其一個(gè)底面(22)相對(duì)所述底支承面夾緊；其特征在于，底支承面(18)平行于待加工的表面定向。
2. 特別是按照權(quán)利要求1所述的用以切削加工鉆孔及其孔表面的 組合刀具，包括一基體(2)，該基體具有一沿軸向方向(29)延伸的、 用于一用于孔加工的旋轉(zhuǎn)刀具的卡盤(4 )和至少一個(gè)徑向與中心縱軸 線(IO)保持間距的、用于安裝一板形的切削體(20)的刀片座(16)， 該切削體設(shè)定用于加工孔表面并且包括兩個(gè)對(duì)置的并經(jīng)由各窄面(32) 相互連接的底面(22)，其中刀片座(16)具有一底支承面(18)，切 削體(20)在安裝狀態(tài)下利用其一個(gè)底面(22)相對(duì)所述底支承面夾 緊；其特征在于，卡盤(4)具有一夾緊區(qū)域(8)并且如此構(gòu)成，使 得在夾緊區(qū)域(8)內(nèi)的夾緊力環(huán)繞地并均勻地沿徑向方向(31)作用 并且可通過一在側(cè)面安裝在卡盤(4)上的夾緊機(jī)構(gòu)(48)調(diào)節(jié)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的組合刀具，其特征在于，夾盤(4)是 一液壓的擴(kuò)張式卡盤，其具有一環(huán)形間隙式的、用以產(chǎn)生夾緊力的壓 力室(46)。
4. 按照權(quán)利要求2或3所述的組合刀具，其特征在于，卡盤(4) 具有一用于沿軸向方向(29)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)刀具的、軸向的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其 中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可經(jīng)由一在側(cè)面安裝在卡盤上的調(diào)節(jié)元件(50)操縱。
5. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的組合刀具，其特征在于，底支 承面(18 )以 一在20°-80°的范圍內(nèi)的圓錐角(a)相對(duì)于軸向方向(29 )定向。
6. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的組合刀具，其特征在于，設(shè)置 一可替換的刀座(14、 60),所述刀座具有一沿軸向方向(29)延伸的 刀座基體，在刀座基體的前端面上設(shè)置刀片座(16)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的組合刀具，其特征在于，在基體(2) 上設(shè)置一沿軸向方向(29)定向的凹槽作為用于刀座(14、 60)的刀 座容納部(12)。
8. 按照權(quán)利要求6或7所述的組合刀具，其特征在于，刀座(14、 60)在安裝狀態(tài)下沿軸向方向(29)借助于一第一調(diào)整元件(40)是 可調(diào)節(jié)的，該第一調(diào)整元件夾緊在刀座(14、 60)與基體(2)之間。
9. 按照權(quán)利要求8所述的組合刀具，其特征在于，第一調(diào)整元件 構(gòu)成為一夾緊楔(40),該夾緊楔借助于一調(diào)節(jié)元件(52)可沿調(diào)節(jié)元 件(52)的縱軸線(54)的方向移動(dòng)。
10. 按照權(quán)利要求6至9之一項(xiàng)的組合刀具，其特征在于，刀座 (14、 60 )在安裝狀態(tài)下沿徑向方向(31 )借助于一第二調(diào)整元件(42 )是可調(diào)節(jié)的。
11. 按照權(quán)利要求IO所述的組合刀具，其特征在于，第二調(diào)整元 件(42)構(gòu)成為一調(diào)整螺釘，該調(diào)整螺釘可擰入刀座(14、 60)的螺 紋中并且支承到基體(2)上。
12. 板形的切削體(20),特別用于設(shè)置在一按照上述權(quán)利要求之 一項(xiàng)所述的刀具中，包括一刀片基體(68)，該刀片基體包括兩個(gè)對(duì)置 的并經(jīng)由各窄面(32)相互連接的底面(22)，其中在刀片基體(68) 的一窄面(32)上加設(shè)一包括兩個(gè)層(64、 66)的涂層結(jié)構(gòu)，用于在 窄面(32)與底面(22)之間構(gòu)成一刀刃(72)。
13. 按照權(quán)利要求12所述的板形的切削體(20)，其特征在于， 兩個(gè)相互鄰接的窄面(32)設(shè)有涂層結(jié)構(gòu)，其中層(64、 66)在一對(duì) 接邊緣上按斜面相互對(duì)接。
14. 板形的切削體(20)，特別用于設(shè)置在一按照上述權(quán)利要求之 一項(xiàng)所述的刀具中，包括一刀片基體(68)，該刀片基體包括兩個(gè)對(duì)置 的并經(jīng)由各窄面(32)相互連接的底面(22)，其中在刀片基體(68) 的一底面(22)上加設(shè)一包括兩個(gè)層(64、 66)的板形的涂層結(jié)構(gòu)， 用于在窄面(32)與底面(22)之間構(gòu)成一刀刃(72)。
15.用于借助于一按權(quán)利要求1至11之一項(xiàng)所述的組合刀具在一 工序中切削加工鉆孔及其孔表面、特別用于切削加工閥導(dǎo)向裝置及其 閥座(26)的方法。
全文摘要
為了能夠高精密地加工閥座(26)和閥導(dǎo)向裝置，組合刀具具有一特別是液壓的擴(kuò)張式卡盤(4)，其設(shè)定用于安裝一用以加工閥導(dǎo)向裝置的精旋轉(zhuǎn)刀具。同時(shí)設(shè)置繞圓周分布的多個(gè)特別是切向設(shè)置的切削刀片(20)。切削刀片優(yōu)選固定于一刀座(14)中，刀座不僅沿軸向方向(29)而且沿徑向方向(31)是可調(diào)節(jié)的。
文檔編號(hào)B23C5/24GK101378869SQ200780004117
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月3日
發(fā)明者G·A·埃伯特, T·C·萊曼 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司