车床刀具、具体是镗孔刀具的制作方法

专利名称：车床刀具、具体是镗孔刀具的制作方法
车床刀具、具体是镗孔刀具
背景技术：
本发明涉及一种旋转切削刀具，具体是一种镗孔刀具，该刀具包括一个接受部件 以及一个前部件，这两个部件沿一条中心轴线延伸并且通过一个驱动连接被可拆卸地彼此 紧固。从WO 2007/107294 Al中可以看到被设计为镗孔刀具的这样一种切削刀具。这种 镗孔刀具是一种模块式切削刀具，该切削刀具具有一个可互换的刀头，这个刀头可以通过 驱动连接而可拆卸地连接到一个有槽的镗孔刀本体上。在这种情况下该驱动连接包括一个 驱动幅片，该驱动幅片被安排在镗孔刀头的下侧上并且横贯一条中心纵向轴线而延伸。所 述驱动幅片被插入一个接受凹座中，该接受凹座对应于镗孔刀本体的驱动幅片的形状。在 这种情况下接受凹座在整个圆周上包围这个驱动幅片。驱动连接通常用来传输两个刀具部件之间的扭矩。在这种驱动连接中，通常在对 于扭矩传输而言尽可能鲁棒的一个驱动幅片与尽可能小的弱化镗孔刀本体之间存在着一 种冲突。发明目的本发明的目的是限定在开篇处提到的类型的一种刀具，该刀具具有一种改进的驱 动连接，该驱动连接被设计为用于高扭矩的传输并且同时仅引起接收部件的轻微弱化，以 便因此确保该刀具的稳定返回。实现这个目的根据本发明，该目的是通过具有权利要求1的特征的一种刀具实现的。该刀具总 体上是用于对一个工件机进行加工的一种旋转刀具。该刀具具有多件式的(具体是两件 式的)设计并且包括一个接收部件和一个前部件。在镗孔刀具的情况下，该接收部件是镗 孔刀本体而该前部件是镗孔刀头部。在铣刀的情况下，该接收部件将是一个铣刀柄而该前 部件将是一个铣刀头部。沿着一条中心轴线(轴向方向)延伸的这两个部件通过一种驱动 连接被可拆卸地彼此紧固。后者具有彼此分开并且关于该中心轴线偏心地安排的两个连接 对。在这种情况下，这些连接对各自是由两个互锁的耦合元件形成的，即，一方面，是一个驱 动销，而另一方面，是完全包围所述驱动销的一个接受凹座。这些耦合元件首先用来传输这 两个部件之间的扭转力。其次，这两个耦合元件还用来将这两个部件定向为彼此对齐，即， 这两个部件是通过这些耦合元件而彼此相对并且相对于该中心轴线定中心的。关于这种双 重功能，这些耦合元件具有不对称的设计并且随着距该中心轴线的距离增加而变宽(如在 垂直于该中心轴线的平面中所见)。由于这种不对称的结构，实现了这两个部件的自动定中 心，特别是这两个部件被装配在一起时。同时，由于随着距该中心轴线的径向距离增加而变 宽，该驱动连接被设计为在径向外部区域中特别坚固，这样可以传输高的扭转力。这些耦合元件的“不对称的构形”的表述在这种情况下具体是指以下事实，即所述 耦合元件具有一个截面区域，该截面区域被定向为垂直于该中心轴线并且该截面区域不具 有或者关于一条旋转轴线或者关于一个平面的对称性。这种构形的一个特殊优点可以从以下事实中看出，即这两个连接对是彼此分开的并且被各自关于该中心轴线偏心地安排。因此，在该中心轴线本身的区域中，这种驱动连接 不改变该接收部件或该前部件。这两个部件优选地以一种平面的方式在该中心轴线的区域 中支承在彼此上而不是在这个区域中互锁。因此，这些单独的连接对被移动进入一个径向 外部区域中。其结果是，该刀具的内芯不受这种驱动连接的影响。研究已经示出，与在WO 2007/107294 Al中说明的构形相比，具有彼此分开的两个 偏心的连接对的这种构形导致在该镗孔刀本体中(即在该接收部件中)应力的减小。该接 收部件的载荷在相同的或改进的扭矩传输中被减少约20%。此外，由于这种分开的安排，该 中心区域是空的，现在其中可以没有任何问题地引入冷却剂孔、夹紧螺丝、等等。另外，围绕 该中心轴线的扩大的自由空间允许关于特别是这些槽的构形的更大的设计灵活性。现在可 以使后者更接近于该中心轴线。根据一种便利的构形，在这种情况下，该驱动销被设计得像一个棱柱体。以同样的 方式，该接受凹座以与这些驱动销相适配的一种方式也被设计为一个棱柱形的接收座。表述“设计得像一个棱柱体”是指以下事实，即这两个耦合元件各自具有一个大致 多边形的底部区域，该底部区域具有优选地平行于该中心轴线延伸的多个侧壁。具体地讲， 一个底部区域配备有4个拐角区域。在一种便利的方式中，在这种情况下，这些拐角区域被 设计为是修圆的。这些单独的拐角区域之间的连接也不需要不可避免地以直线来实现。这种棱柱形的构造的特殊优势可以在以下事实中看出，即这些相邻的侧壁用于这 两个部件的自动固定或定中心。为了尽可能鲁棒的一种设计的目的，在这种情况下优选地 做出的安排是该对应的驱动销在径向方向上的范围优选地大于该刀具半径的50%。这两个 耦合元件被设计为相对于围绕该中心轴线的一种旋转优选地彼此旋转对称。在具有两个连 接对的这种优选构形中，这两个耦合元件因此被设计为相对于围绕该中心轴线180°的旋 转而彼此对称。可替代地，原则上还有可能将这些耦合元件设计为彼此不对称。根据一个有利的发展，这些耦合元件各自包括多个径向外部的承接表面，具体是 弯曲的外部的承接表面，以及其他驱动表面。在负荷的情况下，就是说在扭矩传输过程中， 一个装配在另一个内部上的这两个耦合元件的外部的承接表面和驱动表面彼此压靠。在这 种情况下这些外部的承接表面和这些驱动表面是彼此分开的。它们有利地形成该棱柱体的 相邻侧面，通过这些侧面实现了自定中心。在这种情况下这些驱动表面是优选地基本上定向在径向方向上以便能够尽可能 使扭矩驱动的力传输最佳化。表述“基本上定向在径向方向上”在这种情况下具体地是指 以下事实，即这些驱动表面关于径向以至多+/-20°优选+/-10°的一个角度定向。该接受凹座方便地具有一个外部幅片，该外部幅片包括外部的承接表面并且在负 载情况下被加载的外部的承接表面的区域的方向上变宽。在这种情况下，该外部幅片与其 外侧一起同时还形成了该刀具的外侧。根据这种优选的构形，基本上同中心地延伸至该刀 具的外部侧向表面的外部的承接表面因此从这种同心的安排偏离，起作用是该壁区域的宽 度向这些加载的区域增加。该接受凹座优选地包括至少一个幅片状的且有弹性的壁区域。后者是足够地薄并 且因此是弹性的，这样，在负荷的情况下，当扭转力发生时，可以实现该壁区域的弹性变形， 并且因此在该有弹性的壁区域与该驱动销的一个相关表面部分之间形成表面接触。鉴于这 种构形，因此在该驱动销与该接受凹座之间的两个接触表面之间实现了自动的公差补偿，以便实现用于扭矩传输的一个希望的平面的支撑表面。例如，这类公差的不准确性是由在 该接受凹座的和/或该驱动销的生产过程中的尺寸的不准确性引起的。在此应该鉴于该接 受部分(镗孔刀本体)被设计为用于许多前部件(镗孔刀头部)，它们构成了磨损部件。总体上，围绕驱动销的接受凹座的这些壁区域具有幅片状的设计，该设计具有与 该驱动销相比小的宽度。关于所希望的彼此相对自定中心的两个刀具部件，用于组件的两个耦合元件具有 彼此相对的间隙并且还有不同的截面几何形状，其方式为在一个插入另一个之内的两个耦 合元件之间可能有轻微的相对转动。在这种相对转动过程中，这些耦合元件被彼此相支承 地夹紧。在这种情况下，这些弯曲的外部的承接表面优选地进入在彼此上承接。因为这两 个耦合元件在径向方向上通过这些外部的承接表面被支撑在彼此上，所以径向向内指向的 一个力的分量通过这种措施被施加在相应的驱动销上。因为这是在每个连接对处实现的， 所以这导致了这两个刀具部件的希望的自动定中心。一个连接对的两个耦合元件的外部的 承接表面优选地是彼此偏心安排的。这是指以下事实，即这些外部的承接表面沿具有限定 的曲率半径的一个圆路径延伸，这些圆的中心被安排为彼此偏离。还可以额外地提供用于 这些外部的承接表面的不同的曲率半径。在这种情况下，这个间隙优选地被选择为使得这两个耦合元件具有在1-5°的范 围之内的一个自由的转动角度，就是说它们可以在至多1-5°的一个有限的角度范围之内 彼此相对转动。至少一个基本上轴向延伸的孔延伸穿过该驱动销，该孔与在该接受凹座中的一个 对应的孔对齐。这个孔优选地是一个冷却剂孔或者还可以是用于接收紧固装置(例如像一 个螺丝)的一个孔。两个孔(即一个用于冷却剂而一个用于紧固装置，具体是一个夹紧螺 丝)被方便地提供在该驱动销中。两个孔均与该接受凹座中的对应的孔对齐。在这种情况下，被提供用于接受该夹紧螺丝的孔被方便地相对于纵向方向倾斜地 定向，确切地说其方式为使当该夹紧螺丝被拧紧时这两个耦合元件被彼此相支承地夹紧。 在这种情况下该倾斜位置被选择为优选地在圆周方向和轴向方向上都实现夹紧。在这种情 况下，该孔的纵向轴线是在圆周方向上是大致倾斜的，更确切地说是在夹紧方向上，其中该 驱动销被夹紧靠着在接受凹座上。因此该孔的纵向轴线在大致一个切向平面内延伸，更确 切地说是在由轴向方向和夹紧方向所限定的平面之内。位于这个平面中的孔的纵向轴线具 有相对于轴向方向倾斜的一个角，该角大于1°，在3°与20°之间的范围内，优选在大约 10°的区域内。根据一种有利的构形，优选地在平行于该中心轴线的轴向方向上延伸的一个补偿 元件被安排在该接受凹座与该驱动销之间，在负载情况下，所述补偿元件以一种平面的方 式抵靠在该驱动销和该接受凹座上。在负载情况下，一个由该驱动销施加的力因此被传输 到接受凹座上。在这种情况下，该补偿元件具体是围绕其纵向轴线可自由转动。这个补偿 元件用于公差补偿，以便有可能使这些表面的希望的平面接触参与力的传输。在生产过程 中或者还有可能在操作过程中引起的尺寸的不准确性通过该补偿元件来得到补偿。为此，该补偿区段优选地具有一个圆区段状的截面区域。该补偿区段因此具有大 致半圆柱形的设计并且具有一个部分圆柱形的支撑表面以及一个平的支撑表面。此外，该 补偿元件具有一个圆柱形的紧固杆，通过该紧固杆该补偿元件被插入该接受凹座中被设计为一个孔的一个杆接收座中，在这种情况下，该补偿元件在该杆接收座内的转动是可能的。 在这种情况下，该补偿元件优选地被安排在这些棱柱形耦合元件的一个拐角区域中，具体 是准确的在将这些外部的承接表面连接到这些驱动表面上的拐角区域中。此外，为了使自 由转动成为可能，在一个有利的构形中所做的安排是使该接受凹座具有一个拐角孔而使该 驱动销在对应的拐角区域中是有待被展平的。鉴于该拐角孔使该补偿元件的一个充足转动 运动成为可能。在这种情况下，该补偿元件以及这些耦合元件中的至少一个优选地是由不同硬度 的材料制成。该补偿元件可以是比该至少一个耦合元件更软的或者还可以是更硬的。由于不同的材料硬度，通过弹性变形使额外的适应和额外的公差补偿成为可能。根据一个有利的发展，为了确保这两个部件在希望的位置中被可靠地彼此紧固， 提供了一个夹卡装置，该夹卡装置可以从侧面致动，并且通过该夹卡装置可以将该驱动销 与该接受凹座夹紧在一起。在这种情况下，表述“夹紧”具体是指在圆周方向上以及在轴向 方向上都夹紧，这样这两个耦合元件被带入它们的彼此相对希望的位置中。这个夹紧装置 优选地被用作已经说明的夹紧螺丝的一种替代物，该夹紧螺丝基本上在轴向方向上被定向 并且从该端面被致动。可以因此从车床刀具的侧向表面被致动并且在径向方向上以及还在 该车床刀具中的一个大致切向方向上被定向的横向夹卡装置的优点是不必对这个前部件 做出任何修改。对于该夹卡装置的设计，一个纵向延伸的夹紧销被方便地安排在驱动销上，所述 夹紧销插入接受凹座的一个销接收座中。此外，提供了一个夹紧元件，该夹紧元件横向地作 用在该夹紧销上以便将该驱动销与该接受凹座夹紧在一起。由于该夹紧销的额外安排，该 夹紧装置与该驱动销隔离开。该驱动销因此不被弱化。该夹紧销优选地无应力地位于该销 接收座中，甚至在该接受凹座与该驱动销之间的夹紧状态下。在这种夹紧的状态下，同样， 该夹紧销因此相对于销接收座具有间隙。在这种情况下，夹紧销被方便地不对称地并且偏 心地安排在驱动销的底侧上。作为具有夹紧销构形的一种替代，夹卡装置优选地具有一个元件，例如，一个有螺 纹的元件，如一个无头固定螺丝或一个螺栓，该元件被可调整地安装在这些耦合元件之一 中，该元件以其多个端面之一支撑在另一个耦合元件上以便夹紧。在该构形中，作为一个无 头固定螺丝，所述无头固定螺丝因此被拧入该相应的耦合元件中或者从其中拧出，直到该 无头固定螺丝被支撑在另一个耦合元件上并且因此使这两个耦合元件被彼此相支承夹紧。 这种夹卡装置同样被设计为在圆周方向上以及在轴向方向上均实现夹紧。 该元件被方便地可调整地安装在一个耦合元件的一个通孔中，这样该元件还可以 通过其第二端面而支撑在另一个耦合元件上。当多个耦合元件被夹紧在一起时这用来释放 这种驱动连接。 本发明的一个进展(这个进展自身就是创造性的)在于将一个支撑元件安装在该 连接区域中，就是说安装在镗孔刀本体与镗孔刀头部之间的分界线的区域中。该支撑元件 可以由一种特殊适配的材料来生产并且用来将该刀具专门稳定在该连接区域中。这种支撑 元件用来抑制镗孔刀本体的以及镗孔刀头部的彼此相对的任何移动或振动。具体地讲，镗 孔刀头部和镗孔刀本体的相对振动被减小或抵消以便减小该刀具的振动磨损。此外，在镗 孔刀本体与镗孔刀头部之间的分界线的区域中的固体承载的声音的传输被减小或消除。固体承载的声音的传输的这种减小还导致刀具性能的改进。这种刀具特别适合用于在工件中相当深的横向孔。此外，这种刀具还适合用于具 有倾斜孔出口的孔。在一个第一构形中，该支撑元件被构形为一个盘，该盘平面的平行于镗孔刀本体 和镗孔刀头部的彼此相邻的这些端面。这个盘形的支撑元件优选地像一个滑动环区段伸出 超过镗孔刀本体和镗孔刀头部的侧向表面并且因此相对于孔壁支撑镗孔刀具。以此方式， 该镗孔刀具在孔中的进程是稳定的，而镗孔刀头部中的这些切削刃可以对孔壁进行机加工。该支撑元件的另一个优选实施方案具有一个环状整体形成的部分，该部分或者重 叠该镗孔刀本体的或该镗孔刀头部的横向表或者同时重叠该镗孔刀本体和镗孔刀头部的 侧向表面。这个实施方案具有的优点是该支撑元件像一个滑动环支承在该孔壁的一个大的 区域上。此外，在具有构造为一个平面平行盘的一个基体和一个环形整体形成的部分的支 撑元件的一个凹钵状构形中，它确保了该镗孔刀本体以及该镗孔刀头部在该连接区域中的 特别好的安装。在另一种构形中，可以在该支撑元件中提供对应于形成在该镗孔刀本体中 以及在该镗孔刀头部中的这些槽的多个凹陷，以便优化切屑的移除。在该支撑元件上的这 种环状整体形成的部分的相当大的外部圆周表面使它能够附接多个特殊的引导元件，用于 在该孔壁上引导镗孔刀具。这些引导元件可以是条形的或凸起的或可以被设计为其他几何 形状，用于改进刀具在孔中的同心运行。这些引导元件可以被整体地嵌在环状元件的外表 面中。然而，还有可能以一种夹紧的方式将它们固定在环状元件中。在另一个结构中，该支撑元件可以具有一个涂层，具体是在环状整体形成的部分 的区域中。这个涂层可以防止该环相对于孔壁的外部表面上的磨损。该涂层还可以影响该 刀具的其他振动和传输性能。在本发明的另一个实施方案中，具体是在作为一个接受凹钵的结构中，该环状整 体形成的部分可以同时被构造为一个挠性的弹簧。在这种构形中，该环状元件对孔壁施加 一个弹簧力，并且因此通过起作用的弹簧力对抗刀具离开其定中心的位置漂移。因此刀具 被有弹性地引导在孔壁上。以此方式，该支撑元件形成了刀具相对于有待机加工的工件的 一个减振构件。


本发明的示例性实施方案在以下通过参考附图进行更详细的说明。在附图中，部 分地在示意图示中图1示出了一个模块式镗孔刀具的透视性切开图示，图2示出了根据图1的镗孔刀具的一个镗孔刀头部的后侧的透视图，具有一个第 一实施方案变体的多个驱动销，图3示出了根据图1的镗孔刀具的一个镗孔刀本体的前端面的透视平面图，具有 第一实施方案变体的多个接受凹座，图4a至图4c示出了一个第二实施方案变体的在镗孔刀本体与镗孔刀头部(图 4a)之间的驱动连接的示意性平面图以及分别沿图4a中的截面线4b-4b和4c_4c的切开截 面图，
图5示出了该第一实施方案变体的驱动连接的示意性平面图，图6示出了一个第三实施方案变体的类似于图4a和图5的驱动连接的示意性平 面图，图7示出了根据第三实施方案变体的镗孔刀头部的驱动区域的透视图，图8示出了根据第三实施方案变体的镗孔刀本体的驱动区域的透视平面图，图9a、图9b示出了该镗孔刀本体的端面的平面图(图9a)以及经过该镗孔刀头部 的一个截面视图(图9b)，该截面是由图9a中的截面线9b-9b确定的，图10示出了根据一个第四实施方案变体的镗孔刀头部的驱动连接的透视图，图11示出了根据形成第三和第四实施方案变体的一种组合的第五实施方案变体 的驱动连接的示意性平面图，图12示出了根据一个第六实施方案变体的镗孔刀头部的驱动区域的透视图，图13示出了根据第六实施方案变体的驱动连接的示意性平面图，图14示出了根据第六实施方案变体沿图13中的截面线14-14的一个夹紧销的区 域中的部分截面视图，图15示出了具有支撑元件的镗孔刀具的一个第一实施方案的一部分的全视图，图16示出了图15中所示的镗孔刀具的分解图示，图17示出了根据图15的镗孔刀头部的连接表面的视图，图18示出了根据图15的被设计为一个平面平行的盘的支撑元件的视图，图19示出了来自图15的镗孔刀本体的连接表面的平面视图，图20示出了一个镗孔刀本体的以及具有一个两侧接受凹钵的支撑元件的分解图 示，图21示出了在镗孔刀本体的方向上具有带有一个接受凹钵效果的一个支撑元件 的图20的分解的图示，图22示出了与图21中所示的示例性实施方案比较而修改的、具有扩大的接受凹 钵的支撑元件的一个示例性实施方案，图23示出了支撑元件的一个实施方案，该支撑元件具有在环形的整体形成的部 分的外部圆周表面上的多个引导元件，图24示出了作为一个挠性的弹簧并且作为一个接受凹钵而构形的一个环形的整 体形成的部分的一个实施方案，并且图25示出了穿过图24中所示的环形的整体形成的部分并且构形为一个挠性的弹 簧的一个截面。具有相同作用的部件配备有相同的附图标记。以下参考不同实施方案变体中的镗 孔刀具说明该驱动连接。该驱动连接总体上还可以应用于其他切削刀具，用于连接一个刀 具的两个部件。以下关于不同变体和设计构形所说明的单独特征，若它们不互相排斥的话 也可以彼此相结合。示例性实施方案的说明图1所示的镗孔刀具2具有模块式构造并且包括一个镗孔刀头部4，该头部形成 这个前部件并且可互换地被紧固到形成这个接受部分的一个镗孔刀本体6上。镗孔刀具2 在轴向或纵向方向上沿一条中心轴线8延伸。在这个示例性实施方案中，镗孔刀头部4具有被设计为一个切削插件的一个中心镗孔刀尖端10以及径向安排在外侧上的两个切削刃 尖12。在镗孔刀头部4的前端面上可以看见用于冷却剂的总计4个排放开口 14。这些切 削刃尖12通过它们的自由平侧朝向一个槽15定向，该槽在镗孔刀头部4开始并且在镗孔 刀本体6中作为一个螺旋槽15而延续。镗孔刀头部4可以通过夹紧螺丝16被拧紧到镗孔 刀本体6上，这些夹紧螺丝从端面穿过镗孔刀头部4。镗孔刀头部4和镗孔刀本体6通过一个驱动连接被可拆卸地彼此紧固。如从图2和图3可见，该驱动连接包括两个驱动销18，这两个驱动销以彼此相距一 个距离被安排在镗孔刀头部4的底侧上并且对于中心轴线8偏心。在组装的状态下，这些 驱动销接合在镗孔刀本体6的一个相应的、对应的接受凹座20中。这些驱动销18被设计 为从镗孔刀头部4的底平面侧起始的棱柱体形的突起。以同样方式，这些接受凹座20被设 计为从镗孔刀本体6的一个平的端面开始的棱柱形凹陷。一个冷却剂孔22和一个紧固孔 24穿过每个驱动销18并且与在接受凹座20的平的底表面中的对应的相关孔22’、24’对 齐。这些冷却剂孔22、22’是一个中心冷却剂通路26以在此未以任何更多细节示出的一种 方式送料。每个驱动销18由位于垂直于中心轴线8的一个平面中的一个端面和由平行于该 中心轴线定向的一个圆周的或横向的表面所限定。这些相应的接受凹座20也被设计为与 此互补。这两个驱动销18的分离的构形以及它们在这些接受凹座20中的所有侧面上完全 包围是特别重要的。这些驱动销18和这些接受凹座20具有一种特殊的几何形状，这在以 下更详细地解释。每个耦合元件18、20的垂直于该中心轴线的截面区域是以不对称性为特 征的。这确保了通过在这些接受凹座20的区域中的镗孔刀本体6的最小可能应力通过该 驱动连接非常好地传输扭矩。同时，这些驱动销18被形成和安排为与这些接受凹座20相 结合，其方式为实现了这两个部件4、6彼此相对的自动的自定中心。每个驱动销18与同它 相关的接受凹座20形成一个连接对，这些驱动销18和这些接受凹座20形成多个耦合元 件，这些耦合元件被设计为总体上彼此补偿并且这些耦合元件(除了以下说明的轻微不同 之外)具有完全相同的截面几何形状。如从图4a可见，每个耦合元件具有一个大致多边形的截面轮廓(如在垂直于中心 轴线8的一个平面中所见)。在这些示例性实施方案中，每个耦合元件18、20具有四个拐 角区域，这些拐角区域各自具有修圆的设计。在这些示例性实施方案中，这些耦合元件总体 上具有一个梯形的截面区域。相应的壁部分形成于这些单独的拐角区域之间。图4a示出 了在加载状态中的驱动连接，就是说当这些单独的耦合元件18、20彼此相支承用于扭矩传 输。如从图4a可见，在这种情况下，两个相应的壁区域彼此相支承。一个壁区域是径向外 部壁区域，其中这些耦合元件18、20通过外部的承接表面28彼此相支承。后者具有弯曲的 设计并且在图4a的示例性实施方案中同中心地延伸至镗孔刀具2的外部圆周侧。此外，这 两个耦合元件18、20通过邻近这些支撑表面28的驱动表面30彼此相支承。在图4a的示 例性实施方案中，所述驱动表面30对于中心轴线8基本上是径向安排的。这些耦合元件的 其他两个壁区域各自具有彼此相对的间隙，这样这些驱动销18整体上带间隙地放置在相 应的接受凹座20中。这些其他壁区域因此相对于扭矩传输不具有任何功能并且也不用于 这两个部件4、6彼此相对定中心。在该示例性实施方案中，这些壁区域被大致垂直于彼此定向并且平行于两个相应的平面且距其一个距离延伸，这两个相应的平面同样安排为彼此 之间成直角并且这两个相应的平面各自包括中心轴线8。如从图4b的截面视图可见，这两个耦合元件18、20在它们的驱动表面30的区域 中直接彼此相支承。同时，可以看见镗孔刀头部4通过其平的底侧而放置在镗孔刀本体6 的平的端面上。相比之下，驱动销18的底侧距接受凹座20的底表面一个距离。最后，从图 4c还可以看见，这两个耦合元件18、20的后壁区域(不参与扭矩传输)彼此相距一个距离。当镗孔刀头部4被装配在镗孔刀本体6上时，首先这些驱动销18被插入这些接受 凹座20中。然后镗孔刀头部4相对于镗孔刀本体6轻微地转动，镗孔刀头部4和镗孔刀 本体6由于这种相对转动通过这些耦合元件18、20夹紧在一起。为了解释这种作用，在图 5中示出了这个连接对，在图的左半部分处于未夹紧的状态，而在图的右半部分处于夹紧的 状态。图5中所示的的实施方案变体也可以在图2和图3中见到。驱动销18 (Γι)的和接受凹座20 (r2)的外部的承接表面8的曲率半径巧、r2被分 别在图5中描绘。如图中可见，这些曲率半径的中心被安排为彼此偏离，这样这些驱动销18 总体与这些接受凹座20偏心地安排。在转动移动过程中这些彼此对应的外部的承接表面 28通过这种措施靠在彼此上被夹紧。鉴于在该示例性实施方案中这两个连接对的180°对 称，在这种转动移动过程中实现了镗孔刀头部4相对于镗孔刀本体6的自动定中心。在该 过程中，这些耦合元件18、20可以彼此相对转动一个自由的转动角度α，该角是在几度的 范围内，在本示例性实施方案中是在2°的范围内。除了这种偏心的构形之外，这两个耦合元件18、20是完全相同的，即它们被设计 为具有相同的截面几何形状。为了形成可以从图5的左半部分容易看见的间隙，这些驱动 销仅被设计为在某种程度上小于这些接受凹座。而在图4a的示例性实施方案中，这些驱动表面30以一种凹入地成拱形的方式向 内朝向径向内部拐角区域延伸，根据图5的示例性实施方案，这些驱动表面30基本上直线 地延伸，其中它们以一个几度的角度偏离穿过中心轴线8延伸的径向线。图6所示的第三实施方案变体是基于根据图5的实施方案变体。在此，同样，该图 的左半部分示出了未夹紧的状态，而该图的右半部分示出了夹紧的状态。与图5的示例性 实施方案相比，一个补偿元件32被安排在该拐角区域中，该拐角区域将这些驱动表面30连 接到这些外部的承接表面28上。补偿元件32被设计为像一个圆柱销，该补偿元件平行于 中心轴线8延伸并且具有一个圆区段状区域(如在截面所见)。鉴于补偿元件32，与其相 关的驱动销18的拐角区域具有展平的设计，如从图7可以清楚地看到。在其后端，补偿元 件32具有一个圆柱形的紧固杆34，通过该紧固杆该补偿元件被插在接受凹座20的底部中 的一个圆柱形的杆接收座36中(图8)。补偿元件32围绕其在杆接收座36中的纵向轴线 是可转动的。补偿元件32被安排在这些耦合元件18、20的加载区域中，即在这些驱动表面30 与这些外部的承接表面28之间。驱动销18通过其展平的拐角区域支撑在补偿元件32的 平的侧面上并且后者进而以其大致半圆柱形的、修圆的侧向表面侧支撑在该接受凹座的拐 角区域上。在这种情况下，该拐角区域具有与补偿元件32相同的半径。鉴于补偿元件32 的可转动性并且鉴于在一侧上弄平以及在另一侧上修圆的设计，该补偿元件本身自动地适 配驱动销18的平的侧面，这样在驱动销18与补偿元件32之间形成了平面的接触。鉴于修圆的设计，补偿元件32支承在接受凹座20的壁上，还在此形成大部分平面的接触。因此， 整个补偿元件32用于补偿公差，例如，这些公差是在生产过程中造成的、或者还形成在该 操作过程中。为了防止补偿元件32脱落，所述补偿元件32可以通过例如一种紧固漆而固 定在杆接收座36中。该固定力是成比例的，其方式为在加载情况下并且在补偿公差的必要 转动过程中，补偿元件32自动地转动进入最佳位置。镗孔刀头部4通过一个额外的夹紧机构而被紧固在镗孔刀本体6上，这样该镗孔 刀头部在限定的轴向位置中以及在限定的转动位置中在夹紧或圆周方向上靠在镗孔刀本 体6上被夹紧。根据一个第一实施方案变体，该变体是参考图9a、图9b进行解释的，一个夹紧螺 丝16从镗孔刀头部4的前端面穿过镗孔刀头部4，并且这个夹紧螺丝16穿过驱动销18的 紧固孔24延伸并且可以被拧入一个相关的被设计为接受凹座20中的一个螺丝孔的紧固孔 24’中。这些紧固孔24、24’未被安排为平行于中心轴线8而是以一种倾斜的方式安排。在 这种情况下，紧固孔24的中心轴线在一个平面中延伸。这个平面由轴向方向以及在图9a 中由箭头37标明的一个夹紧方向所限定。在这种情况下，夹紧方向37由驱动销18被夹紧 靠着接受凹座20的方向所限定。在这种情况下，该夹紧方向优选地垂直于驱动表面30定 向。关于在这个平面中平行于中心轴线8 (并且因此关于这些驱动表面30)延伸的一条线， 该紧固孔的中心轴线以>1°的一个倾斜角β倾斜，该倾斜角在3° -20°的范围之内并且 优选地在大约10°的区域之内。鉴于这种倾斜的定向，镗孔刀头部4在轴向方向上以及在 夹紧方向37上被夹紧在镗孔刀本体6上。作为通过夹紧螺丝16基本上在纵向方向上延伸穿过刀具头部4的这种夹紧的一 种替代方案，根据一个优选替代方案提供一个横向的夹卡装置。所述夹卡装置可以由镗孔 刀本体6的圆周侧致动。这种特殊优势可以在以下事实中看到，即不必提供用于夹紧螺丝 的弱化镗孔刀头部4的通孔。这种横向的夹卡装置是在以下结合图10至图14在两个不同 实施方案变体中更详细地予以解释。在该第一实施方案变体中，对其参考图10和图11予以解释，该夹卡装置包括一个 无头的固定螺丝38，该固定螺丝可以通过一个工具40而在相应的驱动销18中的一个对应 的螺纹孔中进行调节。为此，相应的驱动销18具有一个通孔42，该通孔至少在一部分中配 备有一个内螺纹(在此未以任何更多细节示出)。无头固定螺丝38在其从外部容易达到的 后端面上具有用于刀具40的一个接收座44，在该示例性实施方案(图10)中所述接收座44 被设计为一个六边形插座。一个止动销点46被整体地形成在其相对端面上。为了夹紧这 两个耦合元件，无头固定螺丝38从通孔40中被稍微拧出，这样无头固定螺丝38以其后端 面的一部分被支撑在接受凹座20的壁区域上，并且因此将驱动销18在希望的方向上夹紧。 无头固定螺丝38被大致设计为在其后端面处是一个球帽的形状。与之相补偿，接受凹座20 的壁区域同样被设计为一个球帽形形状，这样，除了大致夹紧在圆周方向上之外，还实现了 在轴向方向的夹紧。对于镗孔刀头部4的一种变化，无头固定螺丝38被拧入直到止动销点46被支撑 在接受凹座20的相对壁区域上，并且因此这些耦合元件之间的夹紧被再次放松，这样镗孔 刀头部4可以被拆卸。关于补偿元件32的另一个特征可以额外地从图11看到。准确地说，如可以从该
12图的左半部分所见，其中安排有补偿元件32的拐角区域是通过在接受凹座20中的一个拐 角孔形成的，其方式为存在补偿元件32的尽可能远的自由转动，以便实现在驱动销18的平 的侧面与补偿元件32之间的最大可能的平面的接触。现在将通过参考图12至图14对夹卡装置的第二实施方案变体予以更详细的解 释。在图13中，在图的左半部分中再次标明了这两个耦合元件之间的未夹紧的状态，而在 右半部分中标明了夹紧的状态。在这个实施方案变体中，驱动销18额外地包括一个相应的 夹紧销48，该夹紧销在轴向方向上从基侧开始延伸。在该示例性实施方案中，夹紧销48具 有一个大致矩形的至椭圆的截面轮廓，并且被偏心地安排在一个边缘侧上。夹紧销48具有一个截头圆锥形的接受开口 50，其中一个夹紧元件52被设计为一 个螺钉并且具有一个同样的截头圆锥形的点接合(图13和图14)。由于接受开口 50的和 夹紧元件52的这种截头圆锥形的(就是说尖端细的)构形，除了在圆周方向上夹紧之外， 同时也产生了一个轴向力分量，用于在轴向方向上将镗孔刀头部4夹紧靠着镗孔刀本体6。鉴于截头圆锥形的构形，可以再一次容易地从图14看见在轴向方向上的力的产 生。此外，从这个图可以看见补偿元件32的紧固杆34的顶端面上的一个槽缝形凹陷54。 这个槽缝形凹陷54允许例如接合一个改锥，以便能够在初始的组装过程中使补偿元件32 转动进入所希望的位置。图15中的镗孔刀头部4在其切削侧62上具有镗孔刀尖端10以及在圆周处彼此 相对的两个切削刃尖12。此外，冷却剂通道65和紧固装置66是提供在镗孔刀头部4的区 域中。紧固装置66用来例如紧固切削刃尖12或用来紧固切削刃尖夹具或类似物。头部连接侧67远离镗孔刀头部4的切削侧62。头部连接侧67具有面对镗孔刀本 体6的镗孔刀头部4的端面。在该示例性实施方案中，从头部连接侧67上的这个端面，两 个驱动销18在镗孔刀本体6的方向上从头部连接侧67伸出。这些驱动销18此外还具有 冷却剂通路65的这些后部开口。镗孔刀本体6面向镗孔刀头部4的那侧是杆连接侧70。杆连接侧70和头部连接 侧67形成了镗孔刀本体6与镗孔刀头部4之间的连接区域。设计为与这些驱动销18补偿 的两个接受凹座20是形成在杆连接侧70的表面中。可以再次在这些接受凹座20中看见 冷却剂通路65，在最后组装的状态下所述冷却剂通路65与镗孔刀头部4中的冷却剂通路 65对齐。因此冷却剂通路65穿过整个镗孔刀具。最后，镗孔刀头部4和镗孔刀本体6两者 各自具有一个定中心孔72。还可以看见镗孔刀头部4上的和镗孔刀本体6上的侧面73以 及结合在这些侧面73之间的螺旋槽15。镗孔刀本体6的刀具安装端(在这些图中未示出)远离镗孔刀本体6上的杆连接 侧70。通过该刀具安装端，镗孔刀本体6在该镗孔刀具中的适当位置中被夹紧。在根据图15和图16的示例性实施方案中，设计为一个平的平行平面的支撑元件 75被安排在镗孔刀头部4与镗孔刀本体6之间。支撑元件75具有对应于这些驱动销18的 外部轮廓的多个通的开口 76。通过这些通的开口 76，支撑元件75以一种简单的方式被滑 到镗孔刀头部4上，这些驱动销18在这些通的开口 76中穿过支撑元件75。这些驱动销18 因此形成一种与支撑元件75配合的形式。对于图15中所示的该刀具的最后组装，这些驱 动销18首先穿过这些通的开口 76，以便然后以一种形式配合的方式结合在镗孔刀本体6中 的接受凹座20中。支撑元件75也有一个定中心孔72。此外，支撑元件75具有与这些槽
1315相对应的凹陷77。从图15中的展示可见，支撑元件75伸出超过镗孔刀头部4的和镗孔刀本体6的由 侧面73形成的侧向表面。在最后组装的镗孔刀具中，支撑元件75因此形成一个凸出环形 区域78，该凸出环形区域伸出超过该镗孔刀具的(即镗孔刀头部4的和镗孔刀本体6的) 包络表面。在镗孔操作过程中，支撑元件75以这个环形区域78支撑在该孔壁上并且因此 相对于该孔壁引导刀具。图20中的分解的图示示出了与图15至图19完全相同的一个镗孔刀本体6。在根 据图20的示例性实施方案中，支撑元件75具有一个环形整体形成的部分79。整体形成的 部分79在该镗孔刀具的中心轴线8的方向上重叠在镗孔刀头部4的头部连接侧67和镗孔 刀本体6的杆连接侧70上。图20所示的支撑元件75因此形成了一个双侧的接受凹钵，用 于接受镗孔刀头部4的头部连接侧67以及镗孔刀本体6的杆连接侧70。与其相对比，图21中所示的支撑元件75的示例性实施方案仅具有一个环形的整 体形成的部分79，该部分在该镗孔刀具的中心轴线8的方向上朝向镗孔刀本体6的杆连接 侧70延伸。换言之，环形的整体形成的部分79仅重叠在镗孔刀本体6的杆连接侧70上并 且同时作为一个平面的平行平面支撑在镗孔刀头部4的头部连接侧67上。与之相对比，图20中所示的示例性实施方案中的环形的整体形成的部分79重叠 在镗孔刀本体6的杆连接侧70和镗孔刀头部4的头部连接侧67上，并且因此形成用于镗 孔刀本体6的杆连接侧70和镗孔刀头部4的头部连接侧67的一个双侧式接受凹钵。根据 图21的示例性实施方案，另一方面仅形成一个用于镗孔刀本体6 (即镗孔刀本体6的杆连 接侧70)的接受凹钵。图22所示的示例性实施方案再次示出了一个支撑元件75，该支撑元件具有一个 接受凹钵，该接受凹钵仅对于镗孔刀本体6和支撑在镗孔刀头部4上的一个平面的平行平 面是有效的。与图21所示的示例性实施方案相比，环形的整体形成的部分79以在这个示 例性实施方案中的一个大得多的量值重叠镗孔刀本体6的杆连接侧70。在组装刀具时，整 体形成的部分79在中心轴线8的方向上的延伸比图21中所示的示例性实施方案大得多。 以此方式，有可能在环形的整体形成的部分79上安排多个引导元件81。作为这类引导元件81的一个实例，图23中的示例性实施方案示出了成对附接在 环形的整体形成的部分79上的引导螺栓。这些引导元件81在机加工操作过程中在该孔壁 上滑动。图24中所示的示例性实施方案再次示出了一个支撑元件75，该支撑元件具有仅 在镗孔刀本体6的方向上有效的一个接受凹钵。在这种情况下，环形的整体形成的部分79 被构造为一个挠性的弹簧。为此目的，一个弹簧槽缝82被形成在环形的整体形成的部分79 中。此外，从图25中的展示可见，这些引导元件81从镗孔刀本体6被推入环形的整体形成的 部分79中。鉴于其弹簧作用，环形的整体形成的部分79在横向延伸至中心轴线8的横向方 向83上被有弹性地安装在该镗孔刀具上。支撑元件75因此被设计为一个挠性的弹簧元件。关于支撑元件75作为与镗孔刀本体6有关的一个接受凹钵的构形，对于图21至 图24中的所有实施方案当然有可能也被同等地应用于镗孔刀头部4。还可以想像多种构 形，其中作用在两侧上的一个接受凹钵不仅重叠了镗孔刀本体6的杆连接侧70而且重叠镗 孔刀头部4的头部连接侧67的一个较小的区域。
1权利要求
一种用于机加工的旋转刀具，具体是一种镗孔刀具(2)，该刀具包括一个接收部件(6)以及一个前部件(4)，这两个部件沿一条中心轴线(8)延伸并且可以通过一个驱动连接可拆卸地彼此紧固，其特征在于，该驱动连接包括至少两个彼此分开并且关于该中心轴线(8)偏心地安排的连接对，其中每个连接对是由多个互锁的耦合元件(18，20)形成的，即一个接受凹座(20)以及一个驱动销(18)，其中这些耦合元件(18，20)被设计为当所述接收部件(6)和所述前部件(4)被装配在一起时该接收部件(6)与该前部件(4)通过这些耦合元件(18，20)而彼此对齐地定向，其中这些耦合元件(18，20)具有一个不对称的截面区域并且随着距该中心轴线(8)的距离增加而变宽。
2.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，该驱动销(18)被设计成像一个棱柱体。
3.如权利要求1或2所述的刀具，其特征在于，这些耦合元件(18，20)包括多个径向外 部的承接表面(28)以及另外的多个驱动表面(30)。
4.如权利要求3所述的刀具，其特征在于，该接受凹座(20)具有一个外部幅片，该外 部幅片包括该外部的承接表面(28)并且在该外部的承接表面(28)的那些区域的方向上变 宽，这些区域在负载情况下是被加载的。
5.如以上权利要求之一所述的刀具，其特征在于，该接受凹座(20)包括至少一个幅片 状的有弹性的壁区域，其方式为在该负载情况下，在该有弹性的壁区域与该驱动销(18)的 一个相关表面部分之间形成表面接触。
6.如以上权利要求之一所述的刀具，其特征在于，为了组装，这些耦合元件(18，20)具 有彼此相对的间隙以及不同的截面几何形状，其方式为使得这两个耦合元件(18，20)在它 相对转动的过程中被彼此抵靠地夹紧。
7.如权利要求6所述的刀具，其特征在于，这些外部的承接表面(28)在该相对转动的 过程中进入彼此相支承支承。
8.如权利要求6或7所述的刀具，其特征在于，对该间隙继续选择的方式为使得这两个 耦合元件(18，20)具有在1-5°的范围之内的一个自由转动角(α)。
9.如以上权利要求之一所述的刀具，其特征在于，该驱动销(18)具有至少一个孔(22， 24)，该孔与在该接受凹座(20)中的一个对应的孔(22’，24’ )对齐。
10.如权利要求9所述的刀具，其特征在于，该至少一个孔(24)被提供用于接受一个夹 紧螺丝(16)，其中如在圆周方向上所见该孔(24)是与平行于该中心轴线(8)的一条线倾斜 地定向，其方式为当该夹紧螺丝(16)被拧紧时这两个耦合元件(18，20)被彼此相支承地夹 紧。
11.如以上权利要求之一所述的刀具，其特征在于，一个补偿元件(32)被安排在该接 受凹座(20)与该驱动销(18)之间，所述补偿元件(32)以一种平面的方式支承抵靠在该驱 动销(18)和该接受凹座(20) 二者上，其中该补偿元件(32)围绕其纵向轴线是可转动的。
12.如权利要求11所述的刀具，其特征在于，该补偿元件(32)具有一个圆区段状的截 面区域。
13.如权利要求11或12所述的刀具，其特征在于，该补偿元件(32)具有一个紧固杆 (34)，通过该紧固杆该补偿元件被插在该接受凹座(20)中的一个杆接收座(36)中。
14.如权利要求11至13之一所述的刀具，其特征在于，该补偿元件(32)以及这些耦合 元件(18，20)中的至少一个是由不同硬度的材料制成的。
15.如以上权利要求之一所述的刀具，其特征在于，提供了一个夹卡装置(38，42;48， 52)，该夹卡装置可以相对于该中心轴线(8)被横向地致动，并且通过该夹卡装置可以将该 驱动销(18)与该接受凹座(20)夹紧在一起。
16.如权利要求15所述的刀具，其特征在于，一个纵向延伸的夹紧销(48)被安排在该 驱动销(18)上，所述夹紧销(48)插到该接受凹座(20)的一个销接收座中，并且其中提供 了一个作用在该夹紧销(48)上的夹紧元件(52)，以便将该驱动销(18)与该接受凹座(20) 夹紧在一起。
17.如权利要求15或16所述的刀具，其特征在于，该夹卡装置具有一个元件(38)，该 元件被可调整地安装在这些耦合元件(18)中的一个中，并且该元件通过其多个端面之一 支撑在另一个耦合元件(20)上以便夹紧。
18.一种多件式镗孔刀具，包括至少一个镗孔刀本体(6)以及一个可以被连接在其上 的镗孔刀头部(4)，具体如权利要求1所述，其特征为安排在该镗孔刀本体(6)与该镗孔刀 头部(4)之间的一个支撑元件(75)。
19.如权利要求18所述的刀具，其特征在于，该支撑元件(75)包括一个盘，该盘平面与 该镗孔刀本体(6)以及该镗孔刀头部(4)在该连接区域中分配给彼此的这些端面是面平行 的。
20.如权利要求18或19所述的刀具，其特征在于，为了形成一个滑动部分，该支撑元 件(75)具有一个环形区域(78)，该环形区域伸出超过该镗孔刀本体(6)以及该镗孔刀头部 (4)的侧向表面。
21.如权利要求20所述的刀具，其特征为，在该支撑元件(75)上的一个环状整体形成 的部分(79)，其方式为该整体形成的部分(79)部分地重叠在该连接区域中的该镗孔刀本 体(6)的或该镗孔刀头部(4)的侧向表面或这两个侧向表面。
22.如权利要求21所述的刀具，其特征在于，该盘和该整体形成的部分(79)在各自 情况下形成一个接受凹钵，用于在该连接区域中的该镗孔刀本体(6)的以及该镗孔刀头部 (4)的这些末端。
23.如权利要求18至22之一所述的刀具，其特征为形成在该镗孔刀本体(6)中以及该 镗孔刀头部(4)中的对应于这些槽(15)的多个凹陷(77)。
24.如权利要求20至23之一所述的刀具，其特征为在该环状整体形成的部分(79)的 外部圆周表面上的多个引导元件(81)用于在孔壁上引导该镗孔刀具。
25.如权利要求20至24之一所述的刀具，其特征在于，该支撑元件(75)是至少部分涂 覆的。
26.如权利要求25所述的刀具，其特征为一个抑制磨损的涂层，具体是在该环状整体 形成的部分(79)的外部圆周表面上。
27.如权利要求20至26所述的刀具，其特征为在该环状整体形成的部分(79)的外部 圆周表面上的多个抑制磨损的元件。
28.如权利要求20至27之一所述的刀具，其特征在于，该环状整体形成的部分(79)被 配置为一个挠性弹簧。
全文摘要
车床刀具，具体是镗孔刀具(2)，具有被实施为镗孔刀本体(6)的一个接受部分以及被实施为镗孔刀头部(4)的一个前部件，这两个部分沿一条中心轴线(8)延伸并且可以通过一种驱动连接而被可拆卸地彼此紧固。该驱动连接包括至少两个连接对，这两个连接对彼此分开并且相对于该中心轴线(8)偏心地安置。每个连接对是由多个互锁的耦合元件形成的，即一个接受凹座(20)和一个驱动销(18)。这些耦合元件被实施为使得在镗孔刀头部(4)与镗孔刀本体(6)连接时它们被彼此定中心并且通过这些耦合元件而对齐的定向。这些耦合元件(18，20)为此目的具有一个不对称的截面区域并且随着距该中心轴线(8)的距离增加而变宽以用于良好的扭矩传输。通过所述设计，与从现有技术中已知的解决方案相比，通过在该驱动连接的区域中镗孔刀本体(6)的较低的应变而实现了甚至高扭矩的可靠传输。同时，通过这种特殊设计完成了这两个刀具部件彼此自动定中心。
文档编号B23B51/02GK101980812SQ200980111249
公开日2011年2月23日 申请日期2009年4月2日 优先权日2008年4月3日
发明者B·H·措伊格, H·M·耶格尔 申请人:钴碳化钨硬质合金公司