专利名称：多刃切削式孔后加工工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的多刃切削式孔后加工或精加工工具，特别是一种铰刀。
背景技术：
这种工具用于以一个唯一的工作行程对工件中特别深的孔或多个沿轴向相隔一定距离且尺寸及品质相同的孔进行高精加工。具体而言，这样的孔应用于所谓的轴承通道， 它们在内燃机的气缸盖中用来收纳轴套或用来形成曲轴本身的支承点。针对这种情况，上述类型的孔精加工工具可以具有400mm以上的柄长，其中，刀片组的最小标称直径可达约 20mm的数量级。由于轴承通道的孔在直径和相对位置关系方面都是紧公差，在设计相应的孔后加工工具时就会遇到这样一个难题，如何以合理的费用使工具保持高稳定性，使得在很长的工具寿命后仍能满足制造商提出的位置公差要求。这里要考虑的是，无论是待加工孔的直径公差还是其气缸位置公差，都应处于μ m范围内。在稳定这类工具方面存在多种方案。举个例子，一种较为常用的方法是通过在通常均勻分布在工具周边的切削刃之间设置导条来稳定这些切削刃。文献DE 197 19 893 Al 描述的就是这样一种工具。但是，采用这种结构的铰刀并不能以上文所述的高精度及尺寸精度制造出沿轴向相隔较大距离的加工表面。这种已知结构的另一个缺点是，导条极大地限制了工具的设计灵活性，因为它们在周向上占用了较大空间，从而使切削刃数量受到限制。文献JP-2001310205A揭示一种如权利要求1前序部分所述的工具，多个均勻分布在周边的直线型导条嵌入在工具柄内，其中，这些导条至少部分朝背离切削刃区域内的工具尖部的方向延伸。上述导条由硬质金属(即一种硬度大于载体材料的钢材的材料)构成。 为了使工具保持足够高的稳定性，将夹紧位置附近的工具柄部实施得比工具尖部区域内的工具柄部更粗。然而，这种精加工工具的制造比较复杂。需要将导引体配合精确地焊入工具柄的相应槽隙内，再精确地根据配合作相应的磨削处理。但是这种已知工具的一个特别的缺点是，这样构造的工具的应用范围局限于选取的几种应用场合。换句话说，这种结构的工具只能应用于极其特定的切削任务，也就是用来制造特定深度的特定孔。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种优选可旋转驱动的多刃切削式孔后加工工具，用于加工深孔或多个沿轴向相隔一定距离且尺寸及品质相同的孔，借助该工具能以高的精度、尺寸精度及表面品质制造出以较大轴向深度位于工件中的孔或多个沿轴向相隔一定距离且尺寸及品质相同的孔，其中，该工具所具有的结构允许其以最大的灵活度与各种不同的孔几何结构(深度及直径)相配。
权利要求1的特征为达成上述目的的解决方案。根据本发明，所述导引体结构成为一个由硬质材料特别是整体硬质合金(VHM)构成的独立部件的整体组成部分，该部件构成位于所述工具尖部的刀片组和靠近夹紧位置的柄部之间的连接体。通过设置多个在周向上相隔均勻距离分布的螺旋形延伸的导引条，即使在孔深度极大的情况下也能对所述工具进行良好导引，另一优点是，所述导引体成为所述孔后加工工具的模块式组成部分。其优点在于，这样可以与既有的切削任务相适应地个性化地选择导引体，并将导引体与专门为该切削任务准备的工具的其他部件组装在一起。 通过这种方式可大幅降低所述工具的制造成本。另一个特别的优点是，用整体硬质合金制造导引体可进一步提高工具的稳定性， 再加上所述多个导引条总计覆盖至少一个360°，使得工具刀片组能够以更高的精度工作。 导引条的螺旋延伸使工具在任何一个方向上都能得到连贯的支承，这使得每个切削刃的切削力都会受到一个相应支承力矩的反作用。从属权利要求为有利的改进方案。已经表明，如果所述导引体优选通过收缩接合一端与设有所述刀片组的第一切削模块，另一端与柄部以不可相对转动且不可相对移动的方式连接，就可达到极高的稳定性。 这种连接方式还具有自定心这一优点，这样在部件的组装工作完成后，就不必再对导引体和/或刀片组进行大量的后加工。通过权利要求3所述的措施还可进一步改善对所述工具的导引。这里使用一个经特殊设计的导条组，该导条组在进给方向上布置在所述刀片组的后面且由多个刀片构成， 这些刀片分别与在所述工具的进给方向上相邻的刀片组的切削刃轴向对准。所述导条组的刀片优选经外圆磨削处理且其标称直径在1/1000的范围内小于在进给方向上相邻的刀片组的标称直径。这个标称尺寸差处于两倍润滑缝隙的数量级，该润滑缝隙是在所述工具使用时相对于刚刚被设置在前面的刀片组加工过的孔壁形成的。换言之，导条组的标称直径与导引体的螺旋延伸的导引条的标称直径大体一致，使得在导条组区域内也形成介于5 μ m与9 μ m之间的润滑缝隙。这种尺寸的润滑缝隙可被磨削加工时常用的冷却/润滑剂所形成的润滑膜可靠地填满，从而所述导条组和导引体在任何一个加工阶段都可通过螺旋延伸的导引条起到有效导引所述工具的作用。由于所述导条组的高精定位的刀片与在所述工具的进给方向上相邻的刀片组的切削刃轴向对准，但与这些切削刃之间存在一定的轴向位错，因此，导条组对刀片组区域内所用切削刃的数量没有任何影响。换言之就是，增加刀片组区域内的切削刃数量不会产生任何问题，反而可以进一步提高设计所述工具时的灵活度，可以与既有的切削任务相适应地进行设计。如果所述刀片组配有偶数个切削刃并且这些切削刃大体均勻地分布在周边，此时所产生的优点主要在于，所述导条组中总会有一个刀片大体沿径向与在进给方向上相邻的刀片组的一个切削刃相对布置。通过这种方式可对刀片组的切削刃进行特别有效的导引。 此外，导条组的刀片占用空间极小，并且可采用与在进给方向上相邻的刀片组的切削刃大体相同的结构设计，这可以进一步简化所述工具的制造。已经表明，在供应具有常规参数(稠度、密度、速度和压力等方面)的冷却/润滑剂的情况下，将所述导引条和/或所述导条组的标称直径设为如权利要求4所述的值，可以取得特别良好的结果。标称直径差可以根据具体所选择的加工方式即是湿式加工还是干式加工(MMS技术)以及根据所用冷却/润滑剂的压力进行相应变化。举例而言，如果所述刀片组的标称直径为23mm，标称直径差就可大概介于11 μ m与17 μ m之间。通过采用如权利要求5所述的改进方案可对所述导条组起到特别好的稳定作用即导引作用。试验结果表明，将所述导条组的刀片的轴向长度限制在相邻刀片组的长度就够了。但在结构条件允许的情况下，当然可将导条组的轴向长度加长至超过布置在其前面的刀片组的长度，这样可以进一步增强稳定作用。如上所述，本发明的孔后加工工具结构有利地提供了模块式组装所述工具的可能性。通过采用如权利要求6所述的改进方案可以简单的方式拓宽所述工具的应用范围，而不会增加该工具的整体成本。利用这一结构可以较低的改装费用组装一个适用于各种应用领域的工具。甚至可以使与所述导引体不可相对转动且不可相对移动地相连的切削模块以可拆卸的方式与所述其他切削模块连接，因为，在润滑缝隙的保护下对所述刀片组的支承能提供足够的稳定作用。所述导条组的刀片和/或其他还存在的刀片组中的至少一个刀片组的刀片有利地由具有聚晶金刚石(PKD)覆层的刀片构成。这类配备聚晶金刚石的刀片可以精确成型， 非常稳定，占用空间较少，特别是当它们与载体材料直接焊接的时候。出人意料的是，这种配备聚晶金刚石的刀片即使在只具有毫米级厚度的情况下，也能在导条组区域内出色地发挥其作用。如果所述导条组的刀片和/或所存在的刀片组中的至少一个刀片组的刀片轴向平行定向，就能进一步简化所述工具的制造。但是需要强调的是，所述工具原则上并非必须开设直线槽。更确切地说，该工具可在所述刀片组和所述导条组区域内配置至少轻微地正向或负向扭转，即至少轻微地相对于所述工具的轴线正向或负向倾斜的切削刃。如前文所述，所述螺旋延伸的导引条与冷却/润滑剂相结合在很大程度上在稳定所述工具方面并由此在直线导引方面发挥作用。所述导条组的稳定作用也是如此。如果设置一个内部冷却/润滑剂供应装置，就能使冷却/润滑剂具有特别有效的稳定作用。借此可为所述工具上的关键区域不间断地提供足量的冷却/润滑剂，以免稳定工具所需的润滑膜出现中断。这种内部冷却/润滑剂供应装置在实施干式加工(即应用匪S (最小量润滑)技术)时特别有利。每个导引条和每个刀片组(如果存在的话)均有利地配置有足够数量的、用于提供冷却/润滑剂的出口。这些出口的数量和位置有利地根据经验确定并有利地与冷却/润滑剂的类型及工艺参数(润滑剂密度、润滑剂体积流量等等)相配。为了使所述孔后加工工具在加工工件中位置非常靠外的孔时也能保持足够的稳定性，有利的做法是为所述夹紧部采用如权利要求13所述的设计方案，以便实现所述工具的定心联接。所述夹紧凸缘以相对于所述工具轴线为轴向振摆紧公差的形式制成，借此还可使所述工具得到轴向稳定(即定心)。通过采用如权利要求15所述的改进方案可进一步优化所述导引体如前文所述的稳定作用。事实证明，设置四个分别覆盖360°的圆心角或包角的导引条时，得到特佳的结^ ο其他有利设计方案由其余的从属权利要求给出。
接下来参照示意性附图对本发明的实施例进行详细说明。图1为一多刃切削式孔后加工工具的一种实施方式的侧视图；图2为图1所示工具的一个子模块的放大图；图3为图1和图2所示工具的一个工具模块的细节放大图；图4为图2所示部件的一个子模块的侧视图；图5为沿图4中的“V”方向看的视图；图6为图2所示工具模块的立体图；及图7为整个工具的立体图。
具体实施例方式在图1中，附图标记20表示一个实施为铰刀的多刃切削式旋转驱动型孔后加工工具，在本实施例中，该铰刀用作所谓的“轴承通道刀具”。这种工具在汽车工业中的用途是将用于内燃机曲轴轴承的孔加工至最终尺寸。亦即，这种工具能够在保持紧公差的同时以尽可能大的轴向对准度、精度及表面品质制造出各个圆柱形轴承功能面。所述工具具有三个主要部分，即柄部22、夹紧部M和切削部25。所示工具的标称直径例如约为23mm。具体到制造所谓的“轴承通道”时的切削任务，需要切削部长度约为75mm，柄长L22约为300mm。夹紧部M的主要组成部分是一个夹紧凸缘沈，该夹紧凸缘的直径拟6足以用来形成可将工具20夹紧在工具系统模块上的较大平面。在所示实施例中，夹紧凸缘沈的外径例如约为70mm。所述平面相对于工具轴线 27或定心凸起观(图中用虚线表示)的运转精度极高，该定心凸起例如由一个定心圆柱体或定心锥体，特别是空心锥柄(HSK)式锥体构成。在所示实施例中，夹紧凸缘沈连接在一个校正适配器50上，该校正适配器带有一个未详细图示的冷却剂输送组件以及本身具有带有空心锥柄(HSK) 54的夹紧凸缘52，借助该夹紧凸缘可将所述工具连接在一个主轴或其他的工具系统模块上。也就是说，图1中所示的工具采用模块化结构，以便能快速地与现有的发动机生产线达到最佳匹配。另外在切削技术的应用方面也能达到一定灵活度。校正适配器50的作用例如是与冷却/润滑方式相匹配，例如从湿式加工转换成所谓的干式加工(MMS技术； 匪S的意思是“最小量润滑”)。所述工具的夹紧部位、所述柄部和切削部都具有足够大的耐弯性，以便所述工具对在工件上靠外的轴承孔进行尽可能精确的加工。将工具更深入地送入工件时，需要额外采取特别的防护措施，以便使孔获得尽可能高的精度及表面品质。这类措施将在下文中予以详细介绍。切削部25 (其结构将在下文中予以详细介绍)后面布置有一个大体呈圆柱形的导引体36，该导引体由硬质材料尤其是整体硬质合金(VHM)构成且一端与柄段23、另一端与切削部25以不可相对转动且轴向固定的方式连接。为了达此目的，所述导引体优选在其两轴向末端各具有一个定心圆柱体，通过这个定心圆柱体建立与所述工具的由工具钢构成的部件，即柄端23和切削部25(见图2中的定心孔四)的收缩接合。导引体36上设有至少两个螺旋形凹槽，其间形成两个在周向上相隔均勻距离分布的螺旋形延伸的导引条38，这些导引条优选经外圆磨削至标称直径D38。这个标称直径小于在进给方向上相邻的刀片组32 (该刀片组的任务是对轴承通道孔进行最终加工)的标称直径D32，差值大致为所述工具使用时所形成的润滑缝隙的尺寸的两倍。在图示实施例中，刀片组32的标称直径设为23mm左右，尺寸公差为0至-3 μ m。在此情况下，所述导引条的标称直径D38比所述刀片组的标称直径大约小14 士 3μπι。也就是说，这个标称直径差的大小应恰好确保在规定的冷却/润滑剂供应状态下，导引条38的外表面和刚刚经刀片组 32加工过的轴承通道孔的内壁之间形成一个稳定的润滑缝隙，通过这个润滑缝隙在整个周向上实现对工具20的轴向精确及无振动导引。在图示实施例中，设有四个在周向上相隔均勻距离分布的螺旋形导引条38-1至 38-4。这些导引条38-1至38-4中的每个导引条都覆盖足够大的包角或圆心角，这个包角或圆心角至少大于360° /η，其中，η为导引条38-1至38-4的数量。在图示实施例中，各导引条38-1至38-4沿导引体36延伸所覆盖的圆心角均为360°，这样可对所述工具进行特别有效的支承及直线导引。如前所述，所述工具配置有内部冷却/润滑剂供应装置，因此，所述柄部的内部 (即柄端23内部)、导引体36内部及切削部25内部设有一个优选位于中央的、用以输送冷却/润滑剂的孔。附图标记39表示的是支沟的出口，这些支沟优选以相对于轴线27倾斜的方式从内部的冷却剂孔延伸至导引体36的相应凹槽并在那在导引条38-1至38-4之间以沿轴向交错的方式流出。优选根据经验确定，具有足够大压力及经相应优化的稠度(密度、含油量、油滴大小等)的冷却/润滑剂经出口 39进入所述导引体和孔内壁之间的空隙， 这样可以最佳方式为连续的润滑剂缝隙提供润滑剂，从而达到稳定所述工具的目的。下面参照图2至图6对切削部25的设计进行详细说明。如图2所示，切削部25 具体来说由两模块构成，即第一切削模块42和沿轴向与之连接的第二切削模块44。第一切削模块42在其靠近导引体36—端具有径向连接条43，借此可与导引体36上相应的径向凹槽建立不可相对转动的配合啮合。在切削模块42的中央，径向延伸的连接条43被图中用虚线表示的配合孔四去除。通过配合孔四可实现在导引体36的互补的圆柱形凸起(未详细图示)上的热压配合。第一切削模块42上设有刀片组32，在图示实施例中，该刀片组由六个沿周向均勻分布的刀片32-1、32-2、32-3、32-4及(未作图示的)32_5、32_6组成。然而，这里需要强调的是，切削刃或刀片数量不限于六个。切削刃或刀片32-1至32-η沿轴向定向，其长度L32介于13mm与17mm之间。这些切削刃或刀片例如由配备聚晶金刚石的刀片构成，这种刀片的钢质载体厚度约为0. 5mm 至1mm，其上设有一个厚度约为0.5mm的聚晶金刚石覆层。对刀片组32的刀片的刃磨按常规标准进行，此处不再详加说明。图2所示的第一切削模块42的特点在于，与刀片组32轴向相邻地(即间隔数毫米处)给该刀片组分配一个由若干支承条34-1至34-6组成的支承条组34。这些支承条 34-1至34-6同样实施为高精定位且优选经外圆磨削处理的刀片，并且分别与在所述工具的进给方向上相邻的刀片组32的切削刃32-1至32-6轴向对准。支承条组34优选经外圆磨削处理，使得其外表面或径向最外缘位于一标称直径上，该标称直径小于在进给方向上相邻的刀片组32的标称直径D32，差值大致为所述工具使用时所形成的润滑缝隙的尺寸的两倍。换言之，尺寸D34与直径D38处于同一数量级，因此，与刀片组32紧密相邻的支承条 34-1至34-6也能对处于啮合状态的刀片组32起稳定作用。支承条组34的轴向长度L34略大于刀片组32的轴向长度L32，即介于15mm与 25mm之间。刀片34_1至34_6的结构与刀片32_1至32_6相似，即同样由配备聚晶金刚石、 总厚约为Imm至1. 5mm的刀片构成。如图2所示，刀片组32和支承条组34的分别彼此轴向对准的刀片分别位于形成在第一切削模块42上的同一个凹槽40内。其中，刀片32-1至32-6和34_1至34_6收容在凹槽40内的方式使得所述工具的相关副切削刃大体位于一个经过工具轴线27延伸的平面内。如上所述，支承条组34的刀片在外周优选经外圆磨削处理。但需要强调的是，也可以类似于切削刃对刀片34-1至34-n进行刃磨，或者以产生负的副切削刃后角的方式对其进行刃磨。只要刀片34-1至34-n的定位、加工及成型的精度足以确保整个长度L34范围内都能产生一个均勻的、可附加对所述工具进行有效导引的润滑缝隙。也即，刀片组32与支承条组34 —样配有六个分别相互间隔60°的切削刃或者说切削刃类似体。由于支承条组；34的刀片34-1至34-n也与相邻刀片组32的切削刃轴向对准，因此，所述刀片组的每个切削刃与支承条组34的一个起稳定作用的润滑缝隙沿径向相对布置且在轴向上相互稍微错开，这样能有效抑制所述工具因切削力而引起的偏离运动。如图2进一步所示，第一切削模块42例如用此处未作详示的内螺纹(图5对该内螺纹进行了图示)固定第二切削模块44，第二切削模块借助其螺纹凸起(同样未作详细图示)旋接在第一切削模块42内。第二切削模块44的前端设有一其他刀片组30，该刀片组的标称外径用D30表示。这个标称直径D30小于所述工具的标称直径D32，在图示实施例中约为22. 5mm。这个刀片组30也可配置与刀片组32的切削刃轴向对准的刀片30_1至30_n。在图示实施例中，刀片组30用于对轴承通道孔实施预加工。为此，刀片组30的标称直径比刀片组32的标称直径小大约0. 5mm。但也可用刀片组30来加工较小直径的阶梯孔。附图标记31所表示的部件用于将刀片组30沿轴向固定在第二切削模块44上，以及/ 或者用于封闭所述工具起冷却剂导引作用的内孔。第二切削模块44和刀片组30之间通过部件的一体式设计或部件间的形状配合啮合建立不可相对转动的连接。如前文所述，工具20配置有内部冷却/润滑剂供应装置，该装置通过一个优选位于中央的通道为使用中的切削刃和导引条提供足量的冷却/润滑剂。设在工具20内部的中央供应通道也经过导引体36、第一切削模块42及第二切削模块44之间的交接点。部件 31可将该内部通道封闭。附图标记45和46表示的是从所述内部冷却/润滑剂孔分支的支沟的出口，这些支沟优选以相对于所述工具的轴线27倾斜的方式延伸。如图所示，出口 46以靠近支承条组；34的方式布置在刀片组32区域内，因此该出口可同时为刀片组32和支承条组34的切削刃提供冷却/润滑剂。60表示可沿径向旋入第一切削模块42的螺纹销，借助这些螺纹销可对所述工具进行平衡或精密平衡。
如图1和图2进一步所示，各功能面，也就是说，刀片组30、刀片组32、支承条组34 以及导引体36或者说导引条38的外径，以非常高的精度和相对于工具轴线27的位置关系的精度制成。刀片组32、支承条组34及导引体36的标称直径的公差范围为0至-3 μ m。刀片组30的标称直径的制造公差为士20μπι。刀片组30相对于夹紧凸缘52的夹紧面以及相对于轴线27或空心锥柄(HSK) 54的夹紧锥体的运转精度为5 μ m。相对于刀片组32、支承条组34及支承体的运转精度甚至减小到3 μ m。从以上描述可以看出，本发明的工具可以在确保良好表面品质的同时以极高的精度及位置精度为轴承通道开设内孔或制造出位置极深的同轴孔。由于导引体36形成导引条38作为工具模块的整体组成部分，产生制造工艺上的优点，S卩，不必采用结构复杂的导引条。同时，所述工具在设计时，或者说在与既有的切削任务相适应时具有很大的灵活度。 通过更换导引体36可以设定工具柄22的轴向长度L22，而不需要重新制造所述工具的刀片组32和/或刀片组30。所述工具在夹紧部位沈和柄端23区域内也能保持原有结构，从而给工具制造带来更多的优点。所述工具具有一个用于进行精密平衡的装置。除了第一切削模块42区域内的螺纹销60外，夹紧凸缘沈区域内也设有类似的轴向和/或径向螺纹销，通过这些螺纹销的定位可对所述工具进行动态的精密平衡。所述工具的尺寸当然可以在很大的范围内变化。图1和图2所示的设计方案中的尺寸只是示范性的举例说明。例如，第二切削模块44的轴向尺寸L44当然可以大于或小于实施方式中所示的约20mm至25mm这一尺寸。标称直径D34和D38也可根据所用冷却/润滑剂的压力和物理参数进行改变。在图示实施例中，标称直径差例如介于11 μ m与17 μ m之间。湿式加工时这个标称直径差还可以再大些。图4和图5为第一切削模块42的细节图。如图所示，刀片组32的刀片32_1至 32-6在其端面上具有一个0. 1X45°的倒棱。支承条组34的刀片情况类似。在这个区域内，刀片34-1至34-6在从进给方向看位于前方的末端设有一个尺寸为0. 15mmX 15°的导入倒棱。在图4所示的方案中，传动条43的轴向尺寸L43设为2mm左右。图5中的侧视图展示的是刀片32-1至32-6相对于工具轴线27的位置情况。如图所示，刀片32-1至32-6的副切削刃位于中心线前方约0. Imm处。此外可看到，这些刀片具有一个处于约0. 5mm数量级的聚晶金刚石覆层和一个0. 5的基本磨削倒棱。区段厚度定为1.6mm。但也可以减小至Imm左右。材料方面，所述夹紧部、柄端和切削模块的部件优选采用工具钢，而所述刀片的支承板采用调质钢(例如50CrV4)比较有利。图5中的附图标记62表示可供第二切削模块44旋入的内螺纹。第二切削模块44 的螺纹在与所述切削部的过渡区域内具有一个外锥体结构，旋入时，该外锥体结构可支撑在第一切削模块42的相对配合面68上。通过这种锥面配合可对切削刃32-1至32-6进行径向细调。为此，第二切削模块44上设有多个削平区域66以形成一定的扳手开口宽度。图7为所述工具的整体立体图。与前面已说明过的部件相应的部件在此用相应的附图标记表示。此处还示出了在夹紧凸缘沈中可用以额外实现平衡的轴向螺纹销68。当然也可以有不同于上述实施例的设计，但这并不偏离本发明的基本思路。
举例而言，即使刀片组32和支承条组34的切削刃带有轻微的左旋或右旋，即所述副切削刃的前角优选略微偏离0°，这些切削刃之间也能保持大体的轴向对准。作为为所述工具开设直线槽的替代方案，凹槽40也可以稍微地相对于所述工具的轴线27正向或负向倾斜。刀片组30和32也没有必要一定采用切削刃形成在刀片上的结构。切削刃也可以与刀架一体成型，在此情况下，刀架优选由硬质材料(例如整体硬质合金)构成。所述第一和第二切削模块也可以采用其他材料，特别是采用不同的材料。如前文所述，支承条34-1至34-6经外圆磨削处理。但是这种刃磨也可以做如下修改润滑缝隙沿所述工具的旋转方向加宽。导引条38-1至38-4的外表面也是如此。上文没有对刀片组30和32的刀片的刃磨处理进行详细说明。此处可以采用高效铰刀常用的常规刃磨处理，因此这里不再详述。但是，例如在轴向上使配备聚晶金刚石的刀片的直径以1/1000的范围(例如12μπι至16μπι)在整个长度范围内稍微地逐渐变小，较为有利。另一种有利做法是将配备聚晶金刚石的刀片的棱边倒圆或者说为其配置倒圆角。作为为所述刀片组的每个切削刃各分配所述冷却/润滑剂供应装置的一个出口的替代方案，在个别情况下用一个出口同时为多个切削刃提供冷却/润滑剂也足够。当然，所述切削刃的数量和/或所述导引条的数量也是可以改变的。但是必须确保所述工具在较长的轴向距离以及整个周边上都由所述导引体支承。也即，有利的做法是设置η个在周向上相隔均勻距离分布的螺旋形延伸的导引条，这些导引条分别覆盖一个大于360° /n的圆心角，其中η彡2。在图示实施例中，导引条38顺着旋转方向螺旋延伸。但也可以使导引条38逆着旋转方向螺旋延伸。作为为刀片组30、32、34、36的每个切削刃各分配所述冷却/润滑剂供应装置的一个出口的替代方案，在个别情况下用一个出口同时为多个切削刃提供冷却/润滑剂也足够。上文所述的实施为阶梯铰刀的孔后加工工具是一种旋转驱动型工具。但该工具使用时也可以处于静止状态，而让工件进行旋转运动来对其实施切削加工。上述工具具有六个均勻分布在周边的切削刃。但切削刃数量可在很大的范围内变化，其中选用偶数个切削刃较为有利。在本发明范围内，即使分布在周边的切削刃之间的角距大小不是精确相等，也能产生上述优点。上文所描述了的所述工具的只能精确加工一种直径的实施方式。然而，本发明也可在一个工序内加工多个呈阶梯状的孔，但同时包含有上文所述的全部优点。综上所述，本发明提供一种多刃切削式钻孔后加工或精加工工具，特别是一种铰刀，用于加工深孔或多个沿轴向相隔一定距离且尺寸及品质相同的孔，例如用于收纳凸轮轴轴套的孔。所述工具具有至少一个刀片组和一个与该刀片组之间存在一定轴向位错的导引体结构，所述刀片组具有预先规定的标称直径和多个大体均勻分布在周边的切削刃。为了在使所述工具以较大灵活度适应于既有切削任务的同时改善导引精度，所述导引体结构是一个由整体硬质合金(VHM)构成的大体呈圆柱形的导引体的整体组成部分。这个导引体形成至少η个在周向上相隔均勻距离分布的螺旋形延伸的导引条，这些导引条的标称直径小于所述刀片组的标称直径，差值大致为所述工具使用时所形成的润滑缝隙的尺寸的两倍。每个导引条各覆盖一个大于360° /n的圆心角，其中η彡2。
权利要求
1.一种多刃切削式孔后加工或精加工工具，特别是铰刀，用于加工深孔或多个沿轴向相隔一定距离且尺寸及品质相同的孔，例如用于收纳凸轮轴轴套的孔，所述工具包括至少一个刀片组(32)和一个与所述刀片组之间存在一定轴向位错的导引体结构，所述刀片组具有预先规定的标称直径￠3 和多个大体均勻分布在周边的切削刃(32-1至32-6)，其特征在于，所述导引体结构是一个由整体硬质合金(VHM)构成的大体呈圆柱形的导引体(36) 的整体组成部分，所述导引体形成至少η个在周向上相隔均勻距离分布的螺旋形延伸的导引条(38-1至38-4)，所述导引条的标称直径(D38)小于在进给方向上相邻的所述刀片组 (32)的标称直径(D32)，差值大致为所述工具使用时所形成的润滑缝隙的尺寸的两倍，所述导引条各覆盖一个大于360° /n的圆心角或包角，其中η彡2。
2.根据权利要求1所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导引体(36)通过收缩接合一端与设有所述刀片组(3 的第一切削模块(42)，另一端与柄部不可相对转动且不可相对移动地连接，所述柄部具有用于定心联接到工具系统模块或工具系统的工具座上的夹紧部(26)。
3.根据权利要求1或2所述的孔后加工工具，其特征在于，在所述刀片组(3 和所述导引体(36)之间另设有形式为多个高精定位且优选经外圆磨削处理的刀片(34-1至34-6) 的导条组(34)，所述刀片分别与在所述工具的进给方向上相邻的刀片组(32)的切削刃 (32-1至32-6)轴向对准且具有一标称直径(D34)，所述标称直径小于在所述进给方向上相邻的刀片组(3 的标称直径(D32)，差值大致为所述工具使用时所形成的润滑缝隙的尺寸的两倍。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导引条(38) 的标称直径(D38)和/或所述导条组(34)的标称直径小于在所述进给方向上相邻的所述刀片组(32)的标称直径D，差值处于0. 0002XD到0. 0016XD，优选0. 0002XD到0. 0005XD 的范围内。
5.根据权利要求3或4所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导条组(34)的刀片 (34-1至34-6)的轴向长度(L34)至少与在所述进给方向上相邻的所述刀片组(3 的轴向长度(L3》一致。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述第一切削模块G2)在其远离所述导引体(36)的一端以可拆卸的方式与带有另一刀片组(30)的另一切削模块G4)连接，所述另一刀片组的标称直径(D30)相对较小。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述刀片组(30， 32，34)各具有6个均勻分布在周边的切削刃。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导条组(34) 的刀片(34-1至34-6)和/或所述刀片组(30，32)中的至少一个刀片组的刀片由配备聚晶金刚石的刀片(56)构成。
9.根据权利要求8所述的孔后加工工具，其特征在于，所述刀片(56)的厚度(T56)介于0. 75mm与1. 7mm之间，其中，所述聚晶金刚石覆层的厚度约为0. 5mm。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导条组(34) 的刀片(34-1至34-6)的切削刃和/或所述刀片组(30，32)中的至少一个刀片组的切削刃轴向平行定向。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，设有一个内部冷却/润滑剂供应装置。
12.根据权利要求11所述的孔后加工工具，其特征在于，所述刀片组(30，32，34)的每个切削刃和/或每个导引条(38)各配置有所述冷却/润滑剂供应装置的至少一个出口 (45，46，39)。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述夹紧部具有一个定心凸起( )，特别是空心锥柄(HSK)，和一个垂直于所述定心凸起的轴线(XT)的夹紧凸缘( )，以便定心联接到工具系统的工具座上。
14.根据权利要求3至13中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导条组的刀片(34-1至34-6)的副切削刃后角约为0°。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导引条 (38)各覆盖一个至少为360°的圆心角或包角。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导引条 (38)的数量η大于等于4。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的孔后加工工具，其特征在于，所述导引体 (36)的轴向长度(L36)处于6XD到8XD的范围内，其中，D为所述工具的最大标称直径。
全文摘要
本发明提供一种多刃切削式孔后加工或精加工工具，特别是一种铰刀，用于加工深孔或多个沿轴向相隔一定距离且尺寸及品质相同的孔，例如用于收纳凸轮轴轴套的孔。所述工具具有至少一个刀片组(32)和一个与该刀片组之间存在一定轴向位错的导引体结构，所述刀片组具有预先规定的标称直径和多个大体均匀分布在周边的切削刃。为了在使所述工具以较大灵活度适应于既有切削任务的同时改善导引精度，所述导引体结构是一个由整体硬质合金(VHM)构成的大体呈圆柱形的导引体(36)的整体组成部分。这个导引体形成至少n个在周向上相隔均匀距离分布的螺旋形导引条(38)，这些导引条的标称直径(D38)小于所述刀片组(32)的标称直径(D32)，差值大致为所述工具使用时所形成的润滑缝隙的尺寸的两倍。每个导引条(38)各覆盖一个大于360°/n的包角或圆心角，其中n≥2。
文档编号B23D77/00GK102281979SQ200980154545
公开日2011年12月14日 申请日期2009年11月13日 优先权日2008年11月14日
发明者G·埃凯尔, J·比泽 申请人:钴领无限公司