模块化刀具支架的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1属概念的模块化刀具支架。
【背景技术】
[0002]这一类的刀具支架用于机床一个工序的工件或者使用一个以及相同夹紧装置的工件(可能具有不同的表面质量)的不同功能面的预加工和/或者最终加工。对此，加工工件的功能面位置分配必须位于较小的公差范围内。这一类的刀具支架已夹紧的切削刀具构成形式为分级或者完成加工刀具形式的柄状刀具，例如气缸盖整体加工时所需的柄状刀具，以便为进气阀或者排气阀进行相应尺寸的底座钻孔或者对阀座进行预加工和/或者完成加工，对此，应在一个工序中生产出阀门导向孔和阀座孔。在阀座区域形成的多重功能面不仅在角位置方面，而且在其轴向位置方面均具有非常小的公差范围。因此需要一种刀具支架，该刀具支架可以确保夹紧的切削刀具极其稳定和精确地进行转动。
[0003]DE 10 2006 016 290 Al显示和说明了一种多部件柄状刀具，该刀具一方面可以对较小直径的区域，例如精密加工的阀门导向孔，另一方面可以对较大直径的区域，例如阀座表面进行切削加工。针对该目的，柄状刀具具有一个刀具支架，包含一个在功能上分为柄状段和夹紧段的本体以及一个以可拆卸方式固定在本体上的切削头。通过柄状段，刀具支架和机床主轴相连，而在夹紧段中通过液压膨胀机械装置夹紧切削刀具的刀具柄，例如多刃铰刀。切削头位于夹紧段的圆柱状连接面上，在液压膨胀夹紧机械装置动作时通过安排在中心位置的切削刀具同步进行夹紧。切削头具有多个刀刃。由此，刀具支架一方面对安排在中心位置的加工第一区域的切削刀具进行支撑，另一方面对于与切削刀具同轴安装的具有其他刀刃的切削头进行支撑，该刀刃安排在与中心切削刀具的刀刃预先规定的轴向和/或径向和/或角位置。
[0004]对这一类刀具支架或者这一类多级柄状刀具的要求成倍增高。一方面，这一类刀具支架和柄状刀具的客户要求越来越高的生产精度，尤其是越来越小的同心精度和/或转动精度。另一方面，使用越来越难切削的材料，从而使得对这一类刀具支架和柄状刀具的稳定性的要求也越来越高。此外还要求刀具支架和柄状刀具操作简单，且可以灵活使用。
【发明内容】
[0005]本发明的任务在于，提供一种可以以前所未有的形式同时满足上述标准的用于上述类型多级柄状刀具的模块化刀具支架以及相应的柄状刀具。
[0006]该任务通过具有权利要求1特征的刀具支架或者具有权利要求13特征的柄状刀具得以解决。有利的或者优先使用的其他形式是相关权利要求的说明对象。
[0007]根据本发明，提供了一种用于多级切削刀具的模块化刀具支架，该切削刀具可用作精密加工、分级加工或者完成加工的刀具，对于该刀具支架而言，对准备在中心位置进行夹紧的切削刀具，例如钻头、铣刀或者铰刀进行夹紧，以便对较小直径的区域进行切削加工，此外对单独的、套筒状切削头，例如具有大量以可更换方式固定的刀刃依次进行同轴夹紧，以便对第二个较大直径的区域进行加工。
[0008]对此，该刀具支架首先具有一个沿着旋转轴延伸的、本质上对称旋转的本体。该本体在功能上分为柄状段和夹紧段，其中柄状段用于将刀具支架(直接或者间接)连接至机床主轴，夹紧段用于容纳和夹紧待夹紧切削刀具的刀具柄。本体的柄状段可以为已经公开的HSK(空心柄锥)、SK(斜锥)、MK(摩斯锥)或者圆柱状刀柄。本体沿轴向连接柄状段的夹紧段具有一个在刀具端开口的、中心容纳空用于容纳待夹紧切削刀具的刀具柄。刀具柄的夹紧可以通过诸如已知的液压膨胀夹紧机械装置进行。
[0009]套筒状切削头与本体或者本本体固定的切削刀具同轴进行安排，并以可拆卸的方式固定在本体上。根据本发明，切削头具有一个对本体或者刀具支架进行延长的套筒段和一个与夹紧段中心容纳孔同轴安排的中心贯穿孔，在该贯穿孔中以规定的侧面间隙容纳和轴向支撑有从夹紧段伸出的夹紧在切削刀具本体中的部分刀具柄。
[0010]因为对从夹紧段中伸出的部分刀具柄进行包裹和径向支撑的套筒段位于刀具在夹紧段或者本体前的进给方向上，因此与夹紧段的夹紧位置间隔一定轴向距离形成径向支撑作用。根据切削头的长度，与夹紧段的轴向距离可以选择较大或者较小的距离。
[0011]通过从刀具进送刀方向看连接至夹紧段的套筒段，由夹紧段伸出的刀具柄部形成一径向支撑，该径向支撑有助于降低因离心力或者夹紧造成的切削刀具纵轴和刀具支架旋转轴的偏差，由此可以降低圆周运动的误差。对此起决定作用的仅是，套筒段的贯穿孔与夹紧段的容纳孔中心同轴，即轴心成一条直线。如果中心的贯穿孔仅在特定的纵截面上具有一个由特定缝隙配合形成的内直径，则满足其条件。当然，中心贯穿孔可以在其整个长度上具有一个由规定的缝隙配合形成的内直径。如果中心贯穿孔在一个非常小的公差范围内，则由形状和/或者夹紧造成的切削刀具纵轴和刀具支架旋转轴之间的位置公差以及由离心力造成的切削刀具的偏转将显著降低或者完全被排除。
[0012]为了实现套筒段中心贯穿孔和刀具支架旋转周之间尽可能高的同心度，由此获得套筒段中心贯穿孔和夹紧段容纳孔之间尽可能高的同心度，也就是规定的缝隙配合，对于径向支撑起决定作用的套筒段贯穿孔的内直径范围可以通过将切削头固定在本体上，例如借助一种适合的铰刀或者研磨工具将规定的缝隙配合加工至要求的公差范围内。
[0013]如果切削头与夹紧段间隔一轴向距离，尤其是在其远离夹紧段的裸露末端段此外还具有一精细调节装置，该装置可以在形成的侧面间隙或者公差范围内对从夹紧段伸出的刀具柄部的径向位置进行精细调节或者角正，由此可以获得进一步的改善。通过精细调节装置可以对因诸如形状或者夹紧造成的会导致切削刀具纵轴和刀具支架旋转周出现偏差的结构误差进行尽可能的校正，从而使得从夹紧段伸出的切削刀具的刀具柄部和切削头上存在的刀刃之间形成高圆周运动精度所需的尽可能精确的同心度。
[0014]在一种结构简单易于实现的、且无需较大花费即可进行操作的实施形式中，精细调节装置具有多个围绕刀具支架旋转轴的等距安排的调节螺栓，该调节螺栓分别支撑在套筒段，并径向压在从夹紧段伸出的刀具柄部。调节螺栓可以是内六角埋头螺栓，该螺栓分别旋入贯串套筒段套筒臂的螺纹孔中，并通过其头部径向压在从夹紧段伸出的刀具柄部。通过调节螺栓的等距分步可以将不同的质量分布和由此形成的不平衡将至较低水平。此外可以手动且简单地实施对不平衡的调节，不需要从刀具支架上去除平衡块，例如设计一个或者多个平衡孔或者类似装置，也不需要在刀具支架上安装平衡块，例如平衡砝码。
[0015]对此比较有利的方法是，切削头沿着朝向切削刀具旋转轴的方向逐级缩小外直径。安装精细调节装置的套筒段裸露末端段为直径缩小的套筒段末端段。
[0016]由此可以在套筒段的套筒壁上使用更深的孔，从而避免形成不平衡。此外，可以使用直径更大的、相对的切削头末端断将切削头固定在本体上，而在切削头的中间段可以安排至少一个刀刃，例如形式为一个或者多个以可拆卸方式安装的替换式刀片或者转位式刀片。
[0017]切削头可以通过螺栓连接固定在本体上。对此，切削头通过一个在其朝向本体的末端段上的端面轴向支撑在本体相对的端面上。切削头和本体相对的端面从生产技术的角度比较有利的方法是分别为平面的、在一个径向平面内的环形平面。如果切削头和刀具支架通过多个等距围绕刀具支架旋转轴分步的切削螺栓进行轴向螺栓紧固，则切削头和本体之间可以形成特别稳定的连接。例如，紧固螺栓可以分别穿过一个在直径增大的切削头环形法兰上的开孔，并旋入相对的本体螺纹孔内。通过该方式，切削头可以和本体连接成一个可整体操作的多级刀具支架。
[0018]除了螺栓连接，如果切削头一从轴向看一在径向上位于液压彭张夹紧机械装置在夹紧段的夹紧区域至外，则也可以选择根据诸如DE 10 2006 016 290 Al所述的方案通过液压膨胀夹紧机械装置将切削头固定在本体上。在该情况下，通过液压膨胀夹紧机械装置在向液压膨胀夹紧机械装置的加压舱径向向内施加压力时的容纳在中心容纳孔的切削刀具以及在同时径向向外施加压力时在中心容纳孔外径向包裹夹紧段夹紧区域外的切削头和本体同步夹紧到可一体化操作的多级切削刀具上。
[0019]特别是，可以通过一种在DE 10 2006 016 290 Al中介绍的技术说明确定的结构实现将切削刀具和切削头通过刀具支架以以下方式同步夹紧，即在液压膨胀夹紧机械装置夹紧时，切削刀具和/或者切削头的刀刃相对于旋转轴最大偏移一个尺寸，该尺寸在规定的公差范围内或者某一