用于切削刀具的导向块和刀头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于切削刀具的导向块，该导向块包括滑动表面，当在垂直于导向块的纵向轴线的平面中看时，该滑动表面是凸形弯曲的。
[0002]本发明还涉及包括此导向块的刀头。
【背景技术】
[0003]导向块在金属和其它硬质材料中进行切削加工期间使用在例如深孔钻削刀具的刀头上，以便在钻削过程期间防止刀头的磨损且引导钻削刀具，且由此将刀头维持在直轴线上，以按照尽可能高的准确度产生直的钻孔。出于此目的，至少两个导向块通过例如螺栓连接、夹持或焊接而安装在刀头的外周或包络表面上的相应基座中。面向外且支承在钻孔的周向孔壁上的导向块的滑动表面通常形成有部分圆形的横截面，该部分圆形的横截面具有与钻孔的半径相同的曲率半径或比钻孔的半径稍小的曲率半径。
[0004]在钻削过程期间，导向块由于与孔壁的摩擦而暴露于高温，高温结合对孔壁的高压使导向块经受磨损和裂纹的形成。为了减小磨损和裂纹形成的趋势，通常的实践是提供冷却且润滑流体，该流体穿过钻削刀具内的通道而馈送到钻孔中。然而，冷却/润滑流体可通常不会充分到达导向块与孔壁之间的整个接触区，这使冷却/润滑不充分，以致于磨损和裂纹的形成仍将是相当多的。
[0005]为了克服此问题，已知的是给导向块在滑动表面中提供具有不同形状且呈不同图案的凹槽或通道，所述凹槽或通道适于促进将冷却和润滑流体输送到在钻削期间与孔壁接触且支承在孔壁上并在孔壁上滑动的滑动表面的接触表面。
[0006]这些导向块例如示出在DE 20 2009 003645中，其中公开了在平行于每一导向块的纵向轴线的方向上设有一个或更多个凹槽的导向块。此设计的问题在于:凹槽将充当对裂隙或应力集中的指示，所述凹槽将弱化导向块且需要增大导向块的总厚度。
[0007]形成有凹槽的导向块的另一实例公开在WO2012/172537中，其中两个凹槽从导向块的中间部分开始且对角地朝向纵向侧表面与导向块的每一端部处的端部表面之间的角部延伸。除弱化导向块之外，这些凹槽还不会向接触表面充分提供充足量的冷却和润滑流体。
[0008]同样，US2013/0051944在图5中公开设有凹槽的导向块，所述凹槽平行于导向块的纵向轴线以及垂直于导向块的纵向轴线延伸。当然，这些凹槽也将在极大程度上弱化导向块。在图9中，公开了替代实施例，该替代实施例形成有闭合的凹口状润滑凹槽，所述润滑凹槽适于充当润滑流体的储槽。这些凹槽将不会在与上文所述的凹槽相同的程度上弱化导向块。然而，凹槽的闭合设计还将阻碍将充足量的润滑流体供应到凹槽。
【发明内容】
[0009]本发明的目标是提供一种用于切削刀具的导向块，通过该导向块，可将充足量的冷却和润滑流体供应到导向块的滑动表面与工件之间的接触区，但是通过该导向块，导向块的弱化将有利地较低。至少此目标由根据权利要求1的导向块实现。
[0010]因此，本发明的基础是认识到此目标可通过如下方式来实现:形成流体输送构造，以使得流体输送构造包括通道状凹部，该通道状凹部形成在滑动表面中且在导向块的轴向方向上延伸，且在到达导向块的端部处的滑动表面的端部之前终止。因此，通道状凹部将滑动表面划分为两个滑动子表面。通过以此方式形成的导向块，可将大量冷却和润滑流体输送到邻近于接触表面的区域，在该区域处，滑动子表面支承在待在工件中钻削的孔的孔壁上。此外，因为通道状凹部在到达导向块的端部处的滑动表面的端部之前终止，所以因通道状凹部所致的导向块的弱化将有利地较低。此外，由于纵向方向上延伸的通道状凹部，两个滑动表面可形成有恒定宽度。由此，摩擦区将以较容易预测的方式在纵向方向上扩展。
[0011]在此总的发明理念中，根据本发明的导向块可按许多不同方式形成。举例来说，导向块可包括一个单个滑动表面、位于同一主表面上或相对的主表面上的两个滑动表面或每一相对的主表面上各定位两个的四个滑动表面。在如同在下文所描述且图示的示例性实施例中，导向块包括位于同一主表面上的两个滑动表面或位于两个主表面中的每一个主表面上的两个滑动表面，在此状况下，如果导向块在中间部分中形成有比其端部小的厚度，且通道状凹部形成为从此中间部分开始，则这是有利的，这是因为接着冷却和润滑流体可较容易流动到通道状凹部中且输送到接触表面。出于相同的原因，中间部分可包括沟槽形凹部，冷却和润滑流体可在输送到通道状凹部中之前聚集在所述沟槽形凹部中。
[0012]为了进一步减小通道状凹部对导向块的强度的弱化效应，通道状凹部可在其邻近于接触表面的终止端部处设计有比处于相对的端部处的开始部分小的深度，该相对的端部在下文的示例性实施例中处于导向块的中间部分中。此外，在以下实施例中的一个实施例中，通道状凹部也从中间部分向终止端部渐缩，即，通道状凹部在其邻近于接触表面的终止端部处具有比其中间部分小的宽度。以此方式，冷却和润滑流体可容易流动到通道状凹部中，但通道状凹部的强度减小效应将在邻近于接触表面的终止端部处减小，其中在接触表面上，导向块上的应变将在操作期间最大。
[0013]在本发明的下文所描述且图示的实施例中的两个实施例中，流体输送构造还包括平坦表面或具有比滑动表面大的曲率半径的凸形弯曲的表面，其中该平坦表面或凸形弯曲的表面与通道状凹部组合，以使得该平坦表面或凸形弯曲的表面邻接通道状凹部，即，适当时，在两侧上均围绕通道状凹部且从通道状凹部的终止端部延续到导向块的端部处的滑动表面的端部。以此方式，可进一步增大冷却和润滑流体到接触表面的流动，而导向块的强度不会有任何显著减小。平坦或凸形弯曲的表面形成为导向块的滑动表面的斜切面，以使得滑动表面被划分为两个滑动子表面。流体输送构造与滑动子表面平滑地合并，而不会形成应力升高凹槽。“平滑地合并”在此上下文中意味流体输送构造的平坦的或略微凸形弯曲的表面与滑动子表面中的每一个滑动表面之间在其过渡部处的角度可在90°与180°之间变化，优选在135°与175°之间变化。该过渡部自身可为相当尖锐的边缘或圆化的过渡部。平坦的流体输送构造的优点在于:其可按极简单且节省成本的方式来形成。凸形弯曲的流体输送构造的优点在于:其在甚至比平坦流体输送构造小的程度上弱化导向块。
[0014]根据本发明的导向块的下文所描述且图示的实施例设有四个滑动表面，S卩，一个主表面上两个滑动表面，以及相对主表面上的两个滑动表面。以此方式，导向块可转位四次，以将不同滑动表面放置在适当位置中，以在钻削操作期间支承在孔壁上。在相对的主表面上具有滑动表面的导向块的一个问题在于，当第一主表面上的滑动表面磨损完，且导向块被转动以将相对主表面上的滑动表面放置在适当位置中以支承在孔壁上且在孔壁上滑动时，现在由于磨损而已经变形的第一主表面上的滑动表面无法充当用于在关于刀头的紧公差内将导向块保持且支撑在正确位置下的支承表面。为了克服此问题，导向块在导向块的每一纵向侧面处设有至少两个支承表面。支承表面可沿着整个纵向长度或其部分延伸，优选地是，支承表面接近导向块的端部具有一些延伸，以在钻削期间对滑动表面的滑动部分提供充足支撑。支承表面定位于中间平面的相应侧上且背向中间平面。此外，支承表面和流体输送构造的底表面定位于中间平面与同时可在任意接触点共切地接触子表面中的每一个子表面的具有最小曲率半径的假想圆弧之间。表述“共切”在本文中意味假想圆弧和滑动子表面在接触点处具有共同的切线。换句话说，支承表面和流体输送构造的表面定位于与滑动子表面上的两个任意接触点正切接触的假想圆弧内，其中一个接触点定位于一个相应滑动子表面上。应注意的是，在子表面是部分圆形且具有相同中心和曲率半径的状况下，假想圆弧将具有与子表面相同的曲率半径。通过以此方式设计的导向块，确保在相关联的滑动表面被放置在适当位置