模塊化刀具支架的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1屬概念的模塊化刀具支架。
【背景技術】
[0002]這一類的刀具支架用于機床一個工序的工件或者使用一個以及相同夾緊裝置的工件(可能具有不同的表面質量)的不同功能面的預加工和/或者最終加工。對此，加工工件的功能面位置分配必須位于較小的公差范圍內。這一類的刀具支架已夾緊的切削刀具構成形式為分級或者完成加工刀具形式的柄狀刀具，例如氣缸蓋整體加工時所需的柄狀刀具，以便為進氣閥或者排氣閥進行相應尺寸的底座鉆孔或者對閥座進行預加工和/或者完成加工，對此，應在一個工序中生產出閥門導向孔和閥座孔。在閥座區域形成的多重功能面不僅在角位置方面，而且在其軸向位置方面均具有非常小的公差范圍。因此需要一種刀具支架，該刀具支架可以確保夾緊的切削刀具極其穩定和精確地進行轉動。
[0003]DE 10 2006 016 290 Al顯示和說明了一種多部件柄狀刀具，該刀具一方面可以對較小直徑的區域，例如精密加工的閥門導向孔，另一方面可以對較大直徑的區域，例如閥座表面進行切削加工。針對該目的，柄狀刀具具有一個刀具支架，包含一個在功能上分為柄狀段和夾緊段的本體以及一個以可拆卸方式固定在本體上的切削頭。通過柄狀段，刀具支架和機床主軸相連，而在夾緊段中通過液壓膨脹機械裝置夾緊切削刀具的刀具柄，例如多刃鉸刀。切削頭位于夾緊段的圓柱狀連接面上，在液壓膨脹夾緊機械裝置動作時通過安排在中心位置的切削刀具同步進行夾緊。切削頭具有多個刀刃。由此，刀具支架一方面對安排在中心位置的加工第一區域的切削刀具進行支撐，另一方面對于與切削刀具同軸安裝的具有其他刀刃的切削頭進行支撐，該刀刃安排在與中心切削刀具的刀刃預先規定的軸向和/或徑向和/或角位置。
[0004]對這一類刀具支架或者這一類多級柄狀刀具的要求成倍增高。一方面，這一類刀具支架和柄狀刀具的客戶要求越來越高的生產精度，尤其是越來越小的同心精度和/或轉動精度。另一方面，使用越來越難切削的材料，從而使得對這一類刀具支架和柄狀刀具的穩定性的要求也越來越高。此外還要求刀具支架和柄狀刀具操作簡單，且可以靈活使用。
【發明內容】
[0005]本發明的任務在于，提供一種可以以前所未有的形式同時滿足上述標準的用于上述類型多級柄狀刀具的模塊化刀具支架以及相應的柄狀刀具。
[0006]該任務通過具有權利要求1特征的刀具支架或者具有權利要求13特征的柄狀刀具得以解決。有利的或者優先使用的其他形式是相關權利要求的說明對象。
[0007]根據本發明，提供了一種用于多級切削刀具的模塊化刀具支架，該切削刀具可用作精密加工、分級加工或者完成加工的刀具，對于該刀具支架而言，對準備在中心位置進行夾緊的切削刀具，例如鉆頭、銑刀或者鉸刀進行夾緊，以便對較小直徑的區域進行切削加工，此外對單獨的、套筒狀切削頭，例如具有大量以可更換方式固定的刀刃依次進行同軸夾緊，以便對第二個較大直徑的區域進行加工。
[0008]對此，該刀具支架首先具有一個沿著旋轉軸延伸的、本質上對稱旋轉的本體。該本體在功能上分為柄狀段和夾緊段，其中柄狀段用于將刀具支架(直接或者間接)連接至機床主軸，夾緊段用于容納和夾緊待夾緊切削刀具的刀具柄。本體的柄狀段可以為已經公開的HSK(空心柄錐)、SK(斜錐)、MK(摩斯錐)或者圓柱狀刀柄。本體沿軸向連接柄狀段的夾緊段具有一個在刀具端開口的、中心容納空用于容納待夾緊切削刀具的刀具柄。刀具柄的夾緊可以通過諸如已知的液壓膨脹夾緊機械裝置進行。
[0009]套筒狀切削頭與本體或者本本體固定的切削刀具同軸進行安排，并以可拆卸的方式固定在本體上。根據本發明，切削頭具有一個對本體或者刀具支架進行延長的套筒段和一個與夾緊段中心容納孔同軸安排的中心貫穿孔，在該貫穿孔中以規定的側面間隙容納和軸向支撐有從夾緊段伸出的夾緊在切削刀具本體中的部分刀具柄。
[0010]因為對從夾緊段中伸出的部分刀具柄進行包裹和徑向支撐的套筒段位于刀具在夾緊段或者本體前的進給方向上，因此與夾緊段的夾緊位置間隔一定軸向距離形成徑向支撐作用。根據切削頭的長度，與夾緊段的軸向距離可以選擇較大或者較小的距離。
[0011]通過從刀具進送刀方向看連接至夾緊段的套筒段，由夾緊段伸出的刀具柄部形成一徑向支撐，該徑向支撐有助于降低因離心力或者夾緊造成的切削刀具縱軸和刀具支架旋轉軸的偏差，由此可以降低圓周運動的誤差。對此起決定作用的僅是，套筒段的貫穿孔與夾緊段的容納孔中心同軸，即軸心成一條直線。如果中心的貫穿孔僅在特定的縱截面上具有一個由特定縫隙配合形成的內直徑，則滿足其條件。當然，中心貫穿孔可以在其整個長度上具有一個由規定的縫隙配合形成的內直徑。如果中心貫穿孔在一個非常小的公差范圍內，則由形狀和/或者夾緊造成的切削刀具縱軸和刀具支架旋轉軸之間的位置公差以及由離心力造成的切削刀具的偏轉將顯著降低或者完全被排除。
[0012]為了實現套筒段中心貫穿孔和刀具支架旋轉周之間盡可能高的同心度，由此獲得套筒段中心貫穿孔和夾緊段容納孔之間盡可能高的同心度，也就是規定的縫隙配合，對于徑向支撐起決定作用的套筒段貫穿孔的內直徑范圍可以通過將切削頭固定在本體上，例如借助一種適合的鉸刀或者研磨工具將規定的縫隙配合加工至要求的公差范圍內。
[0013]如果切削頭與夾緊段間隔一軸向距離，尤其是在其遠離夾緊段的裸露末端段此外還具有一精細調節裝置，該裝置可以在形成的側面間隙或者公差范圍內對從夾緊段伸出的刀具柄部的徑向位置進行精細調節或者角正，由此可以獲得進一步的改善。通過精細調節裝置可以對因諸如形狀或者夾緊造成的會導致切削刀具縱軸和刀具支架旋轉周出現偏差的結構誤差進行盡可能的校正，從而使得從夾緊段伸出的切削刀具的刀具柄部和切削頭上存在的刀刃之間形成高圓周運動精度所需的盡可能精確的同心度。
[0014]在一種結構簡單易于實現的、且無需較大花費即可進行操作的實施形式中，精細調節裝置具有多個圍繞刀具支架旋轉軸的等距安排的調節螺栓，該調節螺栓分別支撐在套筒段，并徑向壓在從夾緊段伸出的刀具柄部。調節螺栓可以是內六角埋頭螺栓，該螺栓分別旋入貫串套筒段套筒臂的螺紋孔中，并通過其頭部徑向壓在從夾緊段伸出的刀具柄部。通過調節螺栓的等距分步可以將不同的質量分布和由此形成的不平衡將至較低水平。此外可以手動且簡單地實施對不平衡的調節，不需要從刀具支架上去除平衡塊，例如設計一個或者多個平衡孔或者類似裝置，也不需要在刀具支架上安裝平衡塊，例如平衡砝碼。
[0015]對此比較有利的方法是，切削頭沿著朝向切削刀具旋轉軸的方向逐級縮小外直徑。安裝精細調節裝置的套筒段裸露末端段為直徑縮小的套筒段末端段。
[0016]由此可以在套筒段的套筒壁上使用更深的孔，從而避免形成不平衡。此外，可以使用直徑更大的、相對的切削頭末端斷將切削頭固定在本體上，而在切削頭的中間段可以安排至少一個刀刃，例如形式為一個或者多個以可拆卸方式安裝的替換式刀片或者轉位式刀片。
[0017]切削頭可以通過螺栓連接固定在本體上。對此，切削頭通過一個在其朝向本體的末端段上的端面軸向支撐在本體相對的端面上。切削頭和本體相對的端面從生產技術的角度比較有利的方法是分別為平面的、在一個徑向平面內的環形平面。如果切削頭和刀具支架通過多個等距圍繞刀具支架旋轉軸分步的切削螺栓進行軸向螺栓緊固，則切削頭和本體之間可以形成特別穩定的連接。例如，緊固螺栓可以分別穿過一個在直徑增大的切削頭環形法蘭上的開孔，并旋入相對的本體螺紋孔內。通過該方式，切削頭可以和本體連接成一個可整體操作的多級刀具支架。
[0018]除了螺栓連接，如果切削頭一從軸向看一在徑向上位于液壓彭張夾緊機械裝置在夾緊段的夾緊區域至外，則也可以選擇根據諸如DE 10 2006 016 290 Al所述的方案通過液壓膨脹夾緊機械裝置將切削頭固定在本體上。在該情況下，通過液壓膨脹夾緊機械裝置在向液壓膨脹夾緊機械裝置的加壓艙徑向向內施加壓力時的容納在中心容納孔的切削刀具以及在同時徑向向外施加壓力時在中心容納孔外徑向包裹夾緊段夾緊區域外的切削頭和本體同步夾緊到可一體化操作的多級切削刀具上。
[0019]特別是，可以通過一種在DE 10 2006 016 290 Al中介紹的技術說明確定的結構實現將切削刀具和切削頭通過刀具支架以以下方式同步夾緊，即在液壓膨脹夾緊機械裝置夾緊時，切削刀具和/或者切削頭的刀刃相對于旋轉軸最大偏移一個尺寸，該尺寸在規定的公差范圍內或者某一