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CN103384578A - 用于硬切削加工的铣刀 - Google Patents

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CN103384578A CN2012800106058A CN201280010605A CN103384578A CN 103384578 A CN103384578 A CN 103384578A CN 2012800106058 A CN2012800106058 A CN 2012800106058A CN 201280010605 A CN201280010605 A CN 201280010605A CN 103384578 A CN103384578 A CN 103384578A
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Abstract

本发明涉及一种用于大多金属工件铣削加工的铣刀（1），具有长度lgesamt和直径dgesamt并且具有切刃（2）。为了避免铣刀不可控地失效，按照本发明建议，所述切刃（2）部分或者全部由聚晶立方氮化硼（PcBN）或者聚晶金刚石（PKD）组成并且所述铣刀的直径dgesamt为7mm至40mm。

Description

用于硬切削加工的铣刀
技术领域
本发明涉及一种铣刀，具有长度lgesamt和直径dgesamt，并且具有用于铣削加工大多金属工件的刀刃。
背景技术
这种铣刀用于轴承工业、传动和驱动技术、模具加工以及一般的机械制造中的球形滚道加工。
通常通过在软状态中的铣削加工、热处理和在硬状态中的铣削加工产生球形滚道。在铣削时在球形滚道的中心或者说在切刃部件或铣刀的旋转轴线部位的切割速度为零，即vc=0m/min。使用所谓的球头铣刀。
切削特性在这个部位是不确定的。变形和堵塞过程严重并且可能导致切刃在切刃部件上的高的不确定的负荷。主要在通过高硬度的切割材料如cBN和PcBN铣削较硬材料时这些负荷可能导致不可控的刀具失效。
发明内容
本发明的目的是，这样改进如权利要求1前序部分所述的铣刀、尤其球头铣刀，使得避免铣刀的不可控地失效。
按照本发明这个目的通过权利要求1的铣刀得以实现。
所述切刃部分或者全部由聚晶立方氮化硼（PcBN）或者聚晶金刚石（PKD）组成并且所述铣刀的直径dgesamt为7mm至40mm，由此减小破裂隐患并且抑制铣刀破碎，由此避免铣刀不可控地失效。
在优选的实施例中至少一切刃在中心里面或者在顶点上缩回或回缩。也可以选择所有切刃在中心里面或者在顶点上缩回或回缩。通过中心或者在顶点上理解为旋转轴线。已经证实，在中心里面或者在顶点上、即，在滚道的中心部位所述铣刀或球通常不与球形滚道接触。球被一定角度上的滚道侧面承担。因此这个部位不是功能重要的并且通过缩回或回缩使铣刀在这个部位卸载。
在按照本发明的铣刀的一扩展结构中，所述切刃与铣刀焊接。由此致使切刃由极其硬的材料如多晶立方氮化硼（PcBN）或多晶金刚石（PKD）制成，而铣刀的其余部分由不硬的材料制成。
在一优选的可选择实施例中，所述铣刀一体地构成并且包括切刃完全由PcBN或PKD制成。两者都是高硬度材料，它们是特别适合的。
在按照本发明的扩展结构中，所述铣刀多体地通过基体和切刃部件构成，其中所述基体直接或通过中间体支承切刃部件，所述切刃部件半球形或者失真半球形地构成，所述切刃一体地通过切刃部件构成或者与切刃部件焊接。这个实施例的优点是，只是切刃部件由多晶立方氮化硼（PcBN）或多晶金刚石（PKD）。所述切刃部件半球形或者失真半球形地构成，由此覆盖两个最重要的使用场合。失真半球形（见图4a）构成的切刃部件产生具有确定形状和确定尺寸的沟槽。这个沟槽在球形滚道的中心是一凹下，它在硬铣削时抑制在这个部位去除。由此只在这些部位形成切屑，在这些部位存在足够高的切割速度，它保证确定的并由此形成可破碎的切屑。
所述切刃部件可以与基体通过不同的方式和方法连接。
优选所述切刃部件通过形状锁合与基体连接。由此使固定最佳化并且所述切刃部件或者说铣刀不会被基体在使用中撕裂。可以不同地实现形状锁合。
一个变化的特征是，在面对基体的切刃部件底面上和在面对切刃部件的基体顶面上分别设置空隙，它们基于纵轴线相互间同轴地设置并且在切刃部件在基体上的装配状态中形成容纳空间，在其中焊入衔接体。所述衔接体在这个实施例中是独立的零部件。
一可选择变化的特征是，在面对基体的切刃部件底面上设置至少一个凸起的衔接体并且在面对切刃部件的基体顶面上设置至少一适配于衔接体的衔接体凹陷，或者反之，并且在切刃部件在基体上的装配状态中所述衔接体嵌入并且优选焊入到衔接体凹陷里面。通过这个实施例无需独立的衔接体。所述衔接体组合到切刃部件或者基体里面。
一实施例的特征是，在切刃部件与基体之间设置中间体，它与基体和切刃部件形状锁合地连接。
优选地所述中间体在其面对基体的底面上具有螺纹或燕尾榫，通过它使中间体形状锁合地嵌入到基体里面的适配空隙里面，反之亦然。这个固定形式是简单的并且无需焊接过程。
优选地所述切刃部件的轴向长度（l）与直径（d）相互间的比例为l＞d/2。由此避免切刃部件破碎。
一优选的实施例的特征是，所述铣刀的轴向长度（lgesamt）与直径（dgesamt）相互间的比例为lgesamt/dgesam＞2。
优选地所述切刃部件的直径（d）与切刃部件上的切刃数量的关系如下：
7mm≤d≤14mm     4至8个切刃
15mm≤d≤20mm    6至12个切刃
21mm≤d≤30mm    8至18个切刃
31mm≤d≤40mm    10至24个切刃。
为了提高在硬铣削时的过程安全性，建议用于软加工的铣刀特殊形状。这个特殊形状产生具有确定形状和确定尺寸的沟槽。这些沟槽在球形滚道的中心是凹下，它在硬铣削时抑制在这个部位的去除。由此只在这些部位形成切屑，在这些部位存在足够高的切割速度，它保证确定的并由此形成可破碎的切屑。
一切刃部件、也称为铣刀用于软铣削加工。另一切刃部件用于硬铣削加工。
用于软加工的切刃部件可以通过椭圆形的几何形状产生。此外也可以设想在中心凸起的尖端。两个相互装配的切刃部件同样有助于分拆。
对于硬铣削加工在铣刀的对称轴线部位没有切刃公开了新的刀具形状可能性。可以使用由全部PcBN或部分PcBN切刃制成的铣刀，具有在中心轴线部位缩回的切刃。按照本发明存在具有增加切刃数量的刀具，其中切刃在中心部位无需交叉。通过在切刃部件中使用全部PcBN可以使在直径d=20mm范围的切刃数量从目前常见的3至4个切刃提高到6至12个切刃。本发明描述了切刃部件：
1. 由全部PcBN制成（即整个切刃部件由陶瓷制成），具有在中心和直径d=7mm至d=40mm之间的回缩的切刃。在此切刃数量根据直径为4至24个。PcBN切刃部件通过凹下或凸起的形状锁合和硬焊接过程在真空或者保护气体下与陶瓷的或者金属的部分连接。为此优选使用硬金属。
2. 由焊接的全部PcBN切刃制成，它们在中心回缩并且具有d=7mm至d=40mm的直径。在此切刃的数量根据直径为4至24个。PcBN板通过凹下的形状锁合和硬焊接工艺在真空或保护气体下与陶瓷的或金属的部分连接。对此优选使用硬金属。
3. 由焊接的PcBN切刃制成，它们在中心回缩并且具有d=7mm至d=40mm的直径。在此切刃的数量根据直径为直到24个。PcBN板通过凹下的形状锁合和硬焊接工艺在真空或保护气体下与陶瓷或金属的部分连接。对此优选使用硬金属。
附图说明
下面借助4个附图详细解释本发明。
具体实施方式
图1纵向截面图示出铣刀1，由基体4和焊接在基体4上的半球形切刃部件5制成，在切刃部件上设置切刃2。铣刀1为了使用安装在铣床（未示出）上。铣刀具有长度lgesamt和直径dgesamt。基体4和切刃部件5圆柱形地构成。基体4由硬金属或者由陶瓷制成。
切刃部件5完全由聚晶立方氮化硼（PcBN）或者聚晶金刚石（PKD）制成。切刃部件5具有与基体4相同的直径dgesamt。这个直径为7mm至40mm。切刃2与切刃部件5一体地构成。但是切刃2也可以焊接在切刃部件5上。
为了形状锁合地固定切刃部件5在基体4上在面对基体4的切刃部件5底面上并且在面对切刃部件5的基体4顶面上分别设置空隙6a，6b，它们相互对中地设置并且在切刃部件5在基体4上的装配状态形成容纳空间11，在其中焊入衔接体12。衔接体12和用于焊接的焊料完全充满容纳空间12。
图1b示出切刃部件5的纵向截面图，它与图1a的切刃部件一致地构成。这个切刃部件5形状锁合地焊接在中间体7上。为此在面对中间体7的切刃部件5底面上设置空隙6b，在其中伸进中间体7的凸起的衔接体13a。在面对基体4的底面上中间体7具有螺纹15。燕尾榫也是适宜的。通过这个螺纹15使中间体7旋入到与其适配的基体4空隙16里面（见图1c）。
图2a示出从下面看去的按照本发明的切刃部件5的视图，具有四个凸起的衔接体13a，13b，13c，13d，它们分别具有两个直的侧面18a，18b和弧形的侧面18c。弧形的侧面18c适配于外壁20。
图2b示出按照图2a的剖视面A-A的切刃部件5。清楚地看出凸起的衔接体13a，13b。
图2c示出按照图1a，1b的用于容纳切刃部件5的基体4俯视图。在面对切刃部件5的顶面上在基体4上设置四个衔接体凹陷14a，14b，14c，14d。在这些衔接体凹陷14a，14b，14c，14d里面安装并焊接衔接体13a，13b，13c，13d。
图3a示出切刃2，它们在中心或顶点19上缩回或者回缩。由此半球形切刃部件5的顶点19削平或者说具有削平21。
图3b示出半球形切刃部件5的俯视图，具有切刃2。图3a示出按照图3b的的切刃部件5的截面图。在这个实施例中在切刃部件5上设置6个切刃2。在其顶点9上切刃部件5具有削平21，即在那里所有切刃2在中心或者顶点9上缩回或者回缩。
图4a示出铣刀1，具有失真半球形切刃部件5。在这个切刃部件5中切刃部件5的长度l大于d/2。切刃部件5椭圆形地构成。
图4b示出铣刀1，具有半球形切刃部件5。在这个驱动部分5中凸起的尖端22设置在顶点19上。
两个实施例的优点是，在硬铣削时抑制顶点19上的去除。由此只在这些部位形成切屑，在这些部位存在足够高的切割速度，它保证确定的并因此形成可破碎的切屑。

Claims (14)

1. 一种用于大多金属工件铣削加工的铣刀（1），具有长度lgesamt和直径dgesamt并且具有切刃（2），其特征在于，所述切刃（2）部分或者全部由聚晶立方氮化硼（PcBN）或者聚晶金刚石（PKD）组成并且所述铣刀的直径dgesamt为7mm至40mm。
2. 如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，至少一切刃（2）在中心或者在顶点（3）上缩回或回缩。
3. 如权利要求2所述的铣刀，其特征在于，所有切刃（2）在中心或者在顶点（3）上缩回或回缩。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述切刃与铣刀（1）焊接。
5. 如权利要求1至3中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述铣刀（1）一体地构成并且包括切刃（2）完全由PcBN或PKD制成。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述铣刀（1）多体地通过基体（4）和切刃部件（5）构成，其中所述基体（4）直接或通过中间体（7）支承切刃部件（5），所述切刃部件（5）半球形（8）或者失真半球形（9）地构成，所述切刃（2）一体地通过切刃部件（5）构成或者与切刃部件（5）焊接。
7. 如权利要求6所述的铣刀，其特征在于，所述切刃部件（5）通过形状锁合与基体（4）连接。
8. 如权利要求6或7所述的铣刀，其特征在于，在面对基体（4）的切刃部件（5）底面上和在面对切刃部件（5）的基体（4）顶面上分别设置空隙（6a，6b），它们基于纵轴线（10）相互间对中心地设置并且在切刃部件（5）在基体（4）上的装配状态中形成容纳空间（11），在其中焊入衔接体（12）。
9. 如权利要求6至8中任一项所述的铣刀，其特征在于，在面对基体（4）的切刃部件（5）底面上设置至少一个凸起的衔接体（13a，13b，13c，13d）并且在面对切刃部件（5）的基体（4）顶面上设置至少一适配于衔接体（13a，13b，13c，13d）的衔接体凹陷（14a，14b，14c，14d），或者反之，并且在切刃部件（5）在基体（4）上的装配状态中所述衔接体（13a，13b，13c，13d）嵌入并且优选焊入到衔接体凹陷（14a，14b，14c，14d）里面。
10. 如权利要求6所述的铣刀，其特征在于，在切刃部件（5）与基体（4）之间设置中间体（7），它与基体（4）和切刃部件（5）形状锁合地连接。
11. 如权利要求10所述的铣刀，其特征在于，所述中间体（7）在其面对基体（4）的底面上具有螺纹（15）或燕尾榫，通过它使中间体形状锁合地嵌入到基体（4）里面的适配空隙（16）里面，反之亦然。
12. 如权利要求6至11中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述切刃部件（5）的轴向长度（l）与直径（d）相互间的比例为l＞d/2。
13. 如权利要求1至12中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述铣刀（1）的轴向长度（lgesamt）与直径（dgesamt）相互间的比例为lgesamt/dgesam＞2。
14. 如权利要求1至14中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述切刃部件（5）的直径（d）与切刃部件（5）上的切刃数量的关系如下：
7mm≤d≤14mm     4至8个切刃（2）
15mm≤d≤20mm    6至12个切刃（2）
21mm≤d≤30mm    8至18个切刃（2）
31mm≤d≤40mm    10至24个切刃（2）。
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