專利名稱：致動(dòng)的材料去除刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及如下類型的切削刀具，該切削刀具具有至少一個(gè)切削元件，該切削元 件的位置相對(duì)于該刀具是可調(diào)節(jié)的。更具體地，本公開(kāi)涉及一種材料去除刀具，該材料去除 刀具具有平移桿，該平移桿被致動(dòng)以改變至少一個(gè)切削元件相對(duì)于該刀具的位置。
背景技術(shù)：
在以下對(duì)背景技術(shù)的討論中，對(duì)特定結(jié)構(gòu)和/或方法進(jìn)行參考。然而，以下參考文 獻(xiàn)不應(yīng)該被理解成承認(rèn)這些結(jié)構(gòu)和/或方法構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。申請(qǐng)人明確地保留證明這些結(jié) 構(gòu)和/或方法并不能作為現(xiàn)有技術(shù)的權(quán)利。包括位置可調(diào)節(jié)切削元件的、已知的可旋轉(zhuǎn)刀具使用用于實(shí)現(xiàn)切削元件的位置改 變的各種裝置，包括機(jī)械致動(dòng)器、液壓和氣動(dòng)壓力。通常，諸如可旋轉(zhuǎn)刀具內(nèi)部的平移桿的 致動(dòng)裝置被精確地裝配并且具有高摩擦性表面，這要求以機(jī)械方式產(chǎn)生或者流體產(chǎn)生的較 高的力來(lái)用于致動(dòng)運(yùn)動(dòng)。帶有位置可調(diào)節(jié)切削元件的已知可旋轉(zhuǎn)刀具的實(shí)例有EP專利申 it No. 1123766、日本實(shí)用新型申請(qǐng) No. 62-201231 以及美國(guó)專利 No. 4,941，782,6, 394，710 和 6，846，136。

發(fā)明內(nèi)容
材料去除刀具的一個(gè)示例性實(shí)施例包括殼體，該殼體在配合端處包括連接器； 活塞頭，該活塞頭位所述殼體內(nèi)部的致動(dòng)室中；平移桿，該平移桿具有致動(dòng)表面；和位于該 材料去除刀具的工作部分上的第一柔性安裝夾頭，該第一柔性安裝夾頭包括用于切削刀片 的至少一個(gè)基座凹部，其中該平移桿包括以可操作方式連接到活塞頭的第一端部，以在該 活塞頭平移時(shí)在第一位置和第二位置之間軸向平移，其中在該第一位置，該工作部分具有 第一工作空間，并且，固定在第一柔性安裝夾頭上的基座凹部中的切削刀片的徑向最外表 面從該第一工作空間沿著徑向向內(nèi)，其中在該第二位置，固定在第一柔性安裝夾頭上的基 座凹部中的切削刀片的徑向最外表面從該第一工作空間沿著徑向向外，并且其中該致動(dòng)表 面包括錐體或平截頭體，其中該錐體或平截頭體沿著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于與第一 柔性安裝夾頭可操作地接觸的推桿的位置。用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料以形成孔洞的示例性方法包括在 工件與第一固定式安裝切削刀片接觸時(shí)，使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第一方向平移，其中， 第一固定式安裝切削刀片的最外表面處的直徑限定了第一工作空間；致動(dòng)該材料去除刀具 以使安裝在該材料去除刀具的第一柔性安裝夾頭的基座凹部中的第二切削刀片的一部分 從第一工作空間沿著徑向向外移動(dòng)；以及，在工件與第二切削刀片接觸時(shí)使該旋轉(zhuǎn)式材料 去除刀具沿著第二方向平移，其中致動(dòng)該材料去除刀具將平移桿從第一位置沿著軸向平移 到第二位置，其中該平移桿包括致動(dòng)表面，并且其中該致動(dòng)表面包括錐體或平截頭體，其中 該錐體或平截頭體沿著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于與第一柔性安裝夾頭可操作地接觸 的推桿的位置。
用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料以形成孔洞的示例性方法包括致 動(dòng)材料去除刀具以使材料去除刀具的第一柔性安裝夾頭的第一柔性安裝切削刀片的一部 分從該材料去除刀具的工作空間沿著徑向向外移動(dòng)；在工件與該材料去除刀具的第一柔性 安裝切削刀片接觸時(shí)并且工件與第一固定式安裝切削刀片接觸時(shí)，使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具 沿著第一方向平移，其中該第一固定式安裝切削刀片從第一柔性安裝切削刀片沿著第一方 向軸向向前地定位并且第一固定式安裝切削刀片的最外表面處的直徑限定了第一工作空 間；致動(dòng)該材料去除刀具以使第一柔性安裝切削刀片從該第一工作空間沿著徑向向內(nèi)移 動(dòng)；以及使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第二方向平移，其中致動(dòng)該材料去除刀具將平移桿從 第一位置沿著軸向平移到第二位置，其中該平移桿包括致動(dòng)表面，并且該致動(dòng)表面包括錐 體或平截頭體，其中該錐體或平截頭體沿著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于與第一柔性安裝 夾頭可操作地接觸的推桿的位置。用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料以形成孔洞的示例性方法包括在工件與材料去除刀具的第一固定式安裝切削刀片接觸時(shí)使該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第 一方向平移，其中該第一固定式安裝切削刀片的最外表面處的直徑限定了第一工作空間； 使該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第二方向平移；致動(dòng)該材料去除刀具以使柔性安裝夾頭的第 一柔性安裝切削刀片的一部分從第一工作空間沿著徑向向外移動(dòng)；在工件與第一柔性安裝 切削刀片接觸時(shí)，使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第一方向平移；致動(dòng)該材料去除刀具以使第 一柔性安裝切削刀片從第一工作空間沿著徑向向內(nèi)移動(dòng)；以及使該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具 沿著第二方向平移，其中致動(dòng)該材料去除刀具將平移桿從第一位置沿著軸向平移到第二位 置，其中該平移桿包括致動(dòng)表面，并且該致動(dòng)表面包括錐體或平截頭體，其中該錐體或平截 頭體沿著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于與第一柔性安裝夾頭可操作地接觸的推桿的位置。用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料以形成孔洞的示例性方法包括致 動(dòng)該材料去除刀具以使第一柔性安裝夾頭的第一柔性安裝切削刀片的一部分從第二柔性 安裝夾頭的第一柔性安裝切削刀片沿著徑向向外移動(dòng)；在工件與第一固定式安裝切削刀片 接觸時(shí)，使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第一方向平移；致動(dòng)該材料去除刀具以使第二柔性安 裝夾頭的第二柔性安裝切削刀片的一部分從第一柔性安裝夾頭的第一柔性安裝切削刀片 沿著徑向向外移動(dòng)；以及使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第二方向平移，其中致動(dòng)該材料去除 刀具將平移桿從第一位置沿著軸向平移到第二位置，其中該平移桿包括致動(dòng)表面，并且該 致動(dòng)表面包括錐體或平截頭體，其中該錐體或平截頭體沿著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于 與第一柔性安裝夾頭可操作地接觸的推桿的位置。材料去除刀具的一個(gè)示例性實(shí)施例包括殼體，該殼體在配合端處包括連接器； 活塞頭，該活塞頭位于殼體內(nèi)部的致動(dòng)室中；平移桿，該平移桿包括兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表 面；多個(gè)支撐墊，所述多個(gè)支撐墊在距連接器的遠(yuǎn)端處；和兩個(gè)或更多個(gè)切削位置，所述兩 個(gè)或更多個(gè)切削位置在連接器和所述多個(gè)支撐墊之間、沿著該材料去除刀具的長(zhǎng)度軸向布 置，其中所述兩個(gè)或更多個(gè)切削位置限定了該材料去除刀具的工作部分，其中每個(gè)切削位 置均包括第一柔性安裝夾頭，該第一柔性安裝夾頭包括用于切削刀片的至少一個(gè)基座凹 部，其中該平移桿包括以可操作方式連接到活塞頭的第一端部，以在該活塞頭平移時(shí)在第 一位置和第二位置之間軸向平移，其中在該第一位置，該工作部分具有由殼體在工作部分 中的最大徑向范圍確定的工作空間，并且，固定在第一柔性安裝夾頭上的基座凹部中的切削刀片的徑向最外表面從所述工作空間的表面沿著徑向向內(nèi)，其中在該第二位置，固定在第一柔性安裝夾頭上的凹部中的切削刀片的徑向最外表面從所述工作空間的表面沿著徑 向向外，并且其中所述兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表面包括錐體或平截頭體，其中第一致動(dòng)表面沿 著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于從第一切削位置與第一柔性安裝夾頭可操作地接觸的推 桿的位置，而第二致動(dòng)表面沿著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于從第二切削位置與第一柔性 安裝夾頭可操作地接觸的推桿的位置。一種用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料的示例性方法，該材料去除刀 具包括在連接器和多個(gè)支撐墊之間沿著該材料去除刀具的長(zhǎng)度軸向布置的兩個(gè)或更多個(gè) 切削位置，其中每個(gè)切削位置均包括第一柔性安裝夾頭，該第一柔性安裝夾頭包括用于切 削刀片的至少一個(gè)基座凹部，該方法包括通過(guò)開(kāi)口至少將所述切削位置插入工件的內(nèi)部 中，以將所述多個(gè)支撐墊中的至少一部分插入到預(yù)先存在的孔洞中；致動(dòng)該材料去除刀具， 以使安裝在所述兩個(gè)或更多個(gè)切削位置的第一柔性安裝夾頭的基座凹部中的切削刀片的 一部分沿著徑向向外移動(dòng)；以及，使該材料去除刀具旋轉(zhuǎn)以從工件的內(nèi)部去除材料，其中 該平移桿包括兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表面，并且所述兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表面包括錐體或平截頭 體，其中第一致動(dòng)表面沿著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于從第一切削位置與第一柔性安裝 夾頭可操作地接觸的推桿的位置，而第二致動(dòng)表面沿著平移桿長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于從第 二切削位置與第一柔性安裝夾頭可操作地接觸的推桿的位置應(yīng)當(dāng)理解，上文的一般性描述和以下詳細(xì)描述都是示例性和說(shuō)明性的，旨在提供 對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


以下詳細(xì)描述可以結(jié)合附圖來(lái)閱讀，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件， 其中圖1是材料去除刀具的示例性實(shí)施例的示意圖。圖2是材料去除刀具的示例性實(shí)施例的示意圖。圖3A和3B是更詳細(xì)示出致動(dòng)表面和柔性安裝夾頭的示例性實(shí)施例的示意圖。圖4A示出圖3B中的徑向截面A-A。圖4B以側(cè)視圖示出推針的第一端部。圖5A和5B概略地示意了處于第一位置的平移桿。圖6概略地示意了處于第二位置的平移桿。圖7作為參考示出在圖5A、5B和6中示意的材料去除刀具的剖視圖的位置。圖8示出帶有五個(gè)柔性安裝夾頭和五個(gè)直接安裝刀片的材料去除刀具的另一示 例性實(shí)施例的第一端部。圖9和10示意了調(diào)節(jié)組件的示例性實(shí)施例。圖11和12概略地示意了圖9和10所示的調(diào)節(jié)組件的示例性實(shí)施例的操縱。圖13示出材料去除刀具的另一示例性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1是材料去除刀具10的示例性實(shí)施例的示意圖。在圖1中，以側(cè)視圖示出了材料去除刀具10的外觀。該材料去除刀具10包括帶有柔性安裝切削刀片16的多個(gè)柔性 安裝夾頭12 ；以及多個(gè)固定式安裝刀片14，其中，固定式安裝切削刀片14以固定方式直接 安裝到在該材料去除刀具的殼體18中形成的凹部15的固定表面?？商娲?，固定式安裝 刀片14能夠設(shè)置在固定式安裝夾頭上的凹部中。每個(gè)柔性安裝夾頭12和固定式安裝夾頭 (如果存在的話)均包括至少一個(gè)凹部，所述至少一個(gè)凹部具有用于接收切削刀片的固定 表面。合適的切削刀片可以是任何類型的，例如銑削、車削、鏜削刀片。合適的切削刀片的 一個(gè)示例性實(shí)施例是于2006年4月24日提交的、發(fā)明名稱為“SideLocking Insert and Material Removal Tool with Same (側(cè)面鎖定刀片和帶有該刀片的材料去除刀具)”的美 國(guó)申請(qǐng)No. 11/409,089中公開(kāi)的側(cè)面鎖定刀片，該美國(guó)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用的方 式并入。在圖1中可看見(jiàn)的材料去除刀具10的其它特征包括位于第一端部22處的諸如 調(diào)節(jié)組件20的界定結(jié)構(gòu)；和位于第二端部26處的連接器24。當(dāng)安裝在機(jī)床上時(shí)，第一端 部22相對(duì)于機(jī)床是遠(yuǎn)端，而第二端部26是用于聯(lián)結(jié)到該機(jī)床的配合端。其它特征包括用 于組裝和操作材料去除刀具10的各種開(kāi)口、連接器和操縱器。為了進(jìn)行操作，位于材料去除刀具10的第二端部26處的連接器24聯(lián)結(jié)到機(jī)床， 該機(jī)床例如是HAAS VF6銑床。連接器24能夠采取允許聯(lián)結(jié)到所期望的機(jī)床的任何適當(dāng)?shù)?形式。在一示例性實(shí)施例中，連接器24具有例如向后或者朝向近端26漸縮的漸縮表面30。 連接器24能夠可選地包括過(guò)渡件32。過(guò)渡件32的實(shí)例包括用于與操作機(jī)器或存儲(chǔ)系統(tǒng)相 配合的至少一個(gè)特征。例如，過(guò)渡件32能夠包括周向凹槽34。該周向凹槽34或類似結(jié)構(gòu) 能夠提供用于使材料去除刀具10與用于存儲(chǔ)多個(gè)材料去除刀具的、在加工操作中使用的 庫(kù)存系統(tǒng)相配合的聯(lián)結(jié)點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)例中，過(guò)渡件32能夠包括鍵槽36。該鍵槽36或類 似結(jié)構(gòu)能夠在材料去除刀具被安裝使用時(shí)提供定向或者與機(jī)床上的相應(yīng)特征進(jìn)行配合。圖2是材料去除刀具10的示例性實(shí)施例的示意圖。在圖2中，以側(cè)視圖示出了材 料去除刀具10的外觀，其中殼體18被隱藏以允許觀察內(nèi)部特征。材料去除刀具10包括位 于殼體18內(nèi)部的致動(dòng)室102中的活塞頭100。平移桿104包括以可操作方式連接到活塞 頭100的第一端部，以在活塞頭100平移時(shí)在第一位置和第二位置之間沿著第一軸線106 軸向平移(T)。該平移桿能夠通過(guò)例如圖2所示的導(dǎo)銷101的任何適當(dāng)?shù)难b置連接到活塞 頭?；钊^100利用致動(dòng)流體而平移。致動(dòng)流體經(jīng)由通道108供應(yīng)到活塞頭100上。該致 動(dòng)流體可以是液體或氣體。在壓力下，活塞頭100上的致動(dòng)流體克服偏壓元件110的偏壓力。偏壓元件的實(shí) 例包括機(jī)械系統(tǒng)和非機(jī)械系統(tǒng)，該機(jī)械系統(tǒng)例如為彈簧、緩沖器、活塞和波紋管、彈性材料， 該非機(jī)械系統(tǒng)例如為可壓縮流體和可壓縮氣體。能夠利用任何所期望的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)偏壓。 例如，能夠使用諸如圖2所示彈簧的機(jī)械偏壓元件。在示例性實(shí)施例中，偏壓元件被預(yù)加載 以施加用于朝向材料去除刀具10的近端26偏壓活塞頭的力，但也可以構(gòu)造相反的布置結(jié) 構(gòu)。還在圖2中示出通過(guò)心軸105供給和排放的內(nèi)部冷卻通道103。平移桿104在第二端部處包括致動(dòng)表面112。在示例性實(shí)施例中，致動(dòng)表面112 具有錐體或平截頭體形狀的外表面。致動(dòng)表面112由諸如硬質(zhì)合金的堅(jiān)硬耐磨材料形 成。在示例性實(shí)施例中，錐體或平截頭體被銅焊到平移桿上，但也可以使用任何適當(dāng)?shù)穆?lián) 結(jié)裝置。該致動(dòng)表面能夠被拋光至理想光潔度。該致動(dòng)表面的適當(dāng)光潔度是大約(即，士 10% )4RMSo還在圖2中示出柔性安裝切削刀片16和固定式安裝刀片14。在所示的示例性實(shí) 施例中，柔性安裝切削刀片16安裝在柔性安裝夾頭12中的凹部的固定表面中，而固定式安 裝刀片14以固定方式直接安裝到殼體18中的凹部的固定表面。所有的或者部分的固定式 安裝切削刀片14能夠以固定方式直接安裝到在殼體18中形成的固定表面。柔性安裝夾頭 12坐于狹槽114中并具有在其上安裝的一個(gè)或多個(gè)切削刀片。無(wú)論柔性安裝還是固定式安 裝，切削刀片的切削表面都相對(duì)于材料去除刀具10的第一軸線106徑向突出，但是如本文 所進(jìn)一步討論的，每種類型的切削刀片向殼體18的空間下方或以外突出的程度可以不同。圖3A和3B是更詳細(xì)地示出致動(dòng)表面112和柔性安裝夾頭12的示例性實(shí)施例的 示意圖。參考致動(dòng)表面112，示出了帶有圓周表面80的一個(gè)示例性實(shí)施例，該圓周表面80是連續(xù)的，即，致動(dòng)表面112有連續(xù)且沒(méi)有任何斷點(diǎn)的至少一個(gè)徑向截面。圖3A(i)以截面 形式示出這種連續(xù)的圓周表面80。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，圓周表面82是非連續(xù)的。當(dāng) 圓周表面為非連續(xù)時(shí)，致動(dòng)表面112包括分離結(jié)構(gòu)90，但該分離結(jié)構(gòu)90位于圓周上或者位 于該圓周的具有大致錐體或平截頭體形狀的突起92上。在一些方面，分離結(jié)構(gòu)90的數(shù)目 與獨(dú)立致動(dòng)的柔性安裝夾頭的數(shù)目相同。圖3A(ii)以截面形式示出非連續(xù)的圓周表面82。 在另外的示例性實(shí)施例中，致動(dòng)表面112是在沿著第一軸線106的某些軸向位置處的截面 中的連續(xù)的圓周表面80和在沿著第一軸線106的其它軸向位置處的截面中的非連續(xù)的圓 周表面82的組合。當(dāng)存在連續(xù)的圓周表面時(shí)，如在徑向截面中所觀察到的，錐體或平截頭 體的外表面具有360°的圓周范圍，該圓周范圍即所占據(jù)的圓周總和。當(dāng)存在非連續(xù)的圓 周表面時(shí)，如在徑向截面中所觀察到的，錐體或平截頭體的外表面具有從大約120°到小于 360°、可替代地從大約270°到小于360°、可替代地從大約120°到大約300°、可替代地 從大約120°到大約180°、可替代地從大約150°到大約180°、可替代地從大約150°到 大約300°的圓周范圍，該圓周范圍即所占據(jù)的圓周總和。作為圓周范圍或者非連續(xù)表面的 一個(gè)實(shí)例，圖3A(iii)示出并標(biāo)示了圓周范圍，其中該圓周范圍是圓周部分A、B、C和D的角 度之和，即，A+B+C+D =圓周范圍。參考諸如在圖3B中示例性示意的柔性安裝夾頭12，該柔性安裝夾頭12通過(guò)諸如 緊固器、帽螺釘、螺栓或螺釘?shù)娜魏芜m當(dāng)?shù)陌惭b機(jī)構(gòu)116在第一端部處緊固到殼體(未示 出)。圖2和3描繪了為帽螺釘?shù)陌惭b機(jī)構(gòu)116。此外，該夾頭能夠可選地包括軸向定位裝 置，例如，能夠被調(diào)節(jié)以改變夾頭在狹槽114中的軸向位置的定位螺釘118。在柔性安裝夾頭12的第二端部處，柔性安裝夾頭12與推針120接觸或者以可操 作方式接觸，或者推針120被安裝到夾頭12。雖然使用了術(shù)語(yǔ)“推針”，但該推針可以采取 任何幾何形狀，例如彎曲的幾何形狀以及規(guī)則和不規(guī)則的多邊形形狀。如圖4A中的徑向截 面(圖3B中的截面A-A)中所示，推針120能夠沿著第二軸線122相對(duì)于致動(dòng)表面112徑 向平移(t)。推針120的第一端部126的端面124以線接觸方式接觸致動(dòng)表面112。推針 120的第二端部130的端面128直接接觸夾頭12或者通過(guò)例如觸針132而以可操作方式接 觸夾頭12。致動(dòng)表面112沿著平移桿104的軸向長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于與柔性安裝夾頭 12可操作接觸的推針120的位置。在圖4B視圖中，以側(cè)視圖示出了推針120的第一端部126。推針120的第一端部126的端面124具有漸縮表面，并且更清楚地示出了在推針120的漸縮表面與在致動(dòng)表面 112上的互補(bǔ)表面之間的接觸。例如，推針120的第一端部126的端面124具有與致動(dòng)表面 112的錐形或平截頭體形狀相關(guān)聯(lián)的斜向表面。當(dāng)平移桿104平移(T)時(shí)，端面124與致動(dòng) 表面112的軸向延伸長(zhǎng)度保持線接觸(當(dāng)在徑向截面中觀察時(shí))并且推針120平移(t)。 推針120的第二端部130直接地或者通過(guò)諸如圖4A所示的觸針132的中間結(jié)構(gòu)、以可操作 方式接觸夾頭12。如本文先前所指出的，平移桿104包括以可操作方式連接到活塞頭100的第一端 部，以在活塞頭100平移時(shí)在第一位置和第二位置之間沿著第一軸線106軸向平移(T)。圖 5A、5B以及圖6概略地示意了在材料去除刀具的一個(gè)示例性實(shí)施例中的處于第一位置(圖 5A和5B)和第二位置(圖6)的平移桿。作為參考，圖7示出了在圖5A、5B和6中示意的材 料去除刀具的示例性實(shí)施例的剖視圖的位置。圖5A是截面A-A，而圖5B和6是截面B-B。在圖5A和5B所示的第一位置中，示出了柔性安裝夾頭的位置和固定式安裝切削 刀片(無(wú)論是經(jīng)由固定夾頭安裝還是直接安裝)的位置。在圖5A的示例性實(shí)施例中，示意 出直接安裝到殼體18的固定式安裝切削刀片14。固定式安裝切削刀片14具有以直徑D1 表示的徑向最外范圍。切削刀片的徑向最外范圍通常是切削刀片的切削表面或切削刃。在 圖5B的示例性實(shí)施例中，示意出安裝在柔性安裝夾頭12上的柔性安裝切削刀片16。當(dāng)平移桿104處于第一位置時(shí)，柔性安裝夾頭12上的刀片16處于徑向縮回位置 (刀片16的相對(duì)于平移桿處于第二位置時(shí)的位置)。在該徑向縮回位置，柔性安裝夾頭12 上的刀片16具有以直徑Dfi示意的徑向最外范圍。直徑0工大于殼體18自身的直徑并且直 SD1大于直徑Dfi，因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行材料去除操作時(shí)，直徑為D1的固定式安裝切削刀片 14能夠去除材料而直徑為Dfi的柔性安裝切削刀片16不接觸工件。直徑Dfi可以是比直 SD1小的任何數(shù)值，包括大于殼體18的直徑、與殼體18的直徑相同或者小于殼體18的 直徑，或者可選地為其組合，即，不同的柔性安裝夾頭上的刀片能夠可選地具有不同的直徑 Dfi ο圖6示意出當(dāng)平移桿104處于第二位置時(shí)柔性安裝夾頭12的位置。當(dāng)平移桿104 處于第二位置時(shí)，柔性安裝夾頭12上的刀片16處于徑向延伸位置(刀片16的相對(duì)于平移 桿處于第一位置時(shí)的位置)。在該徑向延伸位置，柔性安裝夾頭12上的刀片16具有以直 徑Df2示意的徑向最外范圍。直徑Df2大于直徑D1,因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行材料去除操作時(shí)，直 徑為Df2的刀片16能夠去除材料，而直徑為D1的刀片14不接觸工件。直徑Df2可以是比直 SD1大的任何數(shù)值?？蛇x地，不同的柔性安裝夾頭上的刀片能夠具有不同的直徑DF2。還在圖5A、5B和6中示意出平移桿104的與第一位置和第二位置相關(guān)聯(lián)的相對(duì)位置。在該第一位置，平移桿104與例如圖3所示的返回止擋件142的第一界定結(jié)構(gòu)接觸，并 且與諸如調(diào)節(jié)組件20的第二界定結(jié)構(gòu)隔開(kāi)。在該第二位置，平移桿104與第一界定結(jié)構(gòu)隔 開(kāi)并且與第二界定結(jié)構(gòu)例如調(diào)節(jié)組件20的接觸表面144接觸。能夠通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)組件20 來(lái)使調(diào)節(jié)組件20的接觸表面144移動(dòng)。例如，轉(zhuǎn)動(dòng)滾花旋鈕146使得接觸表面144沿著第 一軸線106移動(dòng)并且改變了平移桿104的平移行進(jìn)(T)距離。在所示的示例性實(shí)施例中， 返回止擋件142和調(diào)節(jié)組件20限制了平移桿104的平移行進(jìn)(T)范圍，但是能夠使用任何 第一和第二界定結(jié)構(gòu)。此外，第一和第二界定結(jié)構(gòu)可以都是可調(diào)節(jié)的，也可以都是固定的或 者可以一個(gè)是可調(diào)節(jié)的、一個(gè)是固定的。雖然在這里被描述成返回止擋件，但第一界定結(jié)構(gòu)可以是任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。類似地，雖然在這里被描述成調(diào)節(jié)組件，但第二界定結(jié)構(gòu)可以是任 何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。此外，在不存在返回止擋件和/或調(diào)節(jié)組件和/或其它適當(dāng)?shù)奶卣鲿r(shí)，活塞 在其中移動(dòng)的致動(dòng)室的內(nèi)壁能夠用作第一界定結(jié)構(gòu)和/或第二界定結(jié)構(gòu)之一或這兩者來(lái) 限制平移桿104的軸向運(yùn)動(dòng)。使平移桿104在第一位置和第二位置之間平移改變了哪一組切削刀片沿著徑向方向延伸得最遠(yuǎn)。在該第一位置，固定在柔性安裝夾頭上的凹部中的切削刀片的徑向最外 表面從固定在固定式安裝夾頭上的凹部中的切削刀片或者固定式安裝的切削刀片的徑向 最外表面沿著徑向向內(nèi)。因此，僅僅固定在固定式安裝夾頭上的凹部中的切削刀片或者直 接安裝的切削刀片在操作期間接觸工件并去除材料。在該第二位置，固定在柔性安裝夾頭 上的凹部中的切削刀片的徑向最外表面從固定在固定式安裝夾頭上的凹部中的切削刀片 或者直接安裝的切削刀片的徑向最外表面沿著徑向向外。因此，僅僅固定在柔性安裝夾頭 上的凹部中的切削刀片在操作期間接觸工件并去除材料。這樣，基于平移桿的致動(dòng)狀態(tài)，材 料去除刀具能夠使用不同類型的刀片。在一個(gè)實(shí)例中，固定在固定式安裝夾頭上的凹部中 的切削刀片或者直接安裝的切削刀片是半精加工刀片，而固定在柔性安裝夾頭上的凹部中 的切削刀片是精加工刀片。應(yīng)當(dāng)理解，結(jié)合圖5A、5B、6和7示出和描述的實(shí)施例僅僅是體現(xiàn)在這里公開(kāi)的原 理的材料去除刀具的一個(gè)實(shí)例。能夠使用的如下項(xiàng)的其它組合(a)帶有切削刀片的柔性 安裝夾頭，(b)帶有切削刀片的固定式安裝夾頭和(c)固定式切削刀片。此外，帶有切削刀 片的柔性安裝夾頭、帶有切削刀片的固定式安裝夾頭和固定式切削刀片并非全部都必須具 有相同類型，(a)、(b)和(c)中任何一個(gè)上的全部切削刀片也并非都必須可操作用于同時(shí) 去除材料。另一示例性實(shí)施例具有僅位于柔性安裝夾頭上的切削刀片或者僅位于一組柔性 安裝夾頭上的一組切削刀片。在某些示例性實(shí)施例中，材料去除刀具能夠被大體描述成具有工作部分和安裝部 分。再次參考圖1的示例性實(shí)施例，工作部分I與安裝部分II在過(guò)渡線40處分離。過(guò)渡 線40能夠與過(guò)渡件32 —致或者如所示那樣能夠位于材料去除刀具10的不同位置處。在 操作期間，工作部分I靠近工件放置或者例如在鏜削期間被插入到工件空間中，而安裝部 分II通常不以可操作方式定位在工件空間中。因此，只有工作部分I上的位置和特征才可 用于材料去除操作。在圖1的示例性實(shí)施例中，工作部分I具有基本規(guī)則的形狀并且其直 徑與安裝部分II的直徑不同。對(duì)于具有諸如柱體的規(guī)則形狀的工作部分I，工作部分I的 任何點(diǎn)處的直徑沿著其軸向長(zhǎng)度都基本恒定并且材料去除刀具10的工作空間可以定義為 基于工作部分I的直徑而由旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具占據(jù)的空間。對(duì)于形狀不規(guī)則的工作部 分，工作空間可以定義為基于該工作部分的任何一點(diǎn)處的最大直徑而由旋轉(zhuǎn)式材料去除刀 具占據(jù)的空間。當(dāng)材料去除刀具的工作部分具有切削刀片并且該切削刀片是沿著工作部分 的徑向最外表面時(shí)，則切削刀片的最外表面處的直徑被用于確定工作空間。根據(jù)以上對(duì)工作空間的討論，能夠意識(shí)到，材料去除刀具能夠使用的以下項(xiàng)的不 同組合(a)帶有切削刀片的柔性安裝夾頭，(b)帶有切削刀片的固定式安裝夾頭和(c)固 定式切削刀片，對(duì)于每種組合都要求確定工作空間。例如，當(dāng)材料去除刀具包括位于該材料去除刀具的工作部分上的第一柔性安裝夾 頭和用于固定式安裝切削刀片的至少一個(gè)固定安裝位置時(shí)，其中該第一柔性安裝夾頭包括用于切削刀片的至少一個(gè)基座凹部，則當(dāng)平移桿處于第一位置時(shí)，基于固定式安裝切削刀片的徑向最外表面來(lái)確定第一工作空間。當(dāng)平移桿處于第二位置時(shí)，能夠基于柔性安裝切 削刀片的徑向最外表面來(lái)確定第二工作空間。在該實(shí)例中，第一柔性安裝夾頭在平移桿處 于第一位置時(shí)縮回并在平移桿處于第二位置時(shí)延伸(或者撓曲)。該至少一個(gè)固定安裝位 置可以是固定式安裝夾頭上的固定表面或者可以是直接位于殼體上的固定表面，或者當(dāng)同 定安裝位置多于一個(gè)時(shí)，能夠既使用固定式安裝夾頭上的固定表面又使用直接位于殼體上 的固定表面。在另一個(gè)實(shí)例中，材料去除刀具包括位于該材料去除刀具的工作部分上的第一柔 性安裝夾頭和位于該材料去除刀具的工作部分上的第二柔性安裝夾頭，其中該第一柔性安 裝夾頭包括用于切削刀片的至少一個(gè)基座凹部，該第二柔性安裝夾頭包括用于第二切削刀 片的至少一個(gè)基座凹部，當(dāng)平移桿處于第一位置時(shí)，基于固定在第二柔性安裝夾頭中的第 二切削刀片的徑向最外表面來(lái)確定第一工作空間。當(dāng)平移桿處于第二位置時(shí)，能夠基于第 一柔性安裝切削刀片的徑向最外表面來(lái)確定第二工作空間。在該實(shí)例中，第一柔性安裝夾 頭在平移桿處于第一位置時(shí)縮回并在平移桿處于第二位置時(shí)延伸(或者撓曲)，而第二柔 性安裝夾頭在平移桿處于第二位置時(shí)縮回并在平移桿處于第一位置時(shí)延伸(或者撓曲)。在示例性實(shí)施例中，柔性安裝夾頭12能夠安裝成夾頭12在平移桿104的致動(dòng)下 獲得所期望的撓曲。例如，在一些實(shí)施例中，夾頭能夠包括圖3所示的撓曲狹槽140。撓曲 狹槽140在夾頭12的、面向狹槽114表面的表面上。當(dāng)撓曲狹槽140將諸如帽螺釘?shù)陌惭b 機(jī)構(gòu)116從推針120的第二端部與夾頭12和刀片的接觸點(diǎn)或者可操作接觸點(diǎn)分離時(shí)，則夾 頭在帶有刀片的端部處沿著徑向更容易撓曲。刀片相對(duì)于撓曲狹槽的位置、安裝機(jī)構(gòu)以及推針的第二端部的接觸點(diǎn)或者可操作 接觸點(diǎn)提供了能夠由刀具設(shè)計(jì)者調(diào)節(jié)以影響刀片的可調(diào)節(jié)性的另外的變量。例如，如果刀 片沿著軸向位于帽螺釘?shù)妮S向位置與推針的軸向位置之間，則刀片的徑向平移距離將小于 推針的平移距離。這種平移能夠得以確定和考慮。一個(gè)實(shí)例是，刀片的軸向位置在距帽螺 釘?shù)妮S向位置一定距離處，該距離是從帽螺釘?shù)妮S向位置到推針的軸向位置的分離距離的 75%。如先前所討論的，由于夾頭撓曲而產(chǎn)生的夾頭的返回力通過(guò)推針在致動(dòng)表面上施 加反向力。該反向力提供用于使平移桿居中、引導(dǎo)平移桿和/或?qū)ζ揭茥U進(jìn)行導(dǎo)向的徑向 偏壓力。該徑向偏壓力提供了大約(士 10% )1 Dm的致動(dòng)可重復(fù)性。換言之，材料去除刀 具的重復(fù)致動(dòng)使得柔性安裝夾頭沿著徑向向外移動(dòng)一定距離，在隨后的致動(dòng)中，該距離在 大約(士 10% )1 Dm的預(yù)期行進(jìn)距離內(nèi)重復(fù)。圖3和4A示出帶有四個(gè)柔性安裝夾頭的材料去除刀具。然而，能夠使用任何數(shù)目 的柔性安裝夾頭，例如2個(gè)或更多、3個(gè)或更多、5個(gè)或更多、6個(gè)或更多、7個(gè)或更多，等等。 而且，圖3和4A示出帶有以相等徑向間隔、繞平移桿沿著徑向分布的柔性安裝夾頭的材料 去除刀具，其中該間隔例如基于柔性安裝夾頭的數(shù)目。例如，對(duì)于四個(gè)夾頭而言，每個(gè)夾頭 分開(kāi)90° (即，360° /4)分離。然而，相等徑向間隔不是必要的，只要向平移桿提供徑向偏 壓力的反向力沿著徑向得以平衡。作為對(duì)四個(gè)夾頭的可替代實(shí)例，柔性安裝夾頭能夠位于 以下徑向位置處30°、150°、210°和330°。圖8示出帶有五個(gè)柔性安裝夾頭和五個(gè)直 接安裝的刀片的材料去除刀具10的另一示例性實(shí)施例的第一端部22。
再次參考圖2，示出了限制平移桿104的移動(dòng)的幾個(gè)特征。例如，示出了第一界定結(jié)構(gòu)，例如返回止擋件142。還例如示出了第二界定結(jié)構(gòu)，例如調(diào)節(jié)組件20。在另一個(gè)實(shí)例 中，示出了位于平移桿104上的軸向狹槽中的旋轉(zhuǎn)鍵150。旋轉(zhuǎn)鍵150允許平移桿104沿 著第一軸線106的平移運(yùn)動(dòng)(T)，但限制或者防止平移桿104繞第一軸線106的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 旋轉(zhuǎn)鍵150是可選的。圖9和10示意出調(diào)節(jié)組件20的示例性實(shí)施例。調(diào)節(jié)組件20包括滾花旋鈕146 或其它適當(dāng)?shù)牟倏v點(diǎn)，通過(guò)操縱它使得接觸表面144移動(dòng)，從而產(chǎn)生第二界定結(jié)構(gòu)的前擋 作用。螺紋連接部152在滾花旋鈕146和接觸表面144之間延伸。請(qǐng)注意，該接觸表面能 夠并入螺紋連接部中或者是該螺紋連接部的一個(gè)表面。螺紋連接部152的螺紋穿過(guò)補(bǔ)償器160。補(bǔ)償器160是撓性和/或柔軟元件并且 對(duì)該螺紋連接部的運(yùn)動(dòng)(包括意外運(yùn)動(dòng))提供阻力。用于補(bǔ)償器160的適當(dāng)材料的一個(gè)實(shí) 例是尼龍。補(bǔ)償器160具有用于接收螺紋連接部152的帶螺紋的中心開(kāi)口 162。在組裝期 間，該補(bǔ)償器從基部154后退以提供空間。請(qǐng)注意，當(dāng)后退時(shí)，補(bǔ)償器160能夠在螺紋連接 152上旋轉(zhuǎn)。為了允許各種旋轉(zhuǎn)度并因此允許距基部154的不同間隔尺寸，包括有朝向補(bǔ) 償器160的圓周的多個(gè)孔164。這些孔164能夠容納用于調(diào)節(jié)組件20的安裝裝置，例如螺 栓156。當(dāng)調(diào)節(jié)組件20安裝到殼體18時(shí)，在補(bǔ)償器160和基部154之間的圓周上的空間封 閉，但在帶螺紋的中心開(kāi)口 162的區(qū)域中的空間仍保留。所引起的補(bǔ)償器160的變形在螺 紋連接部152上產(chǎn)生阻礙旋轉(zhuǎn)的力。變形量并且因此阻礙旋轉(zhuǎn)的力的大小與在補(bǔ)償器160 從基部154后退期間提供的空間大小成正比地更大或更小。通過(guò)補(bǔ)償器160的變形而提供的阻礙旋轉(zhuǎn)的力在與由接觸調(diào)節(jié)組件20的接觸表 面144的平移桿104施加的力相同的方向上。因此，當(dāng)致動(dòng)平移桿104時(shí)，后沖為零或者接 近于零，并且柔性安裝夾頭12的致動(dòng)是高度可重復(fù)的并且由調(diào)節(jié)組件20進(jìn)行的調(diào)節(jié)是高 度精確的。這兩個(gè)屬性均有助于在處于徑向延伸位置時(shí)對(duì)安裝在柔性安裝夾頭12上的刀 片16進(jìn)行改進(jìn)而精確地定位_使用所公開(kāi)特征的材料去除刀具已被致動(dòng)超過(guò)5000次，徑 向位置可重復(fù)性在1 Dm內(nèi)。圖11和12概略地示意了圖9和10所示的調(diào)節(jié)組件20的示例性實(shí)施例的操縱。 操縱器接頭202包括抓持元件204。操縱器接頭202安裝在材料去除刀具10的可達(dá)位置 內(nèi)。機(jī)床可能使材料去除刀具10移動(dòng)從而將調(diào)節(jié)組件20的操縱點(diǎn)置于抓持元件204中， 抓持元件204然后閉合。在機(jī)床操作時(shí)，抓持元件204使操縱點(diǎn)保持靜止，以使材料去除刀 具10旋轉(zhuǎn)精確的度數(shù)從而引起調(diào)節(jié)組件20的接觸表面144產(chǎn)生平移。所述平移能夠是例 如接觸表面144的界定結(jié)構(gòu)的初始定位或者隨后的再次定位。能夠利用類似的系統(tǒng)或者任 何其它適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)來(lái)操縱其它的可調(diào)節(jié)界定結(jié)構(gòu)。利用本文所公開(kāi)的材料去除刀具，能夠使用各種方法來(lái)從工件去除材料。例如，在 插入材料去除刀具或者在材料去除刀具首次與工件接觸時(shí)，作為第一柔性安裝切削刀片安 裝的切削刀片、作為固定式安裝切削刀片安裝的切削刀片或者作為第二固定式安裝切削刀 片安裝的切削刀片能夠進(jìn)行操作以從工件去除材料。材料去除刀具然后能夠被移除而不對(duì) 材料進(jìn)行任何進(jìn)一步的去除，或者可替代地，能夠被致動(dòng)以將選自第一柔性安裝切削刀片、 作為固定式安裝切削刀片安裝的切削刀片或者作為第二固定式安裝切削刀片安裝的切削 刀片的不同的切削刀片置于一定位置中，以在抽出時(shí)或者第二次接觸時(shí)從工件去除材料。在材料去除刀具被移除而不對(duì)材料進(jìn)行任何進(jìn)一步的去除的情形中，能夠致動(dòng)材料去除刀 具使其離開(kāi)工件，以將選自第一柔性安裝切削刀片、作為固定式安裝切削刀片安裝的切削 刀片或者作為第二固定式安裝切削刀片安裝的切削刀片的不同的切削刀片置于一定位置 中，從而在隨后的插入或第二次接觸時(shí)從工件去除材料。這些不同的方法能夠使用柔性安 裝切削刀片與以下刀片的任何組合(a)固定式安裝切削刀片，或者(b)其它柔性安裝切削 刀片。在這里提供了幾個(gè)非限制性實(shí)例。用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料以形成孔洞的示例性方法包括在 工件與第一固定式安裝切削刀片接觸時(shí)，使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第一方向平移。這里， 第一固定式安裝切削刀片的最外表面處的直徑限定了第一工作空間。材料去除刀具被致動(dòng) 以使安裝在該材料去除刀具的第一柔性安裝夾頭的基座凹部中的第二切削刀片的一部分 從第一工作空間沿著徑向向外移動(dòng)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，沿著軸向致動(dòng)材料去除刀具 將平移桿從第一位置平移到第二位置。然后，在工件與第二切削刀片接觸時(shí)使旋轉(zhuǎn)式材料 去除刀具沿著第二方向平移。在示例性實(shí)施例中，第一方向是將材料去除刀具插入到孔洞 中，而第二方向是從孔洞中抽出材料去除刀具。用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料以形成孔洞的另一示例性方法包括致動(dòng)材料去除刀具以從該材料去除刀具的工作空間沿著徑向向外移動(dòng)該材料去除刀具 的第一柔性安裝夾頭的第一柔性安裝切削刀片的一部分。在工件與該材料去除刀具的第一 柔性安裝切削刀片接觸并且工件與第一固定式安裝切削刀片接觸時(shí)，使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀 具沿著第一方向平移。第一固定式安裝切削刀片從第一柔性安裝切削刀片沿著第一方向 軸向向前地定位并且第一固定式安裝切削刀片的最外表面處的直徑限定了第一工作空間。 這通常引起軸向向前的第一固定式安裝切削刀片首先去除材料至第一深度，隨后，第一柔 性安裝夾頭的第一柔性安裝切削刀片其次將材料去除至第二深度，第二深度比第一深度更 深。因此，軸向向前的第一固定式安裝切削刀片可以是粗加工刀片，而第一柔性安裝夾頭的 第一柔性安裝切削刀片可以是精加工刀片。在沿著第一方向平移之后，材料去除刀具被致動(dòng)以使第一柔性安裝切削刀片從第 一工作空間沿著徑向向內(nèi)移動(dòng)。該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具然后沿著第二方向平移，并且第一 固定式安裝切削刀片和第一柔性安裝切削刀片均不接觸工件，該工件具有經(jīng)過(guò)精加工的表 面并且不含任何退刀痕跡(extraction mark)。用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料以形成孔洞的另一示例性方法包 括在工件與該材料去除刀具的第一固定式安裝切削刀片接觸時(shí)使該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具 沿著第一方向平移。第一固定式安裝切削刀片的最外表面處的直徑限定了第一工作空間。 然后，使該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第二方向平移。通常，材料去除刀具通過(guò)沿著第二方向 平移而從工件的區(qū)域撤出。材料去除刀具然后被致動(dòng)以使柔性安裝夾頭的第一柔性安裝切 削刀片的一部分從第一工作空間沿著徑向向外移動(dòng)。然后，在工件與第一柔性安裝切削刀 片接觸時(shí)，使旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第一方向平移，在這之后，該材料去除刀具被致動(dòng)以 使第一柔性安裝切削刀片從第一工作空間沿著徑向向內(nèi)移動(dòng)并且該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具 沿著第二方向平移。通常，該材料去除刀具通過(guò)沿著第二方向平移而從工件的區(qū)域中撤出。用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具從工件去除材料以形成孔洞的進(jìn)一步的方法包括 致動(dòng)材料去除刀具以使第一柔性安裝夾頭的第一柔性安裝切削刀片的一部分從第二柔性安裝夾頭的第一柔性安裝切削刀片沿著徑向向外移動(dòng)。然后，在工件與第一固定式安裝切 削刀片接觸時(shí)，使該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第一方向平移，在這之后，材料去除刀具被致 動(dòng)以使第二柔性安裝夾頭的第二柔性安裝切削刀片的一部分從第一柔性安裝夾頭的第一 柔性安裝切削刀片沿著徑向向外移動(dòng)并且該旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具沿著第二方向平移。在某些示例性方法中，在材料去除刀具的一個(gè)插入循環(huán)或者一個(gè)接觸循環(huán)中形成 工件的精加工表面；在其它示例性實(shí)施例中，在材料去除刀具的一個(gè)插入和抽出循環(huán)或者 一個(gè)接觸和撤出循環(huán)中形成工件的精加工表面；在又一些示例性實(shí)施例中，在材料去除刀 具的一個(gè)以上的插入和抽出循環(huán)或者一個(gè)以上的接觸和撤出循環(huán)中形成工件的精加工表 面。在一些實(shí)施例中，精加工表面不含任何退刀痕跡，包括不含壓痕或刮痕。圖13示出材料去除刀具的示例性實(shí)施例。在圖13中，以側(cè)視圖示出了材料去除刀具310的外觀。該材料去除刀具310包括其上安裝有切削刀片316 (也稱為柔性安裝切 削刀片)的多個(gè)柔性安裝夾頭312?？蛇x地，材料去除刀具310能夠包括以固定方式直接 安裝到在材料去除刀具310的殼體318中形成的凹部的固定表面或者能夠以固定方式安裝 到在固定式安裝夾頭中形成的凹部的固定表面的一個(gè)或多個(gè)固定式安裝切削刀片。合適 的切削刀片可以是任何類型的，例如銑削、車削、鏜削刀片。合適的切削刀片的一個(gè)示例性 實(shí)施例是于2006年4月24日提交的、發(fā)明名稱為“Side Locking Insert and Material RemovalTool with Same (側(cè)面鎖定刀片和帶有該刀片的材料去除刀具)”的美國(guó)申請(qǐng) No. 11/409,089中公開(kāi)的側(cè)面鎖定刀片，該美國(guó)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入。在圖13中可視的材料去除刀具310的其它特征包括位于第一端部322處的諸如 調(diào)節(jié)組件320的界定結(jié)構(gòu)和位于第二端部326處的連接器324。當(dāng)安裝在機(jī)床上時(shí)，第一端 部322相對(duì)于機(jī)床是遠(yuǎn)端，而第二端部326是用于聯(lián)結(jié)到該機(jī)床的配合端。其它特征包括 用于組裝和操作材料去除刀具310的各種開(kāi)口、連接器和操縱器。為了進(jìn)行操作，位于材料去除刀具310的第二端部326處的連接器324聯(lián)結(jié)到機(jī) 床，該機(jī)床例如是HAAS VF6銑床。連接器324能夠采取允許聯(lián)結(jié)到所期望的機(jī)床的任何適 當(dāng)?shù)男问?。在一示例性?shí)施例中，連接器324具有例如向后或者朝向近端326漸縮的漸縮 表面330。連接器324能夠可選地包括過(guò)渡件332。過(guò)渡件332的實(shí)例包括用于與操作機(jī) 器或存儲(chǔ)系統(tǒng)相配合的至少一個(gè)特征。例如，過(guò)渡件332能夠包括周向凹槽334。周向凹 槽334或類似結(jié)構(gòu)能夠提供用于使材料去除刀具310與用于存儲(chǔ)多個(gè)材料去除刀具的、在 加工操作中使用的庫(kù)存系統(tǒng)相配合的聯(lián)結(jié)點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)例中，過(guò)渡件332能夠包括鍵槽 336。該鍵槽336或類似結(jié)構(gòu)能夠在材料去除刀具被安裝使用時(shí)提供定向或者與機(jī)床上的 相應(yīng)特征進(jìn)行配合。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，圖13的加工刀具310被構(gòu)造成用于制造用于軸(例如曲 軸或凸輪軸)的軸承的軸承支座位置。通常，為了此目的的加工刀具為縱向布置的切削刀 片使用一個(gè)徑向切削刀片位置。例如，切削刀片被沿著縱向長(zhǎng)度但是在相同的徑向位置處 布置，例如，當(dāng)在截面中觀察時(shí)，每個(gè)切削刀片均在0°處。當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)，刀具沿著縱向長(zhǎng) 度的中部可能偏轉(zhuǎn)。另外，切削刀片由于使用而磨損。綜上，刀具偏轉(zhuǎn)和刀片磨損導(dǎo)致在所 加工零件的不同位置處存在尺寸變化，如果這些尺寸變化足夠大的話，則增加了更換刀具 以保持預(yù)期質(zhì)量的頻率。更頻繁的刀具更換降低了效率并增加了成本。圖13的加工刀具 310通過(guò)以下方法解決并最小化了這個(gè)問(wèn)題(a)為每個(gè)軸承支座提供切削刀片位置使得每個(gè)軸承支座均能夠被同時(shí)加工，(b)具有遠(yuǎn)側(cè)支撐以相對(duì)于工件一致地定位和支撐加工刀具和/或(c)使用被施加到該加工刀具的平移桿的、沿著徑向平衡的徑向偏壓力，這減小 了刀具偏轉(zhuǎn)。加工刀具310包括沿著該加工刀具的長(zhǎng)度軸向布置的多個(gè)切削位置。在圖13中， 示出了四個(gè)切削位置(標(biāo)為a、b、c和d)，但是可以使用任何適當(dāng)數(shù)目的切削位置，這通常 由工件的設(shè)計(jì)、所加工的形狀和加工刀具的尺寸來(lái)確定。切削位置a、b、c、d中的每一個(gè)均 包括在其上安裝有切削刀片316 (也稱為柔性安裝切削刀片)的一個(gè)或多個(gè)柔性安裝夾頭 312。圖13示出每個(gè)切削位置a、b、c、d均與每個(gè)切削位置處的夾頭316的縱向長(zhǎng)度一致 地延伸，但是沿著夾頭能夠使用其它起始和結(jié)束位置，例如安裝機(jī)構(gòu)317的位置。通過(guò)致動(dòng) 帶有致動(dòng)表面的平移桿，柔性安裝切削刀片沿著徑向向外獨(dú)立地或者一起撓曲。致動(dòng)表面 的布置結(jié)構(gòu)、平移桿的操作和柔性安裝切削刀片沿著徑向向外的撓曲正如在這里參考圖1 至12所示和所述實(shí)施例描述的那樣。在其它實(shí)施例中，如這里在別處所描述的，在一個(gè)或 多個(gè)切削位置處的一個(gè)或多個(gè)柔性安裝切削刀片能夠用固定式安裝切削刀片來(lái)替代。請(qǐng)注意，各個(gè)切削位置的邊界能夠在任何適當(dāng)?shù)奈恢锰帲送?，一個(gè)切削位置的某 些特征能夠與另一切削位置的那些特征交迭。例如如圖13所示，一個(gè)切削位置的夾頭的一 些部分與另一切削位置的夾頭的一些部分相交迭，例如，參見(jiàn)a和b、b和c以及c和d之 間的邊界。這種徑向交錯(cuò)關(guān)系(例如在徑向截面中觀察時(shí)，切削位置a處的刀片位于與切 削位置b處的刀片成90°的位置處)允許該加工刀具的每單位縱向長(zhǎng)度具有更多個(gè)切削刀 片。能夠使用其它沿著徑向交錯(cuò)的應(yīng)置，例如30°、45°、120°或者能夠使用非交錯(cuò)位置或 者交錯(cuò)位置和非交錯(cuò)位置的組合。進(jìn)一步，參照?qǐng)D13，平移桿360能夠具有如這里在別處描述的致動(dòng)表面362，該致 動(dòng)表面362例如經(jīng)由推桿364、與其上安裝有切削刀片316的柔性安裝夾頭312以可操作 方式相互作用。請(qǐng)注意，用于不同夾頭312的推桿364能夠具有不同的長(zhǎng)度以對(duì)應(yīng)于致動(dòng) 表面362的變化表面。在變型中，該平移桿能夠具有相對(duì)的傾斜致動(dòng)表面從而沿著第一方 向的移動(dòng)將一個(gè)或多個(gè)第一切削刀片從切削位置沿著徑向向外致動(dòng)，同時(shí)還從同一切削位 置從一個(gè)或多個(gè)第二切削刀片上去除撓曲力。第一切削刀片能夠是相同或不同的類型或刀 片，例如半精加工刀片和精加工刀片，并且在被致動(dòng)時(shí)能夠具有與第二切削刀片相同或不 同的徑向延伸位置。還能夠在屬于不同切削位置的切削刀片中開(kāi)始這種相對(duì)致動(dòng)操作，例 如，來(lái)自第一切削位置的一個(gè)或多個(gè)第一切削刀片和來(lái)自第二切削位置的一個(gè)或多個(gè)第二 切削刀片。如圖13所示，加工刀具310在第一端部322處包括一系列支撐墊350。支撐墊350 在第一端部322的圓周上軸向定向在各個(gè)徑向位置處。支撐墊350由諸如硬質(zhì)合金的堅(jiān) 硬、耐磨材料形成。支撐墊350被插入到支撐部中，所述支撐部能夠是(i)至少部分形成 在工件中的、可替代地完全形成在工件中的、預(yù)先存在的孔洞，( )用作該加工刀具的軸襯 的、之前加工的軸承支座位置，或者(iii)經(jīng)過(guò)工件并進(jìn)入外側(cè)支撐部中的突起。加工刀具 310在該支撐部中的公差是大約士 1-2 □ m。在操作期間，支撐部中的支撐墊350向加工刀 具310的第一端部322提供支撐力，這有助于抵消該加工刀具在操作條件下在其長(zhǎng)度上撓 曲的趨勢(shì)。在該支撐部是用作加工刀具的軸襯的、之前加工的軸承支座位置的情形中，能夠 例如通過(guò)使用具有更少或者無(wú)任何撓曲的更短的加工刀具來(lái)以高精度完成前述的加工。
在一種示例性操作模式中，柔性安裝切削刀片位于徑向最內(nèi)的位置并且加工刀具 310能夠通過(guò)一孔洞插入到工件的內(nèi)部。該孔洞能夠具有例如該加工刀具的殼體的直徑，因 為柔性安裝切削刀片從該直徑沿著徑向向內(nèi)?？商娲?，該孔洞能夠形成在工件的兩個(gè)部 分的分界面處，該兩個(gè)部分能夠分離，即使是略微分離，以允許插入加工刀具并然后復(fù)位。 在兩個(gè)部分分離的情形中，具有縮回的切削刀片或者在一個(gè)徑向位置處的切削刀片能夠有 助于使所需的分離距離最小化。在插入到孔洞中時(shí)，位于加工刀具的第一端部處的支撐墊350被插入到支撐部 中。一旦位于工件的內(nèi)部中，柔性安裝切削刀片便能夠被沿著徑向向外致動(dòng)以加工軸承支 座位置。當(dāng)完成時(shí)，允許柔性安裝切削刀片返回到沿著徑向向內(nèi)的位置并且撤出加工刀具。 在該實(shí)施例中，典型的兩部分工件能夠使得在組裝構(gòu)造中被同時(shí)加工的兩個(gè)部分上的表面 在加工的特征方面具有減小的差異，因?yàn)樵谘刂摷庸さ毒叩拈L(zhǎng)度的切削刀片之間的偏轉(zhuǎn) 差異減小并且磨損差異減小。這提高了準(zhǔn)確度和成品的公差。如先前所討論的，由于夾頭撓曲而產(chǎn)生的柔性安裝夾頭的返回力通過(guò)推針在致動(dòng) 表面上施加反向力。該反向力提供用于使平移桿居中、弓丨導(dǎo)平移桿和/或?qū)ζ揭茥U進(jìn)行導(dǎo) 向的的徑向偏壓力。該徑向偏壓力提供了大 約(士 10% )1 Dm的致動(dòng)可重復(fù)性。換言之， 該材料去除刀具的重復(fù)致動(dòng)使得柔性安裝夾頭沿著徑向向外移動(dòng)一定距離，在隨后的致動(dòng) 中，該距離在大約(士 10% )1 Dm的預(yù)期行進(jìn)距離內(nèi)重復(fù)。雖然結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不偏離如 所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出未具體描述的添加、刪除、 修改和替代。
權(quán)利要求
一種材料去除刀具(310)，包括殼體(318)，所述殼體(318)在配合端處包括連接器(324)；活塞頭，所述活塞頭位于所述殼體(318)內(nèi)部的致動(dòng)室中；平移桿(360)，所述平移桿(360)包括兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表面(362)；多個(gè)支撐墊(360)，所述多個(gè)支撐墊位于離開(kāi)所述連接器(324)的遠(yuǎn)端處；以及兩個(gè)或更多個(gè)切削位置(a-d)，所述兩個(gè)或更多個(gè)切削位置(a-d)在所述連接器(324)和所述多個(gè)支撐墊(350)之間、沿著所述材料去除刀具(310)的長(zhǎng)度軸向布置，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)切削位置(a-d)限定了所述材料去除刀具(310)的工作部分，其中，每個(gè)切削位置(a-d)均包括第一柔性安裝夾頭(312)，所述第一柔性安裝夾頭(312)包括用于切削刀片(316)的至少一個(gè)基座凹部，其中，所述平移桿(360)包括以可操作方式連接到所述活塞頭的第一端部，以便在所述活塞頭平移時(shí)在第一位置和第二位置之間軸向平移，其中，在所述第一位置，所述工作部分具有由所述殼體(318)在該工作部分中的最大徑向范圍所確定的工作空間，并且，安置在所述第一柔性安裝夾頭(312)上的基座凹部中的切削刀片(316)的徑向最外表面從所述工作空間的表面沿著徑向位于內(nèi)部，其中，在所述第二位置，安置在所述第一柔性安裝夾頭(312)上的凹部中的所述切削刀片(316)的所述徑向最外表面從所述工作空間的所述表面沿著徑向位于外部，并且其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表面(362)包括錐體或平截頭體，其中，第一致動(dòng)表面(362)沿著所述平移桿(360)的長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于從第一切削位置(a-d)與所述第一柔性安裝夾頭(312)可操作地接觸的推桿(364)的位置，而第二致動(dòng)表面(364)沿著所述平移桿(360)的長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于從第二切削位置(a-d)與所述第一柔性安裝夾頭(312)可操作地接觸的推桿(364)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料去除刀具，其中每個(gè)切削位置(a-d)均包括第二柔性安 裝夾頭(312)，所述第二柔性安裝夾頭(312)包括用于第二切削刀片(316)的至少一個(gè)基座 凹部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料去除刀具，其中至少一個(gè)切削位置(a-d)包括至少兩個(gè) 柔性安裝夾頭(312)，其中，所述至少兩個(gè)柔性安裝夾頭(312)具有相關(guān)聯(lián)的推桿(364)， 其中，所述至少兩個(gè)柔性安裝夾頭(312)產(chǎn)生沿著徑向向內(nèi)推動(dòng)相關(guān)聯(lián)的推桿(364) 的力，并且其中，所產(chǎn)生的力是平衡的，以使所述平移桿(360)在所述材料去除刀具(310)中居中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料去除刀具，其中所述柔性安裝夾頭(312)產(chǎn)生沿 著徑向向內(nèi)推動(dòng)相關(guān)聯(lián)的推桿(364)的力，并且，所產(chǎn)生的力是平衡的，以使所述平移桿 (360)在所述材料去除刀具(310)中居中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3和4中任一項(xiàng)所述的材料去除刀具，其中所述錐體或平截頭體 的外表面在徑向截面視圖中與多于一個(gè)的推桿(364)形成線接觸，所述推桿(364)中的每 一個(gè)均與不同的柔性安裝夾頭(312)相關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的材料去除刀具，其中至少將與所述推桿(364)線接觸的所述錐體或平截頭體的所述外表面拋光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5和6中任一項(xiàng)所述的材料去除刀具，其中所述錐體或平截 頭體由硬質(zhì)合金形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6和7中任一項(xiàng)所述的材料去除刀具，包括第一界定結(jié)構(gòu) 和第二界定結(jié)構(gòu)(320)，其中，所述第二界定結(jié)構(gòu)(320)是可調(diào)節(jié)的前擋件，其中，所述可調(diào) 節(jié)的前擋件限制所述平移桿(360)沿著第一方向的軸向運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7和8中任一項(xiàng)所述的材料去除刀具，其中所述材料去 除刀具(310)是用于形成用于軸的軸承支座的刀具。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的材料去除刀具，其中所述軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9和10中任一項(xiàng)所述的材料去除刀具，其中所述 兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表面(362)每個(gè)均具有連續(xù)的圓周表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9和10中任一項(xiàng)所述的材料去除刀具，其中所述 致動(dòng)表面(362)中的至少一個(gè)具有非連續(xù)的圓周表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的材料去除刀具，其中如在徑向截面中所觀察到的那樣，所 述圓周表面的圓周范圍從大約120°到小于360°。
14.一種用于利用旋轉(zhuǎn)式材料去除刀具(310)從工件去除材料的方法，所述材料去除 刀具(310)包括兩個(gè)或更多個(gè)切削位置(a_d)，所述兩個(gè)或更多個(gè)切削位置(a-d)在連接 器(324)和多個(gè)支撐墊(350)之間、沿著所述材料去除刀具(310)的長(zhǎng)度軸向布置，其中， 每個(gè)切削位置(a-d)均包括第一柔性安裝夾頭(312)，所述第一柔性安裝夾頭(312)包括用 于切削刀片(316)的至少一個(gè)基座凹部，所述方法包括通過(guò)開(kāi)口至少將所述切削位置(a-d)插入到工件的內(nèi)部中，以將所述多個(gè)支撐墊 (350)中的至少一部分插入到預(yù)先存在的孔洞中；致動(dòng)所述材料去除刀具(310)，以使安裝在所述兩個(gè)或更多個(gè)切削位置(a-d)的所述 第一柔性安裝夾頭(312)的基座凹部中的所述切削刀片(316)的一部分沿著徑向向外移 動(dòng)；以及使所述材料去除刀具(310)旋轉(zhuǎn)，以從所述工件的內(nèi)部去除材料，其中，平移桿(360)包括兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表面(362)，并且其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)表面(362)包括錐體或平截頭體，其中，第一致動(dòng)表面 (362)沿著所述平移桿(360)的長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于從第一切削位置(a-d)與所述第一 柔性安裝夾頭(312)可操作地接觸的推桿(364)的位置，而第二致動(dòng)表面(362)沿著所述 平移桿(360)的長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于從第二切削位置(a-d)與所述第一柔性安裝夾頭 (312)可操作地接觸的推桿(364)的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述方法形成用于軸的軸承的軸承支座位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中多個(gè)軸承支座位置被同時(shí)形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求14、15、16和17中任一項(xiàng)所述的方法，包括致動(dòng)所述材料去除刀具(310)，以使安裝在所述兩個(gè)或更多個(gè)切削位置(a-d)的所述 第一柔性安裝夾頭(312)的基座凹部中的所述切削刀片(316)的所述部分沿著徑向向內(nèi)移 動(dòng)，其中，徑向向內(nèi)位置的直徑小于進(jìn)入工件的內(nèi)部的開(kāi)口的直徑；以及從所述內(nèi)部或所述工件抽出所述材料去除刀具(310)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14、15、16、17和18中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法在所述材料 去除刀具(310)的一個(gè)插入-抽出循環(huán)中形成精加工表面。
全文摘要
公開(kāi)了具有平移桿(360)的材料去除刀具(310)，該平移桿(360)具有被成形為錐體或平截頭體的致動(dòng)表面(362)，其中該錐體或平截頭體沿著該平移桿(360)的長(zhǎng)度的軸向位置對(duì)應(yīng)于與其上安裝有切削刀片(316)的柔性安裝夾頭(312)可操作地接觸的推桿(364)的位置。該平移桿(360)在第一和第二位置之間被致動(dòng)以從不同的切削位置(a-d)將不同的切削刀片(316)組合置于徑向最外位置中。公開(kāi)了切削位置(a-d)和切削刀片(316)的各種組合，還公開(kāi)了使用所公開(kāi)的材料去除刀具(310)來(lái)去除材料的各種方法。
文檔編號(hào)B23B41/00GK101801572SQ200880023541
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者凱文·內(nèi)茲萊克 申請(qǐng)人:山特維克有限公司