用于切削刀具的導(dǎo)向塊和刀頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于切削刀具的導(dǎo)向塊，該導(dǎo)向塊包括滑動(dòng)表面，當(dāng)在垂直于導(dǎo)向塊的縱向軸線的平面中看時(shí)，該滑動(dòng)表面是凸形彎曲的。
[0002]本發(fā)明還涉及包括此導(dǎo)向塊的刀頭。
【背景技術(shù)】
[0003]導(dǎo)向塊在金屬和其它硬質(zhì)材料中進(jìn)行切削加工期間使用在例如深孔鉆削刀具的刀頭上，以便在鉆削過(guò)程期間防止刀頭的磨損且引導(dǎo)鉆削刀具，且由此將刀頭維持在直軸線上，以按照盡可能高的準(zhǔn)確度產(chǎn)生直的鉆孔。出于此目的，至少兩個(gè)導(dǎo)向塊通過(guò)例如螺栓連接、夾持或焊接而安裝在刀頭的外周或包絡(luò)表面上的相應(yīng)基座中。面向外且支承在鉆孔的周向孔壁上的導(dǎo)向塊的滑動(dòng)表面通常形成有部分圓形的橫截面，該部分圓形的橫截面具有與鉆孔的半徑相同的曲率半徑或比鉆孔的半徑稍小的曲率半徑。
[0004]在鉆削過(guò)程期間，導(dǎo)向塊由于與孔壁的摩擦而暴露于高溫，高溫結(jié)合對(duì)孔壁的高壓使導(dǎo)向塊經(jīng)受磨損和裂紋的形成。為了減小磨損和裂紋形成的趨勢(shì)，通常的實(shí)踐是提供冷卻且潤(rùn)滑流體，該流體穿過(guò)鉆削刀具內(nèi)的通道而饋送到鉆孔中。然而，冷卻/潤(rùn)滑流體可通常不會(huì)充分到達(dá)導(dǎo)向塊與孔壁之間的整個(gè)接觸區(qū)，這使冷卻/潤(rùn)滑不充分，以致于磨損和裂紋的形成仍將是相當(dāng)多的。
[0005]為了克服此問題，已知的是給導(dǎo)向塊在滑動(dòng)表面中提供具有不同形狀且呈不同圖案的凹槽或通道，所述凹槽或通道適于促進(jìn)將冷卻和潤(rùn)滑流體輸送到在鉆削期間與孔壁接觸且支承在孔壁上并在孔壁上滑動(dòng)的滑動(dòng)表面的接觸表面。
[0006]這些導(dǎo)向塊例如示出在DE 20 2009 003645中，其中公開了在平行于每一導(dǎo)向塊的縱向軸線的方向上設(shè)有一個(gè)或更多個(gè)凹槽的導(dǎo)向塊。此設(shè)計(jì)的問題在于:凹槽將充當(dāng)對(duì)裂隙或應(yīng)力集中的指示，所述凹槽將弱化導(dǎo)向塊且需要增大導(dǎo)向塊的總厚度。
[0007]形成有凹槽的導(dǎo)向塊的另一實(shí)例公開在WO2012/172537中，其中兩個(gè)凹槽從導(dǎo)向塊的中間部分開始且對(duì)角地朝向縱向側(cè)表面與導(dǎo)向塊的每一端部處的端部表面之間的角部延伸。除弱化導(dǎo)向塊之外，這些凹槽還不會(huì)向接觸表面充分提供充足量的冷卻和潤(rùn)滑流體。
[0008]同樣，US2013/0051944在圖5中公開設(shè)有凹槽的導(dǎo)向塊，所述凹槽平行于導(dǎo)向塊的縱向軸線以及垂直于導(dǎo)向塊的縱向軸線延伸。當(dāng)然，這些凹槽也將在極大程度上弱化導(dǎo)向塊。在圖9中，公開了替代實(shí)施例，該替代實(shí)施例形成有閉合的凹口狀潤(rùn)滑凹槽，所述潤(rùn)滑凹槽適于充當(dāng)潤(rùn)滑流體的儲(chǔ)槽。這些凹槽將不會(huì)在與上文所述的凹槽相同的程度上弱化導(dǎo)向塊。然而，凹槽的閉合設(shè)計(jì)還將阻礙將充足量的潤(rùn)滑流體供應(yīng)到凹槽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于切削刀具的導(dǎo)向塊，通過(guò)該導(dǎo)向塊，可將充足量的冷卻和潤(rùn)滑流體供應(yīng)到導(dǎo)向塊的滑動(dòng)表面與工件之間的接觸區(qū)，但是通過(guò)該導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊的弱化將有利地較低。至少此目標(biāo)由根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)向塊實(shí)現(xiàn)。
[0010]因此，本發(fā)明的基礎(chǔ)是認(rèn)識(shí)到此目標(biāo)可通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):形成流體輸送構(gòu)造，以使得流體輸送構(gòu)造包括通道狀凹部，該通道狀凹部形成在滑動(dòng)表面中且在導(dǎo)向塊的軸向方向上延伸，且在到達(dá)導(dǎo)向塊的端部處的滑動(dòng)表面的端部之前終止。因此，通道狀凹部將滑動(dòng)表面劃分為兩個(gè)滑動(dòng)子表面。通過(guò)以此方式形成的導(dǎo)向塊，可將大量冷卻和潤(rùn)滑流體輸送到鄰近于接觸表面的區(qū)域，在該區(qū)域處，滑動(dòng)子表面支承在待在工件中鉆削的孔的孔壁上。此外，因?yàn)橥ǖ罓畎疾吭诘竭_(dá)導(dǎo)向塊的端部處的滑動(dòng)表面的端部之前終止，所以因通道狀凹部所致的導(dǎo)向塊的弱化將有利地較低。此外，由于縱向方向上延伸的通道狀凹部，兩個(gè)滑動(dòng)表面可形成有恒定寬度。由此，摩擦區(qū)將以較容易預(yù)測(cè)的方式在縱向方向上擴(kuò)展。
[0011]在此總的發(fā)明理念中，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向塊可按許多不同方式形成。舉例來(lái)說(shuō)，導(dǎo)向塊可包括一個(gè)單個(gè)滑動(dòng)表面、位于同一主表面上或相對(duì)的主表面上的兩個(gè)滑動(dòng)表面或每一相對(duì)的主表面上各定位兩個(gè)的四個(gè)滑動(dòng)表面。在如同在下文所描述且圖示的示例性實(shí)施例中，導(dǎo)向塊包括位于同一主表面上的兩個(gè)滑動(dòng)表面或位于兩個(gè)主表面中的每一個(gè)主表面上的兩個(gè)滑動(dòng)表面，在此狀況下，如果導(dǎo)向塊在中間部分中形成有比其端部小的厚度，且通道狀凹部形成為從此中間部分開始，則這是有利的，這是因?yàn)榻又鋮s和潤(rùn)滑流體可較容易流動(dòng)到通道狀凹部中且輸送到接觸表面。出于相同的原因，中間部分可包括溝槽形凹部，冷卻和潤(rùn)滑流體可在輸送到通道狀凹部中之前聚集在所述溝槽形凹部中。
[0012]為了進(jìn)一步減小通道狀凹部對(duì)導(dǎo)向塊的強(qiáng)度的弱化效應(yīng)，通道狀凹部可在其鄰近于接觸表面的終止端部處設(shè)計(jì)有比處于相對(duì)的端部處的開始部分小的深度，該相對(duì)的端部在下文的示例性實(shí)施例中處于導(dǎo)向塊的中間部分中。此外，在以下實(shí)施例中的一個(gè)實(shí)施例中，通道狀凹部也從中間部分向終止端部漸縮，即，通道狀凹部在其鄰近于接觸表面的終止端部處具有比其中間部分小的寬度。以此方式，冷卻和潤(rùn)滑流體可容易流動(dòng)到通道狀凹部中，但通道狀凹部的強(qiáng)度減小效應(yīng)將在鄰近于接觸表面的終止端部處減小，其中在接觸表面上，導(dǎo)向塊上的應(yīng)變將在操作期間最大。
[0013]在本發(fā)明的下文所描述且圖示的實(shí)施例中的兩個(gè)實(shí)施例中，流體輸送構(gòu)造還包括平坦表面或具有比滑動(dòng)表面大的曲率半徑的凸形彎曲的表面，其中該平坦表面或凸形彎曲的表面與通道狀凹部組合，以使得該平坦表面或凸形彎曲的表面鄰接通道狀凹部，即，適當(dāng)時(shí)，在兩側(cè)上均圍繞通道狀凹部且從通道狀凹部的終止端部延續(xù)到導(dǎo)向塊的端部處的滑動(dòng)表面的端部。以此方式，可進(jìn)一步增大冷卻和潤(rùn)滑流體到接觸表面的流動(dòng)，而導(dǎo)向塊的強(qiáng)度不會(huì)有任何顯著減小。平坦或凸形彎曲的表面形成為導(dǎo)向塊的滑動(dòng)表面的斜切面，以使得滑動(dòng)表面被劃分為兩個(gè)滑動(dòng)子表面。流體輸送構(gòu)造與滑動(dòng)子表面平滑地合并，而不會(huì)形成應(yīng)力升高凹槽?！捌交睾喜ⅰ痹诖松舷挛闹幸馕读黧w輸送構(gòu)造的平坦的或略微凸形彎曲的表面與滑動(dòng)子表面中的每一個(gè)滑動(dòng)表面之間在其過(guò)渡部處的角度可在90°與180°之間變化，優(yōu)選在135°與175°之間變化。該過(guò)渡部自身可為相當(dāng)尖銳的邊緣或圓化的過(guò)渡部。平坦的流體輸送構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于:其可按極簡(jiǎn)單且節(jié)省成本的方式來(lái)形成。凸形彎曲的流體輸送構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于:其在甚至比平坦流體輸送構(gòu)造小的程度上弱化導(dǎo)向塊。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向塊的下文所描述且圖示的實(shí)施例設(shè)有四個(gè)滑動(dòng)表面，S卩，一個(gè)主表面上兩個(gè)滑動(dòng)表面，以及相對(duì)主表面上的兩個(gè)滑動(dòng)表面。以此方式，導(dǎo)向塊可轉(zhuǎn)位四次，以將不同滑動(dòng)表面放置在適當(dāng)位置中，以在鉆削操作期間支承在孔壁上。在相對(duì)的主表面上具有滑動(dòng)表面的導(dǎo)向塊的一個(gè)問題在于，當(dāng)?shù)谝恢鞅砻嫔系幕瑒?dòng)表面磨損完，且導(dǎo)向塊被轉(zhuǎn)動(dòng)以將相對(duì)主表面上的滑動(dòng)表面放置在適當(dāng)位置中以支承在孔壁上且在孔壁上滑動(dòng)時(shí)，現(xiàn)在由于磨損而已經(jīng)變形的第一主表面上的滑動(dòng)表面無(wú)法充當(dāng)用于在關(guān)于刀頭的緊公差內(nèi)將導(dǎo)向塊保持且支撐在正確位置下的支承表面。為了克服此問題，導(dǎo)向塊在導(dǎo)向塊的每一縱向側(cè)面處設(shè)有至少兩個(gè)支承表面。支承表面可沿著整個(gè)縱向長(zhǎng)度或其部分延伸，優(yōu)選地是，支承表面接近導(dǎo)向塊的端部具有一些延伸，以在鉆削期間對(duì)滑動(dòng)表面的滑動(dòng)部分提供充足支撐。支承表面定位于中間平面的相應(yīng)側(cè)上且背向中間平面。此外，支承表面和流體輸送構(gòu)造的底表面定位于中間平面與同時(shí)可在任意接觸點(diǎn)共切地接觸子表面中的每一個(gè)子表面的具有最小曲率半徑的假想圓弧之間。表述“共切”在本文中意味假想圓弧和滑動(dòng)子表面在接觸點(diǎn)處具有共同的切線。換句話說(shuō)，支承表面和流體輸送構(gòu)造的表面定位于與滑動(dòng)子表面上的兩個(gè)任意接觸點(diǎn)正切接觸的假想圓弧內(nèi)，其中一個(gè)接觸點(diǎn)定位于一個(gè)相應(yīng)滑動(dòng)子表面上。應(yīng)注意的是，在子表面是部分圓形且具有相同中心和曲率半徑的狀況下，假想圓弧將具有與子表面相同的曲率半徑。通過(guò)以此方式設(shè)計(jì)的導(dǎo)向塊，確保在相關(guān)聯(lián)的滑動(dòng)表面被放置在適當(dāng)位置