用于粗糙化圆柱孔的内表面的方法及刀具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种对圆柱孔(9)的内表面(8)，特别是内燃机的气缸孔或气缸套中的接触面进行粗糙化的方法，其中，通过一包含径向切削头(7)的，旋转并沿所述圆柱孔(9)的轴向平移运动的刀具(1)，借助所述径向切削头(7)的至少一个切削刃来将切屑(12)去除，并借助所述径向切削头(7)的另一边棱或面将所述切屑切断，从而产生所述经粗糙化的表面。本发明的特征在于，将所述刀具(1)插入或穿过所述圆柱孔(9)，随后沿径向对所述刀具(1)进行定位，且随后在将所述刀具沿其进给方向(V)从所述圆柱孔移出时通过所述旋转的刀具(1)进行材料去除。本发明还涉及一种刀具(1)。
【专利说明】用于粗糙化圆柱孔的内表面的方法及刀具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所详细定义的类型的对圆柱孔的内表面进行粗糙化的方法。本发明还涉及一种如独立权利要求8和10的前序部分所详细定义的类型的用于对圆柱孔的内表面进行粗糙化的刀具。例如，由DE 102012207455A1公开了一种同类型的刀具。
【背景技术】
[0002]现有技术中公开过用于对圆柱孔的内表面进行粗糙化的方法及刀具。为此例如参阅DE 601 31 096 T2及EP I 756 133 BI。这两个公开文献中的刀具及方法均利用包含径向切削头的、可沿轴向移动的旋转刀具，该刀具这样移入圆柱孔，使得借助径向切削头进行切削加工，随后通过同一径向切削头的另一切削刃或边棱或面来将材料去除时切起的切肩切断。借助切削加工以及在同一工序中对切起的切肩进行的后续切断操作，便获得具有多个凹切部的经粗糙化的表面。
[0003]通过这种方式制造的经粗糙化的表面特别适于为随后镀覆于该表面的涂层提供理想的支持。因此，特别是以该方式来准备内燃机的气缸套中的气缸孔或钻孔，以便提供经过相应粗糙化的表面，随后为该表面设置涂层，从而最佳化钻孔的壁部与将来在其中运动的活塞之间的摩擦特性。其中，这些涂层优选可以特别是采用等离子喷涂、电弧线材喷涂或类似方式涂布到借助粗糙化进行过相应预处理的表面上的热涂层。
[0004]现有技术中描述的方法特别适用于在一个工序中以及以非常短的加工时间实现对气缸孔的内表面的粗糙化，以确保涂层在未来具有极佳的附着性。但在进入圆柱孔的情况下进行加工和切肩切断处理就需要采用刀具轴向定向，且圆柱孔沿竖直方向或仅以较小的角度偏离竖直线的布局来进行加工，因而上述方法及刀具的应用范围受到限制。只有这样才能确保加工过程中产生的切肩向下落入圆柱孔或从圆柱孔落出。大量试验表明，实践中极其难以在配设水平主轴的机床上进行相应的加工，因为切削可能会留在经加工的表面的区域内，并可能会在加工过程期间导致刀具相应地卡在圆柱孔中。除了在刀具和加工时间方面造成的问题外，上述情形通常还会导致以下严重问题:切肩对已制成的经粗糙化表面的表面质量造成负面影响，或者，特别是在铝、铝合金或其他轻金属合金中加工时所产生的切肩易于留下污迹。这也会对所期望的经粗糙化表面造成负面影响，且在此情形下，随后镀覆的热涂层的附着程度可能不足，这种情况可能导致严重的品质问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供能够克服上述缺点并实现简单、可靠且低成本的制造过程的一种方法以及一种刀具。
[0006]本发明用以达成上述目的的解决方案为具有权利要求1的特征部分中的特征的方法。本发明的方法的有利改进方案参阅从属权利要求。本发明用以达成上述目的另一解决方案为一种具有并列权利要求8或10的特征部分中的特征的刀具。所述刀具的有利改进方案及技术方案参阅从属权利要求。
[0007]在本发明的方法方面，与现有技术中的方法的不同之处在于，这样进行加工，使得刀具的径向切削刃在其进给方向不被导引经过已加工的表面部分，而是首先将所述刀具移入或穿过所述圆柱孔，其中，优选采用偏心定位，从而在圆柱孔的内表面上不进行或仅进行最小程度的材料去除。随后，以所期望的方式对刀具进行定位，亦即，根据圆柱孔的内表面的期望的待制造尺寸来调节所述径向切削头的切削刃。随后使用所述径向切削头对所述圆柱孔的内表面进行真正意义上的加工，具体方式是，将所述径向切削头沿其进给方向从所述圆柱孔移出，并以所期望的方式对所述表面进行加工并将材料去除。通过将加工方向反转，从而在将刀具从圆柱孔移出时才进行加工，便能确保加工中伴生的切肩不会位于刀具与已加工的面之间，而是使得经加工的面相应无切肩。很容易就能将可能遗留在此处的切肩去除，而不会出现切肩卡入用所述刀具本身进行过粗糙化的表面及在该表面上留下污迹的情况。借助按本发明的方法能够彻底避免留在及卡入已加工的表面的区域内的切肩所造成的危险，这些切肩可能会在与刀具的共同作用下对已加工的表面造成负面影响。因此，本方法的决定性的优点在于，即使是在刀具并非沿竖直方向定位，而是刀具和钻孔沿水平方向定向的情形下，也能够实现极佳的表面质量。这样便可以采用配设水平主轴的机床。与配设竖直主轴的机床相比，配设水平主轴的机床的结构要简单得多，且成本更为低廉。此外，配设水平主轴的机床是现代制造技术中的传送生产线中常用的机床。按本发明的方法有助于简化对所述圆柱孔的内表面的加工，并且有助于简单且低成本地实现于传统传送生产线上。此外，在夹具结构(Vorrichtungsaufbau)方面也具有优势，特别是在圆柱孔的内表面是呈V形布局的、内燃机的曲轴箱中的气缸的内表面。在采用配设水平主轴的机床时，对上述内表面的保持和相对机床进行定位的复杂度显著降低，因此，除节省机床本身的成本外，(至少在此情形下)还能显著降低用于固定待加工部件的夹具结构的成本。
[0008]在本发明的方法的一种特别有益的技术方案中，为所述径向切削头的区域供应用于冲洗和/或冷却的冲洗介质。借助为所述径向切削头的区域供应冲洗介质，一方面能够在实施加工的区域内进行冷却，另一方面能够在伴生的，被所述径向切削头的特殊结构切起及切断的切肩附着在经粗糙化的表面的区域内前，将这些切肩冲走，从而在无切肩残余物剩余或卡入的情况下进一步改进对所述经粗糙化的表面的安全且可靠的加工。
[0009]视本发明的方法的具体用途而定，所述冲洗介质例如可以是在金属加工领域中普遍为人所知且常用的冷却与润滑乳剂。特别是在应用于由灰铸铁或类似材料构成的气缸套的区域内时，上述方案特别有利。在此情形下，随后必须为经粗糙化的表面清除冲洗介质的残余物，例如进行脱脂，以便将来涂布的涂层良好且可靠地附着在经粗糙化的表面上。
[0010]根据本发明的方法的一种特别有益且有利的改进方案，特别是在将轻金属合金用作其中设置有圆柱形钻孔的材料的情形下，可以将无油且至少基本干燥的气体，特别是压缩空气用作冲洗介质。这种用气体，优选用无油压缩空气来进行冲洗及冷却的方案同样能实现至少就轻金属合金的加工而言通常足够的冷却，并有助于非常良好地将所产生的切肩冲走。在此情形下，借助所述无油且干燥或至少基本干燥的气体能够彻底避免不期望的物质对所述经加工的表面造成污染，从而不必在对所述表面进行加工后，以及在对所述表面进行后续的热涂布前进行清洁。除省去一个附加的加工步骤外，采用此方案还能减小以下危险:在对经粗糙化的表面进行清洁时，粗糙度特性曲线(Rauheitsprofil)发生不利变化，从而对热涂层的附着造成负面影响。
[0011]在本发明的方法的另一非常有利的技术方案中，可以沿进给方向在用于对内表面进行粗糙化的径向切削头前，通过另一径向切削头在同一工序中对所述圆柱孔的内表面进行精加工。这一将精加工与随后的粗糙化结合在一个工序中的方案特别有益且高效，因为这样便能省去一个附加的工序。尤其是在采用本发明的相对现有技术反转的进给方向时，特别是在应用于水平主轴装置上时，可以沿进给方向例如通过输入适宜的冲洗介质将精加工中伴生的切肩排出，因而能够特别高效地设计上述方案。在此情形下，可能仍留在刀具与该表面之间的切肩无关紧要，因为还需要通过后续的精加工过程对该区域进行加工。在所述精加工过程结束后，通过所述第二径向切削头以所描述的方式对所述圆柱孔的内表面进行粗糙化。如上文所述，在此过程中所产生的切肩通过经加工的面被冲走，或者也可以留在这里，这一点无关紧要，因为所述刀具已从该面的区域移出。
[0012]根据权利要求8，按本发明的刀具设计成:除用于对所述圆柱孔的内表面进行粗糙化的第一径向切削头外，还具有用于对所述圆柱孔的内表面进行精加工的另一径向切削头，所述另一径向切削头沿轴向布置于刀座与用于对所述圆柱孔的内表面进行粗糙化的径向切削头之间。其中，具有两个分别用于精加工和粗糙化的径向切削头的刀具设计成:优选可以根据本发明的方法，亦即，采用在材料去除期间朝向所述刀座的进给方向来使用该刀具。亦即，可以将所述刀具特别是穿入或穿过所述圆柱孔，对所述刀具进行相应定位，并在从所述圆柱孔移出时进行所期望的材料去除。从所述刀座出发的视角看，用于精加工的径向切削头布置于前，用于对所述圆柱孔的内表面进行粗糙化的径向切削头布置于后，因此，加工时在单独一个工序中首先将所述表面精加工至所期望的程度，以便随后对其进行粗糙化。
[0013]本发明的刀具的特征在于，设置有至少一个冲洗介质管路，所述冲洗介质管路包含分别与每个径向切削头对应的冲洗介质出口。与用于对所述圆柱孔的内表面进行粗糙化的径向切削头对应的冲洗介质出口设计具有朝向所述刀尖的方向分量。因此，通过该冲洗介质出口流出的冲洗介质将切肩冲向所述刀尖，亦即，沿与所述进给方向相反的方向，远离经粗糙化及最终加工的表面，从而安全和可靠地避免切肩附着及卡入。所述另一冲洗介质出口的布置方式是，其与用于对所述圆柱孔的内表面进行精加工的径向切削头对应，并且具有朝向所述刀座的方向分量。这样便将精加工中伴生的切肩朝向所述刀座，即沿所述进给方向冲走。这些切肩在所述刀具或刀具柄部与所述圆柱孔的壁部之间排出。所述冲洗介质通过相应定向的冲洗介质出口流出，从而尽可能避免切肩的卡入，或者至少将可能卡入的切肩的剩余数减至最小。此外，这样便能避免精加工切肩到达用于对所述表面进行粗糙化的径向切削头的区域，以及到达所述经粗糙化的表面的区域，并在这些区域内造成相应的危害。由于尚未粗糙化的表面位于所述刀具的、布置于所述刀座与用于精加工的径向切削头之间的柄部区域内，此处的切肩无关紧要。若这些切肩意外地被所述刀具压入所述表面，则在随后的精加工中会将重新消除对所述表面所造成的负面影响。关键之处在于，所述切肩不会到达经粗糙化的表面的区域或用于粗糙化的径向切削头的区域，这点通过在用于精加工的径向切削头的区域内对所述冲洗介质出口进行相应定向来确保。
[0014]此外，在按本发明的刀具的一种特别有益的技术方案中，所述两个径向切削头沿周向以最大120°的角度，优选最大90°的角度，相互偏移布置。两个径向切削头沿周向，即在例如从所述刀尖出发俯视所述刀具时，以相互偏移一定角度的方式布置。这样便能以上文描述的顺序沿轴向将所述两个径向切削头相对紧靠地定位。借助沿周向设计小于120°的，优选小于90°的角度，仍可以将刀具及其旋转轴线偏心地放置在所述圆柱孔中，以便在不与所述圆柱孔的内表面接触的情况下将所述刀具移入，或者在充其量发生最小程度接触的情况下对该刀具进行定位。随后才以所期望的方式对所述刀具进行定位，通常采用以下定位方式:将所述刀具的旋转轴线与所述圆柱孔的中心轴线叠合布置。在此情形下，沿进给方向将所述刀具从所述圆柱孔拉出，并进行所期望的材料去除，即一方面进行精加工，另一方面随后在同一工序中对所述表面进行粗糙化。
[0015]在备选的技术方案中，本发明的如权利要求10所述的刀具可以具有用于对可能突出的切肩进行修剪的第三径向切削头，所述第三径向切削头沿轴向布置于用于对所述圆柱孔的内表面进行粗糙化的径向切削头与所述刀尖之间。该径向切削头以相对另两个径向切削头中的每个均偏移的方式布置。作为修剪切削刃的附加径向切削头仅为一附加安全工具，其用于对经切断的切肩的可能突出的残余物进行相应修剪，确保其伸出所述圆柱孔的表面的程度不会突出于随后涂布的热涂层。为了以上文描述的顺序沿轴向将所述三个径向切削头相应紧靠地定位，另一用于对可能残余的切肩突出部进行修剪的径向切削头也以沿周向相应偏移的方式布置。
[0016]在一种有利改进方案中，所有三个径向切削头均以沿周向相互偏移一定角度的方式布置，其中，角度之和最大为120°，优选最大为90°。在此情形下，尽管有三个单独的径向切削头，仍能够对包含所述径向切削头的刀具进行偏心的定位，以便在不进行材料去除或对所述圆柱孔的表面造成负面影响的情况下，将该刀具移入所述圆柱孔或视情况移出。
[0017]此外在一种有利改进方案中，所述第三径向切削头不设冲洗介质供应装置。对于仅用于对切肩的可能残留的突出部进行修剪的第三径向切削头而言，通常不必为其配设冲洗介质供应装置或冷却介质供应装置，因为用于修剪的径向切削头不常用到这些供应装置，且在使用的情形下也仅是以短时间及采用最小切削面的方式。因而无需进行冷却和冲洗，而不会给所期望的经粗糙化表面带来不利影响。而不在所述刀具的区域内设置另一冲洗剂出口的方案有助于显著简化所述刀具，从而在刀具成本和刀具制造方面具有相应优势。
[0018]优选可以将按本发明的方法用于对圆柱孔的内表面进行粗糙化，作为对特别是用电弧线材喷涂涂布热涂层的预处理。特别就这一用途而言，使用按本发明的方法在配设水平主轴的机床上进行的简单且高效的粗糙化能够确保热涂层极佳地附着，因而具有显著优势。尤其可以将所述方法应用于由非铁金属(特别是铝)或具有非铁金属的合金构成的内表面。就非铁金属，特别是例如铝这类轻金属或合金而言，例如内燃机中的气缸工作面的热涂层具有决定性意义，因为借助热涂层便能在保留轻金属在重量、制造方法和类似方面的优点的情况下，改进内燃机上的摩擦属性。因此，按本发明的方法特别适用于这些结构。
[0019]如上文已多次提及的，优选可以将按本发明的方法及按本发明的刀具应用在配设至少一个用于容置刀具的水平主轴的机床上。与同类的配设竖直主轴的机床相比，此类水平主轴装置相应地更为简单且成本更加低廉。此外，例如在汽车工业领域中，应用在常用传送生产线中的配备水平主轴的机床普遍为人所知且是常见的，因此，无需很高的改装费用便能将相应加工纳入此种传送生产线，这样便能在制造和工厂规划方面实现协同作用，从而与原本就昂贵得多的配设竖直主轴的机器相比在成本方面具备相应优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]按本发明的方法及按本发明的刀具的其他有利技术方案由其余的从属权利要求给出，下文结合附图所示实施例对这些有利技术方案进行详细说明。
[0021]图中示出:
[0022]图1为现有技术中用于对圆柱孔的内表面进行粗糙化的刀具及方法的示意图；
[0023]图2为本发明的第一实施方式中用于对圆柱孔的内表面进行粗糙化的刀具及方法的示意图；
[0024]图3为本发明的第二实施方式中用于对圆柱孔的内表面进行粗糙化的按本发明的刀具及方法的示意图；以及
[0025]图4为图3所示刀具的俯视图。
【具体实施方式】
[0026]图1示出了现有技术中的结构的示意图。刀具I借助刀座2容置在此处未完整示出的机床的对应配合件3中。刀具I的中心轴线4与表示所述机床的主轴的轴线5彼此对齐。所述机床配设有竖直延伸的主轴，并相应具有该主轴的竖直延伸的轴线5。此类机床又称竖直主轴装置。刀具I本身在与刀座2轴向相对的一侧上具有刀尖6。在该刀尖6的区域内设有示意性示出的，用于对圆柱孔9的内表面8进行粗糙化的径向切削头7。下文将用于对内表面8进行粗糙化的径向切削头7简称为粗糙化切削刃7。所述圆柱孔尤指内燃机的示意性示出的曲轴箱10中的，由特别是铝合金的轻金属合金构成的气缸孔。通过刀具I的粗糙化切削刃7对圆柱孔9的内表面8进行粗糙化，从而针对例如借助等离子喷涂或特别是借助电弧线材喷涂涂布的热涂层对所述内表面进行理想的预处理。通过切起切肩并于随后将其切断来进行粗糙化，留下具有大量凹切部的表面，这些凹切面有助于将所述热涂层的材料相应夹紧，因此，借助对内表面8的粗糙化能够实现所述热涂层的极佳附着。
[0027]在材料去除中，即在用粗糙化切削刃7加工内表面8时，刀具I的用V表示的进给方向如下:从在该实施例中布置于上方的气缸盖分界面11出发，将刀具I移入到圆柱孔9中并进行材料去除。采用此布局时，在粗糙化时产生的切肩12因重力而向下朝着曲轴腔13从圆柱孔9落出。现有技术中的这一结构的缺点主要在于，其局限于刀具I的轴线4的在加工期间与圆柱孔9的旋转轴线重合的所示定向，且特别是局限于所述机床的主轴的轴线5的定向。若从用作机床的相对较为复杂和昂贵的竖直主轴装置切换为水平主轴装置，则切肩12将不再因重力而向下落入所述曲轴箱，而是可能至少部分位于刀具I的柄部20与已粗糙化的内表面8之间，并会卡入其中。这一方面会对刀具I及加工精度造成负面影响，另一方面在最不利的情形下会导致加工中断。无论如何，切肩12卡入在刀具I的柄部20与圆柱孔9的已加工的内表面8之间，这种状况均会对该内表面8造成负面影响，从而造成经粗糙化的内表面8的品质变差，这可能会在将来导致热涂层的附着程度不足。这是一个严重的缺点，因此，上述结构及相应的将竖直主轴装置用作机床的方法均存在局限性。
[0028]图2示出了类似的结构，其中，该结构设有机床的主轴的轴线5的水平布局，因而可以在用作机床的所谓“水平主轴装置”上实施。此方案在制造方面具有决定性优势，因为水平主轴装置更易于构建且更加坚固，相应地成本也更为低廉。此外，在例如用于汽车工业领域的制造的常用传送生产线中，配设一个或特别是一个以上主轴的水平主轴装置是常用的机床类型，因此，图2所示的结构能够简化制造工艺和降低制造成本。通过以下方式实现这一点:相对现有技术中的结构将进给方向V反转。除此以外，所述结构和描述该结构所用附图标记与图1中已描述的细节基本相同。通常以偏心的方式将刀具I移入圆柱孔9，或视情况穿过所述圆柱孔直至进入曲轴腔12，从而在刀具I进入圆柱孔9时不进行任何加工，因而不会伴生可能会留在并卡入刀具I的柄部20与内表面8之间的切肩。随后才将刀具I及其轴线4送入相应位置，特别是以使得轴线4与圆柱孔9的轴线叠合的方式。随后开始进行真正意义上的加工，具体方式是，在此情形下沿进给方向V将在现有技术中同样在加工期间围绕其轴线4旋转的刀具I从圆柱孔9移出。此时，可能出现的切肩12不会在柄部20与圆柱孔9的内表面8之间产生，而是充其量位于内表面8的所述已粗糙化的，不再被刀具I的部分遮盖的表面区域内，因而能够安全且可靠地避免切肩12卡入，并视情况避免切肩在所述已粗糙化的表面上留下污迹。这样便能以这种方式在其主轴具有水平轴线5的加工机床上进行加工，其中，所述方法原则上当然也适用于配设竖直主轴的机床。
[0029]包含设置于粗糙化切削刃7的区域内的冲洗介质出口 15的冲洗介质管路14有助于进一步改进排肩。借助输入适宜的冲洗介质，便能一方面在加工过程期间进行冷却，另一方面将所产生的切肩冲走。以已知方式借助刀座2及刀具I的柄部20通过未绘示的机床将所述冲洗介质输入。现有技术中公开的各种冲洗介质或者冷却与冲洗介质原则上均适用。特别是在加工由灰铸铁或其他铁材料构成的圆柱孔9或气缸套筒时，除将切肩冲走外还需要进行充分冷却，因而特别适合使用含油的乳剂。而在采用传统冷却乳剂的情形下，则必须对所述经粗糙化的表面进行复杂的清洁，从而将残余物完全去除，并确保热涂层随后良好地附着在所述圆柱孔的内表面8上。这是一个附加的，视情况还会对所述经粗糙化的表面造成不期望的负面影响的复杂工序。因此，特别是针对轻金属合金的加工，适宜将无油且干燥或基本干燥的压缩空气，或者视情况将另一适宜的气体用作冲洗介质。这样便能在加工轻金属合金时实现充分的冷却，并且特别是利用所述冲洗介质来将产生的切肩12相应冲走，以及将切肩12对所述已完成粗糙化的表面造成负面影响的危险降至最小程度。
[0030]图3以与图2类似的方式示出刀具I的另一可能的实施方式。在该实施方式中，进给方向依旧是从曲轴腔13的区域出发向气缸盖分界面11延伸，且刀具I以与已描述的结构大致类似的方式实施。此处示出的刀具I与之前描述的刀具I的不同之处在于，除作为径向切削头的粗糙化切削刃7外，还具有用于对圆柱孔9的内表面8进行精加工的另一径向切削头16。延续上文所描述的系统，下文将该用于对内表面8进行精加工的径向切削头16称为精加工切削刃16。精加工切削刃16以与粗糙化切削刃7间隔一定轴向距离的方式布置，且精加工切削刃16布置于粗糙化切削刃7与刀座2之间。所描述的进给方向V表示，精加工切削刃16首先与将圆柱孔9包围的材料接合，并将其精加工至所期望的程度。随后以上文已描述的方式通过粗糙化切削刃7对圆柱孔9的、被精加工至所期望的程度的内表面8进行粗糙化。与图3所示意的不同，实践中精加工切削刃16与粗糙化切削刃7仅沿轴向相互间偏移数毫米。为相应实现这一紧凑的结构，如刀具I的从刀尖6视之的俯视图(图4)所示，粗糙化切削刃7与精加工切削刃16为此以沿刀具I的周向相互偏移角度α的方式布置。
[0031]刀具I同样具有用于输入冷却介质和/或冲洗介质的冲洗介质管路14。其中，与上文描述的实施方式类似，所述冲洗介质应尽可能无油且基本干燥，所述冲洗介质尤其可以是经相应处理的压缩空气。与粗糙化切削刃7对应的冲洗介质出口 15依旧类似于图2所示以某种方式布置，使得内表面8的已粗糙化的表面上的在粗糙化中伴生的切肩12被冲走，而又不会因而导致粗糙化切肩12卡入，因为所述已加工的表面未被或仅略微被刀具I的柄部20遮盖。第二冲洗介质出口 17具有沿进给方向，即朝向刀座2的的方向分量。该冲洗介质出口 17与精加工切削刃16对应，并借助定向输入压缩空气，沿柄部20通过圆柱孔9将在精加工中伴生的精加工切肩(下文用18表示)冲出。若这一将精加工切肩18冲出的功能受到负面影响，则精加工切肩18会相应卡入内表面8与柄部13之间，这同样可能会导致所述切肩留下污迹，并在该区域内对内表面8的表面造成负面影响。而与现有技术中的，该区域已经过加工的结构不同，由于进给方向V反转，上述情形在本实施方式中相对并不重要，这是因为还需要对该区域内的表面进行加工，以便重新消除在用精加工切削刃16对所述表面进行精加工时可能产生的负面影响，因而在加工完毕后这些负面影响不再会对加工的品质产生不利的影响。
[0032]图3还示出另一可选的径向切削头19。该可选的径向切削头沿刀具I的轴向布置于刀尖6与粗糙化切削刃7之间，且如图4所示，依旧实施为沿周向相对另两个切削刃7、16偏移。径向切削头19用于对所述已粗糙化的表面的区域内可能残留的突出的切肩进行修剪，以避免突出的切肩或未被充分切断的切肩残余物剩余，因为这些切肩或切肩残余物可能会突出于随后涂布的热涂层并对其品质造成负面影响。根据上文所描述的系统，可以将用于对可能残留的突出的切肩进行修剪的径向切削头19称为修剪切削刃19。
[0033]从图4可以看出，通常以沿轴向相互偏移数毫米的方式布置的切削刃7、16、19沿刀具I的周向均以相互偏移某个角度的方式布置。如上文所述，在附图中，粗糙化切削刃7与精加工切削刃16间的角度用α表示。粗糙化切削刃7与可选修剪切削刃19间的角度在图4中用β表示。当然也可以不同于所示方案，沿周向以另一任意顺序对各切削刃7、16、19进行布置。在此情形下，对刀具I的结构而言，重要的是两个角α与β之和小于120°，优选最大为90°。在所有三个切削刃7、16、19或者(在修剪切削刃19不存在的情况下)这两个切削刃7、16以理想情况下不超过90°的夹角布置时，能够确保在圆柱孔9中对刀具I进行偏心的定位，从而沿与进给方向V相反的方向在不进行材料去除的情况下将该刀具插入圆柱孔9。随后才对刀具I进行相应定位，并沿进给方向V在进行材料去除的情况下将所述刀具重新从圆柱孔9移出。
【权利要求】
1.一种用于对圆柱孔(9)的内表面(8)，特别是内燃机的气缸孔或气缸套中的接触面进行粗糙化的方法，其中，通过一包含径向切削头(7)的，旋转并沿所述圆柱孔(9)的轴向平移运动的刀具(I)，借助所述径向切削头(7)的至少一个切削刃来将切肩(12)切起，并借助所述径向切削头(7)的另一边棱或面将所述切肩切断，从而产生所述粗糙化的表面， 其特征在于， 将所述刀具(I)插入或穿过所述圆柱孔(9)，随后沿径向对所述刀具(I)进行定位，且随后在将所述刀具(I)沿其进给方向(V)从所述圆柱孔(9)移出时，通过所述旋转的刀具(1)进行材料去除。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，仅在将所述刀具(I)从所述圆柱孔(9)移出时进行材料去除。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为所述径向切削头(7)的区域供应用于冲洗和/或冷却的冲洗介质。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，将无油且至少基本干燥的气体，特别是压缩空气用作冲洗介质。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，沿进给方向(V)在用于对所述内表面(8)进行粗糙化的径向切削头(7)前，通过另一径向切削头(16)在同一工序中对所述圆柱孔(9)的内表面⑶进行精加工。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，以与进给方向(V)相反的方向分量将一用于冲洗和/或冷却的冲洗介质输入到用于对所述内表面(8)进行粗糙化的径向切削头(7)的的区域，并以沿进给方向(V)的方向分量将一用于冲洗和/或冷却的冲洗介质输入到所述另一径向切削头(16)的区域。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，沿进给方向(V)在用于对所述内表面(8)进行粗糙化的径向切削头(7)后，通过另一径向切削头(19)在同一工序中对经切断的切肩(12)的可能残留的突出部进行修剪。
8.—种用于对圆柱孔(9)的内表面(8)，特别是内燃机的气缸孔或气缸套中的接触面进行粗糙化的刀具(1)，包含一径向切削头(7)，一设计用于与机床共同作用的刀座(2)，以及一沿轴向与所述刀座(2)相对的刀尖(6)，所述径向切削头具有至少一个用于将切肩(12)切起的切削刃和至少另一用于将所述切肩(12)切断的边棱或面，以便产生粗糙化的表面，其中，沿轴向在所述刀座(2)与用于对所述圆柱孔(9)的内表面⑶进行粗糙化的径向切削头(7)之间布置有用于对所述圆柱孔(9)的内表面(8)进行精加工的另一径向切削头(16)，且其中，设置有包含分别与所述径向切削头(7)和所述另一径向切削头(16)对应的冲洗介质出口(15，17)的至少一个冲洗介质管路(14)， 其特征在于， 与用于对所述圆柱孔(9)的内表面(8)进行粗糙化的径向切削头(7)对应的所述冲洗介质出口(15)具有朝向所述刀尖(6)的方向分量，以及，与用于对所述圆柱孔(9)的内表面⑶进行精加工的径向切削头(16)对应的所述冲洗介质出口(17)具有朝向所述刀座(2)的方向分量。
9.根据权利要求8所述的刀具(I)，其特征在于，所述两个径向切削头(7，16)沿周向以最大120°的角度(α )，优选以最大90°的角度，相互偏移布置。
10.—种用于对圆柱孔(9)的内表面(8)，特别是内燃机的气缸孔或气缸套中的接触面进行粗糙化的刀具(I)，包含一径向切削头(7)，一设计用于与机床共同作用的刀座(2)，以及一沿轴向与所述刀座(2)相对的刀尖(6)，所述径向切削头具有至少一个用于将切肩(12)切起的切削刃和至少另一用于将所述切肩(12)切断的边棱或面，以便产生经粗糙化的表面，其中，沿轴向在所述刀座(2)与用于对所述圆柱孔(9)的内表面⑶进行粗糙化的径向切削头(7)之间布置有用于对所述圆柱孔(9)的内表面(8)进行精加工的另一径向切削头(16)，且其中，设置有至少一个包含分别与所述径向切削头(7)和所述另一径向切削头(16)对应的冲洗介质出口(15，17)的冲洗介质管路(14)， 其特征在于， 设置有用于对切肩(12)的可能残留的突出部进行修剪的第三径向切削头(19)，所述第三径向切削头沿轴向布置于用于对所述圆柱孔(9)的内表面(8)进行粗糙化的径向切削头(7)与所述刀尖(6)之间，且所述第三径向切削头以相对所述另两个径向切削头(7，16)中的每个在周向均偏移的方式布置，其中，第三径向切削头(19)无冲洗介质供应装置。
11.根据权利要求10所述的刀具(I)，其特征在于，所有三个径向切削头(7，16，19)沿周向以两个位于外侧的切削头(7，16，19)之间的角度(α+β)最大为120°，优选最大为90°的方式相互偏移地布置。
12.根据权利要求10或11所述的刀具(I)，其特征在于，与所述用于对所述圆柱孔(9)的内表面(8)进行粗糙化的径向切削头(7)对应的所述冲洗介质出口(15)具有朝向所述刀尖(6)的方向分量，以及，与用于对所述圆柱孔(9)的内表面⑶进行精加工的径向切削头(16)对应的所述冲洗介质出口(17)具有朝向所述刀座⑵的方向分量。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的刀具(I)，其特征在于，所述刀具容置在配设至少一个水平主轴的机床的水平主轴上。
14.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法优选用于为特别是用电弧线材喷涂涂布的热涂层进行准备工作，即，为此而应用如权利要求8-13中任一项所述的刀具。
15.根据权利要求1至7中任一项或权利要求14所述的方法，其特征在于，优选应用如权利要求8-13中任一项所述的刀具来使用所述方法来对圆柱孔(9)的，由特别是铝的非铁金属或由具有非铁金属的合金构成的内表面(8)进行粗糙化。
【文档编号】B23B29/03GK104520036SQ201380040509
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】O·纽芳 申请人:戴姆勒股份公司