用于切削加工工件的工具的制作方法

本发明涉及一种用于切削加工工件的工具，包括在操作期间绕轴向方向旋转的载体，并且还包括在径向方向紧固于所述载体上的多个切削节段。

背景技术：

这样的工具从EP 2136951 B1已知，并且在制造曲轴时用于例如车-车拉。该工具的切削节段借助于多个螺栓紧固于载体上。多个盒子继而附接在每个切削节段处以容纳刀片。螺栓径向地作用于载体，以便将切削节段中的每一个紧固于载体上。此外，可以将切削节段在轴向方向上固定在夹紧点处。

技术实现要素：

发明目的

本发明的目的是改进并且特别地简化工具上的切削节段的紧固和更换。

问题的解决方案

根据本发明，该目的由具有根据权利要求1的特征的工具实现。有利的实施例、改进和变体是从属权利要求的主题。

该工具被设计用于切削加工工件，并且特别适用于车-车拉，例如以用于制造曲轴。该工具特别地为旋转工具，并且具有在操作期间绕轴向方向旋转的载体。载体因此具有旋转轴线。此外，可以借助于载体将工具附接到机床。此外，该工具具有多个切削节段，切削节段中的每一个在径向方向紧固于载体上并且在相对于轴向方向的周向方向上围绕载体。这样，径向方向被理解为垂直于轴向方向的每个方向。 切削节段形成为例如单件，并且设置有合适的切削刃。优选地，切削节段被设计成多件，使得多个切削元件(特别地刀片)可安装在一个切削节段上。为此，特定的切削节段具有合适的安装座，切削元件可被紧固于安装座中。安装座在这种情况下被设计为一体化到载体中的刀片座，或者设计为单独的盒子，该盒子继而可被紧固于载体上。

此外，在载体上装有至少一个液压夹紧单元，用于将切削节段中的至少一个固定夹紧在载体上。为此，液压夹紧单元特别地包括液压流体，该液压流体用来将夹紧单元操纵，以便生成液压力。液压力又被转化成夹紧力，该夹紧力用来将所述至少一个切削节段以液压-机械方式固定夹紧在载体上。

利用本发明实现的优点特别地在于：切削节段的特别牢固且稳固的锁定可借助于液压夹紧单元以特别简单的方式实现，并且仅具有较低的复杂性。

通过夹紧来固定有利地不对切削节段中的每一个单独进行，而是借助于夹紧圈共同地进行。因此，在一个优选的实施例中，切削节段能够共同地借助于夹紧圈可逆地固定卡夹在载体上。相比每个切削节段的单独夹紧，这使工具的操纵明显更简单。这样，夹紧力由夹紧圈在夹紧期间施加在多个或特别地所有切削节段上。此外，夹紧有利地是可逆的，其中，可以借助于夹紧圈同时释放通过由夹紧圈夹紧而固定的所有切削节段。类似于载体，夹紧圈特别地在工具的轴向方向上在周向方向上延伸。夹紧圈可以特别地相对于载体的旋转轴线在轴向方向上同心地旋转。

适宜地，载体和夹紧圈在轴向方向上彼此间隔开，并且形成卡夹凹槽，切削节段坐置在该卡夹凹槽中。在通过夹紧而固定期间，切削节段通过载体并且通过夹紧圈在轴向方向上刚性地保持在卡夹凹槽中。此外，由于作用在轴向方向上的夹紧力，切削节段被固定夹紧在卡夹凹槽中。

在合适的改进中，夹紧圈可借助于液压夹紧单元而相对于载体在轴向方向上位移。通过这种方式，可以有利地将相应的切削节段在轴 向方向上压靠到载体，即，为了在轴向方向上生成夹紧力，也就是说，[为了生成]轴向力并因此将切削节段在轴向方向固定夹紧在载体上。特别地，这还将防止切削节段在操作期间在轴向方向上滑移。夹紧圈和载体之间在轴向方向上的距离可特别地借助于液压夹紧单元设定。通过使夹紧圈位移，可以接着通过夹紧来固定或释放切削节段。

切削节段中的每一个优选地具有一节段基部，该基部坐置在卡夹凹槽中。从载体和夹紧圈这些部件中选出的至少一个部件具有环绕的凸缘，该凸缘使卡夹凹槽在径向处于外部的部段上变窄并且箍围节段基部。以这种方式，形成锁定也有利地在径向方向上发生，并且切削节段被可靠地固定，以防止例如由于离心力而在操作期间在径向方向上移动。卡夹凹槽特别地也形成具有进入狭槽的环形室，该进入狭槽在径向方向上位于外部，并且相应的切削节段从该狭槽突出。切削节段的相应的节段基部坐置在卡夹凹槽中并且作用于凸缘。环绕的凸缘至少形成于载体上或夹紧圈上。在一个优选的变体中，凸缘布置在载体和夹紧圈两者上。在后一种情况中，节段基部接着特别地在两侧上由凸缘围绕并且以尤其稳定的方式保持在卡夹凹槽中。

在相对于轴向方向为纵向的横截面中，在轴向方向上彼此间隔开的载体的部段和夹紧圈的部段各自形成在径向方向上延伸的延伸部或者臂，凸缘附接到该延伸部或臂在径向方向上位于外部的相应末端。

在一个有利的改进中，凸缘具有倾斜的夹持面，该倾斜的夹持面相对于卡夹凹槽向内指向并且作用于节段基部的向外指向的、倾斜的凸肩面上。由于该实施例，可以有利地在轴向方向上位移期间将夹紧圈的轴向移动变换成切削节段的径向移动。这样，夹持面和凸肩面特别地以锥齿轮的方式配合。当在轴向方向上夹紧夹紧圈时生成的夹紧力(也称为轴向力)至少部分地被变换成借助于夹持面和凸肩面的倾斜布置而径向向内作用的径向力。以这种方式，节段基部和对应的切削节段被拉向工具的中心。倾斜表面在此处和下文中被理解为特别地表示对应的表面相对于轴向方向倾斜。特别地，凸缘的夹持面形成为截头圆锥护套的形状。节段基部的凸肩面优选地与夹持面互补地并且 以截头圆锥护套的区段的方式形成。

为了使夹紧圈发生轴向位移，在载体上适宜地设置转换元件，其将由夹紧单元产生的径向移动变换成夹紧圈的轴向移动。液压夹紧单元因此优选地产生部件在径向方向上(或者至少不在轴向方向上)的操纵移动，该移动借助于转换元件而变换成夹紧圈的所需的轴向移动。这能够实现紧凑的设计，因为这样的工具的载体通常是盘形的，其仅具有在轴向方向上的少量延伸。径向延伸量通常是在轴向方向上的延伸量的几倍。

在一个优选的实施例中，转换元件形成为卡楔，该卡楔能够借助于液压夹紧单元在径向方向上位移。卡楔具有楔面，所述卡楔以楔面作用于夹紧圈的楔支承面上，特别是在夹紧期间。楔面和楔支承面具有倾斜设计，从而如此前结合凸缘和节段基部所描述那样，在径向方向上作用在卡楔上的径向力可被变换成作用在轴向方向上的轴向力。该力接着用来使夹紧圈位移。

当切削节段正被夹紧时，作用在卡楔上的径向力在径向方向上特别地指向外部。这样，通过由液压夹紧单元生成的液压力来作用于卡楔。通常，在液压夹紧单元中特别地布置有可在腔体中移动的挤压杆。挤压杆固定地连接到转换元件，特别地连接到夹紧部件，并且可以借助于夹紧单元中存在的液压流体而移动，也就是说可以位移。由于所述工具通常具有在径向方向上比在轴向方向上显著更大的延伸，显著更大的冲程是可能的，因此当在径向方向上使卡楔位移时可以生成特别合适的夹紧力。

为了释放切削节段，借助于液压夹紧单元将液压力从转换元件(特别地卡楔)移除，使得该元件或楔可以移回相对的方向。特别地，转换元件(特别地卡楔)可在释放期间在径向方向上向内移动，并且例如借助于回位弹簧被拉向或压向工具的中心。

为了防止夹紧圈从工具跌落(特别是在夹紧元件的释放位置)，将拉出限制器附接到工具。该拉出限制器规定了张紧盘在切削节段的释放期间的最大轴向拉出量。当在轴向方向上测量时，该轴向拉出量 被特别地选择为至少大到足以使相应的切削节段能在释放位置在径向方向上从卡夹凹槽被移除。此外，拉出限制器适当地具有面向夹紧圈的倾斜的接触表面，该表面特别地设计成类似于卡楔的夹紧表面，并且在最大拉出量下抵靠在夹紧圈的楔支承面上。为了实现特别有效的拉出保护，拉出限制器被适宜地设计成环形形状。

为了借助于液压夹紧单元生成液压力，工具优选地具有夹紧元件。液压夹紧单元操纵所述夹紧元件，以便夹紧切削节段。为此，夹紧元件可在夹紧位置和释放位置之间切换，以便固定夹紧和释放切削节段。这样，夹紧单元中的多个压力活塞借助于夹紧元件被压入，使得它们最初减小填充有液压流体的腔体，并且以这种方式将压力活塞驱出腔体。

在一个合适的变体中，工具包括多个液压夹紧单元，所述多个液压夹紧单元能够共同地借助于夹紧元件被操纵，于是继而显著地简化工具的操纵和操作。优选地，在载体上装有用于每个切削节段的至少一个液压夹紧单元，并且所有这些液压夹紧单元都能够共同地借助于夹紧元件被操纵，使得能够以特别简单的方式实现所有切削节段的夹紧。同样，夹紧是通过释放夹紧元件而可逆的，从而可以同时释放所有切削节段。

在另一个合适的实施例中，夹紧元件被设计为旋转环，该旋转环可通过旋转而在夹紧位置和释放位置之间切换。旋转环可旋转地安装在载体上。特别地，它可以围绕旋转轴线且因此绕轴向方向旋转。旋转到夹紧位置接着导致切削节段向载体的夹紧，而旋转到释放位置相应地导致切削节段的释放。旋转环被特别地设计为圆圈，并且类似于夹紧圈在工具的轴向方向上在周向方向上延伸。为了在夹紧位置和释放位置之间切换的旋转相应地在轴向方向上在周向方向上发生。为了旋转，旋转环特别地可在轴向方向上触及，并且例如被手动地或借助于合适的附件操作。

为了在夹紧位置和释放位置之间切换，优选地至少一个偏心操纵元件附接到夹紧元件。所述操纵元件用来在切换到夹紧位置时操纵液 压夹紧单元。当使用多个液压夹紧单元时，偏心操纵元件附接到特别地用于这些夹紧单元中的每一个的夹紧元件。尤其是在设计为旋转环的夹紧元件的情况中，在旋转环的旋转期间，偏心操纵元件在周向方向上的平移运动和因此相对于液压夹紧单元的相对移动发生，从而以上述方式将夹紧单元操纵。在旋转环的旋转期间，即，在相对于液压夹紧单元旋转期间，偏心操纵元件接着作用于夹紧单元的压力活塞上。偏心操纵元件也可以被设计为在径向方向上延伸的突起或凹部，例如包括隆起的那种。例如，偏心操纵元件作为楔形台阶一体地模制到旋转环，并且附接到在径向方向上指向外部的旋转环。

为了附接切削节段，切削节段最初布置在释放位置，其分布在载体的周边周围。特别地，为了实现在周向方向上的合适定位和分布，针对切削节段中的每一个，在载体上紧固至少一个开槽滑块。所述开槽滑块例如固定地螺接到载体并形成用于对应的切削节段的支承轮廓。适宜地，相应的切削节段具有适合于开槽滑块的凹部，开槽滑块在正确地定位时刚性地坐置在凹部中。

为了在液压夹紧单元会变得被损坏或失效的情况下能够实现液压夹紧单元的特别简单的更换，夹紧单元被设计为被安装到载体上的整装组件。整装组件的设计另外有利地确保液压流体不会因疏忽从夹紧单元泄漏并污染工具。

在一个尤其有利的变体中，上述方面中的一个或多个与在本申请人的申请DE 10 2014 106 516.6中描述的工具的实施例结合，该申请在本申请提交时未公开。该申请中同样描述了用于工件的车-车拉的工具，其包括载体，包括液压夹紧单元的多个切削节段可被紧固于该载体上。夹紧螺栓在该申请中描述为夹紧元件，该夹紧元件操纵液压夹紧单元。夹紧螺栓在这种情况下压靠液压夹紧单元的一个或多个压力活塞。DE 10 2014 106 516.6中描述的借助于夹紧螺栓的用于液压夹紧单元的该操纵机构与根据第一变体的借助于夹紧圈的上述夹紧结合。

此外，DE 10 2014 106 516.6描述了用于在径向方向上夹紧切削节段的拉紧螺栓，该螺栓作用于切削节段并且当液压夹紧单元被操纵时 在径向方向上抵靠载体夹紧切削节段。根据第二变体，具有拉紧螺栓的所述夹紧机构借助于共用的夹紧元件(特别地借助于旋转环)与本文所述的多个液压夹紧单元的共同操纵结合。在这方面参考了DE 10 2014 106 516.6的公开内容，该专利也特此包括在本申请中。

附图说明

下文基于附图更详细地描述了本发明的示例性实施例。下文示意性地示出了：

图1以侧剖视图示出了工具；

图2示出了根据图1的视图的细节；以及

图3以前视图示出了根据图1的工具。

具体实施方式

图1和图2示出了工具2沿着轴向方向A的纵向剖视图，工具2包括径向延伸(即，在径向方向R上)的载体4，载体4在此处为环形的，并可紧固到机床，机床未更详细地示出。多个切削节段6在径向方向R紧固于载体4的外部上。切削节段特别地用于容纳刀片，刀片在此处未更详细地示出。图2示出了图1的放大详图，此部分在图1中由带虚线的矩形表示。图3以前视图示出了工具2。工具2为车-车拉工具，该工具在操作期间在轴向方向A上围绕旋转轴线旋转。整个工具2优选地以盘的方式设计。该工具在径向方向R上的延伸量是在轴向方向A上的延伸量的倍数，例如至少5倍。

切削节段6各自具有在径向方向R上在内部的节段基部8，节段基部8在此处包括两个肩部10，肩部10在轴向方向A上布置在相应的切削节段6的相对侧上。为了通过夹紧而固定切削节段6，工具2包括夹紧圈12，夹紧圈12在轴向方向A上在周向方向U上延伸，就像载体4一样。图1和图2示出了处于夹紧位置的夹紧圈12。节段基部8被夹紧在卡夹凹槽14中，卡夹凹槽14由夹紧圈12和载体4形成。夹紧圈12和载体4具有延伸部15，延伸部15在径向方向R上指 向外部，并且彼此间隔开距离A1。

夹紧圈12在轴向方向A上施加轴向力K1(也称为夹紧力)，该力用来保持切削节段6。该轴向力K1特别地由卡楔16生成，卡楔16可在径向方向R上位移。为此，所述卡楔16具有楔面18，楔面18相对于轴向方向A倾斜地上斜，并且压靠夹紧圈12的楔支承面20。为了直接生成轴向力K1，在载体4上装有多个液压夹紧单元21。液压夹紧单元21可用来生成径向力K2，径向力K2借助于液压流体(此处未更详细地示出)在径向方向R上向外作用，其中径向力K2可用于在径向方向R上使卡楔16位移。由于在楔面16和楔支承面18之间的配合，所述径向力K2接着被至少部分地变换成轴向力K1。

在此处所示的示例性实施例中，夹紧圈12和载体4的径向延伸部15各自过渡到凸缘22中，凸缘22使卡夹凹槽14在径向方向R上在外部的部段上变窄，并且以这种方式形成在工具的周边上的进入狭槽24，其可用来进入卡夹凹槽14。此外，凸缘各自包括指向卡夹凹槽14的夹持面26并且围绕节段基部8，使得所述夹持面26抵靠切削节段6的肩部10的向外指向的凸肩面28。类似于径向力K2向轴向力K1的上述转化，轴向力K1向在径向方向R上向内指向的径向力K3的部分转化以这种方式发生。这特别地导致切削节段6的向内拉动。从图2尤其明显的是，延伸部15的相应的凸缘22以舌状物的方式围绕节段基部8，并且这样在轴向方向A上和径向方向R上夹紧基部。

为了使卡楔16处于夹紧位置，工具2包括夹紧元件30，夹紧元件30在这里被设计为旋转环，其用来操纵液压夹紧单元21。为此，在此处所示的示例性实施例中，夹紧元件30具有偏心操纵元件34，该元件在此处实现为台阶。所述台阶在旋转期间被推入夹紧单元21中，使得多个压力活塞(未更详细地示出)被操作，以便使液压夹紧单元21中存在的液压流体位移，于是，压力活塞(同样未在此处示出)继而被驱出，这最终向外推动卡楔16。

为了释放，夹紧元件30被转移到释放位置，于是减小卡楔16上的液压力，并且卡楔16可以在径向方向R上向内位移。卡楔16例如 借助于回位弹簧被自动地推回去，回位弹簧未在此处更详细地示出。由于被推回的卡楔16，因此可以扩大夹紧圈12和载体4之间的距离A1，使得可将切削节段6从卡夹凹槽14移除。为了防止在此过程中夹紧圈12从工具2跌落，在轴向方向A上相对于载体4另外布置有拉出保护装置36，拉出保护装置在这里被设计成环形形状，并且防止夹紧圈12的位移超出最大距离A_max。该距离适当地至少为距离A1与肩部10在轴向方向A上的宽度之和。

为了在插入期间在周向方向U上相对于载体4正确地定位切削节段6，开槽滑块38被附加地螺接到载体4上，相应的切削节段6可以特别地在径向方向R上放置在载体4上。为此目的而将合适的凹部以此处未更详细地示出的方式引入切削节段6中，开槽滑块38在正确地定位时坐置在该凹部中。