本发明涉及用于加工工件的旋切工具。具体地，本发明涉及具有可更换切割板的旋切工具。该旋切工具具体地适用于螺纹旋切。
背景技术：
旋切是一种金属切割制造方法，其在工具方面以及动力学方面表示一种特殊形式的螺旋铣削。旋切具体地用于生产螺纹，然而，通常还可以用于生产旋转对称的零件，诸如，蜗杆、螺杆或转子。
由于此金属切割制造方法的高性能能力，因此，旋切尤其适用于由诸如钛或贵金属的坚硬材料加工工件。因此，今天大多数接骨螺钉都是例如通过螺纹旋切生产的。
旋切的特征在于，旋切工具以及工件均是旋转的。决定切割速度的旋切工具围绕缓慢旋转的工件以偏心定位的方式高速旋转。工件沿着其纵向轴线的进给速度是根据待生产的期望螺距设定的。此外，根据期望螺距，旋切工具围绕所述旋切工具的X轴枢转。旋切工具相对于工件的径向横进给确定螺纹的深度。
由于工件相对于旋切工具的偏心定位，因此形成相对短的切屑。这对加工工件的表面质量具有有利的影响。
外部旋切与内部旋切之间存在根本的区别。外部旋切通常用于生产外部螺纹，然而内部旋切通常用于生产内部螺纹。在外部旋切的情况下，切割边缘指向内部，其中，旋切工具围绕工件旋转。因此，在一些情况下，外部旋切还被称为通过用内齿铣削切割边缘的铣削。相反地，在内部旋切的情况下，切割边缘指向外部。在本文中，旋切工具在工件的孔内旋转。然而，在外部旋切和内部旋切的情况下，工具的偏心旋切移动以及工件的同步移动(在旋转方向上以及在纵向方向上)的基本原理是相同的。
在旋切工具的情况下，可以确定的基本问题是分别在所使用的切割器或切割边缘上的相对高的磨损。这在许多情况下导致相对短的使用寿命。在旋切工具具有可更换切割板的情况下，必须经常更换切割板。这进而最终导致生产成本的增加。
技术实现要素：
因此，本发明基于提供一种用于加工工件的旋切工具的目的，其中，减小所使用的切割边缘上的磨损，使得可以延长使用寿命。
此目的通过旋切工具实现，所述旋切工具具有：
-三个或三的倍数个切割板，其中，每个切割板包括至少
一个切割边缘；
-切割板保持器，具有多个切割板插座，其中，每个切割
板插座配置成容纳一个切割板，其中，切割板插座设置成分布在
跨过切割板保持器的圆周方向上；以及
-多个紧固元件，用于将切割板可释放地紧固在切割板保
持器的切割板插座中；
其中，切割板包括至少两个不同种类的切割板，其中，为每组三个切割板设置至少一个第一种切割板以及一个第二种切割板，所述三个切割板在切割板保持器上彼此相邻设置，其中，第一种切割板与第二种切割板在整体几何结构、至少一个切割边缘的尺寸和/或至少一个切割边缘的形状上不同。
根据本发明的旋切工具的特征在于，包括三个切割板或三的倍数个切割板。具体地，该工具优选地包括恰好6个、恰好9个或恰好十二个切割板。这些切割板附接成可更换地位于切割板保持器上。切割板设置成分布在切割板保持器的圆周方向上，并且优选地互相间隔。根据本发明的旋切工具的特别特征是使用至少两个不同种类的切割板，两种切割板在其整体几何结构(尺寸和/或形状)和/或切割边缘的尺寸和/或形状上不同。具体地，在本文中根据本发明提供的是，对于在切割板保持器上彼此相邻设置的每组三个切割板，使用至少一个第一种切割板和一个第二种切割板。
术语“在切割板保持器上彼此相邻设置的切割板”此时应理解成意味着，当在圆周方向上观察时，切割板在旋切工具的组装状态下是直接连续的。在本文中，“直接”不意味着在圆周方向上连续的切割板必须彼此接触。实际上，彼此相邻设置的切割板在原则上可以互相接触，然而，所述切割板优选地互相间隔。换句话说，“彼此相邻设置的切割板”此时应理解成是指在切割板保持器上彼此直接相邻设置的此种切割板。就根据本发明的包括三个或三的倍数个切割板的旋切工具而言，这因此意味着每个切割板连同与其相邻的两个切割板(左边和右边)一起形成一组三个切割板，在所述组中，至少一个切割板是第一种切割板，并且一个切割板是第二种切割板。
已经证明使用不同种类的切割板(具体地，在切割板上的整体磨损方面)是有利的。分别由于不同的整体几何结构或切割边缘的不同的几何结构，因此在加工工件时，第一种切割板呈现比第二种切割板多的另一功能。例如由于第二种切割板的形状，因此第二种切割板可以构思成分别用于初步切割或粗加工，而第一种切割板具有负责生产最终螺纹外形的轮廓赋予切割边缘。以此方式，第二种切割板以相对重的方式受到应力，并扣除相对大量的材料，然而第一种切割板受到较小程度的应力，并且“仅”形成将在工件上呈现的轮廓的细节。实际上，这导致第二种切割板在与第一种切割板相比时更快速磨损的整体情况。然而，由于第一种切割板的最终的轮廓赋予切割边缘受到较少的磨损，因此这是可接受的，甚至是有利的。在此种情况下，由于第二种切割板对工件的表面质量没有或仅有非常小的影响，因此第二种切割板的至少部分磨损的切割边缘在一些情况下甚至可以保持未被察觉(只要第一种切割板的切割边缘还未磨损)。
因此，完全实现了上述目的。
根据实施方式，在切割板保持器上彼此相邻设置的每组三个切割板包括两个第一种切割板以及一个第二种切割板。具体地，在本文中优选的是，第一种切割板和第二种切割板并不总是以交替方式设置在切割板保持器上，而是每个第一种切割板在切割板保持器上设置在另一个第一种切割板与一个第二种切割板之间。为了简单起见，如果将第一种切割板称为“A”，并且将第二种切割板称为“B”，则因此在切割板保持器上产生如下布置：AABAAB…(当在圆周方向上顺序观察时)。
按照上面的示例，第二种切割板分别用于初步切割、扣除材料或粗加工，并且第一种切割板用于生产螺纹外形，在最后提到的设计实施方式的情况下，三个切割板中的一个在每种情况下承担分别粗加工或扣除材料的任务，并且三个切割板中的另外两个承担生产最终螺纹外形的任务。在加工工件时，第一种切割板在圆周方向上并且因此也在旋切工具的旋转方向上接触工件，因此在第二种切割板之后并且在另一个第一种切割板之后的第一种切割板受到相对小程度的应力。
根据替代实施方式，在切割板保持器上彼此相邻设置的每组三个切割板包括一个第一种切割板、一个第二种切割板以及一个第三种切割板。
根据该实施方式，第三种切割板与第一切割板和第二种切割板再次在其整体几何结构、切割板的至少一个切割边缘的尺寸和/或至少一个切割边缘的形状上不同。根据该实施方式，优选地，第一种切割板在每种情况下扣除工件上材料的第一部分，第二种切割板进一步扣除工件上材料的第二部分，以及第三种切割板负责最终赋予工件上的轮廓。在本文中，当在旋转方向上观察时，第三种切割板在每种情况下以类似于已经根据第一实施方式说明的方式跟随一个第一种切割板和一个第二种切割板，使得第三种切割板受到相对较低的磨损。
根据另一个实施方式，每个切割板具有一个主体和至少一个切割体，所述切割体整体地连接到主体并从主体突出，切割板的至少一个切割边缘设置在所述切割体上，其中，第一种切割板的相应的至少一个切割体具有比第二种切割板的相应的至少一个切割体更大的体积。
优选地，第一种切割板以及第二种切割板两者均各自具有设置在主体的相对端上的两个切割体。第一种切割板的两个切割体优选地是相同的。同样第二种切割板的切割体优选地是相同的。如所描述的，切割体仅在彼此之间不同(第一种与第二种不同)。这导致第一种切割板以及第二种切割板两者均可以从切割板保持器释放，并且可以旋转180°来再附接到切割板保持器，而不改变以上描述的旋切工具的功能模式。
尽管以上描述的原理通常能够在外部旋切工具的情况下以及内部旋切工具的情况下使用，但是在申请人的迄今为止的测试中，已经证明所述原理特别是在外部旋切工具的情况下特别有利。因此，根据基于本发明的旋切工具的一个实施方式的切割板保持器具有中央通孔，工件在加工期间通过该中央通孔引导，其中，切割板在旋切工具的组装状态中伸入到通道开口中。每个切割板(无论哪种)通过所述切割板的优选地两个切割体中的一个切割体伸入到通道开口中。
在另一实施方式中，通道开口设计成关于旋切工具的纵向轴线对称，其中，第一种切割板的相应的至少一个切割边缘在旋切工具的组装状态中更远地伸入到通道开口中，并且与第二种切割板的相应的至少一个切割边缘相比具有距纵向轴线更小的间距。
这导致了已经描述的情况，第一种切割板产生工件上轮廓的细节，以及第二种切割板用于初步切割螺纹外形。因此，第一种切割板的至少一个切割边缘优选地具有比第二种切割板的相应的至少一个切割边缘更多层面的轮廓。“更多层面的轮廓”此时理解成相对而言具有更多数量的不同曲率或弯曲的切割边缘的轮廓。替代地，还可以说第一种切割板的相应的至少一个切割边缘优选地相当弯曲，以及第二种切割板的相应的至少一个切割边缘优选地相当成线性或成角度。
根据另一实施方式，当在沿着纵向轴线的平面图中观察时，切割板保持器基本上是环形的。因此，切割板保持器可以插入到能够联接到工具驱动主轴的基本上圆柱形的主保持器中。
根据另一实施方式，在旋切工具的组装状态下伸入到通道开口中的第一种切割板的相应的至少一个切割体在前端处具有比第二种切割板的相应的至少一个切割体小的高度，其中，高度平行于旋切工具的纵向轴线进行测量。这另外降低第一种切割板的应力，由此减少第一种切割板上的磨损。
根据本发明的旋切工具的另一实施方式，每个切割板插座具有平面支承面，所述平面支承面横向于(优选地正交于)旋切工具的纵向轴线以及两个互相间隔的支承面延伸，所述支承面正交于支承面延伸，所述接触面的法向量形成锐角。因此，为设置在切割板保持器中的每个切割板产生稳定的板座。
根据旋切工具的另一优选实施方式，紧固元件具有夹紧螺钉，所述夹紧螺钉与设置在切割板保持器中的相应的螺纹接合，其中，螺纹的中心轴线均与旋切工具的中心纵向轴线等距离间隔。即，螺纹的中心位于共同的圆上。
将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，以上描述的以及将在下面说明的特征不仅能够在每种情况下的组合状态中使用，而且还可以在其他组合中使用或单独地使用。
附图说明
根据本发明的旋切工具的示例性实施方式在下面的附图中示出，并且将在下面的描述中进行更详细地说明。在附图中：
图1示出了根据本发明的旋切工具的示例性实施方式的立体图；
图2示出了图1中示出的根据本发明的旋切工具的示例性实施方式的俯视图；
图3示出了图1中示出的根据本发明的旋切工具的示例性实施方式的细节图；
图4示出了根据图1中示出的示例性实施方式的、根据本发明的旋切工具的切割板保持器的立体图；
图5示出了图4中示出的切割板保持器的俯视图；
图6示出了在根据本发明的旋切工具中使用的第一种切割板的示例性实施方式；以及
图7示出了在根据本发明的旋切工具中使用的第二种切割板的示例性实施方式。
具体实施方式
图1至图3以立体图、俯视图和细节图示出了根据本发明的旋切工具的示例性实施方式。在图1至图3中，根据本发明的旋切工具在其整体上由附图标记10标示。
旋切工具10包括切割板保持器12，多个切割板14a、14b通过紧固元件16可释放地紧固在切割板保持器12上。切割板14a、14b优选为由硬金属制成的可反转切割板。优选地，紧固元件16实现为夹紧螺钉，夹紧螺钉与设置在切割板保持器12中的相应的螺纹18接合(参考图4和图5)。夹紧螺钉16优选地设置有梅花型(Torx)工具接合或六边形套接工具接合，但是，在原则上可以考虑任何种类的工具接合。优选地，切割板保持器12由钢制成。所述切割板保持器12可以构造成为整体的(由单个整体部件)或由多个零件构成(由多个相互连接的部件)。
这里示出的根据示例性实施方式的旋切工具10总共具有九个切割板14a、14b，所述切割板14a、14b设置在切割板保持器12上的圆周方向20上。在根据本发明的旋切工具10的替代示例性实施方式中，在不背离本发明的范围的情况下，例如还可以设置3个、6个或12个切割板14a、14b，而不是九个切割板14a、14b。然而，在原则上，根据本发明的切割板14a、14b的数目被限制为三个或三的倍数个。
在示例性实施方式中示出的根据本发明的旋切工具10呈现为外部旋切工具。这种外部旋切工具具体用作生产外螺纹。
旋切工具10通常在圆周方向20上以相对高的旋转速度驱动。分别为了设定工具切割边缘的切割平面或者为了设定螺距，切割板保持器12在其旋转期间围绕切割板保持器12的X轴以期望的角度相对于工件倾斜。工件(未示出)同样围绕其纵向轴线旋转，然而，工件在比旋切工具10低很多的旋转速度下旋转。在加工期间，工件沿其纵向方向推动通过设置成处于切割板保持器12中央的通道开口22。然而，工件在此进给运动期间不以居中的方式定位，而是分别以偏心的方式或偏离中心的方式定位在旋切工具10的通道开口22中。由此得到典型的旋切运动。由于旋切工具10相对于工件的偏心和倾斜布置，在本文中，特别典型的是，例如，与圆形铣削相反，并非所有的切割板14a、14b同时接合在工件上，而是在任何瞬间的时间点上，仅一些或者甚至仅一个切割板14a、14b接合在工件上。因此，切割板14a、14b以时间顺序的方式接触工件。
在此种外部旋切工具的典型方式中，由于上述原因，因此，切割板保持器12具有中央通孔22，工件在加工期间能够通过中央通孔22引导。优选地，此通道开口22与旋切工具10的纵向轴线24对称。当前示例性实施方式中的通道开口22设计成圆柱形。然而，这不是强制性的。原则上还能够设想其他形状。然而，还可以从示出的示例性实施方式中得出，切割板保持器12不一定关于纵向轴线24对称。
切割板14a、14b中的每个单独地设置在切割板插座26中，切割板插座26为此设置在切割板保持器12上。这些切割板插座26中的每个具有平面支承面28和两个互相间隔的接触面30、32(参考图4和图5)。从图4和图5可以看出，各个切割板插座26的支承面28优选地过渡到彼此中。因此，所述支承面28对准以互相共面，并且优选地与旋切工具10的纵向轴线24正交。然而，优选地，两个接触面30、32对准以与纵向轴线24平行，从而与支承面28正交。在示出的示例性实施方式中，每个切割板插座26的两个接触面30、32以锐角互相对准。这能够提供切割板14a、14b在切割板插座26中的稳定座。
在旋切工具10的组装状态下，切割板14、14b伸入到切割板保持器12的通道开口22中(具体地，参考图2)。根据本发明，由于不仅使用单一类型的切割板，而且使用至少两种不同类型的切割板14a、14b，因此，所述切割板14a、14b伸入到切割板保持器12的通道开口22中的不同距离处。由此分别产生切割板14a、14b的或者切割板14a、14b的切割边缘的不同轨道34、36。下面将分别更详细地说明根据本发明的旋切工具10的这个特征的原因或由此得出的优点。
在当前示例性实施方式中，使用两个不同种类的切割板，一个第一种或第一类型的切割板14a(具体参考图6)以及一个第二种或第二类型的切割板14b(具体参考图7)。
根据本发明，两个不同种类的切割板14a、14b在其整体几何结构(尺寸和/或形状)以及其切割边缘的尺寸和/或形状上彼此不同。因此，所述切割板14a、14b还在其功能方面不同。具体地，第一种切割板14a用于赋予轮廓，或用于精加工待生产的螺纹外形。相反地，第二种切割板14b主要分别用于粗加工(扣除材料)，或初步切割待生产的螺纹外形。
两种切割板类型14a、14b分别具有主体38a或38b和两个切割体40a或40b，切割体40a或40b分别从主体38a或38b伸出，并且与主体38a或38b整体地连接。第一种切割板14a的主体38a与第二种切割板14b的主体38b完全没有区别或仅有很小的程度上的区别(在朝向切割体的过渡处)。两个切割板类型14a、14b之间的实质区别在于切割体40a、40b的不同的实施方式。
第一种切割板14a的切割体40a优选地设计成大于第二种切割板14b的切割体40b，或具有比第二种切割板14b的切割体40b更大的体积。第一种切割板14a的切割体40a主要设计成比第二种切割板14b的切割体40b更深。术语“更深”此时理解成第一种切割板14a的切割体40a的前端距主体38a的间距比第二种切割板14b的切割体40b的前端距主体38a的间距更大。因此，在旋切工具10的组装状态下，第一种切割板14a的切割边缘42a比第二种切割板14b更远地伸入到切割板保持器12的通道开口22中(参考图2)。因此，切割板14a的切割边缘42a的轨道34比切割板14b的轨道36小，即，所述轨道34具有较小的直径。相反地，第二种切割板14b的切割体40b(具体地，在切割体40b的前端区域中)设计成比第一种切割板14a的切割体40a高。切割板14a、14b的高度或切割板14a、14b的切割体40a、40b的高度分别理解为所述切割板或切割体的尺寸，在安装状态下所述高度平行于纵向轴线24测量。
优选地，切割板14a、14b并非总是以交替方式设置在切割板保持器12上，而是以三个切割板的(假想)组设置在切割板保持器12上，其中，每组三个切割板包括两个第一种切割板14a和一个第二种切割板14b。换句话说，每个第一种切割板14a在切割板保持器12上设置在另一个第一种切割板14a与一个第二种切割板14b之间。因此，第二种切割板14b以初步方式切割螺纹段，并且在旋切工具10的旋转方向20上直接跟随的两个第一种切割板14a完成螺纹段的切割并精加工螺纹外形。具体地，在旋转方向20上跟随每个切割板14b的隔一个切割板14a由此受到的应力最小。因此，所述切割板14a上的磨损小于切割板14b上的磨损。然而，由于所述切割板14a赋予待生产的螺纹的实际轮廓，因此，在切割板14b上以及在旋转方向20上直接跟随切割板14b的切割板14a上发生磨损的情况下，仍可以实现相对正面的加工结果。因此，切割板14b上和在旋转方向20上直接跟随切割板14b的切割板14a上的任何磨损均可以被容易地接受，而不会导致明显地牺牲待生产的螺纹上的表面质量。因此，可以实现所有的切割板14a、14b的整体上更长的使用寿命。
最后，应注意的是，如上所述的多种不同种类的切割板的原理还能够以根据本发明的方式在内部旋切工具的情况下使用。在不背离本发明的范围的情况下，原则上还可以使用仅具有一个切割体(所谓的单切割器)或具有多于两个切割体(例如，三切割器或四切割器)的切割板，而不是每种情况下具有两个切割体42a、42b(所谓的双切割器)的切割板14a、14b。原则上，还可以使用三个不同种类的切割板。各个切割边缘42a、42b的几何结构的实施方式同样不局限于附图中示出的形状。