多效材料移除刀具制造技术

本发明专利技术涉及多效材料移除刀具(100)，比如用于形成阀座表面的材料移除刀具，其包括整体式的或可分离的直径减小的周向刀片壳体(106)，该直径减小的周向刀片壳体包括与其结合的多个刀片(120)。所述多个刀片包括相对于所述材料移除刀具的轴线(112)在不同轴向和径向位置处的切削表面(122)。在不同轴向和径向位置处的切削表面(122)以与轴线(112)成不同的角度布置，且至少一个刀片上的至少一个切削表面(122)相对于所述轴线成约45度的角度。切削表面(122)可设置在一种刀片类型上或不同的刀片类型上且可具有不同的切削表面组合。当周向地布置在所述刀片壳体上时，形成了N效材料移除刀具。还公开了利用所述N效材料移除刀具(100)加工的方法。

Multi effect material removal tool

The present invention relates to a multifunctional material removal tool (100), such as material removal tool for forming the seat surface, which comprises an integral type or separable reduced diameter circumferential blade housing (106), the diameter of the circumferential blade housing includes a plurality of blades and the combination of (120). The plurality of blades includes a cutting surface (122) at different axial and radial positions of the tool (112) to remove the tool relative to the material. The cutting surface in different axial and radial positions (122) and (112) to the axis disposed different angles, and at least one blade at least one cutting surface (122) with respect to the axis angle of about 45 degrees. The cutting surface (122) can be mounted on a blade type or different blade type and may have different cutting surface combinations. When the blade is circumferentially arranged in the casing, forming a N material removal tool. Also disclosed is a method of removing tool (100) processing using the N effect material.

【技术实现步骤摘要】
多效材料移除刀具本申请是申请号为201080033897.8、申请日为2010年6月23日、标题为“多效材料移除刀具”的中国申请的分案申请。
本公开内容涉及材料移除刀具和利用该材料移除刀具的加工。具体地，本公开内容涉及具有N效(N-effective)切削表面的材料移除刀具。在一种应用中，本公开内容涉及利用具有可更换的毂的单个材料移除刀具同时地加工阀座的至少两个表面的方法，其中切削刀片安装在所述可更换的毂上，并且本公开内容涉及材料移除刀具和可更换的毂本身。
技术介绍
在下面对背景的论述中，参考了某些结构和/或方法。然而，以下参考不应被解释为承认这些结构和/或方法构成了现有技术。申请人明确保留说明这样的结构和/或方法不足以作为现有技术的权利。通常，比如燃烧发动机中的阀座具有相互成角度布置的三个表面。图1示意性地示出工件12中的常规的阀座10的表面，具有顶表面14、连接表面16和杆表面18。顶表面14、连接表面16和杆表面18与阀20的表面互补，以在燃烧发动机的操作期间使阀20座靠在阀座10中。选择性的常规阀座可具有2个至4个或更多个表面。形成具有多于一个表面的阀座的常规方法采用单效材料移除刀具，其中一个刀片(insert)或刀刃(blade)切削三个阀座表面之一。该一个刀片或刀刃通常为可转位刀片且以预定的角度相对于待加工的所述一个阀座表面布置，并随后进行切削操作。为了加工阀座表面，使不同的刀片刀刃、不同的刀片或甚至不同的刀具与工件接合，以加工其余的阀座表面之一。该操作对每个不同的阀座表面进行重复。利用不同的刀具，单效刀具和/或必须转位或改变可转位刀片可能在部件中引入角度误差。然而，诸如阀杆就座表面之类的部件上的公差是非常紧的，且常规的刀具和加工方法可能引入超出在这些部件的规范所容许误差的误差。
技术实现思路
材料移除刀具的示例性实施方式包括：用于将材料移除刀具附接到机床的主轴的匹配结构、包括多个与其附接的刀片的直径减小的周向刀片壳体、保持器和定位在保持器中且从保持器沿材料移除刀具的轴线纵向地延伸的扩孔器，其中匹配结构、直径减小的周向刀片壳体、保持器和扩孔器沿该轴线轴向地布置，其中匹配结构在最后端，而扩孔器在最前端，其中多个刀片包括相对于材料移除刀具的轴线在不同轴向位置和相对于材料移除刀具的轴线在不同径向位置处的切削表面，其中在不同轴向和径向位置的切削表面布置成与轴线成不同的角度，且其中至少一个刀片上的至少一个切削表面相对于轴线成约45度的角度。直径减小的周向刀片壳体的示例性实施方式包括：具有孔的主体；多个刀片，其在主体的周向位置处结合至主体，其中多个刀片包括相对于孔的轴线在不同轴向位置和相对于孔的轴线在不同径向位置处的切削表面，其中在不同轴向位置和不同径向位置的切削表面以与轴线成不同的角度布置，且其中至少一个刀片上的至少一个切削表面相对于轴线成约45度的角度。从工件移除材料的方法的示例性实施方式包括：使安装到机床的主轴的材料移除刀具旋转；将扩孔器插入工件的导引孔内；以及通过使材料移除刀具的多个刀片接触工件，从工件移除材料，其中材料移除刀具包括：匹配结构，其用于将材料移除刀具附接到机床的主轴；直径减小的周向刀片壳体，其包括结合至其的多个刀片；以及保持器；扩孔器定位在保持器中且从保持器沿材料移除刀具的轴线纵向地延伸，其中匹配结构、直径减小的周向刀片壳体、保持器和扩孔器沿轴线轴向地布置，其中匹配结构在最后端，而扩孔器在最前端，其中多个刀片包括相对于材料移除刀具的轴线在不同轴向位置和相对于材料移除刀具的轴线在不同径向位置处的切削表面，其中所述切削表面以与轴线成不同的角度布置，且其中至少一个刀片上的至少一个切削表面相对于轴线成约45度的角度。应理解，前面的一般描述和以下的详细描述都是示例性的和说明性的，并且旨在如权利要求书一样提供本专利技术的进一步说明。附图说明可以结合附图阅读以下详细描述，其中类似的附图标记代表类似的元件，并且其中：图1示意性地示出常规阀座的表面。图2示出具有整体式形成的刀片壳体的材料移除刀具的示例性实施方式。图3示出具有与刀具的主体可分离的刀片壳体的材料移除刀具的另一示例性实施方式。图4示出具有与刀具的主体可分离的刀片壳体的材料移除刀具的又一示例性实施方式。图5是显示了相对于材料移除刀具的轴线的、切削表面的角度以及刀片的切削表面的径向和轴向位置的一般示例的示意图。图6至图13示出安装在刀片壳体上的刀片的额外的可选择的实施方式。图6是具有三种刀片类型的第一实施方式，每种类型具有单个切削表面，如图7至图9中所示的；图10是具有两种刀片类型的第二实施方式，一种类型具有单个切削表面，而第二类型具有两个切削表面，如图11至图12所示。图13是具有两个切削表面的刀片类型的可选择的实施方式。具体实施方式材料移除刀具的示例性实施方式利用了结合的刀片来形成具有多个有效切削位置比如五个有效的或六个有效的切削位置的材料移除刀具。通过利用布置在材料移除刀具上的不同切削位置处的不同的刀片类型，即一种刀片类型具有相对于材料移除刀具的轴线定位的共同定位的且成角度的切削表面，可形成精加工的多表面的产品，该多表面产品采用在表面的相交处的直的、成圆角的或混合的角度中的一种或多种。而且，切削刀片的壳体可与材料移除刀具的主体整体形成或与其可分离。切削刀片的可分离的壳体允许更换壳体和结合在其上的刀片，而不必更换材料移除刀具或从机床的主轴移除材料移除刀具，并提高加工操作的灵活性和效率。所公开的材料移除刀具具有加工阀座的特别的应用，但是可以采用该材料移除刀具进行其他材料移除刀具操作。图2示出具有整体形成的刀片壳体的材料移除刀具的示例性实施方式。在所示的实施方式中，材料移除刀具100包括主体102，主体102具有匹配结构104；直径减小的周向刀片壳体106；保持器108；和扩孔器110。匹配结构104、直径减小的周向刀片壳体106、保持器108和扩孔器110沿轴线112轴向地布置，其中匹配结构104在最后端，而扩孔器110在最前端。多个刀片120周向地定位，比如围绕周围定位在刀片壳体106上，如在本文的各实施方式中所显示和描述的那样。匹配结构104位于材料移除刀具100的主体102的第一轴向端且将材料移除刀具100附接到机床的主轴(未显示)。匹配结构104可以采取允许附接到期望的机床的主轴的任何合适的形式。举例来说，匹配结构104可包括在操作期间附接到机床比如HAASVF6铣削机床所需的特征布置。直径减小的周向刀片壳体106在主体102的第二轴向端。刀片壳体106的直径(D1)相比主体102的直径(Db)来说减小且刀片壳体106是周向的，这在于多个刀片120定位在刀片壳体106的径向截面的周围上。多个刀片120自身结合到刀片壳体106。在一个示例性实施方式中，多个刀片120通过钎焊来结合。可以采用其他合适的结合技术，比如粘结剂和焊接。钎焊和其他结合方法允许将粗成形的刀片安装到刀片壳体106并随后在适当位置成形。例如，钎焊的刀片可在刀片壳体106上被安装到位时被线切割、研磨和/或珩磨到最终形状。在示例性实施方式中，多个刀片由包括硬质合金或立方氮化硼的成分形成。然而，其他硬质材料可以根据需要被采用以用来进行切削应用。保持器108轴向地定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种材料移除刀具，包括：匹配结构，所述匹配结构用于将所述材料移除刀具附接到机床的主轴；直径减小的周向刀片壳体，所述周向刀片壳体包括与其结合的多个刀片；保持器；以及扩孔器，所述扩孔器定位在所述保持器中且从所述保持器沿所述材料移除刀具的轴线纵向地延伸，其中所述匹配结构、所述直径减小的周向刀片壳体、所述保持器和所述扩孔器沿所述轴线轴向地布置，其中所述匹配结构在最后端，而所述扩孔器在最前端，其中所述多个刀片包括在相对于所述材料移除刀具的所述轴线的不同轴向位置和相对于所述材料移除刀具的所述轴线的不同径向位置处的切削表面，其中在不同轴向位置和不同径向位置处的所述切削表面以相对于所述轴线的不同的角度布置，其中至少一个刀片上的至少一个切削表面相对于所述轴线成约45度的角度，其中刀片的位于第一轴向位置的所述切削表面与刀片的位于第二轴向位置的所述切削表面在轴向方向上重叠，其中所述多个刀片共同地包括多个切削表面，所述多个切削表面相对于所述轴线在轴向方向上从最前面的切削表面到最后面的切削表面顺序地定位，并且相对于所述轴线在径向方向上从最内侧的切削表面到最外侧的切削表面顺序地定位，其中相对于所述轴线在轴向方向上顺序地定位的所述多个切削表面的第一切削表面延伸过与在轴向方向上顺序地定位的所述多个切削表面的第二切削表面的有效相交点，并且其中第一切削表面是最前面且最内侧的切削表面，并且其中第二切削表面是最后面且最外侧的切削表面。...

【技术特征摘要】
2009.06.30 US 61/221,6021.一种材料移除刀具，包括：匹配结构，所述匹配结构用于将所述材料移除刀具附接到机床的主轴；直径减小的周向刀片壳体，所述周向刀片壳体包括与其结合的多个刀片；保持器；以及扩孔器，所述扩孔器定位在所述保持器中且从所述保持器沿所述材料移除刀具的轴线纵向地延伸，其中所述匹配结构、所述直径减小的周向刀片壳体、所述保持器和所述扩孔器沿所述轴线轴向地布置，其中所述匹配结构在最后端，而所述扩孔器在最前端，其中所述多个刀片包括在相对于所述材料移除刀具的所述轴线的不同轴向位置和相对于所述材料移除刀具的所述轴线的不同径向位置处的切削表面，其中在不同轴向位置和不同径向位置处的所述切削表面以相对于所述轴线的不同的角度布置，其中至少一个刀片上的至少一个切削表面相对于所述轴线成约45度的角度，其中刀片的位于第一轴向位置的所述切削表面与刀片的位于第二轴向位置的所述切削表面在轴向方向上重叠，其中所述多个刀片共同地包括多个切削表面，所述多个切削表面相对于所述轴线在轴向方向上从最前面的切削表面到最后面的切削表面顺序地定位，并且相对于所述轴线在径向方向上从最内侧的切削表面到最外侧的切削表面顺序地定位，其中相对于所述轴线在轴向方向上顺序地定位的所述多个切削表面的第一切削表面延伸过与在轴向方向上顺序地定位的所述多个切削表面的第二切削表面的有效相交点，并且其中第一切削表面是最前面且最内侧的切削表面，并且其中第二切削表面是最后面且最外侧的切削表面。2.根据权利要求1所述的材料移除刀具，其中第三切削表面相对于所述轴线轴向地和径向地定位在所述第一切削表面和所述第二切削表面之间，且其中所述第三切削表面相对于所述轴线成约45度的角度。3.根据权利要求2所述的材料移除刀具，其中所述多个刀片中的每一个刀片包括所述第一切削表面、所述第二切削表面和所述第三切削表面。4.根据权利要求3所述的材料移除刀具，其中所述第三切削表面与所述第一切削表面和所述第二切削表面是连续的。5.根据权利要求2所述的材料移除刀具，其中所述多个刀片中的每一个刀片基本上由所述第一切削表面、所述第二切削表面和所述第三切削表面组成。6.根据权利要求2所述的材料移除刀具，其中所述多个刀片包括交替地布置在所述刀片壳体的周向表面上的至少两个刀片构成的两个组，第一组中的每个刀片具有所述第一切削表面和所述第二切削表面，且第二组中的每个刀片具有所述第三切削表面。7.根据权利要求2所述的材料移除刀具，其中所述多个刀片包括布置在所述刀片壳体的周向表面上的共同的刀片类型构成的组，第一组中的每个刀片类型具有所述第一切削表面，第二组中的每个刀片类型具有所述第二切削表面，而第三组中的每个刀片类型具有所述第三切削表面。8.根据权利要求7所述的材料移除刀具，其中具有不同切削表面的刀片类型围绕所述刀片壳体的周围交错，其中相同的刀片类型在周向上不是顺序的。9.根据权利要求2所述的材料移除刀具，其中所述直径减小的周向刀片壳体为与所述材料移除刀具的本体能够分离且包括定位在所述保持器上且匹配到所述本体的孔的毂。10.根据权利要求9所述的材料移除刀具，其中所述毂的径向延伸的表面匹配到所述本体的互补表面。11.根据权利要求10所述的材料移除刀具，其中所述毂的所述径向延伸的表面和所述本体的所述互补表面中的一个包括导向件，且其中所述毂的所述径向延伸的表面和所述材料移除刀具的所述互补表面中的另一个包括用于所述导向件的接纳件。12.根据权利要求11所述的材料移除刀具，其中所述导向件包括偏置特征。13.根据权利要求1所述的材料移除刀具，其中具有共同的轴向和径向位置以及共同的角度的刀片围绕所述刀片壳体的周围交错。14.根据权利要求1所述的材料移除刀具，其中所述多个刀片由包括硬质合金或立方碳化硼的成分形成。15.根据权利要求14所述的材料移除刀具，其中所述多个刀片被钎焊到所述刀片壳体。16.一种直径减小的周向刀片壳体，包括：具有孔的主体；多个刀片，所述多个刀片在所述主体的周向位置处结合至所述主体，其中所述多个刀片包括在相对于所述孔的轴线的不同轴向位置和相对于所述孔的所述轴线的不同径向位置处的切削表面，其中在不同轴向位置和不同径向位置的所述切削表面以与所述轴线成不同的角度布置，其中至少一个刀片上的至少一个切削表面相对于所述轴线成约45度的角度，其中刀片的位于第一轴向位置的所述切削表面与刀片...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·内兹莱克，理查德·格林，
申请(专利权)人：山特维克有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US