[发明专利]用于切削加工曲轴的方法以及用于实施该方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于切削加工曲轴的方法，其中应该先后或同时进行轴承宽度(Lagerbreite)和油环(lbund)的加工，为此使用一种带有多个切削刀具的盘形的外铣刀，这些切削刀具中的一部分用于加工曲轴的轴承底(Lagergrund)，并且另一部分用于加工与轴承底相邻的油环。此外本发明涉及一种用于实施该方法的装置，包括一个盘形的外铣刀，在该外铣刀的圆周上设置切向和横向夹紧的切削嵌件。

背景技术

加工曲轴是困难的，因为曲轴由其长度决定是一个不稳定的工件，它具有偏心的旋转对称的表面，它们作为连杆轴承的外壳面和曲柄臂表面包括油环在内必须进行加工。为了加工曲轴，按现有技术提出多种方法，如车削、内铣、旋转拉削、车削-旋转拉削或外铣，其中经常使用外铣。为了能在短的加工时间内廉价地制造大量的曲轴，例如在EP0830228B1中提出一种铣削方法，其中这样用外铣刀进行切削加工，切削速度大于160m/min、切屑厚度在0.1mm至0.3mm范围内并且外铣刀带有切削嵌件的的小的切削弧长。为了加工连杆轴承使用切向夹紧的正的切削嵌件。所谓的曲轴的高速铣削具有可观的成本优势，因为能显著地使曲轴的加工时间减小。然而对于加工成本其它因素仍然是决定性的，即在此未讨论的切削嵌件的决定刀寿命的耐磨性、刀具的节拍时间也就是不同切削步骤的次序以及参与每个切削步骤的刀的数量。

按现有技术连杆轴承外壳面(轴承宽度)和油环通过彼此接连的切削刀具加工，其中取决于曲轴的加工余量通过进给只能实现一种切屑厚度。然而在多种情况下需要制造的角半径小于油环加工余量，这导致在某些切削区域内切削更高的最大切屑厚度，这会导致涉及的切削嵌件的相应高的磨损。单个切削嵌件的刀(刀刃)的过载使该切削嵌件变得无用，以至于与其它切削嵌件的刀的磨损状况无关必需更换刀具，该刀具更换决定性地影响每根曲轴的节拍时间并且从而影响加工成本。

发明内容

因此本发明的目的是，给出一种装置和一种方法，其中使切削力减小以便保护横向夹紧的切削嵌件。

所述目的通过按权利要求1的方法或按权利要求3的装置解决。

按本发明取决于曲轴的当前加工余量选择用于加工油环的切削嵌件的定位角κ，其中对于每个切削嵌件的有效切屑厚度h_max限于一个可预先确定的最大值。为此横向夹紧的切削嵌件在定位角方面可调节地设置，例如以所谓的刀具盒的方式。

按本发明的方法的另一种实施方式，为了进一步降低有效切屑厚度，增加用于油环加工的切削刀具的数量，优选加倍，这带来的结果是使有效的最大切屑厚度减半。

所述方法以及装置的优点在于提高所谓的刀具使用寿命以及按最小化每个成品的成本的意义降低成本。可以独立于加工余量的情况可靠地调节铣削过程，尤其可以使由各个刀具切除的有效切屑厚度互相适应，以便起作用的切削刀具在支座也就是盘形外铣刀上均匀受载。总之在由需要加工的给定的预定值方面优化整个切削过程。尤其是用于形成油环的横向切削嵌件可以取决于曲轴的当前加工余量在一个定位角下装在刀具支座内或者调节，以便在每个切削操作中实现预先确定的值h_max eff。当提高用于加工油环的起作用的刀的数量时，可以按相应的方式减小有效切屑宽度。在横向夹紧的切削嵌件由于定位角而已经达到小的有效尺寸h_max的区域内不需要附加的刀。

刀具成本由多种成分构成。除了纯粹的制造成本外由寿命决定的刀具成本也属于此类。此外要考虑加工时间以及用于刀具换装的成本。所谓的转位式刀片具有多个可用的刀，然而刀的数量在结构上受到限制。因此可用的刀刃的数量在开头所述的切削嵌件中限于四个。

为了能用刀刃轮廓实现扩展的加工可能性，提出横向夹紧的切削嵌件，其中至少一对刀刃阶梯形地构成，并且具有两个凸形的段以及一个在其间的凹形的段，其中外面的凸形的段延及大于180°的角度尺寸。

通过一种这样的刀刃形状可以切削阶梯形的轮廓例如曲轴的油环，其中同时可以成形一个曲柄臂、油环，以及轴颈轴承角部或底切部。

下面描述切削嵌件的其它实施方式。

优选相应两对刀刃阶梯形地构成，以便切削嵌件在绕着横轴线旋转180°时是旋转对称的，或者相对于一个横截面镜面对称。因此总共产生四个一致的刀刃，它们可以依次使用。

为了刀刃的稳定性，沿着刀刃设有一个棱面，该棱面优选在-15°的(负的)棱角下和/或用0.1至0.2mm的棱面宽度来设置。

采用的切削前角、尤其是紧接着棱面的切削前角在0°至20°之间，优选选择为正10°。