[发明专利]机加工钛合金部件的钻孔刀具及机加工这种部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻孔刀具，该钻孔刀具被特别形成用于机加工由钛合金制成的结构部件。本发明进一步涉及这样一种机加工方法。

背景技术

由于其特殊性质，钛或钛合金材料特别使用在例如航空器构造领域中并且在此用于所谓的结构部件，即，用于特别承担支撑功能并暴露于某种机械负荷下的部件。特别地，这些结构部件还起到用于安装转动部分例如轴的作用。

此类型的结构部件被制造成锻造的部件并且具有一种框架状结构，其中具有连接多个单独框架腹板的凹座底面的多个凹座被形成在这些单独的框架腹板之间。由于形成为锻造的零件，在锻造之后还需要进行后机加工以便使这些凹座形成希望的几何形状。确切的说，由于这种锻造操作，这些凹座最初具有一种未被准确限定的弯曲的表面几何形状。

为了机加工这些凹座，现在所提供的是一个两级过程，在此过程中首先通过平钻孔刀具来预先钻出一个盲孔，并且然后借助（粗加工）铣刀将铣削出具有所希望的形状的凹座，其方式为保留一个平坦的平面凹座底面。

目前，用于此目的的平钻孔刀具是一种模块式钻孔刀具，该刀具具有一个支架以及在末端装配到其上的多个切削镶件，如在图8中通过举例所展示的。在此，多个切削镶件被安排成相对彼此特别在旋转意义上偏离180°的两排镶件。为了形成平钻，所有切削镶件的镶件切削刃各自在在水平方向上、即垂直于该旋转轴线在一个共同平面中延伸，以便产生一个平的钻出底面。每排镶件中的这些切削镶件在径向方向上彼此间隔开而形成一个空隙，该空隙在每种情况下与来自另一排镶件的一个切削镶件在该径向方向上相重叠。因此所有镶件切削刃一起形成该平钻孔刀具的一个共同的有效切削齿。

当对由钛合金制成的这类结构部件进行机加工时，尤其是用于产生这些凹座时，通常需要相对长的机加工时间。

发明内容

发明目的

从此处着手，本发明所基于的目的是使之有可能通过短的机加工持续时间来尤其对钛合金制成的这样一种结构部件进行机加工。

目的的实现

此目的是根据本发明、通过一种具有权利要求1所述特征的钻孔刀具并且还通过具有权利要求12所述特征的方法来实现的。关于该钻孔工具所指出的这些特征和优点也可以类似地转移至该方法。

该钻孔刀具具有一个支架，该支架在轴向方向上沿一条旋转轴线延伸，并且在该支架的末端插入了多个切削镶件，这些切削镶件各自具有一个水平延伸的有效镶件切削刃。一个有效镶件切削刃在此背景下应理解为是指在切削操作过程中与该部件相接合的一个镶件切削刃。因此通过这些水平延伸的镶件切削刃形成了一个平钻。

此外该支架在其面部末端中心中具有一个接收座，该接收座中插入了一个钻尖。这个钻尖被具体形成为一个可逆地可交换的镶件，这个镶件是例如通过夹紧的方式和/或通过通常在两个保持腹板之间进行紧固的螺钉而被保持在一个凹槽中，这个凹槽在两端处在各自情况下延伸进入一个槽中。特别地是通过EP0784524B1中说明的方式（除非以下另有说明）形成该支架中的接收座还以及该钻尖。此类型的钻尖具有在径向方向从该钻孔中心或旋转轴线向外延伸的至少两个尖端切削刃。这些尖端切削刃在各自情况下与至少一个镶件切削刃邻接。这些尖端切削刃在此情况下（在该端面的一个平面视图中进行考虑）可以按弯曲的方式或者严格地在径向方向上以直线方式延伸。这两个尖端切削刃优选是通过一个凿刃而彼此连接，并且因此总体上获得了钻尖的近似S形的切削刃（在平面视图中进行考虑）。

通过向这个额外的钻尖提供与钻孔中心相交并且因此与旋转轴线相交的一个切削刃（钻孔中心和旋转轴线进一步在径向方向上在各自情况下被引导经过这些镶件切削刃），由此形成了两个有效切削齿，即在旋转轴线的每一侧上有一个有效切削齿。有效切削齿应理解为是指一起提供连续延伸的、并且在钻孔刀具的半径上没有中断的一个总切削刃的这些切削刃总和。原理上，还可以形成不只两个有效切削齿。为此目的，于是使用了具有不只两个尖端切削刃的钻尖。

由于该钻孔刀具的至少两个有效切削齿，给定了每个齿具有相同的进给速率时，部件机加工过程中的总进给速率因此可以增大至少2倍，从而实现了显著更快的机加工。为了进行在此描述的优选由钛合金制成的结构部件的机加工，进给速率通常是在每转以及每个切削齿0.08mm至0.14mm的范围内。该钻孔刀具整体通常具有近似60mm至80mm的总直径。