本发明涉及一种用于在机床上对特别是由硬质材料制成的工件进行磨削操作的加工工具。
背景技术：
对于机床中的磨削操作，已知通过对待加工工件的表面进行研磨加工来在粗磨工序与至少一个精加工步骤之间更换加工工具。为了磨削由硬质材料制成的工件的表面，首先，第一工具可以与加工带一起使用，该加工带例如具有在粘结剂中的大直径金刚石颗粒—这就是粗磨工序。在该第一工序之后，可以使用第二工具，其加工带具有直径比第一工序中小的金刚石颗粒，以形成半精加工步骤。最后，第三工具也可以与加工带一起使用，该加工带具有直径比第二工序中更小的金刚石颗粒以用于最终精加工步骤。在这种情况下，必须使用三个磨削工具。
如上所述，通常需要分多个工序进行磨削处理，这是因为，例如，不可能使用具有小直径金刚石或刚玉颗粒的加工带从待加工工件上轻易地去除划痕或粗糙表面状况。在这种情况下，需要非常长且因此昂贵的加工时间来制造每个加工工件。从一个工序到另一个工序，在机床中也可能必须更换磨削工具，或者可能必须将待加工工件加工两次，这进一步延长了加工时间并且构成了一个缺点。
例如，当将两个工具放置在两个作业位置时，需要数秒例如5秒来将工件从第一作业位置移动到第二作业位置。如果仅使用一个作业位置，则为每个加工步骤更换工具的时间可能是处于两个操作位置的两个工具的两倍、例如10秒。因此，每个工件的加工时间长，这构成了一个缺点。
还应注意，在要加工或磨削两个表面的情况下，对于待加工工件的每个表面的三个加工步骤可能需要多达6个工具。因此，由硬质材料制成的每个工件的加工时间太长，因为从一个作业位置到另一个作业位置的变化或工具的反复更换大大减慢了加工时间，这构成了一个缺点。此外，机床中可用的加工位置和可用工具存在限制。
该工具可具有由嵌入粘结剂中的研磨颗粒组成的至少一个磨削表面或带。研磨颗粒特别是金刚石颗粒，或硬度等于或低于待加工工件的颗粒，其可由诸如蓝宝石、氧化锆、氧化物、氮化物等材料制成，用于加工由硬质材料制成的工件，因为研磨部件的磨损太快。
每个包括处于粘结剂中的研磨颗粒的加工带可以通过烧结、钎焊或粘接固定在工具主体上，并且工具支承体可以由例如铝或钢制成。工具安装轴可以插入工具主轴端或卡盘中以执行加工操作。
图1示意性地表示机床1。该机床1以传统方式包括支承部件2，该支承部件承载用于第一加工工具6如第一磨轮的第一主轴8以及用于第二加工工具7如第二磨轮的第二主轴9。该机床1的第二部件4包括用于待加工工件10的支承块3。主要地，工件10可以经由用于将工件保持在支承块3的卡盘5上的元件10’安装。
支承部件2可以沿第一方向x移动，而支承块3可以沿垂直于第一方向x的第二方向y以及垂直于第一和第二方向x和y的第三方向z移动。支承块3可以在由第一和第二方向x和y限定的平面中沿旋转方向a旋转。卡盘5可以在工件10的加工期间在由第二和第三方向y和z限定的平面中沿旋转方向c旋转。
在工件10的加工期间，该工件首先与用于粗磨工序的第一磨轮6接触，该第一磨轮6的最大直径为250mm，周边研磨带具有在粘结剂中的大直径金刚石或刚玉颗粒。接下来，必须使待加工的工件10与用于精加工步骤的第二磨轮7接触，第二磨轮7也可具有250mm的最大直径，其中周边研磨带具有在粘结剂中的小直径金刚石或刚玉颗粒。
如上所述，考虑到必须将工件从第一磨轮6的第一作业位置移动到第二磨轮7的第二作业位置，执行这些加工步骤所花费的时间相对较长。这在工件加工过程结束时通常构成过长且因此昂贵的磨削时间。此外，由于磨轮的惯性，需要等待一个磨轮完成旋转然后开始另一次旋转导致长的转换时间并且需要额外的能量来重新开始旋转。这些构成了缺点。
技术实现要素：
因此，本发明的一个目的是提出一种用于在机床中对工件进行磨削操作的加工工具，以克服上述现有技术的缺点并通过在机床中的使用来减少每个工件的加工时间。
为此，本发明涉及一种用于在机床中对工件进行磨削操作的加工工具，它包括在独立权利要求1中限定的特征。
从属权利要求2至33中限定了该加工工具的具体实施例。
该加工工具的一个优点在于，该工具在同一工具中包括多个加工部位。每个加工部位包括比待加工工件硬的材料的颗粒，这些颗粒嵌入粘结剂中。研磨颗粒的性质、尺寸或直径因加工部位而异，并且它们在粘结剂中的浓度也可以不同。该工具的第一加工部位可以包括直径比第二加工部位大的颗粒，以便执行粗加工步骤并使用第二加工部位来对工件进行精磨步骤。
可以设置两个以上的加工部位，每个加工部位具有不同直径的研磨颗粒。
为了加工由硬质材料制成的工件，例如对于蓝宝石表玻璃或表镜，研磨颗粒优选是嵌入粘结剂中的金刚石颗粒。
有利地，第一和第二加工部位布置在同一工具本体中，以便形成要安装在机床主轴中以执行粗加工和精磨加工操作的单个一体件式工具。这些加工部位例如是布置在工具本体的同一表面上并且各自形成环的研磨带(磨料条带)。第一环形研磨带与第二环形研磨带同轴并且优选地与第二环形研磨带间隔开。第一研磨带用于粗磨，第二研磨带—它例如由直径较小的材料制成—用于精磨待加工工件。
有利地，该磨削工具可以包括至少两个部件，这两个部件彼此附接并且可以容易地拆卸以便更换其中一个部件。第一部件包括第一加工部位，而第二部件包括第二加工部位。由于这些部件是组装的并且可以拆卸，因此在其中一个加工部位过早磨损的情况下，可以仅仅更换磨损部位而不必完全更换该工具。
也可以有两个以上的互补部件，它们可以像俄罗斯套娃一样安装在一起并相互固定以形成完整的加工工具。优选地，最后的互补固定部件(其可以是具有第一加工部位的第一部件)是例如在粗加工步骤期间加工部位磨损最快的部件。这可以更轻松地更换工具的最后一个互补部件。
附图说明
在以下参考附图的描述中，用于在机床上对特别是由硬质材料制成的工件进行磨削操作的加工工具的目的、优点和特征将更清楚地显现，在附图中：
已经引用的图1示出根据现有技术的用于对特别是由硬质材料制成的工件进行磨削操作的机床的简化视图，
图2a和2b表示根据本发明的在工具本体的一个面上具有不同研磨带的单件式加工工具的第一实施例的径向剖视图和三维视图，
图3a、3b和3c表示形成加工工具的第二实施例的研磨部位的第一和第二部件的径向以及顶部和底部剖视图，以及根据本发明的具有各种要组装的部件的工具的三维分解图，
图4a、4b和4c表示形成加工工具的第二实施例的第一变型的具有研磨部位的第一和第二部件的径向和顶部剖视图，以及根据本发明的具有各种要组装的部件的工具的三维分解图，
图5a、5b和5c表示形成加工工具的第二实施例的第二变型的具有研磨部位的第一和第二部件的径向和顶部剖视图，以及根据本发明的具有各种待组装的部件的工具的三维分解图，
图6a、6b和6c表示形成加工工具的第三实施例的第一变型的具有研磨部位的第一和第二部件的径向和顶部剖视图，以及根据本发明的待固定在机床的主轴卡盘上的工具的三维分解和装配图，
图7a、7b和7c表示形成加工工具的第三实施例的第二变型的具有研磨部位的第一和第二部件的径向和顶部剖视图，以及根据本发明的待固定在机床的主轴卡盘上的工具的三维分解和装配图，
图8a、8b和8c表示形成加工工具的第三实施例的第三变型的具有研磨部位的第一和第二部件的径向和顶部剖视图，以及根据本发明的待固定在机床的主轴卡盘上的工具的三维分解和装配图，
图9a、9b和9c表示形成加工工具的第三实施例的第四变型的具有研磨部位的第一和第二部件的径向和顶部剖视图，以及根据本发明的待固定在机床的主轴卡盘上的工具的三维分解和装配图，以及
图10a、10b和10c表示形成加工工具的第三实施例的第五变型的具有研磨部位的第一和第二部件的径向和顶部剖视图，以及根据本发明的待固定在机床的主轴卡盘上的工具的三维分解和装配图。
具体实施方式
在下面的描述中，加工工具将被描述为用于磨削例如由硬质材料制成的待加工工件的表面的磨削工具。优选地，一旦安装在机床主轴中，磨削工具就布置成被旋转驱动以例如在可以由蓝宝石制成的工件如表玻璃或表镜上形成倾斜边缘，但不限制其它加工可能性。
图2a和2b表示用于对一个或多个待加工工件进行磨削操作的加工工具20。该加工工具主要用于磨削由硬质材料制成的工件。加工工具20主要包括至少一个第一加工部位21和至少一个第二加工部位22。第一和第二加工部位21、22各自包括比每个待加工工件的材料更硬的材料的颗粒。这些颗粒布置在或嵌入粘结剂中。加工颗粒的平均尺寸或平均直径对于每个加工部位是不同的。这使得可以使用同一加工工具20执行多个加工操作或步骤，而不必为不同的加工步骤改更换机床中的工具。
为了加工由硬质材料制成的工件，加工工具20的各个加工部位21、22应该优选地由金刚石颗粒制成。也可以设想使用刚玉(金刚砂)颗粒，但对于这种刚玉颗粒加工部位，加工部位磨损得更快，因为这种材料的硬度通常等于或低于待加工工件的硬度。
金刚石颗粒嵌入粘结剂中，粘结剂可以是金属的、树脂、玻璃化的、电镀的、陶瓷、树胶(胶木)或其它粘结剂。可以设想将加工部位21、22的颗粒嵌入相同或不同的粘结剂中。对于每个加工部位，金刚石颗粒(晶粒)的尺寸或直径由dxx定义，并且其粘结剂中每mm3的金刚石浓度由cxx定义。举例来说，约91μm的平均晶粒尺寸对应于d91，而每mm3100mm晶粒的金刚石颗粒浓度对应于c100。对于定义为粗加工的加工步骤，一个加工部位的颗粒尺寸大于用于定义为精加工的加工步骤的另一加工部位的颗粒尺寸。因此，晶粒尺寸越小，加工操作越精细。
图2a和2b中所示的加工工具20包括第一研磨带或层21形式的第一加工部位，以及第二研磨带或层22形式的第二加工部位。这些研磨带21、22固定在加工工具20的基体的面23上。优选地，面23是正面，该正面形成环，各个环形研磨带21、22固定在该环上。在第一实施例中，这些研磨带21、22相对于彼此同轴地固定在柱形或锥形工具本体20的正面23上，以形成单件式工具。优选地，当工具本体安装在机床主轴中时，正面23垂直于该柱形或锥形工具本体20的旋转轴线。
工具基体20可以是金属的，例如由钢或铝制成。通过烧结、钎焊或粘接将研磨带21、22固定在正面23上。在每个研磨带之间提供空间，以允许用第一研磨带21执行第一加工步骤而不损害用于第二加工步骤的第二研磨带22。第一研磨带21可以被限定为具有用于粗加工步骤的在d20与d30之间的颗粒尺寸，而第二研磨带22可以被限定为具有例如用于精加工步骤的在d6与d12之间的颗粒尺寸。可以使用两个以上的加工部位，即多于两个的研磨带，它们可以例如在同一正面23或另一侧面上相对于彼此同轴地布置和间隔开。每个带都有不同尺寸的研磨颗粒。
作为非限制性示例，示出了图2a和2b中所示的加工工具20的尺寸。该工具的直径d1以及第一研磨带21的外径可以是250mm。第二研磨带22的外径可以是200mm。第二研磨带22的宽度l1可以是6mm，第一研磨带的宽度l2可以与第一宽度l1的6mm相同或不同。因此，各研磨带之间的空间可以是19mm。各研磨带的厚度e1可以相同或不同，但这里该厚度e1可以是5mm。
锥形加工工具20还可以包括通过板(未示出)穿过工具20的基体的底座(底部，基部)中的开口24安装的轴。该工具轴可以安装在加工工具的主轴卡盘上，如例如图1所示。底座的内部部分的直径d3可以是166.2mm。开口24的直径d4可以是76mm。底座的外部部分的直径d5可以是219.7mm，底座的厚度e2可以是15mm。带有研磨带21、22的基体的厚度或高度h1可以是50mm。可以例如没有限制地针对相同的工具形状确定其它尺寸。
图3a、3b和3c示出加工工具30的第二实施例。在该第二实施例中，加工工具由像俄罗斯套娃一样组装或装配在一起的各种部件形成。
该加工工具30具有至少两个部件31、34，其彼此固定并且可以容易地拆卸以便更换其中一个部件。第一部件31包括第一加工部位32，而第二部件34包括第二加工部位35。如上所述，研磨颗粒的尺寸或直径因加工部位而异，并且它们在粘结剂中的浓度也可能不同。由于这些部件是组装的并且可以拆卸，因此在其中一个加工部位磨损较大的情况下，可以仅仅更换磨损部位而不必完全更换该工具。
例如，互补的第一和第二部件31、34构造成呈大致柱形状，但也可以具有其他总体形状，只要它们能内外嵌套即可。
如图3a所示，第一部件31的形式是柱形杯，并且在杯底座中具有中心开口33，用于附接第二部件34和附接通常连接到机床轴(未示出)以便安装在机床主轴卡盘中的两个保持板。该柱形杯的轴线布置在加工工具的旋转轴线上。
第一部件31包括第一加工部位32，该第一加工部位通过烧结、钎焊或粘接固定在第一部件31的基体的前边缘上。该基体可以由例如钢或铝制成。优选地，该第一加工部位32是环形的第一研磨带32，其宽度可以等于第一部件31的边缘的宽度。第一研磨带32可以包括处于常规粘结剂中的颗粒、尤其是金刚石颗粒。
在第一部件31的杯底座中，形成有第一孔38以用于定位或附接下面参考图3c示出的销，由此放置第二部件，该第二部件在其周边上具有相同的孔以用于将其安装在第一部件31的杯中。在杯底座中还设置有第二孔39，其具有外部凹槽，用于放置用于安装下面参考图3c示出的第二部件34的螺钉。
可以设置三个第一孔38和三个第二孔39，它们交替地布置在底座中的开口33周围的同一同心圆上。因此，将第一孔38与相邻的第二孔39分开的角度为60°。
作为非限制性示例，第一部件的外径d1可以是250mm，而内径d2可以是210mm。因此，在这种情况下，研磨带的宽度约为20mm，且其厚度e1可以是5mm。杯底座的厚度e2可以是15mm，且其在第一研磨带32之前的高度h1可以是45mm。该底座中的开口的直径d3可以是76mm。第一孔38的直径可以是6mm，用于供每个螺钉的螺纹部分通过的第二孔39的直径可以是8.8mm，螺钉头的直径可以是14.5mm。第一和第二孔38和39位于直径为177mm的圆上。
如图3b所示，第二部件34以垫圈的形式构成并且具有第二加工部位35，该第二加工部位35优选是通过烧结、钎焊或粘接固定在第二部件34的本体的环形上边缘表面上的第二研磨带35。第二研磨带35的宽度可以与垫圈34的边缘的宽度相同。第二部件34的本体可以由例如钢或铝制成。
在垫圈34的从下边缘起的高度的部分上形成有与第一部件的第一孔相同的第一孔38’。在垫圈的从下边缘起的高度的部分上还形成有用于接纳安装螺钉的螺纹部分的第二螺孔39’。因此可以设置三个第一孔38’，其与布置在垫圈下边缘上的中心圆上的三个第二螺孔39’交替地布置。因此，第一孔38’与第二孔39’之间的角度为60°。该圆布置在垫圈34的外径和内径之间的中途。
作为非限制性示例，第二部件34的外径d4可以是202mm，而第二部件34的内径d5可以是152mm。孔38’和39’位于直径约177mm的圆上。第二研磨带35的厚度e3可以是5mm。第二部件34在第二研磨带之前的高度h2可以是30mm。第一孔38’的深度可以是10mm，而第二孔39’的螺纹部分的深度可以是10mm，非螺孔延伸范围为5mm。
还应该注意的是，第二部件34的第二研磨带35可以用于粗磨步骤，而第一部件31的第一研磨带32可以以比第二研磨带35的颗粒尺寸小的颗粒尺寸进行精磨步骤。
图3c示出了根据第二实施例的加工工具30的各种元件的三维分解图。第一和第二部件31和34的安装借助于螺钉41实现，其中每个螺钉的头部被放置在第一部件的各个第二孔39的凹槽中，以便拧入第二部件34的每个第二螺孔中。销40固定在第二部件34的第一孔中，以放置在第一部件31的第一孔38中。
可以提供由诸如止动器的第一圆形板36和诸如盘(圆盘)的第二板37形成的布置结构，以用于通过第一部件31的杯底座中的中心开口33将其安装或附接。因此，第一板36包括实心的(大质量的，solid)中心柱形件和圆形的边缘或肩部。中心件的直径略小于第一部件31的开口33的直径。中心件可以穿过中心开口33，其中边缘搁靠在第一部件31的杯底座的外表面上。至少三个安装孔42可以设置在第一圆形板36的中心件中。
总体为柱形例如盘并且具有壁中心开口33的直径大的直径的第二板37布置成在第一部件31的杯内侧固定在第一板上。为此目的，在第二圆形板37中以与第一圆形板36的三个孔相同的布置设置有至少三个安装孔43，例如通孔。因此，这两个板可以例如通过螺钉(未示出)固定，所述螺钉例如穿过第一板的三个孔并且旋入第二板37的三个螺孔中，该第二板在附接之后搁靠在第一部件31的杯底座的内表面上。这两个例如由铝或钢制成的安装板36、37优选地连接到加工工具30的轴上以用于安装在机床主轴卡盘中，如图1所示。
作为第二实施例的变型，可以设想第二杯形部件34具有第二加工部位35，例如放置在第二杯形部件34的正面或边缘上的第二研磨带。在该第二部件34的杯底设置有实心的底座。可以在第二部件34的杯底座中形成用于供安装螺杆轴通过的中心开口，并且还可以在第二部件的杯内部设置螺钉头凹槽。可以在第一板36中形成中心螺孔，以接纳安装螺钉的螺纹部分。通过将穿过第二部件的螺孔的螺钉拧入第一板36的螺孔中来利用第二部件34的杯底座将其直接固定在第一部件31的杯底座中，第一板36的中心部分插入第一部件31的开口33中。因此，不再需要第二板37，并且在第一部件31和第二部件34中没有形成第一孔和第二孔。
当然，在加工工具的一个变型中，第二部件34也可以借助于螺钉直接固定在第一部件31的杯底座中，而没有开口33和第一板36，但在第一部件31的底座中具有中心螺孔。
还应注意，图3b所示的第二部件34可以是没有第一孔38’和第二孔39’的垫圈。该第二部件34可借助于第二部件34的下部外部区域上的外螺纹固定在第一部件31上，所述下部外部区域与第二研磨带35在第二部件34的正面上的附接点相对。在这种情况下，可以提供与第一部件31的杯底处的第二部件34的外螺纹互补的内柱形边缘。第二部件34通过旋入第一部件31的内柱形边缘的内螺纹中来附接。当然，该螺纹在加工期间沿与工具旋转相反的方向形成，以便保持两个部件31和34牢固地彼此固定。
第一和第二研磨带32、35在上面被解释为优选地固定在每个部件31、34的前边缘或正面上。然而，它们也可以固定在杯或垫圈性状的第一和第二部件31、34的外部或内部侧壁上。这同样适用于下面描述的实施例。每个研磨带也可以布置在正面上并且部分地连续固定在每个部件的杯的侧壁上。这种类型的研磨带呈现环形杯的形式。
图4a、4b和4c示出图3a、3b和3c所示的第二实施例的第一变型。相同的附图标记用于该第一变型的相同元件，并且为了简化起见，将仅描述与图3a、3b和3c中呈现的实施例不同的那些元件。
图4a示出第一部件31，它具有第一研磨带32形式的第一加工部位32。该第一部件31的形状与参考图3a描述的第一部件31相同。该第一部件31仅包括中心开口33，但在杯底座中没有安装孔。该第一部件31的尺寸可以与图3a中所示的第一部件31的尺寸相同。然而，只是第一部件31的在第一研磨带32之前的高度h1可以例如大于74mm。
图4b示出第二部件34，它具有形式为厚度大于宽度的第二环形研磨带35的第二加工部位35。该第二研磨带呈柱形。第二研磨带35固定在第二部件34的边缘的外周上。该第二部件34呈杯形。在第二部件34的杯底座中形成有第一孔38，用于定位或附接下面参考图4c所示的销，以便将该第二部件34放置在下面说明的第二安装板上。第二孔39也布置在杯底座中，并具有用于放置螺钉的内凹槽，所述螺钉用于将该第二部件34安装在以下在图4c中说明的第二板上。
在第二部件34的杯底座中可以设置有三个第一孔38和三个第二孔39，它们交替地布置在同一个同轴圆上。因此，将第一孔38与相邻的第二孔39分开的角度为60°。
作为非限制性示例，第二研磨带35的外径d4可以是50mm。第二研磨带35的厚度可以是8mm，而第二研磨带35的宽度l1可以是3mm。具有第二研磨带35的第二部件34的高度h2可以是30mm。孔38和39的放置圆的直径d5可以是23mm。各第一孔38的直径可以是3mm，用于供各个安装螺钉的螺纹部分通过的第二孔39的直径可以是4mm，而螺钉头凹槽的直径可以是7mm。每个第二孔的螺钉头凹槽位于第二部件的杯内。
图4c示出根据第二实施例的第一变型的加工工具30的各种元件的三维分解图。这次，第二部件34安装并固定在总体柱形的第二安装板37上而非第一部件31上。
与在图3c所示的实施例中一样，呈止动件形式的第一圆形安装板36包括实心柱形中心件和圆形边缘或肩部。该中心件的直径略小于第一部件31的开口33的直径。中心件可以穿过中心开口33，并且边缘搁靠在第一部件31的杯底座的外表面上。如上所述，在第一圆形板36的中心件中可设置有至少三个安装孔42。
总体为柱形并且具有比中心开口33的直径大的直径的第二板37布置成在第一部件31的杯的内侧固定在第一板36上。为此目的，至少三个安装孔43、例如通孔在第二圆形板37中布置成面对第一圆形板36的三个孔。这两个板可以例如通过螺钉(未示出)固定，所述螺钉穿过第一板36的三个孔42并且旋入第二板37的三个螺孔43中，该第二板在安装后搁靠在第一部件31的杯底座的内表面上。这两个安装板36、37例如由铝或钢制成并且可以连接到加工工具30的轴上以用于安装在机床主轴卡盘中，如图1所示。
第二部件34通过被容纳在布置于第二板37的上表面的互补形状的腔内而固定在第二板37上。当第二部件34附接到第二板37上时，销40—它们安装在为此设置于第二板37的腔中的孔中—穿过第二部件34的杯底座被容纳在第一孔中。三个螺钉41还布置成穿过第二部件34的第二孔以拧入第二板37的腔中的三个相应的螺孔44中。当第二部件34固定在第二板37的腔中后，第二研磨带35位于所述腔的外部，并且更靠近加工工具的中心且与第一部件31的第一研磨带32完全分开。在组装之后和加工之前，第二研磨带35的顶部可以与第一研磨带32的顶部处于相同的高度。
还应注意，第二部件34的第二研磨带35可以用于粗磨步骤，而第一部件31的第一研磨带32可以以比第二研磨带35小的颗粒尺寸用于精磨步骤。
如上面参考图3a、3b和3c的第二实施例的变型所述，可以设想设置第二杯形部件34，它具有第二加工部位35，例如放置在杯形的第二部件34的正面或边缘上的第二研磨带。在第二部件34的杯底处设置有实心的底座，该底座可以借助于螺钉固定在形成于第一板36中的中心螺孔中。第二部件34通过将一螺钉拧入第一板36的螺孔中而利用杯底座直接固定在第一部件31的杯底座中，该第一板的中心部分插入第一部件31的开口33中。因此，不再需要第二板37，并且没有在第一部件31和第二部件34中形成第一孔和第二孔。
如上所述，第二部件34也可以借助于螺钉直接固定在第一部件31的杯底座中，而没有开口33且没有第一板36，但具有在第一部件31的底座的中心螺孔。
图5a、5b和5c示出图3a、3b和3c所示的第二实施例的第二变型。该第二变型在很大程度上类似于参考图4a、4b和4c描述的第一变型。为简化起见，将仅描述与第一变型不同的那些元件。
图5a的第一部件31与图4a中描述的第一部件完全相同。同样，图5b的第二部件34具有与图4b的第二部件相同的形状，除了没有设置用于附接到下面描述的第二板上的装置、例如杯底座中的孔。不同之处在于，在第二部件34的基体的外部区域上存在外螺纹34’。该螺纹34’设置在与第二研磨带35的位置相对的一侧。作为非限制性示例，该螺纹34’的高度h3可以是10mm高。
图5c示出根据第二实施例的第二变型的加工工具30的各种元件的三维分解图。第二部件34安装在第二安装板37的互补形状的腔内，该第二安装板总体上为柱形。该腔包括螺纹45，用于拧入并附接具有螺纹34’的第二部件34。螺纹的取向布置成与加工工具的用于机床主轴中的磨削操作的旋转方向相反。这样，第二部件34保持适当地拧入第二板37的螺纹腔45中。在第二板中仅有孔43，用于借助于穿过第一板36的孔42的螺钉附接到第一板36上。加工工具30还可包括固定在第一板36的轴，用于安装在机床的主轴卡盘内。
图6a、6b和6c示出加工工具50的第三实施例的第一变型。在该第三实施例中，加工工具由至少两个不同的部件形成，这些部件像俄罗斯套娃一样组装或装配在一起。
如图6a所示，第一部件51包括第一加工部位52，该第一加工部位52可以是第一研磨带的形式，它通过烧结、钎焊或粘接在杯形的上边缘上而布置和固定。第一研磨带52是柱形的，以使第一部件51的杯形延伸成具有大于其宽度的厚度e1。具有第一加工部位52的杯包括凹槽56，以用于接纳加工工具的第二部件。该杯还包括穿过其底座且直径为d4的开口53，它具有从底座的开口53开始并沿杯的纵向轴线设置的下部管状延伸部。该管状延伸部的外径d5小于具有第一加工部位52的杯的外径d1。第一部件51的该管状延伸部还包括垂直于管状延伸部的中心轴线的第一通孔58，以用作形式为例如销、键、锥型销钉或螺钉形式的附接装置。
如图6b所示，第二部件54包括位于第二部件54的上部位置的第二加工部位55。该第二加工部位55的形式是实心柱形研磨块55，它形成工具头、具有平坦的上表面并且具有特别是通过烧结、钎焊或粘接固定在第二部件54的柱形本体的平坦上表面上的下表面。第二部件54的该柱形本体的外径d12等于或略小于实心柱形研磨块55的外径d11。柱形延伸部57从第二部件54的柱形本体的下表面沿中心轴线延伸。该柱形延伸部57和可能地柱形本体可以具有居中的纵向开口。在柱形延伸部57中还设置有第二通孔58’，它垂直于管状延伸部的中心轴线。该第二通孔58’设置成当第二部件54装配在第一部件内后与第一部件的第一通孔对齐。例如，这两个部件可以通过插入两个对齐的通孔中的销或键或锥形销钉或螺钉固定。
作为图6a和6b的第一和第二部件51和54的非限制性示例，第一研磨带52的外径d1可以是30mm，而杯体的外径d6可以是29mm。第一研磨带52的内径d2可以是22mm，这使得研磨带具有4mm的宽度和15mm的厚度e1。杯底座的内径d3可以是20mm。杯底座中的开口53的直径d4可以是6mm。第一部件的管状延伸部的外径d5可以是12mm。管状延伸部的长度h1可以是20mm，第一通孔58的直径t1约为3mm。该通孔58位于距离杯底座的外表面11mm的距离h2处。研磨带固定在约4mm的高度h2处，而来自杯底座的内边缘处于2mm的高度h4处。第二部件54的柱形研磨块55的外径d11可以是21mm，其厚度e2例如等于10mm，而第二部件54的上部本体具有外径d12，其可以是20mm。柱形延伸部57的外径d13可以是约6mm，以便插入第一部件的开口53中并滑入第一部件51的管状延伸部的开口中。延伸部的长度h5可以是30mm。第二通孔58’可以具有3mm的直径t2，并距离第二部件54的柱形本体14mm的距离h6，所述柱形本体具有约20mm的高度h7。
图6c示出在安装到机床主轴的卡盘18上之前和之后的加工工具50的三维分解和组装视图。第二部件54及其柱形延伸部57被插入到第一部件51的容座56中，并且柱形延伸部57穿过杯底座中的中心开口以滑入第一部件51的管状延伸部的开口中。当两个开口58和58’被正确地对准后，销61或可能的螺钉例如被强制插入，并且楔入这两个开口内，这意味着加工工具50被完全组装并准备好进行加工操作。
还应注意，第一部件51的第一加工部位52可用于粗磨步骤，而第二部件54的第二加工部位55可用于精加工步骤。
图7a、7b和7c示出加工工具50的第三实施例的第二变型。如上所述，在第三实施例的该第二变型中，加工工具也由至少两个不同的部件形成，这些部件像俄罗斯套娃一样组装或装配在一起。该第二变型的所有元件与参考图6a、6b和6c描述的第一变型的元件相同。因此，将不再描述相同的部件及其组件。只是在第一和第二部件51和54中有尺寸差异。
作为图7a的第一部件51的非限制性示例，直径d1可以是30mm，直径d2可以是12mm，直径d3可以是10mm，直径d4可以是6mm，直径d5可以是10mm，直径d6可以是15mm。厚度e1可以是15mm。长度h1可以是20mm，距离h2可以是13mm，高度h3可以是2mm，高度h4可以是2mm。第一通孔58的直径t1可以是3mm。
作为图7b的第二部件54的非限制性示例，直径d11可以是11mm且厚度e2等于10mm，直径d12可以是10mm，并且直径d13可以是6mm或者稍小以允许第二部件54的柱形延伸部57滑入第一部件51的管状延伸部的管中。延伸部的长度h5可以是30mm。第二通孔58’可以具有3mm的直径t2并且与第二部件54的柱形本体相距14mm的距离h6，所述柱形本体具有约20mm的高度h7。
图8a、8b和8c示出加工工具50的第三实施例的第三变型。对于第三实施例的该第三变型，加工工具50也由至少两个不同的部件形成，这些部件像俄罗斯套娃一样组装或装配在一起。该第三变型的加工工具50在尺寸上与图7a、7b和7c的第二变型所描述的各种元件相同。唯一的差别在于固定在第二部件54的柱形本体的平坦表面上的第二加工部位55。该第二加工部位55不是以平坦表面结束，而是以居中的末端结束，其末端角度可以是120°。
图9a、9b和9c示出加工工具50的第三实施例的第四变型。对于第三实施例的该第四变型，加工工具50也由至少两个不同的部件形成，这些部件像俄罗斯套娃一样组装或装配在一起。该第四变型甚至在尺寸上与针对图7a、7b和7c的第二变型描述的各种元件相同。唯一的差别在于固定在第二部件54的柱形本体的平坦表面上的第二加工部位55。该第二加工部位55不是以平坦表面结束，而是以半球形状结束，其半径可以是实心柱形研磨块55的直径的一半，即5.5mm。
还应注意，第一部件51的第一加工部位52可以用于粗磨步骤，而第二部件54的第二加工部位55可用于精加工步骤。这种类型的加工工具50可以有利地用于在工件上形成倾斜的(斜切的)边缘，特别是用于可以由蓝宝石制成的表玻璃或表镜或用于由陶瓷、氧化锆、氧化物或氮化物制成的工件的倾斜的边缘。
还应注意，作为一旦经由销或键或螺钉组装就附接第一和第二部件51和54的替代方案，可以设想在第一部件51的管状延伸部上形成内螺纹并在第二部件54的柱形延伸部57上形成外螺纹。因此，第二部件54通过将其带螺纹的柱形延伸部旋入第一部件51的管状延伸部的互补螺纹中而固定在第一部件51上。
图10a、10b和10c示出加工工具50的第三实施例的第五变型，其基于图6a、6b和6c中所示的第一变型。为简化起见，仅说明该第五变型与第一变型的差别。
该第五变型的差别是固定第一部件51和第二部件54的装置(措施)。因此，作为图6a和6b所示的第一和第二部件51、54的管状和柱形延伸部中的通孔58、58’的替代方案，仅在第一部件51的管状延伸部的端部处形成有槽(槽缝)62。该槽62优选地在两个径向和轴向相对的侧面上制成。该槽可以位于距离杯底座的外表面11mm的距离h2处。因此，第二部件54的柱形延伸部57插入到第一部件51的管状延伸部的管中，直至第二部件的基体位于第一部件51的杯底座中。一旦工具50插入到卡盘18中，就实现了第二部件54和第一部件51的保持。卡盘的夹紧使第一部件的开槽的部分收折(折叠，折拢)，并通过该夹紧力将第二部件54固定在第一部件51内。
应该注意，槽62可以更长并且与第一部件51的杯底延伸得一样远。这种类型的附接比上述附接装置更简单并且使得一旦将工具从加工工具夹头上取下就可以快速地更换具有磨损加工部位的工具部件。
当然，可以设想每个加工工具具有两个以上的加工部位，例如至少三个加工部位，其既用于如参考图2a和2b所述的单件式工具，又用于具有可以拆卸的各种组装或装配在一起的部件的工具。每个加工部位优选地包括金刚石颗粒，所述金刚石颗粒的尺寸或直径因同一工具中的加工部位而异。因此，可以设想将这些带或层形式的加工部位彼此相距充分距离地放置在柱形或锥形工具本体的周边。利用三个加工部位，可以进行粗磨步骤，然后进行半精磨步骤，最后进行精磨步骤。
在具有各种组装部件的加工工具的情况下，可以更换具有磨损加工部位的部件，同时保留加工部位尚未磨损的其它部件，因为各部件可以毫不困难地拆卸。
根据刚刚给出的描述，本领域技术人员可以设计出加工工具的多种变型而不脱离由权利要求限定的本发明的范围。
技术特征：
1.一种用于在机床(1)中磨削工件的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述工具包括至少一个第一加工部位(21，31，51)和至少一个第二加工部位(22，35，55)，该第一加工部位具有由比待加工工件的材料硬的材料形成的颗粒，所述颗粒布置在粘结剂中，该第二加工部位具有直径比所述第一加工部位大或小并且由比待加工工件的材料硬的材料形成的颗粒，所述第二加工部位的颗粒布置在与所述第一加工部位的粘接剂相同的粘结剂中或不同的粘结剂中。
2.根据权利要求1所述的用于在机床(1)中磨削由硬质材料制成的工件的加工工具(20，30，50)，其特征在于，每个加工部位(21，22，31，35，51，55)均包括嵌入粘结剂中的金刚石颗粒。
3.根据权利要求1所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一和第二加工部位(21，22)被放置在同一工具本体(20)上以形成单件式工具。
4.根据权利要求3所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一和第二加工部位由布置在所述工具(20)的本体的至少一个正面或侧壁上的第一和第二研磨带(21，22)形成，所述工具(20)能在机床(1)的主轴中被驱动而旋转以磨削待加工工件。
5.根据权利要求4所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一和第二研磨带(21，22)布置在柱形或锥形的工具(20)本体的正面(23)上。
6.根据权利要求5所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一和第二研磨带(21，22)是环形的、同轴地固定在所述正面(23)上并且彼此间隔开；以及，所述正面(23)垂直于所述柱形或锥形的工具(20)本体的旋转轴线。
7.根据权利要求4所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，在同一工具本体的表面上布置有形式为第三研磨带的第三加工部位。
8.根据权利要求7所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，第三环形带与第一和第二研磨带(21，22)同轴地固定在所述正面(23)上，并且它们全都彼此间隔开。
9.根据权利要求1所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述加工工具(30，50)的第一部件(31，51)包括所述第一加工部位(32，52)；所述加工工具(30，50)的第二部件(34，54)包括所述第二加工部位(35，55)；以及，所述第一和第二部件(31，34，51，54)可拆卸地组装以形成所述加工工具(30，50)。
10.根据权利要求9所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一部件(31)呈柱形杯的形式，该柱状杯具有用于可拆卸地固定所述第二部件(34)的底座，该柱形杯的轴线布置在所述加工工具的旋转轴线上；以及，所述第一加工部位(32)是环形形状的第一研磨带(32)。
11.根据权利要求10所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一加工部位是环形形状的第一研磨带(32)，它同轴地固定在所述第一部件(31)的杯的基体的边缘或侧壁上。
12.根据权利要求11所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述环形形状的第一研磨带(32)固定在所述边缘的正面上；以及在于，所述第一研磨带的宽度(32)与所述边缘的宽度相同。
13.根据权利要求10所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第二部件(34)构造成柱形垫圈或柱形杯的形式，它的外径小于所述第一部件(31)的杯的内径；以及，所述第二部件(34)包括第二加工部位(35)，该第二加工部位是固定在所述第二部件(34)的本体的环形上边缘表面或侧壁上的第二研磨带(35)。
14.根据权利要求13所述的加工工具(20，30，50)，其中，所述环形形状的第二研磨带(35)固定在所述边缘的正面上，其特征在于，所述第二研磨带(35)的宽度与垫圈边缘(34)的宽度相同。
15.根据权利要求13所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一部件(31)的第一孔(38)形成在该第一部件(31)的杯的底座中以用于定位或固定销(40)；所述第一部件(31)的杯底座中的第二孔(39)形成为具有有外部凹槽，以用于放置用于安装第二部件(34)的螺钉(41)；在所述垫圈(34)的从下边缘起的高度的一部分上形成有与所述第一部件(31)的第一孔(38)相同的、所述第二部件(34)的第一孔(38’)以接纳定位销(40)；以及，在所述垫圈(34)的高度的一部分上形成有以与所述第一部件(31)的第二孔相同的方式定位的、所述第二部件(34)的第二螺孔(39’)，以在将所述第二部件(31)固定在所述第一部件(31)的杯底座上时接纳螺钉(41)的螺纹部分。
16.根据权利要求15所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一和第二部件(31，34)的三个第一孔(38，38’)与所述第一和第二部件(31，34)的三个第二孔(39，39’)交替地布置在所述第二部件(34)的下边缘上的中心圆上。
17.根据权利要求13所述的加工工具(20，30，50)，其中，所述第二部件(34)呈杯形，其特征在于，所述第二部件(34)经由安装螺钉居中地固定在所述第一部件(31)的杯底座中，该安装螺钉插入在所述第二部件(34)的底座中的以螺杆尺寸定直径的开口中并旋入所述第一部件(31)的螺孔中。
18.根据权利要求13所述的加工工具(20，30，50)，其中，所述第二部件(34)呈杯形，其特征在于，第一柱形杯状部件(31)包括中心开口(33)，为了将所述第二部件(34)固定到所述第一部件(31)，设置有第一板(36)、例如止动件，该第一板包括实心的柱形中心件(33)和圆形边缘或肩部，该柱形中心件的直径略小于所述开口(33)的直径以用于穿过所述开口(33)，该圆形边缘或肩部用于搁靠在所述第一部件(31)的杯底座的外表面上；以及，所述第二部件(34)的杯底座经由安装螺钉居中地固定在所述第一部件(31)的杯底座上，该安装螺钉插入到所述第二部件(34)的底座中的以螺杆尺寸定直径的开口中并旋入所述第一板(36)的中心件的螺孔中。
19.根据权利要求9所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一部件(31)呈柱形杯的形式，该杯的底座中具有中心开口(33)；以及，安装板(36，37)的布置结构设置有第一板(36)、例如止动件，该第一板包括直径略小于所述开口(33)的直径以用于穿过所述开口(33)的实心柱形中心件(33)，以及用于搁靠在所述第一部件(31)的杯底座的外表面上的圆形边缘或肩部，该安装板布置结构还设置有总体为柱形形状的第二板(37)、例如盘，该第二板的直径大于所述中心开口(33)的直径并且布置成在所述第一部件(31)的杯的内侧上固定到所述第一板(36)；以及在于，所述第二部件(34)构造成在所述第一部件(31)的杯的内部可拆卸地固定到所述第二板(37)上。
20.根据权利要求19所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，在第一圆形板(36)的中心件中设置有三个安装孔(42)；以及，在第二圆形板(37)中以与第一圆形板(36)的所述三个孔相同的布置设置有三个安装孔(42)，以便通过销或螺钉将这两个板固定在所述第一部件(31)的杯底座中。
21.根据权利要求19所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第二部件(34)呈柱形杯的形式，它的外径小于第二盘形板(37)的外径；所述第二部件(34)包括第二加工部位，该第二加工部位的形式为柱形形状的第二环形研磨带(35)，它固定在所述第二部件(34)的杯体的边缘的周边上；在第二部件(34)的杯底座中，形成有第一孔(38)和第二孔(39)，该第一孔用于将销(40)定位或固定在第二安装板(37)上，该第二孔具有内部容座，该内部容座用于放置用于将所述第二部件(34)安装在所述第二板(37)上的螺钉(41)，所述第二板(37)也包括以相同方式定位的第一孔和第二螺孔，以用于将所述第二部件(34)可拆卸地固定到所述第二板(37)上。
22.根据权利要求21所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，在所述第二部件(34)的杯底座中设置有三个第一孔(38)和三个第二孔(39)，它们交替布置在同一同轴圆上；以及，销(40)布置在所述第一孔(38)中，螺钉(41)布置在所述第二部件(34)的第二孔(39)中以旋入所述第二板(37)的第二孔(38)中。
23.根据权利要求22所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第二部件(34)的下边缘布置成在其附接期间插入到所述第二板(37)的上表面的腔中。
24.根据权利要求19所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第二部件(34)的形式是柱形杯，它的外径小于第二盘形板(37)的外径；所述第二部件(34)包括第二加工部位，该第二加工部位的形式为柱形形状的第二环形研磨带(35)，它固定在所述第二部件(34)的杯体的边缘的周边上；所述第二部件(34)在位于所述杯的与所述第二研磨带(35)的位置相对的低位置中的外部区域上包括外螺纹(34’)，以便利用第二板(37)的螺纹(45)拧入互补形状的腔中。
25.根据权利要求21所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，第二柱形的环形研磨带(35)的厚度大于宽度，所述宽度小于所述第二部件(34)的杯体的边缘的宽度。
26.根据权利要求9所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一部件(51)包括第一加工部位(52)，该第一加工部位的形式为布置并固定在杯形底座的上边缘上的第一研磨带，所述第一研磨带(52)的形式为柱体(51)；带有第一加工部位(52)的所述杯包括用于接纳第二部件(54)的容座(56)；在杯底座中形成有开口(53)，其中从所述杯底座中的开口(53)起的管状延伸部布置在所述杯的纵向轴线上，所述管状延伸部的内径与所述开口(53)的直径相同。
27.根据权利要求26所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第二部件(54)包括位于所述第二部件(54)的上部位置中的第二加工部位(55)，该第二加工部位的形式为实心的柱形研磨块(55)，它形成工具头并且具有固定在所述第二部件(54)的柱形本体的平坦上表面上的下表面；柱形延伸部(57)从所述第二部件(54)的柱形本体的下表面沿着纵向轴线延伸，该柱形延伸部(57)的外径略小于所述第一部件(51)的管状延伸部的内径，以便在这两个部件被组装时插入所述管状延伸部中。
28.根据权利要求27所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，所述第一部件(51)的管状延伸部包括垂直于所述管状延伸部的纵向轴线的第一通孔(58)，用于形式为销(61)或螺钉的附接装置；在所述第二部件(54)的所述柱形延伸部(57)中设置有第二通孔(58’)，该第二通孔垂直于所述柱形延伸部(57)的纵向轴线，所述第二通孔(58’)布置成当所述第二部件(54)被装配在第一部件内部后与所述第一部件(51)的第一通孔(58)对准；以及，这两个部件(51，54)通过插入到两个对准的通孔中的销(61)或键或螺钉保持彼此组装。
29.根据权利要求27所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，在第一部件(51)的管状延伸部中形成有内螺纹；在第二部件(54)的柱形延伸部(57)上形成有外螺纹，以便将该带螺纹的柱形延伸部(57)旋入所述第一部件(51)的管状延伸部的互补螺纹中，由此将所述第一部件(51)固定到所述第二部件(54)。
30.根据权利要求27所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，在所述第一部件(51)的管状延伸部的一端处形成有槽(62)，当将所述加工工具(50)插入到机床的卡盘(18)中后，所述第二部件(54)和所述第一部件(51)就被保持在一起，所述卡盘的夹紧使得所述第一部件(51)的开槽的部分折收，以允许将第二部件(54)固定到第一部件(51)内。
31.根据权利要求27所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，形成工具头的该实心的柱形研磨块(55)具有平坦的上表面。
32.根据权利要求27所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，形成工具头的该实心的柱形研磨块(55)在其端部部分包括居中的末端，它的末端角度可以是120°。
33.根据权利要求27所述的加工工具(20，30，50)，其特征在于，形成工具头的该实心的柱形研磨块(55)在其端部部分包括半球形状，它的半径可以是该实心的柱形研磨块(55)的直径的一半。
技术总结
本发明涉及一种加工工具(30)，它用于在机床中磨削工件。该工具包括至少一个第一加工部位和至少一个第二加工部位，该第一加工部位具有由比待加工工件的材料硬的材料形成的颗粒，这些颗粒布置在粘结剂中，该第二加工部位具有直径比第一加工部位小并且由比待加工工件的材料硬的材料形成的颗粒，该第二部件的颗粒布置在与第一部位的粘结剂相同的粘结剂中或者布置在不同的粘结剂中。
技术研发人员：E·蒂奥奈特;P·维利
受保护的技术使用者：柯马杜股份有限公司
技术研发日：.08.06
技术公布日：.02.21
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