用于包括具有外螺纹的刀柄的刀具的刀架 |
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| 申请号 | CN201480006587.5 | 申请日 | 2014-01-30 | 公开(公告)号 | CN104955596B | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 弗兰茨海莫机械制造两合公司; | 发明人 | A·海莫; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于旋入式刀具(1)的具有刀架体的刀架(2)，该刀架体包括具有内 螺纹 (7)的接纳孔(6)和具有用于 位置 精确地在刀架(2)中接纳旋入式刀具(1)的至少一个导向面(11)的 支撑 区域。根据本发明，该刀架体包括接纳部件(8)和被固定在接纳部件(8)上的导向部件(9)，在该导向部件上设有具有至少一个导向面(11)的支撑区域。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于旋入式刀具(1)的具有刀架体的刀架(2)，该刀架体包括具有内螺纹(7)的接纳孔(6)和具有用于位置精确地在刀架(2)中接纳旋入式刀具(1)的至少一个第一导向面(11)和第二导向面(15)的支撑区域，其特征在于，所述刀架体包括接纳部件(8)和被固定在接纳部件(8)上的导向部件(9)，在该导向部件上设有支撑区域，其中，导向部件(9)在前端部上包括台阶部(12)，该台阶部至少具有第二导向面(15)，在所述台阶部上设有后部贴靠面(13)，该后部贴靠面用于贴靠在接纳部件(8)的前端面(14)上，并且内螺纹(7)布置在接纳部件(8)中，其中，所述导向部件(9)包括第一导向面(11)和第二导向面(15)，所述第一导向面(11)和第二导向面(15)设计为具有不同锥角的锥面，在所述接纳孔(6)的内端部上设有具有用于旋入式刀具(1)的内贴靠面(16)的另外的支撑区域。 |
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| 说明书全文 | 用于包括具有外螺纹的刀柄的刀具的刀架技术领域[0001] 本发明涉及一种用于旋入式刀具的刀架/刀夹和一种具有这种刀架的刀具装置。 背景技术[0002] 从WO 2006/033617 A1已知一种具有旋入式刀具和用于该旋入式刀具的刀架的刀具装置。刀架由一件式的空心圆柱体形的基体构成，在基体中设有具有内螺纹的接纳孔。在基体中设有导向面，该导向面用于居中地并位置精确地接纳旋入式刀具。 [0003] 然而这种类型的刀架存在的危险是，在旋入式刀具的换入和换出时会损坏或磨损导向面，由此破坏精确性。在必要时必须更换整个刀架。 发明内容[0004] 本发明的目的是，实现开头所述类型的刀架和具有这种刀架的刀具装置，所述刀架和刀具装置能够实现位置精确地并可重复地接纳并夹持旋入式刀具且具有更长的使用寿命。 [0005] 该目的通过根据本发明的刀架和根据本发明的刀具装置实现。本发明还涉及适当的改进方案和有利的实施形式。 [0006] 本发明的一方面涉及一种用于旋入式刀具的具有刀架体的刀架，该刀架体包括具有内螺纹的接纳孔和具有用于位置精确地在刀架中接纳旋入式刀具的至少一个第一导向面和第二导向面的支撑区域，其特征在于，所述刀架体包括接纳部件和被固定在接纳部件上的导向部件，在该导向部件上设有支撑区域，其中，导向部件在前端部上包括台阶部，该台阶部至少具有第二导向面，在所述台阶部上设有后部贴靠面，该后部贴靠面用于贴靠在接纳部件的前端面上，并且内螺纹布置在接纳部件中。 [0007] 本发明的另一方面涉及一种具有旋入式刀具和刀架的刀具装置，其特征在于，所述刀架根据本发明设计。 [0008] 在根据本发明的刀架中，刀架体由接纳部件和被固定在接纳部件上的导向部件构成，在该导向部件上设有具有至少一个导向面的支撑区域。通过导向部件能够实现接纳部件的加固。此外，通过刀架体的两件式的结构可以在接纳部件和导向部件之间形成微滑动，从而可以阻尼或吸收振动。 [0009] 导向部件的功能是在刀架中位置精确地接纳旋入式刀具，在一个优选实施方案中，所述导向部件被以能够拆卸的方式固定在接纳部件上，从而能够在需要时进行简单更换。即使在导向面损坏时，刀架也可以在简单更换导向部件之后继续使用。 [0010] 接纳部件优选由硬质合金或其它脆的和硬的材料制成，而可更换的导向部件由钢或其它坚韧的材料制成。由此刀架可以设计得坚固，而且在导向区域中仍然对碰撞不敏感。通过导向部件的较大的弹性可以阻尼振动，并且更好地补偿误差。此外，旋入式刀具可以通过更高的紧固力旋入刀架中，从而改善精确性。然而接纳部件也可以由重金属、具有振动阻尼性能的不同的合金或由塑料制成，尤其是由纤维复合材料制成。 [0011] 在一个尤其适宜的实施方案中，在导向部件上通过第一导向面和第二导向面构成支撑区域。由此能够在刀架中实现双重导向和旋入式刀具的更精确的定位。在此，第二导向面不必须设置在导向部件上。第二导向面也可以是接纳部件的组成部分。 [0012] 第一导向面和第二导向面可以以适宜的方式设计为具有不同锥角的锥面。由此实现了具有双锥的支撑区域，其相对于平坦贴靠部或直的贴靠面能够实现增大的支承面以及改善的定心效果和支撑效果。两个导向面可以用于径向和轴向的定位，然而也可以平行或垂直于导向部件的纵轴延伸。 [0013] 在导向部件上的邻近于旋入式刀具的刀具头部的第一导向面和旋入式刀具的与该第一导向面相对应的第一贴靠面优选具有在140°和179°之间的相对大的锥角。在此，170°的锥角被证明是有利的。在导向部件上的第二导向面和在旋入式刀具上的对应的第二贴靠面优选具有在90°和1°之间的相对小的锥角。在此，10°的锥角被证明是有利的。这种双锥的优点是，在刀架上的扩张力强烈减小时，小的锥角实现了旋入式刀具的很好的定心，而且大的锥角实现了附加的定心。锥角可理解为通过锥形的导向面形成的锥的开口角度。 [0014] 导向部件可以适宜地被压装在接纳部件上，被收缩装配在接纳部件上或通过螺纹连接与该接纳部件相连。由此，导向部件被牢固地保持在接纳部件上，但是可以按照需要简单更换。然而导向部件和接纳部件也可以用其它适合的方式以能够拆卸的或固定的方式彼此连接。导向部件可以设计为一件式或多件式。例如在两件式的实施方案中，导向部件可以在前面的接纳区域中由坚韧的材料、优选由钢制成，而在后面的区域中由其它的材料、例如由纤维复合材料制成。 [0015] 导向部件可以被插在接纳部件前端部上的圆柱形部段上，并可以包括具有后部贴靠面的台阶部，该后部贴靠面用于贴靠在接纳部件的前端面上。但是导向部件也可以通过锥连接方式与接纳部件相连。 [0016] 优选地，内螺纹布置在后部接纳部件中并可以设计为锥形的内螺纹。但是内螺纹也可以设计为圆柱形的内螺纹。 [0017] 此外，本发明涉及一种具有旋入式刀具和如前所述的刀架的刀具装置。旋入式刀具适宜地包括至少一个贴靠面，用于贴靠在刀架的前部导向部件上的至少一个导向面上。 [0018] 在另一个有利的实施方式中，在刀架的接纳孔的内端部上和对应地在刀柄的后端部上设有另一个支撑区域，所述支撑区域具有内贴靠面，用于贴靠在刀柄后端部上的支撑面。在刀柄后端部上的支撑面可以设计为例如球形，而所对应的另外的在刀架上的支承面可以设计为圆柱形支承面。通过球形的贴靠区域和圆柱形的支承面使得在该区域中在旋入式刀具和刀架之间只实现部分的接触。适宜地，刀柄在支撑面区域中相对于圆柱形贴靠面具有过盈尺寸，从而在该第二支撑区域中的预应力不取决于旋入深度。但是也还可设想另外的支撑区域的其它设计方案。从而可以在刀具和刀架上也以任意组合的形式设置球形、锥形或圆柱形的贴靠面或支承面。 [0019] 梯形螺纹或矩形螺纹被证明尤其适合于外螺纹和对应的内螺纹。然而螺纹也可以设计为三角螺纹、圆螺纹、锯齿形螺纹或类似的形式。 [0020] 为了简化旋入式刀具的制造，可以在刀柄上设置夹具凹槽(Greiferrille)，用于夹紧旋入式刀具。例如夹紧装置的钳式夹具元件可以嵌接在夹具凹槽中以用于在刀架中夹紧刀具。在借助于夹具凹槽夹紧时，刀具和刀具架可以配有扭转止动器。附图说明 [0021] 从接下来根据附图对优选实施例的描述中得到本发明的其它特点和优势。附图示出： [0022] 图1在纵向剖面图中示出刀架和旋入式刀具； [0023] 图2在透视图中示出图1的刀架和旋入式刀具； [0024] 图3在剖面图中示出刀架和旋入式刀具的第二实施例； [0025] 图4在剖面图中示出刀架和旋入式刀具的第三实施例；和 [0026] 图5在剖面图中示出刀架和旋入式刀具的第四实施例。 具体实施方式[0027] 在图1和2中示出具有旋入式刀具1和对应的刀架2的刀具装置的纵向剖面图和透视图。在此，旋入式刀具1包括设计为球头铣刀的刀具头部3和具有外螺纹5的刀柄4。归属于旋入式刀具1的刀架2包括刀架体，在所述刀架体中设有具有内螺纹7的接纳孔6。内螺纹7配合旋入式刀具1的外螺纹5用于旋紧该旋入式刀具。 [0028] 刀架2的刀架体包括空心圆柱形的后部的接纳部件8和被以能够拆卸的方式固定在接纳部件8上的前部的导向部件9。在后部的接纳部件8中布置有内螺纹7。例如套筒形的前部的导向部件9可以被压装或收缩装配在后部的接纳部件8上。后部的接纳部件8优选地由硬质合金制成，而套筒形的前部的导向部件9优选地由钢制成。为了位置精确地接纳旋入式刀具1，套装在接纳部件8前端部上的圆柱形部段10上的导向部件9在其前端侧上具有第一导向面11。此外，导向部件9在前端部上具有台阶部12，在所述台阶部上设有后部的贴靠面13，用于贴靠在接纳部件8的前端面14上，还设有第二导向面15，用于引导旋入式刀具1。 [0029] 在附图示出的实施例中，刀架2的接纳孔6包括向内部锥形逐渐变细的前部区域和圆柱形的内部区域，其中，该前部区域具有同样为锥形的内螺纹7，该内部区域具有圆柱形的内部贴靠面16。 [0030] 在示出的实施方案中，旋入式刀具1的刀柄4向后方成锥形地延伸，且外螺纹5同样设计为锥形。在刀具头部3和外螺纹5之间设有第一支撑区域，该第一支撑区域具有第一贴靠面17，用于贴靠在导向部件9的第一导向面11上，该第一支撑区域还具有第二贴靠面18，用于贴靠在导向部件9内部的第二导向面上。导向部件9上的第一导向面11和第二导向面15以及旋入式刀具1上的对应的第一贴靠面17和第二贴靠面18优选地设计为具有不同锥角的锥面。由此实现了具有双锥的支撑区域，其相对于平坦贴靠部或直的贴靠面能够实现增大的支承面以及改善的定心效果和支撑效果。 [0031] 在图1和2中示出的实施方案中，旋入式刀具在第一贴靠面17上具有170°的锥角，而在第二贴靠面18上具有10°的锥角。导向部件11上的对应的导向面11和15具有对应的锥角。所述类型的双锥的优点是，小锥角实现了旋入式刀具在刀架中好的定心性，而大锥角在刀架上能够实现附加的定心并能够强烈减小扩张力。此外，通过锥形的第一贴靠面提高了刀具的刚性，因为在径向负载下刀具不会像在平坦的贴靠面的情况下那样滑离。旋入式刀具1的外螺纹5和刀架2上对应的内螺纹7设计为具有不同的螺纹啮合角的梯形螺纹。外螺纹5和内螺纹7然而也可以有其它的螺纹形式。 [0032] 具有圆柱形贴靠面16的另一个支撑区域位于接纳孔6的内端部上，刀柄4的后端部上的球形或修圆的外支撑面19贴靠在所述圆柱形贴靠面上。通过旋入式刀具1的另外的支撑区域实现了在刀架2内部的对旋入式刀具1的进一步的引导。球形或修圆的支撑面19的作用是在此区域中在旋入式刀具1和刀架2之间只有部分接触。适宜地，刀柄4在支撑面19的区域中相对于圆柱形贴靠面16具有过盈尺寸，使得预应力在该第二支撑区域中不取决于旋入深度。 [0033] 为了简化旋入式刀具的制造，可以在刀柄4上设计一个夹具凹槽20以用于夹紧旋入式刀具。例如夹紧装置的钳式夹具元件可以嵌接在夹具凹槽中以用于夹紧刀具。 [0034] 在图3中示出具有旋入式刀具1和附属的刀架2的刀具装置的另一个实施例。在此，旋入式刀具1具有圆柱形的刀具头部3和带有外螺纹5的刀柄4。附属于旋入式刀具1的刀架2包括刀架体，所述刀架体包括此处设计为螺纹套的空心圆柱体形的接纳部件8和被以能够拆卸的方式固定在接纳部件8上的套筒形的导向部件9。空心圆柱体形的接纳部件8包括一个具有两个沿轴向相互间隔的支撑区域21的圆柱形部段10，在示出的实施方案中所述支撑区域设计为外螺纹部段。配有内螺纹22的套筒形导向部件9通过所述外螺纹部段旋紧和支撑在圆柱形部段10上。在示出的实施方案中在圆柱形部段10的前部分和后部分中布置的支撑区域21也可以在部段10的长度上自由分布。在附图中，支撑区域21闭合环形地围绕接纳部件布置，然而也可以设计为分段或类似形式。接纳部件8在一端部上具有带有内螺纹7的接纳孔6，而在另一端部上具有内六角形部件23。设计为螺纹接头的接纳部件8可以由重金属或硬质合金、具有振动阻尼性能的不同的合金以及由塑料制成，尤其是由纤维复合材料制成。 [0035] 在此实施方案中，导向部件9在其前端侧上也具有第一导向面11，以用于位置精确地接纳旋入式刀具1。此外，导向部件9在前端部上包括台阶部12，在该台阶部上设有第二导向面15，以用于引导旋入式刀具1。 [0036] 如在图1和2的实施形式中那样，在图3中示出的实施例中，刀架2的接纳孔6包括向内部锥形逐渐变细的前部区域和圆柱形的内部区域，其中，该前部区域具有同样为锥形的内螺纹7，该内部区域具有圆柱形的内部贴靠面16，刀柄4的后端部上的球形或修圆的外支撑面19贴靠在所述内部贴靠面上。 [0037] 在图3的实施方案中，旋入式刀具1的刀柄4也向后方成锥形地延伸，且外螺纹5同样设计为锥形。在刀具头部3和外螺纹5之间设有第一支撑区域，该第一支撑区域具有第一贴靠面17，用于贴靠在导向部件9的第一导向面11上，该第一支撑区域还具有第二贴靠面18，用于贴靠在导向部件9内部的第二导向面上。导向部件9上的第一导向面11和第二导向面15以及旋入式刀具1上的对应的第一贴靠面17和第二贴靠面18优选地设计为具有不同锥角的锥面。由此实现了具有双锥的支撑区域，其相对于平坦贴靠部或直的贴靠面能够实现增大的支承面以及改善的定心效果和支撑效果。 [0038] 在图4中示出的实施例与根据图3的实施方案只有如下区别：导向部件9设计为具有用于接纳在机床的工作主轴中的接口的刀架体的形式。在示出的实施方案中，导向部件9设计为例如HSK刀架体，该刀架体具有锥形的前部接纳区域24、圆柱形的中间区域25和带有用于接纳在机床的工作主轴中的锥形外部夹紧面27的锥形后部接纳区域26。导向部件9也可以设计为两件式或由多于两部分组成。因此，导向部件9例如可以在前部的接纳区域中(即包括螺纹或绕螺纹的区域)由坚韧的材料、优选为钢制成，并且在后部区域中由任意其它材料、例如纤维复合材料如CFK制成。也可以在刀架体上设置SK-，JIS，BT-，ABS-，Capto-或其它适合的接口代替HSK-接口。设计为螺纹接头的空心圆柱形接纳部件8对应于图3的实施方案，并和在此设计为刀架体的导向部件9旋紧。 [0039] 图5示出刀具装置的另一个基本上相当于图3的实施方案的实施例。与图3的实施方案不同的是，在导向部件9的外侧上布置有具有用于将冷却剂引导到刀具1外侧的内部冷却剂通道29的套筒28。冷却剂通道29在背面闭合，且在面向刀具1的正面打开，并如此构造，使得导入到套筒28的冷却剂通道29中的冷却剂能够被引导到工件和刀具之间的切削区域。为了将冷却剂导入冷却剂通道29中，在接纳部件8中布置有从中央输入通道30分支并引导到接纳部件8外侧的第一横向孔31，以及在导向部件9中布置有与第一横向孔31对齐并通入套筒28的冷却剂通道29中的第二横向孔32。在所示实施方案中分别设有两个直接相对置的横向孔31和32。然而当然也可以相应只存在一个或两个以上的在周向上分布的横向孔31和 32。在其他方面这种实施方案对应于图3的实施方案设计，其中，相互对应的部件标注相同的附图标记，对其的详细说明可参考关于图3的描述。 [0040] 在图5中示出的实施方案中，中央输入通道30在接纳部件8中设计为贯通通道，所述通道终止于接纳孔6的端部处的分流空间33中。由此冷却剂也可以一直到达刀具的旋紧区域。所述旋紧区域通过旋入的刀柄闭合或者冷却剂可以通过在刀具中附加的冷却孔到达其刀具头部。然而输入通道30不必须到达旋紧区域。该输入通道也可以事先在这种情况下终止于位于更后方的横向孔31，该横向孔则不连接于旋紧区域。由此可以防止，冷却剂或润滑剂到达旋紧区域。 [0041] 本发明不受前面描写的和在附图中示出的实施例所限制。而例如可以在刀架中也设置插入衬套。这种插入衬套也可以包括螺纹或导向面。通过选择适合于插入衬套的材料可以实现振动阻尼。此外通过不同的插入衬套可以使刀具固定装置适合于接纳不同几何形状的刀具。插入衬套可以由一个部件或多个部件组成，所述部件也可以由不同材料制成。 |
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