CN101218059A - 刀头 - Google Patents

Abstract

刀头(2)包括盘状的刀架(4)以及多个具有刀柄(20)的杆状刀具(6)。盘状的刀架(4)具有多个刀座(10)，杆状刀具(6)的刀柄(20)插入到这些刀座中。刀柄(20)具有弓形的横截面。为了实现将杆状刀具(6)简单且可靠地固定在刀座(10)中，与杆状刀具(6)互补的刀座(10)具有一弓形的横截面，从而杆状刀具(6)以其刀柄(20)分别精确配合地插入到刀座(10)中。仅仅通过挤压杆状刀具(6)的夹紧螺钉(22)实现力锁合的固定。

Description

刀头

技术领域

本发明涉及一种具有一盘状的刀架的刀头，包括多个刀座以及多个带有刀柄的杆状刀具，这些杆状刀具通过其刀柄插入到刀座中，并且它们的刀柄具有弓形的横截面。

背景技术

这种用于与斜锥齿轮啮合的刀头由DE 101 12 165 B4已知。这里所述的刀架具有刀座，刀座的横截面几何形状由一个半圆和一个棱形组成。半圆形的横截面几何形状用于容纳一杆状刀具。棱形的横截面几何形状用于将夹紧楔插入其中，借助于夹紧楔将杆状刀具固定。为了固定夹紧楔，此外设有夹紧螺钉。

EP 0 813 927 A2披露了一种设有圆柱形刀座的刀头，刀座用于容纳基本为圆形的刀柄。为了固定这些圆形的刀柄，在刀头中近乎沿着径向开设有孔，这些孔近乎在刀座的切线区域与刀座交叉。在这些孔中插入拉深的或冲制的楔件。

在US 6,632,050 B2中记载了刀头的另一种形式，其中使用了在两侧整平的杆状刀具。这些杆状刀具通过夹紧楔固定在圆形刀座中，夹紧楔从刀头的前侧倾斜地朝向轴向插入。

在所引述的现有技术中普遍存在的问题是，在所有的设计中都要使用附加的夹紧楔，这要求很高的结构成本。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种开头部分所述类型的刀头，其具有特别简单的结构，此外可确保杆状刀具可靠地安装在刀座中。

本发明的目的通过具有权利要求1的特征的刀头得以实现。据此，与刀柄互补的刀座在形成弓形的横截面，从而杆状刀具通过其刀柄分别精确配合地置于刀座中。

这种设计可以实现以特别简单且有效的方式制造杆状刀具或者将杆状刀具固定在刀座中。为了制造杆状刀具，只需硬质合金圆杆，其圆形横截面通过简单的加工过程例如磨削被整平，从而杆状刀具的刀柄具有整平的外侧面。也可在制造技术上非常简单地实现刀座的互补的结构。通过杆状刀具精确配合地形锁合地插到刀座中，可以实现杆状刀具防扭转地置于规定的精确位置上。可见这种设计的一个特殊优点在于，无需也不必设置用于将杆状刀具定向在规定的角位置上的调整元件，例如楔件等。仅仅通过对相应的刀座的高精度的构造和定向来实现高精度地加工工件所需要的在规定的角位置的精确定向。杆状刀具只需分别再插入到刀座中即可，而无需其它的调节过程。只需对杆状刀具的轴向位置进行调节。此外特别是就多个杆状刀具而言，刀座的弓形横截面允许有利地构造刀架的设置在两个相邻的刀座之间的桥形件或材料桥。

总之，可以通过如下方式特别简单的构造构成一适于高精度加工工件的刀头，即弓形横截面的刀柄区域形锁合地与高精度构造的刀座适配，而无需使用其它调整元件。无论是对杆状刀具的制造，还是对简单的、盘状的、由一个块件制成的刀架的制造，以及将杆状刀具安装在刀座中，都非常简单并由此成本低廉。特别是也可以非常快速且简单地更换被锁紧的杆状刀具。

优选刀具的弓形横截面历经的角度范围的中心角＞180°。中心角是在圆的圆心中的角度，经由该角度确定弓形的圆弧。较大的中心角得到刀柄的较长的圆弧或较大的横截面，因此出于稳定原因，较大的中心角是优选的。也就是说，杆状刀具的稳定性要保持相对地高。此外，中心角大的角度范围具有长的圆周面，长的圆周面保证在刀座中的良好的配合并将提供大的接触面。

优选中心角位于220°和270°之间的范围内。研究表明，这种杆状刀具的特征在于特别高的稳定性，同时具有高的抗扭转性。

根据一种优选的设计，刀座采用蚀刻方法(Erodierverfahren)来构造。蚀刻方法通过借助一序列电荷去除材料而提供很高的造型精度。所希望的切削形状被存储起来，然后机床自动地切削出预先给定的形状。因此可以以特别高的精度自动地加工出复杂的倾斜的或锥形的切口和孔，这对于杆状刀具在刀座中的固定和精确配合来说非常重要。

根据一种优选的设计，为了固定相应的杆状刀具，设有至少一个夹紧螺钉，该夹紧螺钉基本上径向于盘旋转轴线拧入到刀架中。刀柄借助夹紧螺钉夹紧并防止轴向滑动。

根据另一种优选的设计，相应的杆状刀具仅仅通过夹紧螺钉力锁合地固定在刀座中。因此利用简单的常见的机构即可实现将杆状刀具可靠地固定在刀座中。夹紧螺钉直接挤压刀柄，并且省去了夹紧螺钉和刀柄之间的各种调整元件，例如夹紧楔。作为对直接的力传递的替代方案，可以借助带有或不带有阻尼特性的夹紧件进行间接的力传递，该夹紧件被构造在夹紧螺钉和刀柄之间并将夹紧件所形成的力不偏转地传递到刀柄上。

刀柄有利地具有夹紧面，夹紧螺钉作用到该夹紧面上。夹紧面是整平的，从而夹紧螺钉不会呈点状地，而是呈面状地起作用。此外，夹紧面延伸经过刀柄的长度，从而额外地确保了在对杆状刀具在刀座中的垂直位置进行不同的调节时与夹紧螺钉的面接触。

最好使夹紧面倾斜于杆状刀具的纵轴线，并且夹紧面与该纵轴线的夹角＜5°，特别是约为1°。利用对夹紧面的倾斜构型可以实现楔作用。在杆状刀具的大的轴向载荷时，在插入时会存在杆状刀具较深地滑到刀座中的风险。为了避免这种风险，杆状刀具的横截面朝向其刀尖逐渐变宽，由此确保杆状刀具在刀座中的轴向位置，同时通过夹紧螺钉力锁合地固定。

根据一种优选的设计，刀座的弓形面具有弧段，弧段的半径略小于其余弓形面的半径。由此该弧段除了刀座的整平的侧面之外还形成了用于刀柄的第二规定的接触面。通过该接触面确保杆状刀具在刀架中的精确的径向定位或校准。

其中合乎目的的使弧段历经的角度在45°和90°之间，特别是在大约60°的范围内。此外弧段优选以如下方式设置，即弧段并非直接与刀座的整平的侧面邻接，而是在弧段和整平的侧面之间设有半径较大的另一弧段。其中该另一弧段历经的角度合乎目的地约为5°至30°，特别是约为15°。通过这种构造以有利的方式实现了刀柄的夹紧螺钉作用在其上的夹紧面、刀座的整平的侧面以及弧段形成三个接触面或夹紧面，这三个接触面或夹紧面相互间夹成三角形的面。因此，夹紧螺钉所施加的夹紧力特别均匀地既传递到弧段上，又传递到整平的侧面上，由此实现对杆状刀具的规定的定向。

附图说明

下面对照附图详细地说明本发明的实施例。图中示意地示出：

图1为由刀架和多个杆状刀具构成的刀头的立体图；

图2为根据图1的刀架的俯视图；

图3示出借助各两个夹紧螺钉固定连接杆状刀具的两个实施方式；

图4为弓形刀座的俯视图；和

图5为夹紧在刀座中的杆状刀具的横剖视图。

图中起相同作用的部件标有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出一刀头2，它由盘状的一体的刀架4和多个杆状刀具6构成。刀架4可围绕盘旋转轴线A旋转。刀架具有带有多个刀座10的加工面8，杆状刀具6容纳到刀座中。盘旋转轴线A穿过刀架4的中点M延伸。刀座10成对地呈环状地围绕盘状刀架4的中点M设置。刀座10采用蚀刻方法构造并具有弓形横截面。此外刀架4具有一圆周面12，在该圆周面上开设两排固定孔14，这些固定孔大致沿着盘旋转轴A的径向伸展。其中下排固定孔直接设置在上排固定孔的下面，由此形成分别由两个固定孔14构成的柱16。柱16的数量相应于刀座10或杆状刀具6的数量。每个柱16的两个固定孔14都沿着相同的方向伸展。

杆状刀具6插入到刀座10中。只有弧形刀尖18伸出到加工侧面8的平面上方。相应的杆状刀具6的刀柄20(见图3)按照弓形横截面来构造。刀柄20和刀座10的大小和形状这样地相互配合，从而刀柄20精确配合地插入到刀座10中并且贴靠在刀座10的壁上。其中各个杆状刀具6彼此相同地构造。

图2是根据图1的盘状刀架4的加工侧8的俯视图，其中示出固定孔14的投影。圆形状地围绕刀架的中点M分别设置多个具有弓形横截面的刀座10。所有刀座10的大小和形状都相同，但它们成对地相互偏移和偏转，即它们到中点M的距离不同并且与盘状刀架4的径向方向的夹角不同。以通道形式构造的两个固定孔14基本径向地从圆周面12朝向每个刀座10延伸。每个固定孔14都用于容纳夹紧螺钉22(见图3)，夹紧螺钉被设置用于对插入到刀座10中的杆状刀具6进行固定。

图3中示出两对夹紧螺钉22，它们挤压每个杆状刀具6的刀柄20。每个杆状刀具6的刀柄20都具有圆心角约为255°的弓形横截面。因此刀柄20具有圆的侧面24和整平的侧面26。刀尖18呈楔形。圆的侧面24具有整平的且沿刀柄20的长度延伸的夹紧面28。夹紧面28相对于杆状刀具6的纵轴线倾斜，并且与该纵轴线的夹角＝1°，从而实现楔作用并且杆状刀具6在轴向应力下不会较深地滑入到刀座10中。通过这种构造夹紧面28朝向刀尖18逐渐变窄，从而夹紧面构造成三角形。

在夹紧面28上实现每对夹紧螺钉22和杆状刀具6之间的接触。每个夹紧螺钉22都为两件式地构成，并且通常具有一个螺纹部分30和一个螺栓部分32。借助螺纹部分30，夹紧螺钉22拧入到固定孔14中。于是夹紧螺钉22如此长地拧入到固定孔14中，直到螺栓部分32挤压到夹紧面28为止，由此夹紧螺钉22朝刀座10的壁夹紧。在这种情况下，无需夹紧闸块或夹紧楔形式的连接件，该连接件将会传递夹紧螺钉22的力，而是实现在夹紧螺钉22和杆状刀具6之间的直接的力锁合的连接。

作为替代方案，两个螺纹部件30通过一个共同的夹紧块34挤压夹紧面28。在这种情况下不同于具有两个螺栓部分32的实施方式，夹紧螺钉22的力经由该共同的夹紧块34无偏转地传递到夹紧面28上。

图4示出具有圆的侧面24a和整平的侧面26a的弓形刀座10。圆的侧面24a历经的角度范围的圆心角α约为255°。

刀座10是盘状刀架4中的采用线材蚀刻方法构造的凹槽。借助线材蚀刻可以对所有导电材料进行加工，并且避开了在加工高强度工件时在切削加工中出现的困难。为了构造每个刀座10，首先在盘状的刀架4上制出两个孔36，由此线材可以穿过盘状的刀架4。机床通过沿着预先给定的距离牵引线材，从孔36中精确地切削出希望的形状。

在根据图5的实施例中，刀柄20插入到刀座10中并且借助夹紧螺钉22固定。在该实施例中，刀柄20的圆的侧面24的半径R为8mm。与此不同，刀座10的圆的侧面24a的半径R₁较大，例如为8.1mm。只在中间的弧段38内设有等于半径R的半径R₂，在该实施例中即为8mm。

在该实施例中，从整平的侧面26的中点N起，弧段38的角度β约为60°。对弧段38的定位应使其在旁侧与邻接整平的侧面26a的另一弧段40连接。从中点N观察，该另一弧段38历经的角度γ约为15°。

由于在弧段38之外半径R₁大于半径R例如约1％，所以刀柄20只贴靠在弧段38上。

在将刀柄20固定在刀座10中时，夹紧螺钉22将一力施加到刀柄20的夹紧面28上。刀柄20沿着该力的方向被挤压，直到它通过其整平的侧面26固定地贴靠在刀座10的相应的整平的侧面26a上且通过其圆的侧面24的一部分贴靠在弧段38上。因此刀座10的整平的面26a和弧段38是其上作用有夹紧螺钉22的矢量分力的两个基面，从而杆状刀具6不可移动并且可靠地夹紧在刀座10中规定的位置上。

因此通过根据图5的构造，通过弧段38预先给定用于刀柄20的规定的接触面，该接触面确定了相应的刀柄20在刀架4中的径向位置。因此，通过精确地构造弧段38，在刀座10插入到刀架4中时，相应的杆状刀具6被校准到预先给定的切削圆上，该切削圆由各个杆状刀具6确定。为了高质量地加工工件，杆状刀具6的各个刀尖必须同样精确地位于一个共同的切削圆上，或者在与斜锥齿轮啮合的应用情况下，刀尖必须交替地靠触在内切削圆上和外切削圆上。

Claims (11)

1.一种具有盘状的刀架(4)的刀头(2)，包括多个刀座(10)以及多个带有刀柄(20)的杆状刀具(6)，所述杆状刀具以其刀柄(20)插入到所述刀座(10)中，并且其刀柄(20)形成弓形的横截面，其特征在于，与所述刀柄(20)互补的刀座(10)形成一弓形的横截面，从而所述杆状刀具(6)以其刀柄(20)分别精确配合地置于所述刀座(10)中。

2.如权利要求1所述的刀头(2)，其特征在于，所述弓形面历经的角度范围＞180°。

3.如权利要求2所述的刀头(2)，其特征在于，所述弓形面历经的角度范围在220°和270°之间。

4.如前述权利要求中任一项所述的刀头(2)，其特征在于，所述刀座(10)通过蚀刻方法构造。

5.如前述权利要求中任一项所述的刀头(2)，其特征在于，为了固定相应的杆状刀具(6)设有至少一个夹紧螺钉(22)，该夹紧螺钉基本上径向于盘旋转轴线(A)旋入到所述盘状的刀架(4)中。

6.如权利要求5所述的刀头(2)，其特征在于，所述相应的杆状刀具(6)仅通过所述夹紧螺钉(22)力锁合地固定在所述刀座(10)中。

7.如权利要求5或6所述的刀头(2)，其特征在于，所述杆状刀具(6)具有夹紧面(28)，所述夹紧螺钉(22)作用到该夹紧面上。

8.如前述权利要求中任一项所述的刀头(2)，其特征在于，所述夹紧面(28)倾斜于所述杆状刀具(6)的纵轴线，并且该夹紧面与该纵轴线的夹角()＜5°，特别是约为1°。

9.如前述权利要求中任一项所述的刀头(2)，其特征在于，所述刀座(10)在其弓形面上具有弧段(38)，该弧段的半径(R2)略小于其余弓形面的半径(R1)。

10.如权利要求9所述的刀头(2)，其特征在于，所述弧段(38)历经的角度(β)在45°和90°之间，特别是在约60°的范围内。

11.如权利要求9至11中任一项所述的刀头(2)，其特征在于，在所述弧段(38)的旁侧连接有另一弧段(40)，该另一弧段与所述刀座(10)的整平的侧面(26)邻接并且其历经的角度(γ)在5°和30°之间。

Images