CN101405102A - 具有内置芯片的切削刀具、芯片保持器和安装器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种芯片保持器(14)和用于在切削刀具本体中安装芯片保持器的安装器件(15)。芯片保持器(14)包括阳螺纹(18)以及一个或者更多贯通凹部、适当的为周边凹部，所述凹部目的在于容纳被包括在安装器件(15)中的扭矩传递指状件(26)，以及允许冷却液体通过在刀具本体中形成的孔流过，所述芯片保持器被置于所述孔中。所述安装器件(15)则包括一个或者更多扭矩传递指状件(26)，所述指状件具有锁钩(26)，以在安装时暂时地夹紧芯片保持器。另外，本发明涉及一种安装有芯片保持器的切削刀具单元。

Description

具有内置芯片的切削刀具、芯片保持器和安装器件
技术领域
在第一方面，本发明涉及一种切削刀具单元，一方面，该切削刀具单元包括具有孔的刀具本体，该孔形成有具有不同直径并且通过肩台表面轴向间隔开的两段，其中较窄的一段包括阴螺纹，另一方面，该切削刀具单元包括信息携带芯片，该信息携带芯片利用定位装置安装在孔的窄段中。
在其它方面，本发明还涉及一种用于这种切削刀具本体的芯片保持器，以及一种用于在切削刀具本体中安装芯片保持器的安装器件。
背景技术
首先，在金属工件的切削或者去屑加工的现代技术中，利用包括大量的、具有不同性能和不同工作任务的刀具和刀具本体的刀具系统。这可以是大约完整的车削、铣削和钻削刀具，以及各个刀具本体，它们与其它刀具本体(例如适配器和延伸零件)联接到一起，从而形成完整的刀具。为此目的，各个刀具本体形成有联接部件，该联接部件被包括在对于整个刀具套组共用的通用联接系统中，例如，所述联接部件具有能够以商标COROMANT CAPTO
Figure A20078000937900041
在商业上获得的类型。在这方面，还应该提及的是不同的刀具本体通常形成有通孔，其中具有用于接合上述联接零件的阴螺纹。也可以利用孔以向刀具的工作切削刀片供应冷却液体或者冷却流体，并且目的在于冷却和/或润滑工作切削刀片。不同刀具本体在其非工作状态下被存储在邻近于有关加工机床的至少一个刀具箱中，并且当要将它们安装于机器中以用于工作运行时，利用刀具更换器将它们从刀具箱分别取出。在完成工作之后，该刀具更换器还将所述刀具本体重新存放到刀具箱中。为了可以区分不同的刀具本体，并且为了保持对各个刀具本体状态的控制，信息携带芯片被内置于所述刀具本体中。更加准确地，所述芯片通过引入的方式被安装在孔的阴螺纹中。
现有技术
以前，已经利用两个设有螺纹的垫圈来实现芯片安装，其中一个垫圈用作芯片的止挡件，而另一个用作芯片的锁定部件。因此，第一垫圈被拧入具有阴螺纹的孔的窄段中一定距离，除此之外，芯片还利用随后的锁紧垫圈而被固定或者锁定到阴螺纹上。然而，由于多种原因，这种安装技术是不当的和有问题的。因此，重要的是芯片在孔中被定位在预定位置中，这是因为否则的话将产生读取芯片信息困难的问题，这是因为读取芯片信息是利用置于邻近于机器的预定位置中的读取器执行的。因此，在实践中，芯片应该紧邻在孔的窄段和宽段之间的肩台定位，然而不会从肩台表面突出。因为内部孔从刀具本体外侧不可见，因而决定芯片在孔中的最终的轴向位置的第一止挡垫圈的拧入是繁琐的并且难以掌握的。因此，发生了止挡垫圈被拧入得太深且因此将芯片定位在错误位置中。已知安装技术的另一个缺点在于：不仅两个垫圈需要，而且芯片也需要中央孔，以允许冷却液体通过刀具本体。然而，因为孔的窄段具有有限的横截面面积，因而构造具有理想宽度的孔的芯片和垫圈的可能性受到限制。因此，芯片制造商不得不限制中央孔的尺寸，以使孔的横截面面积变得小于供冷却液体从中被供应到刀具本体的出口的横截面面积。换言之，芯片和附属的垫圈对于冷却液体通过刀具本体的自由流动来说构成了障碍。
发明内容
本发明的目的和特征
本发明的目的在于解决上述问题，更加确切地说，本发明通过提供一种新的芯片保持器，以及用于在刀具本体中安装这种芯片保持器的便利的安装器件解决上述问题。因此，本发明的主要目的在于提供一种芯片保持器，该芯片保持器允许在准确的、预定的位置中以可靠方式定位信息携带芯片，在所述位置中，外部读取器能够以清楚的和可靠的方式读取芯片信息。另一目的在于提供一种芯片保持器，该芯片保持器具有使得冷却液体流经的良好性能，从而以此方式减轻或者消除了芯片的流动阻碍效应。再一个目的在于提供一种芯片保持器，该芯片保持器的制造简单并且廉价，并且增加了以最佳方式构造适当芯片的自由度。所述芯片保持器还利用便利的安装器件而容易地被安装。
利用在独立权利要求2中限定的芯片保持器实现了至少所述的主要目的。在从属权利要求3-7中进而限定了根据本发明的芯片保持器的优选实施例。
本发明的目的还在于提供一种便利的安装器件，用于安装根据本发明的芯片保持器。在这方面，本发明的主要目的在于提供一种器件，该器件以绝对可靠的方式保证芯片保持器在冷却液体孔的窄段中获得准确的、预定的位置。另一目的在于提供一种安装器件，该安装器件允许简单、快速并且令人舒适的安装芯片保持器，尽管存在芯片保持器从刀具本体外侧不可见的事实。根据本发明，利用在独立权利要求8中限定的安装器件达到了所述目的。在从属权利要求9-11中进而限定了安装器件的优选实施例。
根据本发明的芯片保持器可以不仅作为独立产品出现，而且也可作为切削刀具单元的一个部分存在，所述切削单元具有如下类型，即该切削单元包括刀具本体以及内置于其中的芯片，刀具本体包括附属的芯片保持器。因此，以此方式制造的切削刀具单元是独立权利要求1的主题。
本发明基本思想的简述
本发明是基于以下思想：在单独的保持器或者本体中容纳信息携带芯片，所述保持器或本体形成有一个或者多个偏心的凹部，所述凹部具有双重任务，即，使得冷却液体经过，以及容纳被包括在特殊安装器件中的扭矩传递指状件，所述安装器件则以如下方式构造，即使得芯片保持器由意外或者以另一种方式，与一方面由指状件的锁钩、另一方面由在所述安装器件上形成的前表面所确定的程度相比，不能被进一步拧入冷却液体孔的窄段中，其中所述前表面能够被压靠在冷却液体孔的窄段和宽段之间的肩台表面上。
附图说明
在图中：
图1是局部截面侧视图，示出以车削刀具的形式的刀具本体，在该刀具本体内安装了根据本发明的芯片支承保持器；
图2是通过以适配器的形式的刀具本体的纵向截面，该刀具本体上具有利用根据本发明的安装器件安装的芯片保持器；
图3是通过根据图2的刀具本体的后部的局部纵向截面，安装器件被示为与刀具本体分离；
图4是图3中的A-A端视图；
图5是根据图2的刀具本体的局部切开的透视图，芯片保持器被示为利用安装器件进行安装；
图6是从下面看到的分解透视图，示出芯片保持器和芯片，以及安装器件和包括在其中的弹簧夹头，以及
图7是类似的分解视图，以鸟瞰视图方式示出各种构件。
具体实施方式
在图1和2中，示出两种不同类型的刀具本体1，即，图1中的完整的车削刀具和图2中的适配器。在两种情形中，刀具本体包括轴向孔2，冷却液体能够从后部进口3(在特定情形中也经由侧进口3a)通过该轴向孔2沿着向前的方向被供应。在根据图1的车削刀具中，孔2的前部分支成若干喷嘴4，能够通过该喷嘴4朝向由夹具5固定的切削刀片6喷射液体，以达到冷却切削刀片的目的。在根据图2的适配器中，孔2简单地在前部出口7中终止，液体能够经过该前部出口7进一步流至另外的刀具本体(未示出)。
各个孔2包括由环形的、适度平坦的肩台表面10分离的两个不同的段8、9，该肩台表面10垂直于孔的中心轴线C延伸。后段8具有比前段9更大的直径，前段9包括阴螺纹11，如果需要的话，则联接零件(未示出)的阳螺纹可以被拧入到该阴螺纹11中。较宽的后段8被包括在本体1的套筒形后部12中，该后部12形成能够被插入例如加工机床或者适配器中的相应的底座中的凸形联接部件(例如，具有COROMANT CAPTO的类型)。
为了识别各个刀具本体并且保持跟踪该各个刀具本体的状态，同时将该刀具本体与其它刀具本体区分开来，信息携带芯片13被安装在孔2中，该芯片被插入孔的窄段9中并且紧邻肩台表面10定位，但并不从该肩台表面10向后突出。
就至此所描述的本发明而言，其在所有本质上都是在前已知的。如已经通过引入被指出的，根据现有技术的芯片13已被安装在形成有周向阳螺纹的两个垫圈之间，并且内部的或者前一个垫圈已被用作止挡垫圈，而后一个垫圈已被用作锁紧垫圈。
现在参考图6和7，其示出根据本发明的新的芯片保持器的特征，以及适于在刀具本体中安装芯片保持器的根据本发明的安装器件。在图中，芯片保持器整体用14标注并且安装器件用15标注。
保持器14是单一的并且包括两个相对端表面16、17以及在此情形中的与中心轴线C1同心的周边阳螺纹18。该两个表面16、17可以有利地是平坦的和相互平行的。保持器的轮廓形状通常是不圆的并且在所示实例中是细长的。因此，所示的保持器由平坦的和相互平行的两个侧表面19界定。相对于假想的外接圆(未示出)，各个侧表面19界定出周边凹部。因此，如在图4中所见，各个侧表面19与孔的窄段8或者螺纹11的内部一起界定具有分段状或者月牙状截面形状的凹部或者空间20，并且冷却液体能够通过该凹部或者空间20而自由地朝向刀具本体的前端流动。
在保持器14(见图6)中形成有柱形中空空间21，该柱形中空空间21在端表面17中(而不是在端表面16中)开口，且目的在于容纳同样的柱形芯片13。芯片的基本形状就是那些传统的形状，其是滑轮状的并且由两个平坦端表面22和一个柱形包络面23限定。然而，在一个方面，所示的芯片的优选实施例不同于在前已知的用于刀具本体中的芯片，即，其不具有任何通孔。因为冷却液体能够通过芯片保持器14的两侧上的空间20的事实，这种有利的芯片设计是可行的。
芯片13以及保持器14是扁平的。因此，例如由在表面16、17之间的距离所确定的保持器14的厚度小于例如由在侧表面19之间的距离确定的保持器的宽度。在这方面，应该指出，由侧表面19限定的两个周边凹部在整体由18标注的阳螺纹中形成打断部分。换言之，阳螺纹具有处于保持器的相对短端处的两个部分螺纹的形式。
在实践中，芯片13以适当的方式，例如通过胶合方式，而被固定在中空空间21中。
安装器件15包括具有中心轴线C2和前表面25的柱形及管状框架24，所述前表面25有利地是平坦的。与中心轴线C2径向间隔开的两个指状件26从前表面25向外轴向延伸出来。各个指状件的外侧27具有拱形的柱形形状，同时其内侧形成有两个部分表面28、29，其中一个部分表面，即部分表面28，在框架的前表面25和指状件的自由端30之间一直延伸。两个部分表面28、29均有利地是平坦的。第二部分表面29与第一部分表面28形成钝角，并且第二部分表面29通过在撑架31中终止而比第一部分表面28更短，所述撑架31在指状件的自由端的附近形成锁钩。当芯片保持器14插入两个指状件26之间时，只要侧表面19平行于部分表面28(并且可能与部分表面28接触)，则该芯片保持器14能够相对于指状件自由地轴向移动。然而，如果安装器件相对于芯片保持器转动一定距离，以使其侧表面19接触部分表面29，则两个锁钩31将夹持住并且钩住或者锁定住芯片保持器，至此芯片保持器不再能够与框架24轴向间隔。
在框架24的前表面25中，通孔32(也见图3)形成用于例如球的弹簧加载冲头33的开口，该弹簧加载冲头33被包括在用34标注的夹头中。该夹头34具有阳螺纹35，利用该阳螺纹，夹头能够在框架24中的中央中空空间36中的阴螺纹中被紧固。在该夹头内，具有压缩弹簧(不可见)，该弹簧连续地加载冲头33。如从图6可见，塑料或者橡胶做的边缘37可以是夹头的包络面中的沉孔，这提供了相对于夹头旋转的摩擦阻力。换言之，边缘37防止意外地松拧夹头。
本发明的功能和优点
现在参考图2-5，其中最清楚地示出芯片保持器和安装器件的功能。
当芯片和芯片保持器被安装在刀具本体1内时，通过在安装器件15的两个指状件26之间沿着轴向(或者横向)插入芯片保持器而应用芯片保持器，其中保持器的侧表面19接触指状件的部分表面28。然后，转动保持器以使侧表面19接触成角度的部分表面29。以此方式，保持器在锁钩31后面被钩住并且利用弹簧加载冲头33而被保持压向锁钩31。在该状态中，保持器不能被意外地从安装器件移除。
当芯片保持器14暂时地以上述方式被夹紧时，安装器件15被插入后段或者刀具本体的中空空间8(见图5)中，直至芯片保持器的阳螺纹18接合阴螺纹11。手动转动或者旋转安装器件15意味着芯片保持器被连续地沿着轴向拧入阴螺纹，更加准确地说，拧入到达安装器件的前表面25接触肩台表面10所在的位置。关于此点，应该指出螺纹11、18被构造成，使得当保持器被拧入孔中时，芯片保持器的侧表面19被压向在锁钩31后面的倾斜部分表面29。然而，如果安装器件沿着相反方向被转动一定距离，则部分表面29将退离保持器的侧表面19，直至部分表面28抵靠该侧表面19。在此期间，保持器将脱离锁钩31，以使指状件能够被从空间20中抽出。
为了允许安装器件向芯片保持器传递大扭矩，安装器件形成有横向孔38，适当的装置(例如杆)能够被插入该横向孔38中。在这方面，应该指出芯片保持器的阳螺纹18可以有利地涂覆有粘性的或者半塑性的介质，以防止芯片保持器从阴螺纹中意外拧松。当然，当拧入后时，这种介质也提供一定阻力。
由于在安装器件的前表面25和锁钩31之间的距离被准确地预定的事实，当安装器件由于前表面25接触肩台表面10而在其内端位置被制动时，芯片保持器和芯片将自动地被定位在准确位置中。因此，在根据图3的安装器件的安装状态中，将总是在肩台表面10内侧的一个预定距离L处定位芯片13。在实践中，距离L可以等于0.5mm。除了以可重复方式在准确位置中定位之外，根据本发明的芯片保持器与所述安装器件相结合，具有能够以简单和方便的方式安装的优点，尽管其处于隐藏位置在刀具本体中。根据本发明的芯片保持器的一个另外的优点在于由保持器的侧表面界定的两个周边凹部能够形成有充分大的横截面面积，这将消除对于通过适当芯片的中央通道的强制需要(而不由于该原因排除这种通道的可能性)。换言之，以最佳方式构造芯片的自由度增加。
本发明的可行修改
本发明不仅限于上述实施例。因此，代替使芯片保持器形成有一个或者更多周边凹部的是，芯片保持器可以被给予滑轮的形式，该滑轮具有连续不间断的、柱形周边的，呈通孔形式的一个或者更多凹部，该凹部在中心轴线和周边之间的一定位置处在滑轮中形成。然而，与定位偏心凹部或者多个凹部的位置无关，重要的是芯片保持器是单一的，即意义是其无需与其它装置(例如止挡和锁紧垫圈)相配合，以在正确位置中固定芯片。还应该指出的是：在实践中可以由不同材料，例如金属或者塑料制成的芯片保持器也可以以完全包含适当芯片的封装壳的形式形成。换言之，芯片不需要被安装在开口底座中。
此外，利用能够在其中切出阴螺纹的柔软材料，例如，塑料或者橡胶替代刚性形式阳螺纹18(在该实例中，在保持器的短端部处的两个部分螺纹)是可行的。换言之，保持器可以被制成有周边接合表面，该周边接合表面或者具有阳螺纹的形式或者是可供阴螺纹可以穿过的周边可变形环(或者环形部)的一个部分。
所述安装器件也可以以各种方式修改。例如，将所述器件制成为具有仅仅一个指状件是可行的，但是在实践中，具有两个指状件的所示实施例是优选的。在这方面，应该指出概念“锁钩”应该广义地解释。因此，锁钩可以以最多不同的方式实现，只要所述锁钩在一方面具有防止在拧入时保持器不受控制的轴向运动的性能，并且在另一方面，锁钩能够当保持器需被移除时释放其对保持器的夹持。此外，替代弹簧加载冲头的是，在安装芯片保持器时，可以使用其它装置以夹紧芯片保持器。

Claims (11)

1.一种切削刀具单元，一方面，该切削刀具单元包括具有孔(2)的刀具本体，该孔(2)形成有具有不同直径并且被肩台表面(10)轴向间隔开的两段(8、9)，其中较窄的一段(9)包括阴螺纹(11)，另一方面，该切削刀具单元包括信息携带芯片(13)，该信息携带芯片(13)利用定位装置而被安装在所述孔的所述窄段中，其特征在于，所述定位装置是保持器(14)，该保持器(14)包括中心轴线(C1)和两个相对的端表面(16、17)以及周边接合表面(18)，该周边接合表面(18)与中心轴线(C1)同心并且接合所述阴螺纹(11)，所述保持器包括由限制表面(19)界定的贯通凹部，所述凹部与所述中心轴线径向地间隔开，并且所述凹部的目的在于容纳安装器件(15)的指状件(26)，以及允许经过所述保持器的流体通过。
2.一种用于信息携带芯片的保持器，所述芯片旨在用于切削刀具本体，其特征在于，所述保持器包括两个相对的端表面(16，17)和周边接合表面(18)，该周边接合表面(18)与中心轴线(C1)同心，并且保持器还包括由限制表面(19)界定的贯通凹部，所述凹部与中心轴线(C1)径向地间隔开，并且所述凹部的目的在于容纳安装器件(15)的指状件(26)，以及允许经过所述保持器的流体通过。
3.根据权利要求2所述的保持器，其特征在于，所述保持器形成有多个凹部，所述多个凹部分别与中心轴线(C1)径向地间隔开。
4.根据权利要求2或者3所述的保持器，其特征在于，各个凹部沿着周边定位并且在所述周边接合表面(18)中形成打断部分。
5.根据权利要求2-4中的任意一项所述的保持器，其特征在于，所述凹部由平坦的限制表面(19)界定。
6.根据权利要求3-5中的任意一项所述的保持器，其特征在于，所述保持器形成有两个沿着直径方向相对的凹部，所述凹部由相互平行的平坦的限制表面(19)界定。
7.根据权利要求2-6中的任意一项所述的保持器，其特征在于，所述接合表面是阳螺纹。
8.一种用于在切削刀具本体(1)中安装芯片保持器(14)的安装器件，所述切削刀具本体(1)包括孔(2)，该孔(2)形成有具有不同直径并且被肩台表面(10)轴向间隔开的两段(8、9)，其中较窄的一段(9)包括阴螺纹(11)，其特征在于，所述安装器件包括具有中心轴线(C2)和前表面(25)的框架(24)，以及从所述前表面突出的指状件(26)，所述指状件与中心轴线(C2)径向地分离开并且具有与所述前表面轴向间隔开的锁钩(31)。
9.根据权利要求8所述的安装器件，其特征在于，所述安装器件形成有两个指状件(26)，该两个指状件(26)均与所述框架的中心轴线(C2)径向地间隔开。
10.根据权利要求8或者9所述的安装器件，其特征在于，各个指状件(26)的内侧具有延伸直至所述指状件的自由端(30)的第一平坦部分表面(28)，以及第二部分表面(29)，第二部分表面相对于第一部分表面以一钝角定向并且比第一部分表面更短，以提供形成所述锁钩的撑架(31)。
11.根据权利要求9或者10所述的安装器件，其特征在于，弹簧加载冲头(33)设置在两个指状件(26)之间并且目的在于保持芯片保持器(14)被弹性地夹紧到所述指状件的锁钩(31)上。
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