CN101541454A - 用于去屑加工的刀具及该去屑加工刀具的基体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种类型的切削刀具，其包括可更换的切削刀片(2)和基体(1)，基体(1)包括后固定部分(5)、前支撑部分(6)和位于支撑部分上方的紧固部分(7)。紧固部分(7)经由两个间隙(8、9)与其它两个部分(5、6)间隔开，并且经由形成用于紧固部分的关节的弹性材料部(26)被连接到基体的其余部分。这样，紧固部分能枢轴旋转，并且由紧固元件(27)夹紧切削刀片。以已知方式，固定部分(5)包括用于通过基体(1)沿向前方向输送冷却液体或流体的内部通道(13)。根据本发明，通道(13)经由被完全或部分地容纳于桥接件(28)内的通道部分(38)延伸到紧固部分(7)内的第二通道(32)内，与关节相似，桥接件(28)由基体中的材料形成，并且它桥接两个间隙中的一个间隙(9)。在第二方面，本发明还涉及所述类型的切削刀具的基体。

Description

用于去屑加工的刀具及该去屑加工刀具的基体
技术领域
在第一方面，本发明涉及一种计划用于去屑加工的刀具，所述刀具是包括可更换的切削刀片和基体的类型，所述基体包括后固定部分；前支撑部分，所述前支撑部分具有刀片座，切削刀片放置在所述刀片座中；以及紧固部分，所述紧固部分位于支撑部分上方，并且经由两个间隙与其它两个部分间隔开，并且经由关节被连接到基体的其余部分，所述关节被制成为至少一个弹性材料部的形式并具有轴线，所述紧固部分可围绕所述轴线枢轴地旋转，以便通过前指状物能够将切削刀片压靠于刀片座，所述固定部分包括用于通过基体沿向前方向输送流体的内部通道。
在第二方面，本发明还涉及一种所述类型刀具的基体。
本发明尤其可应用于车削刀具，并且关于车削刀具是有利的。
背景技术
上面一般提到类型的车削刀具通常用于优选地通过分离、切槽和仿形车削加工金属工件。对于所述车削操作，希望尽可能使用细长的切削刀片，以便生成可能最细的凹槽，由此使材料损耗和能量消耗最小。这意味着切削刀片下面支撑部分的前部以及切削刀片上面紧固部分的前指状物必须设计得极其细长或薄，以便可容纳在由切削刀片挖出的工件凹槽内。因此，实际上，支撑部分和紧固部分的前部是刀片形的，即使所述部分的后部可能具有连续增加的厚度，用于为切削刀片提供最佳稳定性。
一方面因为支撑部分和紧固部分的前部必须细长的事实，以及另一方面因为可移动的紧固部分经由用作用于紧固部分的关节的薄的弹性材料部被专门连接到基体的其余部分的事实，所以通过有效方式冷却切削刀片时出现困难。因此，先前已知的所述类型的车削刀具的冷却以低效率且几乎临时的方式实现，更准确地说是借助于两个管道，所述两个管道从基体的后固定部分(或者与该后固定部分相连接的刀具保持器)确定路线，位于基体的外部，且终止于相当远离切削刀片设置的出口。实际上，用于从上方冷却切削刀片的上管道的开口与紧固部分的顶侧近似平齐，而用于从下方冷却切削刀片的下管道在近似位于切削刀片和支撑部分的下侧之间中间的位置开口。为了改进切削刀片的冷却，而且进而为了不需要引起问题的要求外部管道的空间，已经尝试了在合适的基体中形成内部通道形式的必要的冷却液体管道。但是，这些尝试成功的有限，这是因为具有足够截面面积的内部通道确实可在与固定部分牢固地为一体的支撑部分内形成，但不可在可枢转移动的紧固部分内形成，除薄的弹性关节外，所述紧固部分经由开放间隙与固定部分以及支撑部分间隔开。换句话说，先前实际上仅可以经由内部冷却液体通道提供切削刀片的过冷，而不是过冷却。
还应指出，尽管切削加工领域内冷却技术的发展日益被推向使用高压液体的方向，但是已经使用大量低压冲洗液体(约10巴压力)实现了先前已知刀具的冷却。因此，最近，对于400-1000巴或更大范围内的冷却液体压力，已经设计了许多用于去屑加工的刀具。
发明内容
发明目的和特征
本发明的目的是消除先前已知的切削刀片的上述缺陷，具体是车削刀具的缺陷，并且提供改进的刀具。因此，主要目的是提供一种刀具，该刀具能够以有效方式不仅从下面而且尤其是也从上面冷却切削刀片，而该刀具不需要散乱的具有用于冷却液体的外部管道。另一目的是提供一种刀具，该刀具能够借助于高压液体喷射冷却切削刀片顶侧，该高压液体喷射关于其对着的切削刀片的冲击点具有准确度。具体来说，本发明的目的是允许在切削刀片的切屑表面和部分地切断的切屑之间形成所谓的液压楔，其中，液体喷射的冷却效果与其断屑效果相比甚至可能是不太重要的。本发明的相应目的是在通过刀具切槽和分离的过程中改进排屑。本发明的又一目的是提供一种刀具，该刀具改进冷却和切屑形成能力，而不干扰紧固部分将切削刀片稳固地固定在刀具座内能力。换句话说，高压液体或流体将被引入到紧固部分内，而没有不利地影响紧固部分和基体其余部分之间的精密接合。
根据本发明，通过权利要求1的特征部分中限定的特征实现至少主要目的。此外，根据本发明的刀具的优选实施方式进一步在从属权利要求2-13中限定。
在第二方面，本发明还涉及一种所述类型刀具的基体，即没有任何切削刀片的基体。根据本发明的基体的特征参见独立权利要求14。
发明概述
支持本发明的思想是，经由被完全或部分地容纳于桥接件内的通道部分，将液体或流体具体是高压液体引导到刀具的可枢转移动的紧固部分内，与关节相似，所述桥接件由基体内的合适材料形成，且所述桥接件跨接或桥接两个间隙中的一个间隙，更准确地说是在与关节的轴线间隔开的位置跨接或桥接两个间隙中的一个间隙，紧固部分可围绕该轴线旋转。通过在紧固部分内设置通道，并经由桥接件将紧固部分与固定部分内的传统通道连接在一起，该桥接件比形成紧固部分的关节的材料部至少稍微更厚或更坚固，通道系统整体能被给予足够大的截面面积，以便将必要量的液体输送到紧固部分的前指状物以及进一步朝切削刀片的顶侧输送。通过将根据本发明的桥接件放置在距紧固部分的指状物较大的距离处并给定有限宽度的事实，桥接件的材料可被充分拉紧，以允许紧固部分的指状物移动为了稳定地夹紧切削刀片所需要的短距离(十分之几毫米)。
附图说明
附图中：
图1是以车削刀具形式制成的根据本发明的刀具的透视图，
图2是所述刀具的部分剖视透视图，
图3是从刀具上面看的平面图，
图4是图3的贯通纵截面A-A，
图5是图3的横截面B-B，
图6是示出根据本发明的刀具的可选实施方式的部分剖视透视图，
图7是示出刀具的第三可选实施方式的类似透视图，以及
图8是穿过图7刀具的对应于图5的横截面。
具体实施方式
图1-5示出的车削刀具实际上能用于分离、切槽和仿形车削，该车削刀具包括两个主要部件，即，整体示为1的基体、以及可更换的切削刀片2。在这种情况下，切削刀片2具有细长的基本形状，并且可通过包括一对相对的圆形切削刃3而在两个位置转位，所述切削刃3形成在具有成向下锥形形状的圆形材料部上。切削刀片的扁平中间部分4在两个相对端之间延伸，其具有小于切削刃3的直径的厚度。
适当地，切削刀片2由硬质合金或其它坚硬且耐磨的材料制成，而基体1由钢或具有至少一定固有弹性的类型的同等材料制成。
基体1包括后固定部分5、前支撑部分6和紧固部分7，该紧固部分7位于支撑部分6上方，且位于固定部分5的前方。大致水平的第一间隙8将紧固部分7与支撑部分6分开，而大致竖直的第二间隙9将紧固部分与固定部分5分开。在这种情况下，在固定部分5中，包括有前坚固套环10，以及可插入机床或刀具保持器中的协同操作座中的向后指向的阳型构件11。在这种情况下，阳型构件11被包括在类型为通过商标COROMANT商业上可获得的联接器中。在固定部分5内，形成有通道系统，冷却液体(具体是高压冷却液体)能经由一个或多个入口12供应到通道系统。所述通道中的一个通道在图2中以虚线13表示(也参见图4)。
如图1所示，支撑部分6以及紧固部分7的后部相当宽和坚固。但是，通过用凹形限制表面14、15界定，所述部分沿向前方向变细。更准确地说，支撑部分6终止于具有相对较大高度的薄叶状部分16(因为支撑部分6的下侧基本上平行于槽8的事实)。紧固部分7不仅沿水平平面逐渐变细，而且还由于向下/向前倾斜的限制表面17的存在而沿竖直平面逐渐变细，以便终止于楔形指状物18。所述指状物的目的是使切削刀片2紧靠支撑部分6中的刀片座19夹紧。
竖直间隙9由底表面20和两个相对的竖直表面21、22(也参见图4)界定。水平间隙8则由内端表面23以及上限制表面24和下限制表面25界定。上限制表面和下限制表面适当地是平面，且相互平行，内端表面23是直的(例如平面)，且在基体的相对的凹形侧表面之间延伸。更准确地说，端表面23垂直于中心参考平面RP(参见图2)延伸，该参考平面RP将刀具分成两个相等的，但镜像对称的两半。如图1所示，水平间隙8在竖直间隙9的底表面20下方延伸一定距离。以这样的方式，表面20、24界定出具有大致矩形截面形状的相当薄的材料部26。由于钢或基体材料的固有弹性，所述材料部26变为弹性的，且可用作紧固部分7能围绕其旋转的关节。在图2中，C-C指一轴线，该轴线基本上中心地延伸穿过材料部26，且垂直于参考平面RP定向。在几何形状方面，轴线C-C是紧固部分7能围绕其旋转的关节。
在这种情况下，紧固部分的旋转通过内嵌入基体内的的紧固元件来实现，该紧固元件是螺钉形式，更具体地说是张紧螺钉27的形式。除了螺钉头27a外，所述螺钉包括具有外螺纹30的柱状杆27b。杆27b的主要部分延伸通过支撑部分6中的通孔，杆的自由端处的外螺纹30与紧固部分7内的向下开口的孔31中的内螺纹啮合。
就到目前为止已经描述的所示刀具来说，所述刀具基本全都是先前已知的。所述类型刀具的问题是，用作紧固部分的关节的弹性材料部26不能设定太坚固的尺寸，这是因为之后该材料部会变得相当硬。因此，实际上，所述材料部不能够容纳具有用于可接受的冷却液体供应的足够截面面积的任何通道，尤其是在通道必须与界定材料部的平面表面成角度定向时。
根据本发明的刀具的新颖之处和特征是，在将紧固部分7从基体的其余部分界定的两个间隙中的一个间隙中形成有桥接件28。在所示的示例中，桥接件28形成在竖直间隙9中，并且在该竖直间隙9的两个侧面限制表面21、22之间延伸，桥接件的目的是允许通道13与嵌入在紧固部分7内的整体表示为32的通道连接。如图2和图4所示，所述通道32包括两个直孔33、34，所述两个直孔33、34相互连通并且彼此成一定角度定向。更准确地说，所述两个孔从其的连接点成钝角分开，在本示例中该钝角等于约120°。在自由外端，孔33借助于塞子35被封闭。孔34延伸直到紧固部分的指状物18中的出口36，并且在这种情况下，包括高压喷嘴37，细的高压液体喷射能通过该喷嘴以期望的角度被高精确度地引导，且冲击的期望部位对着切削刀片的有效切削刃3。
参考图4，应指出，包括在通道32内的孔33实际上是所形成直孔的延伸部分，或者是被包括在通道13内，通道部分13、33经由位于所述桥接件28内的一短通道部分38彼此转换。实际上，通道部分13、38、33通过单个的钻孔操作适当地生成。
如图1、图2和图4所示，竖直间隙9与水平间隙8相比相当地宽(在这种情况下大约5倍)。在所示优选实施方式中，桥接件28中心地位于间隙9内，使得参考平面RP将桥接件分成类似的两半。在根据图1-5的示例中，在桥接件28的相对侧上形成中空空间39。中空空间39在间隙9的底表面20和间隙8的上限制表面24的连接到间隙8的后端表面23的部分之间连续延伸。实际上，所述中空空间39通过钻孔生成。以这样的方式，紧固部分的弹性关节将由两个连结板26形成，两个连结板沿轴线C-C间隔开，且不仅彼此轴向间隔开，而且还与中心设置的桥接件28间隔开。当紧固部分7(借助于紧固螺钉27)围绕轴线C-C旋转时，连结板26弯曲，同时桥接件28的上部分的材料拉紧。关于此，应强调，指状物18所需要移动以便可靠地夹紧切削刀片2的距离是非常有限的。因此，实际上，指状物被压下约0.2mm是足够的。因为紧固螺钉27位于距轴线C-C相当大距离的位置，所以紧固螺钉使紧固部分受到具有杠杆作用的向下指向的张力，这完全足以使连结板26中的材料弯曲，同时桥接件28的上部分被拉紧足够程度，以允许旋转运动。因为桥接件位于紧邻轴线C-C的位置，所以所述拉紧需要不大于百分之几毫米。
现参考图6，图6示出了刀具的一种可选实施方式，其中使用了压力螺钉40作为紧固部分7的紧固元件。螺钉的外螺纹与通过紧固部分7上部的孔42内的内螺纹41啮合，螺钉的后端压靠着固定部分的套环10的表面21。当螺钉紧固时，紧固部分将受到压缩力，这迫使指状物18压靠于切削刀片。
在图7和图8所示的实施方式中，去除了邻近桥接件28的钻孔或中空空间。以这样的方式，提供了沿所述部分的间隙8的整个宽度的连续关节部26，桥接件28是与关节部26为一整体并沿向上方向从关节部伸入间隙9内的材料部的形式。还是在这种情况下，当关节部被偏转以允许紧固部分旋转时，桥接件通过拉紧而部分地屈服。
本发明的优点
根据本发明的刀具的主要优点是，冷却液体或流体能在内部输送入紧固部分，以便在前指状物中形成喷射，该喷射能以对切削刀片的刀刃部分期望的角度高精确度和高压地被引向该切削刀片的刀刃部分。当高压液体应用于切削刀片时，所述解决方法尤其有利，这是因为高压喷嘴能被中心地装配在切削刃后方，并与切削刃成期望的角度。而且，完全不需要外部液体管道，这是因为需要的通道在内部延伸通过基体，甚至没有暴露到界定紧固部分的两个间隙。此外，能使用简单且试验证明良好的去屑加工方法来制造该刀具。因此，用于通道过渡的桥接件和周围间隙能通过成形铣削和钻孔来生成。而且，可借助于直的钻孔来提供通道，除此外，没有桥接件的间隙能通过简单的线性铣削来制成，例如使用开缝铣刀或刀片来制成。
本发明的可行改进
本发明不仅仅限于上文所描述的和附图所示的实施方式。因此，还可以将通道桥接件设置在将紧固部分与支撑部分相分开的水平间隙中。而且，通道桥接件关于形状以及尺寸的设计以及基体内的通道的设计和位置一起可在较宽限制内改变。例如，经由桥接件延伸到后固定部分内的直通道孔可以按比实施方式的示例中所示的孔更陡的角度来定向。如果桥接件位于水平槽内而不是竖直槽内，则可实现特别大的锥角。
另外，本发明可应用于这样的刀具，该刀具和其基体包括多于一个的紧固部分，例如用于固定切削刀片的两个相反地相对的紧固部分，每一个位于共同支撑部分上相对的刀片座上。
而且，应指出，通过间隙延伸的通道的短中间部分可以部分地在桥接件内，部分地在关节内做出。以这样的方式，桥接件的尺寸可被减到最小。

Claims (14)

1.一种用于去屑加工的刀具，其包括可更换的切削刀片(2)和基体(1)，所述基体(1)包括：后固定部分(5)；前支撑部分(6)，所述前支撑部分(6)具有刀片座(19)，所述切削刀片被放置在所述刀片座(19)中；以及紧固部分(7)，所述紧固部分(7)位于所述支撑部分上方，而且经由两个间隙(8、9)与其它两个部分间隔开，并且经由关节(26)被连接到所述基体的其余部分，所述关节(26)被制成为至少一个弹性材料部的形式并具有轴线(C-C)，所述紧固部分能够围绕所述轴线(C-C)旋转，以便通过前指状物(18)能够将所述切削刀片(2)压靠于所述刀片座(19)，并且所述后固定部分(5)包括用于通过所述基体沿向前方向输送流体的内部通道(13)，其特征在于，所述通道(13)经由被完全或部分地容纳在桥接件(28)内的通道部分(38)延伸到所述紧固部分(7)内的第二通道(32)内，与所述关节相似，所述桥接件(28)由所述基体中的材料形成，并且其桥接所述两个间隙(8、9)中的一个间隙。
2.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述桥接件(28)位于将所述紧固部分(7)与所述固定部分(5)分开的间隙(9)内。
3.如权利要求1或2所述的刀具，其特征在于，所述桥接件(28)中心地位于所述间隙(9)相对端之间的中间。
4.如权利要求2或3所述的刀具，其特征在于，在所述桥接件(28)的相对侧上形成有中空空间(39)，所述中空空间(39)在所述两个间隙(8、9)之间连续延伸，并将所述桥接件(28)与两个轴向间隔开的连结板(26)分开，所述两个连结板(26)一起形成所述关节，所述紧固部分能够围绕所述关节旋转。
5.如权利要求4所述的刀具，其特征在于，所述中空空间(39)是柱形钻孔(39)。
6.如前述权利要求的任一项所述的刀具，其特征在于，所述第二通道(32)包括两个相互连通的直孔(33、34)，所述直孔(33、34)彼此成一定角度定向，所述直孔(33、34)中的第一直孔(33)沿被包括在所述固定部分(5)中的所述第一通道(13)内的直孔的延伸部分延伸，且在自由端被塞住，而第二孔(34)从所述第一孔(33)延伸到所述紧固部分的所述指状物(18)中的出口(36)。
7.如权利要求6所述的刀具，其特征在于，高压喷嘴(37)设置在所述第二孔(34)的所述出口(36)内。
8.如前述权利要求的任一项所述的刀具，其特征在于，所述紧固部分(7)能够借助于内嵌入所述基体内的紧固元件(27、40)旋转。
9.如权利要求8所述的刀具，其特征在于，所述紧固元件是张紧螺钉(27)。
10.如权利要求9所述的刀具，其特征在于，所述张紧螺钉(27)包括螺钉头(28)和螺钉杆(29)，所述螺钉杆(29)装配在所述支撑部分(6)中的通孔内，并包括外螺纹(30)，所述外螺纹(30)与所述紧固部分(7)内的向下开口的孔(31)中的内螺纹啮合。
11.如权利要求8所述的刀具，其特征在于，所述紧固元件是压力螺钉(40)。
12.如权利要求11所述的刀具，其特征在于，所述压力螺钉(40)包括外螺纹，所述外螺纹与所述紧固部分(7)的上部中的通孔(42)内的内螺纹(41)啮合，并且所述压力螺钉(40)的一端被压靠着所述固定部分(5)。
13.如前述权利要求的任一项所述的刀具，其特征在于，将所述紧固部分(7)与所述固定部分(5)分开的所述间隙(9)比将所述紧固部分(7)与所述支撑部分(6)分开的所述间隙(8)宽，而且构成所述关节的所述材料部(26)在首先提到的所述间隙(9)的底表面(20)和界定出另一间隙(8)的上限制表面(24)之间界定。
14.一种用于去屑加工的刀具的基体，包括后固定部分(5)、具有刀片座(19)的前支撑部分(6)、以及紧固部分(7)，所述紧固部分(7)位于所述支撑部分(6)上方，而且经由两个间隙(8、9)与其它两个部分间隔开，并且经由关节(26)被连接到所述基体的其余部分，所述关节(26)被制成为至少一个弹性材料部的形式并具有轴线(C-C)，所述紧固部分能够围绕所述轴线(C-C)旋转，所述固定部分包括用于通过所述基体沿向前方向输送流体的内部通道(13)，其特征在于，所述通道(13)经由被完全或部分地容纳在桥接件(28)内的通道部分(38)延伸到所述紧固部分内的第二通道(32)内，与所述关节(26)相似，所述桥接件(28)由所述基体内的材料形成，并且其桥接所述两个间隙中的一个间隙。
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