CN101687337B - 具有承载体的切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切削刀具，其具有一个承载体和至少一个设置在该承载体(1)中的接收部(2)，该接收部为了允许一切削元件(4)的切削刃(3)通过而敞开地构成并且所述切削元件(4)通过至少一个夹爪(5)夹紧在该切削元件的座中。本发明的目的在于在切削动作和经济性方面改善切削刀具。所述目的通过以下方式实现：即，所述夹爪(5)被构造为向着切削元件(4)的方向弹动。

Description

具有承载体的切削刀具

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的切削刀具。本发明还涉及一种用于这种切削刀具的切削元件。

背景技术

所述类型的切削元件是公知的，其中在一个承载体中在一个形成的接收部中设置一个切削元件和一个可运动的夹爪，其中，夹爪通过离心力将切削元件夹紧在其座中。在这种切削刀具中，切削元件的装配和正确定向以及拆卸相对耗费高并且存在切削元件在刀具停止时滑落的危险。

此外，还公开了一些切削刀具，其中借助于螺纹连接将切削元件固定承载体的接收部中。在此重要的是：夹爪的、切削元件的和切削元件座的靠置面平坦地构成，以便保证均匀的压紧力。在这种切削刀具中，在再磨削时出现问题，因为主要是切削元件的切削刃区域中的压紧力降低。

于是，刀刃在加工过程中振动，这导致切削不齐；在极端情况下，切屑可进入到座与切削元件之间。当由于制造公差不能提供平坦的靠置面时出现相同的问题。

EP 1 574 308A1涉及一种铣削刀具，该铣削刀具保持在基体中的缝槽状的接收部中。夹爪将切削元件固定地夹紧在所述基体中。所述夹爪通过螺钉被固定地夹紧并且具有一个靠触面，该靠触面向着切削元件的方向稍稍倾斜。给出了约1°的角度范围。

DE 11 95 934B1涉及一种用于木材加工机的刀轴，其具有楔形的压条。一些夹紧元件可运动地支承在一个轴体中并且将刀压到该轴体上。这些夹紧元件通过弹性装置压到所述刀上。

DE 92 10 363U1描述了一种具有一个基体的刀头，该基体设有至少两个在其圆周上均匀分布地设置的凹部，刀分别借助于一个夹紧装置可更换地固定在所述凹部中，所述夹紧装置分别具有至少一个夹紧元件和至少一个与该夹紧元件以及所述基体相互作用的夹紧螺钉。

发明内容

本发明的目的在于在切削动作和经济性方面改善切削刀具。

所述目的通过具有权利要求1特征的切削刀具实现。

通过夹爪向着切削元件的弹动构造，即使当由于切削元件的再加工或由于制造公差而导致切削元件的靠置面的平整度方面的偏差时，切削元件也能在切削刃的区域中被固定在夹紧在其座中。同样，由此补偿了不精确性，当切削元件倾斜插入或者承载体由于长时间使用已经变形时可能会出现所述不精确性。通过切削元件在切削刃区域中与承载体接收部中的座的可靠靠置有利地影响切削元件的振动动作，从而允许整齐的切削。由于切削元件的再磨削可能性降低了刀具成本，从而总体上提高了该切削刀具的经济性。

本发明提出：夹爪的弹动构型通过夹爪的在背离切削元件侧上的薄弱部来实现。同样，弹动构型也可以通过合适的材料选择或者合适的构件尺寸来设定。

也可以在夹爪中在背离切削元件的侧上构造凹部来代替薄弱部，例如所述凹部可以通过切除方法或在成型过程中通过相应的塑形产生。当然，在夹爪中也可以设置多个薄弱部或凹部。通过夹爪的在背离切削元件侧上的薄弱部提供了一种“弹性铰链”，由此，夹爪弹动地靠置在切削元件上并且将该切削元件压入到承载体的接收部中的其座中。视所述夹爪或这些夹爪的构型或要求轮廓而定，提出，设置一个或多个薄弱部，其中，为了提高弹簧效应，所述薄弱部或凹部在这个或这些夹爪的整个轴向宽度上延伸。如果设置了多个薄弱部或凹部，则这些薄弱部或凹部有利地基本上彼此平行地设置，但是，为了能够与确定的刀刃几何形状或应用目的相适配，所述凹部或薄弱部也可以适配地不同于平行定向地设置，所述应用目的引起确定的磨损情况。因此，例如在成型铣削刀具中(在该铣削刀具中，切削元件的区域遭受不同的载荷)，通过夹爪中的凹部或薄弱部的相应设置和定向可以对这些不同的载荷做出反应，以便根据相应的载荷实现压紧力的适配。

为了增强弹簧作用或者实现弹簧作用的有目的的调节，在薄弱部或凹部中设置一个弹簧元件，该弹簧元件对夹爪这样地施加载荷，使得夹爪的预加应力向着切削元件的切削刃进行。弹簧元件优选由弹性材料或压簧构成并且引起薄弱部或凹部的扩张，从而在夹爪的上端部区域和下端部区域中出现弹簧力的升高。

凹部或薄弱部的物美价廉且有效的构型是加工在夹爪中的一个槽或多个槽。所述槽可以在形状和尺寸方面与相应的应用目的适配并且可通过磨削或铣削简单地加工在夹爪中。槽的相应构型简化了弹性塑料或压簧构型的弹簧元件的设置，因为通过相应的横截面构型保证了弹簧元件在夹爪上在所述槽中的可靠固定。

一个进一步方案提出：夹爪被构造为向着切削元件的方向弯曲，并且由金属块或塑料块构成。该弯曲作为一种预应力形式并且支持了在切削元件上的弹动效应，由此特别是在切削元件的切削刃区域中引起压紧力的升高。

为了能够将切削元件可靠地夹紧并且固定在其座中，设置了夹爪与承载体的螺纹连接。此外，通过螺纹连接允许压紧压力的可调节性，其方式是可改变或调节螺钉的拧紧力矩。此外，视应用目的而定可以使用不同的夹爪，这可以通过借助于螺纹连接的可拆卸连接简单地实现。

一个进一步方案提出：在夹爪上向着切削元件的方向设置一个凸起，该凸起配合到切削元件的对应凹部中。对此替代地，所述凸起也可以设置在切削元件上并且配合到夹爪的凹部中。所述凸起和凹部被构造用于轴向或径向地固定切削元件并且支持了切削元件在承载体的座中的固定。对所述凸起和凹部附加或替代地，在承载体上设置一个用于切削元件的轴向保险元件，以便防止该切削元件的侧向移动。

有利的是，为了维护并且与材质或待加工的工件相适配的目的，所述切削元件可更换地固定在承载体上，这特别是通过夹爪的螺纹连接得以容易实现。

除了夹爪向着切削元件弹动的构造之外，提出，进行夹爪向着切削刃方向的弹动构造，以便获得切削元件的最佳夹紧和切削刃的精确导向。

本发明的一个进一步构型提出，在所述切削元件中磨入一个指示凹部、特别是指示槽，该指示槽显示再磨锐区的端部。由此，可以对切削刀具装备可再磨锐的切削元件。在此，目的是，尽管在重复地再磨锐时材料厚度降低也能实现高的夹紧力向切削元件的传递。在使用弹性的夹爪时，切削元件的材料厚度的仅仅一个精确定义的变化是允许的，因为必须保证切削元件的足够可靠的夹紧和在调节切削刀具时的足够的精确性。用于切削元件的材料厚度的并且从而用于指示凹部深度的允许公差极小，因此，由于磨削时的小公差，指示凹部、特别是指示槽的磨入是有利的。

有利的是，切削刀具被构造为木材加工机的刀轴(Messerwelle)或刀头(Messerkopf)，但是，该切削刀具也可以用于金属加工、塑料加工或石材加工。

附图说明

下面借助于附图描述本发明的实施例。各个图中的相同参考标号表示相同的结构元件。附图中：

图1以解体图示出切削刀具的倾斜俯视图，

图2从另一角度观察图1中的细节图，

图3是切削刀具组装之前的剖视图，

图4是装配好的切削刀具的剖视图，

图5A至10B以剖视图和倾斜俯视图示出夹爪的不同实施例，

图11以俯视图示出切削元件，

图11a至11c以侧视图示出图11中的切削元件，以及

图12A至15B以剖视图和倾斜俯视图示出夹爪的不同实施例。

具体实施方式

图1示出一个切削刀具，该切削刀具具有一个承载体1和一个加工在承载体中的接收部2。该接收部2可以要么在承载体1的成型过程期间加工成形，要么事后通过铣、磨或其他加工方法来加工。该接收部2用作用于切削元件4的座，该切削元件的切削刃3在所示的实施例中径向向外从承载体1延伸出。除了径向向外指向的切削刃3之外，切削刃3例如在旋风式刀具的情况下可以径向向内延伸。

切削元件4被放入到其座中、即被放入到接收部2中，其中，在该座对面设置一个夹爪5，该夹爪将切削元件4夹紧。

所述夹紧借助于螺钉9进行，该螺钉穿过承载体1中的通孔配合到加工在夹爪5中的螺纹中并且在施加固定转矩后将切削元件4夹紧。

在夹爪5的背离切削元件4的侧加工一个槽6，通过该槽由于材料缺失而出现一个薄弱部，这导致槽6区域中的铰链作用。在该槽6中放入一个压簧8，该压簧将夹爪5的在槽6两侧的部分压开并且从而引起夹爪5在切削元件4上、特别是在切削刃3的区域中的弹动靠置。在该实施例中，压簧8被示意性示出并且代表所有能够使槽6扩张的压簧元件。夹爪5可以说被预加载并且弯曲，从而所述夹爪5的径向向外或向内指向的端部被弹动地预加载。

同样，在夹爪5上构造一个凸起10，该凸起配合到切削元件4中的对应的槽11中并且除了通过螺钉9施加的夹紧力之外形成一个形锁合的保险装置以防切削元件4由于出现的离心力而径向移位。借助于下面的附图阐述轴向保险装置12的设置和功能方式。

在图2中，在放大的细节图中可以看出：构造为栓的轴向保险元件12穿过一个孔一直导入到接收部2中的用于切削元件4的座中。在进一步的径向内部具有用于螺钉9的通孔，该螺钉配合到夹爪5的螺纹中并且其头部在旋拧之后形成用于轴向保险元件12的保险装置。夹爪5形成用于该轴向保险元件12的其他靠置面，从而在装配状态中固定该轴向保险元件。在切削元件4中加工一个凹部16，该凹部与所述轴向保险元件12对应地构成并且在装配状态中包围该轴向保险元件12。通过这种方式和方法防止切削元件4沿轴向方向移动。

同样，在图2中可以清楚地看到夹爪5中的槽6的构造以及设置在该槽6内部的压簧8。槽6在夹爪5的整个轴向宽度上延伸，从而可以在该夹爪5的整个宽度上引起向着切削元件4的切削刃3方向的弹簧作用。切削元件4内部的凹部11在装配状态中与夹爪5的凸起10配合并且防止切削元件4在切削刀具运行期间径向移位。

在图3中可以清楚地看到切削元件4的、夹爪5的和承载体1的设置以及设置在槽6中的压簧8的作用。如箭头D所示，压簧8引起槽6在背离切削元件4的边缘上的扩张。如箭头B所示，在径向上观察，通过该压力使夹爪5的外端部和内端部向着切削元件4的方向弯曲或者说预加应力。该预应力也可以在制造过程中引入。夹爪5的径向向内指向的端部通过螺钉9和承载体1内部的相应的铣槽固定，而该夹爪5的面向切削刃3的端部由于通过槽6产生的铰链式薄弱部而向着切削元件4的方向移位，从而导致弹动的预应力和对切削元件4在切削刃3区域中加载增大的压紧压力。由此可以对可更换地构成的切削元件4进行再加工或再磨锐，而在与承载体1内部的座的靠置面上可能产生的不平度不会对切削动作有不利影响。通过弹动的构造和切削刃3区域中的增大的压紧压力，不平度、降低的材料厚度、材料缺陷或接收部2内部的倾斜座得到补偿，由此可以在长时间上获得所需的夹紧力和期望的切削质量。

借助图4在组装后的视图中清楚地看到：夹爪5的凸起10防止装配状态中的切削元件4径向移位，而轴向保险元件12防止从图纸平面出来或进入到图纸平面中的移位。

接收部2在此在径向内端部上这样地构造，使得夹爪5的一个相应地成型的端部可以稍微摆动，从而通过稍远地设置在径向外部的螺钉9和借助于该螺钉9施加的拉力引起围绕该内部点的旋转。通过这种方式保证了切削元件4通过夹爪5的可靠夹紧。压簧8在此将夹爪5的外端部向上压并且引起该夹爪5的上区段围绕通过槽6引起的材料薄弱区域旋转或弯曲。

图5A至10B示出夹爪5的各种视图，其中，通过参考标号A表征的附图分别是剖视图并且通过参考标号B表示的附图是倾斜俯视图。在图5中示出夹爪5的一个径向向外增大的倾斜部15，在夹爪5装入到切削刀具中之后，借助该倾斜部对切削元件4在切削刃3的区域中施加相应的压紧力。夹爪5的弹簧作用通过夹爪5的径向外端部中的材料减少来实现，从而产生振摆效应或板簧效应，通过所述效应实现压紧力的提高。作为替代或补充方案，也可以将夹爪5构造为弯曲的，以便特别是增大切削元件4的内部区域和外部区域上的压紧压力。

在图6和7中，在夹爪5中在其整个轴向宽度上铣入一些槽6或一个槽6，在所述槽中插入一个弹性的弹簧元件、例如弹性的塑料7，以便实现相应的弹簧作用。在图6中可看到这些槽6的平行设置，其中，根据外部情况和应用目的可以设置槽6的相应不同的定向。

在图8和9中示出具有一些槽6或一个槽6的夹爪5，其中，在该槽6或这些槽6中没有插入弹簧元件。夹爪5的铰链作用或弹簧作用和相应的预应力可以例如通过相应的表面处理和夹爪5内部由此产生的应力状态得到加强。

图10以细节图示出图1至4中的夹爪5，其具有设置在槽6内部的、示意性示出的压簧8，该压簧的功能方式在图1至4中已阐述。

在图11中以俯视图示出一个切削元件4的脚部，该切削元件具有一用于接收轴向保险元件12的凹部16，但没有切削刃3。在切削元件4中磨入一个指示凹部13，该指示凹部为在切削元件4的整个宽度上的槽形状，以便显示在达到最低材料厚度之前切削元件4可以被再磨削多大程度。如果再磨削得太频繁，则切削元件4的材料厚度降低，这导致强度降低并且在切削刀具或承载体1中的精确且固定的夹紧方面导致问题并且不利地影响通过夹爪5的可靠夹紧。

在图11a中示出具有其初始材料厚度的切削元件4，在图11b中示出已经被最大地再磨削的状态，这也可以从凹部11的不同深度识别出。指示槽13的深度是用于再磨削区14的量度，在该再磨削区内可毫无危险地进行再磨削。在图11b的视图中达到再磨削区的端部。只要能够在切屑面和指示槽13的区域中看出刀的厚度差，则就能保证所述刀的毫无危险的使用。在图11c中不再能发现最大再磨锐区。所述刀或切削元件4可能对于夹紧系统具有太小的材料厚度并且因此不再被允许使用。指示槽13的磨入具有大优点：即，可以进行所述凹部或槽13的极其精确的引入。所述凹部也可以具有其他形状来代替槽13的构型。只要可提供类似精确的方法，则所述指示槽13也可以通过其他方式和方法引入到切削元件4中。

在图12中示出具有在夹爪5的整个宽度上延伸的槽6的夹爪5，其中，该夹爪5同时具有一个倾斜部15，这导致弹性和弹簧作用的提高。槽6在此构造有倒圆的横截面，该槽向着夹爪表面的方向敞开并且从而具有抛物线形状。

图13示出夹爪5的像图12那样的类似结构，但是槽6具有其他轮廓，所述轮廓被构造为部分圆，具有大于180°的圆周。由此在槽6内部形成一个侧凹。

在图14中示出图9的变型方案，其中，夹爪5的径向外部区域设有一个薄弱部，其方式是去除掉夹爪5的部分材料。同样，凹部或槽6的轮廓与图9的轮廓不同。槽形状6相应于图12的槽形状。

图15示出一个夹爪5，其不具有按照图10的弹簧元件8。凹部6没有被倒圆，而是有角地构成。该槽6也可以被构造成多边形来代替倒圆的或通过两个斜面构成的槽6。所有的夹爪5均具有一个设有螺纹的孔，所述孔用于接收所述栓或螺钉9。

Claims (11)

1.一种切削刀具，其具有一个承载体(1)和至少一个设置在该承载体(1)中的接收部(2)，该接收部为了允许一切削元件(4)的切削刃(3)通过而敞开地构成并且在该接收部中所述切削元件(4)通过至少一个夹爪(5)夹紧在其座中，其中，所述夹爪(5)被构造为向着切削元件(4)的方向弹动，所述夹爪(5)通过螺纹连接(9)与承载体(1)耦合并且将切削元件(4)夹紧，其特征在于，所述夹爪(5)在背离切削元件(4)的侧具有至少一个被构造为槽的薄弱部(6)。

2.如权利要求1所述的切削刀具，其特征在于，基本上彼此平行地设置多个薄弱部(6)。

3.如权利要求1或2所述的切削刀具，其特征在于，所述薄弱部(6)在夹爪(5)的整个轴向宽度上延伸。

4.如权利要求1至3之一所述的切削刀具，其特征在于，在所述薄弱部(6)中设置弹簧元件(7；8)。

5.如上述权利要求之一所述的切削刀具，其特征在于，所述夹爪(5)由向着切削元件(4)弯曲的金属块或塑料块构成。

6.如上述权利要求之一所述的切削刀具，其特征在于，在夹爪(5)上在切削元件侧设置至少一个凸起(10)，该凸起配合到切削元件(4)的一个对应的凹部(11)中，或者在切削元件(4)上在夹爪侧设置至少一个凸起，该凸起配合到夹爪(5)的一个对应的凹部中。

7.如权利要求6所述的切削刀具，其特征在于，所述凸起(10)和凹部(11)被构造用于轴向地和/或径向地固定切削元件(4)。

8.如上述权利要求之一所述的切削刀具，其特征在于设置在承载体(1)上的用于切削元件(4)的轴向保险元件(12)。

9.如上述权利要求之一所述的切削刀具，其特征在于，所述夹爪(5)被构造为向着切削刃(3)的方向弹动。

10.如上述权利要求之一所述的切削刀具，其特征在于，在切削元件(4)中磨入一个指示凹部(13)，该指示凹部显示再磨锐区(14)的端部。

11.如上述权利要求之一所述的切削刀具，其被构造为木材加工机的刀轴或刀头。

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