CN102133654B - 具有卡头容纳处的刀架和用于使用在刀架中的刀具部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有卡头容纳处的刀架和用于容纳在该刀架内的刀具部件。本发明提出了一种系统，由刀架(1)、具有紧固螺母(19)的卡头(15)以及刀具部件(21)组成，其中卡头(15)和刀具部件固定和定位在刀架(1)内的不同功能面上。但夹紧装置是相同的，即是刀架(1)的螺纹。

Description

具有卡头容纳处的刀架和用于使用在刀架中的刀具部件
技术领域
利用卡头可以非常精确和紧凑地夹紧旋转的刀具。但因为不是所有刀具都可以夹紧在卡头内，所以需要提供一种刀架，其中可以容纳固定的或者被驱动的刀具的刀具部件以及卡头。
背景技术
DE 102 19 600 C5公开了一种具有卡头容纳处的刀架，其中替换卡头还可以插入刀具部件。在此，刀具部件具有法兰盘。刀具部件通过该法兰盘固定旋拧在刀架上。刀具部件由与卡头相同的圆锥孔定中心。
从实践中已知的是，卡头容纳处由于更换卡头而被磨损。如果刀具部件例如像DE102 19 600 C5所公开的那样直接容纳在卡头容纳处内，则增加卡头容纳处的磨损。卡头容纳处内由此产生的几何形状误差导致明显增加装入卡头容纳处内的刀具部件的位置误差和径向振摆误差。这一点对容纳在刀具部件内的切削刀具造成迅速磨损的后果。在利用切削刀具加工时，工件的几何形状和表面上也出现误差，并由于出现的振动还会损坏机床和刀架的周围部件。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有卡头容纳处的刀架，该刀架除了卡头外还可以容纳其他刀具部件，其中，从卡头容纳处到刀具部件的转换和相反的转换应当尽可能迅速进行。此外，无论是卡头还是根据本发明的刀具部件，在径向振摆和轴向振摆方面均应最佳容纳在根据本发明的刀架内。此外，切削加工期间的最高扭矩应当可以由刀架传递到卡头或刀具部件上。
该目的根据本发明通过一种由根据权利要求1所述的刀架和根据权利要求16所述的刀具部件组成的系统得以实现。
根据本发明的系统基于一种具有卡头容纳处的刀架，其中，卡头容纳处具有圆锥孔和与圆锥孔同轴设置的、与紧固螺母共同作用的螺纹。根据本发明现在设计的是，轴向上在圆锥孔的第一端部与螺纹之间构建用于刀具部件定中心的装置。通过独立于圆锥孔进行刀具部件的定中心，该圆锥孔仅用于夹紧卡头，使得卡头容纳处内的磨损对刀具部件没有影响。
根据本发明的单独的、用于刀具部件定中心的装置可以根据容纳在刀具部件内的刀具的要求进行设计。夹紧在卡头内与夹紧在刀具部件内的刀具之间，在转速、加工力和加工时所需的传动扭矩方面存在明显差别。这些差别可以在根据本发明的刀架上得到考虑，使得所有部件的精密度、使用寿命和可靠性并因此所加工的工件的质量得到明显提高。
不应使用卡头容纳处的圆锥孔用于径向和轴向容纳刀具部件，由此使卡头容纳处内的磨损对刀具部件的位置精度和径向振摆精度没有影响。通过卡头容纳处与刀具部件的容纳处根据本发明设计的分离，卡头容纳处内的磨损不再影响刀具部件并不会再出现上述的后果误差。
用于刀具部件定中心的装置优选可以构建为短圆锥、圆柱体和/或多边形。
根据所选择的短圆锥的圆锥角，短圆锥除了刀具部件的定中心之外还可以改善刀具部件的轴向振摆。原则上适用的是：圆锥角越大，则刀具部件的轴向振摆受用于刀具部件定中心的装置的影响越大并且改善也越大。通过选择圆锥角，设计人员能够以特别的方式考虑任何应用情况的边界条件。
通过根据本发明设计了将卡头和刀具部件借助不同的功能面容纳在刀架内，可以最佳地考虑在借助卡头以及借助根据本发明的刀具部件夹紧刀具时的要求。
在刀架的另一有利的扩展方案中，短圆锥具有60°到140°之间，优选90°到120°之间的圆锥角。这种角度范围证明适用于实现装入刀架内的刀具部件的非常好的定中心，而同时也实现刀架的非常精确的轴向振摆。通过选择圆锥角，可以调整用于定中心和用于实现良好轴向振摆的轴向夹紧力的分布。在实际试验中，90°到120°之间的圆锥角证明是合适的。但在个别情况下，更小和更大的圆锥角也可以达到目的。
此外，根据本发明也可能的是，用于定中心的装置构建为多边形连接装置。由此，除了定中心之外还可以传递大的扭矩，这样特别是在加工时出现高切削力的情况下是有利的。如果成型件实施为锥形多边形，那么除了刀架的径向和轴向容纳外，还实现了旋转方向上无间隙的形状配合。
可以是特别有利的是，与标准的多边形连接相对，所述多边形不是构建为其尺寸在刀架的旋转轴方向上不变的棱柱形多边形连接，而是构建为在刀架的纵剖面上截锥形的多边形连接。于是，根据本发明的用于刀具部件定中心的装置可以实现三种功能，即刀具部件定中心、保证刀具部件良好的轴向振摆以及在刀架与刀具部件之间传递扭矩。由此得到非常紧凑的结构方式。这三种功能的权重也可以在构造时通过多边形的构型以及尺寸设计和圆锥角的选择，根据单个情况的要求进行调整。
作为补充，在螺纹与圆锥孔的第一端部之间还可以设计平面接触(Plananlage)。在圆锥角选择得非常小、例如小于30°时，或者当用于刀具部件定中心的装置为圆柱体时，这是优选的情况，因为刀具部件的轴向振摆在没有附加平面接触的情况下并不充分。
在一种扩展的实施形式中，圆锥孔的第二端部在轴向上由圆柱体段形成边界。该圆柱体段与用于刀具部件定中心的装置结合使得改善刀具部件的径向振摆和轴向振摆。特别是在用于刀具部件定中心的装置构建为圆柱体或者小圆锥角的短圆锥的情况下，根据本发明的圆柱体段是有利的。
无论是卡头还是根据本发明的刀具部件的夹紧，均有利地通过刀架的相同螺纹进行，使得产生便于操作性并也使刀架的结构空间需求最小化。如果使用两种不同的夹紧装置以夹紧卡头和刀具部件，那么这当然导致加大刀架的结构空间需求并使可操作性变差。共同使用刀架上的螺纹来夹紧卡头以及刀具部件的另一个优点在于，操作简单并且几乎避免了误操作。
根据加工技术和几何边界条件以及由此选择的圆锥角，可以为短圆锥以及为锥形多边形分配平面形式的第二成型件。标准ISO 12164(空心杆圆锥)和ISO 26623(多边形空心杆圆锥)公开了这些组合及其优点。
在圆锥角小于90°的情况下，通常使用附加的平面。在圆锥角大于90°的情况下，通常可以省去附加的平面，因为从圆锥形状的投影平面产生足够的轴向支承和弯矩刚度。
如果成型件实施为纯圆柱体，则第一成型件仅起到径向容纳的作用。第二成型件必须为第一成型件提供朝向侧面的平面，以便也确保刀具部件轴向容纳在在刀架内。
如果需要通过第一成型件进行径向容纳以及扭矩同步，那么取代圆柱体也可以使用多边形。如同在圆柱体的情况中那样，如果多边形棱柱形地构建，也需要与平面配合。
刀架的螺纹可以构建为内螺纹或者外螺纹。关联的紧固螺母相应具有外螺纹或者内螺纹地构建。在此，在许多应用情况下可以使用市场上常见的紧固螺母。
然而，如果如在本发明的另一有利的扩展方案中所设计的那样，螺纹构建为内螺纹，并在短圆锥与内螺纹之间设置根据本发明的用于定中心的装置和/或平面接触，则内螺纹具有比常用刀架上更大的直径用于紧固螺母。这在总体方案中产生以下优点。首先，通过更大的径向结构空间可以扩大短圆锥或锥形多边形的平面或投影平面。这样在刀具部件的情况下在弯矩吸收方面产生明显更加稳定的支承。
其次，紧固螺母在稳定性和承载能力方面可以得到优化。因此可以从紧固螺母向卡头施加更大的夹紧力，这在使用卡头时导致根据本发明的刀架的更高的生产能力。在根据本发明的刀架与根据本发明的刀具部件相组合时，相同内容当然也适用。在这里提高夹紧力也是有利的，以提高由刀架和刀具部件结合以固定在刀具部件上的高效刀具组成的系统的生产能力。
直径上与传统的内螺纹相比增大的内螺纹的优点还在于，操作紧固螺母的扳手的作用面扩大，并因此简化通过工具施加的夹紧力并且更加安全。这种工具的作用面经常设置在紧固螺母的端面上，使得为紧固螺母的更宽的圆环形端面提供更多的结构空间，以便可以在扳手与卡头之间实现高效和安全传递扭矩。
在本发明的另一有利的扩展方案中设计的是，圆锥孔的长度确定尺寸为使得其允许使用金属密封的卡头。这种金属密封的卡头在市场上可以得到，并且其特征在于，与传统卡头相比，卡头内相互作用的缝隙深度略有减少。由此，在缝隙的端部与卡头的端面之间保留足够宽的接片，其可以实现圆锥孔通过卡头的可靠密封。由此可能的是，在内部冷却剂输送方面无需其他密封件的情况下，将冷却剂直接通过刀架和卡头输送到夹紧在卡头内的刀具内。同时确保冷却剂不会无控制地喷射到刀架的周围或夹紧在刀架内的刀具的周围。
在本发明的另一有利的扩展方案中，在圆锥孔的第二端部上构建圆柱体段和/或同步段(Mitnehmerabschnitt)。
将圆柱体段直接设置在圆锥孔的第二端部上并且将同步段连接到其上或者相反，这对于总功能来说没有重要意义。这些段的顺序主要取决于同步段的几何构型以及可供使用的制造技术。同步段并且然后是圆柱体段的顺序由于略微增大的支承作用而无疑是有利的，但与相反实施的区别非常小。
通过圆柱体段保证在径向振摆和轴向振摆方面进一步改善根据本发明的刀具部件的容纳。圆柱体段因此用于容纳根据本发明的刀具部件的轴颈。由此刀具部件的“后”端径向固定在圆柱体段内，这对刀具部件与刀架连接的弯曲刚度并作为结果对装入刀架内的根据本发明的刀具部件的径向振摆和轴向振摆均产生积极作用。
除了刀具部件与短圆锥或者根据本发明的刀架的圆柱体之间的摩擦配合之外，通过同步段也可以进行形状配合的扭矩传递，使得在最高的切削效率情况下也可靠防止刀具部件在根据本发明的刀架内“滑脱”。
在根据本发明的同步段的第一实施形式中，该同步段具有至少两个、但优选三个或者更多个轴向槽。这些轴向槽在一定程度上是花键轴连接的第一部分，而花键轴连接的其他部分则通过刀具部件上相应的凸起部形成。在这种实施方式中，接触面平行于刀具部件的插入方向实施。
在本发明的另一有利的扩展方案中，接触面构建为使得其不再平行于刀具部件的插入方向走向，而是通过一种花键作用实现咬入效果。与刀具部件上的凸起部的相应设置的接触面结合，根据扭矩实现了改善刀具部件的轴向夹紧。这使刀架与刀具部件之间可能出现的振动得到有效衰减或者甚至完全被抑制。
由此再次提高夹紧在由刀架和刀具部件组成的根据本发明的系统内的刀具的工作能力。同时改善所加工的工件的表面质量并且减少刀具磨损。
可替选地也可能的是，同步段构建为多边形型材。于是，刀具部件与刀架之间的用于传递扭矩的传统多边形连接能够以这种本身已知连接的所有优点实现。通过多边形上的接触面的有针对性的构型，在这里也可以实现已经描述的强化轴向夹紧。接触面的具体构型在此可以楔形实施或者也可以实施为螺纹。两种具体构型最终取得的结果是，刀具部件通过出现的扭矩被拉入刀架内。
开头所提及的目的在一种用于容纳到根据前述权利要求之一所述的刀架内的刀具部件情况下通过如下方式得以实现：刀具部件具有与在刀架上构建的用于刀具部件对中心的装置共同作用的对应面。
这种对应面可以构建为轴颈或者具有圆形截面或者多边形形状的截面的外圆锥。
需要时，也可以设计与刀架的平面接触共同作用的平面。
通过根据本发明的这种刀具部件，既实现刀具部件在刀架内定中心，也实现刀具部件良好的轴向振摆。同时保证在刀架与刀具部件之间与圆锥孔无关地传递切削加工所需的扭矩。因此，所提及的功能件、即轴颈和/或必要时的同步装置可以根据要求最优地构建和设计，使得在将根据本发明的刀具部件装入刀架内时也可以实现高切削效率，同时具有所加工的工件上的良好表面。
为确保刀具部件仅通过用于刀具部件定中心的装置、平面接触、轴颈和/或同步装置与根据本发明的刀架连接并固定在那里或定向，设计了将刀具部件在外圆锥与轴颈和/或同步装置之间的区域构建为使得刀具部件在装入状态下不接触刀架的圆锥孔。这例如可以通过如下方式进行：刀具部件在该区域内虽然也具有圆锥轮廓，但在装入状态下圆锥孔与刀具部件之间存在至少1/10mm的间隙。该间隙可以简单地通过施加研磨料(Touchierfarbe)证明。当然也可能的是，在装入状态下在圆锥孔与刀具部件之间也实现明显更大的间距。例如刀具部件在根据本发明的轴颈与根据本发明的外圆锥之间的区域内可以圆柱体式地构建。在这种情况下，刀具部件可以明显更轻，这在最高转速和最高切削效率情况下会是有利的。
在刀具容纳处为便于切削加工的情况下，也可以取消圆柱体段的附加支承作用。
为可以将根据本发明的刀具部件固定在根据本发明的刀架内，设计了用于固定刀具部件的装置，其中，该装置优选构建为具有外螺纹或者内螺纹的紧固螺母，并且其中紧固螺母可转动地支承在刀具上。在此需要注意的是，紧固螺母在刀具部件上的支承可以传递将刀具部件固定在刀架内所需的轴向力。这种支承例如可以通过如下方式实现：紧固螺母具有中心内孔，其与刀具部件相应确定尺寸的圆柱体段一同使紧固螺母支承在刀具部件上。
紧固螺母与刀具部件之间的轴向力然后可以借助例如构建为丝线环或者矩形截面环(Seeger环等等)的环传递。
为此目的，优选的是刀具部件的圆柱体支承面上切入部分容纳环的槽。在紧固螺母的内孔中留出相应段，该段容纳环的径向向外从刀具部件凸出的部分。由此拧紧紧固螺母时产生的轴向力可以传递到刀具部件上，并且因此刀具部件通过其对应面容纳在刀架内的用于刀具部件定中心的装置内并定位，使得根据本发明的刀具部件具有非常好的径向振摆和轴向振摆。
此外在刀具部件与刀架之间还可以产生摩擦配合和/或形状配合的扭矩传递。由于结构造成对应面的比较大的直径，还可以可靠传递大的扭矩，而刀具部件在刀架内不会滑脱。
在根据本发明的刀具部件的扩展方案中，同步装置具有至少两个凸起部，凸起部与根据权利要求11至15之一所述的刀架的同步段形成形状配合和抗扭连接。
在本发明的另一有利的扩展方案中，同步装置的凸起部具有接触面，其与刀具部件纵轴线成大于5°的角度走向。由此可能的是，在刀架与刀具部件之间形状配合地传递扭矩的同时，轴向力分量还可以作用于同步装置的凸起部，使得刀具部件特别是在要传递的大扭矩的情况下，除了紧固螺母的夹紧力之外同时还由同步装置方面拉入用于定中心的装置内。倾斜走向的接触面也使同步装置之间与同步装置或同步段区域内可能存在的相对运动得到衰减。由此，进一步提高最大切削效率，并且所加工的工件表面质量得到进一步改善。
可替选地也可能的是，同步装置具有多边形截面，并且同步装置与根据权利要求14所述的刀架的同步段形成形状配合和抗扭的多边形连接。由此，从其他各种应用中已知的用于扭矩传递的多边形连接的优点也可以在由刀架和刀具部件组成的根据本发明的系统中产生。多边形的接触面在匹配构型的情况下也可以产生附加的纵向力。这种构型在此可以利用楔形作用或者螺旋作用用于产生纵向力。
为了也可以使用具有内部冷却剂输送的刀具，刀具部件在另一有利的扩展方案中被空心钻孔。这种孔主要用于从刀架向刀具输送冷却剂。
附图说明
本发明的其他优点和有利的扩展方案可以参阅后面的附图、其说明和权利要求。附图、其说明和权利要求中所公开的所有特征无论是单独还是相互任意组合对本发明均是重要的。其中：
图1-12示出根据本发明的刀具部件和刀架的实施例的不同视图和图示。
具体实施方式
在图1a中以纵剖面图示出根据本发明的刀架1的一个实施例。刀架1可旋转地支承，其中，刀架1在机床中的支承在图1中未示出。
刀架1用于根据需要容纳卡头或者根据本发明的刀具部件。在此，必须保证无论是夹紧在卡头内的刀具还是夹紧在刀具部件内的刀具，在径向振摆和轴向振摆方面均非常精确地定向。当然，此外切削所需的扭矩必须从刀架可靠传递到未示出的刀具部件上或者图1a中同样未示出的卡头上。
为此目的，在刀架1内构建内螺纹3、短圆锥5、卷边7、圆锥孔9、圆柱体段11和同步段13。
内螺纹3用于容纳未示出的紧固螺母。圆锥孔9用于容纳未示出的卡头并以本身已知的方式夹紧和引导容纳在卡头内的刀具。
如果替代卡头在根据本发明的刀架内要容纳根据本发明的刀具部件(未示出)，那么这在该实施例中通过在圆锥孔9的第一端部与内螺纹3之间构建的短圆锥5进行。
短圆锥5将刀具部件(未示出)定中心并因此负责其良好的径向振摆。短圆锥5是根据本发明的用于刀具部件定中心的装置的第一实施例。
通过适当选择短圆锥5的圆锥角，短圆锥5也产生刀具部件良好的轴向振摆。
在圆锥孔9的第二端部上可以构建圆柱体段11，其与刀具部件的互补的轴颈共同作用并使刀具部件进一步定中心。由于短圆锥5与圆柱体段11之间的距离L，通过未示出的刀具部件在圆柱体段11上定中心，同时也改善了在短圆锥5的区域内刀具部件的轴向振摆。
在圆柱体段11上随后可选地设置同步段13，其可以实现刀架1与未示出的根据本发明的刀具部件之间的形状配合的扭矩传递。在此，同步段13例如可以具有多边形截面，其与刀具部件(未示出)的相应成形的多边形同步装置形状配合有助于扭矩传递。下面将进一步详细介绍同步段13的可替选的扩展方案。
在设置内螺纹3的部位上，刀架1具有卷边7，该卷边如从图1c所看到的那样具有多个空隙。空隙可以装入钩形扳手(未示出)，以便使刀架1在旋转方向上止动。
可替选地也可能的是，替代内螺纹3在刀架1的外径上构建外螺纹。在这种情况下，于是使用具有内螺纹的紧固螺母。在图1所示的实施例中，紧固螺母设计有外螺纹。
在图1b中等距示出容纳带有圆柱体杆的刀具17的传统卡头15和具有外螺纹21的紧固螺母19。
图1c和1d示出根据图1a的刀架1，其带有装入的卡头15、刀具17和紧固螺母19。图1c示出前视图，而图1d则示出沿图1c的线A-A的剖面。
正如从图1d所看到的那样，卡头15在刀架1内的夹紧仅在圆锥孔的区域内进行。短圆锥5、圆柱体段11和同步段13不与卡头15接触。从根据图1d的图示中也清楚看出，具有外螺纹的紧固螺母19构成从现有技术中已知的市场上常见的紧固螺母。相应内容也适用于卡头15。这是根据本发明的刀架的重要优点，因为可以使用市场上常见的卡头和紧固螺母19。因此优选也适用的是，根据相关标准来构建圆锥孔19。
在许多情况下可以是有利的是，在刀架1内的内螺纹3的直径方面与常见的工业标准不同，并加大内螺纹3的直径。由此可以提高最大夹紧力，并且在紧固螺母19的端面上有更多的位置可供安置紧固扳手(未示出)使用。因此降低紧固扳手滑脱的事故危险。此外，可以向紧固螺母施加更大的扭矩，这有益于轴向上更大的夹紧力。
正如从根据图1b的视图所看到的那样，卡头15内的缝隙23.1和23.2并未一直延续到卡头的末端，而是在之前结束。由此保留接片25.1和25.2，它们负责使得紧固螺母15不分成单件，并且还与圆锥孔9共同产生金属密封。接片25.1和25.2的宽度在图1b中采用LS表示并不应低于一定的最小尺寸，因为否则不再保证金属密封。
因为卡头15通常具有1毫米的夹紧区，所以这也导致根据刀杆的直径在拧紧紧固螺母19时卡头15或深或浅地被压入刀架的圆锥孔9内。
图2示出卡头15的不同安装情况。图2a示出传统的卡头15，其中刀具17的刀杆直径最小。因此卡头15在拧紧紧固螺母19时非常深地压入圆锥孔9内。因为在图2a的卡头上缝隙23.2非常长，所以这些缝隙23.2伸入刀架1的圆柱体段11内。因此圆锥孔9与卡头15之间不再存在金属密封。
在根据图2b和2c的图示中示出所谓的金属密封的卡头15。与传统卡头相比的主要区别在于接片25.1和25.2的宽度。
正如从现有技术中已知的那样，在根据本发明的刀架1上也可以使用金属密封的卡头15。在此需要注意的是，一端由短圆锥5形成边界并且另一端由圆柱体段11形成边界的圆锥孔9的长度L的尺寸确定为使得在卡头15的夹紧区内在接片25.1和25.2与圆锥孔9之间产生足够的重叠。
图2b示出金属密封的卡头15与具有最小刀杆直径的刀具夹紧。由此接片25.2与圆锥孔9之间的重叠B1最小，而圆锥孔9与接片25.1之间的重叠A1在图2b中最大。
如果将卡头15与具有最大刀杆直径的刀具17夹紧在刀架1内，那么情况则相反。在这种情况下，接片25.2与圆锥孔之间的重叠具有最大值(参见图2c中的B2)，而连接片25.1与圆锥孔9之间的重叠则达到最小值(参见图2c中的A2)。
尺寸B1和A2受圆锥孔9的长度L的影响。但通过卡头15内缝隙23的长度和根据本发明的刀架1内圆锥孔的长度L的协调，可以保证卡头15在处于卡头15的夹紧区内部的刀具17的所有刀杆直径情况下均金属密封地处于圆锥孔9内。
出于清楚的原因，图2a至2c中不是所有部件均具有参考标记。但与图1相关介绍的内容相应适用。
图3一定程度上以分解图示出根据本发明的刀具部件27和关联的紧固螺母19的一个实施例。刀具部件27具有轴颈29，上面可以安装例如平面铣刀或者端铣刀(未示出)。但本发明并不局限于这种类型的刀具容纳处。在图3中刀具部件27的左端上，针对旋转刀具、然而也针对固定刀具的任何刀具固定类型都是可能的。
图3所示的刀具部件27包括法兰31、圆柱体支承面33、保险环35、外圆锥37、轴颈39和同步装置41。
图3中在刀具部件27下面示出的紧固螺母43具有外螺纹45和与其同轴设置的孔47。在图3中孔47的右端上车出凹槽49，其在紧固螺母43利用孔47插到刀具部件27的圆柱体支承面33上的情况下，容纳开口环35径向向外从刀具部件27的圆柱体支承面33伸出的部分。
在图3中紧固螺母43的左端上，在环周上构建用于安置钩形扳手(未示出)的槽(无参考标记)。
通过取下保险环35并将紧固螺母43套在圆柱体支承面33上，将紧固螺母43安装在刀具部件27上。圆柱体支承面33与紧固螺母43的孔47共同形成紧固螺母43的转动支承。随后将开口环35重新插入刀具部件的槽内(参见图7中的参考标记59)，并且环35的径向向外从圆柱体支承面33伸出的部分还进入凹槽49内。由此可以使轴向力从紧固螺母43传递到刀具部件27上，并且同时在刀具部件夹紧时可以实现紧固螺母43相对于刀具部件27的转动。
轴颈39尺寸确定为使得其与刀架1的圆柱体段11形成紧间隙配合并由此将刀具部件27径向固定。由于轴颈与外圆锥37之间的轴向距离，由此同时法兰31或刀具部件的轴颈29上的轴向振摆也得到改善。
在图3中刀具部件27的右端上还构建有多边形的同步装置，其与刀架的同步段13共同实现刀架1与刀具部件27之间的形状配合连接和传递扭矩。
图4示出夹紧状态下具有装入刀具部件27的刀架1。从这些不同的视图中还清楚看出紧固螺母43支承在刀具部件的圆柱体支承面33上以及开口环35一方面安装在刀具部件37的环周槽内并且另一方面安装在紧固螺母的凹槽49内。凹槽保证开口环35在最大轴向力的情况下也不会被从刀具部件27的槽中压出。
从图4还可以清楚看出，刀具部件27与刀架1之间的接触限制在短圆锥5或外圆锥37、圆柱体段11和轴颈39以及同步段13和同步装置41上。在圆锥孔9的区域内，在刀具部件27与刀架1之间不存在接触。
为将刀具部件27从刀架1压出，逆时针方式转动紧固螺母43。因此，紧固螺母43被压向刀具部件27的法兰31。由于短圆锥5上约90°至120°的大圆锥角和间隙配合，在该实施例中在刀架1的圆柱体段11与轴颈29之间不存在将刀具部件27夹紧在刀架1内。
孔51(参见图4)用于容纳同步销，这些同步销在旋转运动时使铣刀同步。
从沿线A-A的剖面中可以看出，圆柱体段11直径上略大于同步段13，从而产生刀具部件27的可安装性。
图5和图6示出根据本发明的刀架1以及根据本发明的刀具部件27的实施例，其中在刀架1上设置外螺纹53，并且因此紧固螺母或刀具部件27的紧固螺母43具有内螺纹55。
刀架1的圆锥孔9、圆柱体段11和同步段13在该实施例中与借助图1-4所阐述的第一实施例中相同。
图6同样以纵剖面图示出根据本发明的刀架1的第二实施例，刀具部件27带有紧固螺母43，该紧固螺母43具有内螺纹55。在此，在孔47与内螺纹55之间不仅存在用于开口环35的凹槽49，而且还存在圆环形凹处57，其保证环35的可安装性。在将紧固螺母43安置在圆柱体支承面33上时，在该凹处57内设置丝线环35。
图7至图10以不同视图示出同步段13和同步装置41的实施例。与其他实施例的主要区别在于同步段13或同步装置41的构型上。图7a示出根据本发明的刀具部件27。在该视图中，可以非常清楚地看到在圆柱体支承面33上插入的环周槽59，其用于容纳开口环35。
在同步段13上构建总计三个凸起部61。在凸起部61的朝向圆柱体段11的上侧上构建两个接触面63，它们与刀具部件27的纵轴线(无参考标记)大致形成5°至45°的角度。图7b示出根据图7a的刀具部件27的等距图。
图8示出刀架1的与此兼容的同步段13。刀架1的同步段13具有收缩部65。在轴向上在收缩部65之下构建坡口67和扩径部69。
在收缩部65和坡口67内存在多个轴向槽71，在图8中只能看到其中的一个。轴向槽71在其数量方面、但也在其尺寸方面与根据图7的刀具部件27的凸起部61相对应，从而刀具部件27可以从上面引入刀架1内，并且在此凸起部61穿过轴向槽71引入扩径部69内。
图9以剖面图示出具有装入的根据图7的刀具部件27的图8的实施例。从中可以清楚看出，刀具部件27的凸起部61处于轴向槽71内，并且凸起部的接触面63大致处于坡口67的高度上。从沿图9a的线B-B的剖面图可以清楚看出，在轴向槽71与凸起部61之间在旋转方向上存在间隙。因此可能的是，刀具部件27在产生形状配合之前相对于刀架1略微扭转。于是，接触面63靠置在刀架1的坡口67上并负责在刀架1与刀具部件27之间的形状配合的扭矩传递。
在图10中示出这种情况。图10a示出具有装入的刀具部件27的刀架1的俯视图，并且在该俯视图中示出根据图10b或图9a的剖面平面。与图9a相比，刀具部件27相对于刀架9扭转角度β。在这种情况下，凸起部61的左接触面63靠置在刀架1的坡口67上并支持通过刀架1与刀具部件27之间的形状配合的扭矩传递。
因为接触面63不是平行于刀架1的纵轴线或旋转轴设置，而是在这里为进行说明与刀架1的旋转轴成大约5°至45°的角度，所以作用于接触面63的法向力FN在切向上具有用于传递扭矩的分量，并且在轴向上具有分量FN，a，其将刀具部件27在轴向上拉向刀架1的短圆锥5。由此改善刀具部件27的固定，并且此外有效衰减在刀架1与刀具部件27之间可能出现的振动或者摆动。因为凸起部61在两侧上具有倾斜的接触面63，所以这种效果与刀架1的旋转方向无关地实现。
由此还可能的是，使得具有根据本发明的刀具部件27的根据本发明的刀架1既在右旋也在左旋上完全承受负荷，因为无需担心紧固螺母43在左旋时松开并因此刀具部件27不再保持在刀架1内。
在图11所示的实施例中，紧固螺母43从“刀具侧”套装在刀具部件27上。从图11的纵剖面中可以看出，紧固螺母43设置在卷边7的左侧。因此开口环35在图11中也设置在紧固螺母43的左侧。这种实施形式的优点是，夹紧力直接从紧固螺母43导入刀具部件27的法兰31内。
用于将刀具部件27定中心的装置在图11所示的刀架1上构建为锥形多边形。关联的圆锥角α在该实施例中比较小并约为15°，使得锥形多边形73主要用于刀具部件27的定中心和传递扭矩。圆锥角α(参见图11b)可以处于0°(＝棱柱形多边形)到约90°之间。
因此，在锥形多边形73与圆锥孔9之间构建平面接触75，其与刀架1的相应平面77共同作用。由此，保证刀具部件27所需的轴向振摆。
图11a示出沿图11b中的线A-A的剖面，从中可以清楚看出平面接触75和锥形多边形73。
图11d示出无刀具部件27的刀架1左侧的视图，从中同样可以清楚看出平面接触75和锥形多边形73。
图11c示出有刀具部件27的刀架1左侧的视图，并且图11e示出刀具部件27的等距图，用于说明根据本发明的刀具部件27的该实施例的结构。在该等距图中可以非常清楚地看出与刀架的锥形多边形73的对应面79。
在该实施例中，在圆锥孔9的第二端部上仅构建一个圆柱体段11。不需要同步段，因为锥形多边形73承担扭矩传递的作用。
图11f示出通过具有卡头15的刀架1的纵剖面，从中可以清楚看出卡头15和刀具部件27利用相同的内螺纹3，并且卡头15仅通过圆锥孔9定位。
图12所示的实施例与图11所示的实施例基本对应，从而下面仅介绍不同之处。
紧固螺母43如在第一实施例中那样从机床侧套装在刀具部件27上。
圆锥角α在该实施例中比较大并约为100°，使得锥形多边形73除了刀具部件27的定中心和传递扭矩之外还保证刀具部件27的轴向振摆。因此不需要在刀架1上的平面接触和刀具部件27上的平面。
从图12b也非常清楚地看出，刀具部件27不与圆锥孔9接触。

Claims (30)

1.一种具有卡头容纳处的刀架，其中卡头容纳处包括圆锥孔(9)和与圆锥孔(9)同轴设置的螺纹(3，53)，并且其中螺纹(3，53)在夹紧卡头(15)时与紧固螺母(19)共同作用，其特征在于，在轴向上在圆锥孔(9)的第一端部与螺纹(3，53)之间构建用于刀具部件(27)定中心的装置，
其中，卡头(15)在刀架内的夹紧仅在圆锥孔(9)的区域内进行，并且刀具部件(27)在圆锥孔(9)的区域内与刀架之间不存在接触。
2.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，用于刀具部件(27)定中心的装置构建为短圆锥(5)、圆柱体和/或多边形(73)。
3.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，轴向上在圆锥孔(9)的第一端部与螺纹(3，53)之间构建平面接触(75)。
4.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，圆锥孔(9)在轴向上在第二端部由圆柱体段(11)和/或同步段(13)形成边界。
5.根据权利要求2所述的刀架，其特征在于，用于刀具部件(27)定中心的装置具有0°到140°之间的圆锥角(α)。
6.根据权利要求5所述的刀架，其特征在于，短圆锥(5)和多边形(73)具有0°到140°之间的圆锥角(α)。
7.根据权利要求5所述的刀架，其特征在于，用于刀具部件(27)定中心的装置具有30°到120°之间的圆锥角(α)。
8.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，螺纹构建为外螺纹(53)。
9.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，螺纹构建为内螺纹(3)。
10.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，圆锥孔(9)的长度(L)确定尺寸为使得其允许使用金属密封的卡头(15)。
11.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，在圆锥孔(9)的第二端部上设置圆柱体段(11)并且随后设置同步段(13)。
12.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，在圆锥孔(9)的第二端部上设置同步段(13)并且随后设置圆柱体段(11)。
13.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，同步段(13)具有至少一个接触面(67)。
14.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，同步段(13)包括收缩部(65)、扩径部(69)和构建为坡口(67)的接触面，其中坡口(67)在轴向上设置在收缩部(65)与扩径部(69)之间。
15.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，同步段(13)包括至少两个轴向槽(71)。
16.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，同步段(13)的截面对应于多边形轮廓。
17.根据权利要求16所述的刀架，其特征在于，带有多边形截面的同步段(13)的接触面(73)螺旋形或盘旋形构建。
18.用于容纳在根据前述权利要求之一所述刀架(1)内的刀具部件(45)，其特征在于，刀具部件(25)具有与用于刀具部件(27)定中心的装置共同作用的对应面。
19.根据权利要求18所述的刀具部件，其特征在于，刀具部件(1)的对应面构建为外圆锥(53)、圆柱体和/或多边形(79)。
20.根据权利要求18或19所述的刀具部件，其特征在于，刀具部件(27)包括与刀架(1)的圆柱体段(11)共同作用的轴颈(39)和/或与刀架(1)的同步段(13)共同作用的同步装置(41)。
21.根据权利要求18或19所述的刀具部件，其特征在于，刀具部件(27)在装入状态下不接触刀架(1)的圆锥孔(9)。
22.根据权利要求18或19所述的刀具部件，其特征在于，刀具部件(27)包括用于将刀具部件(27)固定在根据权利要求1–15之一所述的刀架(1)内的装置。
23.根据权利要求22所述的刀具部件，其特征在于，所述装置构建为具有外螺纹(21)或者内螺纹(55)的紧固螺母(19)，紧固螺母(43)能够转动地支承在刀具部件(27)上，并且用于将刀具部件(27)固定在刀架(1)内所需的轴向力由支承装置(33，47)传递。
24.根据权利要求18或19所述的刀具部件，其特征在于，同步装置(41)具有至少两个凸起部(61)，并且凸起部(61)与根据权利要求12和/或13所述的刀架(1)的同步段(13)形成形状配合和抗扭的连接。
25.根据权利要求24所述的刀具部件，其特征在于，同步装置(43)的凸起部(61)具有至少一个接触面(63)。
26.根据权利要求18或19所述的刀具部件，其特征在于，同步装置(43)具有多边形截面，并且同步装置(43)与根据权利要求14所述的刀架(1)的同步段(13)形成形状配合和抗扭的连接。
27.根据权利要求26所述的刀具部件，其特征在于，同步装置(43)的接触面螺旋形或盘旋形构建，并与根据权利要求15所述的刀架的至少一个接触面互补地构造。
28.根据权利要求20所述的刀具部件，其特征在于，同步装置(43)的至少一个接触面(63)与刀具部件(27)的纵轴线形成接触角(γ)，并且接触角(γ)处于0°到60°之间的范围内。
29.根据权利要求28所述的刀具部件，其特征在于，接触角(γ)处于0°到30°之间的范围内。
30.根据权利要求18或19所述的刀具部件，其特征在于，刀具部件(27)被空心钻孔。
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