CN102239022A - 用于夹紧刀架的工具架 - Google Patents

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Abstract

一种用于夹紧刀架的工具架具有主体、两个夹紧构件和单个调整构件。主体具有纵向侧表面，纵向侧表面具有纵向凹槽，纵向凹槽具有上壁和下壁。两个夹紧构件包括与纵向凹槽的下壁的两个倾斜的非平行平面倾斜表面接合的镜面对称的左右夹紧构件。片形刀架在纵向凹槽中安装在两个夹紧构件上。调整构件与两个夹紧构件接合并且当旋转时引起每个夹紧构件沿着它各自的非平行平面倾斜表面移动，减小两个夹紧构件和纵向凹槽的上壁之间的距离，直至夹紧力均匀地施加于刀架和纵向凹槽的上壁之间。

Description

用于夹紧刀架的工具架
技术领域
本发明一般地涉及一种用于金属切削加工中的工具架，特别地涉及一种用于分割和切槽操作的工具架。
背景技术
在旋转金属工件的分割和切槽的领域内，切削刀片（insert）可以固定在片形刀架中，并且刀架继而以可释放的方式保持在工具架中。工具架通常包括一种具有纵向通道或凹槽的主体、以及一种在纵向通道或凹槽内夹紧刀架的装置。
US 5,031,492和US 5,079,979各自公开了一种工具架，其中一种刀架借助于单个夹紧构件而被夹紧在一种主体内。夹紧构件形成了纵向凹槽的上壁，并与刀架的上部脊形表面接合。若干个夹紧螺钉穿过夹紧构件中的孔，并进入主体中的相应螺纹孔中。通过旋转所述夹紧螺钉直至每个夹紧螺钉在刀架与主体的纵向凹槽的下壁之间施加足够的夹紧力，来执行夹紧操作。通过沿相反方向旋转夹紧螺钉来释放/解除该夹紧力。它们都采用了至少三个夹紧螺钉，由此需要至少三个螺钉的拧转操作。它们都需要从顶部靠近以拧紧螺钉，这并非总是可行的。
US 3,531,842公开了一种工具架，其中借助于单个楔形夹紧构件在主体内夹紧切削刀片和支撑片。楔形夹紧构件定位成抵靠着主体的纵向凹槽的上壁，并与切削刀片的上表面接合。夹紧驱动的装置是由与主体中的相应螺纹孔相接合的双螺纹构件、以及所述楔形夹紧构件提供的。通过旋转所述双螺纹构件来执行夹紧操作，这引起楔形夹紧构件相对于主体沿纵向方向移动、直至在切削刀片与支撑片和主体的纵向凹槽的下壁之间施加足够的夹紧力。通过沿相反方向旋转双螺纹构件而解除/释放了夹紧力。虽然通过夹紧调整的单个装置执行了夹紧操作，但这个解决方案具备有限的构造方面的灵活性，因为切削刀片仅能从主体的一端操作。此外，仅沿纵向凹槽的一种短部分提供夹紧，因而限制了切削刀片和支撑片能够延伸超出主体的、并且以可接受的程度执行分割和切槽操作的距离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显著减小或克服前述缺点的用于夹紧刀架的工具架。
根据本发明的优选实施例，提供了一种工具架，包括：
主体，具有纵向侧表面，纵向侧表面具有纵向凹槽，纵向凹槽具有相对着的上壁和下壁；
两个楔形夹紧构件，由纵向凹槽的下壁所支撑；
单个调整构件，有效操作地连接到两个楔形夹紧构件中的每一个；
其中两个夹紧构件构造为把片形刀架夹紧抵靠着纵向凹槽的上壁。
此外，根据本发明的优选实施例，提供了一种在工具架中夹紧片形刀架的方法，工具架包括：
主体，具有纵向侧表面，纵向侧表面具有纵向凹槽，纵向凹槽具有相对着的上壁和下壁；
两个楔形夹紧构件，由纵向凹槽的下壁所支撑；
单个调整构件，有效操作地连接到两个楔形夹紧构件中的每一个，
该方法包括下述步骤：
在纵向凹槽中安装刀架以与两个夹紧构件接合；
旋转所述调整构件以引起每个夹紧构件沿着纵向凹槽的下壁的各相应的倾斜非平行的平面倾斜表面上的移动，直至介于两个夹紧构件与纵向凹槽的上壁之间的距离减小到夹紧力施加于刀架与纵向凹槽的上壁之间的点。
另外，根据本发明的优选实施例，提供了一种工具架，包括：
主体，具有与下壁分隔开的上壁，上壁朝着下壁的方向，下壁包括彼此远离地延伸的、并朝着上壁延伸的第一和第二倾斜表面；
左右夹紧构件，分别由第一和第二倾斜表面支撑，左右夹紧构件具有各自的朝着上壁的方向的第一和第二夹紧表面；
调整构件，有效操作地连接到两个夹紧构件；其中：
左右夹紧构件构造成响应于调整构件的操作而沿着第一和第二倾斜表面移动、并由此调整介于它们的夹紧表面与上壁之间的距离。
附图说明
为了更好的理解，仅作为示例，现在参照附图描述本发明，其中：
图1是根据本发明第一实施例的工具架的透视图；
图2是图1中显示的工具架的侧视图；
图3是图1中显示的工具架的分解透视图；
图4是图1中显示的工具架的端视图；
图5是沿线V-V获得的图2中显示的工具架的截面图；
图6是根据本发明第二实施例的工具架的透视图。
具体实施方式
注意到图1至3，显示了包括具有四个纵向侧表面的主体12的工具架10，其中第一纵向侧表面14具有纵向凹槽16，纵向凹槽16具有相对着的上壁18和下壁20。
主体12具有关于与第一纵向侧表面14相垂直的中心平面P的镜面对称性，其中纵向凹槽16的上壁18具有单个平面表面22，且纵向凹槽16的相对着的下壁20具有两个非平行的平面倾斜表面24、26。
在如图2所示的侧视图中，纵向凹槽16的下壁20的两个非平行的平面倾斜表面24、26中的每一个相对于对着的上壁18的单个平面表面22以锐角θ倾斜，其中纵向凹槽16具有朝着中心平面P增加的高度尺寸H。
在如图4所示的端视图中，纵向凹槽16可具有鸠尾形状，其中相对着的上壁18和下壁20中的每一个相对于纵向凹槽16的侧壁28倾斜。
片形刀架30安装在主体12的纵向凹槽16中，并被两个楔形夹紧构件32、34夹紧抵靠着纵向凹槽16的上壁18。
刀架30具有两个相对着的主要侧表面36、38以及平行的上部脊形表面40和下部脊形表面42。刀架30可以关于与这两个主要侧表面36、38相垂直的横轴线A1以180o旋转对称、并包括两个刀片容纳槽44、46，如图3中所示。切削刀片48固定在刀片容纳槽44、46之一或二者中。
两个夹紧构件32、34包括左夹紧构件32和非同样的右夹紧构件34，每个夹紧构件具有介于平面支撑表面50、52和平面夹紧表面54、56之间的一种锐楔角θ。左夹紧构件32、右夹紧构件34为镜面对称的，并且具有与支撑表面50、52和夹紧表面54、56相邻的调整表面58、60。
左夹紧构件32的支撑表面50与纵向凹槽16的下壁20的第一非平行平面倾斜表面24接合，右夹紧构件34的支撑表面52与纵向凹槽16的下壁20的第二非平行平面倾斜表面26接合。
左夹紧构件32、右夹紧构件34的夹紧表面54、56是共面的，并且当沿中心平面P的方向观察时可以相对于纵向凹槽16的侧壁28倾斜，如图4中所示。左夹紧构件32、右夹紧构件34的夹紧表面54、56各自具有长度L的纵向边缘62、64，所述纵向边缘是共线的、并且平行于纵向凹槽16的上壁18。纵向凹槽16可具有大约等于2L的长度。
根据本发明的第一实施例，由单个调整构件68执行夹紧操作。根据第一实施例，调整构件68大体上为圆柱形，并具有中心轴线A2以及左旋外螺纹（或阳螺纹）端70和右旋外螺纹端72。调整构件68的中心轴线A2平行于左夹紧构件32、右夹紧构件34的夹紧表面54、56，左旋外螺纹端70与左夹紧构件32的调整表面58中的左旋内螺纹孔74配合，且右旋外螺纹端72与右夹紧构件34的调整表面60中的右旋内螺纹孔76配合。
如图3中所示，介于纵向凹槽16的下壁20的第一和第二非平行平面倾斜表面24、26之间的中心间隙78提供了扳手(未示出)的通路使之可以与调整构件68的六角形中间部分80的两个相对着的平坦表面咬合、并沿顺时针或逆时针方向旋转。
本发明的这个第一实施例中提到的顺时针和逆时针方向是当沿如图5中所示的方向观察时相对于调整构件68围绕中心轴线A2的旋转而言的。
调整构件68沿顺时针方向的旋转导致左旋外螺纹端70和右旋外螺纹端72同时从它们各自的左夹紧构件32、右夹紧构件34的内螺纹孔74、76“旋拧出”，引起介于两个夹紧构件32、34的调整表面58、60之间的增加的距离D1。    
由于左夹紧构件32、右夹紧构件34分别沿倾斜的第一和第二非平行倾斜表面24、26上的移动，则增加的距离D1与介于左夹紧构件32、右夹紧构件34的共面的夹紧表面54、56和纵向凹槽16的上壁18之间的减小的距离D2是一致的。幅度ΔD1的距离D1的变化和幅度ΔD2的距离D2的变化之间的关系由下面的方程给出；ΔD2=ΔD1 tanθ/2，其中ΔD2沿着左夹紧构件32、右夹紧构件34的每个共面的夹紧表面54、56的纵向长度L同时并且一致地发生。
左夹紧构件32、右夹紧构件34的共面的夹紧表面54、56同时与刀架30的下部脊形表面42接合，并且在距离D2充分减小处的夹紧调整的点，夹紧力F均匀地施加于刀架30的上部脊形表面40与纵向凹槽16的上壁18之间。
调整构件68沿逆时针方向的旋转引起左旋外螺纹端70和右旋外螺纹端72同时“旋拧进”它们各自的左夹紧构件32、右夹紧构件34的内螺纹孔74、76，导致介于两个夹紧构件32、34的调整表面58、60之间的减小的距离D1。
减小的距离D1与介于左夹紧构件32、右夹紧构件34的共面的夹紧表面54、56和纵向凹槽16的上壁18之间的增加的距离D2是一致的，其中幅度ΔD2的距离D2的变化沿着左夹紧构件32、右夹紧构件34的每个共面的夹紧表面54、56的纵向长度L同时并且一致地发生。
因此，如从前面可以看出，主体12具有上壁18，上壁18与下壁20间隔开、并朝着下壁20的方向。下壁的倾斜表面24、26彼此远离地延伸，并朝着上壁18延伸。左夹紧构件32、右夹紧构件34由第一倾斜表面24和第二倾斜表面26支撑，并具有各自相应的朝着上壁18方向的第一夹紧表面54和第二夹紧表面56，并且调整构件68有效操作地连接到两个夹紧构件32、34。左夹紧构件32、右夹紧构件34构造为响应于调整构件68的操作而沿着第一倾斜表面24和第二倾斜表面26行进，并由此调整介于左夹紧表面54、右夹紧表面56和上壁18之间的距离D2。
在距离D2充分增加处的夹紧调整的点，在刀架30的上部脊形表面40和纵向凹槽16的上壁18之间均匀地解除或释放夹紧力F。
两个相同的止动销82以可移除的方式固定到主体12中的安装孔84、86中，其中每个止动销82与两个夹紧构件32、34中的每一个中的止动槽88、90接合。止动销82帮助确保在夹紧调整期间以及在分割和切槽操作期间每个夹紧构件32、34保持由其对应的倾斜表面所支撑着、并保持非常接近于纵向凹槽16的侧壁28。作为以可移除的方式固定到安装孔84、86中的止动销82的替代方案，两个固定螺钉可以用可移除的方式固定到主体12中的螺纹孔中。
在一些实施例中，也可以构造调整构件68从而使得：左旋外螺纹端70与右夹紧构件34的调整表面60中的内螺纹孔配合，且右旋外螺纹端72与左夹紧构件32的调整表面58中的外螺纹孔配合。对于这个替代构造，调整构件68沿逆时针方向的旋转促进了把刀架30夹紧抵靠着纵向凹槽16的上壁18，并且调整构件68沿顺时针方向的旋转促进了从纵向凹槽16的上壁18释放刀架30。
本发明的优点在于：在分割和切槽操作期间，介于工作的切削刀片48和旋转工件(未示出)之间的切削动作试图迫使刀架30和两个夹紧构件32、34沿纵向方向向后退，从而导致最后面的左夹紧构件32在刀架30和纵向凹槽16的上壁18之间施加增加夹紧力。由于主体12关于中心平面P对称，所以刀架30和工作的切削刀片48可以构造为使得左夹紧构件32或右夹紧构件34在工具架10中处于最后面的位置，其中每种构造提供同样高水平的夹紧性能。
显著的切削力也经工作的切削刀片48和刀架30沿向下方向被传输通过最前方的右夹紧构件34，其中由于主体12关于中心平面P对称，所以刀架30和工作的切削刀片48可以构造为使得左夹紧构件32或右夹紧构件34在工具架10中处于最前方的位置。本发明的另一优点在于：两个夹紧构件32、34是具有相对简单几何形状的可替换部件，并且能够由硬化材料很经济地制造以提供有所改进的耐磨性。
虽然工具架10可以通常固定在六角头凹座(未示出)中、并且刀架30位于两个夹紧构件32、34上方、并且工作的切削刀片48固定在与纵向凹槽16的上壁18相邻的第一刀片容纳槽44中，但应该理解，工具架10也可以构造为使得刀架30位于两个夹紧构件32、34下方并且工作的切削刀片48固定在与纵向凹槽16的下壁20相邻的第二刀片容纳槽46中。这种构造的灵活性在需要从主体12的第一纵向侧表面14下方较多地接触六角头固定特征(未示出)的情况下具有优势，其中纵向凹槽16的上壁18能够被描述为下壁，并且纵向凹槽16的下壁20能够被描述为上壁。
现在参照图6。根据本发明的第二实施例，采用另一种单个调整构件94。这种调整构件94具有截头圆锥形状并能够以螺纹的方式在两个夹紧构件32、34之间咬合所述主体12的第一纵向侧表面14。截头圆锥形调整构件94在朝向外面的大直径基面98中具有六角形凹座96，六角形凹座96提供(当沿第一纵向侧表面14的方向观察时)用于艾伦内六角扳手(未示出)沿顺时针或逆时针方向旋转截头圆锥形调整构件94的装置。与朝向外面的大直径基面98相邻的外围接触表面100同时接触两个夹紧构件32、34中的每一个。
截头圆锥形调整构件94沿顺时针方向的旋转引起朝向外面的大直径基面98朝着第一纵向侧表面14移动并且引起外围接触表面100的增大的直径部分接触两个夹紧构件32、34，从而导致两个夹紧构件32、34的调整表面58、60之间的增加的距离D1。
增加的距离D1对应于左右夹紧构件32、34的共面的夹紧表面54、56和纵向凹槽16的上壁18之间的减小的距离D2。在D2充分减小的夹紧调整的点，夹紧力F均匀地施加于刀架30的上部脊形表面40和纵向凹槽16的上壁18之间。
本发明的第二实施例的优点在于：能够在有限接触第一纵向侧表面14的情况下执行截头圆锥形调整构件94的旋转和相应的刀架30的夹紧。
虽然在一定的具体的程度上描述了本发明，但应该理解，在不脱离如下所要求保护的本发明的精神或范围的情况下能够做出各种修改和变型。

Claims (25)

1.一种工具架(10)，包括：
主体(12)，具有纵向侧表面(14)，纵向侧表面(14)具有纵向凹槽(16)，纵向凹槽(16)具有相对的上壁和下壁(18,20)；
两个楔形夹紧构件(32,34)，由纵向凹槽(16)的下壁(20)支撑；
单个调整构件(68；94)，有效操作地连接到两个楔形夹紧构件(32,34)中的每一个；
其中两个夹紧构件(32,34)构造为把片形刀架(30)夹紧抵靠着纵向凹槽(16)的上壁(18)。
2.根据权利要求1所述的工具架(10)，其中主体(12)具有关于与纵向侧表面(14)相垂直的中心平面P的镜面对称性。
3.根据权利要求2所述的工具架(10)，其中当沿中心平面P的方向观察时纵向凹槽(16)具有鸠尾形状。
4.根据权利要求2所述的工具架(10)，其中纵向凹槽(16)具有朝着中心平面P增加的高度尺寸H。
5.根据权利要求1所述的工具架(10)，其中上壁(18)具有单个平面表面(22)，相对的下壁(20)具有两个非平行平面倾斜表面(24,26)。
6.根据权利要求1所述的工具架(10)，其中两个夹紧构件(32,34)不是完全相同的。
7.根据权利要求1所述的工具架(10)，其中单个调整构件(68)具有大体上圆柱形状并包括相反旋向的螺纹(70,72)。
8.根据权利要求1所述的工具架(10)，其中单个调整构件(94)具有截头圆锥形状并包括外围接触表面(100)。
9.根据权利要求1所述的工具架(10)，其中两个夹紧构件(32,34)中的每一个具有介于支撑表面(50,52)和夹紧表面(54,56)之间的楔角θ。
10.根据权利要求9所述的工具架(10)，其中两个夹紧构件(32,34)的支撑表面(50,52)与纵向凹槽(16)的下壁(20)接合。
11.根据权利要求9所述的工具架(10)，其中两个夹紧构件(32,34)的夹紧表面(54,56)与刀架(30)接合。
12.根据权利要求9所述的工具架(10)，其中单个调整构件(68)具有与两个夹紧构件(32,34)的夹紧表面(54,56)平行的中心轴线A2。
13.根据权利要求9所述的工具架(10)，其中两个夹紧构件(32,34)的夹紧表面(54,56)中的每一个具有与纵向凹槽(16)的上壁(18)平行的长度L的纵向边缘(62,64)。
14.根据权利要求13所述的工具架(10)，其中纵向边缘(62,64)是共线的。
15.根据权利要求13所述的工具架(10)，其中主体(12)的纵向凹槽(16)具有大约等于2L的长度。
16.根据权利要求1所述的工具架(10)，其中单个调整构件(68)具有中心轴线A2，且
其中两个夹紧构件(32,34)之间的距离D1通过调整构件(68)围绕它的中心轴线A2沿一个方向的旋转而增加、并且通过调整构件(68)围绕它的中心轴线A2沿相反方向的旋转而减小。
17.根据权利要求13所述的工具架(10)，其中两个夹紧构件(32,34)中的每一个具有与它们各自的支撑表面(50,52)和夹紧表面(54,56)相邻的调整表面(58,60)，
其中介于夹紧表面(54,56)的纵向边缘(62,64)和纵向凹槽(16)的上壁(18)之间的距离D2与介于两个夹紧构件(32,34)的调整表面(58,60)之间的距离D1成反比。
18.根据权利要求1所述的工具架(10)，其中单个调整构件(94)具有中心轴线A2，且
其中介于两个夹紧构件(32,34)之间的距离D1通过调整构件(94)围绕它的中心轴线A2的旋转而增加。
19.一种在工具架(10)中夹紧片形刀架(30)的方法，工具架(10)包括：
主体(12)，具有纵向侧表面(14)，纵向侧表面(14)具有纵向凹槽(16)，纵向凹槽(16)具有相对的上壁和下壁(18,20)；
两个楔形夹紧构件(32,34)，由纵向凹槽(16)的下壁(20)支撑；
单个调整构件(68；94)，与两个楔形夹紧构件(32,34)中的每一个接合，
该方法包括下述步骤：
在纵向凹槽(16)中安装刀架(30)以与两个夹紧构件(32,34)接合；
旋转所述调整构件(68；94)以引起每个夹紧构件(32,34)沿着纵向凹槽(16)的下壁(20)的各倾斜非平行平面倾斜表面(24,26)的移动，直至介于两个夹紧构件(32,34)和纵向凹槽(16)的上壁(18)之间的距离D2减小到夹紧力F施加于介于刀架(30)和纵向凹槽(16)的上壁(18)之间的点。
20.一种工具架(10)，包括：
主体(12)，具有与下壁(20)分隔开的上壁(18)，上壁(18)朝着下壁(20)的方向，下壁(20)包括朝着彼此远离的方向延伸并朝着上壁(18)延伸的第一和第二倾斜表面(24,26)；
左右夹紧构件(32,34)，分别由第一和第二倾斜表面(24,26)支撑，左右夹紧构件(32,34)具有各自的朝着上壁(18)的方向的第一和第二夹紧表面(54,56)；
调整构件(68；94)，有效操作地连接到两个夹紧构件(32,34)；其中
左右夹紧构件(32,34)构造为响应于调整构件(68；94)的操作而沿着第一和第二倾斜表面(24,26)行进并由此调整介于它们的夹紧表面(54,56)和上壁(18)之间的距离D2。
21.根据权利要求20所述的工具架(10)，其中：
左右夹紧构件(32,34)中的每一个具有调整表面(58,60)，左夹紧构件(20)的调整表面(58)面对右夹紧构件(34)的调整表面(60)；
调整构件(68)包括有效操作地连接到左右夹紧构件(32,34)的调整表面(58,60)的相反旋向的螺纹(70,72)。
22.根据权利要求20所述的工具架(10)，其中：
左右夹紧构件(32,34)中的每一个具有调整表面(58,60)，左夹紧构件(20)的调整表面(58)面对右夹紧构件(34)的调整表面(60)；
调整构件(94)具有截头圆锥形状、并包括有效操作地连接到左右夹紧构件(32,34)的调整表面(58,60)的外围接触表面(100)。
23.根据权利要求20所述的工具架(10)，其中：
左右夹紧构件(32,34)中的每一个具有紧靠着相应倾斜表面(24,26)的支撑表面(50,52)；和
左右夹紧构件(32,34)都是楔形的，每个夹紧构件(32,34)具有介于它的支撑表面(50,52)和它的夹紧表面(54,56)之间的锐楔角θ。
24.根据权利要求20所述的工具架(10)，其中：
每个夹紧构件(32,34)具有止动槽(88,90)；和
以可移除的方式固定到主体(12)的止动销(82)或固定螺钉与止动槽(88,90)接合以帮助确保关联的夹紧构件(32,34)保持由它的对应倾斜表面(24,26)支撑。
25.根据权利要求20所述的工具架(10)，还包括：
刀架(30)，被夹在上壁(18)和左右夹紧构件(32,34)的夹紧表面(54,56)之间。
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