CN102378662A - 用于机床的切削刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机床的切削刀具，该切削刀具包括一个切削刀头(1)、一个柄(2)、以及将切削刀头(1)可拆卸地固定在柄(2)上的一个连接装置，所述连接装置包括在切削刀头后部(7)上的一个连接销(6)以及在柄(2)中的一个接收座(5)，该接收座是与连接销(6)互补的、并且在该连接装置关闭时容纳了该连接销(6)，该切削刀具包括在柄(2)中的一个中央冷却剂通道(20)，该冷却剂通道在接收座(5)的区域中分成两个子通道(12)，这两个子通道(12)在其壁中位于接收座(5)的两侧、并且开放进入环形围绕着该接收座(5)的开口边缘(8)的平接触表面(10)，并且该切削刀具包括在切削刀头后部(7)上的一个平套环(16)，该平套环具有一个环形分配槽(15)。该刀具还包括至少一个冷却剂孔(19)，该冷却剂孔将切削刀头(1)上的这些切削刃(14)连接到分配槽(15)上。

Description

用于机床的切削刀具
技术领域
本发明涉及一种用于机床的模块式构造的切削刀具。该刀具由切削刀头、柄以及在柄与切削刀头之间的有效连接装置组成。通过该柄，该刀具在刀具接收座(例如机床的卡盘)中被夹紧在位。该切削刀头通过该连接装置被可分离地固定到该柄上。根据所希望的使用领域，该切削刀头可以被配置为一种镗刀头、铣刀头或铰刀头。然而，该切削刀头还可以是用于任何其他希望的切削过程的切削刀头。
背景技术
自属于现有技术的DE 103 26 928 A中已知一种具有复杂的冷却剂引导件的切削刀具。在此，多个冷却剂通道被分布在柄的外周上。冷却剂通道的数目对应于切削刀头上的刀刃的数目。经由切削刀头中的冷却剂孔，这些对应的冷却剂通道传导性地连接到它们对应的相关联的刀刃上。在这种情况下的一个缺点是减小了柄的挠曲强度，该挠曲强度与大数目的冷却剂通道相关。另一个缺点在于以下事实，即，每个柄的实施方案仅可以与一个特定切削刀头的实施方案共同使用。
从DE 10 2005 031 683 A中已知一种切削刀具，该切削刀具具有一个冷却剂引导件，该冷却剂引导件由一个中央冷却剂通道或冷却剂管以及多个冷却剂通道组成。在这种情况下，这些冷却剂通道被配置为在该柄的或在末端处插入柄中的一个功能插入件的末端区域中的装配孔或轴向凹槽。在这种情况下的一个缺点是大数目的冷却剂通道以及再次与所述大数目冷却通道相关联的柄末端区域中减小的柄挠曲强度。
在从DE 103 26 928 A中获知的刀具中，一个夹紧锥形件被用作切削刀头与柄之间的连接装置。在此，由于该夹紧锥形件的圆锥形状，有效的表面非常小。这些小的有效表面的结果是，仅有非常低的扭矩可以从柄传输到切削刀头，并且反之亦然。此外，感觉是一个缺点的是这些夹紧表面，即切削刀头上的该夹紧锥形件的圆锥形表面以及对应的配合表面，在柄中被安排得非常深。当插入切削刀头之中时，不能从外面看到这些表面。因此，当切削刀头插入柄中时，这些表面有可能倾斜。可以通过在刀具上附接指示器来减少倾斜的风险。然而，附接所述指示器是非常复杂的。
从US 6,905,278中获知了用于切削刀头与柄之间的连接装置的另一种构型。在这种情况下，连接装置被配置为具有差动螺纹的一个螺纹插入件。为此目的，该螺纹插入件具有两个螺纹，这两个螺纹具有不同螺距。其中一个螺纹被配置为左旋螺纹而另一个被配置为右旋螺纹。首先，细螺纹被拧入对应的螺纹部分中。在另一操作中，标准的或粗的螺纹被拧入另一螺纹部分中，其结果是，这两个连接构件，也就是切削刀头和柄，有效地彼此抵靠着被限制。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的是简化切削刀具的设计。
用来实现这个目的的是具有权利要求1所述的冷却剂供应的一种切削刀具。权利要求2至5包含这种切削刀具的优选构型。如权利要求6和8所述的切削刀具具有创造性的不同设计的连接装置。
根据权利要求1的传授内容，该切削刀头在其切削刀头后壁上具有一个连接销。当连接装置关闭时，这个连接销停置在柄中的一个接收座中。首先，在该柄中提供一个中央冷却剂通道。这个冷却剂通道在该接收座的区域中分成两个子通道。这些子通道一直指向该柄的末端平接触表面，并且在那里从该柄向外开放。以此方式，这两个子通道位于该接收座的两侧。由于仅有两个子通道被结合在该柄中的这个事实，其在该接收座区域中的稳定性没有明显地被削弱。安排在该柄中的接收座中的连接装置被保持为完全没有冷却剂和润滑剂，并且因此在此不发生腐蚀、污染等。
为了分配冷却剂并且将冷却剂送至该切削刀头上的刀刃，首先在该切削刀头后壁上的一个平套环中形成一个环形分配槽。这个分配槽可以通过机加工在该平套环中制成，并且因此能以从生产观点看来简单并成本有效的方式制成。该分配槽进而具有一个或多个冷却剂孔。经由连接到它们上的小的冷却剂通道，这些冷却剂孔为这些刀刃供应冷却剂。
如权利要求2所述，冷却剂孔的数目对应于连接到它们上的刀刃的数目。换句话说，对每个刀刃指派一个单独的冷却剂孔，该冷却剂孔具有连接到其上并且延伸至该刀刃的一个冷却剂通道。以此方式，有可能以一种简单的方式为每个刀刃供应冷却剂。
因为该分配槽仅从两个子通道中为任何希望数目的刀刃分配冷却剂，所以可以将具有不同数目刀刃的多种切削刀头连接到同一个柄上。因此，不考虑该柄中的冷却剂进料通道的数目，根据本发明有可能连接具有完全不同数目的刀刃和冷却剂孔的各种切削刀头。
如权利要求3所述，还有可能使指派给分配槽中的冷却剂孔的这些冷却剂通道在该切削刀头端面上向外开放。这个实施方式用于机加工(例如铰削)盲孔。在此，冷却剂好像是被喷射在该孔的底部上、并从那里反射到这些刀刃上。以此方式，这些刀刃因此间接地被供应了冷却剂。根据本发明的冷却剂供应装置因此不仅适合于这些在其前面推动切屑的刀具，而且还适合于经由在外周的凹槽而从孔中引导切屑的刀具。
最后，在如权利要求4所述的优选实施方案中，做出的安排是在某些区域中以漏斗式方式加宽该分配槽，以引导流出该柄的子通道的冷却剂更快地进入该分配槽中。
如权利要求5所述，在该接收座的开口边缘处提供了多个月牙形凹陷，以便首先帮助冷却剂流入该分配槽中，然后其次确保甚至在柄一侧的平接触表面和切削刀头一侧的平套环二者都重做之后，该平接触表面停置为在该平套环上齐平。换句话说，该平套环不能被重做的区域不会防止该平接触表面以平面方式停置在该平套环上。
根据权利要求6的传授内容，该切削刀头在其切削刀头后壁上具有一个连接销。当该连接装置关闭时，这个连接销停置在该柄中的一个接收座中。在该接收座的开口边缘区域中，作为一个强制锁定连接装置的一部分形成了从该开口边缘延伸进该接收座中的一个支承表面。因此，在该连接销的外壳上形成了一个配合的支承表面。当该连接装置被关闭时，该支承表面和该配合的支承表面彼此抵靠着支承，并且因此形成一种强制锁定的配合。因为该支承表面被安排在该柄中的接收座的开口边缘区域中，所以很容易从外面看到它，这有助于在将该连接销插入该接收座中时移置该支承表面和配合的支承表面，并且因此促进该切削刀头在该柄上的简单和有目的地装配。
通过被配置为如权利要求7所述的平坦的支承表面和配合的支承表面，可以传输相当高的扭矩。通过像权利要求7中提出的成对设计以及这些支承表面和配合的支承表面彼此相对的安排，通过施加均匀的力改进了扭矩传输。
通过如权利要求8所述的外壳环，其中所述外壳环扩大了该连接销直径，能够以简单的方式在该连接销上机加工这些配合的支承表面。
通过根据本发明的切削刀具，一方面有可能可靠地将该切削刀头连接到该柄上，因为这些支承表面和配合的支承表面被安排为使得它们可以容易地被看到。另一方面，本方面的连接装置有可能在切削刀头与柄之间传输特别高的扭矩。
根据权利要求9的传授内容，具有旋向相同而螺距不同的两个外螺纹的一个螺纹插入件用作连接装置。这是一个具有“差动螺纹”的螺纹插入件。
如权利要求10所述，一个细螺纹可替代地或额外地用在切削刀头与螺纹插入件之间，但是标准螺纹或粗螺纹也可以用在柄与螺纹插入件之间。使用沿相同方向延伸的螺纹具有的优点是，在刀具的夹紧过程中，也就是在将该切削刀头夹紧在该柄中的过程中，这两个螺纹螺距可以说是彼此相减的，因为当粗螺纹被拧入时，细螺纹又被部分地拧出。与使用沿相反方向延伸的螺纹相比，将该切削刀头相对于该柄而夹紧因此需要非常低的扭矩。
此外，使用如权利要求10所述的右旋螺纹具有的优点是，在其柄后壁上具有常规右旋螺纹的一个常规切削刀头也可以被夹紧在该柄中。因此，这些柄然后不但可以用于通过具有差动螺纹的一个螺纹插入件来夹紧该切削刀头，而且可以用于夹紧具有常见的右旋螺纹的切削刀头。
附图说明
本发明的一个示例性实施方案在下面通过参考附图进行了更详细的解释。在附图中，在每种情况下，在示意性的并且简化的、部分切除的图示中：
图1示出了切削刀头和柄的分解图示，
图2示出了装配在柄上的根据图1的切削刀头，
图3示出了柄中的接收座的开口边缘的平面视图，
图4示出了具有指出的冷却剂路径的切削刀头后壁的平面视图，
图5示出了切削刀头后壁的另一平面视图，
图6示出了最终组装的切削刀具的侧视图，
图7示出了根据图6中的箭头VII的切削刀头的端面的一个平面视图。
图8示出了图6中的截面VIII-VIII，
图9示出了图8中的截面IX-IX，
图10示出了柄的侧视图，
图11示出了根据图10中的箭头XI-XI的柄的一个末端视图，
图12示出了图10中的截面XII-XII，
图13示出了具有作为连接装置的螺纹插入件的刀具实施方案的分解图。
具体实施方式
根据本发明的切削刀具包括一个切削刀头1和连接到切削刀头1上的一个柄2。柄2具有一个刀具夹紧表面3。通过刀具夹紧表面3，柄2被夹紧在一个机床的刀具卡盘(图中未示出)中。此外，柄2具有一个夹紧螺钉4，用于关闭该连接装置。柄2具有一个大致空心圆柱形的接收座5，该接收座是用于切削刀头1的连接销6。连接销6从切削刀头1的切削刀头后壁7伸出。
在图1中，在接收座5的开口边缘8处可以看到一个平坦面9。平坦面9被形成为一对，在柄2上彼此相对。这在图3中可见。接收座5的开口边缘8被环状的平接触表面10围绕。平接触表面10被这些子通道12的每个孔口11穿透，所述孔口11是彼此相对的。冷却剂从这些孔口11沿由粗箭头所指示的冷却剂流动方向13朝向切削刀头1上的这些单独刀刃14流动。
为了分配冷却剂，冷却剂从这些孔口11沿冷却剂流动方向13流进在切削刀头后壁7中形成的分配槽15中。分配槽15简单地嵌在切削刀头后壁7上形成的一个平套环16中。平套环16围绕着从切削刀头后壁7居中伸出的连接销6。连接销6的邻近平套环16的区域被配置为扩大了连接销6的直径的一个外壳环17。在外壳环17中形成了彼此相对定位的两个平坦面18。因此，切削刀头1的平坦面18形成了用于柄2中的支承表面的这些配合的支承表面，这些支承平面是如平坦面9一样形成的。这在图8中可见。在图8中还可见柄2上的平坦面9以及在切削刀头1上的平坦面18成对的彼此相对的安排。
在分配槽15中形成了多个冷却剂孔19。在图4和图5所示的示例性实施方案中，冷却剂孔19的数目对应于刀刃14的数目。因此，对每个刀刃14指派一个冷却剂孔19。冷却剂沿冷却剂流动方向13流经冷却剂孔19。这些冷却剂孔19通过多个小的冷却剂通道连接到刀刃14上，并且因此将冷却剂输送到刀刃14。冷却剂从柄上自彼此相对定位的两个孔口11中沿冷却剂流动方向13流出、并且流进分配槽15、并且再次沿冷却剂流动方向13离开分配槽15、经过冷却剂孔19流向刀刃14。
从中央开始的冷却剂通道20沿中央纵向方向穿过柄2。冷却剂通道20在接收座5的区域中分成两个子通道12，这个因素可以在图9中容易地看到。这些子通道12在接收座5的两侧并且开放进入平接触表面10的区域中的孔口11。因此，冷却剂开始流经中央冷却剂通道20，进而分开成两个部分流动，这两个部分流动流经对应的子通道12、然后在平接触表面10处排入孔口11中。
在图3的图示中可见在孔口11的区域中的开口边缘8中的这些月牙形凹陷25。这些月牙形凹陷25防止了平接触表面10停置在平套环16的与平面18相邻并且不能重做的区域上。在图5中，平套环16与平面18相邻的这个区域具有一种漏斗式的加宽26。具体地，该漏斗式加宽26与这些凹陷25相互作用，额外地造成该分配槽15快速地充满冷却剂。
在图7中可见该远离切削刀头后壁7的切削刀头端壁27。图7中的切削刀头端壁27具有一个冷却剂出口28。在根据图7的实施方案中，冷却剂因此不输送到这些单独的刀刃14，而是经由冷却剂出口28排出。这个实施方案适合于机加工盲孔。冷却剂因此首先喷射在该盲孔的底部上并且从那里朝向刀刃14被反射。
图13再次示出了柄2和切削刀头1。切削刀头1再次在其切削刀头后壁7上具有一个连接销6。然而，在图13中，连接销6以空心圆柱形方式嵌入、并且具有被设计为右旋螺纹的一个内螺纹。螺纹插入件22的细螺纹21可以被拧入连接销6的这个内螺纹之中。螺纹插入件22在其远离细螺纹21的端部上具有一个粗螺纹23。通过同样设计为右旋螺纹的这个粗螺纹23，螺纹插入件22可以被拧入柄2的接收座5中的内螺纹之中。

Claims (10)

1.一种用于机床的切削刀具，包括一个切削刀头(1)，包括一个柄(2)，并且包括一个连接装置，该连接装置将该切削刀头(1)可拆卸地固定在该柄(2)上，所述连接装置由在该切削刀头后壁(7)上的一个连接销(6)以及在该柄(2)中的一个接收座(5)组成，所述接收座(5)是与该连接销(6)互补的、并且当该连接装置关闭时容纳了该连接销(6)，并且包括在该柄(2)中的一个中央冷却剂通道(20)，所述冷却剂通道在该接收座(5)的区域中分成两个子通道(12)，其中这两个子通道(12)在其壁中位于该接收座(5)的两侧，其特征在于，
这两个子通道(12)开放进入一个平接触表面(10)，该平接触表面以一种环形方式围绕该接收座(5)的开口边缘(8)，
具有一个环形分配槽(15)的一个平套环(16)被形成在该切削刀头后壁(7)上，并且
至少一个冷却剂孔(19)将该分配槽(15)连接到该切削刀头(1)上的刀刃(14)上。
2.如权利要求1所述的刀具，其特征为，分布在该切削刀头(1)的外周上的多个刀刃(14)以及对应于该多个刀刃(14)的多个冷却剂孔(19)，作为该分配槽(15)与这些对应刀刃(14)之间的连接线。
3.如权利要求1所述的刀具，其特征为，该切削刀头(1)中的一个或多个冷却剂孔(19)，这些冷却剂孔在远离该切削刀头后壁(7)的切削刀头端壁(27)上向外开放。
4.如权利要求1至3之一所述的刀具，其特征在于，该分配槽(15)的以下区域是以一种漏斗式方式加宽的，该区域当该连接装置被关闭时是在该平接触表面(10)中与这些子通道(12)的孔口(11)相对而定位的。
5.如权利要求1至4之一所述的刀具，其特征为，在每种情况下在这些子通道(12)的孔口(11)的区域中、在该接收座(5)的开口边缘(8)处的一个月牙形凹陷(25)。
6.如权利要求1至5之一所述的刀具，其特征为在柄(2)与切削刀头(1)之间的强制锁定式扭矩传输由安排在该接收座(5)的开口边缘(8)处并延伸进入该接收座(5)中的至少一个支承表面以及在该连接销(6)的外表壳上的至少一个配合的支承表面组成，当该连接装置被关闭时所述配合的支承表面停置在该支承表面上。
7.如权利要求6所述的刀具，其特征在于，该支承表面以及该配合的支承表面被设计为平坦面(9，18)和/或其特征在于，两个支承表面以及两个配合的支承表面在各自情况下是成对地并且彼此相对地安排的。
8.如权利要求6和7之一所述的刀具，其特征为在该切削刀头后壁(7)上的一个平套环(16)，所述平套环像一个凸缘围绕着该连接销(6)，并且其特征为在该连接销(6)上的一个外壳环(17)，该外壳环(17)邻接该平套环(16)、扩大了该连接销(6)的直径、并且具有该配合的支承表面。
9.如权利要求1至5之一所述的刀具，其特征为一个螺纹插入件(22)，该螺纹插入件作为外螺纹的部件具有两个外螺纹，这两个外螺纹具有相同旋向并同时具有不同螺距，其特征为在该连接销(6)中的一个空心圆柱形凹陷，该凹陷作为内螺纹部件具有接收该螺纹插入件(22)的一个外螺纹的一个内螺纹，并且其特征为在该接收座(5)中的一个内螺纹，所述内螺纹接收该螺纹插入件(22)的另一个外螺纹。
10.如权利要求9所述的刀具，其特征为在该螺纹插入件(22)上被设计为右旋螺纹的两个外螺纹，和/或其特征为在该切削刀头(1)上的一个细螺纹(21)并且其特征为在该柄(2)中的一个粗螺纹(23)并且其特征为在该螺纹插入件(22)上的多个对应的互补螺纹。
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