CN103567795B - 在刀库上容纳和锁定刀具锥体的刀架、松开装置和刀库 - Google Patents

在刀库上容纳和锁定刀具锥体的刀架、松开装置和刀库 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在刀库上容纳和锁定刀具锥体(8)的刀架(6)，用于松开刀具锥体(8)的松开装置(7)，该刀具锥体被容纳并锁定于此种类型的刀架(6)中，以及涉及一种用于机床的刀库，包括此种类型的一个或多个刀架和此种类型的松开装置。

Description

在刀库上容纳和锁定刀具锥体的刀架、松开装置和刀库
技术领域
本发明涉及一种在刀库上容纳和锁定刀具锥体的刀架，用于松开刀具锥体的松开装置，其中该刀具锥体被容纳并锁定于刀架中，和用于机床的刀库。
背景技术
在通常的现有技术中，在机床上容纳多个刀具的刀库是已知的，其中在刀库上，刀具固定工具锥体，例如空心轴锥体或大锥度锥体容纳于连接到该刀库的对应的刀架中。在此有必要将刀具锥体锁定于刀架中并将它们松开以卸载或装载该刀库。
已知的锁定结构设置为使得锁定夹持部分将刀具锥体锁定于夹持器槽的前部。这样做的问题是，换刀夹持器和装载或卸载夹持器也接合在刀具锥体的夹持器槽上，以将松开的刀具或松开的刀具锥体从刀架上移走。此种类型的锁定结构使得刀库的装载/卸载或进行换刀更加困难或使其延迟。
发明内容
本发明的一个目的是改进用于锁定或松开刀库的刀具中的刀具锥体的锁定结构，以使得能够容易地松开或锁定刀具锥体，并且快速安全地利用简单工具实现松开或锁定，并且能够有效地装载和松开刀库或有效地移置刀具。
关于本发明的上述的目的，本发明提供一种如权利要求1所述的刀架，该刀架用于在刀库上容纳和锁定刀具锥体，如权利要求16所述的松开装置，所述松开装置用于松开如权利要求1所述的刀架中容纳和锁定的刀具锥体的，一种系统，包括一个或多个如权利要求1所述的刀架和如权利要求16所述的松开装置和如权利要求18所述的用于机床的刀库。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。
根据本发明的用于容纳刀架锥体并将其锁定至刀库的刀架，其包括用于在该刀架的轴向上在该刀架的第一侧上容纳刀架锥体的容纳结构，用于将容纳于该容纳结构中的刀架锥体锁定的锁定结构，以及用于将该刀架紧固于该刀库上的第一紧固装置。
该锁定结构包括第一紧固元件，该紧固元件可沿轴向移动并设定为沿着轴向方向从第一位置移动至第二位置，容纳于容纳结构中的刀具锥体在该第一紧固元件位于第一位置时被锁定，且容纳于该容纳结构中的刀具锥体在第一紧固元件位于第二位置时被松开。
根据本发明，第一紧固元件具有第一紧固部分，该紧固部分自刀架在第二侧（即，在刀架具有刀具锥体容纳结构的一侧被称为前侧时，该侧在刀架的后侧上）沿轴向伸出，该第二侧与刀架的第一侧相对，特别是在第一紧固元件上使用作用力时（例如用于接合的外部作用的力），以将该第一紧固元件自第一位置移动至第二位置或从第二位置移动至第一位置。
本发明基于以下想法：在刀架的前侧上不设置锁定或松开结构，该结构接合刀具锥体的夹持器槽，而是设定后部锁定或松开结构，该结构可以容易地被外部松开装置启动，因为该可移动紧固元件的紧固部分在后侧沿轴向上从换刀装置伸出，因此容易地提供了用于松开装置的接合点，在该结合点上可施用从刀架牵拉开的力和/或向该刀架按压的力。
第一紧固部分优选设置为使得其能处于与单独的松开装置的第二紧固部分接合的状态，以松开被容纳于刀架中并被锁定的刀具锥体松开以在两个紧固部分接合时通过第二紧固元件向第一紧固元件施加外力（或用于接合的外部施加的力），以将第一紧固元件自该第一位置移动至第二位置或从第二位置移动至第一位置。
在接合状态，该第二紧固部分优选具有与该第一紧固部分沿轴向方向的正向的不可拆分的接合。在本发明的意义中“不可分开的沿轴向的正向接合”是指第二紧固部分和第一紧固部分通过彼此相互正向接合（即，通过相对阻挡部分的接触）在轴向上机械地阻挡在两侧，但优选在两侧不存在同时的正连接，因此第一紧固部分和第二紧固部分至少在限定的轴向发挥作用范围内可相对于彼此轴向移动，并且在两个方向上在紧固部分之间超过轴向发挥作用范围的轴向相对移动被正阻碍。
第一紧固部分还优选设置为其可处于与第二紧固部分接合的状态，该状态通过关于第二紧固部分沿着垂直于该轴向的第一方向相对移动。因此这些紧固部分可以特别简单的方式有效地并快速地处于接合状态，例如其中刀架容易地沿着垂直于轴向方向的第一方向移动至夹持松开装置的刀库的松开位置（和/或其中松开装置沿垂直于轴向方向的第一方向移动或与第一方向相反的方向移动至刀架）。
第一紧固部分优选在末端侧具有紧固头，该紧固头用于接受在轴向上与第二紧固部分的正向不可分开接合，其中该第一和第二紧固部分处于接合状态。
第一紧固部分优选在轴向方向具有T形形状或者L形形状。
第一紧固部分优选设置为在刀库上紧固刀架，以便可围绕垂直于刀架的轴向设置的轴旋转。
该刀架优选还包括第一止动部分，该止动部分安装于刀架的第二侧上。该止动件部分优选具有止动元件，该止动元件从刀架的第二侧上的刀架沿着轴向伸出。该止动元件优选还从该刀架沿着轴向比第一紧固部分更多地伸出。
锁定装置优选还包括固定元件，该固定元件固定可径向移动的锁定元件，第一紧固元件优选驱动该锁定元件沿径向移动至夹持位置，在第一紧固元件处于第一位置时，将用于锁定刀具锥体的锁定元件在该位置向容纳装置中容纳的刀具锥体的夹持面按压。
该锁定元件优选在第一紧固元件位于第二位置时可沿径向在夹持位置和释放位置之间移动，在释放位置时该锁定元件优选不与刀具锥体的夹持面接触。该锁定元件优选设置为球形元件。
该容纳装置在优选实施例中用于容纳设置为大锥度（ST）的刀具锥体，其末端具有紧固活塞。然后优选第一紧固元件驱动锁定元件沿径向向内进入夹持位置，在该位置用于锁定容纳于该容纳装置中的大锥度锥体的锁定元件，在第一紧固元件处于第一位置时，朝向该大锥度锥体的紧固活塞的夹持面沿径向按压。
在另一优选实施例中该容纳装置设置为容纳设置为空心轴锥体（HST）的刀具锥体，其中在该空心轴锥体的空心轴内部具有内部夹持面。然后优选该第一紧固元件驱动锁定元件向外沿着径向方向进入夹持位置，在该位置用于锁定容纳于该容纳装置中的该空心轴锥体的锁定元件，在第一紧固元件处于第一位置时，沿径向方向向外按压该空心轴锥体的空心轴体的内夹持面。
因此本发明能进行灵活的应用，并且根据本发明的刀架可用于既锁定和松开大锥度锥体和锁定和松开空心轴锥体。在这两个实施例中，特别有利的是，可能使用同样的松开装置（在不同的刀库上）或者甚至相同的松开装置（在相同的刀库上）用于松开/锁定ST-容纳刀架和HST-容纳刀架。
该锁定装置优选还包括弹簧元件，该弹簧元件用于在第一紧固元件上自第二位置向第一位置产生恢复力。
本发明还提供了用于松开刀具锥体的松开装置，该刀具锥体容纳并锁定于一个或多个根据上述方面的刀架中，和一种系统，该系统包括一个或多个根据上述多个方面中的一个或多个的刀架和这种类型的松开装置。
根据本发明的用于松开容纳并锁定于刀架中的刀具锥体的松开装置包括第二紧固装置和松开装置，该第二紧固装置用于在刀库的松开位置将松开装置紧固于刀库上，该松开装置用于在刀架位于松开位置时将容纳并锁定于刀架中的刀具锥体松开。
该松开装置包括第二紧固元件，该紧固元件可沿该松开装置的轴向移动，该紧固元件具有第二紧固部分并能与第一紧固元件的第一紧固部分接合，其中该第二紧固部分处于与第一紧固元件的第一紧固部分沿轴向的正向不可分开的接合状态，此时刀架处于松开状态。
该松开装置用于在第一紧固部分和第二紧固部分处于接合状态时松开容纳于容纳装置中的刀具锥体，其中第二紧固元件被轴向控制并且第一紧固元件利用该接合状态的轴向正连接从第一轴向位置移动进入第二轴向位置。
第二紧固部分优选设置为其可处于与第一紧固部分接合的状态，该状态通过关于第一紧固部分沿着垂直于轴向的第一方向相对移动实现。
最终，本发明提供了一种用于机床的刀库。
该刀库包括根据前述各方面之一的松开装置，刀架紧固装置，根据前述任一方面的一个或多个刀架，以及移置装置，其中该松开装置通过第二紧固元件在该刀库的松开装置被紧固，该刀架在所有情况下被第一紧固装置紧固至刀架紧固装置，该移置装置用于移置紧固至刀架紧固装置的一个或多个刀架。
该移置装置用于移动第一刀架，该第一刀架紧固至刀架紧固装置，沿着垂直于第一刀架的轴向的第一方向进入松开位置，由此使第一紧固元件与第二紧固元件处于接合位置。
附图说明
本发明的其他方面和优点可通过对附图的描述看出，其中通过例证的形式，如下：
图1A显示了根据本发明的一个实施例的机床的立体图；
图1B显示了图1A的细节A的详细视图；
图2A显示了根据本发明的一个实施例的刀库的主视图；
图2B显示了来自图2A的刀库的后视图；
图2C显示了来自图2B的细节B的详细视图；
图3A显示了根据本发明的第一实施例的刀架沿着轴向的剖面图，该刀架具有锁定的刀具锥体和松开装置；
图3B显示了根据本发明的第一实施例的刀架沿着轴向的剖面图，该刀架具有松开的刀具锥体和松开装置；
图4A显示了来自图3A的详细视图；
图4B显示了来自图3B的详细视图；
图5显示了根据本发明的第一实施例的刀架和松开装置的分解图；
图6显示了来自图5的刀架的分解视图的详细视图；
图7显示了来自图5的松开装置的分解视图的详细视图；
图8显示了来自图7的第二紧固元件的主视图；
图9显示了来自图6的第一紧固元件的主视图；
图10A显示了根据本发明的第二实施例的刀架沿着轴向的剖面图，该刀架具有锁定的刀具锥体和松开装置；
图10B显示了根据本发明的第二实施例的刀架沿着轴向的剖面图，该刀架具有松开的刀具锥体和松开装置；
图11A显示了来自图10A的详细视图；
图11B显示了来自图10B的详细视图；
图12显示了根据本发明的第二实施例的刀架和松开装置的分解图；
图13显示了来自图12的刀架的分解视图的详细视图。
具体实施方式
以下将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。然而，本发明不限于所述实施例。本发明通过权利要求书的范围进行限定。在附图中相同的标号表示实施例的相同或相似的特征。
图1A显示了利用刀具加工工件的机床1。该机床1包括主轴托架3，该主轴托架3可与例如与携带刀具的主轴4一起竖直移动，其中例如，用于铣削或钻孔加工工件的铣削刀具和钻孔刀具可被容纳和驱动。
示例性地，在机床的一侧设置有刀库2，其中可在该机床上预备多个用于加工工件的刀具，
示例性地，图1A中的刀库设置为链式刀库，其中容纳刀具的刀架6置于可移动链上。然而，在本发明其他实施例中，还有可能提供其他类型的刀库，例如架刀库、轮刀库、回转刀库、圆盘刀库等。
刀库2包括多个用于容纳刀具的刀架6，这些刀具（例如铣削刀具、钻孔刀具等）容纳于刀架6的刀具容纳结构中，这些刀架6用作刀具和主轴4之间的接口。例如，莫氏圆锥、空心轴锥体（HST）和大锥度锥体（ST）等被统称为刀具锥体否则为刀具容纳结构或底部容纳结构，这些为本领域已知的作为这种类型的接口或刀具容纳结构。
进一步地，示例性地，机床1包括换刀装置5，该换刀装置5用于更换容纳于主轴4上的刀具。在此通常有可能的是，利用换刀装置5提供刀具，从刀库2的换刀位置提供至主轴4并且从主轴4提供至刀库2的换刀位置和/或将容纳于主轴4上的刀具更换为位于刀库2的换刀位置的刀具。
图1B显示了来自图1A的细节A的详细视图。示例性地，换刀装置5包括可旋转双夹持臂5a，该双夹持臂5a具有安装于中心的可控制的圆轴5d和在末端的各自夹持部分5b和5c以夹持刀具或刀具锥体（特别是在夹持槽上夹持工具锥体）。
在该示例性实施例中双夹持臂5a有利地设置为进行同步的更换刀具，在刀库2的换刀位置，其中一个夹持部分5c夹持容纳于主轴4中的刀具并且另一夹持部分5b夹持容纳于刀架6a中的刀具，并通过圆轴5d控制旋转180度更换后者。
进一步地，例如换刀装置5设置为沿着圆轴5d的旋转轴移动双夹持臂5a（即，在根据图1A的实施例中沿竖直方向），以利用夹持部分5b和5c从刀架6a或从主轴4沿着刀架6a或主轴4的轴向移动被夹持的刀具，或者将它们插入其中。因此在双夹持臂换刀装置5的此种示例性设置中有必要的是，在刀具更换过程中，在换刀位置将刀架6a的轴向方向和主轴4的轴向方向设置为彼此平行。
图1B显示了刀架6a，其位于刀库2的换刀位置。例如此处刀库2设置为使得位于换刀位置处的刀架6a，与刀库2的其余刀架6不同，该刀架6a向下旋转90度，因此刀架6a的轴向朝向竖直向下方向（在刀具锥体容纳于刀架中时与刀具锥体的接收方向一致或与刀具锥体的轴向一致）并与主轴4的轴向平行定位。示例性地，如图1A所示，其余刀架6的轴向方向水平地定位并在所有情况下彼此平行。
图2A显示了来自图1A的刀库2的主视图，例如该刀库2设置为链式刀库。图2B显示了来自图1A或2A的刀库2的后视图。
刀库2包括多个刀架6，这些刀架6沿着刀库2的圆周的闭合的链（未显示）彼此靠近地固定。引导固定刀架6的链的两个滑轮2a在所有情况下可旋转地安装于刀库2的相对侧。该链被驱动使刀架6的圆周运动，其中位于换刀装置5的一侧的滑轮2a被可控制圆轴2b驱动。
类似于图1A，图2A中刀架6a位于刀库2的换刀位置。邻近的刀架6b位于刀库2的松开位置。由于在驱动链的过程中高速的更换刀架6，并且为了安全，因此考虑将容纳于刀架6中的刀具或刀具锥体通过集成于刀架6中的锁定结构锁定。
在此有必要的是，在各自的刀具将在松开位置处自刀库2移走时松开刀具或刀具锥体，任选加载具有刀具的刀架6和/或卸载容纳于刀架6中的刀具。刀库2设置为松开刀具或刀具锥体，该刀具或刀具锥体容纳并锁定于刀架6b中，该刀架6b位于刀库2的松开位置。
然后在刀架6b中容纳并松开的刀具或者在刀架6b中容纳并松开的刀具锥体可自位于松开位置的刀架6b移走，以对刀库2卸载和加载（即，该松开位置对应于刀库2的输入位置或刀具输入位置）。而且，示例性地，刀具锥体可置于空的刀架6b中，一旦刀具锥体被容纳直到已经被移走。
进一步地，刀具6b可被移动并旋转至邻近的换刀位置处，以进行刀具更换，其中容纳于刀架6b中的刀具或容纳于刀架6b中的刀具锥体自刀架6b放置，换成主轴4。
示例性地，根据该实施例设定为，在换刀位置没有设置其他松开装置。示例性地，锁定结构设定为，通过自动换刀装置5在夹持槽上有较大作用力，以自动对抗弹簧12（描述为后者）的弹力并且释放锁定的刀具锥体，以使得换刀装置5，通过施加于刀具锥体的夹持槽上的较大作用力，以移走锁定的刀具锥体而不会通过松开装置来松开。然而，还可想到的是，在刀具更换位置提供其它松开装置，以同样主动地在刀具更换位置松开刀具锥体，以进行刀具更换。
图2C显示了来自图2B的细节B的详细视图。在松开位置处有松开装置7安装于刀库2的后侧上，该松开装置7设置为在刀架6b处于松开位置或者移动至所述位置时松开容纳并锁定于刀架6b中的刀具锥体（并且任选在其他实施例中，在刀架6b位于松开位置时还锁定容纳于刀架6b中并松开的刀具锥体）。
图3A显示了根据本发明的第一实施例的刀架6的沿着轴向的剖面图，该刀架6具有锁定的刀具锥体8和根据本发明第一实施例的松开装置7，示例性地，在该实施例中该刀具锥体8设定为大锥度。图3A显示了根据本发明的第一实施例的刀架6的松开装置7的沿着轴向的相同的剖面图，但该刀架6具有松开的刀具锥体8和根据本发明第一实施例的松开装置7。图4A显示了自图3A的详细视图，图4B显示了自图3B的详细视图。
刀具9插入大锥度锥体8中，该锥体8具有夹持槽8a（也称为夹持凹槽）、大锥度锥体轴8b和紧固螺栓8c。如图4A和4B中更详细的显示，紧固螺栓8c包括紧固螺栓轴8d和末端的紧固螺栓头8f，紧固螺栓头8f的直径大于紧固螺栓轴8d的直径。紧固螺栓8在紧固螺栓轴8d和紧固螺栓头8f之间具有夹持面8e。
大锥度锥体轴8b容纳于刀架6的刀架主体13的接收开口13a中并定位于大锥度锥体轴8b与刀架主体13的接收开口13a的外周壁的外周正接合中，并且，由于大锥度锥体轴8b的圆锥形状和刀架主体13的接收开口13a的壁的圆锥形状，进一步地处于沿着轴向的单向的正接合。根据图3B和4B所示，容纳位置中的在大锥度锥体轴8b和刀架主体13的接收开口13a的外周壁之间的正连接因而仅能允许沿着轴向方向向外移走大锥度锥体8（即，在图3B和4B中移向左侧）。图3B和4B中轴向方向用虚横线表示。
刀具主体13具有紧固部分13b，在该紧固部分13b上安装有紧固销14（紧固元件），利用该紧固销14可将刀架主体13紧固至刀库2的链的链元件上。具体地，紧固销14使得能将刀架主体13可旋转地紧固于刀库2的链的链主体上，这使得刀架6的刀架主体13或轴向能向下旋转90度，以在换刀位置旋转刀架6至根据图1A至2C的换刀位置。为了能控制或引导该枢转移动，刀架主体13的引导部分13c具有引导元件15。
如果在换刀位置的引导元件15被向下引导，则刀架6被向下引导至根据图1A至2C的换刀位置。因此图1B显示刀库的竖直可更换的夹持元件2c，示例性地，该刀库设置为移动位于换刀位置处的刀架6a的引导元件15向下，以将刀架6a向下旋转90度。
出于该目的，该夹持元件2c使得在将引导元件15竖直向下引导时能水平发挥作用，以使得引导元件15能侧向移动。因此刀架6a可以随着夹持元件2c的简单的竖直线性移动而枢转，虽然该引导元件15自身可围绕紧固销14的悬挂点进行旋转移动，并且在该过程中，不会进行简单的线性移动，但进行圆弧路径运动。
进一步地，刀架6包括锁定结构以对刀架6中容纳的刀具进行锁定。该锁定结构包括固定元件11，紧固元件10，球形元件16和弹簧元件12。图3A和4A显示了处于锁定状态的锁定结构，图3B和4B显示了处于松开状态的锁定结构。
固定元件11外周地围绕大锥度锥体8的紧固螺栓8c并且安装于刀架主体13中以能同时在轴向和径向被固定。固定元件11包括沿着径向方向运转的固定孔11a，其中球形元件16可径向移动地位于该固定孔11a中。球形元件16的直径大于固定孔11a的深度。此外，接收球形元件16的固定孔11a的直径可向内地逐渐变小以防止在没有大锥度锥体8容纳于刀架6中时球形元件16向内滑动。
示例性地，固定元件11的末端部分11b适应大锥度锥体8的紧固螺栓8c的形状，以使具有紧固螺栓头10c的固定元件11的末端部分11b处于外周正接合状态，因此被末端部分11b包围的紧固螺栓头10c在径向上被固定。
紧固元件10外周地围绕固定元件11并且安装于刀架主体13中以能于径向被固定。然而，紧固元件10安装于刀架主体13中以能沿轴向相对于固定元件11移动。
具体地，紧固元件10能沿轴向在根据图3A和4A的第一位置和根据图3B和4B的第二位置之间移动。在紧固元件10位于第二位置时弹簧元件12从第二位置向第一位置挤压紧固元件10，即，弹簧元件12产生向着第一位置的恢复力作用于紧固元件10。换句话说，在图3B和4B中的弹簧元件的恢复力向左作用于紧固元件10，紧固元件10在图3A和4A中采用第一位置并在图3B和4B中采用第二位置。紧固元件10上没有外部作用时（例如利用松开装置），弹簧元件12将紧固元件10挤压至第一位置，即进入锁定结构的锁定状态。
紧固元件10设置为使得紧固元件10在紧固元件10的邻近或靠近固定孔11a的部分的区域逐渐变小，从第二位置向第一位置的方向（即，在图3A至4B中从左侧向右侧）以第一和第二位置锥体的形式实现（向内减小）。示例性地，出于该目的的固定元件10的内壁，在邻近或靠近在第一位置和第二位置的固定孔11a的紧固元件10的部分的区域中，具有部分空心锥体部分10d。
具有部分空心锥体部分10d的固定元件10的内壁在此具体设定为，在紧固元件从第二位置向第一位置移动时（即，在图3B中紧固元件移向左侧）球形元件16被部分空心锥体部分10d径向向内地移动至固定孔11a中。
当大锥度锥体8容纳于刀架主体13的接收开口13a中时，在紧固元件10处于第一位置时紧固元件10的部分空心锥体部分10d挤压球形元件16贯穿固定孔11a朝向大锥度锥体8的紧固螺栓8c的夹持面8e挤压（参见图3A和4A）。在该第一位置处，当向内挤压的球形元件16夹持大锥度锥体8的紧固螺栓8c并将其固定或锁定时，大锥度锥体8锁定于刀架6中。
另一方面，如果紧固元件10从第一位置移动至第二位置（即，在图3A至4C中向右移动），紧固元件10的内壁的结构使得球形元件16能径向向外退出直到紧固螺栓8c或，具体地，紧固螺栓头8f被释放或不再被球形元件16锁定，如图3B和4B所示。在该第二位置处，当向外退出的球形元件16不再夹持大锥度锥体8的紧固螺栓8c并且不再将其轴向固定时，在刀架6中的大锥度锥体8被松开。
进一步地，紧固元件10在末端包括紧固部分10a，该紧固部分10a在刀架主体13的接收开口13a相对一侧从刀架伸出。有利的是，这使得紧固元件10的紧固部分10a从外面能容易地利用并且可被轴向作用力移动，特别是从第一位置引导紧固元件10进入第二位置或从第二位置引导进入第一位置，以利用单独的松开装置容易地松开大锥度锥体8。
松开装置7进一步地紧固于刀库2的松开位置。松开装置7包括紧固元件21，该紧固元件21通过螺钉22紧固于刀库2的紧固部分20上并且固定紧固装置19并可轴向移动紧固元件18。示例性地，紧固元件19设置为具有气动连接件19a和19b的气动气缸。
松开装置7的紧固元件18末端具有紧固部分18a，该紧固部分18a对着刀架6并且可通过第一紧固元件10和第二紧固元件18在垂直于轴向的方向上（垂直于图3A和3B的图示平面）的相对移动与刀架6的锁定结构的紧固元件10的紧固部分10a接合，如图3A和3B所示。在第一紧固元件10和第二紧固元件18接合时，紧固元件10和18或者刀架6与松开装置7共轴地定位，如图3A和3B所示。
具体地，第一紧固部分10a和第二紧固部分18a设置为使得垂直于轴向方向（具体垂直于图3A和3B的图示平面，或者平行于紧固元件14的枢转轴）的第一紧固部分10a和第二紧固部分18a不会彼此阻碍或者共同设置为沿着该方向彼此自由移动。
进一步地，如图3A和3B所示的处于接合状态的第二紧固部分18a和第一紧固部分10a在轴向方向上处于正向不可分开接合状态。在本发明的意义中“沿轴向的不可分开的正向接合”在此是指第二紧固部分18a和第一紧固部分10a通过彼此相互正向接合在轴向上在两侧彼此阻挡，例如虽然在两侧不存在同时的正向接合，因此第二紧固部分18a和第一紧固部分10a在轴向发挥作用范围限定内可相对于彼此轴向移动，并且超过轴向发挥作用范围的轴向相对移动在这两个轴向方向上正向不可分开地被阻挡。
如图3A和3B显示的实施例中，例如这通过以下实现：刀架6的紧固元件10的紧固部分10a具有紧固轴部分10b和紧固头部分10c，该紧固轴部分10b从刀架6轴向伸出，该紧固头部分10c安装于远离刀架6的紧固轴部分10b的一侧上。示例性地，在图3A和3B中这通过紧固部分10a的T形形状实现。
松开装置7的紧固元件18的紧固部分18a设置为具有夹持器外形（例如爪外形），在接合状态中该夹持器外形包围刀架6的紧固元件10的紧固部分10a的紧固头部分10c，并因此在轴向方向上在两侧阻挡。示例性地，以下将参考图8对松开装置7的紧固元件18的紧固部分18a的进一步详细结构进一步描述。
松开装置7适用于沿轴向方向引导紧固元件18。因此可能的是，在接合状态自图3A和图4A所示的第二位置沿轴向图3B和4B所示的第一位置移动刀架6的紧固元件10，并且松开容纳于刀架6中的大锥度锥体8（例如在其他实施例中，任选还沿着轴向方向从图3A和4A的第一位置将刀架6的紧固元件10移动至图3B和4B所示的第二位置，并且锁定刀架6中容纳的大锥度锥体8）。在此例如松开通过以下实现：在轴向方向上将紧固元件10朝向松开装置7或远离刀具6紧固。另一方面，例如可通过以下实现锁定：沿轴向方向将紧固元件18移动离开松开装置7或朝向刀架6，以使得被弹簧元件12预施加应力的紧固元件10能回复至锁定的第一位置。
如上所述，示例性地，紧固装置19设置为气动气缸。示例性地，此处气动连接件19a设置为使得紧固元件18松开移动离开刀架，且气动连接件19b用于使紧固元件1朝向刀架的锁定移动。然而，本发明不限于以下实施例，其中紧固装置19设置为气动气缸，或者设置为另一气动操作的装置，但除了气动控制器，还进一步可能的是提供水力地、电力地和/或机械地操作的启动装置。
从图3A和3B中可以更清晰地看出，示例性地，本发明的该实施例设置为使得第一紧固元件10被通过第二紧固元件18在与第一紧固元件10的接合状态被牵拉，以松开容纳并锁定于刀架6中的刀具锥体8，其远离刀架6并朝向松开装置7移动。然而，通过紧固元件14，可枢转地对刀架6进行紧固，示例性地，刀架主体13还具有止动件部分17a，该止动件部分17a固定止动件17b。示例性地，如图4A和4B所示，止动件17b可枢转地固定于止动件部分17a上，用于围绕可固定的枢转轴17c调节。
止动件部分17a和止动件17b沿着轴向在刀架6一侧伸出，在该侧上紧固部分10a也沿着轴向伸出。具体地，具有止动件17b的止动件部分17a进一步地沿着轴向比刀架6的紧固件10的紧固部分10a更多地伸出。
在接合状态时，止动件17b位于刀库2的紧固件20的止动件界面20a上（或者在其他实施例中也为松开装置自身），因此刀架6围绕紧固件14的枢转轴的枢转移动在紧固件10a被紧固件18自第一位置移动至第二位置时被正向阻挡。
图5显示了来自图3A和3B的刀架6和松开装置7的分解图。图6显示了来自图5的刀架6的分解视图的详细视图，且图7显示了来自图5的松开装置7的分解视图的详细视图。
示例性地，如图5和6所示，固定元件11可外周地还具有多个固定孔11a，然后在所有情况下这些固定孔11a固定可径向移动的球形元件16。而且，示例性地，还如图5和图6所示，锁定结构（包括固定元件11，一个或多个球形元件16，紧固元件和弹簧元件12）开始/被插入至刀架主体13的开口中并且利用刀架主体末端元件23固定于刀架主体13中，其开始/被刀架主体13上的螺钉24紧固。示例性地，刀架主体末端元件23包括固定止动件17b的止动件部分17a。
示例性地，如图5和图7所示，松开元件7的紧固元件21可利用螺钉25紧固至刀库2上，然而示例性地，紧固装置19通过螺钉27紧固至紧固装置21上。紧固元件18通过紧固元件19c紧固至紧固装置19上。进一步地，示例性地，紧固元件18具有沿轴向延伸的长孔18b，其中将被拧进紧固元件的螺钉26延伸并限制紧固元件18的移动的轴向自由度，这取决于两侧的长孔18b的长度。
图8显示了来自图7的第二紧固元件18的主视图。在远离紧固元件10的一侧或在朝向紧固装置19的一侧上的紧固元件18的紧固部分18a，包括壁部分18c，该壁部分18c在垂直于轴向方向的平面中延伸。
该壁部分18c阻挡刀架6的紧固元件10的紧固部分10a沿轴向方向朝紧固装置19或远离刀架6的移动，因此使得紧固元件10的紧固部分10a能利用刀架6的壁部分18c和紧固元件10的紧固部分10a之间的接触朝向刀架6或远离紧固装置19移动，其中紧固元件18被紧固装置19挤压朝向刀架6。
进一步地，紧固元件18的紧固部分18a包括两个壁部分18d和18e，它们沿轴向延伸并在垂直于轴向的第二方向相对，示例性地，所述壁部分在彼此平行的平面内运行或者与轴向平面的平面内运行。
如果紧固元件10的紧固部分10a的紧固部分头10c处于接合状态时在紧固元件18的紧固部分18a的壁部分18d和18e之间，紧固部分10a沿第二方向（在图3A至4C中竖直地）的移动被壁部分18d和18e阻挡。壁部分18d和18e在朝向紧固装置19的一侧上成为壁部分18c。
另一方面，两个相对侧沿垂直于轴向的第一方向和垂直于第二方向设置而没有阻挡壁。
换句话说，紧固部分10a沿第一方向的移动不被紧固部分18a阻挡，甚至在紧固部分10a的紧固部分头10c位于壁部分18d和18e之间时也如此。紧固部分10a和紧固部分18a因此可沿第一方向自由地彼此相对移动（在此第一方向对应于垂直于图3A至4B的附图的平面的方向）。
进一步地，在朝向紧固元件10一侧上或在远离紧固装置19的一侧上的紧固元件18的紧固部分18a包括第一阻挡部分18f和第二阻挡部分18g，该第一阻挡部分18f穿过壁部分18d且第二阻挡部分18g穿过壁部分18e。
当紧固部分10a的紧固部分头10c处于接合状态在壁部分18d和18e之间时，第一阻挡部分18f和第二阻挡部分18g阻挡刀架6的紧固元件10的紧固部分10a沿轴向上远离紧固装置19或朝向刀架6的移动，因此使得通过阻挡部分18g和18f和刀架6的紧固元件10的紧固部分10a之间的接触，紧固元件10的紧固部分10a能从刀架6离开朝向紧固装置19移动，其中紧固装置19的紧固元件18被牵引离开刀架6。
阻挡部分18g和18f之间有间隔，该间隔大于紧固部分轴10b的直径并小于紧固部分头10c，因此紧固部分轴10b可在阻挡部分18g和18f之间穿过沿轴向伸出，但阻挡部分18g和18f阻挡紧固部分头10c的轴向移动。
图9显示了来自图6的第一紧固元件10的主视图。在末端在远离刀具6的一侧上的紧固元件10的紧固部分10a具有紧固部分轴10b和与之邻近的末端的紧固部分头10c。
如上所述，紧固部分轴10b的直径小于阻挡部分18g和18f的间隔，因此紧固部分轴10b可在阻挡部分18g和18f直径穿过沿轴向伸出，并且紧固部分10c的直径大于阻挡部分18g和18f的间隔，因此阻挡部分18g和18f阻挡紧固部分头10c的轴向移动。而且，紧固部分头10c的轴向宽度小于阻挡部分18g和18f自壁部分18c沿轴向反向的间隔。紧固部分轴10b的轴向长度大于阻挡部分18g和18f的轴向宽度。因此，容易确定的是，如图3A所示的第一紧固部分10a与第二紧固部分18a的接合状态能够实现。
其他实施例中，可能的是仅在紧固元件18上设置阻挡部分18g和18f中的一个。进一步地，可能的是，不提供具有T形形状的紧固部分10a，而是提供具有L形的紧固部分10a。其他实施例中，可能的是，根据图8所示的紧固元件构造刀架6的紧固元件并且根据图9所示的紧固元件构造松开装置7的紧固元件。
图10A显示了根据本发明的第二实施例的具有锁定刀具锥体8和松开装置7的刀架6的沿着轴向的剖面图，图10B显示了根据本发明第二实施例的具有松开的刀具锥体8和松开装置7的刀架6沿着轴向的剖面图。图11A显示了自图10A的详细视图，图11B显示了自图10B的详细视图。
在以下对第二实施例的描述中，特别描述了在这些实施例中的区别。相同或相似的特征将不再描述，并且对于第一实施例的描述可被使用。具体地，第二实施例的松开装置7设置为与第一实施例的上述松开装置7相同。与第一实施例的刀具接收开口13a相比，第二实施例的刀架6的刀具接收开口13a设定为容纳刀具锥体8，其被设置为空心轴锥体（HST）。
刀具9插入空心轴锥体8中，该空心轴锥体8具有夹持槽8a（也称为夹持凹槽）和空心轴锥体主体8b。如图11A和11B更详细所示，空心轴锥体8b在内壁上外周具有夹持面8e。
空心轴锥体主体8d容纳于刀架6的刀架主体13的接收开口13a中，并且空心轴锥体主体8b与刀架主体13的接收开口13a的外周壁正向接合，并且，由于空心轴锥体主体8b的圆锥外部形状和刀架主体13的接收开口13a的壁，进一步地处于沿着轴向的单向的正接合,该接合通过空心轴锥体8与刀架6的平面邻接的接触提供。因此，空心轴锥体主体8b和刀架主体13的接收开口13a的外周壁之间的在图10B和11B所示的接收位置中的正连接使空心轴锥体8仅能沿着轴向方向向外移动（即，在图10B和11B中移向左侧）。图10A和10B中轴向方向用虚横线表示。
进一步地，刀架6包括锁定结构以对刀架6中容纳的刀具进行锁定。该锁定结构包括固定元件11、紧固元件10、球形元件16和弹簧元件12。图10A和图11A显示了处于锁定状态的锁定结构，图10B和图11B显示了处于松开状态的锁定结构。
固定元件11被引入至空心轴主体8b的内部，其末端部分外周地围绕固定元件11。因此，空心轴锥体8安装于刀架13中以能在轴向和径向被固定。固定元件11包括沿着径向方向运行的固定孔11a，其中球形元件16可径向移动地固定。球形元件16的直径大于固定孔11a的深度。此外，接收球形元件16的固定孔11a的直径可向外地逐渐变小以防止在没有空心轴锥体8容纳于刀架6中时球形元件16向外滑动。
紧固元件10被固定元件11外周地围绕并且安装于刀架主体13中或在固定元件11中以能沿径向被固定。然而，紧固元件10安装于刀架主体13中以能沿轴向相对于固定元件11移动。具体地，紧固元件10能沿轴向在根据图10A和11A的第一位置和根据图10B和11B的第二位置之间移动。
弹簧元件12从第二位置向第一位置挤压紧固元件10，即，在紧固元件10位于第二位置时弹簧元件12产生恢复力朝向第一位置作用于紧固元件10。换句话说，在图10B和图11B中弹簧元件的恢复力向左侧作用，紧固元件10采用图10A和11A的第一位置，并采用图10B和11B中的第二位置。
紧固元件10设置为使得紧固元件10在邻近或靠近固定孔11a的紧固元件10的部分的区域在第一和第二位置的外径在从第一位置向第二位置的方向增加（即，在图10A至图11B中从左侧向右侧）。示例性地，出于该目的，固定元件10的外壁在邻近或靠近固定孔11a的紧固元件10的部分在第一位置和第二位置的区域中具有部分锥体部分10d。
具有部分锥体部分10d的固定元件10的外壁具体地在此设定为，使得在紧固元件从第二位置向第一位置移动时（即，在图10B中紧固元件移向左侧时）球形元件16被部分锥体部分10d径向向外移动至固定孔11a中。
当空心轴锥体8容纳于刀架主体13的接收开口13a中时，在紧固元件10处于第一位置时，紧固元件10的部分锥体部分10d挤压球形元件16使其贯穿固定孔11a朝向空心轴锥体8的空心轴主体8b的夹持面8e挤压（参见图10A和11A）。在该第一位置处，当向外挤压的球形元件16夹持空心轴锥体8的轴主体8b并将其固定或锁定时，空心轴锥体8锁定于刀架6中。
另一方面，如果紧固元件10从第一位置移动至第二位置，紧固元件10的外壁的结构使得球形元件16能在旁边侧向向内移动直到空心轴8b或夹持面8e被释放或不再被球形元件16锁定，如图10B和11B所示在该第二位置处，当向内移动的球形元件16不再夹持空心轴主体8b并且不再将其轴向固定时，在刀架6中的空心轴锥体8被松开。
进一步地，紧固元件10在末端包括紧固部分10a，该紧固部分10a在刀架主体13的接收开口13a相对一侧从刀架伸出，与第一实施例类似。有利的是，这使得紧固元件10的紧固部分10a能从外面容易地接触，并且以可控的方式移动，特别是用于从第一位置引导紧固元件10到达第二位置或从第二位置引导到达第一位置，以能够利用单独的松开装置容易地松开或锁定空心轴锥体8。
如图10A和10B显示的第二实施例中，刀架6的紧固元件10的紧固部分10a也具有紧固轴部分10b和紧固头部分10c，该紧固轴部分10b从刀架6轴向伸出，该紧固头部分10c安装于远离刀架6的紧固轴部分10b的一侧上。然而，紧固部分10a设置为两部分，由于组装，紧固头部分10c通过螺钉10e紧固于紧固轴部分10b上。
图12显示了根据本发明的第二实施例的刀架主体6和松开装置7的分解视图，图13显示了来自图12的刀架的分解视图的详细视图。
在此可见，锁定结构具有另外的止动元件28，该止动元件28限制了紧固元件10沿着从第二位置至第二位置的方向的轴向移动，在第一位置的紧固元件10与止动件28接触（也参见，例如图11A和11B）。
此外，显示了接收元件29，其具有接收开口13a并被引入刀架主体13的开口（也参见图10A至11B）。示例性地，接收元件29可被更换，以能在相同刀架主体13中容纳具有不同直径的不同的空心轴主体8b。
标号列表
1机床
2刀库
2a滑轮
2b可控制圆轴
2c纵向可更换夹持元件
3主轴托架
4主轴
5换刀装置
5a双夹持臂
5b双夹持臂的夹持部分
5c双夹持臂的夹持部分
5d可控制圆轴
6刀架
6a刀架（在换刀位置）
6b刀架（在刀具松开位置或输入位置）
7松开装置
8刀具锥体（ST或HST）
8a夹持器槽
8b在ST的大锥度锥体轴或在HST的空心轴体
8c在ST的紧固螺栓
8d在ST的紧固螺栓轴
8e在ST和HST的夹紧面
8f在ST的紧固螺栓头
8g在HST的末端部分
9刀具
10紧固元件（第一个）
10a紧固部分（第一个）
10b紧固部分轴
10c紧固部分头
10d在ST的部分空心锥体部分或在HST的部分锥体部分
10e螺钉
11固定元件
11a固定孔（多个固定孔）
11b末端部分
12弹簧元件
13刀架主体
13a接收口
13b紧固部分
13c引导部分
14紧固销/紧固元件
15引导元件
16球形元件
17a止动件部分
17b止动元件
17c可固定的枢转轴
18紧固元件（第二）
18a紧固部分（第二）
18b长洞
18c轴向阻挡壁部分
18d径向阻挡壁部分
18e径向阻挡壁部分
18f轴向阻挡部分
18g轴向阻挡部分
19紧固装置
19a气动连接件
19b气动连接件
19c紧固元件
20紧固部分
20a止动面
21紧固元件
22螺钉
23终止元件
24螺钉
25螺钉
26螺钉
27螺钉
28止动元件
29接收元件

Claims (13)

1.一种用于机床的刀库，包括：
刀架紧固装置；
多个用于在所述刀库(2)上容纳和锁定刀具锥体(8)的刀架(6)，所述刀架(6)在所有情况下被第一紧固装置(14)紧固至所述刀架紧固装置；
松开装置(7)，用于在所述刀库(2)的松开位置松开容纳并锁定于所述多个刀架(6)中的一个中的所述刀具锥体(8)；以及
移置装置，用于移置紧固至所述刀架紧固装置的所述多个刀架(6)；
其中，所述移置装置用于沿着垂直于所述多个刀架(6)中的一第一刀架(6)的轴向的第一方向将被紧固至所述刀架紧固装置的所述第一刀架(6)移置到所述松开位置；
其中，所述第一刀架(6)包括：
容纳装置(13)，用于在所述第一刀架(6)的第一侧上沿所述第一刀架(6)的轴向容纳所述刀具锥体(8)，
锁定装置(10、11、12、16)，用于锁定所述容纳装置(13)中容纳的刀具锥体(8)，和
第一紧固装置(14)，用于将所述第一刀架(6)紧固于所述刀库(2)上，
其中，所述锁定装置(10、11、12、16)包括第一紧固元件(10)，所述第一紧固元件(10)可沿轴向移动并设定为沿着轴向方向从第一位置移动至第二位置，容纳于所述容纳装置(13)中的所述刀具锥体(8)在所述第一紧固元件(10)位于所述第一位置时被锁定，且容纳于所述容纳装置(13)中的刀具锥体(8)在第一紧固元件(10)位于所述第二位置时被松开，且
其中，所述第一紧固元件(10)具有第一紧固部分(10a)，该第一紧固部分(10a)在所述第一刀架(6)的第一侧相对的第二侧上自所述第一刀架(6)沿轴向伸出；
其中，所述松开装置(7)包括：
第二紧固装置(21,22)，用于在所述刀库(2)的松开位置将所述松开装置(7)紧固于所述刀库(2)上；
松开结构(18、19)，用于在所述第一刀架(6)处于松开位置时松开被容纳并锁定于所述第一刀架(6)中的所述刀具锥体(8)；
其中，所述松开结构(18、19)包括第二紧固元件(18)，所述紧固元件(18)可沿所述松开装置(7)的轴向移动并具有第二紧固部分(18a)，在所述第一刀架(6)处于松开位置时，所述第二紧固部分(18a)可与第一紧固元件(10)的第一紧固部分(10a)接合，其中所述第二紧固部分(18a)处于与第一紧固元件(10)的第一紧固部分(10a)沿轴向正向不可分开地接合，且
其中所述松开结构(18、19)用于在第一紧固部分(10a)和第二紧固部分(18a)接合时松开容纳于所述容纳装置(13)中的所述刀具锥体(8)，其中第二紧固元件(18)被轴向控制并且通过轴向正连接，使所述第一紧固元件(10)从第一轴向位置移动至第二轴向位置；
其中，所述第二紧固部分(18a)被以这样的方式设置：当所述移置装置沿着垂直于所述第一刀架(6)的轴向的所述第一方向将所述第一刀架(6)移置到所述松开位置时，所述第二紧固部分(18a)可被沿着垂直于轴向的第一方向的、相对于第一紧固部分(10a)的相对移动带动到与第一紧固部分(10a)接合的状态。
2.如权利要求1所述的刀库，其特征在于，所述第一刀架(6)的所述第一紧固部分(10a)在末端具有紧固头(10c)，所述紧固头(10c)用于在第一紧固部分和第二紧固部分(10a，18a)处于接合状态时与第二紧固部分(18a)进行轴向上的正向不可分开的接合。
3.如权利要求1所述的刀库，其特征在于，所述第一刀架(6)的所述第一紧固部分(10a)在轴向方向具有T形形状或L形形状。
4.如权利要求1所述的刀库，其特征在于，还具有第一止动件部分(17a，17b)，所述第一止动件部分(17a，17b)安装于所述第一刀架(6)的第二侧上。
5.如权利要求4所述的刀库，其特征在于，所述止动件部分具有止动元件(17b)，所述止动元件(17b)自所述第一刀架(6)在所述第一刀架(6)的第二侧上沿着轴向伸出。
6.如权利要求5所述的刀库，其特征在于，所述止动元件(17b)自所述第一刀架(6)比第一紧固部分(10a)更多伸出。
7.如权利要求1所述的刀库，其特征在于，所述第一刀架(6)的所述第一紧固装置(14)用于将所述第一刀架(6)紧固于刀库(2)上，以能围绕垂直于所述第一刀架(6)的轴向设置的轴枢转。
8.如权利要求1所述的刀库，其特征在于，所述第一刀架(6)的所述锁定装置(10、11、12、16)还包括固定元件(11)，所述固定元件(11)固定可径向移动的锁定元件(16)，其中所述第一刀架(6)的第一紧固元件(10)驱动所述锁定元件(16)沿径向移动至夹持位置，在所述第一紧固元件(10)位于所述第一位置时，用于锁定所述刀具锥体(8)的锁定元件(16)在所述位置向容纳装置(13)中容纳的刀具锥体(8)的夹持面(8e)挤压。
9.如权利要求8所述的刀库，其特征在于，所述第一刀架(6)的所述锁定元件(16)在第一紧固元件位于第二位置时可沿径向在夹持位置和释放位置之间移动，其中在所述释放位置时所述锁定元件(16)不与所述第一刀架(6)的刀具锥体(8)的夹持面(8e)接触。
10.如权利要求8所述的刀库，其特征在于，所述锁定元件设置为球形元件(16)。
11.如权利要求8所述的刀库，其特征在于，所述第一刀架(6)的所述容纳装置(13)被设置用来容纳被设置为大锥度锥体的刀具锥体(8)，所述刀具锥体(8)具有末端紧固柱塞(8c)，所述第一紧固元件(10)驱动锁定元件(16)沿径向向内进入夹持位置，在所述位置用于锁定容纳于所述容纳装置(13)中的大锥度锥体的锁定元件(16)，在第一紧固元件(10)处于第一位置时，朝向所述大锥度锥体(8d)的紧固柱塞(8c)的夹持面(8e)沿径向向内挤压。
12.如权利要求8所述的刀库，其特征在于，所述第一刀架(6)的所述容纳装置(13)用于容纳刀具锥体(8)，所述刀具锥体(8)设置为空心轴锥体，在所述空心轴锥体(8)的空心轴(8b)的内部具有内部夹持面(8e)，所述第一紧固元件(10)驱动锁定元件(16)沿径向向外进入夹持位置，在第一紧固元件(10)处于第一位置时，在所述夹持位置用于锁定容纳于所述容纳装置(13)中的空心轴锥体(8)的锁定元件(16)沿径向方向向外挤压空心轴锥体(8)的空心轴主体的内部夹持面(8e)。
13.如权利要求1所述的刀库，其特征在于，所述第一刀架(6)的所述锁定装置(10、11、12、16)还包括弹簧元件(12)，所述弹簧元件(12)用于在第一紧固元件(10)上自第二位置向第一位置产生恢复力。
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