CN104349858B - 用于旋入式刀具的刀架 - Google Patents

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Abstract

一种用于旋入式刀具(1)的刀架(2)，该刀架具有基体(13)，该基体包括接纳区域(14)，该接纳区域具有至少一个用于与旋入式刀具(1)的相应锥形的接触面(9)相贴合的锥形支承面(10)。为了保护螺纹并且为了以高的回转精度且也以更低的加工费用夹紧，在所述基体(13)中设置有能够横向于基体(13)纵轴线(17)运动且相对于基体(13)不能相对转动的插入件(15)，该插入件具有用于旋入式刀具(1)上的螺纹(6)的配合螺纹(16)。

Description

用于旋入式刀具的刀架
技术领域
本发明涉及一种用于旋入式刀具的刀架/刀夹和一种具有旋入式刀具和这种刀架的刀具装置。
背景技术
已知规定用于旋入式刀具的刀架，其中，通常为圆柱形的基体包括接纳孔，该接纳孔具有用于旋入式刀具的相应锥形的外接触面的锥形内支承面。在基体中通常设有内螺纹，用于和旋入式刀具上的相应的外螺纹啮合。因为在旋入式刀具上的外螺纹与刀架上的对应的内螺纹之间在通过锥形支承面或接触面定心以后不能实现径向补偿，因此必须极其精确地加工刀架和相应的旋入式刀具，用于避免在外螺纹与内螺纹之间的轴向错位。这种错位可能在夹紧时导致不期望的张力和由此引起的刀具回转误差。除了回转特性变差以外，偏心的负荷还导致螺纹损伤。这尤其对于通常由硬金属或其它硬材料制成的旋入式刀具是重要的，因为在这种旋入式刀具中不均衡的负荷可能导致相对快速地损坏。
发明内容
本发明的目的是，实现一种用于旋入式刀具的刀架和一种具有旋入式刀具和这种刀架的刀具装置，其中，所述螺纹受到保护并且能够以高的回转精度且也以更低的加工费用实现夹紧。
该目的通过一种用于旋入式刀具的刀架并且通过一种刀具装置得以实现，该旋入式刀具被旋入一插入件中，该刀架具有基体，该基体包括接纳区域，该接纳区域具有至少一个用于与旋入式刀具的相应锥形的接触面相贴合的锥形支承面，其中，在所述基体中设置有能够横向于基体纵轴线运动且相对于基体不能相对转动的插入件，该插入件具有用于旋入式刀具上的螺纹的配合螺纹，其中，所述基体的接纳区域包括多个锥形支承面；刀具装置具有刀架和旋入式刀具，该旋入式刀具包括至少一个锥形接触面，用于贴合在刀架的锥形支承面上，其中，所述刀架根据本发明所述构成。
在按照本发明的刀架中，在基体中设置有能够横向于基体纵轴线运动且相对于基体不能相对转动的插入件，在该插入件上设有用于和旋入式刀具上的相应的配合螺纹啮合的螺纹。因此当例如螺纹与配合螺纹的中心轴线不精确对中时，位于刀架上的螺纹可以适配于旋入式刀具的配合螺纹，由此可以避免损坏螺纹或者降低回转精度。所述插入件不是固定的，而是浮动地设置在基体中并由此提供径向补偿可能性。这正好在使用由硬金属制成的旋入式刀具时是有利的，因为通过插入件的补偿可能性而减少了脆性材料尤其在螺纹上断裂的隐患。
在一个特别适宜的实施例中，所述插入件以隔开一径向间隙的方式设置在刀架的基体内部。由此使插入件可以进行径向运动或者倾翻运动，由此补偿在旋入式刀具上的螺纹与刀架上的从属的配合螺纹之间可能的错位。在插入件与基体之间可以设有至少一个减振元件。由此可以对插入件在基体内部的径向运动或倾翻运动进行减振。此外通过减振元件也减少了在刀架与旋入式刀具之间的振动传递。
为了将插入件不能相对转动地布置在基体内部，所述插入件可以通过形锁合连接件与基体连接。这一点例如可以通过规定的造型——例如花键轴轮廓、细牙花键、多边形轮廓实现或者通过附加的元件——如配合键、滑键或者横销实现。
在一个简单但是适宜的实施例中，所述形锁合连接件例如可以通过横销实现，该横销穿过基体中的横孔和插入件中的横孔。插入件在基体内部的可运动性可以由此保证：在插入件中的横孔的内径大于横销的外径。横销的可运动性也可以由此实现：基体中的孔大于横销的直径。
另一形锁合连接方式可以由此实现：所述插入件包括例如构造成多边形的外轮廓，用于形锁合地啮合到与该外轮廓相对应的、基体中的内轮廓中。所述插入件例如可以具有构造成外六角形的外轮廓并且以小的径向间隙设置在构造成内六角形的、基体中的内轮廓中。
在另一个有利的实施例中，所述基体的接纳区域包括多个锥形支承面。由此可以实现旋入式刀具在刀架内部的更好的支承和导向。所述基体的接纳区域例如可以包括设置在基体的前端侧上的、用于旋入式刀具第一接触面的第一锥形支承面和设置在基体内部的、用于旋入式刀具第二接触面的第二锥形支承面。两个锥形支承面可以具有相同或不同的锥角。这一方面能够实现简单的加工，但是另一方面也能够使锥形接触面用于不同的任务，例如良好的径向定心或者良好的轴向支承，并且使这些锥形接触面方便地适配于结构上不同的边界条件。
旋入式刀具的邻近刀具头的第一锥形接触面和在基体端侧上的从属的锥形第一支承面优选具有相对较大的锥角。在这里已证实140°至179°、优选170°的锥角是有利的。在一个优选设计方案中，第二锥形接触面邻接于旋入式刀具上的这个表面，而对应的第二锥形支承面邻接于基体。该第二接触面和与其相对应的第二支承面优选具有相对较小的、1°至40°、优选10°的锥角。但是也能够在两个锥面之间设有例如圆柱形的中间区域。所述形式的具有两个不同锥角的双锥体是有利的，即小锥角能够使旋入式刀具良好地在刀架中定心，而大锥角能够实现附加定心，但是明显减小在刀架上的扩张力。此外通过锥形第一接触面提高刀具的刚性，因为所述刀具在径向负荷中不会滑动。
对应于旋入式刀具上螺纹的配合螺纹优选构造成内螺纹。但是该配合螺纹也可以构造成外螺纹，用于啮合在旋入式刀具上的相应的内螺纹中。在旋入式刀具上的螺纹和在插入件上的从属的配合螺纹可以构造成三角螺纹、梯形螺纹、方螺纹、圆螺纹、锯齿螺纹或类似螺纹。
所述插入件可以构造成完全设置在基体内部的较短套，或者突出于基体的后端侧并且在插入件的与配合螺纹对置的后端部上具有用于贴合在基体后端侧上的环形凸肩。
附图说明
本发明的其它特点和优点由下面的借助于附图的优选实施例描述给出。附图示出：
图1具有刀架和旋入式刀具的刀具装置的第一实施例的纵剖面图；
图2沿着图1的线I-I的剖面图；
图3具有刀架和旋入式刀具的刀具装置的第二实施例的纵剖面图；
图4沿着图3的线I-I的剖面图。
具体实施方式
在图1和3中以纵剖面图示出刀具装置的两个实施例，该刀具装置具有旋入式刀具1和从属的刀架2。旋入式刀具1具有例如构造成铣刀的刀具头3、锥形向后收缩变细的刀具柄4和圆柱形的固定栓部5，该固定栓部具有在这里构造成外螺纹的螺纹6。
在刀具头3与固定栓部5之间设有支承区域，该支承区域具有用于刀架2的相应第一锥形支承面8的第一锥形接触面7和在刀架2内部用于第二锥形支承面10的第二锥形接触面9。因此旋入式刀具1在刀架2内部的支承和导向通过双锥体实现，该双锥体用于改善定心和提高支承作用。
刀具头3在其外侧上具有多个分布在周向上的扳手面11，该扳手面用于将旋入式刀具1旋入到刀架2中。但是扳手面11也可以用于自动地更换刀具。
从属于旋入式刀具1的刀架2包括在这里配有通孔12的空心圆柱形的基体13，该基体包括前部的接纳区域14，该接纳区域具有在基体13的前端侧上的第一锥形支承面8和在基体13内部的第二锥形支承面10。在基体13中设有插入件15，该插入件具有与旋入式刀具1的螺纹6配合的且在这里构造成内螺纹的配合螺纹16。插入件15在基体13内部这样设置：该插入件能够以给定的间隙横向于基体13纵轴线17运动。
刀架2可以一体地构成并且具有用于与机床主轴连接的接口。但是刀架也可以例如以延长部或者适配件的形式构成，它本身又被夹紧在另一刀架中。
在图1和2中所示的实施例中，插入件15以径向间隙设置在基体13的通孔12内部并且相对于基体13通过横销18固定。插入件15构造成具有环形横剖面的套。基体13的通孔12也具有圆形横剖面，其内径略大于插入件15的外径。
套状的插入件15在前部中包括构造成螺纹孔的纵向孔19，该纵向孔具有构造成内螺纹的配合螺纹16。在套状的插入件15的无螺纹的后部中设有用于横销18的内横孔20。横销18穿过基体13中的贯通的外横孔21和插入件15中的内横孔20。横销18固定地安置在穿过基体13的外横孔21中，而在插入件15中的内横孔20与横销18之间设有间隙，由此插入件15可以在基体13内部进行略微的径向运动或者略微的倾翻运动，但是防止相对于基体13转动。由此使插入件15在旋入式刀具1旋入时不一起转动，但是可以略微径向运动或者倾翻，并由此适配于旋入式刀具1的螺纹6。
在图3和4中所示的实施例中，在基体13内部能够横向于其纵轴线运动的插入件15突出于基体13的后端侧并且在其与配合螺纹16对置的后端部上具有环形凸肩22，用于贴合在后端侧上。通过环形凸肩22可以在旋入式刀具1旋入时防止插入件被向前向着旋入式刀具1拉出来。在基体13内部还可以设置未示出的涨圈或者另一保险件，通过它防止插入件向后掉下来。在插入件15与基体13之间设置有在图3中可见的上减振元件和下减振元件23。通过例如构造成O形环的减振元件23可以对插入件15在基体13内部的横向运动以及整个系统的振动进行减振。
在图3中所示的插入件15也可以在其与螺纹对置的端部的区域中例如通过螺纹连接、粘接、通过压配合或者其它适合的连接方式与基体13固定连接。在这种设计方案中无需使用环形凸肩22，并且插入件15也无需突出于基体13。但是插入件15在这种情况下必须具有一定的长度，用于通过弹性弯曲确保径向可运动性。由此可以省去附加的不能相对转动措施。
按照图4，在图3中所示的插入件15具有构造成外六角形的外轮廓24，用于形锁合地啮合到构造成内六角形的基体内轮廓25中。内轮廓25具有比外轮廓24略大的尺寸，由此在这里使插入件15也是能够径向运动的，但是通过六角形连接相对于基体13不能相对转动地设置在基体13中。
在图1至4所示的实施例中，旋入式刀具1的螺纹6和从属于它的刀架2配合螺纹16构造成三角螺纹。但是螺纹6和与其适配的配合螺纹16也可以构造成梯形螺纹、方螺纹、圆螺纹、锯齿螺纹或者类似螺纹。
由图1和3可以看出，旋入式刀具1的邻近刀具头3的第一锥形接触面7和基体13端侧上的从属的锥形第一支承面8优选具有相对较大的锥角。在此已证实140°至179°、优选170°的锥角是有利的。第二锥形接触面9邻接于旋入式刀具2的该第一接触面7。从属于第二接触面9的第二锥形支承面10也邻接于基体13的第一支承面8。该第二接触面9和与其相对应的第二支承面10优选具有相对较小的、1°至40°、优选10°的锥角。

Claims (15)

1.一种用于旋入式刀具(1)的刀架(2)，该旋入式刀具被旋入一插入件中，该刀架具有基体(13)，该基体包括接纳区域(14)，该接纳区域具有至少一个用于与旋入式刀具(1)的相应锥形的接触面(9)相贴合的锥形支承面(10)，其特征在于，在所述基体(13)中设置有能够横向于基体(13)纵轴线(17)运动且相对于基体(13)不能相对转动的插入件(15)，该插入件具有用于旋入式刀具(1)上的螺纹(6)的配合螺纹(16)，其中，所述基体(13)的接纳区域(14)包括多个锥形支承面(8；10)，旋入式刀具的第一锥形接触面和在基体端侧上的从属的锥形第一支承面具有140°至179°的锥角，第二锥形接触面和与其相对应的第二支承面具有1°至40°的锥角。
2.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述插入件(15)至少在螺纹(6)的区域中以隔开一径向间隙的方式设置在刀架(2)的基体(13)内部。
3.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，在所述插入件(15)与基体(13)之间设置有至少一个减振元件(23)，用于对插入件(15)在基体(13)内部的横向运动进行减振并且用于对在插入件(15)与基体(13)之间的振动进行减振。
4.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，所述插入件(15)通过形锁合连接件(18；24、25)与刀架连接。
5.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，所述形锁合连接件通过横销(18)实现，该横销穿过基体(13)中的横孔(21)和插入件(15)中的横孔(20)。
6.根据权利要求5所述的刀架，其特征在于，所述插入件(15)中的横孔(20)的内径或基体(13)中的横孔的内径大于横销(18)的外径。
7.根据权利要求4所述的刀架，其特征在于，所述插入件(15)包括外轮廓(24)，用于形锁合地啮合到与该外轮廓相对应的、基体(13)中的内轮廓(25)中。
8.根据权利要求7所述的刀架，其特征在于，所述插入件(15)具有构造成外六角形的外轮廓(24)并且以小的径向间隙设置在构造成内六角形的、基体(13)中的内轮廓(25)中。
9.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述锥形支承面(8；10)具有不同的锥角。
10.根据权利要求1或9所述的刀架，其特征在于，所述基体(13)的接纳区域(14)包括设置在基体(13)的前端侧上的、用于旋入式刀具(1)第一接触面(7)的第一锥形支承面(8)和设置在基体(13)内部的、用于旋入式刀具(1)第二接触面(9)的第二锥形支承面(10)。
11.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，在所述插入件(15)上的配合螺纹(16)构造成内螺纹，用于接纳构造成外螺纹的、旋入式刀具(1)上的螺纹(6)。
12.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，所述配合螺纹(16)构造成三角螺纹、梯形螺纹、圆螺纹、方螺纹或锯齿螺纹。
13.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，所述插入件(15)构造成完全设置在基体(13)内部的较短套，或者突出于基体(13)的后端侧并且在插入件的与配合螺纹(16)对置的后端部上具有用于贴合在基体(13)后端侧上的环形凸肩(22)，或者插入件(15)构造成完全设置在基体(13)内部的较长体，其中，插入件(15)在其与螺纹对置的端部的区域中通过螺纹连接、粘接、通过压配合或者其它适合的连接方式与基体(13)固定连接。
14.一种刀具装置，具有刀架(2)和旋入式刀具(1)，该旋入式刀具包括至少一个锥形接触面(9)，用于贴合在刀架(2)的锥形支承面(10)上，其特征在于，所述刀架(2)根据权利要求1至13中任一项所述构成。
15.根据权利要求14所述的刀具装置，其特征在于，所述刀架(2)包括在基体(13)的前端侧上的第一锥形支承面(8)和在基体(13)内部的第二锥形支承面(10)，所述旋入式刀具(1)具有用于贴合在基体(13)的第一锥形支承面(8)上的第一锥形接触面(7)和用于贴合在基体(13)内部的第二锥形支承面(10)上的第二锥形接触面(9)。
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