CN106604795A - 具有振动阻尼配重组件的切削工具保持器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括保持器主体(101)和振动阻尼配重组件(116)的切削工具保持器(100)以及切削工具保持器振动阻尼配重组件自身。保持器主体具有第一和第二侧表面(102、104)、在其之间延伸的顶部表面(106)、以及位于保持器主体在其顶部表面处的前端(110)处的切削部分(108)。配重孔(112)通向所述第一和第二侧表面并且具有孔内表面(114)。配重组件位于配重孔内，具有带有通孔(120)的第一配重部分(118)、带有螺纹孔(124)的第二配重部分(122)、沿着孔内表面被定位的阻尼环(126)和紧固构件(128)，紧固构件(128)被配置为将第一和第二配重部分连接在一起并迫使第一和第二配重部分朝向彼此，使得每个配重部分的接触表面压在配重孔内的阻尼环上。

Description

具有振动阻尼配重组件的切削工具保持器
相关申请的交叉引用
本发明要求2014年8月12日提交的美国临时申请62/036,264号的优先权，其内容以引用方式被完全并入本文。
技术领域
本发明大体涉及切削工具保持器，并且具体具有振动阻尼机构的切削工具保持器刀片。
背景技术
切削工具保持器(特别是刀片保持器类型)具有被定位在其前端处的切削嵌入件。在保持器刀片的前端处执行切削操作会在切削端部引起不想要的振动。例如在JP2003062703A、JP2011042007A、US6113319和KR101258519中示出了具有振动阻尼机构的切削工具保持器。
发明内容
根据本申请的主题，提供了一种切削工具保持器，其包含：
保持器主体，其具有纵向轴线，并且包含：
第一和第二侧表面、以及在其之间延伸的顶部表面；
切削部分，其被定位在所述保持器主体的在所述顶部表面处的前端处；
配重孔，其通向所述第一和第二侧表面并且包含横向于所述纵向轴线延伸的孔轴线和孔内表面；
以及
配重组件，其位于所述配重孔内，并且包含：
第一配重部分；
第二配重部分；
阻尼环，其沿着所述孔内表面被定位；以及
紧固构件，其将所述第一和第二配重部分连接在一起并迫使所述第一和第二配重部分朝向彼此，使得每个配重部分压在所述配重孔内的所述阻尼环上。
附图说明
为了更好地理解本发明并且为了示出可以如何实际上实施本发明，现在将会参考附图，其中：
图1是根据本发明的实施例的切削工具保持器的立体顶视图；
图2是图1的切削工具保持器的侧视图；
图3是图1的切削工具保持器的另一立体顶视图；
图4是图3的切削工具保持器的侧视图；
图5是被部分地拆开的图1的切削工具保持器的立体图；
图6是被部分地拆开的图1的切削工具保持器的另一立体图；
图7是被部分地拆开的图1的切削工具保持器的前视图；以及
图8是沿着在图2中指示的剖切线VIII-VIII的切削工具保持器的剖视图。
应认识到，为了图示的简单和清楚，在图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，或若干物理部件可以被包括在一个功能方框或元件中。进一步的，在适当的情况下，附图标记可以在图之间被重复以指示对应的或类似的元件。
具体实施方式
在以下描述中，将会描述本发明的各种方面。为了解释的目的，特定的构造和细节被阐述以便提供本发明的详尽理解。然而，可以在本文中不呈现特定细节的情况下实施本发明对于本领域技术人员来说也将会是显而易见的。此外，众所周知的特征可以被省略或被简化以便不使本发明难理解。
现在参考图1-8，描述了根据本发明的实施例的切削工具保持器100的各种视图。切削工具保持器100包含具有大致细长形状和纵向轴线A的保持器主体101和配重组件116。保持器主体101具有第一侧表面102和第二侧表面104以及在其之间延伸的顶部表面106。
切削部分108位于保持器主体101的在其顶部表面106处的前端110处。配重孔112被形成在保持器主体101中，具有横向于纵向轴线A延伸的孔轴线B。配重孔112通向第一和第二侧表面102、104两者。配重孔112具有孔内表面114。在一些实施例中，配重孔112是圆孔，并且如在图8的横截面中描绘的，孔内表面114是对称的V形表面，其中V形的每一侧相对于孔轴线B形成非零的第一锐角α。在一些实施例中，第一角α是45°角。在一些实施例中，配重孔112可以位于保持器主体101的前端110附近。
配重组件116位于配重孔112内。配重组件116是两部分的配重组件，包含第一配重部分118和第二配重部分122。配重组件116还具有将第一和第二配重部分118、122连接在一起并迫使第一和第二配重部分118、122朝向彼此的阻尼环126和紧固构件128。在示出的实施例中，紧固构件呈以收紧螺钉128的形式，但是螺栓、销、铆钉和其他连接件也可以满足需求。第一配重部分118具有穿过其中并且沿着孔轴线B定位的通孔120。第二配重部分122具有穿过其中并且沿着孔轴线B定位的螺纹孔124。第二配重部分122的螺纹孔124可以是通孔或盲孔。阻尼环126沿着孔内表面114被定位在第一与第二配重部分118、122之间。
阻尼环126由弹性可压缩材料(诸如橡胶)制作，并且被弹性地压紧孔内表面114。如果配重孔112在形状上是圆形的，阻尼环126是O形环。第一和第二配重部分118、122由比保持器主体101的材料密度更大的材料形成。例如，如果保持器主体101由钢制作，第一和第二配重部分118、122可以由例如硬金属、钨等制作。
第一配重部分118具有第一外表面136、第一内表面138、和在其之间延伸的第一周边表面140。第一周边表面140具有第一接触表面130。第二配重部分122具有第二外表面142、第二内表面144、和在其之间延伸的第二周边表面146。第二周边表面146具有第二接触表面132。应注意，第一和第二配重部分118、122不一定是完全相同的，并且可以在重量和厚度上不同。
收紧螺钉128穿过第一配重部分118的通孔120，并且螺纹地接合第二配重部分122的螺纹孔124。因此，收紧螺钉128使第一和第二配重部分118、122朝向彼此收紧(即，拉动)。收紧螺钉128被穿入螺纹孔124。当收紧螺钉128在螺纹位置中时(例如，图1、3和8)，第一和第二配重部分118、122中的每一个压在配重孔112内的阻尼环126上。
当第一和第二配重部分118、122被收紧在一起时，阻尼环126被弹性地压缩在孔内壁114上。第一和第二配重部分118、122仅利用第一和第二接触表面130、132压在阻尼环126上。在一些实施例中，第一和第二配重部分118、122中的每一个具有分别带有相关的中心轴线C1、C2的圆盘状，并且第一和第二接触表面130、132中的每一个朝向相应的第一和第二内表面138、144倾斜地延伸，同时相对于组装的工具保持器中的相应的中心轴线C1、C2和/或孔轴线B形成非零的第二锐角β(参见图7)。在一些实施例中，第二角β是45°角。当第一和第二配重部分118、122中的每一个都具有圆盘状时，通孔120和螺纹孔124被形成在圆盘状的中心处(如在附图中示出的)。
当配重组件116在收紧位置中时，第一和第二配重部分118、122在配重孔112内浮动。即，第一和第二内表面138、144彼此不接触，并且第一和第二配重部分118、122仅接触被定位在其之间的阻尼环126。此外，第一和第二周边表面140、146不接触孔内表面114，如例如在图8中示出的。
以此方式，阻尼环126被约束在孔内表面114与第一和第二接触表面130、132之间。因此，整个配重组件116被约束在配重孔112内，被防止从其中掉出。
切削嵌入件134被保持在保持器主体101的切削部分108中，以便在工件上执行切削操作，例如，车削、开槽或分割。在这样的切削操作期间，由于其细长形状和与工件的重复接触，保持器主体101会倾向于颤动和振动(例如，沿着孔轴线B)。这样的颤动或振动会是不想要的，因为在操作期间它们以不受控的方式移动切削嵌入件134，由此在工件上形成扭曲的或不平的凹槽，这会对工件的切削操作或表面质量造成损坏。
为了减少或消除如此的不想要的振动，通过增加工件保持器切削部分108的重量，配重组件116充当用于保持器主体101的动力减震器(DVA)或调频质量阻尼器(TMD)，其中阻尼环126充当弹簧，并且收紧的配重部分118、122一起充当阻尼质量。配重组件116因此可以被称为振动阻尼配重组件116。保持器主体101的振动通过阻尼环126被传递到配重部分118、122，所述配重部分118、122反过来抵消以减弱保持器主体101的振动。
由于配重组件116是浮动的两部分的配重组件，因此它具有特定切削工具保持器100所需的重量的精调的优点。收紧螺钉128穿入螺纹孔124的量影响阻尼环126被弹性地压缩在孔内壁114上的量。这还影响第一和第二配重部分118、122与阻尼环126之间、以及阻尼环126与孔内表面114之间的接触表面的尺寸。在配重组件116的DVA方面，这种精调确定了阻尼环126的弹簧常数。
配重组件116的重量并且具体地配重部分118、122中的每一个的重量、以及第一和第二配重部分118、122的形状和尺寸根据保持器主体101的形状和尺寸并且根据利用切削工具保持器100执行的切削操作来确定。配重组件116的特性可以在不同的切削工具保持器中发生改变。替代地，切削工具保持器100可以与不同的配重组件116一起使用。
此外，由于配重部分118、122以相对于保持器主体101的浮动方式被收紧在一起，因此配重部分118、122可以从配重孔112被容易地移除，并且根据需要，由其他配重部分代替。这种柔性优于例如通过锡焊或铜焊被固定地接合到保持器主体而没有拆卸选择或重量替换的其他振动阻尼配重。
在一些实施例中，保持器主体101的在配重孔112处的厚度T比配重部分118、122的外径D(参见图2和8)小至少3的系数(即，D>3T)。在一些实施例中，收紧的配重部分118、122的组合的厚度(即，沿着孔轴线B在配重部分118、122的外表面之间的距离，例如，图8)类似于保持器主体101的厚度T，使得配重组件116不延伸越过保持器主体101的侧表面102、104。
在配重组件116被放置在配重孔112内之后，配重组件116通过收紧螺钉128被收紧，直至第一和第二配重部分118、122被保持在一起并且充分地压缩阻尼环126。然后，配重组件116可以例如通过将收紧螺钉128粘接在螺纹位置中被固定在收紧位置中。以此方式，收紧螺钉128被固定在螺纹位置中，并且被防止例如由于保持器主体101的颤动或振动而从螺纹孔124中挤出去。此外，第一和第二配重部分118、122与阻尼环126被固定在一起，由此防止配重组件116的振动阻尼效果的改变(例如，被切削工具保持器100的用户)。
虽然已经参考一个或更多个具体实施例描述了本发明，但是该描述意图在整体上是说明性的，并不应当被理解为将本发明限制于所示出的实施例。应认识到，各种更改可以为本领域技术人员所想到，虽然未在本文中具体地示出，但是仍然在本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种切削工具保持器(100)，其包含：
保持器主体(101)，其具有纵向轴线(A)，并且包含：
第一和第二侧表面(102、104)、以及在其之间延伸的顶部表面(106)；
切削部分(108)，其位于所述保持器主体(101)的在所述顶部表面(106)处的前端(110)处；
配重孔(112)，其通向所述第一和第二侧表面(102、104)并且包含横向于所述纵向轴线(A)延伸的孔轴线(B)和孔内表面(114)；以及
配重组件(116)，其位于所述配重孔(112)内，并且包含：
第一配重部分(118)；
第二配重部分(122)；
阻尼环(126)，其沿着所述孔内表面(114)被定位；以及
紧固构件(128)，其将所述第一和第二配重部分(118、122)连接在一起并迫使所述第一和第二配重部分(118、122)朝向彼此，使得每个配重部分(118、122)压在所述配重孔(112)内的所述阻尼环(126)上。
2.根据权利要求1所述的切削工具保持器(100)，其中所述配重孔(112)是圆孔。
3.根据权利要求2所述的切削工具保持器(100)，其中所述阻尼环(126)是O形环。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的切削工具保持器(100)，其中所述孔内表面(114)是对称的V形表面，其中所述V形的每一侧相对于所述孔轴线(B)形成第一角(α)。
5.根据权利要求4所述的切削工具保持器(100)，其中所述第一角(α)是45°角。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的切削工具保持器(100)，其中所述配重孔(112)位于所述保持器主体(101)的所述前端(110)附近。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的切削工具保持器(100)，其中所述阻尼环(126)由可压缩材料形成。
8.根据权利要求7所述的切削工具保持器(100)，其中所述可压缩材料是橡胶。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的切削工具保持器(100)，其中所述第一和第二配重部分(118、122)由比所述保持器主体(101)的所述材料密封更大的材料形成。
10.根据权利要求9所述的切削工具保持器(100)，其中所述保持器主体(101)由钢形成，并且所述第一和第二配重部分(118、122)由硬金属形成。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的切削工具保持器(100)，其中：
所述第一和第二配重部分(118、122)中的每一个具有圆盘形状，
所述第一配重部分(118)具有第一外表面(136)、第一内表面(138)、和在其之间延伸的第一周边表面(140)，所述第一周边表面(140)具有第一接触表面(130)，
所述第二配重部分(122)具有第二外表面(142)、第二内表面(144)、和在其之间延伸的第二周边表面(146)，所述第二周边表面(146)具有第二接触表面(132)，以及
所述第一和第二接触表面(130、132)中的每一个朝向相应的第一和第二内表面(138、144)倾斜地延伸，同时相对于所述孔轴线(B)形成第二角(β)。
12.根据权利要求11所述的切削工具保持器(100)，其中所述第二角(β)是45°角。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的切削工具保持器(100)，其中：
所述第一和第二配重部分(118、122)中的每一个具有带有外径(D)的圆形形状，以及
所述保持器主体(101)的在所述配重孔(112)处的厚度(T)比所述外径(D)小至少3的系数。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的切削工具保持器(100)，其中：
所述第一配重部分(118)具有通孔(120)；
所述第二配重部分(122)具有螺纹孔(124)；
所述紧固构件包含收紧螺钉(128)，所述收紧螺钉(128)穿过所述第一配重部分(118)的所述通孔(120)并且螺纹地接合所述第二配重部分(122)的所述螺纹孔(124)，由此朝向彼此收紧所述第一和第二配重部分(118、122)，
其中在所述收紧螺钉(128)的螺纹部分中，每个配重部分(118、122)压在所述配重孔(112)内的所述阻尼环(126)上。
15.根据权利要求14所述的切削工具保持器(100)，其中所述第一和第二配重部分(118、122)中的每一个具有圆盘形状，所述通孔(120)和所述螺纹孔(124)被形成在所述圆盘形状的中心处。
16.一种用于增加工具保持器切削部分(108)的重量的切削工具保持器振动阻尼配重组件(116)，其包含：
圆盘状的第一配重部分(118)，其包含第一中心轴线(C1)、第一外表面(136)、第一内表面(138)、和在其之间延伸的第一周边表面(140)，所述第一周边表面(140)具有第一接触表面(130)，所述第一接触表面(130)朝向所述第一内表面(138)倾斜地延伸，同时相对于所述第一中心轴线(C1)形成一角度；
圆盘状的第二配重部分(122)，其包含第二中心轴线(C2)、第二外表面(142)、第二内表面(144)、和在其之间延伸的第二周边表面(146)，所述第二周边表面(146)具有第二接触表面(132)，所述第二接触表面(132)朝向所述第二内表面(144)倾斜地延伸，同时相对于所述第二中心轴线(C2)形成一角度；
可压缩阻尼环(126)；以及
紧固构件(128)，其被配置为将所述第一和第二配重部分(118、122)连接在一起并迫使所述第一和第二配重部分(118、122)朝向彼此，使得当所述阻尼环(126)被定位在所述两个配重部分(118、122)之间时，每个配重部分(118、122)的所述接触表面(130、132)压在所述阻尼环(126)上。
17.一种切削工具保持器(100)，其包含：
保持器主体(101)，其具有纵向轴线(A)，并且包含：
第一和第二侧表面(102、104)、以及在其之间延伸的顶部表面(106)；
切削部分(108)，其位于所述保持器主体(101)的在所述顶部表面(106)处的前端(110)处；
配重孔(112)，其通向所述第一和第二侧表面(102、104)并且包含横向于所述纵向轴线(A)延伸的孔轴线(B)和孔内表面(114)；以及
位于所述配重孔(112)内的根据权利要求16所述的配重组件(116)。
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