CN106715063B - 用于对材料进行切削加工的刀具头和针对该刀具头的刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刀具(10)，其具有切刃(14)、背部(12)、切削面(11)、支脚(13)、纵向轴线(L)以及横向轴线(Q)，其中，设置有在背部(12)上朝切刃(14)的方向指向的止挡面(15)，该止挡面在横向轴线(Q)的方向上延伸，并且相对纵向轴线(L)以92°至112°的角度(α)延伸。此外，刀具适用于使用在具有载体(1)的刀具头中，在载体中设置有至少一个径向向外敞开的用于容纳刀具(10)和能经由夹紧螺丝(3)来操作的夹紧块(4)的凹部(2)，借助夹紧块，刀具(10)可以牢固夹紧在凹部(2)中，其中，凹部(2)具有止挡部(5)，止挡部具有径向向内指向的止挡面，并且刀具(10)可以抵抗至少一个弹性元件(20、23、24)的力地置入凹部(2)中，其中，弹性元件(20、23、24)能使刀具(10)以其止挡面(15)在径向向外的方向上贴靠到径向向内指向的止挡面上。

Description

用于对材料进行切削加工的刀具头和针对该刀具头的刀具

技术领域

本发明涉及一种用于对材料，尤其是木制材料、塑料或轻金属材料和/或复合材料进行切削加工的刀具头，刀具头具有载体，在载体中设置有至少一个径向向外敞开的用于容纳刀具和能经由夹紧螺丝来操作的夹紧块的凹部，借助夹紧块，刀具可以牢固夹紧在凹部中，其中，凹部具有止挡部，止挡部具有径向向内指向的止挡面，并且刀具可以抵抗至少一个弹性元件的力地置入凹部中。此外，本发明还涉及一种用于使用在该刀具头中的刀具。

背景技术

这种刀具头例如由EP 1 074 357 A2公知。这种刀具头用于加工，例如用于制造型材、实木和木制材料。刀具与撑板螺接，弹簧作用到撑板上，并且使撑板对着载体的周边加载。在撑板上设置有锁定凸起，其嵌入凹部中的槽中并且贴靠在槽的径向外部的壁上。原则上，虽然能够实现对刀具的预定位，但由于如下两个原因使得预定位并不准确。由于刀具与撑板螺接，所以在径向方向上存在公差。此外，设置在撑板上的锁定凸起全面式地贴靠在设置在凹部中的槽的径向外部的壁上。该止挡面是超定性的(überbestimmt)。由于超定性和公差，所以预定位可能并不准确。

在由EP 0 652 816 B1公知的刀具头中，刀具被放入凹部中，并且利用设置在其切削面上的槽嵌入设置在夹紧块上的肋中。通过扭转夹紧螺丝，使得夹紧块朝刀具摆动，并且在进一步的夹紧中将刀具径向向内拉动，从而径向向内地实现对刀具的定位。刀具纯粹摩擦锁合地(rein reibschlüssig)固定在凹部中。当刀具与凹部之间的摩擦锁合连接(Reibschlussverbindung)由于很小的夹紧力而变得很弱时，经由肋并不实现对刀具的在径向方向上的定位，而是肋承担了纯粹的紧固功能。

DE 30 43 146 A1公开了一种刀具头，其中，刀具被置入夹紧块中的凹部中。借助夹紧螺丝，使夹紧块沿切向方向移动。在此，设置在刀具的切削面上的横向槽嵌入设置在载体上的凹部中的肋中。通过夹紧块的楔形形状，使得刀具在进一步夹紧时被径向向外拉向载体中的肋，从而沿径向向外的方向实现对刀具的定位。

刀具的切刃是非常锋利的，从而操作人员在置入刀具时必须非常小心，以免受伤。在公知的刀具头中，对刀具的定位仅通过运动夹紧块来实现。如果刀具相对凹部或夹紧块不准确地取向，那么刀具会在其底座中压紧，从而无法实现刀具在沿径向方向上的最佳定位。在止挡部上对刀具进行手动定位与在切刃处发生很高的受伤危险相关联。

DE 27 13 118 A1公开了一种刀具，其中，槽在整个长度上延伸。除了槽之外还设置有凹陷部，其在刀具夹入刀具头中时会被占用。

DE 198 13 084 C1公开了一种刀具头，其中，用于对刀具进行定位的夹紧块被压力弹簧预紧。为了取出刀具，夹紧块必须抵抗压力弹簧的力地径向向内移动。

在由EP 0 821 637 B1公知的刀具头中，刀具首先被放入保持条中，然后借助压块将保持条挤压向止挡条，止挡条形状锁合地(formschlüssig)布置在载体中。在保持条与压块之间布置有弹簧。径向向外地实现刀具在刀具头中的定位。

EP 2 148 768 B1公开了一种刀具头，其中，夹紧块朝刀具的方向弹簧弹性地(federnd)构造。由于弹簧弹性的构造，即使当刀具基于再加工或基于制造公差导致在刀具的止挡面的平整性方面有误差时，刀具在其切刃的区域中仍然牢固地夹在其底座中。此外，由于弹簧弹性的构造也补偿了当切刃元件倾斜置入时，或者载体由于长时间的使用发生变形时可能出现的不精确性。

发明内容

从存在的问题出发，应该以如下方式改进开头描述的刀具头，即，能够实现刀具在载体中的简单且可靠的定位，并且尤其改进刀具在载体中的预定位。

为了解决问题，这种刀具头的特征在于，刀具具有径向向外指向的止挡面，其相对纵向轴线以92°至112°的角度延伸，并且刀具被弹性元件以刀具的止挡面朝径向向外的方向能贴靠到径向向内指向的止挡面上。

通过刀具头的该设计方案能够实现的是，用手将刀具置入到凹部中，稍微对着底部按压并且在此使刀具转动，从而使构造在刀具上的止挡面与凹部中的止挡部重叠。如果松开刀具，那么刀具就自主地止挡到止挡部上，从而使刀具准确地预定位，并且经由夹紧块仅还牢固夹紧，而不必再定位。由于没有刀具与止挡板的螺接，所以不用考虑公差。由于止挡面相对在载体中的设置在凹部中的止挡部的斜置，代替接触面而设定接触线(点负载)，从而不存在超定性，并且刀具可以无公差地预定位。通过刀具在凹部中的形状锁合和摩擦锁合的连接，能够实现超过120m/s的切割速度。在迄今为止常见的工具中，能够实现在80m/s至90m/s的范围内的最大的切割速度。沿径向向外的方向对刀具进行定位还确保的是，在更高的切割速度的情况下，也就是说在工具的高的转速的情况下，不会导致刀具由于高的离心力而产生的径向移动。

角度优选为92°至110°，尤其是95°±2°，并且特别优选正好是95°。

当刀具设有与至少一个设置在夹紧块上的凸起协同作用的槽时，刀具可以通过作用到夹紧块上的压力被引入其预定位的位置中，由此，进一步降低了在置入刀具时的受伤危险。

在刀具头中的止挡部可以构造在设置于凹部中的凸起上和/或槽壁上。

在刀具上的止挡面优选布置在刀具中的槽的壁上。但止挡面也可以设置在设置于刀具上的凸肩上。止挡面也可以构造在凸肩上的至少一个径向向外指向的凸起上。

弹性元件优选是弹性体元件，并且可以安装在刀具上或夹紧块上。也可行的是，该元件与夹紧螺丝连接，并且优选为此使用安置到夹紧螺丝上的垫圈。经由弹性体元件优选不仅使刀具定位，而且还使夹紧块定位，从而刀具与夹紧块一起获得预定位。

用于使用在根据本发明设计的刀具头中的刀具具有切刃、背部、切削面、支脚、纵向轴线和横向轴线，其特征在于具有在背部上朝切刃的方向指向的止挡面，其在横向轴线的方向(横向方向)上延伸，并且相对纵向轴线以92°至112°，优选是92°至110°，尤其是95°±2°，特别优选正好是95°的角度延伸。

优选地，止挡面构造在从背部凸出的凸肩上。凸肩例如可以是槽的凸出超过背部的下唇。在该情况下，刀具具有基本上呈L形的横截面。

但止挡面也可以构造在至少一个布置在凸肩上的凸起上，该凸起朝切刃的方向指向。优选地，止挡面球面地构造。

针对刀具的无间隙的轴向夹紧可以设置有从支脚起朝切刃的方向延伸的缝隙，其朝背部并且朝切削面敞开。

为了将刀具和夹紧块连接以进行装配，优选地，在切削面中设置有在横向轴线的方向上延伸的槽。为了不过分地减小刀具的横截面，设置在切削面中的槽优选相对设置在背部中的槽在纵向方向上错开。尤其优选地，切削面中的槽与支脚的间距小于背部中的槽中的止挡面与支脚的间距。

刀具可以构造为复合刀具。切刃于是优选构造在板上，板与切刃载体连接。板和切刃载体由不同的物料构成。在其上构造有切刃的板由与切刃载体相比更高品质的材料构成，优选由更高合金化的钢、烧结的材料、金刚石构成，或者在板上设置有硬质材料涂层。

刀具优选可以由烧结的材料构成。其背部于是优选粗烧结地(sinterroh)构造。当止挡面球面地构造时，止挡面也可以粗烧结地实施。

附图说明

随后应该借助附图详细描述本发明的实施例。其中：

图1示出刀具头的立体的局部分解图；

图2示出来自图1的放大的截段；

图3示出根据按照图2的视线箭头III的视图；

图4示出工具的立体局部图；

图5示出根据图4中的剖线V-V的放大的局部截面图；

图6示出根据图4中的剖线VI-VI的放大的局部截面图；

图7示出夹紧块的俯视图；

图8示出沿图7中的切线VIII-VIII穿过夹紧块的截面图；

图9示出夹紧块的第一立体视图；

图10示出夹紧块的第二立体视图；

图11以立体图示出刀具的第一实施方式；

图12以另外的视角示出根据图11的刀具；

图13示出根据图11的刀具的侧视图；

图14以立体图示出刀具的第二实施方式；

图15示出根据图14的刀具的侧视图；

图16以立体图示出刀具的第三实施方式；

图17以另外的视角示出根据图16的刀具；

图18以立体图示出刀具的第四实施方式；

图19以另外的视角示出根据图18的刀具；

图20示出刀具的另外的实施方式；

图21示出刀具的另外的实施方式；

图22示出刀具的另外的实施方式；

图23示出刀具的另外的实施方式；

图24示出根据图23的刀具的侧视图；

图25示出刀具的另外的实施方式；

图26示出刀具的另外的实施方式；

图27示出刀具的另外的实施方式。

具体实施方式

图1至图5示出了刀具头的结构，利用刀具头尤其是可以切削加工木制材料、塑料或轻金属材料或复合材料。

刀具头由载体1构成，在载体中设置有多个相互均匀间隔开的、径向向外敞开的凹部2。在凹部2中分别借助夹紧块4和具有衬圈50的夹紧螺丝3压紧刀具10，弹性垫圈24放置到该衬圈上。在凹部2中引入在轴向方向A(横轴线Q)上延伸的槽9，其径向外置的壁构成止挡部5，止挡部与设置在刀具10上的止挡面15协同作用。夹紧块4在其径向内端部上具有支脚40，其安置在引入凹部2中的侧凹部8中。侧凹部8的轮廓匹配于支脚40的轮廓。夹紧块4的周边轮廓基本上相应于刀具10的构型，以便确保在运行时对刀具10的可靠支撑，并且防止切刃14折断。

在夹紧块4中设置有螺纹孔41以及两个倾斜延伸的孔，夹紧螺丝3可以旋入螺纹孔中，各一个弹性元件20可以分别插入两个倾斜延伸的孔中。在夹紧块40的面对槽9的侧上设置有在轴向方向A上延伸的凸起44，其与在刀具10的切削面11中在轴向方向A上延伸的槽19协同作用。槽19具有装配槽的功能。它不承担保持力。为了轴向定位刀具10，在刀具的下侧设置有从支脚13起的凹部101，该凹部可以放置到能置入引入槽9的径向壁中的孔25中的定位销26上。为了在置入刀具10时使得装配变得容易，在其中设置有凹部30。用于夹紧机构的操作工具(梅花头螺丝刀)可以轴向引入凹部30中，以便在松动地插入刀具10时抵抗弹性元件20的弹簧力地径向向内按压夹紧块4。在此，刀具通过经由槽19的形状锁合被携动，并且以止挡面15锁定在止挡部5上(参见图7至图10)

刀具10在其对置于切削面11的背部12上具有止挡面15，其与构造在载体1中的凹部2内的止挡部5，即径向向内指向的设置于在凹部中延伸的槽9的上壁或凸起6上的止挡面(图2、图3)协同作用。止挡面15可以构造在凸肩17(参见图13)上或在沿轴向方向A(横向轴线Q)延伸的槽16的面对支脚13的壁上(参见图14和15)。止挡面15也可以构造在凸起18上，这些凸起要么设置在凸肩17上(参见图17和19)，要么设置在槽16的下壁中。像图15所示的那样，刀具10的支脚13的厚度d大于其余的刀具10的厚度c，从而止挡面15既构造在槽16的壁上，也构造在凸肩上。为了可以沿轴向方向A在刀具10中调节弹性，可以与设置用于刀具10的轴向取向的留空部101直接相邻地引入从支脚13朝切刃14的方向(径向方向)延伸的缝隙100，缝隙如图20至图22示出的那样可以具有不同的走向。缝隙100在刀具10的整个宽度上探伸，也就是说，缝隙从切削面11延伸直至背部12。

槽19的靠近切刃14的壁与支脚的间距a小于止挡面15与支脚13的间距b。原则上有利的是，槽19和16没有在相同的平面中延伸，这是因为这会将刀具10的横截面减弱得可能发生断裂危险。当槽19布置在槽16之上时，那么槽19就贴近切刃棱边，使得刀具10的构型深度受到限制。止挡面15相对纵向轴线L以90°至100°的角度α倾斜。优选地，角度α为95°。在支脚13中可以置入有弹性元件23，其超过支脚13的面探伸出来(参见图25和图26)。像图23和图24所示那样，刀具10可以构造为复合件。为此，在其上构造有切刃14的片板10a被置入切刃载体10b中，并且与该切刃载体牢固地连接，例如焊接或粘合。片板10a由比切刃载体10b具有更高品质的材料构成。在其他方面，刀具像之前描述的那样构造。

为了装配和夹入刀具10，首先将刀具安置到夹紧块4上，利用刀具的留空部101来相对定位销26沿轴向方向A定位，并且利用槽19安置或贴靠在构造在夹紧块4上的凸起44上(装配槽)。刀具10的支脚13在此安置到插入孔42、43中的、由弹性体构成的弹性元件20上。也可以是压力弹簧的元件20具有大约2mm的直径。经由槽19和凸起44，刀具10和夹紧块4形状锁合地相互连接，从而当夹紧块被径向向内按压时，刀具10被一起拉动。在夹紧块4围绕其支脚40转动时，刀具10上的止挡面15和凹部2中的止挡部5重叠。插入孔42、43中的两个弹性元件20支撑在载体1中，从而夹紧块4与刀具10一起被预定位。也能想到仅使用唯一的弹性元件20。

插装到夹紧螺丝3上的由弹性体构成的弹性垫圈14在刀具10径向向内运动时被预紧。如果夹紧块4未被加负载(释放)，那么弹性元件24就径向向外挤压刀具10，直到止挡面15与止挡部5接触，并且由此刀具10被径向向外定位。通过将夹紧螺丝3转入螺纹孔41中，夹紧块4进一步转动，并且使刀具3牢固夹紧在凹部2中。也可以使用弹性元件23来代替置入夹紧块4中的孔42、43中的弹性元件20，其插入刀具10的支脚13中(图25、图26)。

在优选由烧结的材料构成的刀具10的图27中所示的实施方式中，止挡面15实施为凸起，并且非连续地延伸，而是左右地被留空部101分成两个区域。在优选的实施方式中，止挡面15和背部12是粗烧结的。因此确保的是，提供了被限定在止挡面15上的止挡区域，止挡面15的两个区域稍微凸地(球面地)构造。

附图标记列表

1 切刃载体

2 凹部

3 夹紧螺丝

4 夹紧块

5 止挡部

6 凸起

8 侧凹部

9 槽

10 刀具

10a 片板

10b 切刃载体

11 切削面

12 背部

13 支脚

14 切刃

15 止挡面

16 槽

17 凸肩

18 凸起

19 槽

20 弹性元件/弹性体元件

23 弹性元件/弹性体元件

24 弹性元件/弹性体元件

25 孔

26 定位销

30 凹部

40 支脚

41 螺纹孔

42 孔

43 孔

44 孔

50 衬圈

100 缝隙

101 留空部

A 轴向方向

a 间距

b 间距

c 厚度

d 厚度

L 纵向轴线

Q 横向轴线

Claims (26)

1.用于对材料进行切削加工的刀具头，所述刀具头具有载体(1)，在所述载体中设置有至少一个径向向外敞开的用于容纳刀具(10)和能经由夹紧螺丝(3)来操作的夹紧块(4)的凹部(2)，借助所述夹紧块，所述刀具(10)能牢固夹紧在所述凹部(2)中，其中，所述凹部(2)具有止挡部(5)，所述止挡部具有径向向内指向的止挡面，并且所述刀具(10)能抵抗至少一个弹性元件(20、23、24)的力地置入所述凹部(2)中，其特征在于，所述刀具(10)具有径向向外指向的止挡面(15)，所述径向向外指向的止挡面相对所述刀具(10)的从其支脚(13)向切刃(14)的方向延伸的纵向轴线(L)以92°至112°的角度延伸，并且所述弹性元件(20、23、24)能使所述刀具(10)以所述刀具的止挡面(15)在径向向外的方向上贴靠到所述止挡部(5)的径向向内指向的止挡面上。

2.根据权利要求1所述的刀具头，其特征在于，所述角度为92°至110°。

3.根据权利要求2所述的刀具头，其特征在于，所述角度为95°±2°。

4.根据权利要求3所述的刀具头，其特征在于，所述角度正好是95°。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的刀具头，其特征在于，所述刀具(10)设有槽(19)，所述槽与至少一个设置在所述夹紧块(4)上的凸起(44)协同作用。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的刀具头，其特征在于，所述止挡部(5)构造在所述载体(1)的凸起(6)上和/或在所述凹部(2)中延伸的槽(9)的槽壁上。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的刀具头，其特征在于，所述刀具(10)的止挡面(15)是布置在所述刀具(10)中的槽(16)的壁，或者形成在设置于所述刀具(10)上的凸肩(17)上。

8.根据权利要求6所述的刀具头，其特征在于，所述刀具(10)的止挡面(15)形成在设置于所述刀具(10)上的凸肩(17)上，其中，在所述凸肩(17)上设置有至少一个径向向外指向的凸起(18)，在所述至少一个径向向外指向的凸起上构造有所述刀具(10)的止挡面(15)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的刀具头，其特征在于，所述弹性元件安装在所述夹紧块(4)上。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的刀具头，其特征在于，所述弹性元件与所述夹紧螺丝(3)处于连接中。

11.根据权利要求10所述的刀具头，其特征在于，所述弹性元件是安置到所述夹紧螺丝(3)上的垫圈。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的刀具头，其特征在于，所述材料是木制材料、塑料、轻金属材料和/或由它们构成的复合材料。

13.用于使用在根据权利要求1至12中任一项所述的刀具头中的刀具(10)，所述刀具具有切刃(14)、背部(12)、切削面(11)、支脚(13)以及纵向轴线(L)和横向轴线(Q)，其中，所述纵向轴线(L)沿从所述支脚(13)向所述切刃(14)的方向延伸，并且所述横向轴线(Q)垂直于所述纵向轴线(L)且平行于所述刀具(10)的背部(12)延伸，其特征在于具有在所述背部(12)上朝所述切刃(14)的方向指向的止挡面(15)，所述刀具(10)的止挡面在所述横向轴线(Q)的方向上延伸，并且相对所述纵向轴线(L)以92°至112°的角度(α)延伸。

14.根据权利要求13所述的刀具(10)，其特征在于，所述角度为92°至110°。

15.根据权利要求14所述的刀具(10)，其特征在于，所述角度为95°±2°。

16.根据权利要求15所述的刀具(10)，其特征在于，所述角度正好是95°。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的刀具(10)，其特征在于，所述刀具(10)的止挡面(15)构造在从所述背部(12)凸出的凸肩(17)上。

18.根据权利要求13至16中任一项所述的刀具(10)，其特征在于，所述刀具(10)的止挡面(15)是在所述背部(12)中在所述横向轴线(Q)的方向上延伸的槽(16)的靠近所述支脚(13)的壁。

19.根据权利要求14至16中任一项所述的刀具(10)，其特征在于，所述刀具(10)的止挡面(15)构造在至少一个布置在从所述背部(12)凸出的凸肩(17)上的、朝所述切刃(14)的方向指向的凸起(18)上。

20.根据权利要求13至16中任一项所述的刀具(10)，其特征在于具有从所述支脚(13)起朝所述切刃(14)的方向延伸的缝隙(100)，所述缝隙朝所述背部(12)并且朝所述切削面(11)敞开。

21.根据权利要求13至16中任一项所述的刀具(10)，其特征在于，在所述切削面(11)中设置有在所述横向轴线(Q)的方向上延伸的槽(19)，所述槽在纵向轴线(L)的方向上相对设置在所述背部(12)中的槽(16)错开。

22.根据权利要求21所述的刀具(10)，其特征在于，所述在所述横向轴线(Q)的方向上延伸的槽(19)相对所述支脚(13)的间距(a)小于所述刀具(10)的止挡面(15)相对所述支脚(13)的间距(b)。

23.根据权利要求13至16中任一项所述的刀具(10)，其特征在于，所述切刃(14)构造在板(10a)上，所述板与切刃载体(10b)连接，并且所述板(10a)由与所述切刃载体(10b)不同的物料构成。

24.根据权利要求13至16中任一项所述的刀具(10)，其特征在于，所述刀具由烧结的材料构成。

25.根据权利要求24所述的刀具(10)，其特征在于，所述背部(12)粗烧结地构造。

26.根据权利要求24所述的刀具(10)，其特征在于，所述刀具(10)的止挡面(15)在从所述背部(12)凸出的凸肩(17)上球面地且粗烧结地构造。

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