CN107921557B - 具有划分的支撑区域的旋入式刀具和刀夹 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋入式刀具(1)，包括刀具头部(2)和刀具柄部(3)，该刀具柄部具有外螺纹(4)、布置在刀具头部(2)与外螺纹(4)之间的刀具柄部(3)之间的第一支撑区域(5)和布置在外螺纹(4)和刀具柄部(3)的自由端部之间的第二支撑区域(7)。根据本发明，第二支撑区域(7)具有在周向上彼此间隔开的、径向向外突出的支撑元件(8)。

Description

具有划分的支撑区域的旋入式刀具和刀夹

技术领域

本发明涉及一种旋入式刀具、一种刀夹/刀具支座以及一种刀具配置结构。

背景技术

从文献DE 10 2012 100 976 A1中已知一种旋入式刀具连同刀夹。旋入式刀具包括刀具头部和刀具柄部，在刀具头部上布置用于切削加工的刀刃，刀具柄部具有用于与刀夹连接的外螺纹。在刀具柄部上，还在刀具头部与外螺纹之间形成第一支撑区域，还形成与刀具柄部的自由端部相邻的第二支撑区域。为此，刀夹相应包括带有内螺纹的接纳孔和布置在刀夹的前端侧与内螺纹之间的第一支承区域以及布置在接纳孔的内端部上的第二支承区域。旋入式刀具的第一支撑区域与刀夹的第一支承区域，以及旋入式刀具的第二支撑区域与刀夹的第二支承区域相应接触，由此形成旋入式刀具在刀夹中的特别有利的支承和对中。

在这种类型的旋入式刀具中，由于非常硬和脆的材料原则上存在断裂的危险，特别是当将旋入式刀具装配到刀夹中而使用过高的旋入转矩时。因此特别重要的是，能够精确地确定必要的转矩。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种旋入式刀具和一种刀夹，其能够实现精确的装配。

上述目的通过根据本发明的旋入式刀具、根据本发明的刀夹以及一种根据本发明的刀具配置结构实现，其中，所述旋入式刀具包括刀具头部和刀具柄部，该刀具柄部具有外螺纹，该旋入式刀具还包括布置在刀具头部与外螺纹之间的第一支撑区域以及布置在外螺纹和刀具柄部的自由端部之间的第二支撑区域，其中，所述第二支撑区域具有在周向上彼此间隔开的、径向向外突出的支撑元件，其中，支撑元件构造为沿旋入式刀具的轴向方向延伸的接片。

根据本发明的旋入式刀具的特征是，第二支撑区域具有在周向上彼此间隔开的、径向向外突出的支撑元件。通过这些支撑元件由于减小了接触面而减小了摩擦损耗，由此减小了在将旋入式刀具装配到刀夹中时所需的、从在第二支撑区域中的相对接触中产生的转矩。因此整体要施加的力矩更确切地相当于针对螺纹连接计算出的最佳转矩，从而可以防止旋入式刀具的超负荷。此外，通过彼此间隔开的支撑元件由于各个向外突出的支撑元件的更高的弹性也提高了振动衰减/减振。通过接触面的大小和数量还可以有针对性地影响减振性能。

在有利的实施形式中，支撑元件在周向上彼此均匀地间隔开。支撑元件也可以不均匀地、但是相对于旋入式刀具的中心轴中心对称地分布。

为了实现特别好的支承作用，支撑元件可以构造为沿旋入式刀具的轴向方向延伸的接片/肋片(Steg)。

支撑元件在径向位于最外部的区域中还可以具有部分柱形的贴靠面，该贴靠面优选以与旋入式刀具的纵轴线同轴的方式形成。通过部分柱形的贴靠面在支撑元件与刀夹之间实现了全面式的接触，并进而实现了稳定的对中。为了进一步减小在支撑元件与刀夹之间的摩擦，可以在支撑元件上设置凸球状形或部分球形的贴靠面，在贴靠面中由球形成包络面，该包络面的中心或者位于旋入式刀具的中心轴线上或者径向远离该中心轴线。由此相应地在支撑元件与刀夹之间得到具有相应减小的摩擦力的点接触或线接触。

为了易于将旋入式刀具的支撑元件引入刀夹的相应的支承部位中，并实现支撑元件的均匀的弹性变形，支撑元件可以在面对刀具柄部的自由端部的一侧具有引入倒角。

为了恰好在将旋入式刀具装配到刀夹中时稳定支撑元件，在支撑元件与在周向上布置在支撑元件之间的、具有较小的外部尺寸的凹部之间的过渡部被倒圆。

为了实现旋入式刀具在刀夹中的特别稳定和对中的支承，第一支撑区域可以由具有不同的锥角的两个锥形的贴靠面形成，这两个贴靠面优选彼此邻接。锥形的第一贴靠面和锥形的第二贴靠面沿旋入式刀具的旋入方向收缩，由此可以实现特别好的对中。恰好在这种类型的双锥形的支承方式中，由于消除了垂直于旋入力的止挡面可以特别精确地设定旋入转矩，这是因为随着旋入式刀具的逐渐旋入仅造成刀夹的变形。

本发明还涉及一种用于旋入式刀具的刀夹。该刀夹的特征是，第二支承区域具有彼此间隔开的、径向向内突出的支承元件。通过该支承元件由于减小了接触面而减小摩擦损耗，由此也减小了在将旋入式刀具装配到刀夹时所需的、从在第二支撑区域中的相对接触中产生的转矩。由此，整体要施加的力矩更确切地相当于针对螺纹连接所计算出的最佳转矩，从而也可以防止旋入式刀具的超负荷。通过彼此间隔开的支承元件也由于各个向外突出的支承元件的更高的弹性而提高了振动衰减。还可以通过接触面的大小和数量有针对性地影响减振性能。

在有利实施形式中，支承元件在周向上彼此均匀地间隔开。支承元件还可以不均匀地、但是相对于刀夹的中心轴线中心对称地分布。

为了实现特别好的支承效果，支承元件可以构造为沿刀夹的轴向方向延伸的接片。

支承元件在径向最内侧的区域中也可以具有部分柱形的支承面，该支承面优选以与刀夹的纵轴线同轴的方式形成。通过部分柱形的支承面实现了在支承元件与刀夹之间的全面的接触，并因此实现了旋入式刀具的稳定的对中。为了进一步减小支承元件与旋入式刀具之间的摩擦，可以在支承元件上也设置凸球状的或部分球形的或横截面为旋转对称地弯曲的支承面。由此相应地在支承元件与旋入式刀具之间得到具有相应减小的摩擦力的点接触或线接触。

为了易于将在旋入式刀具上的例如柱形的支撑区域引入到第二支承区域中并实现支承元件的均匀的弹性变形，支承元件可以在面对刀夹的内螺纹的侧上具有对中倒角。

为了恰好在将旋入式刀具装配到刀夹中时稳定支承元件，在支承元件与在周向上布置在支承元件之间的、具有较小的外部尺寸的凹口之间的过渡部可以被倒圆。

为了实现旋入式刀具在刀夹中的特别稳定和对中的支承，第一支承区域可以由具有不同锥角的两个锥形的支承面形成，该支承面优选彼此邻接。锥形的第一支承面和锥形的第二支承面沿旋入式刀具的旋入方向缩小，由此可以实现特别好的对中。恰好在这种类型的双锥形的支承方式中，由于消除了垂直于旋入力的止挡面可以特别精确地设定旋入转矩，这是因为随着旋入式刀具的逐渐旋入仅造成刀夹的变形。

本发明还涉及一种刀具配置结构，该刀具配置结构的特征是，旋入式刀具和/或刀夹如上述所述地形成。

旋入式刀具和刀夹都可以特别优选地如上述地形成，其中旋入式刀具的第二支撑区域的在周向上彼此间隔开的、径向向外突出的支撑元件的分布与刀夹的第二支承区域的彼此间隔开的、径向向内突出的支承元件的分布不同。由此实现了，在旋入状态中独立于在旋入式刀具与刀夹之间的角度位置，支撑元件和支承元件的至少一部分彼此贴靠。也可能的是，支撑元件以及支承元件设置相同的分布，使得在旋入的状态下支撑元件与支承元件径向相对并彼此接触。

贴靠面优选具有相同的高度。在相对的面相应彼此适配的情况下，该相对的面也可以不同的高度。

附图说明

借助附图从下面对优选实施例的描述中得到本发明的其它特征和优选方案。附图示出：

图1示出带有刀具头部和刀具柄部的旋入式刀具的透视图；

图2示出图1的旋入式刀具的支撑区域的详细视图；

图3示出刀夹的前部区域的剖面图，该刀夹具有用于旋入式刀具接纳孔；

图4示出图3的刀夹的接纳孔的透视图；

图5示出图4的刀夹的支承区域的详细视图。

具体实施方式

在图1中示出带有刀具头部2和刀具柄部3的旋入式刀具1。在刀具头部2上布置未示出的刀刃，用于对工件进行切削加工。刀具柄部3具有外螺纹4、布置在刀具头部2和外螺纹4之间的第一支撑区域5和布置在刀具柄部3的自由端部6和外螺纹4之间的第二支撑区域7。自由端部6由刀具柄部3的端侧形成。

第一支撑区域7具有在周向上彼此间隔开的、径向向外突出的支撑元件8。参照图2详细描述支撑元件8的构造。

在图2中详细示出图1的旋入式刀具1的第二支撑区域7。如在图中可看到的，支撑元件8设计为沿旋入式刀具1的轴向方向延伸的接片并彼此均匀地间隔开。支撑元件8在径向最外部的区域中分别具有部分柱形的贴靠面9，该贴靠面用于对中地和减振地贴靠在未示出的刀夹上。该部分柱形的贴靠面9构造为与旋入式刀具1的纵轴线同轴，从而贴靠面9一起具有共同的、与旋入式刀具1的纵轴线同轴的柱形的包络面。

为了易于将旋入式刀具1引入刀夹中的相应的支承部位，以及为了实现支撑元件8的均匀的、径向指向内部的弹性变形，支撑元件8在面对自由端部6的侧上具有引入倒角10。

在周向上在支撑元件8之间设置凹部11，该凹部相对于支撑元件8径向具有较小的外部尺寸，就是说，凹部11相对于支撑元件8径向向内错位。通过凹部11保证了，在旋入式刀具1和在图2中未示出的刀夹15之间的接触不是全周面的、而是仅分段地存在于支撑元件8的区域中，从而通过这种减小的面接触减小了摩擦。

在支撑元件8和凹部11之间的过渡部12被倒圆，以便实现特别是在支撑元件8上的周向力向刀具柄部3中的特别好的力传递。

在图1中还示出，第一支撑区域5由两个锥形的贴靠面13、14形成，这两个支承面彼此直接相邻。在此，锥形的第一贴靠面13和锥形的第二贴靠面14的直径沿旋入式刀具1的旋入方向变小。对此在文献DE 10 2012 100 976 A1中有详细描述，就此将该文献的内容全文吸纳到本申请中。

在图3中示出刀夹15的前部的区域的剖面图，该前部区域设计用于接纳上述的旋入式刀具1。刀夹15具有接纳孔16，该接纳孔带有内螺纹17。在刀夹15的前部的、面对在图3中未示出的旋入式刀具1的端侧18与内螺纹17之间布置第一支承区域19。在接纳孔16的内端部20上形成内部的第二支承区域21，该第二支承区域具有彼此间隔开的、径向向内突出的支承元件22。

如从图3中可知，支承元件22在周向上彼此均匀地间隔开，并构造为沿刀夹15的轴向方向延伸的接片。支承元件22在径向位于最内部的区域中分别具有部分柱形的支承面23，该支承面与刀夹15的纵轴线同轴地延伸，并用于对中地和减振地贴靠在未示出的旋入式刀具1上。

为了简化地引入旋入式刀具1并实现支承元件22的均匀的弹性变形，支承元件22在面对内螺纹17的侧上具有对中倒角24。还沿周向在支承元件22之间布置凹口25，该凹口相对于支承元件22具有较大的外部尺寸，就是说，凹口25相对于支承元件22径向向外错位。通过这种凹口25保证了，在刀夹15和在图3中未示出的旋入式刀具1之间的接触不是全周面地、而是分段地存在于支承元件22的区域中，从而通过减小的面接触也减小了摩擦。

在支承元件22与凹口25之间的过渡部26被倒圆，以便实现支承元件22上的周向力向刀夹15中的特别好的力传递。

第一支承区域19通过带有不同的锥角的两个锥形的支承面27、28形成，这两个支承面彼此直接相邻。在此，锥形的第一支承面27和锥形的第二支承面28的直径沿未示出的旋入式刀具1在刀夹15中的旋入方向变小，即，在图3中向左的方向变小。对此在文献DE 102012 100 976 A1中详细描述，就此全面吸纳该文献的内容。

在图4中示出刀夹15的接纳孔16的透视图。其中可以看出，第一支承区域19布置在刀夹15的端侧18，并包括锥形的第一支承面27和锥形的第二支承面28。锥形的第一支承面27除了锥形的部段29外在面对锥形的第二支承面28的端部上具有作为通向锥形的第二支承面28的过渡部的圆边30。前面的端侧18通过环绕棱边形成。

在接纳孔16的在内螺纹17后面的内端部20中布置第二支承区域21。该第二支承区域在图5中以细节图示出。其中可以看到，第二支承区域21具有向内突出的支承元件22，在该支承元件两侧沿周向连接过渡部26和凹口25。在支承元件22的面对内螺纹17的侧上还形成对中倒角24。

在图1和图2中示出的旋入式刀具1与在图3至图5中示出的刀夹15共同形成刀具配置结构，就是说，外螺纹4与内螺纹17、带有锥形的贴靠面13、14的第一支撑区域5与带有锥形的支承面27、28的第一支承区域19以及带有支撑元件8的第二支撑区域7与带有支承元件22的第二支承区域21以相对彼此贴靠的方式构成。沿周向彼此均匀地间隔开的、径向向外突出的支撑元件8的分布，即，支撑元件在整个圆周上的数量在此可以与彼此间隔开的、径向向内突出的支承元件22的分布不同，以便保证相对彼此贴靠。

但是也可行的是，仅在旋入式刀具1如所述地形成第二支撑区域7或仅在刀夹15中形成第二支承区域21，而对应以柱形或锥形的方式旋转对称地形成刀夹15或旋入式刀具1的相对的区域。

附图标记列表：

1 旋入式刀具

2 刀具头部

3 刀具柄部

4 外螺纹

5 第一支撑区域

6 刀具柄部的自由端部

7 第二支撑区域

8 支撑元件

9 贴靠面

10 引入倒角

11 凹部

12 支撑元件与凹部之间的过渡部

13 锥形的第一贴靠面

14 锥形的第二贴靠面

15 刀夹

16 接纳孔

17 内螺纹

18 刀夹的前面的端侧

19 第一支承区域

20 接纳孔的内端部

21 第二支承区域

22 支承元件

23 部分柱形的支承面

24 对中倒角

25 凹口

26 支承元件与凹口之间的过渡部

27 锥形的第一支承面

28 锥形的第二支承面

29 锥形的部段29

30 圆边

Claims (25)

1.一种旋入式刀具(1)，包括刀具头部(2)和刀具柄部(3)，该刀具柄部具有外螺纹(4)，该旋入式刀具还包括布置在刀具头部(2)与外螺纹(4)之间的第一支撑区域(5)以及布置在外螺纹(4)和刀具柄部(3)的自由端部(6)之间的第二支撑区域(7)，其特征在于，所述第二支撑区域(7)具有在周向上彼此间隔开的、径向向外突出的支撑元件(8)，其中，支撑元件(8)构造为沿旋入式刀具(1)的轴向方向延伸的接片。

2.根据权利要求1所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，所述支撑元件(8)彼此均匀地间隔开。

3.根据权利要求1所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，所述支撑元件(8)彼此不均匀地间隔开。

4.根据前述权利要求中任一项所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，所述支撑元件(8)分别具有部分柱形的贴靠面(9)。

5.根据权利要求4所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，部分柱形的贴靠面(9)设计为与旋入式刀具(1)的纵轴线同轴。

6.根据权利要求1或2所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，所述支撑元件(8)在面对自由端部(6)的一侧具有引入倒角(10)。

7.根据权利要求1或2所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，沿周向在支撑元件(8)之间布置有凹部(11)，该凹部相对于支撑元件(8)具有较小的外部尺寸，在支撑元件(8)和凹部(11)之间的过渡部(12)被倒圆。

8.根据权利要求1所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，第一支撑区域(5)由具有不同的锥角的两个锥形贴靠面(13；14)形成。

9.根据权利要求8所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，两个锥形贴靠面(13；14)彼此直接相邻。

10.根据权利要求8或9所述的旋入式刀具(1)，其特征在于，锥形的第一贴靠面(13)的直径和锥形的第二贴靠面(14)的直径沿旋入式刀具(1)的旋入方向减小。

11.一种旋入式刀具(1)，包括刀具头部(2)和刀具柄部(3)，该刀具柄部具有外螺纹(4)，该旋入式刀具还包括布置在刀具头部(2)与外螺纹(4)之间的第一支撑区域(5)以及布置在外螺纹(4)和刀具柄部(3)的自由端部(6)之间的第二支撑区域(7)，其特征在于，所述第二支撑区域(7)具有在周向上彼此间隔开的、径向向外突出的支撑元件(8)，其中，所述支撑元件(8)具有凸球状的贴靠面(9)。

12.一种用于旋入式刀具(1)的刀夹(15)，包括带有内螺纹(17)的接纳孔(16)、布置在刀夹(15)的前端侧(18)和内螺纹(17)之间的第一支承区域(19)以及在内螺纹(17)后面的内部的第二支承区域(21)(20)，其特征在于，第二支承区域(21)具有彼此间隔开的、径向向内突出的支承元件(22)。

13.根据权利要求12所述的刀夹(15)，其特征在于，所述支承元件(22)彼此均匀地间隔开。

14.根据权利要求12所述的刀夹(15)，其特征在于，所述支承元件(22)彼此不均匀地间隔开。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的刀夹(15)，其特征在于，所述支承元件(22)构造为沿刀夹(15)的轴向方向延伸的接片。

16.根据权利要求12至14中任一项所述的刀夹(15)，其特征在于，所述支承元件(22)分别具有部分柱形的支承面(23)。

17.根据权利要求16所述的刀夹(15)，其特征在于，部分柱形的支承面(23)设计为与刀夹(15)的纵轴线同轴。

18.根据权利要求12至14中任一项所述的刀夹(15)，其特征在于，所述支承元件(22)具有凸球状的支承面(23)。

19.根据权利要求12至14中任一项所述的刀夹(15)，其特征在于，所述支承元件(22)在面对内螺纹(17)的一侧具有对中倒角(24)。

20.根据权利要求12至14中任一项所述的刀夹(15)，其特征在于，沿周向在支承元件(22)之间布置有凹口(25)，该凹口相对于支承元件(22)具有较大的外部尺寸，在支承元件(22)和凹口(25)之间的过渡部(26)被倒圆。

21.根据权利要求12所述的刀夹(15)，其特征在于，第一支承区域(19)由具有不同锥角的两个锥形支承面(27；28)形成。

22.根据权利要求21所述的刀夹(15)，其特征在于，两个锥形支承面(27；28)彼此直接相邻。

23.根据权利要求21或22所述的刀夹(15)，其特征在于，锥形的第一支承面(27)的直径和锥形的第二支承面(28)的直径沿旋入式刀具(1)的旋入方向减小。

24.一种刀具配置结构，包括刀夹(15)和旋入式刀具(1)，其特征在于，旋入式刀具(1)根据权利要求1至11中任一项所述地构造和/或刀夹(15)根据权利要求12至23中任一项所述地构造。

25.根据权利要求24所述的刀具配置结构，其特征在于，旋入式刀具(1)根据权利要求1至11中任一项所述地构造，以及刀夹(15)根据权利要求12至24中任一项所述地构造，其中，旋入式刀具(1)的第二支撑区域(7)的在周向上彼此间隔开的、径向向外突出的支撑元件(8)的分布与刀夹(15)的第二支承区域(21)的彼此间隔开的、径向向内突出的支承元件(22)的分布不同。

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