CN108367365B

CN108367365B - 具有振动阻尼重块组件的切削刀具保持器

Info

Publication number: CN108367365B
Application number: CN201680074768.0A
Authority: CN
Inventors: G.赫克特; O.扎加吉; I.门; J.萨富里
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2036-12-12
Also published as: ES2951172T3; EP3393704B1; WO2017109771A2; CA3008582A1; IL259389A; RU2018126637A3; EP3533543A1; BR112018012659B1; EP3393704A2; US9993876B2; RU2018126637A; RU2717430C2; WO2017109771A3; IL259389B; JP6961311B2; KR102503381B1; PL3393704T3; TWI709450B; US20170173701A1; BR112018012659A2

Abstract

切削刀具保持器（20）具有保持器主体（22）和振动阻尼重块组件（24）。保持器主体（22）具有相对的第一侧表面和第二侧表面（26a、26b）以及在其之间延伸的顶表面（28）；以及位于邻近于顶表面（28）的保持器主体（22）的前端处的刀片安装部分（32）。重块孔口（30）向外开放至第一侧表面和第二侧表面（26a、26b）并且具有孔口内表面（44）。重块组件（24）位于重块孔口（30）内，具有第一重块部分和第二重块部分（46、48）、沿着孔口内表面（44）定位的阻尼环（50）、以及致动构件（52），致动构件（52）与第一重块部分和第二重块部分（46、48）对接并且推动其远离彼此，以使得每个重块部分（46、48）在重块孔口（30）内压靠阻尼环（50）。

Description

具有振动阻尼重块组件的切削刀具保持器

技术领域

本发明一般地涉及切削刀具保持器，并且具体地涉及具有重块孔口和振动阻尼机构的切削刀具保持器叶片。

背景技术

切削刀具保持器（尤其是叶片保持器式）具有位于其前端处的切削刀片。在保持器叶片的前端处执行切削操作可能在切削端处引起不期望的振动。

例如，在JP2003062703A、JP2011042007A、US6113319以及KR101258519中示出了具有振动阻尼机构的切削刀具保持器。

本发明的目标是提供一种具有改进的振动阻尼机构的切削刀具保持器。

本发明的目标还在于提供一种具有能够容易地移除和替换的改进的振动阻尼机构的切削刀具保持器。

本发明的另外的目标在于提供一种具有能够在其组装位置中进行调整的改进的振动阻尼机构的切削刀具保持器。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种切削刀具保持器被提供，该切削刀具保持器包括：

保持器主体，该保持器主体具有纵向轴线，并且包括：

相对的第一侧表面和第二侧表面以及在其之间延伸的顶表面；

刀片安装部分，该刀片安装部分位于邻近于顶表面的保持器主体的前端处；

重块孔口，该重块孔口向外开放至第一侧表面和第二侧表面并且包括孔口内表面、以及横向于纵向轴线延伸的孔口轴线；

以及

重块组件，该重块组件位于重块孔口内，并且包括：

第一重块部分；

第二重块部分；

沿着孔口内表面定位的阻尼环；以及

致动构件，该致动构件与第一重块部分和第二重块部分对接并且推动其远离彼此，以使得每个重块部分在重块孔口内压靠阻尼环。

根据本发明的另一方面，一种切削刀具保持器被提供，该切削刀具保持器包括：

保持器主体，该保持器主体具有纵向轴线，并且包括：

相对的第一侧表面和第二侧表面；

顶表面，该顶表面在第一侧表面和第二侧表面之间延伸并且具有上邻接表面；

底表面，该底表面在第一侧表面和第二侧表面之间与顶表面相对地延伸，并且具有下邻接表面；

刀片安装部分，该刀片安装部分位于邻近于顶表面的保持器主体的前端处；以及

重块孔口，该重块孔口向外开放至第一侧表面和第二侧表面并且包括孔口内表面、以及横向于纵向轴线延伸的孔口轴线；其中：

重块孔口至少部分地位于从下邻接表面向下延伸的底部突起中。

附图说明

为了更好地理解，现在将参照附图仅通过示例的方式对本发明进行描述，在附图中，点划线表示构件的局部视图的切去边界，并且在附图中：

图1是根据本发明的一些实施例的切削刀具保持器的透视图；

图2是在图1中示出的切削刀具保持器的局部分解透视图；

图3是根据本发明的一些实施例的保持器主体的侧视图；

图4是在图1中示出的切削刀具保持器的侧视图；

图5是在图4中示出的切削刀具保持器的细节图；

图6是沿着线VI-VI截取的在图4中示出的切削刀具保持器的横截面图；以及

图7是沿着线VII-VII截取的在图4中示出的切削刀具保持器的横截面图。

具体实施方式

在一个实施例中，本发明涉及切削刀具保持器20，该切削刀具保持器20包括具有大体上细长的形状和纵向轴线A1的保持器主体22、以及重块孔口30。重块组件24可以保持在重块孔口30中。

如在图1和图2中所示，保持器主体22具有相对的第一侧表面和第二侧表面26a、26b以及在其之间延伸的顶表面28，以及其中，重块孔口30向外开放至第一侧表面和第二侧表面26a、26b。重块组件24位于重块孔口30内。

在本发明的一些实施例中，如在图3中所示，在保持器主体22的侧视图中，重块孔口30可以具有非圆形形状。

同样，在本发明的一些实施例中，如在图3中所示，在保持器主体22的侧视图中，重块孔口30可以具有大体上平行四边形形状。

如在图1至图4中所示，刀片安装部分32位于邻近于顶表面28的保持器主体22的前端34处。

在本发明的一些实施例中，保持器主体22可以包括在第一侧表面和第二侧表面26a、26b之间延伸的与顶表面28相对的底表面36。

如在图3和图4中所示，顶表面28和底表面36可以相应地包括上邻接表面38和下邻接表面40，该上邻接表面38和下邻接表面40平行于纵向轴线A1延伸，从而有助于切削刀具保持器20组装到具有平行延伸的保持沟槽的细长刀架（未示出）中。

如在图2和图3中所示，重块孔口30可以定位成邻近于保持器主体22的前端34。

在本发明的一些实施例中，重块孔口30可以至少部分地位于从下邻接表面40向下延伸的底部突起42中。

如在图3中所示，在保持器主体22的侧视图中，上邻接表面38和下邻接表面40可以相应地限定平行的第一假想直线和第二假想直线L1、L2，并且第二假想直线L2可以与重块孔口30相交。

底部突起42的设置使得重块孔口30和刀片安装部分32能够充分地间隔分开，以使得细长的保持器主体22保持足够高的刚度水平。

如在图2和图3中所示，重块孔口30具有孔口内表面44和孔口轴线A2，该孔口轴线A2横向于纵向轴线A1延伸。

在本发明的一些实施例中，如在图3中所示，重块孔口30可以展现出关于包含孔口轴线A2的第一平面P1的镜像对称。

如在图3中所示，在保持器主体22的侧视图中，孔口轴线A2可以位于第二假想直线L2下方。

在本发明的一些实施例中，如在图3中所示，第一平面P1可以与纵向轴线A1一起形成锐角的孔口角α并且不与顶表面28相交。

同样，在本发明的一些实施例中，孔口角α可以具有大于25°且小于65°的值。

根据本发明的一个实施例，如在图1、图2和图4中所示，重块组件24包括：

第一重块部分46；

第二重块部分48；

沿着孔口内表面44定位的阻尼环50；以及

致动构件52，该致动构件52与第一重块部分46和第二重块部分48对接并且朝向孔口内表面44推动其远离彼此，以使得每个重块部分46、48在重块孔口30内压靠阻尼环50。

在本发明的一些实施例中，第一重块部分46和第二重块部分48可以由比保持器主体22的材料更致密的材料形成。

例如，如果保持器主体22由钢形成，则第一重块部分46和第二重块部分48可以由硬金属、钨等形成。

同样，在本发明的一些实施例中，阻尼环50可以由弹性可压缩材料（诸如，橡胶）形成。

如在图1、图2和图4中所示，切削刀片54保持在保持器主体22的刀片安装部分32中，以用于在工件上执行切削操作，例如，车削、开槽或者分离加工。

在利用长悬臂结构进行这些切削操作期间，保持器主体22可能易于振动和震颤，这会妨碍切削刀片54与工件的接合，并且这可能损坏切削操作或者工件的表面质量。

为了减小或者消除这样的不期望的振动和震颤，重块组件24通过增加其前端34的重量而用作用于保持器主体22的动态振动吸收器（DVA）或者调谐质量阻尼器（TMD），其中，阻尼环50用作弹簧，并且重块部分46、48一起用作阻尼质量。重块组件24因此可以被称为振动阻尼重块组件24。保持器主体22的振动通过阻尼环50被转移至重块部分46、48，重块部分46、48进而起反作用以阻尼保持器主体22的振动。

如在图4和图5中所示，第一重块部分46和第二重块部分48中的每一个可以展现出关于第一平面P1的镜像对称。要注意的是，第一重块部分46和第二重块部分48可以不必相同，并且可以在重量或者厚度上不同。

如在图2中所示，阻尼环50可以是O形环，其适于沿着非圆形形状的重块孔口30的孔口内表面44定位。

如在图4中所示，垂直于纵向轴线A1的第二平面P2可以与切削刀片54以及第一重块部分46和第二重块部分48中的至少一个相交。

在本发明的一些实施例中，第二平面P2可以与切削刀片54以及第一重块部分46和第二重块部分48两者相交。

将重块组件24定位成邻近于保持器主体22的前端34以使得第二平面P2与第一重块部分46和第二重块部分48中的至少一个相交，这会增加前端34的重量，因此从而提高重块组件24的阻尼性能。

在本发明的一些实施例中，致动构件52能够围绕包含在第一平面P1中的致动轴线A3旋转。

如在图4和图5中所示，致动轴线A3可以垂直于孔口轴线A2。

在本发明的一些实施例中，致动构件52可以包括位于两个柱形端部部分58、60之间的中心部分56。

如在图2中所示，两个端部部分中的第一个58可以与第一重块部分46中的第一孔62接合，并且两个端部部分中的第二个60可以与第二重块部分48中的第二孔64接合。

在本发明的一些实施例中，致动轴线A3可以与第一孔62和第二孔64同轴。

同样，在本发明的一些实施例中，第一端部部分58和第二端部部分60中的至少一个可以与相应的第一孔62和第二孔64螺纹地接合。

另外，在本发明的一些实施例中，两个端部部分58、60可以具有反向的螺纹，并且第一端部部分58和第二端部部分60两者可以与相应的第一孔62和第二孔64螺纹地接合。

此外，在本发明的一些实施例中，中心部分56可以包括孔穴66或者其它旋转机构。

当致动构件52在第一方向D1上围绕致动轴线A3旋转时，第一重块部分46和第二重块部分48远离彼此移动并且阻尼环50抵靠孔口内表面44弹性地压缩。

在该紧密位置中，第一重块部分46和第二重块部分48悬浮在重块孔口30内，并且除了与致动构件52对接之外，第一重块部分46和第二重块部分48仅仅与阻尼环50接触。

如在图4和图5中所示，第一重块部分46和第二重块部分48不与孔口内表面44接触。

以此方式，阻尼环50被限制在第一重块部分46和第二重块部分48与孔口内表面44之间。因此，整个重块组件24被限制在重块孔口30内，防止其从重块孔口30脱落。

当致动构件52在与第一方向D1相反的第二方向D2上围绕致动轴线A3旋转时，第一重块部分46和第二重块部分48朝向彼此移动并且施加在阻尼环50上的压力减小。

致动构件52在第一方向D1或者第二方向D2上围绕致动轴线A3旋转的量影响阻尼环50抵靠孔口内表面44被弹性地压缩的量。这还影响第一重块部分46和第二重块部分48与阻尼环50之间的、以及阻尼环50与孔口内表面44之间的接触程度。在重块组件24的DVA方面中，该精调确定阻尼环50的弹簧常数。

致动构件52在第二方向D2上围绕致动轴线A3的继续旋转减小第一重块部分46和第二重块部分48之间的距离，直到没有压力施加在阻尼环50上，并且第一重块部分46和第二重块部分48以及致动构件52可以容易地从重块孔口30上被移除并且根据需要由其它重块部分替换。与例如通过钎焊或者铜焊而固定地联接至保持器主体（不能拆卸或者替换该重块）的其它振动阻尼重块相比，该灵活性是优点。

如在图3中所示，重块孔口30可以展现出关于第三平面P3的镜像对称，该第三平面P3包含孔口轴线A2并且垂直于第一平面P1。

如在图4和图5中所示，第一重块部分46和第二重块部分48可以完全地位于第三平面P3的相对侧上。

在本发明的一些实施例中，内沟槽68可以沿着孔口内表面44连续地延伸，并且阻尼环50可以与内沟槽68对接。

如在图6和图7中所示，当在包含孔口轴线A2的横截面中观察时，内沟槽68可以是V形的。

同样如在图6和图7中所示，孔口内表面44可以相对于孔口轴线A2以第一坡度角β1倾斜，以便帮助移除和替换重块组件24。

在本发明的一些实施例中，第一坡度角β1可以具有小于15°的值。

如在图5中所示，在切削刀具保持器20的侧视图中，第一重块部分46和第二重块部分48可以具有三角形形状，该三角形形状由在三个角部74a、74b、74c；76a、76b、76c之间延伸的三个外周表面（70a、70b、70c；72a、72b、72c限定。

同样如在图5中所示，远离第一重块部分46和第二重块部分48的相应的第一角部74a、76a岔开的第一外周表面和第二外周表面70a、70b；72a、72b可以形成锐角的第一角部角γ，并且第一平面P1可以平分第一角部74a、76a中的每一个。

在本发明的一些实施例中，第一角部74a、76a中的每一个可以具有位于相关联的第一外周表面和第二外周表面70a、70b；72a、72b之间的弯曲角部外周表面78、80。

重块组件24的重量（并且特别是第一重块部分46和第二重块部分48中的每一个的重量）、以及第一重块部分46和第二重块部分48的形状和尺寸是根据保持器主体22的形状和尺寸并且根据待利用切削刀具保持器20执行的切削操作来确定的。重块组件24的特性在不同的切削刀具保持器中可以发生变化。替代地，切削刀具保持器20可以与不同的重块组件24一起使用。

在本发明的一些实施例中，第一外沟槽和第二外沟槽82a、82b；84a、84b可以相应地沿着第一重块部分46和第二重块部分48两者的第一外周表面和第二外周表面70a、70b；72a、72b延伸，并且阻尼环50可以与第一外沟槽和第二外沟槽82a、82b；84a、84b中的每一个对接。

如在图6和图7中所示，当在包含孔口轴线A2的横截面中观察时，第一外沟槽和第二外沟槽82a、82b；84a、84b中的每一个可以是V形的。

同样如在图6和图7中所示，第一外周表面和第二外周表面70a、70b；72a；72b中的每一个可以相对于孔口轴线A2以第二坡度角β2倾斜。

在本发明的一些实施例中，第二坡度角β2可以等于第一坡度角β1。

另外，如在图6和图7中所示，第一重块部分46和第二重块部分48中的每一个可以在孔口轴线A2的方向上具有最大重块厚度TW_MAX，并且该最大重块厚度TW_MAX可以小于或等于重块孔口30处的保持器主体22的最小厚度TA_MIN，以使得重块组件24不会突出超出第一侧表面和第二侧表面26a、26b。

在本发明的一些实施例中，保持器主体22可以是叶片状的，其具有在第一侧表面和第二侧表面26a、26b之间的最大主体厚度TB_MAX，该最大主体厚度TB_MAX等于重块孔口30处的保持器主体22的最大厚度TA_MAX。

虽然已经参照一个或多个具体实施例对本发明进行了描述，但是本说明书作为整体旨在是说明性的并且不应被理解为将本发明限制于所示实施例。要意识到的是，本领域技术人员可以想到各种改进例，尽管未在本文具体示出，但这些改进例落在本发明的范围内。

Claims

1.一种切削刀具保持器（20），包括：

保持器主体（22），所述保持器主体（22）具有纵向轴线（A1），并且包括：

相对的第一侧表面和第二侧表面（26a、26b）以及在其之间延伸的顶表面（28）；

刀片安装部分（32），所述刀片安装部分（32）位于邻近于所述顶表面（28）的所述保持器主体（22）的前端（34）处；

重块孔口（30），所述重块孔口（30）向外开放至所述第一侧表面和第二侧表面（26a、26b），并且包括孔口内表面（44）以及横向于所述纵向轴线（A1）延伸的孔口轴线（A2）；

以及

重块组件（24），所述重块组件（24）位于所述重块孔口（30）内，并且包括：

第一重块部分（46）；

第二重块部分（48）；

沿着所述孔口内表面（44）定位的阻尼环（50）；以及

致动构件（52），所述致动构件（52）与所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）对接并且推动所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）远离彼此，以使得每个重块部分（46、48）在所述重块孔口（30）内压靠所述阻尼环（50）。

2.根据权利要求1所述的切削刀具保持器（20），其中，在所述保持器主体（22）的侧视图中，所述重块孔口（30）具有非圆形形状。

3.根据权利要求1所述的切削刀具保持器（20），其中：

所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）中的每一个在所述孔口轴线（A2）的方向上具有最大重块厚度（TW_MAX）；以及

所述最大重块厚度（TW_MAX）小于或等于所述重块孔口（30）处的所述保持器主体（22）的最小厚度（TA_MIN）。

4.根据权利要求1所述的切削刀具保持器（20），其中：

所述致动构件（52）包括位于两个柱形端部部分（58、60）之间的中心部分（56）；

两个端部部分中的第一个（58）与所述第一重块部分（46）中的第一孔（62）接合，并且两个端部部分中的第二个（60）与所述第二重块部分（48）中的第二孔（64）接合；以及

第一端部部分和第二端部部分（58、60）中的至少一个与相应的所述第一孔和第二孔（62、64）螺纹地接合。

5.根据权利要求1所述的切削刀具保持器（20），其中，所述重块孔口（30）被定位成邻近于所述保持器主体（22）的所述前端（34）。

6.根据权利要求1所述的切削刀具保持器（20），其中，所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）由比所述保持器主体（22）的材料更致密的材料形成。

7.根据权利要求1所述的切削刀具保持器（20），其中，内沟槽（68）沿着所述孔口内表面（44）连续地延伸，并且所述阻尼环（50）与所述内沟槽（68）对接。

8.根据权利要求1所述的切削刀具保持器（20），其中：

所述保持器主体（22）包括在所述第一侧表面和第二侧表面（26a、26b）之间与所述顶表面（28）相对地延伸的底表面（36）；以及

所述顶表面和底表面（28、36）相应地包括平行于所述纵向轴线（A1）延伸的上邻接表面和下邻接表面（38、40）。

9.根据权利要求8所述的切削刀具保持器（20），其中，在所述保持器主体（22）的侧视图中：

所述上邻接表面和下邻接表面（38、40）相应地限定平行的第一假想直线和第二假想直线（L1、L2）；以及

所述第二假想直线（L2）与所述重块孔口（30）相交。

10.根据权利要求1所述的切削刀具保持器（20），其中，所述重块孔口（30）展现出关于包含所述孔口轴线（A2）的第一平面（P1）的镜像对称。

11.根据权利要求10所述的切削刀具保持器（20），其中，在所述切削刀具保持器（20）的侧视图中，所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）均具有三角形形状，所述三角形形状由在三个角部（74a、74b、74c；76a、76b、76c）之间延伸的第一外周表面、第二外周表面和第三外周表面（70a、70b、70c；72a、72b、72c）限定。

12.根据权利要求11所述的切削刀具保持器（20），其中：

所述第一外周表面和第二外周表面（70a、70b；72a、72b）远离所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）的相应的第一角部（74a、76a）岔开并形成锐角的第一角部角（γ），以及

所述第一平面（P1）平分所述第一角部（74a、76a）中的每一个。

13.根据权利要求11所述的切削刀具保持器（20），其中：

第一外沟槽和第二外沟槽（82a、82b；84a、84b）相应地沿着所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）两者的所述第一外周表面和第二外周表面（70a、70b；72a、72b）延伸；以及

所述阻尼环（50）与所述第一外沟槽和第二外沟槽（82a、82b；84a、84b）中的每一个对接。

14.根据权利要求10所述的切削刀具保持器（20），其中，所述致动构件（52）能够围绕包含在所述第一平面（P1）中的致动轴线（A3）旋转。

15.根据权利要求10所述的切削刀具保持器（20），其中，所述重块孔口（30）展现出关于第三平面（P3）的镜像对称，所述第三平面（P3）包含所述孔口轴线（A2）并且垂直于所述第一平面（P1）。

16.根据权利要求15所述的切削刀具保持器（20），其中，所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）完全位于所述第三平面（P3）的相对侧上。

17.一种切削刀具保持器（20），包括：

叶片状的保持器主体（22），所述保持器主体（22）具有纵向轴线（A1），并且包括：

相对的第一侧表面和第二侧表面（26a、26b）；

顶表面（28），所述顶表面（28）在所述第一侧表面和第二侧表面（26a、26b）之间延伸，并且具有上邻接表面（38）；

底表面（36），所述底表面（36）在所述第一侧表面和第二侧表面（26a、26b）之间与所述顶表面（28）相对地延伸，并且具有下邻接表面（40）；

刀片安装部分（32），所述刀片安装部分（32）位于邻近于所述顶表面（28）的所述保持器主体（22）的前端（34）处；以及

重块孔口（30），所述重块孔口（30）向外开放至所述第一侧表面和第二侧表面（26a、26b），并且包括孔口内表面（44）以及横向于所述纵向轴线（A1）延伸的孔口轴线（A2）；其中：

所述重块孔口（30）至少部分地位于从所述下邻接表面（40）向下延伸的底部突起（42）中。

18.根据权利要求17所述的切削刀具保持器（20），所述切削刀具保持器（20）进一步包括：

第一重块部分（46）；

第二重块部分（48）；以及

致动构件（52），所述致动构件（52）与所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）对接并且朝向所述孔口内表面（44）推动所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）远离彼此。

19.根据权利要求18所述的切削刀具保持器（20），其中：

所述重块组件（24）进一步包括沿着所述孔口内表面（44）定位的阻尼环（50）；以及

致动构件（52），所述致动构件（52）推动所述第一重块部分和第二重块部分（46、48）远离彼此，以使得每个重块部分（46、48）在所述重块孔口（30）内压靠所述阻尼环（50）。

20.根据权利要求17所述的切削刀具保持器（20），其中，在所述保持器主体（22）的侧视图中：

所述下邻接表面（40）限定第二假想直线（L2）；以及

所述孔口轴线（A2）限定所述重块孔口（30）的几何中心，其位于所述第二假想直线（L2）下方。

21.根据权利要求20所述的切削刀具保持器（20），其中，所述第二假想直线（L2）与所述重块孔口（30）相交。

22.根据权利要求17所述的切削刀具保持器（20），其中，所述保持器主体（22）具有在所述第一侧表面和第二侧表面（26a、26b）之间的最大主体厚度（TB_MAX），所述最大主体厚度（TB_MAX）等于所述保持器主体（22）在所述重块孔口（30）处的最大厚度（TA_MAX）。

23.根据权利要求17所述的切削刀具保持器（20），其中，所述上邻接表面和下邻接表面（38、40）平行于所述纵向轴线（A1）延伸。