CN111163887B - 用于切削加工的刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于切削加工的刀具，包括：基础夹持器(10)；具有刀片座的可更换盒体(15)；具有夹紧爪臂和端侧夹紧爪头(12)的夹紧爪(11)；以及切削嵌件(13)，该夹紧爪与基础夹持器可拆卸地连接并且在刀具中至少一条冷却液管路被引导通过基础夹持器和夹紧爪，该冷却液管路通入夹紧爪头上的至少一个出口喷嘴(121)中，所述可更换盒体构造成一体的U形，其具有中间区段(151)和设置在中间区段(151)两侧的两个腿(152、153)，其中具有刀片座的腿(152)为L形并且具有钩状突出部(154)，该钩状突出部基本上垂直于刀片座设置并且嵌入基础夹持器的侧凹或凹陷中。根据本发明，所述盒体和基础夹持器分别在其贴靠区域中具有形锁合轮廓(156)，该形锁合轮廓防止盒体相对于基础夹持器侧向移动。

Description

用于切削加工的刀具
技术领域
本发明涉及一种用于切削加工的刀具，包括基础夹持器、具有刀片座的可更换盒体、具有夹紧爪臂和端侧夹紧爪头的夹紧爪以及切削嵌件，该夹紧爪与基础夹持器可拆卸地连接并且在刀具中至少一条冷却液管路被引导通过基础夹持器和夹紧爪，该冷却液管路通入夹紧爪头上的至少一个出口喷嘴中，所述可更换盒体构造成一体的U形，其具有中间区段和设置在中间区段两侧的两个腿，其中具有刀片座的腿成型为L形的并且具有钩状突出部，该钩状突出部基本上垂直于刀片座设置并且嵌入基础夹持器的凹陷或侧凹中。
背景技术
从WO 2014/001447已知这种刀具。
冷却剂或冷却润滑剂在切削过程中非常重要。在包括车削、铣削和钻孔的切削中，在将切屑从工件上去除的有效切削刃上会产生高温，这种高温加速切削嵌件的磨损。切削嵌件切削刃上的温度升高原因是切削嵌件材料的比热和导热率不足以将产生的摩擦热充分散发。另外，在切削钛工件时，钛倾向于与刀具焊接。这种粘着趋势也可借助冷却润滑剂减至最低，以便将足够量的冷却剂送到切削位置。例如DE3704814A1提出一种机械夹固车刀(Klemmwerkzeug)，其具有夹持器和固定在其上的切削体，在其中夹持器和切削体设有在这两个部件的贴靠表面内彼此连通的冷却剂通道。切削体的至少一个冷却剂通道出口应紧邻有效切削刃。这种设计的缺点在于切削嵌件中的孔削弱了切削嵌件主体，由此增加了断裂危险。此外，通过这些孔供应的冷却剂的量通常不足。
DE 930790 C2描述了冷却剂射流在压力和高速下从喷嘴口件喷入刀具的自由面和工件之间的空间中而到达切削刃上。除了冷却液基本上仅作用在刀具的自由面上，而非作用在切削面和去除的切屑上之外，还存在下述缺点，即所使用的喷嘴设置在单独的保持装置上，该保持装置未连接至刀具或刀具夹持器并且因此难以调节。
此外，在EP 1073535 B1中提出一种冷却剂射流，其不是仅用于切削嵌件的纯冷却，而且也机械地影响从工件上切下来的切屑，特别是具有这样的目的：将切屑折断成尽可能小的部分。冷却剂应以高于107Pa的高压朝向切削位置(切削刃)定向。为此刀具夹持器还具有切削嵌件座和拧接的板，该板具有至少一个喷嘴，该喷嘴是喷嘴嵌件的一部分，所述喷嘴嵌件可围绕其自身的中心轴线旋转并且应能够这样固定在一个位置中，使得冷却剂射流从该喷嘴朝向切削嵌件的切削面定向。
发明内容
本发明的任务在于这样改进开头所提类型的刀具，使得能够以更好的操作和可靠的夹紧来实现快速的盒体更换。
为了解决所述任务使用根据权利要求1所述的刀具，该刀具具有盒体，所述盒体在面向基础夹持器的一侧上具有一种轮廓，该轮廓与基础夹持器的轮廓形成形锁合，从而防止盒体侧向移动。
一种特别优选的形锁合设计包括至少一个肋条与相对应凹部的啮合，优选至少三个肋条，它们嵌入相应的凹部或者说凹槽中。“肋条”可理解为具有梯形轮廓或规则或不规则的倒圆形状的几何形状，在此在横截面图中为波浪形的表面也是适合的。
肋条可位于盒体内侧上或基础夹持器的表面上，重要的仅在于通过这些轮廓避免侧向移动。为确保这一点，肋条高度或凹槽深度应至少为1mm，在此维持最小深度或肋条高度就已足够。
如还将在后面解释的，形锁合连接原则上可设置在盒体与基础夹持器之间的任何位置(贴靠表面)上，优选在中间区段中选择形锁合连接。
本发明的特殊优点在于，具有该附加固定元件的盒体易于操作。
如果盒体通过碰撞损坏或损伤或基于不可避免的磨损而不能保证切削嵌件在刀片座中的精确设置，则尤其是需要更换盒体。在这种情况下，通过夹紧爪释放现有的夹紧连接并且必要时将夹紧爪拆下。如有必要，可拆下盒体和基础夹持器之间的附加螺钉连接，之后盒体可简单地通过远离基础夹持器枢转而被取下。此后可将(可能已经预装有切削嵌件的)新盒体以相应的方式以其L形区段插入到基础夹持器上相应的侧凹开口或凹陷中并枢转并且随后通过螺钉连接夹紧。在枢转时，基于肋槽或其它类似的形锁合轮廓，盒体被精确地导入预定的理想位置中并在拧紧螺钉后也可靠地固定。有效避免了盒体在出现横向力时从该位置移动或弯曲出。
根据一种优选实施方式，盒体借助螺钉固定在基础夹持器上，该螺钉在固定状态中分别穿过盒体的孔和基础夹持器。优选螺钉具有圆锥形头部并且盒体中的孔边缘具有圆锥形埋头孔，从而在拧紧紧固螺钉时通过螺钉头部的圆锥形贴靠在圆锥形的埋头孔中，盒体不可避免地移动向基础夹持器方向并牢牢贴靠地固定在那里。
附图说明
附图中示出本发明的其它细节和实施例。附图如下：
图1是刀具的剖视图；和
图2是沿图1中的线A-A的横截面图。
具体实施方式
所示用于切削加工的刀具包括基础夹持器10、具有端侧夹紧爪头12的夹紧爪11，该夹紧爪头用于固定切削嵌件13，该切削嵌件在当前情况下位于刀片座容纳部14上。切削嵌件以及刀片座容纳部设置在可更换盒体15中，该盒体构造成一体的U形并且包括中间区段151和L形腿152以及相对置端部上的第二腿153。在图中位于上方的L形脚在当前情况下具有部分球形的构造152，该部分球形嵌入基础夹持器中的凹陷101中。盒体部分153具有通过虚线155表示的贯通螺纹孔，该螺纹孔除了尺寸a之外与螺纹盲孔102相对应。可将紧固螺钉拧入贯通螺纹孔155和盲孔102中，在此紧固螺钉优选具有圆锥形头部，该圆锥形头部与螺纹孔155的圆锥形埋头孔相对应。当拧紧螺钉时，盒体在箭头F的方向上被驱动，在此盒体15在其内侧贴靠到基础夹持器10的相对置表面上并且因此被夹紧。在基础夹持器10和盒体15的较宽实施方式中也可设置多个螺钉，这些螺钉可拧入并且固定在多个螺纹孔102、155中。
如图2可见，盒体15与基础夹持器10的相互贴靠的表面在中间区域151中没有被构造成光滑的表面。盒体15的表面具有三个肋条156，它们嵌入基础夹持器10表面上的相应构造的凹槽103中。在固定状态中通过肋条156和凹槽103实现了形锁合连接，该形锁合连接有效地抑制了盒体相对于基础夹持器在侧向方向(即图平面方向)上的相对运动。因此，形锁合轮廓103、156不仅确保了盒体相对于基础夹持器的位置总是能可重复地精确调节，而且也防止了移动。
形锁合轮廓可设置在中间区域中或盒体与基础夹持器之间的任何其它贴靠点处、即也可设置在L形腿152的区域中。
在当前情况下，肋条156和凹槽103在横截面中显示为梯形，但也可选择其它横截面形状、尤其是波浪形。最小凹槽深度或最小波振幅优选为1mm。
夹紧爪11通过螺钉16可拆卸地固定在基础夹持器10上。贯穿夹紧爪中的孔的另一螺钉17锚固于盒体15中的孔中。基于夹紧爪的弹性，可将夹紧爪头这样压到切削嵌件13上，使得切削嵌件在切削过程中被充分固定。夹紧爪头还具有至少一个孔121，经由该孔冷却液在高压下被压到切削嵌件13的在切削时起作用的切削刃上。通过孔121或多个这样的孔选择的冷却液压力至少为0.3x107Pa、优选大于107。出口孔121的直径例如为0.5mm至3mm、优选在1mm至1.5mm之间。这样选择出口孔121到有效切削刃之间的距离，使得冷却剂喷射压力足够大，以使分离的切屑断裂，从而保持短的切屑长度。
基础夹持器10和盒体15的贴靠表面不限于图1所示的形状。例如代替部分圆形的部分154可选择钩形，在其中相应的钩以其贴靠表面嵌入侧凹中。重要的仅在于示出的横截面为部分圆形的凹陷101或侧凹防止盒体从基础夹持器10移开。
由图1可见，基础夹持器10在其面向盒体15的前侧上具有凸球形状，该凸球形状相对于盒体的形状这样设计，使得被夹紧的盒体15在横截面图中在三个点上贴靠在构造成凸球的基础夹持器前侧上。通过这种“准三点贴靠”可确保充分的位置确定。盒体前侧如图所示在横截面中部分是直线的或具有较大的曲率半径，从而在插入和夹紧盒体时有足够的间隙来达到所示的夹紧状态。
本发明尤其是可用于诸如车削或切槽的切削过程中，在其中良好的切屑控制十分重要。对此的一个示例是高价值涡轮机的生产，在其中必须避免切屑过长或缠结以防止不希望地损伤涡轮机。
如现有技术中已知的那样，冷却剂通过相应的高压管路从机器通过刀具夹持器经由夹紧爪被供应至夹紧爪头12。相应的孔必须彼此一致地设置并被充分密封，这在现有技术中原则上是已知的。冷却液射流可这样定向，使得其从上向下，从下向上或从侧面方向撞击排出的切屑或切削刃上。所供应的冷却剂还用于避免在切削嵌件13的切削刃上产生不希望的热量。
附图标记列表
10 基础夹持器
101 凹陷
102 盲孔
11 夹紧爪
12 夹紧爪头
121 出口孔
13 切削嵌件
103 凹槽
14 刀片座容纳部
15 盒体
151 中间区段
152 L形腿
153 盒体腿
154 部分球形部
155 贯通螺纹孔
156 肋条
16 螺钉
17 螺钉

Claims (8)

1.一种用于切削加工的刀具，包括：基础夹持器(10)；具有刀片座的可更换盒体(15)；具有夹紧爪臂和端侧的夹紧爪头(12)的夹紧爪(11)；以及切削嵌件(13)，该夹紧爪(11)与基础夹持器(10)可拆卸地连接，并且在刀具中至少一条冷却液管路被引导通过基础夹持器(10)和夹紧爪(11)，所述冷却液管路通入夹紧爪头(12)上的至少一个出口喷嘴(121)中，所述可更换盒体(15)构造成一体的U形，其具有中间区段(151)和设置在中间区段(151)两侧的两个腿(152、153)，其中具有刀片座的腿(152)具有L形形状并且具有钩状突出部(154)，该钩状突出部基本上垂直于刀片座设置并且嵌入基础夹持器(10)的侧凹或凹陷中，其特征在于，所述盒体(15)在面向基础夹持器(10)的一侧上具有防止盒体侧向移动的轮廓(156)，该轮廓与基础夹持器(10)的轮廓(103)形成形锁合。
2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述形锁合通过至少一个肋条(156)与相对应的凹部(103)的啮合形成。
3.根据权利要求2所述的刀具，其特征在于，所述肋条的高度和凹槽的深度至少为1mm。
4.根据权利要求2或3所述的刀具，其特征在于，使用至少三个肋条作为形锁合元件，它们嵌入互补设计的凹槽中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的刀具，其特征在于，所述形锁合连接至少设置在中间区段(151)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的刀具，其特征在于，所述盒体(15)借助螺钉固定在基础夹持器(10)上，该螺钉在固定状态中分别穿过盒体(15)的孔和基础夹持器。
7.根据权利要求6所述的刀具，其特征在于，所述螺钉具有圆锥形头部，并且盒体中的孔边缘具有圆锥形埋头孔。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的刀具，其特征在于，所述基础夹持器(10)在其面向盒体(15)的一侧上具有凸球形状。
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