CN1183066A - 可旋转型机加工工具 - Google Patents

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Abstract

一种可旋转型机加工工具,例如一精密镗削工具,具有一可拆卸地安装在柄式驱动件上的头部。头部装载有一可移动切削刀片并包括一成楔状置座于驱动件中一横向导轨内的支承部。一安装在头部的通孔中的滑动件具有一杆状件,该杆状件穿过在孔和头部的一端面之间延伸的槽并被接受在驱动件的孔中。一驱动件中的夹紧螺丝与杆状件相互作用,将头部在驱动件上夹紧就位。通过松开螺丝并调节作用在杆状件上的头部中的相对的螺丝,可在导轨内对头部作横向调节。

Description

可旋转型机加工工具
技术领域
本发明涉及如用于金属钻削或镗削加工的可旋转型机加工工具。具体来说，本发明涉及这样一些可旋转工具，其中一通常带有一切削装置的工具头与一驱动件，如一与驱动装置直接安装的柄部，或一中间件，如一可接下来与一柄部装配的延伸件或直径缩小件为可互换地安装。
本发明涉及工具头与驱动件在这种工具中的可互换连接和用来横向调节工具头、从而通常是一切削装置相对于一驱动件的位置例如允许对工具加以调节以提供不同镗削或钻削直径的机构。
技术背景
在具有与一驱动件例如一柄部分开的切削头部的旋转型切削工具中，柄部与切削头部之间的驱动连接必须尽可能牢固并可较容易地装拆。
德国已公开的专利申请DE 3130484A1揭示了一种包括有一柄部和一头部的快换工具夹。该头部带有一切削刀片并可拆卸地与柄部夹紧。该柄部和头部相对端表面的形状为相互提供“多形式锁紧(multiple form-locking)”。所揭示的多形式锁紧包括柄部上的两个凸起，其中每个均具有一等边三角形的横剖面，以及头部中的两个相对凹槽，用于接受该凸起，其特征在于，该凹槽端的尺寸和图案与柄部上凸起精确相对。该多形式锁紧被描述为提供很高的稳定性，然而由于一个零件与另一零件精确相对，故连接刚度有限。
用于在DE 3130484A1中将头部与柄部夹紧的装置包括一轴向穿过柄部并具有大致为T-形横截面的成形端部。该成形端部可被接受在头部中一相应形状的安装凹槽中。而该安装凹槽包括一端档并配置成只能从一侧向将该头部装配在该柄部上。而且该头部必须精确定位，以使成形端部进入安装凹槽。这就限制了在柄部上快速、方便地更换头部。
DE 3130484A1并揭示头部中安装凹槽的端档可包括一螺丝。这允许头部位置相对于柄部作侧向调节，但这种调节的量是很有限的。
发明概述
本发明的目的在于提供一种改进的具有一头部和一驱动件以对头部进行直径方向调节的可旋转型机加工工具。与前述现有技术相比，本发明的机加工工具具有改善的刚度和一能更容易地在驱动件上更换的头部。
按照本发明的第一方面，提供一种可旋转型机加工工具装置，包括：
一用于装设一切削装置的头部；
一用于头部的驱动件；
其特征在于，该头部和该驱动件包括用于将该头部与该驱动件可拆卸地安装的辅助装置，
该辅助装置包括一横向导轨，一用于在导轨内安装的支承件和一夹紧系统，
该支承件和该导轨具有一定形状，可操作该夹紧系统使该支承件与该导轨楔状接合，用于从驱动件将扭矩传递到该头部，
可操作该夹紧系统松开接合力，以允许该支承件在导轨内滑动，用于头部在驱动件上的横向调节。
该驱动件可以是一柄部，或一可与一柄部连接的延伸件或直径缩小件。本发明涉及的可旋转型机加工工具一般包括或被连接到一柄部，该柄部可安装在一用于该工具的旋转驱动装置中。
该头部将典型地用于安装一以一个或多个可拆卸硬质合金镶嵌件形式的切削装置，这些镶嵌件可通过螺丝与该头部固定，其中每一件片均提供一切削刀片，尽管本发明包括头部包括一个或多个整体式切削刀片、或者适于安装一切削装置。例如该头部可以包括一钻轧头或弹簧轧头。
横向导轨最好在驱动件中形成并可以是一其中安装有头部支承件的槽，该支承件可在槽内滑动。槽和辅助支承件的横截面可以是任何合适形状，但导轨槽最好具有收敛于该槽的一基部的倾斜表面，该支承件包括已被倾斜的表面，以使它成楔状安装在槽内。该支承件表面的倾斜角可与槽表面的倾斜角相对应，在这种情况下，槽的基部可包括一沟槽部，以为支承件与槽的楔状接合提供间隙。
本发明的驱动件与头部之间扭矩传递相互连接的改进的刚性是通过按照夹紧系统的操作将支承件夹在导轨内提供的，从而施加一个将头部相对地拉到与驱动件接合以将该头部固定在一横向调节的选择位置。
该夹紧系统最好包括一杆状件和一用于与该杆状件相互作用的螺丝装置，其中，该杆状件与该头部或该驱动件之中的一个连接，而该螺丝装置与该头部或该驱动件之中的另一个连接。
该夹紧系统最好在头部包括一杆状件，其中该驱动件接受该杆状件并包括一用于与该杆状件相互作用以将头部拉到与驱动件接合并相互固定的螺丝装置。
该杆状件可以是该头部的一整体部分，但最好是一可拆卸地装到该头部以使其相对位置轴向可调节的分离件。这一特点可在杆状件相对于驱动件的位置可改变方面帮助在头部与驱动件之间的楔状接合(从而是连接刚度)，从而增加可通过该螺丝装置加到该杆状件上以将头部拉入与驱动件楔状接合的力。杆状件与螺丝装置之间的相互作用可通过它们各自设有的一倾斜表面，使螺丝装置的操作顶推带动杆状件，并向驱动件方向带动头部。该螺丝装置最好与该杆状件互锁以将头部与驱动件固定。这种互锁可通过在该杆状件中提供一其内安装有该螺丝装置的圆周槽加以保证。因此，上述用于在头部与驱动件之间保证楔状接合的倾斜表面可以通过螺丝装置上的一截头圆锥体端部和用于圆周槽的倾斜滑块提供，该槽每侧的圆锥角与截头圆锥体端部侧的圆锥角基本相等。
最好通过一与头部相连的滑动装置将该杆状件安装到该头部上，其中杆状件和头部相对杆状件的纵向轴线可横向相对移动以提供用于头部的横向调节的被选定位置。
该头部最好包括锁紧装置，用于将杆状件/滑动装置组件固定在横向调节的被选定位置。
该杆状件最好可拆卸地安装到滑动装置上。该锁紧装置例如可通过作用在杆状件/滑动装置组件上的两个相对的螺丝构成，而“松开”一个螺丝和相应“拧紧”另一个螺丝即可产生上述横向调节并将锁紧零件固定在这种调节的被选定位置。采用这种相对螺丝配置对于调节机构的锁紧装置来说可为驱动件头部横向提供非常精细的、或者说是微量的调节，并将头部锁紧固定在一被选定位置。这些微调和固定具有很高的精度，因此该机构可用于精密切削工具。
本发明还包括一可用于一可旋转型机加工工具装置的调节机构。因此，按照本发明的第二方面，提供一种用于横向调节一可旋转型机加工工具装置的一头部相对于该工具装置的一驱动件的位置的调节机构，该机构包括一与该头部相连的滑动装置和一杆状件，该杆状件与该滑动装置固定并适于与一驱动件连接，该头部还包括锁紧装置，用于将杆状件/滑动装置组件固定在相对于头部横向调节的选定位置上。
如上所述，一包括有一从头部延伸并可接受在驱动件内的孔中的杆状件和一与该杆状件互锁的驱动件相连的螺丝装置的夹紧系统为头部在驱动件上的装拆提供了方便。只需简单地松开螺丝装置将其与杆状件脱开即可将杆状件从孔中退出，从而将头部从驱动件上卸下。头部与驱动件的装配是通过将杆状件插入该孔(可能地转动该头部以将支承件与导轨对准)并拧紧螺丝装置实现的-这与现有技术相比要容易得多。
附图简单说明
以下结合附图说明本发明的实施例，在图示的实施例中采用精密镗削工具形式。其中：
图1为本发明第一实施例的一镗削工具的分解图；
图2为图1工具的头部的端视图；
图3和4分别表示与图1所示相似的一已装配镗削工具的局部剖面俯视图和侧视图；
图5至7分别表示图1工具的头部的俯视图、侧视图和端视图；
图8和9分别表示用于与例如图1所示的头部装配的柄部的侧视图和端视图；
图10为沿图9中X-X线的一柄部端部的剖视图；
图11和12分别为本发明第二实施例的俯视图和侧视图；
图13为图11所示第二实施例的端视图；
图14为沿图12中XIV-XIV线的剖视图。
本发明的最佳实施方式
在图1-10中的标号按照1至99的数列，而在图11-14中的标号则按照100至199的数列，除此以外，相应技术特征或零件在各附图中均采用相同标号。
图1表示一精密镗削工具1的分解图。镗削工具1包括一头部2和一可安装在一驱动装置(未示)中用于使工具绕其纵向轴线4旋转的柄式驱动件3。驱动件3包括一延伸有一圆锥柄部6的夹持部5。图1中所示柄部的具体形式对于本发明并不重要，因此驱动件3可以包括具有不同形式的柄部以安装在一驱动装置中。例如，图8示出了一具有一与图1-4的实施例相同的夹持部5的驱动件3’，但该夹持部包括一具有方身14的圆柱形柄部6’。本发明的驱动件也可以是一可与一柄部驱动连接的中间延伸件或直径缩小件，用于安装在一旋转驱动装置中。
驱动件3的夹持部5包括一其内安装有头部2的一支承件8的采取一槽7形式的横向导轨。槽7和支承件8提供了一种配置，用于将扭矩从驱动件3传递到装载有一以可卸下切削刀片9形式的切削装置的头部2。扭矩传递配置7-8可使头部2对于驱动件3的纵向轴线4作横向调节(通过一将于下面描述的机构)，以允许对镗削工具1进行调节，用于切削不同直径，这种调节的半径范围如图3中尺寸线a和b所示。
槽7由两个相对的侧表面15形成，该两个侧表面倾斜向内地朝向一由平行壁16和一基面17限定的底部沟槽部。该底部沟槽部相对较浅。每个表面15相对轴线4具有一30°斜度，以使由该两个表面15限定的所包括的角度为60°。
该头部2的支承件8系由两个从头部的一端面19向外倾斜的相对的平面或表面18(例如见图2)限定。每个平表面18相对轴线4具有一30°斜度，故它们一起限定了一与槽7相同的夹角即60°。表面15的夹角和平表面18的夹角偏差很小，且每个表面15和平表面18均具有很高的表面光洁度，以使头部2的支承件8精确地就位在驱动件3的槽7内，即安装成每个表面15的整个区域均与一相对的平面18有效地接触。互补零件的光洁度和配合精度也保证表面18能容易地在表面15上滑动，以便于头部2(从而是切削刀片9)相对于驱动件3作横向调节。
一用于将头部2与驱动件3固定的夹紧系统包括一杆状件10(通过一滑动件11与头部2固定)，该杆状件在槽7的基部区域17中被接受在形成于驱动件3中的孔12内。杆状件10与驱动件3中的一夹紧螺丝13相互作用以将头部2与驱动件3夹紧和互锁，如下所述。
头部2包括一用于接受一滑动体11的通孔20。滑动体11的直径与孔20的直径匹配，并且它们的相应表面具有很高的光洁度，以使滑动件11可滑动地安装在孔20内，即，滑动件11可容易地沿孔20轴向移动，但相对于该轴线无横向窜动。滑动件11包括一位于中央的螺纹孔21。头部2也包括一在端面19与孔20之间延伸的槽24。
杆状件10包括一具有螺纹端23的杆22，其螺纹与与滑动件11中的孔21的螺纹匹配。在杆22的端部可提供一螺丝起子槽25。通过使杆22穿过槽24的通道并使螺纹端23接合在孔20内的滑动体11的螺纹孔21中，从而使杆状件10与头部2连接。
杆状件10还包括一具有其中形成有一圆周槽27的圆柱端部26。圆周槽27具有两个朝向该槽基部向内倾斜的相对侧壁28。每个侧表面均倾斜30°，以使由侧表面28所包括的角度为60°。
驱动件3中的孔12具有一直径略大的间隙端部29(见图10)，除此以外，孔12的直径在精度和光洁度方面均与同样具有精度和光洁度的圆柱端部26的直径匹配，以使杆状件10的圆柱端部26可紧密地滑入孔12内。沿端部26的圆周表面设有一用作空气通道的纵向小槽(未示)，以便于杆状件10插入孔12中和从孔中卸下。一在驱动件3的夹持部5中的螺纹孔30与孔12相交。孔30内接受有具有一截头圆锥端部31(其所包括的角度可为60°)的调节螺丝13(可以是具有内六角的埋头螺丝)，槽27在杆状件10上和螺丝13在驱动件3中的相对位置使截头圆锥端部31的倾斜表面与槽27的最内端倾斜侧表面28相互作用，从而在插入螺丝13时，将杆状件10并从而是头部2带动至与驱动件3接合。
槽7的底部沟槽部16-17和孔12的端部29提供有间隙，故通过螺丝13(通过倾斜表面或外凸表面31和28)作用在杆状件10上的向内的力保证了头部2的支承件8成楔状安装在驱动件3的槽7中。这样建立起来的扭矩传递连接是非常牢固的，并能得到极佳的表面光洁度。而且，由于支承件8和槽7的互补楔形相同，均为60°，螺丝13的任何松动实际上使头部2立即松开以进行横向调节。
头部2中的槽24能使杆状件-滑动件10-11组件可相对于头部2作横向往复移动，这种移动的最大可能范围系由杆22与槽24的任一端接触加以限定。用于将滑动件10-11组件固定在所选定的横向调节位置的锁紧装置包括内端支承在杆22上(如图3所示)的两个相对的调节螺丝32和33(其中每个均可是具有内六角的埋头螺丝)。螺丝32和33分别被接受在对槽24的端部打开的头部2中的螺纹孔34、35中(见图5-7)。
槽24的范围可以使得当杆22接触一端时该杆的轴线与镗削工具1的轴线4同轴。当拧紧相对的调节螺丝32将杆锁紧在该位置上时(此后可将另一螺丝33拧紧到与杆22接触)，工具将被调节到其最小加工直径，即图3所示位置并用半径a表示。当杆22与该槽的另一端接触时即建立由槽24的长度限定的最大加工直径，在图3中用半径b表示。通过将一螺丝例如32松开一设定量并将相对的螺丝33拧紧同样的量，将头部横向移动至纵向轴线4，可从一起始数据位置(可以是最小直径位置)建立中间调节。通过适当选择孔34、35和螺丝32、33的螺距，可提供对于切削工具的粗调或微调。例如，对于如图所示的一精密镗削工具，具有螺距为1mm的M6调节螺丝可提供适当的微调。
图1-7所示镗削工具1的头部2包括一具有一表面37的鼻部36，该表面设有一切除部以提供一用于在其上安装一切削刀片9的刀片座。表面37及其切除部和刀片9的位置和尺寸应使刀片9的切削部和表面37的相邻部分落在头部2的一相对平面中。鼻部36的另两个表面38、39用以建立相对于工件(未示)的适于鼻部36的余隙，以能进行有效的切削作业。同样，在头部2的表面之间适当位置设有圆弧过渡，以消除可能引起导致头部损坏的应力集中的拐角和边缘。图4和6示出用于从头部2主体过渡到鼻部36的表面37的不同形状。因此，图4中示出一具有一大曲率半径的过渡表面40，而图6中则为一小曲率半径过渡表面41。
头部2也可包括一轴向孔42，用于接近杆状件10的杆22中的螺丝起子槽25。
本发明并不限于图中所示和这里所描述的切削装置配置。因此，所有切削装置配置，不管是与头部一体成形或是包括一可安装在该头部上的分离式切削刀片的，只要是适用于一由至少两个部分例如一切削头部和一用于该头部的驱动件组成的可旋转型机加工工具，均应被本发明所涵盖。
本发明的一驱动件3和头部2可由一合适金属的圆柱形棒料制成，例如被加工和磨削以得到所需形状和光洁度并淬硬至所需硬度的铬镍钢。
图11至14表示一由一驱动件103和一具有可调双刀具的头部102组成的精密镗削工具101。头部102与驱动件103之间的扭矩传递连接与前述实施例相同(可对其参照以充分理解)。因此，头部102与驱动件103连接系通过一装在一滑动件111上的杆状件110，该滑动件被接受在一穿过头部102的孔120内。图11至14的实施例与前述实施例的不同在于头部102系由两个相互可横向滑动的部分150和151组成。每一部分一般为半圆柱，且与半孔120与端面119之间的部分分开。因此，参照图14，部分151在一半槽124(该槽系用于容置杆状件110的杆122，其横向长度可比前述实施例的槽24小)的一侧有一直立部152，而在半槽124的相对横向侧该直立部则被去除。相似地，部分150具有一直立部154及相应的去除部分。在装配部分150和151时，每个部分的直立部152或154占据另一个的去除部。每个直立部152或154包括一其内接受有一调节螺丝132、133的螺纹孔。因此，调节螺丝132与头部102的一个部分150相连而另一调节螺丝133与头部102的另一部分151相连，故每个调节螺丝均能相对于杆状件110的杆122横向调节其相连部分。由于杆122的纵向轴线与工具101的(旋转)纵向轴线一致，故头部102的每个部分150、151均可各自调节，以在由图11中的尺寸a和b表示的最大和最小切削直径之间建立一所需切削直径。
将每个部分150、151的相对平表面137加工和磨削到非常光洁并装设一用于安装相应的切削刀片109的座，每个切削刀片均可由一螺丝155加以安装，这与前述实施例相似。并通过磨削建立表面138、139以在每个部分150、151上提供一鼻部，用于装载各相应切削刀片109。然而，象前述实施例一样，在每个部分也可提供其他切削配置。
上述切削加工工具可容易地装拆工具的头部和用于头部的驱动件。这一特点允许容易地更换不同的工具头以满足变化的加工要求，例如本发明允许更换镗削头、弹簧轧头或钻轧头、锪孔工具、扩孔工具、扁钻工具以及任何其他形状或形式的切削工具装置。本发明的扭矩传递组件也非常牢固并能实现很高的加工光洁度。尤其是在驱动件上的用于导轨的一60°的夹角和在头部上的用于支承件的一相应60°可得到与一体成形工具接近的刚度和加工光洁度，在一些情况下其后可不必再进行磨、珩或任何其他光整加工。本发明的楔形滑动件连接在头部相对于驱动件横向调节时其刚度不受影响。它还能容易地松开以便头部作横向调节。上述实施例的另一特点在于，头部相对于驱动件的微调能力是通过一对标准调节螺丝提供的。由于具有在现有工具夹持装置中所没有的阻尼作用而使振动停止，杆状件与其相应配合件的互锁在强度上具有与整体式夹持装置相同的效果。
可以在上述具体描述基础上对本发明进行各种变化、修改和/或附加，但应理解，本发明包括所有这些不脱离以下的权利要求的精神和范围的变化、修改和/或附加。

Claims (20)

1.一种可旋转型机加工工具装置，包括：
一用于装设一切削装置的头部；
一用于头部的驱动件；
其特征在于，所述头部和所述驱动件包括用于将所述头部与所述驱动件可拆卸地安装的辅助装置，
所述辅助装置包括一横向导轨，一用于在导轨内安装的支承件和一夹紧系统，
所述支承件和所述导轨具有一定形状，可操作所述夹紧系统使所述支承件与所述导轨成楔状接合，用于从所述驱动件将扭矩传递到所述头部，
可操作所述夹紧系统来松开接合力，以允许所述支承件在所述导轨内滑动，用于将所述头部在所述驱动件上作横向调节。
2.如权利要求1所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述导轨成形在所述驱动件中，所述支承件为一所述头部的一体部分。
3.如权利要求1或2所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述导轨为一具有收敛于槽的基部的两倾斜侧表面的槽，所述支承件包括两相应的倾斜表面因而能就座于所述槽内。
4.如权利要求3所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述槽的基部包括一沟槽部，用于为所述支承件与所述槽楔状接合提供间隙。
5.如权利要求1至4中任一项所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述夹紧系统包括一杆状件和一用于与所述杆状件相互作用的螺丝装置，其特征在于，所述杆状件与所述头部或所述驱动件中的一个相连，而所述螺丝装置与所述头部或所述驱动件中的另一个相连。
6.如权利要求5所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述杆状件被接受在所述头部或所述驱动件中的另一个中的孔内，所述杆状件和所述螺丝装置每一个均包括一倾斜表面，藉操作所述螺丝装置将一凸轮作用力施加在沿加工工具装置旋转轴线方向作用的所述杆状件上。
7.如权利要求6所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述杆状件包括一具有收敛于槽的基部的两倾斜侧表面的圆周槽，所述螺丝装置包括一截头圆锥体端部，用于与所述圆周槽的所述倾斜侧面接合。
8.如权利要求5至7中任一项所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述杆状件与所述头部相连，而所述螺丝装置与所述驱动件相连。
9.如权利要求8所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述杆状件可拆卸地与所述头部固定。
10.如权利要求9所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述杆状件与一安装在所述头部的滑动装置固定，可使所述杆状件与所述头部相对于所述杆状件的一纵向轴线横向移动，以允许相对于驱动件横向调节所述头部。
11.如权利要求1至10中任一项所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述装置包括锁紧装置，用于将所述头部相对于所述驱动件固定在所选定的横向调节位置。
12.如权利要求11在从属于权利要求10时所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述锁紧装置包括与所述头部相连的螺丝装置，用于将所述滑动装置和所述杆状件组件固定在所述头部的横向选择位置。
13.如权利要求12所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述螺丝装置包括两个作用在所述杆状件上的相对的螺丝，藉通过松开一个螺丝并相应拧紧另一个螺丝，以相对于所述驱动件横向调节所述头部。
14.如前述权利要求中任一项所述的可旋转型机加工工具装置，其特征在于，所述头部包括两个可相对横向移动的部分，每个部分装载有一切削装置，每个部分包括一与另一部分相对接触的基本上平的对立的表面，所述基本上相对的接触表面与所述导轨横向对准。
15.一种用于横向调节一可旋转型机加工工具装置的一头部相对于该工具装置的一驱动件的位置的调节机构，所述机构包括一与所述头部相连的滑动装置和一杆状件，所述杆状件与所述滑动装置固定并适于与一驱动件连接，所述头部还包括锁紧装置，用于将杆状件和滑动装置组件固定在相对于头部横向调节的选定位置上。
16.如权利要求15所述的调节机构，其特征在于，所述杆状件与所述滑动装置可拆卸地固定。
17.如权利要求15或16所述的调节机构，其特征在于，所述头部包括一横向通孔和一从所述头部的一端面打开到所述通孔内的延伸槽，所述滑动装置容置在所述孔中，所述杆状件穿过所述槽。
18.如权利要求17所述的调节机构，其特征在于，所述锁紧装置包括用于作用在所述杆状件和滑动装置组件上的螺丝装置。
19.如权利要求18所述的调节机构，其特征在于，所述螺丝装置包括两个作用在所述杆状件上的相对的螺丝，所述头部通过松开一个螺丝并相应拧紧另一个螺丝可相对于所述驱动件作横向调节。
20.基本上如说明书所描述并参照图1-10和图11-14的可旋转型机加工工具。
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