CN1191905C - 刀具连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种刀具连接器，它尤其用于车刀，该刀具连接器将一个刀具体(10；23′)与一个装有或自身构成切削机加工用的刀片的部件(1；22′；22″)连接在一起，所述刀具连接器包括一具有第一中心轴(7；7′)的插入件(3；3′)和一具有第二中心轴(13；13″)的包容件(11；11″)，所述插入配件(3；3′)和包容件(11；11″)彼此相配合。本发明还分别涉及一种插入件、一种包容件和切削机加工用的刀片。本发明的特征在于：插入件(3；3′)包括多个远离第一中心轴(7；7′)方向伸展的第一齿(5；5′)，这些齿被向着第一中心轴(7；7′)方向伸展的多个第一槽(9；9′)彼此间隔开，所述第一槽位于齿(5；5′)之间并将它们相互连接起来，包容件(11；11″)包括多个向着第二中心轴(13；13″)方向突出的第二齿(12；12″)，这些第二齿被远离第二中心轴(13；13″)方向的多个第二槽(14；14″)彼此间隔开，该第二槽位于第二齿(12；12″)之间，位于插入件(3；3′)和包容件(11；11″)的齿(5，12；5′，12″)之间的接触区(P)内的传动角(α)分别在-5°-+45°范围内，最好在-2°-+25°范围内。

Description

刀具连接器
技术领域
本发明涉及一种刀具连接器，它尤其适用于车刀，该刀具连接器将一个被叫做接头的紧固件和一个刀具体连接到一起，该刀具体用于承载或自身构成一个切削机加工用的刀片，该刀具连接器包括一具有第一中心轴的插入件，和一具有第二中心轴的包容件，所述插入件和包容件彼此相配合。本发明还分别涉及一种插入件、一种包容件以及一种切削机加工用的刀片。
背景技术
从德国专利DE-OS3402547中已知一种可更换的切削体，它被称作拧松顶部并被连接到一根轴上。所涉及的刀具特别适用于内车削。切削体和轴之间的连接以如下方式形成，即在朝向切削体的轴端上做三个径向凹槽，而在切削体上布置三个径向凸脊。在有效的连接位置，轴向螺钉贯穿切削体并进入轴，凸脊被容纳在凹槽内。因此，一扭矩从轴被传递到切削体。由于凹槽和凸脊的配合侧面具有较平斜角，所以轴和切削体之间需要一较大轴向力以便将此连接所需大小的扭矩从轴传递到切削体。较大的轴向力导致螺钉的伸长。此外，由于具有线性伸长，所以难以确定凸脊和凹槽之间的接合点。
发明内容
本发明的一个主要目的是描述一种如前言所限定的刀具连接器，该连接器适于传递较大扭矩。
本发明的另一个目的是在一适度的轴向预应力作用下，扭矩不能传递的风险特别小。
本发明的又一个目的是刀具连接器是中心对准的。
本发明的再一目的是根据本发明刀具连接器的一个实施例，该刀具连接器没有游隙跳动。
为了实现上述目的，本发明提出了一种刀具连接器，它尤其用于车刀，该刀具连接器将一个被叫做接头的紧固件和一刀具体连接到一起，该刀具体用于安装或独自构成切削机加工用的刀片，所述刀具连接器包括一具有第一中心轴的插入件、一具有第二中心轴的包容件、以及一将插入件和包容件沿刀具连接器的轴向固定到一起的元件，所述插入件和包容件彼此相配合，其特征在于：所述插入件包括多个远离第一中心轴方向伸展的第一齿，这些齿被向着第一中心轴方向伸展的多个第一槽彼此间隔开，所述第一槽位于第一齿之间并将它们相互连接起来，所述包容件包括多个向着第二中心轴方向突出的第二齿，这些齿被远离第二中心轴方向伸展的多个第二槽彼此间隔开，所述第二槽位于第二齿之间，位于插入件和包容件的齿之间的接触区内的传动角分别在-5°-+45°范围内，最好在-2°-+25°范围内，且插入件和包容件稍有锥度。
按照优选方案，所述齿形成以中心轴中任一个为中心的第一虚圆的切线，所述槽形成以中心轴中任一个为中心的第二虚圆的切线。
按照优选方案，所述齿和所述槽绕中心轴定齿距配置。
按照优选方案，所述齿具有凸的自由端，所述槽具有凹的底部。
本发明还提出了一种插入件，其包含在一刀具连接器内，该刀具连接器最好用于车刀，所述插入件具有第一中心轴其特征在于：所述插入件包含多个远离中心轴方向突出的第一齿，所述齿被沿中心轴方向伸展的多个第一槽彼此分隔开，所述槽位于齿之间并将齿彼此连接起来，所述插入件稍有锥度。
本发明还提出了一种包容件，其被包含在一刀具连接器内，该刀具连接器最好用于车刀，所述包容件具有一第一中心轴，其特征在于：所述包容件包括向着中心轴方向突出的多个第二齿，所述第二齿被远离中心轴方向伸展的多个第二槽彼此分隔开，所述槽位于第二齿之间并将齿彼此连接起来，所述包容件稍有锥度。
本发明还提出了一种切削机加工用的切削刀片，该刀片装有具有第一中心轴的插入件，其特征在于：所述插入件包括远离中心轴方向突出的多个第一齿，所述第一齿被向着中心轴方向伸展的多个第一槽彼此分隔开，所述第一槽位于齿之间并将齿彼此连接起来。
本发明还提出了一种切削机加工用的切削刀片，该刀片装有具有第一中心轴的包容件，其特征在于：所述包容件包括向着中心轴方向突出的多个第二齿，所述第二齿被远离中心轴方向伸展的多个第二槽彼此分隔开，所述槽位于所述第二齿之间并将所述齿彼此连接起来。
附图简介
下面将参考附图对根据本发明的刀具连接器的最佳实施例进行描述，其中：
图1显示了一个用于切割刀具的刀架的透视图，该刀架具有一包含在根据本发明的刀具连接器内的插入件；
图2显示了刀具体的透视图，该刀具体具有一包含在根据本发明的刀具连接器内的包容件；
图3显示了刀具内各部件的分解透视图，该刀具装有根据本发明的刀具连接器；
图4显示了沿图9中插入件和包容件之间接合区域的A-A线的剖视图，插入件和包容件处于装配状态下并包含在刀具连接器内；
图5显示了车刀的平面图，该车刀具有根据本发明的刀具连接器；
图6显示了沿图5中B-B线的剖视图；
图7显示了切削刀片斜下方透视图，该刀片装有一包含在根据本发明的刀具连接器内的插入件；
图8显示了圆形切削刀片斜下方透视图，该刀片装有一包含在根据本发明的刀具连接器内的包容件；
图9详细显示了根据本发明的刀具连接器的齿与槽的结合；
图10-14显示了包含在根据本发明的刀具连接器内的相互配合的齿和槽的其它实施例。
具体实施方式
图1-3所示的刀具用于，例如切割和开槽，该刀具包括刀架1形式的接头，其上装有一个包含在根据本发明的刀具连接器内的插入件3，该插入件在下文将被详细描述。刀架1还包括一刀座2，用于容纳切削机加工用的刀片(未示出)。
图1中很清楚显示的插入件3包括多个彼此间隔的第一齿5，这些齿形成以第一中心轴7为圆心的虚圆的切线，并远离第一中心轴7的方向。第一齿5被多个彼此间隔的第一槽9分隔开，所述第一槽形成以第一中心轴7为中心的虚圆的切线，且远离第一中心轴7方向。插入件3最好稍微有点锥形，如果这样的话，如图4所示，锥角β约为1°-30°，最好为2°-14°。在插入件3的中心，具有与第一中心轴7同心的第一内螺纹圆柱孔6被制成。
图2显示了刀具体10，其一端用于连接到机床上。在其另一端，刀具体10具有一包含在根据本发明的刀具连接器内的包容件11，该包容件11与插入件3相配合，即插入件3应被容纳在包容件11内。相应于插入件3，包容件11包括多个彼此间隔的第二齿12，齿12形成以第二轴13为中心的虚圆的切线，这些齿朝向第二轴13。第二齿12被多个彼此间隔的第二槽14分隔，槽14形成以第二轴13为中心的虚圆的切线，并向着第二中心轴13的方向伸展。最好，包容件11也稍微呈锥形，其圆锥度等于插入件3的圆锥度。在包容件11的中心，具有与第二中心轴13同心的第二内螺纹圆柱孔15被制成。
在图1-3所示的实施例中，齿5、12具有一凸起的自由端，槽9、14具有一凹入的底部。但是，齿5、12和槽9、14的形状可以在本发明的范围内如图10-14所示进行变化。
如上文所述，根据本发明的刀具连接器包括插入件3和包容件11，它们被成形以容纳彼此并且压力配合，以便在刀架1和刀具体10之间传递扭矩，所述第一和第二中心轴7、13在根据本发明的刀具连接器的安装状态下彼此重合。在图3中，显示了刀架1和刀具体10在彼此相连位置时，即插入件3被容纳在包容件11内时的分解视图。为了产生所需的轴向力，螺钉17被设置，该螺钉17在其两端制有外螺纹18、19。外螺纹18、19分别与内螺孔6、15配合，随着螺钉17的旋转，插入件3将容纳在包容件11内。通常，在此处，将产生刀架1相对于刀具体10的非常安全的固定。
在图4中，显示了沿图9中插入件3和包容件11之间相互接合点的接触区域的A-A线的剖视图，直接接合点发生在圆锥形表面之间，而在根据本发明的刀具连接器的表面之间有一限定的间隙，该间隙远离旋转中心。在插入件3的端面和包容件11的底部之间有一较大间隙。这意味着当插入件3和包容件11产生额外的轴向偏移时，位于旋转中心最外端的表面将彼此接合，而插入件3和包容件11的相对表面彼此不会接触。由于接合点产生在旋转中心最外端的表面上，所以刀具连接器具有增强的稳定性，从而与插入件3和包容件11的相对表面彼此抵靠接合相比较，前者特别适合于弯曲载荷。
图5和图6显示了车刀21’，该车刀具有一三角形切削刀片22’，它被容纳在刀架23’的刀座中，刀架23’包含在车刀21’内。切削刀片22’以常规方式借助贯穿刀片22’中心孔25’的紧固螺钉24’而固定在刀座中。孔25’的中心位于中心轴7’上，中心轴7’也是螺钉24’的中心轴。如图6所示，但更清楚地如图7所示，切削刀片22’装有包含在根据本发明的刀具连接器内的插入件3’。插入件3’大体上与图1-4所示实施例中的插入件3有相同的设计，即插入件3’包括多个彼此间隔的第一齿5’，所述齿5’形成以中心轴7’为中心的虚圆的切线，并远离中心轴7’的方向伸展。第一齿5’被多个彼此间隔的第一槽9’分隔，第一槽9’形成以旋转轴7’为中心的虚圆的切线，并向着旋转轴7’的方向伸展。相应地，和插入件3一样，插入件3’也稍有点圆锥形。
如图6示意性所示，刀架23’的刀座带有一包容件11’，该配件大体上与包容件11有相同设计。因此，当刀片22’位于刀座上时，该刀片的插入件3’将被容纳在刀架23’的刀座内的包容件11’中。通过拧紧紧固螺钉24’，插入件3’和包容件11’将会彼此抵靠，且最好以图4所述方式配合。当刀片22’被转换角度时，紧固螺钉24’被拧松，刀片22’被转向一个新的位置，在此位置插入件3’和包容件11’再一次彼此配合。随后紧固螺钉24’被再次拧紧。
在图8中显示了圆形刀片22”，在其底侧装有包含在根据本发明的刀具连接器内的包容件11”，该配件大体上与包容件11有相同的设计，即包容件11”具有多个彼此间隔的第二齿12”，它们形成以第二中心轴13”为中心的虚圆的切线，所述第二齿朝向第二中心轴13”。第二齿12”被多个彼此间隔的第二槽14”分隔，槽14”形成以第二中心轴13”为中心的虚圆的切线，所述槽向着第二中心轴13”的方向伸展。最好包容件11”也稍微呈圆锥形，其锥度最好等于包容件11的锥度。在包容件11”的中心，与第二中心轴13”同中心的第二内螺纹圆柱孔15”被制成。
切削刀片22”用于固定到刀架的刀座内(未显示)，在该刀座内，配置有与包容件形状相适合的插入件。圆形刀片22”以与三角形刀片22’相应的方式，即借助紧固螺钉(未显示)被固定在刀座内。
在图9-14中分别显示了多个相配合的齿与槽的实施例，它们被包含在根据本发明的刀具连接器内，即所示齿通常包含在插入件内，而所示槽通常包含在包容件内。
图9详细示出了插入件3的齿5和包容件11的齿12。在上述实施例中，通过包容件11的齿12与插入件3的齿5相接触，包容件11对插入件3施加一旋转。为此，一个或多个接触区P在相配合的齿5和12之间产生。至于传动角α，在此处应当理解：角α在直线L和插入件3的齿5的对称线CL之间形成，直线L垂直于齿5和12之间的接触区P内的力F所在平面。
在图10-14中，传动角α在根据本发明的插入件3和包容件11的齿及配合槽的不同实施例中被画出。参见图10-14，齿及配合槽不必彼此非具有相对应的形状。在这里，重要的是接触区P在齿5和12之间形成，除接触区P外，在齿及配合槽之间大体上没有任何相作用的接触。根据本发明，传动角α，如图9所限定，应该在-5°-+45°范围内，最好在-2°-+25°范围内。
插入件3、3’和包容件11、11”的齿数可在3-12，最好在6-8之间变化。
本发明的可行性修改
在上述实施例中，插入件和包容件形成有围绕其圆周的相同齿。但是，有可能在本发明范围内，根据本发明的插入件与包容件的齿沿插入件和包容件的圆周分别有不同的设计。因此，插入件和包容件相互转换角度的控制产生了，即它们仅能在有限个位置配合。
在上述实施例中，所有的齿都具有距中心轴7、13；7’、13”相同的距离。但是，也可能在本发明范围内有些齿可能具有不同于其它齿的距中心轴7、13；7’、13”的尺寸。例如，这可能是这种情况，即刀具连接器想要转位至特定位置。
在上述实施例中，插入件3、3’二者择一地位于刀具部件上或合适的刀具体/刀架上，所述刀具部件装有切削件/构成切削机加工用的切削刀片。这对于包容件11、11”同样有效。插入件3、3’和包容件11、11”的位置变化是很普遍的。
在上述实施例中，插入件3、3’和包容件11、11”稍微呈圆锥形，而在本发明的范围内，插入件和包容件为圆柱形也是完全可能的。但是，在这里应当指出由于圆柱形的这种变化，难以产生无游隙跳动的连接，但是，如果插入件和包容件稍有锥度则可获得所述连接。
如上所述，根据本发明的刀具连接器已分别结合切割刀具和车刀作了描述。但是，这仅构成根据本发明的刀具连接器应用在刀具上的例子。
在本专利申请说明书的前言中，已经说明了本发明的刀具连接器最好用于车刀。根据图5-7的实施例所描述的切削刀片被固定到刀架上用于车削。但是，装有包含在本发明的刀具连接器内的插入件和包容件的切削机加工用的刀片还可与回转刀具一起使用，例如铣刀或钻头。
附图标记目录
1              刀架
2              刀座
3              插入件
5              第一齿
5’                          第一齿
6              第一圆柱孔
7              第一中心轴
7’                          第二中心轴
9              第一槽
10             刀具体
11             包容件
11’                         包容件
12             第二齿
12”                         第二齿
13             第二中心轴
14             第二槽
14”                         第二槽
15             第二圆柱孔
15”                         第二圆柱孔
17              螺钉
18，19          外螺纹
21’                           车刀
22’                           三角形切削刀片
22”                           圆形切削刀片
23’                           刀架
24’                           紧固螺钉
25’                            中心孔

Claims (8)

1、一种刀具连接器，它尤其用于车刀，该刀具连接器将一个被叫做接头的紧固件和一刀具体(1)连接到一起，该刀具体用于安装或独自构成切削机加工用的刀片(22’；22”)，所述刀具连接器包括一具有第一中心轴(7；7’)的插入件(3；3’)、一具有第二中心轴(13；13”)的包容件(11；11”)、以及一将插入件(3；3’)和包容件(11；11”)沿刀具连接器的轴向固定到一起的元件(17；24’)，所述插入件(3；3’)和包容件(11；11”)彼此相配合，其特征在于：所述插入件(3；3’)包括多个远离第一中心轴(7；7’)方向伸展的第一齿(5；5’)，这些齿被向着第一中心轴(7；7’)方向伸展的多个第一槽(9；9’)彼此间隔开，所述第一槽位于第一齿(5；5’)之间并将它们相互连接起来，所述包容件(11；11”)包括多个向着第二中心轴(13；13”)方向突出的第二齿(12；12”)，这些齿被远离第二中心轴(13；13”)方向伸展的多个第二槽(14；14”)彼此间隔开，所述第二槽位于第二齿(12；12”)之间，位于插入件(3；3’)和包容件(11；11”)的齿(5，12；5’，12”)之间的接触区(P)内的传动角(α)分别在-5°-+45°范围内，最好在-2°-+25°范围内，且插入件(3；3’)和包容件(11；11”)稍有锥度。
2、如权利要求1所述的刀具连接器，其特征在于：所述齿(5，12；5’；12”)形成以中心轴(7，13；7’；13”)中任一个为中心的第一虚圆的切线，所述槽(9，14；9’；14”)形成以中心轴(7，13；7’；13”)中任一个为中心的第二虚圆的切线。
3、如权利要求1或2所述的刀具连接器，其特征在于：所述齿(5，12；5’；12”)和所述槽(9，14；9’；14”)绕中心轴(7，13；7’；13”)定齿距配置。
4、如权利要求1所述的刀具连接器，其特征在于：所述齿(5，12；5’；12”)具有凸的自由端，所述槽(9，14；9’；14”)具有凹的底部。
5、一种插入件(3；3’)，其包含在一刀具连接器内，该刀具连接器最好用于车刀，所述插入件(3；3’)具有第一中心轴(7；7’)其特征在于：所述插入件包含多个远离中心轴(7；7’)方向突出的第一齿(5；5’)，所述齿被沿中心轴(7；7’)方向伸展的多个第一槽(9；9’)彼此分隔开，所述槽位于齿(5；5’)之间并将齿(5；5’)彼此连接起来，所述插入件(3；3’)稍有锥度。
6、一种包容件(11；11”)，其被包含在一刀具连接器内，该刀具连接器最好用于车刀，所述包容件(11；11”)具有一第一中心轴(13；13”)，其特征在于：所述包容件(11；11”)包括向着中心轴(13；13”)方向突出的多个第二齿(12；12”)，所述第二齿被远离中心轴(13；13”)方向伸展的多个第二槽(14；14”)彼此分隔开，所述槽位于第二齿(12；12”)之间并将齿(12；12”)彼此连接起来，所述包容件(11；11”)稍有锥度。
7、一种切削机加工用的切削刀片(22’)，该刀片装有具有第一中心轴(7’)的插入件(3’)，其特征在于：所述插入件(3’)包括远离中心轴(7’)方向突出的多个第一齿(5’)，所述第一齿被向着中心轴(7’)方向伸展的多个第一槽(9’)彼此分隔开，所述第一槽位于齿(5’)之间并将齿(5’)彼此连接起来。
8、一种切削机加工用的切削刀片(22”)，该刀片装有具有第一中心轴(13”)的包容件(11”)，其特征在于：所述包容件(11”)包括向着中心轴(13”)方向突出的多个第二齿(12”)，所述第二齿被远离中心轴(13”)方向伸展的多个第二槽(14”)彼此分隔开，所述槽位于所述第二齿(12”)之间并将所述齿(12”)彼此连接起来。
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