专利名称：刀架的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于保持诸如一般的切削刀具和特别地用于内部车削或钻削的切削刀具的刀具柄部的刀架。
背景技术：
必须考虑几个因素以便优化内部车削或钻削。 一个因素是工件内有限的空间，其影响切削刀具的设计，以便在钻杆的最大强度/刚度和钻杆的最小体积之间获得最佳平衡。其它重要因素是切屑流和刀具振动，两者均涉及切削刃在工件中的有限空间中的位置。已知的定位解
决方案涉及提供这样的杆件其基本上是截面为圓柱形的、具有平行于杆件的纵向轴线的一个或多个纵向平面的环形杆件。该平面通常用来以诸如夹持螺栓的至少 一个夹持装置可拆卸地固定杆件在刀架中的旋转位置。夹持螺栓的夹持端通常靠接钻杆的平面。此设计会显著地影响和限制钻杆在刀架中的可能定位，且从而影响切削刀具的形状和大小。此外，更换钻杆通常涉及旋紧和旋松不止夹持装置。因此，需要改进这些类型的钻削刀具，且本发明提供了这种改进。
发明概述
在一个方面中，本发明涉及刀架。该刀架包括适用于接收刀具柄部的柄部插槽，该柄部插槽具有沿第一方向延伸的插槽轴线；沿第二方向延伸且与柄部插槽相交的第一孔；以及沿第三方向延伸且与第—孔连通的固定螺钉孔。该刀架进一步包括占据第一孔且至少部分地与柄部插槽相交的第 一夹持部件；以及占据固定螺钉孔的固定螺钉，固定螺钉可以操作性地连接到第一夹持部件上。在这种刀架中，在固定螺钉旋转时，可以在第 一孔内将第 一夹持部件可旋转地从非夹
持位置调节到夹持位置。
第一和第二方向可彼此相互垂直。可选地，第一、第二和第三方
向可纟皮此相互垂直。
该刀架可进一步包括至少一个力传递体，当第一夹持部件从非夹持位置移动到夹持位置时，该至少一个力传递体与固定螺钉和第一夹持部件两者相靠接。如果需要，该至少一个力传递体可具有球形形状。
该刀架可进一步包括与第一孔相交的锁定销孔，以及占据锁定销孔的锁定销。该锁定销可接合到所述第一夹持部件上，从而防止从第一孔中取出所述第一夹持部件，同时该笫一夹持部件还能够在第一孔内旋转。该笫一夹持部件可包括锁定凹槽，且锁定销接合第一夹持部件的锁定凹槽。
该刀架可进一步包括与柄部插槽相交的止动孔和占据该止动孔的止动销，止动销在柄部插槽内提供止动作用，从而使得在柄部与止动销相靠接时限制柄部到柄部插槽中的插入。
第 一 夹持部件可包括旋转杆。
该刀架可进一步包括沿所述第二方向延伸且与柄部插槽相交的
第二孔，以及第二夹持部件；其中，当固定螺钉在固定螺钉孔内旋转时，可在第二孔内可旋转地调节第二夹持部件。
当固定螺钉在固定螺钉孔内旋转时，第一夹持部件和第二夹持部件可沿相反的方向旋转。单个固定螺钉可同时靠接第一夹持部件和第二夹持部件两者。
第一夹持部件可包括第一夹持面和第一靠接面，当第一夹持部件在夹持位置上时，固定螺钉与第一靠接面相靠接。笫一夹持面和第一靠接面可为平面。第一夹持面和第一靠接面可相对于彼此成角度。笫一夹持面和第一靠接面之间的角度可小于90° 、小于60° ,且在一些实施例中可为约45。。
第一夹持部件可进一步包括与所述笫一夹持面相关联的第一夹持边缘。
在另一个方面中，本发明涉及包括带有切削部件的前述刀架的切削刀具，该切削部件具有占据柄部插槽的柄部。在这种情况下，在固定螺钉旋转时，可在笫 一孔内可旋转地将第 一夹持部件从非夹持位置调节到夹持位置，在非夹持位置上时，柄部+>弛地保持在柄部插槽中，在夹持位置上时，第一夹持部件将柄部夹持且牢固地保持在柄部插槽中。
在具有占据柄部插槽的柄部的这种切削刀具中，第 一夹持部件可
包括第一夹持面和第一靠接面；且当第一夹持部件在夹持位置上时，固定螺钉可与第一靠接面相靠接。
另外，第一夹持部件可进一步包括与所述笫一夹持面相关联的第一夹持边缘，当第一夹持部件在夹持位置上时，第一夹持边缘与柄部发生接触。
切削刀具可进一 步包括占据第二个这种孔的第二个这种夹持部件。
在本发明的一些实施例中，该至少一个夹持部件是弹簧加载的，以便使夹持部件偏置成使得其不会明显干涉柄部到插槽中的插入。
附图简述
通过参照本发明优选实施例的以下描述(结合其附图来阅读)，将更清楚地理解本发明。在附图中，在不止一幅图中出现的相同的结构、元件或零件在它们出现的所有图中大体以相同的标号来标注。图中所示的构件和特征的尺寸是为了陈述的方便和清晰的目的而选定的，且不一定按比例显示。附图在下面列出。
图1A和1B示意性地显示了根据本发明的 一个实施例的刀架的分解透视图2示意性地显示了图1A和1B所示的刀架的内部特征；
图3示意性地显示了图1A和1B所示的部分装配的刀架的透视图4示意性地显示了在钻杆被夹持在杆插槽中之前的、插入图3所示的刀架的杆插槽中的钻杆；
图5示意性地显示了沿截面线V-V的、图4所示的刀架和钻杆的局部截面图6示意性地显示了沿截面线V-V的、图4所示的刀架和钻杆的局部截面图，其中钻杆夹持在杆插槽中；
图7示意性地显示了根据本发明的一个实施例的、具有中间力传递体的与图6所示的刀架类似的刀架；以及
图8示意性地显示了根据本发明的一个实施例的另一个刀架。
发明详述
图1A和1B示意性地显示了根据本发明的一个实施例的、包括附连到刀架22上的切削部件60的切削刀具20的透-见分解示意图。切削部件60可为例如钻杆或微型杆件60。根据图1所示的实施例，切削部件60为钻杆60，但是本发明的其它实施例包括通过其柄部可拆卸地固定在刀架中的任何切削部件60 。
钻杆60具有柄部62和切削端66，柄部62具有靠接面64(在图1B中示出)，切削端66在钻杆60的相对端处具有切削部分70。切削部分70可具有例如至少一个钎焊的或以其它方式附连的切削板或至少 一个可更换的切削刀片。切削刀具20包括刀架22,刀架22具有根据本领域已知的、用于将切削刀具20安装到切削刀具20将与其一起使用的机床(诸如车床或钻床)上的多种装置和方法中的任何一种的安装机构(诸如，例如关于图8所描述的)。
此实施例中的刀架22是矩形棱柱。在本发明的其它实施例中，刀架可以可选地具有其它形状，诸如，例如圓柱形、六边形棱柱或J求形。刀架22具有适用于接收柄部62且沿第一方向Dl延伸的具有插槽轴线S的插槽24。刀架22还设有两个大体平行的旋转孔26和27,
9其用于接收在一个实施例中分别形成为旋转杆28和29的第一和第二夹持部件。旋转孔26、 27分别具有沿第二方向D2延伸的孔轴线Bl和B2，且与插槽24相交。在另一个可选实施例中，刀架可包括但J又一个旋转孔，其用于接收在一个实施例中形成为旋转杆的仅仅一个夹持部件。在另一个可选实施例(未示出)中，旋转孔26、 27分别的孔轴线B1和B2不平行，从而在它们之间形成角度。孔轴线B1和B2之间的角度的角平分线沿第二方向D2延伸。
刀架22还包括用于接收具有夹持端34的固定螺钉32的带螺紋固定螺钉孔30。固定螺钉孔30具有从刀架22的表面中的开口 31沿第三方向D3延伸的孔轴线H,且固定螺钉孔30与旋转孔26、 27连通。固定螺钉32占据固定螺钉孔30，且可以操作性地连接到旋转杆28和29上。固定螺钉32具有夹持端34,且在相对的自由端处具有扭矩传递器33。特别地且如以下将进一步i仑述的，可在旋转孔26、27内将旋转杆28和29可旋转地从非夹持位置调节到夹持位置。
根据前述内容可看出，旋转孔26和27与插槽24 ^f黄向地相交，且与固定螺钉孔30在中间相交。由于插槽24、旋转孔26、 27和固定螺钉孔30的相交的性质，第一方向Dl和第二方向D2彼此相互大体垂直。在一些实施例中，第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3彼此相互大体垂直。
可选地，刀架22具有与旋转孔26和27相交的用于接收锁定销37的锁定销孔36。当旋转杆28和29分别定位在旋转孔26和27中时，锁定销37插入锁定销孔36中。如将在以下进一步论述的，锁定销37接合旋转杆28和29，以将旋转杆锁在旋转孔中。
可选地，刀架22形成有用于^^收止动销39的至少一个止动孔38。止动孔38与插槽24相交。作为实例，刀架22形成有单个止动孔38。止动孔38中的止动销39提供确定钻杆60可插入插槽24中的最大距离的止动作用，在柄部62与止动销39相靠接时达到该最大距离。锁定销孔36和止动孔38适于接收锁定销37和止动销39。在图1A-1B中所示的实施例中，锁定销37和止动销39大体为圆柱形，在其它可 选实施例中，锁定销37和止动销39可以可选地具有其它形状，例如 诸如矩形、三角形或六边形棱柱的细长的棱柱。可选地，止动销39 和锁定销37压配到它们的相应的孔中。对于本发明的具有多个止动 孔的实施例，可选地提供了可以插入不同的止动孔中且可以比4交容易 地从其插入其中的止动孔中移除的、类似于止动销39的止动销。将 止动销插入不同的止动孔中设定了钻杆60可插入到插槽24中达到的 不同的最大深度。
旋转杆28和29可选地为大体类似的镜像杆，所以将仅对一个旋 转杆28进行描述。旋转杆28具有纵向轴线40，且可为具有周面43 的大体圆柱体。旋转杆28进一步具有夹持面41和/或靠接面42。可 选地，夹持面41和/或靠接面42为平面。可选地，旋转杆28的夹持 面41和/或靠接面42大体平行于轴线40。靠接面42可以具有小于90 °大小的角度6相对于夹持面41成角度。可选地，角度6具有小于 或等于约60。的值。可选地，角度6等于大致45。。夹持面41和周 面43的交接处在夹持面41的(两侧中的)任何一侧上限定了大体纵向 的夹持边缘45。可选地，在本发明的另一个实施例中，大体纵向的斜 角44在夹持面41的一侧上延伸于夹持面41和周面43之间，且大体 平行于斜角44的大体纵向的斜角46在夹持面41的另一侧上延伸于 夹持面41和周面43之间。在此实施例中，斜角44与夹持面41交汇， 以限定夹持边缘45。旋转杆28可以可选地具有至少一个大体横向的 锁定凹槽47。锁定凹槽47可以可选地与夹持面41沿直径相对，同时 可选地相对于夹持面41纵向地移置且大体平行于夹持面41。
图2显示了刀架22的内部特征中的以下一些特征的相对位置 插槽24、旋转孔26和27、固定螺钉孔30、锁定销孔36和止动孔38。 为了方便表述，为了显示在刀架22中形成的多个孔和插槽之间的关 系，图2以虚线示意性地显示了刀架22，且以实线示意性地显示了插 槽24、旋转孔26和27，以及止动孔38和锁定销孔36。插槽24至少部分地与止动孔38相交。在所示的实施例中，止动孔38大体平行于 第二方向D2，然而，止动孔38可以可选地以其它方式定向成例如大 体平行于由第二方向D2和第三方向D3限定的平面，大体平行于笫一 方向Dl。旋转孔26和27与插槽24 ^f黄向地相交且在中间与固定螺钉 孔30相交。锁定销孔36可大体平行于第一方向Dl，且部分地与旋 转孔26和27 4黄向地相交。
图3至5示意性地显示了在非夹持或自由位置上的部分装配的切 削刀具20。旋转杆28和29定位在旋转孔26和27中，从而使得它们 的锁定凹槽47分别处在旋转孔26和27和锁定销孔36的相交处，同 时它们的夹持面41分别在旋转孔26和27与插槽24的相交处且大体 平行于插槽轴线S。在此位置上时，旋转杆28和29的夹持边缘45没 有部分地阻塞或阻挡插槽24。锁定销37定位在锁定销孔36中，以将 旋转杆28和29锁定在旋转孔26和27中，同时允许旋转杆28和29 绕它们相应的轴线40在旋转孔26和27中从旋转杆28和29的自由 位置受限地旋转到将在下面定义的旋转杆28和29的夹持位置。特别 地，锁定销37接合到旋转杆28、 29上，从而防止旋转杆28、 29从 它们相应的旋转孔26、 27中一皮取出。止动销39定位在止动孔38中。 可选地，旋转杆28和29、锁定销37和止动销39可压配到它们相应 的孔中。固定螺钉32以螺紋的方式接合在固定螺钉孔30中，使得夹 持端34面向固定螺钉孔30与旋转孔26和27的相交处。
在自由位置上时，钻杆60可自由地插入插槽24中，直到其靠接 止动销39为止，且其可自由地从插槽24中取出。固定螺钉32可部 分地向内旋入固定螺钉孔30中。只要固定螺钉32的夹持端34不接 触旋转杆28和29的靠接面42,且旋转杆28和29的夹持边缘45不 接触钻杆60的靠接面64,旋转杆28和29就保持在自由位置上。
注意到，斜角44和斜角46使得钻杆60能够比寿交不受妨碍地插 入插槽24中和,人插槽24中取出。在本发明的一些实施例中，为了帮 助使钻杆60比较不受妨碍地插入插槽24中以及不受妨碍地取出钻杆
1260,对杆28和29进行了弹簧加载，从而使得它们在不被固定螺钉32 旋转的时候偏置到非夹持位置上。扭矩弹簧等可以操作性地连4妄到各 个杆28、 29上，从而使杆朝非夹持位置偏置，在一些实施例中，各 个杆在插槽24的任一側上的一定点处设有两个扭矩弹簧。在一些实 施例中，使用了相同的弹簧，或多个弹簧来偏置杆28、 29两者。
图6显示了旋转杆28和29的夹持位置。在夹持位置上时，旋转 杆28和29的夹持边缘45靠接钻杆60的靠接面64。固定螺钉32向 内旋入固定螺钉孔30到一定深度，在此深度处，固定螺钉32的夹持 端34对旋转杆28和29的靠接面42施加力。单个固定螺钉32的夹 持端34同时接触和靠接两个旋转杆28和29的靠接面42的至少一部 分。当固定螺钉32旋转且沿第三方向D3进一步向内前进到固定螺钉 孔30中时，所产生的力矩使旋转杆28、 29沿相反的方向旋转，从而 使得各个旋转杆28、 29的夹持面41的夹持边缘45处于与固定螺钉 32相对的方向，且使该夹持边缘45与钻杆60的靠接面64的间隔开 的部分发生接触。当固定螺钉32进一步向内旋入固定螺钉孔30中时， 各个夹持边缘45压靠靠接面64的力进一步增大，且将钻杆60牢固 地夹持在插槽24中。
因此，固定螺钉32接触旋转杆28和29(旋转杆28和29又将钻 杆60夹持在插槽24中)，且不直接接触钻杆60。插槽24可以可选地 定位在开口 31和旋转孔26和27之间。结果，插槽24可比在固定螺 钉32直接夹持钻杆60时可能的情况更接近固定螺钉孔30的开口 31。 或者，如果需要，旋转孔26和27可以可选地定位在插槽24和开口 31之间，而不影响此实施例的固定螺钉32(或固定螺钉孔30)的长度。 另外，考虑到单个固定螺钉32同时使旋转杆28、 29(因此以靠接面64 的间隔开的部分夹持钻杆60)旋转的事实，注意到在接触期间，在夹 持端34的表面和靠接面42之间存在摩擦力。摩擦力产生与固定螺钉 32的旋转相反的扭矩，且该扭矩随着固定螺钉32更深地旋入固定螺 钉孔30中而增大。此外，当旋转杆28、 29在夹持位置上时，固定螺钉32保持与靠接面42相靠接。
图7示意性地显示了根据本发明另 一个实施例的装配好的切削刀 具20的截面图，该切削刀具20具有用于减小固定螺钉32的夹持端 34和靠接面42之间的摩擦的力传递体80。在所示的实施例中，力传 递体80具有球形形状，且居中位于固定螺钉32的夹持端34上的接 触面82与球体80接触。如在图7中看到的，当旋转杆28、 29在夹 持位置上时，力传递体80与固定螺钉32和旋转杆两者28、 29相靠 接。
以下实施例中的与上述相应的构件相类似的构件将在下文中通 过自切削刀具20的参考标号起偏移200的参考标号来引用。根据本 发明的另一个实施例的、类似于切削刀具20的切削刀具对于诸如(例
如)图8所示构造的加工构造可以是特别有利的，在该构造中，不方便 通过在与靠接面相同的侧面上将固定螺钉上紧在刀架中来将具有靠 ^接面的刀具柄部固定到刀架上。
图8示意性地显示了根据本发明的一个实施例的切削刀具220， 该切削刀具220包括与图1A-图7中所示的刀架22相类似的刀架222， 以及诸如(例如)钻杆260的切削部件。刀架222包括L形支7 c臂94， L形支承臂94具有面向切削刀具220的向前的方向118的圓柱面表面 96。作为实例，支承臂94安装到车床(未示出)的安装头IOO上，以将 刀架安装到车床上。具有切削部分266的钻杆260保持在刀架222中， 且作为实例，车床被用来车削圆柱形工件112的内表面110,仅显示 了圆柱形工件112的内表面110的一部分。
如图8所示，当插入刀架222中时，钻杆260具有沿切削刀具220 的向后的方向面向安装头100的靠接面(未示出)。由于安装头100和 刀架222的大小和形状，安装头100阻挡了到刀架222的侧面98的 接近。结果， 一旦刀架222安装到安装头IOO上，就不方便通过从侧 面.98上紧固定螺钉232来将钻杆260固定到刀架222上，或一旦切 削刀具220安装到安装头上，就不方便调节钻杆260的位置或用另一
14个来代替钻杆260。因为刀架222根据本发明的一个实施例构造成以 便从与侧面98(该侧面98面向靠接面)相对的侧面99来固定钻杆，所 以钻杆260方便地固定到刀架222上，且可容易地对其位置进行调节 或用另一个来调换。'
已经使用对本发明实施例的详细描述来对本发明进行描述，实施 例仅作为实例来提供，且不意图限制本发明的范围。所描述的实施例 包括不同的特征，并非所有这些特征都是本发明的所有实施例中所需 要的。本发明的 一 些实施例仅使用特征中的 一 些或特征的可能的组 合。本领域的技术人员将想到所描述的本发明实施例和包括所描述的 实施例中提到的特征的不同组合的本发明实施例的变型。本发明的范 围仅由权利要求书限制。
权利要求
1.一种刀架，包括适用于接收切削部件柄部的插槽，所述插槽具有沿第一方向延伸的插槽轴线S；沿第二方向延伸且与所述柄部插槽相交的第一孔；以及沿第三方向延伸且与所述第一孔连通的固定螺钉孔；占据所述第一孔且至少部分地与所述插槽相交的第一夹持部件；以及占据所述固定螺钉孔且可以操作性地连接到所述第一夹持部件上的固定螺钉；其中，在所述固定螺钉旋转时，可以在所述第一孔内可旋转地将所述第一夹持部件从非夹持位置调节到夹持位置。
2. 根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述刀架进一步包括与所述第一孔相交的锁定销孔和占据所述锁定销孔的锁定销，所述锁定销接合到所述笫 一夹持部件上，从而防止从所述第 一孔中取出所述第一夹持部件，同时所述笫一夹持部件还能够在所述第一孔内旋转。
3. 根据权利要求2所述的刀架，其特征在于所述第一夹持部件包括锁定凹槽；以及所述锁定销接合所述第 一 夹持部件的锁定凹槽。
4. 根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述刀架进一步包括与所述插槽相交的止动孔和占据所述止动孔的止动销，所述止动销在所述插槽内提供止动作用，从而使得在所述柄部与所述止动销相靠接时限制柄部到所述插槽中的插入。
5. 根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述刀架进一步包括沿所述第二方向延伸且与所述插槽相交的第二孔；以及第二夹持部件；其中，当所述固定螺钉在所述固定螺钉孔内旋转时，可以在所述第二孔内可旋转地调节所述第二夹持部件。
6. 根据权利要求5所述的刀架，其特征在于，当所述固定螺钉在所述固定螺钉孔内旋转时，所述固定螺钉同时靠接所述第 一夹持部件和所述第二夹持部件，且所述第一夹持部件和所述第二夹持部件沿相反的方向旋转。
7. 根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述第一夹持部件包括第一夹持面；和第一靠接面；且当所述第 一夹持部件在所述夹持位置上时，所述固定螺钉与所述第一靠接面相靠接。
8. 根据权利要求7所述的刀架，其特征在于，所述第一夹持面和第一靠接面是平面，且相对于彼此成角度。
9. 根据权利要求8所述的刀架，其特征在于，所述第一夹持面和所述第一靠接面之间的角度小于90。。
10. 根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述第一方向和所迷第二方向彼此相互垂直。
11. 一种切削刀具，包括刀架，所述刀架包括适用于接收切削部件柄部的插槽，所述插槽具有沿笫一方向延伸的插槽轴线；沿笫二方向延伸且与所述柄部插槽相交的第一孔；以及沿第三方向延伸且与所述第一孔连通的固定螺钉孔；占据所述第 一孔且至少部分地与所述插槽相交的第 一夹持部件；占据所述固定螺钉孔的固定螺钉，所述固定螺钉操作性地连接到所述第一夹持部件上；以及具有占据所述插槽的柄部的切削部件；其中，在所述固定螺钉旋转时，可以在所述第一孔内可旋转地将所述第 一夹持部件从非夹持位置调节到夹持位置，在所述非夹持位置上时，所述柄部松弛地保持在所述插槽中，在所述夹持位置上时，所述第一夹持部件将所述柄部夹持且牢固地保持在所述插槽中。
12. 根据权利要求11所述的刀架，其特征在于，所述第一夹持部件包括第一夹持面；以及第一靠4妾面；且当所述笫一夹持部件在所述夹持位置上时，所述固定螺钉与所述第一靠接面相靠接。
13. 根据权利要求12所迷的刀架，其特征在于，所述笫一夹持部件进一步包括与所述第一夹持面相关联的第一夹持边缘；以及当所述第一夹持部件在所述夹持位置上时，所述第一夹持边缘与所述柄部发生接触。
14. 根据权利要求11所述的刀架，其特征在于，所述刀架具有沿所述笫二方向延伸且与所述插槽相交的笫二孔；第二夹持部件占据所述第二孔，且至少部分地与所述插槽相交；以及在所述固定螺钉旋转时，可以在所述第二孔内可旋转地将所述第二夹持部件从非夹持位置调节到夹持位置，在所述非夹持位置上时，所述柄部松弛地保持在所述插槽中，在所述夹持位置上时，所述第一夹持部件将所述柄部夹持且牢固地保持在所述插槽中。
15. 根据权利要求14所述的刀架，其特征在于，所述刀架进一步包括至少一个力传递体，当所述第一夹持部件和所述第二夹持部件在所述夹持位置上时，所述至少 一个力传递体与所述固定螺钉和所述第一夹持部件及所述第二夹持部件两者相靠接。
全文摘要
一种用于保持切削部件的柄部的刀架。该刀架具有用于接收柄部的插槽和可在固定螺钉孔中旋转以沿第一方向前进的固定螺钉；以及至少一个夹持部件，该至少一个夹持部件响应于固定螺钉沿第一方向的前进沿第二方向对柄部施加力，以将柄部夹持在插槽中。
文档编号B23B29/04GK101674910SQ200880014090
公开日2010年3月17日 申请日期2008年4月3日 优先权日2007年4月29日
发明者G·赫克特 申请人:伊斯卡有限公司