专利名称：具有刀头的刀具夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种刀具夹具，包括一个可拆式固定的刀头以及一个冷却润滑剂输入装置。
背景技术：
冷却剂或冷却润滑剂在切削过程中具有重要意义。在车、铣和钻所属的切削中，在从工件切削下切屑的有效的切削刃上导致高温，高温加速刀具(刀头)的磨损。在刀具切削刃上温度升高的原因在于，刀头材料的比热以及导热能力不足以在足够的程度上将生成的摩擦热量排走。在切削钛工件时，还会出现材料钛与刀具焊接的倾向。这样一种"粘结倾向"也可以用一种冷却润滑材料(以下简称冷却剂)来阻止或最小化。为将一种冷却剂以足够的量送到切削部位，已经建议采取多种不同措施。 在DE 37 40 814 Al中这样建议，为了冷却剂湿润刀头的切削和切屑面区域，刀具夹具和刀头设有在这两个结构件的贴合面内相互通入的冷却剂通道，并且刀头的至少一条冷却剂通道紧挨在位于切削位置的切削刃附近通入切屑面。为了促成这一点，建议，刀头的切屑面本身设有沟槽，冷却剂经由这些沟槽从刀具夹具朝有效的切削刃方向引导。根据一种在该文献中的备选建议，刀头本身应具有形式为孔的冷却剂通道，这些冷却剂通道通入切屑面。 一种这样的构型的缺点在于，刀头的切屑面几何形状受到这些冷却沟槽的不利影响并且排屑可能会受到干扰，排屑应该导致比较短小的切屑折断。此外，与在刀头中的孔一样，沟槽也具有缺点，即刀头体本身被减弱。最后，这样的构型也不能保证以足够的量将冷却剂引导到切削部位。 如例如在DE 930 790 C2中描述的那样，其他的解决方案建议，为了冷却和润滑，介质的射流在压力和高的速度作用下从一个喷嘴件出来射入到在刀具的自由面和工件之间的空间中，射到切削刃上。由此出发，就此用一种冷却剂基本上只对刀具的自由面进行加载，而不是对切屑面以及切削下的切屑进行加载，还存在的缺点是，这个喷嘴设置在一个单独的保持装置上，该保持装置没有与刀具或刀具夹具保持连接，因而调节困难。
在EP 1 073 535 Bl中建议，可以应用尽可能高的冷却剂压力，并且以一个或多个细小射流的形式将其主要对准刀头和由刀头切下的切屑。在流体射流中使用的压力选择得越高，将流体射流不仅用于纯冷却而且还用于机械地影响从工件切下的切屑的可能性就越大，特别是具有将切屑折断成尽可能小的微粒的目的。冷却剂应在规定的100巴(107帕)以上的高压下对准切削点。为此，刀具夹具具有一个用于一个刀头的座以及一块用螺丝拧上的、具有至少一个喷嘴的板，该喷嘴是一个喷嘴插件的部分，该插件绕其自身的中轴线可以转动并且应该如此地固定在一个位置上，以致一个由该喷嘴出来的流体射流对准刀头的切屑面。冷却剂应该经由在刀具基本夹具中的一条或多条通道进入刀具夹具的一个多边形杆的一个孔中并且从那里继续向在所谓的板中的喷嘴传送。关于冷却剂管路不进行详细阐述。就在孔的出口点处应该使用一些密封环而言，不利的方式是存在着在107帕以上的高流体压力情况下密封不足的危险。另外，喷嘴的调节比较费事并且其固定不是充分可靠的，以致特别是在给出的高压情况下射流方向可能发生变化。 在US 5，340，242中建议一种用于刀头的刀具夹具，其中在刀头旁边用螺丝固定 一个主体，该主体有一个用于冷却剂流的通孔。这个通孔一方面通向一个具有一个冷却剂 入口的刀具夹具杆中以及通向一个小的冷却剂出口 ，通过冷却剂出口 ，冷却剂可以朝刀头 的有效的切削刃方向以射流锥的方式喷射。为能调节射流锥方向，设置一个带有一个偏心 头的调节螺钉。这里也存在着选择的调节发生改变的危险，以致冷却剂明显只提到直至最 大10巴的压力。但特别是在切削钛材料时，由于切削刃上的高温，在刀具(刀头)和切削 下来的切屑之间出现焊接效应。热的切屑在较长的一个区段上与刀具接触，在该区段上可 能首先在切削刃上出现一些沉积物，而随后可能会出现更大的切削刃片崩落。在这方面来 说，在切削钛时需要特别好的冷却或散热。
发明内容
本发明的任务是继续发展一种开始所述类型的刀具夹具，该刀具夹具适用于将一 股冷却剂流以最佳方式对准各个在切削过程中有效的切削刃。特别是本发明在切削钛材料 时应该具有优点。 该任务将通过按照权利要求1所述的刀具夹具解决，该刀具夹具具有一个可拆式 固定的夹紧盖，它带有一个冷却剂入口以及多条与其直接或间接经由十字交叉配置的横孔 连接的直径较小的排出通道，这些排出通道如此对准，以致在切削的整个嵌入长度上用一 种冷却剂对刀头的前部切削刃进行喷射，前部切削刃在工件加工过程中切削地嵌入工件。 因此，取代一种单个射流，用多个细小射流对准切削部位，这些细小射流针剌状传向切削 刃，以致周围飞起的切屑和在切削部位蒸发的冷却液都不可能导致冷却恶化。设置至少两 条这样的排出通道，优选三条或四条排出通道。 按照本发明的另一种构型，夹紧盖构成为用于刀头的夹钳，该夹钳经由一个嵌入 刀头夹紧凹槽的夹爪固定在刀具夹具上。夹紧凹槽以及夹爪的构成原则上按现有技术以及 相互配置是已知的，其中，在拉紧夹钳时，夹爪以其前部尖端经由在夹紧凹槽中的接触点将 刀头压入刀具夹具的刀具座中。夹紧盖或夹钳本身用一个或多个夹紧螺钉固定。
所谓的排出通道具有直径为0. 5mm至2mm优选lmm的出口 。
借助附图详细说明本发明的其它实施例以及优点。其中 图1刀具基本夹具的透视图； 图2a、2b通过刀具基本夹具的在一条冷却剂管路区域内的具有剖切平面的局部 剖视图； 图3刀具夹具的局部剖视图； 图4a至4c带有固定的夹紧盖的刀具夹具的各个视图；禾口 图5a至5c刀具夹具的各个不同的视图。
具体实施例方式
在图1中所示的刀具基本夹具IO具有一个夹持杆11以及两个容纳孔12、13，它们
4为刀具架杆的推入而构成。这里特别考虑空心杆锥体，如由图3至图5可知的那样。杆ll 在上侧具有一个网格型面14。 如由图2b可部分地看出的那样，在刀具基本夹具10的背侧设置两个并排的开孔 15，用于冷却剂输入的高压管路可以从机器侧起连接在这些开孔上。接口 15以及下面描述 的冷却剂输入针对压力> 100巴(107帕)进行设计。直径相对于入口 15连续縮小到一个 较小的尺寸，此后该孔16最终通入一个端侧用一个塞子18封闭的横孔17。横孔是必需的， 以便从夹紧装置的区域在一侧引出冷却剂流。这个横孔17通入一个导引通过一个桶22的 纵孔20，该桶还支承一个夹紧装置，在夹紧装置中例如采用一些球作为夹紧元件，这些球经 由一些夹紧螺钉25借助一个锥形部分可操纵并且用于将所述杆30这样夹紧，以致围绕着 刀具基本夹具的容纳孔12、 13的相应的平贴合面和刀具夹具的环形平贴合面31相互贴合 或在夹紧时被相互导引。 冷却剂孔20在端侧与一个管体24连接，它经由一种外螺纹既与刀具基本夹具10 连接，又与桶22连接。管体24通入一个孔21，该孔又通入一个另外的制有外螺纹的管体 26，该外螺纹拧入在刀具基本夹具10和刀具夹具29中的现有的孔的相关内螺纹中。以这 种方式，在冷却剂管路20中，在通往桶22或从桶22到刀具夹具29的过渡段上截获现有的 高的冷却剂压力，以致例如在桶上可以使用商用标准的结构件。 然而，刀具基本夹具10还具有一个用于低压冷却剂运送的另外的接口 27，该接口 经由一个横孔32通入冷却剂管路21或一个相应的管件24。接口 27经由一个塞子可封闭。
冷却剂入口 15可以分别单独地用一个相应的冷却剂高压进行加载，以致冷却剂 压力可以与需求匹配。 包括横孔在内的冷却剂管路20、21的走向基本上这样确定，即未示出的夹紧螺钉 必须被"绕过"。以这种方式和方法可以使刀具基本夹具设计得紧凑。 在刀具夹具29中，经由冷却剂管路28以及一个横孔将冷却剂引向一个出口 34，该 出口通到夹紧盖35(见图4)或一个夹钳36下面。夹紧盖35用四个夹紧螺钉37固定在刀 具架上。夹紧体具有两个十字交叉的孔38、39，它们在一个共同的十字交叉点相交，其中这 些孔与出口 34保持连通，以致那里出来的冷却剂可以到达所述孔38和39。出于制造工艺 的原因，这些孔的"盲端"分别通过塞子40封闭。由所述孔38和39引出一些狭窄的直径 为lmm的通道41，其纵轴线这样对准，以致延长部在一个刀头42的切削刃角的区域内如此 收敛，以致切削刃在切削刃角43的区域内，在有效的切削部位均匀地用一种冷却液进行加 载。刀头42以已知方式借助一个夹紧螺钉44固定。因此，冷却剂输入以受保护的方式从 机床经由刀具基本夹具和刀具夹具到一个刀头42的切削刃角43，在这里冷却剂流分成三 个小直径的射流。这些冷却剂射流既可用于使切削刃上的温度降到最低，又可用于影响排 屑或断屑。 按照图5a、5b和5c所示的实施形式的不同之处主要在于，夹紧盖构成为夹钳36。 图5a示出了根据本发明的刀具夹具29的俯视图。相反图5b和5c示出了刀具夹具29的 侧视图(见图5b)或分解透视图(见图5c)。在这种实施形式中，夹钳借助一个夹紧螺钉 45固定在刀具夹具上，其中夹钳36具有一个夹爪46，该夹爪嵌入刀头48的一个夹紧凹槽 中并将其压入用于刀头的座中。十字交叉的通道38和39向朝向在目前情况下具有一个圆 形切削刃的刀头48的一侧通入两对通道49、50，这些通道以一个小的角度朝出口轻度发散地分别相互分开地延伸。经由前部出口 49、50在夹钳36上总共产生四个冷却剂射流，它们 覆盖一个大约90至130。的弧形区域。 通道41或49和50的定向分别如此选择，以致出来的冷却剂射流依据待使用的刀 头的几何形状有针对性地到达形成切屑的部位。夹钳或夹紧盖牢固地与刀具夹具连接，从 而消除冷却剂射流的错误定向。 刀具夹具29特别可以这样构成，即可有选择地安装按照图4a至4c的夹紧体或者 按照图5a至5c的夹钳36。
权利要求
刀具夹具，包括一个可拆式固定的刀头(42、48)以及一个冷却润滑剂输入装置(28)，其特征在于，具有一个夹紧盖(35、36)，该夹紧盖带有一个冷却剂入口(34)以及多条直接或经由十字交叉设置的横孔(38、39)间接连接的直径较小的排出通道(41；49、50)，刀具夹具的冷却润滑剂输入装置通入所述冷却剂入口，所述排出通道如此对准，以致在切削的整个嵌入长度上用一种冷却剂对刀头(42、48)的前部切削刃进行喷射，前部切削刃在工件加工过程中切削地嵌入工件。
2. 按照权利要求1所述的刀具夹具，其特征在于，设置至少两条优选三条或四条排出 通道。
3. 按照权利要求1或2所述的刀具夹具，其特征在于，夹紧盖构成为用于刀头(48)的 夹钳(36)，该夹钳经由一个嵌入一个刀头夹紧凹槽的夹爪可拆式固定在刀具夹具上。
4. 按照权利要求1至3之一所述的刀具夹具，其特征在于，排出通道(41 ;49、50)的直 径为0. 5mm至3线优选lmm。
全文摘要
本发明涉及一种刀具夹具，包括一个可拆式固定的刀头(42、48)以及一个冷却润滑剂输入装置(28)，其特征在于，具有一个夹紧盖(35、36)，该夹紧盖带有一个冷却剂入口(34)以及多条直接或经由十字交叉设置的横孔(38、39)间接连接的直径较小的排出通道(41；49、50)，刀具夹具的冷却润滑剂输入装置通入所述冷却剂入口，所述排出通道如此对准，以致在切削的整个嵌入长度上用一种冷却剂对刀头(42、48)的前部切削刃进行喷射，前部切削刃在工件加工过程中切削地嵌入工件。
文档编号B23B27/10GK101743082SQ200880024812
公开日2010年6月16日 申请日期2008年5月27日 优先权日2007年7月17日
发明者G·林德纳, H·施托希 申请人:钴碳化钨硬质合金公司