加工刀具的切削刀片定位刀夹和系统以及包括这种定位系统的加工刀具的制作方法

发明领域

本发明涉及用于将切削刀片定位到加工刀具上的刀夹。本发明还涉及一种包括这种刀夹的切削刀片定位系统以及一种包括这种切削刀片定位系统的加工刀具。本发明最后一种涉及用于将切削刀片定位到加工刀具上的方法。

背景技术：

在加工领域中已知使用具有至少刀夹的加工刀具，切削刀片安装在刀夹上，使得切削刀片的位置能够相对于该加工刀具的其它切削刀片独立地调节。这允许加工刀具使切削刀片能够加工具有不同深度的走刀，使得同一个加工刀具能够例如进行粗加工和精加工操作。

为了调节刀夹相对于加工刀具的位置，已知将刀夹与楔形件联接，该楔形件如同刀夹那样具有倾斜表面，使得当楔形件在第一方向上移位时，刀夹–以及因此安装到其上的切削刀片–在垂直于第一方向的第二方向上移位。

在us-a-3839772中公开了这样一种集合了安装到加工刀具上的刀夹和楔形件的组件的示例。在该后一文献中公开的切削刀具包括形成在其周界中的凹座，用以将楔形件接纳在凹座的底部处。刀夹设置成接触楔形件和凹座的侧向壁。具有差别螺距的定位螺钉被拧入在切削刀具的螺纹孔以及楔形件的螺纹孔两者内。拧入定位螺钉导致楔形件在定位螺钉所沿着延伸的方向上移位。楔形件和刀夹两者具有倾斜接触表面，使得当楔形件沿着定位螺钉的延伸方向移位时，刀夹沿着垂直于该延伸方向的方向移位。然后，为了设定切削刀片位置，切削刀具包括螺钉，该螺钉允许当被拧入在夹紧位置时，刀夹被压成与凹座的侧向壁接触。

然而，该切削刀具的重要缺陷是，当调节切削刀片位置时，如果刀夹移位超过预定位置，则刀夹不能够在相反方向上移位，以将刀夹设定在预定位置处。实际上，夹紧螺钉必须完全拧开，以将刀夹从夹紧中释放，并且定位螺钉必须被拧开，以将楔形件移回初始位置中。然后，设定刀夹的操作能够再次执行。因此，该切削刀具的设定操作是困难的并且导致操作者浪费大量时间。当切削刀片包括若干个刀夹时，这特别显著。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种使得能够在将切削刀片安装到加工刀具上时简单地调节切削刀片的位置的技术方案。

该目的通过用于将切削刀片定位到加工刀具上的刀夹来实现，所述刀夹具有中心纵向轴线，切削刀片被构造成沿着该中心纵向轴线定位，并且所述刀夹包括：

端壁，该端壁用于支承刀夹，该端壁限定第一表面，第一表面延伸超过端壁并且横向于中心纵向轴线延伸，

后壁，该后壁用于将所述刀夹支承抵靠在加工刀具上，并且该后壁限定延伸超过后壁的第二表面，

前夹紧壁，该前夹紧壁具有夹紧孔，所述夹紧孔沿着夹紧方向延伸并且被构造用以接纳夹紧螺钉，该夹紧螺钉用于将刀夹夹紧到加工刀具上，

其中，夹紧方向被布置成与第一表面和第二表面相交。

根据另一个实施例，夹紧方向被布置成与后壁相交。

根据另一个实施例，后壁包括第一后壁和第二后壁，该第一后壁和第二后壁用于将刀夹支承抵靠在加工刀具上，其中夹紧方向与第一后壁和/或第二后壁相交。

根据另一个实施例，第二表面包括第一表面部分和第二表面部分，第一表面部分和第二表面部分分别由第一后壁和第二后壁限定，其中夹紧方向与第一后壁和第二表面部分相交。

根据另一个实施例，端壁(23)是倾斜的。

根据另一个实施例，刀夹包括用于将切削刀片夹紧到刀夹的切削刀片孔，该切削刀片孔沿着切削刀片轴线延伸，该切削刀片轴线基本上平行于中心纵向轴线。

根据另一个实施例，刀夹包括用于将切削刀片夹紧到刀夹的切削刀片孔，该切削刀片孔沿着切削刀片轴线延伸，该切削刀片轴线基本上垂直于中心纵向轴线。

根据另一个实施例，刀夹包括邻接部分，该邻接部分在前壁和/或后壁处从端壁突出，用以在在前壁和后壁之间形成至少一个邻接部。

本发明的另一个目的是提供一种切削刀片定位系统，该切削刀片定位系统包括：

如上所述的刀夹，

切削刀片，该切削刀片被构造成被夹紧到刀夹上，

楔形件，该楔形件用于使刀夹沿着中心纵向轴线移位，该楔形件在端壁处接触刀夹。

根据另一个实施例，该切削刀片定位系统还包括：

夹紧螺钉，该夹紧螺钉被设置在刀夹的夹紧孔内，用以将刀夹夹紧到加工刀具，

定位螺钉，该定位螺钉具有：

第一螺纹部分，该第一螺纹部分被布置用以与形成在楔形件内的定位孔协作配合，以及

第二螺纹部分，该第二螺纹部分被布置用以与加工刀具的螺纹孔协作配合，

其中楔形件的支承刀夹的壁以与端壁互补的方式倾斜。

本发明的另一个目的是提供一种加工刀具，该加工刀具包括：

凹座，该凹座形成在加工刀具的周界处，

如上所述的切削刀片定位系统，该切削刀片定位系统被设置在凹座内。

根据另一个实施例，加工刀具还包括至少固定切削刀片，所述固定切削刀片被夹紧到加工刀具上。

根据另一个实施例，加工刀具是铣刀，其包括每个被夹紧到如上所述的切削刀片定位系统上的多个切削刀片以及被夹紧到铣刀上的多个固定切削刀片。

本发明的另一个目的是提供一种用于将切削刀片定位到如上所述的加工刀具上的方法，该方法包括以下步骤：

将楔形件设置在加工刀具的凹座内，使得形成在加工刀具内的螺纹孔与形成在楔形件内的定位孔对准，

将定位螺钉拧入到楔形件中，使得第一螺纹部分和第二螺纹部分分别与楔形件的定位孔和加工刀具的螺纹孔协作配合，

将刀夹设置在凹座内，使得楔形件接触刀夹的端壁，

以预定的扭矩将夹紧螺钉拧入到刀夹的夹紧孔中，

通过在相反方向上拧入定位螺钉来沿着刀夹的中心纵向轴线调节刀夹的位置，以便将切削刀片定位在预定位置处。

本发明的其它特征和优势将从参考下面所列出的附图作为非限制性实施例给出的本发明的实施方案的以下描述中显现出来。

附图说明

图1示意性示出了包括安装在加工刀具的凹座内的刀夹以及楔形件的组件，切削刀片被夹紧在所述刀夹上。

图2示意性示出了如图1所示的组件的局部剖视图。

图3示意性示出了与组件分开的如图1所示的刀夹。

图4示意性示出了包括如图1所示的组件的铣刀。

图5示意性示出了如图1所示的组件的另一个实施例。

具体实施方式

根据本发明，提供了一种用于将切削刀片在预定位置处定位到加工刀具上的刀夹。所述预定位置对应于切削刀片的能够进行加工操作所处的位置。刀夹布置成被插入在形成于加工刀具的周界处的凹座内。刀夹沿着中心纵向轴线延伸，将沿着所述中心纵向轴线定位切削刀片。换言之，为了相对于加工刀具定位切削刀片，刀夹被布置成沿着中心纵向轴线移位。具体地，刀夹被安装到定位装置上，该定位装置能够使刀夹沿着中心纵向轴线移位。

此外，刀夹包括端壁和后壁，该端壁和后壁是基准表面，能够相对于所述基准表面执行切削刀片的定位。换言之，当端壁和后壁两者在刀夹设置在凹座内时与外部壁邻接时，限定了刀夹的位置–以及因此安装到刀夹上的切削刀片的位置。具体地，端壁旨在横向于刀夹的中心纵向轴线支承刀夹。端壁旨在与定位装置形成接触，使得定位装置能够将力传递给刀夹。此外，端壁限定延伸超过端壁且横向于中心纵向轴线的第一表面，第一表面为几何表面。换言之，端壁被包括在第一表面内，使得端壁仅为第一表面的一部分。因此，第一表面是端壁的延伸。后壁旨在将刀夹支承抵靠在加工刀具上。后壁限定延伸超过后壁的第二表面，第二表面也是几何表面。类似于端壁，后壁被包括在第二表面内，使得后壁仅为第二表面的一部分。因此，第二表面是后壁的延伸。后壁可例如由唯一的圆形壁形成，由两个或更多个平坦壁或具有允许后壁抵靠在加工刀具上支承刀夹的形状的任何壁形成。

刀夹还包括前壁，该前壁具有用于接纳夹紧螺钉的夹紧孔，夹紧螺钉用于将刀夹夹紧在加工刀具的凹座内。夹紧孔延伸穿过刀夹并沿着夹紧方向延伸，该夹紧方向被布置成与第一表面和第二表面相交。这样，当夹紧螺钉穿过刀夹的孔拧入到加工刀具中时，刀夹被压靠在第一表面和第二表面上。因此，夹紧方向允许刀夹被压靠在后壁上和压靠在端壁上，即压靠在沿着主延伸方向支承刀夹的壁上，将沿着该主延伸方向定位切削刀片。

因此，当刀夹被夹紧到加工刀具时，端壁总是被压成与定位装置形成接触，使得刀夹能够在沿着中心纵向轴线的两个方向上都跟随(follow)定位装置的移位。这样，当刀夹沿着中心纵向轴线移位超过预定位置时，刀夹能够在相反方向上移位，以将刀夹设定在预定位置处。因此，与上述已知刀夹相比，夹紧螺钉不必拧开以使刀夹在相反方向上移位。

为了改进后壁与加工刀具之间的接触，夹紧方向还可另外布置成除了与第一表面和第二表面相交外，还与后壁相交。这样，通过将刀夹夹紧到加工刀具所引起的力增加到后壁上。

此外，后壁可包括第一后壁和第二后壁，用于将刀夹支承抵靠在加工刀具上。在该情形中，第二表面包括第一表面部分和第二表面部分，第一后壁和第二后壁限定第一表面部分和第二表面部分。换言之，第一后壁是第一表面部分的一部分，而第二后壁是第二表面部分的一部分。为了改进由后壁施加的力的重新划分，夹紧方向可布置成与第一后壁和第二后壁两者都相交，即在第一后壁与第二后壁的相交部处相交。对于在改进由后壁施加的力的重新划分与刀夹的更容易制造之间的相关比率，优选的是，夹紧方向布置成除了与第一表面相交外，还与第一后壁和第二表面部分相交。

附图详细描述

图1示出了用于将切削刀片18定位到加工刀具12上的刀夹10。刀夹10被接纳在加工刀具12的凹座14内。

刀夹10沿着中心纵向轴线a延伸，并且包括在其顶端处的狭槽16，该狭槽16用于接纳利用切削刀片螺钉20夹紧到刀夹10的切削刀片18。狭槽16布置成使得切削刀片螺钉20的延伸轴线基本上平行于中心纵向轴线a延伸。刀夹10的中心纵向轴线a对应于切削刀片18将沿着定位的轴线。换言之，中心纵向轴线a是这样的轴线，刀夹10沿着该轴线移位，以定位切削刀片18。此外，刀夹10包括前壁48，前壁48具有沿着夹紧方向b延伸的夹紧孔17，用于接纳夹紧螺钉19，使得能够将刀夹10夹紧到加工刀具12。因此，夹紧孔17是通孔。

此外，楔形件22在凹座14的底壁24与刀夹10的端壁23之间被设置在凹座14内。楔形件22旨在使刀夹10沿着中心纵向轴线a移位。图2示出了依照剖面cs的楔形件22、加工刀具12以及刀夹10的剖视图，用于提高对楔形件作用的理解。具体地，定位螺钉26沿着定位轴线c拧入穿过楔形件22和加工刀具12两者。定位螺钉26包括第一螺纹部分28和第二螺纹部分32，第一螺纹部分28与穿过楔形件22形成的定位孔30拧紧，第二螺纹部分32拧入在加工刀具12内。由于楔形件22在一侧上与刀夹10接触且在另一侧上与加工刀具12接触，所以能够通过拧入定位螺钉26而使楔形件22沿着定位轴线c移位。此外，刀夹10的端壁23和楔形件22的接触刀夹10的壁两者以互补方式倾斜，使得使楔形件22沿着定位轴线c移位导致刀夹10在垂直于定位轴线c的方向上移位。互补方式是指，刀夹10的端壁23和楔形件22的接触刀夹10的壁反向倾斜，使得端壁23在第一方向上的移位导致楔形件22在垂直于第一方向的第二方向上移位。在该情形中，定位轴线c垂直于刀夹的中心纵向轴线a，使得使楔形件22沿着定位轴线c移位导致刀夹10沿着中心纵向轴线a移位。

为了提高切削刀片18的定位的精度，第一螺纹部分28设有比第二螺纹部分32的螺距高的螺距。实际上，具有比第二螺纹部分32的螺距高的螺距的第一螺纹部分28导致了对于定位螺钉26的一圈旋转，楔形件22沿着定位轴线c移位的距离等于第一螺纹部分28的螺距与第二螺纹部分32的螺距之差。此外，对于相同斜度且对于定位螺钉26的一圈旋转，楔形件22移位的距离越小导致刀夹沿着中心纵向轴线a移位的距离越小。因此，便于定位切削刀片18。因此，给第一螺纹部分28设置比第二螺纹部分32的螺距高的螺距允许切削刀片18沿着中心纵向轴线a的更精确定位。

刀夹10、楔形件和定位螺钉26构成作为本发明的一部分的切削刀片定位系统。

刀夹10还包括后壁34，后壁34用于接触用于邻接刀夹10的凹座14的壁。后壁34由用于将刀夹10支承抵靠在加工刀具12上的第一后壁36和第二后壁38形成。第一后壁36和第二后壁38之间的角度可以不是直角。第一后壁36和第二后壁38，如同端壁23一样，是基准表面，切削刀片18的定位相对于该基准表面进行。换言之，当端壁23和后壁34两者分别接触楔形件22和凹座14的壁时，限定了刀夹10的位置-以及因此切削刀片18的位置。

此外，刀夹10包括邻接部分25，该邻接部分25在后壁34处从端壁23突出。邻接部分25使楔形件22能够在向凹座14内移位时停止。为了便于制造邻接部分25，可以在端壁23中形成凹槽27。刀夹10还可替代邻接部分25或与邻接部分25组合地包括在前壁48处从端壁23突出的另一个邻接部分，使得当定位螺钉26被拧入以使楔形件22向凹座14外移位时，楔形件22能够与该另一个邻接部分形成接触。这样，当刀夹10被安装在凹座14内并接触楔形件22时，操作者通过拧入定位螺钉26来设定刀夹10不会意外地将楔形件22从凹座14取出。因此，刀夹10的设定操作对操作者来说更安全且更容易。

图3示出刀夹10的分离视图。

端壁23限定延伸超过端壁23并横向于中心纵向轴线a延伸的第一表面40。由于端壁23是平坦的，所以第一表面40是包括端壁23的平面。此外，后壁34限定延伸超过后壁34的第二表面42。类似于端壁23，由于第一后壁36和第二后壁38都是平坦的，所以第二表面42由分别包括第一后壁36和第二后壁38的至少两个平面构成。这两个平面分别是第二表面42的第一表面部分44和第二表面部分46。第一后壁36和第二后壁38可以具有允许第一后壁36和第二后壁38将刀夹10支承抵靠在加工刀具12上并允许刀夹10沿着中心纵向轴线a移位的任何形状，第一表面部分44和第二表面部分46是第一后壁36和第二后壁38的延伸。例如，如果第一后壁36和第二后壁38是圆形的并且因此形成连续的单个圆形壁，则第一表面部分44和第二表面部分46也是连续圆形的。可替代地，第一后壁36和第二后壁38可以包括相对于彼此倾斜的多个部分，这些部分例如是圆形的或直的。

夹紧方向b被布置成与第一表面40和第二表面42的至少一部分相交，刀夹沿着所述夹紧方向b被夹紧到加工刀具12。特别地，夹紧方向b被布置成与第一表面40、第一后壁36和第二表面部分46相交。换言之，夹紧方向b被布置成使得夹紧孔17穿过刀夹10从前夹紧壁48延伸到第一后壁36。这样，当被夹紧时，刀夹10被压成与端壁23以及第一后壁36和第二后壁38两者形成接触，同时使刀夹10能够具有比上述已知装置减小的庞大性(bulkiness)且更容易制造。替代地，夹紧方向b可以被布置成使得夹紧孔17穿过刀夹10延伸到第二后壁38，而不是与第一后壁36相交。在该情形中，夹紧方向b还与第一表面40和第一表面部分44相交。此外，夹紧方向b可被布置成使得夹紧孔17从刀夹10的与前壁48不同的另一前壁延伸穿过刀夹10。在这种情况下，加工刀具12的凹座14可以被布置成使得操作者能够触及该另一个前壁，以拧入夹紧螺钉19。由于拧入夹紧螺钉19导致将刀夹10压靠在加工刀具12和楔形件22两者上，所以夹紧方向b的任何布置都是可能的。

图4示出了安装在铣刀50的凹座内的切削刀片定位系统，所述凹座形成在铣刀50的周界处。铣刀50包括中心部分52和从中心部分52延伸的固定部分54。固定部分54使得铣刀50能够被固定到铣床(未示出)。铣刀50能够绕旋转轴线d旋转，用以进行加工操作。铣刀50还包括从中心部分52并绕旋转轴线d延伸的周界部分56。加工刀具50还包括安装到周界部分56上的多个切削刀片18。特别地，铣刀50包括一个或多个切削刀片定位系统以及被直接夹紧到铣刀50上的多个固定切削刀片18。换言之，所述多个固定切削刀片18每个借助于拧入在铣刀50的周界部分56中的切削刀片螺钉来夹紧。切削刀片18被设置在铣刀50的周界部分56处，使得每个切削刀片螺钉的切削刀片轴线相继垂直或平行于铣刀50的旋转轴线d。后一种设置使得铣刀50能够垂直并平行于旋转轴线d加工。换言之，铣刀50是端面铣刀。

还提供了一种用于将切削刀片18定位到加工刀具12(或铣刀50)上的方法。通过以下方式来定位切削刀片，即，首先将楔形件22设置在加工刀具12的凹座14内，使得形成在加工刀具12内的螺纹孔与形成在楔形件22内的定位孔30对准。然后，将定位螺钉26拧入到楔形件22中预定位置处，使得第一螺纹部分28和第二螺纹部分32分别与加工刀具12的螺纹孔和楔形件22的定位孔30协作配合。接着，将刀夹10设置在凹座14内，使得楔形件22接触刀夹10的端壁23，并且以预定扭矩，优选地在3和5nm之间的预定扭矩将夹紧螺钉19拧入到刀夹10的夹紧孔17中。最后，通过在相反方向上拧入定位螺钉26来沿着其中心纵向轴线a调节刀夹10的位置，直到切削刀片18已经到达预定位置为止。这样，当刀夹10沿着中心纵向轴线a移位超过预定位置时，刀夹10能够在相反方向上移位，以便将刀夹10设定在预定位置处。因此，与上述已知刀夹相比，不必将夹紧螺钉19拧开以在相反方向上移位刀夹10。

为了便于定位操作，优选的是，预定位置由定位螺钉26进行的转数限定。

已参照优选实施例描述了本发明。然而，在本发明的范围之内可能有很多变型。例如，图5示出了具有狭槽16的刀夹10，该狭槽16被布置成使得切削刀片螺钉20的延伸轴线基本上垂直于中心纵向轴线a延伸。此外，切削刀片18的许多形状可以进行操作，例如如图5所示的圆形切削刀片。

此外，作为中心纵向轴线a基本上平行于铣刀50的旋转轴线d的图4所示的布局的替代，中心纵向轴线可以垂直于旋转轴线d或者具有另一倾斜度。