工具保持器的制作方法

文档序号:37888308发布日期:2024-05-09 21:32阅读:10来源:国知局
工具保持器的制作方法

本发明的主题涉及被构造成用于相对较长的悬伸应用或较大的切削深度应用的切断刀片(在下文中也被称为“刀片”)和工具保持器(与刀片一起被称为“切削工具组件”)。


背景技术:

1、顾名思义,切断刀片可以被认为具有“刀片”形状。更具体而言,切断刀片具有狭窄的细长主体,其被构造用于金属切削操作、特别是切断和开槽操作。

2、更确切地说,细长的刀片形状定义如下。细长的切断刀片包括相对的第一侧表面和第二侧表面,它们在第一纵向刃和第二纵向刃之间以及在比纵向刃短的第一端部刃和第二端部刃之间延伸。在第一侧表面和第二侧表面之间限定的刀片厚度尺寸小于在纵向刃之间限定的刀片宽度尺寸。刀片宽度尺寸小于在第一端部刃和第二端部刃之间限定的刀片纵向尺寸。

3、这样的切断刀片还包括刀具座,其被构造为保持切削刀具(在下文中也被称为“刀具”)。切断刀片是细长的,从而使它们特别适合于相对较长的悬伸切断应用。众所周知,较长的悬伸应用比相对较短的悬伸应用更易弯曲和振动。

4、作为长悬伸术语的替代以被加工的工件为基准。因此,本技术为需要大切削深度(例如,直径大于50mm、优选大于60mm或70mm、甚至高达例如130mm的工件)的加工操作提供了方案。下文的实施方式实际上不限于所述的130mm的切削深度,但是这种直径尺寸是罕见的。

5、被构造成用于保持这样的切断刀片的工具保持器通过使用工具保持器的相对的颚而沿这样的切断刀片的周边、特别是沿其纵向刃进行保持。纵向刃和颚被构造成具有锥形结构,以允许切断刀片相对于工具保持器的夹紧和滑动运动,以提供不同的悬伸长度。

6、在转让给本技术人的ep2822720b1中描述了一种这样的现有技术的切削工具组件10,并且在图1中示意性例示了该切削工具组件。该切削工具组件10示出了被构造用于切断工件18的切断刀片12、切削刀具14和工具保持器16的常用取向。该出版物还公开了使用穿过工具保持器和切断刀片(即,在工具保持器和切断刀片内部)的高压冷却剂来冷却刀具。

7、在名称为“meet sandvik#2-2017”(第7页)的山特维克集团杂志(在下文中称为“杂志”)中公开了另一种现有技术的切削工具组件20。在图2中示意性再现了根据该公开的切断刀片22,该切断刀片22被示出由与图1所示的工具保持器相同的工具保持器24保持(注意,在杂志中公开了不同的工具保持器)。应理解的是,这种再现仅仅是为了帮助基本理解,并且如果有任何不准确的地方,在下文中针对“图2”大体做出的评论应针对杂志上的公开内容。另外,为了理解,已经示意性添加了工件25。杂志中的切断刀片22与图1中的切断刀片12的主要不同之处在于,切断刀片的刀具座26旋转了90°,以使用y轴上的进给运动。换言之,图2中的切断刀片22的前刀面50基本上垂直于切断刀片22的伸长,而切断刀片12的前刀面48基本上平行于切断刀片12的伸长。

8、据说该腔取向提供了更好的稳定性和更少的振动,因为切削力更多地指向切断刀片的纵向延伸,从而允许明显更高的进给速度。切断刀片22还示出了被构造成用于由靠近切削刀具32可见的冷却剂出口(其基本位置示意性标记为28和30)所示的冷却剂从中通过的切断刀片以及安装在刀片22上的密封装置34。

9、本发明的目的是提供新型和改进的切断刀片、工具保持器和工具切削组件。


技术实现思路

1、根据本发明的第一方面,提供了一种细长的切断刀片,其具有基本伸长方向并且包括:相对的第一侧表面和第二侧表面,它们在第一纵向刃和第二纵向刃之间延伸并且还在相对的第一端部刃和第二端部刃之间延伸,第一端部刃和第二端部刃短于第一纵向刃和第二纵向刃并且横向于第一纵向刃和第二纵向刃延伸;以及与第一纵向刃和第一端部刃相关联的刀具座;刀具座包括第一刀具颚和第二刀具颚,它们在彼此相对的位置处形成刀具接收间隙(在下文中也被称为“间隙”),刀具接收间隙在朝向第一端部刃的方向上打开。

2、根据本发明的第二方面,提供了一种细长的切断刀片,其具有基本伸长方向并且包括:相对的第一侧表面和第二侧表面,它们在第一纵向刃和第二纵向刃之间延伸并且还在相对的第一端部刃和第二端部刃之间延伸,第一端部刃和第二端部刃短于第一纵向刃和第二纵向刃并且横向于第一纵向刃和第二纵向刃延伸;以及与第一纵向刃和第一端部刃相关联的刀具座;刀具座被构造成具有由第一纵向刃的第一纵向刃末端形成的下部座抵接表面以及由第一端部刃的第一端部刃末端形成的后部座抵接表面;其中,下部座抵接表面和后部座抵接表面彼此不平行地延伸。

3、将理解的是,第一方面和第二方面都以替代的方式限定了相似的构思,即,刀具座构造,以提供优于图1和图2中的两个现有技术的切断刀片之处。

4、详细地说,图1中的刀具座比图2中所示的刀具座提供了更好的排屑,因为没有位于切削刀具14的前刀面48上方的刀具颚36(图2),从而使更多空间供切屑无阻碍地流动。然而,没有提供图2中的切断刀片22的理论上的附加稳定性。相比之下,图2中的刀具座26具有极其接近切削刀具的冷却剂出口28(即,这种接近是由于存在包括冷却剂出口28的刀具颚36引起的),并且其切断刀片22具有声称的附加稳定性,但缺乏图1中的构造的附加排屑能力。

5、已经发现的又一个独立的优点是,对于高速进给应用(例如,大于0.20mm/rev),使用弹性颚比在常速进给应用(例如,小于或等于0.20mm/rev)中使用弹性颚更不利,因为由于力的增大,它很快失去弹性。将理解的是,没有弹性颚的用于高速进给的刀具座本身是独立的好处。

6、因此,第三方面是用于高速进给应用(例如,大于或等于0.20mm/rev)或相对较长的切削深度(例如,>50mm)的切断刀片,该切断刀片包括被构造成具有下部座抵接表面和后部座抵接表面的刀具座;其中,下部座抵接表面和后部座抵接表面彼此不平行地延伸。优选地,下部座抵接表面可基本上垂直于后部座抵接表面延伸。更优选地,后部座抵接表面可与下部座抵接表面基本上成直角地延伸。为了阐明,切断刀片没有在刀具座上方延伸(即,与下部座抵接表面相对地或者甚至仅在下部座抵接表面与后部座抵接表面之间形成的间隙上方延伸)的颚。

7、将理解的是,具有刀具座而没有在上述间隙或下部座抵接表面上方延伸的颚的切断刀片是独立的有利特征,其可应用于任何其他方面。然而,还将理解的是,其他方面不限于这种特定类型的刀具座。

8、尽管图3所示的本发明没有图2所示的接近前刀面侧的切削刃的冷却剂出口的有利好处,但是认为有利的排屑能力超过这种不利,尤其是对于可用于较高进给速度及相关联的切屑的这样的切断刀片。

9、根据上述任一方面,优选地,下部座抵接表面可以基本上垂直于伸长方向延伸,并且后部座抵接表面可以基本上平行于伸长方向延伸。更优选地,后部座抵接表面可与下部座抵接表面基本上成直角地延伸,并且可基本上平行于伸长方向延伸。

10、根据上述任一方面,可以提供与第二纵向刃和第一端部刃相关联的附加刀具座。优选地,附加刀具座具有对应的刀具座结构。

11、将注意的是,在图2的构造中,第一刀具颚36和第二刀具颚40的柔性连接部38位于接近与第二纵向刃44和第一端部刃46相关联的相对拐角42。将理解的是,这种构造仅允许与第一端部刃46相关联的单个刀具座(注意,第一刃是切断刀片的短刃并因此相对紧密地定位)。相比之下,参照图3,由于刀具颚上的比较有柔性的连接部不位于接近第一刃的相邻拐角,因此可以提供与第一刃相关联的第二刀具。将理解的是,通过在单个切断刀片上提供附加刀具座,切断刀片的工具寿命显著增加。除了上面讨论的改进的切屑流动之外,这也是本发明的独立好处。

12、根据上述任一方面,可以提供与第二端部刃相关联的一个或多个附加刀具座。

13、根据图2中的现有技术的切断刀片将理解的是,不可转位的设计可能源自位于切断刀片的短刃处的刀具座26的柔性连接部38。注意到,与图1不同,图2中的切削力更有可能需要定位在刀片的后部47处的止挡,显然,优选不提供用于抵靠在止挡上的可损坏的柔性连接部。

14、然而,对于在这样的位置处不包括柔性连接部的上述方面,存在如下另外的优点:在第一端部刃和第二端部刃处均可以设置至少一个刀具座。

15、根据上述任一方面,不管刀具座的类型如何,与刀具座相关联的纵向刃可在倾斜方向上延伸,使得其在刀具座下方延伸。换言之,切断刀片的伸长方向可以与切削刀具的前刀面不正交。

16、将理解的是,在图1和图2的两个现有技术刀片中,纵向刃44、45不在切断刀片的倾斜伸长方向上延伸,以使其在刀具座下方延伸。类似地,在两个公开中,前刀面48、50与伸长方向基本上平行或基本上垂直。

17、通过提供这样的特征(在下文中为“倾斜的切断刀片结构”),理论上,本发明提供的切断刀片比现有技术中已知的切断刀片更稳定,因为施加到切断刀片上的切削力更多地沿着刀片长度指向。尽管意识到不同的变量(例如,工件直径)改变切削力方向,但最优选的倾斜角度θ满足以下条件:60°>θ>0°,更优选50°>θ>10°,最优选40°>θ>20°。另外,认为值在趋于30°时更有益。倾斜角度θ可在垂直于柄部轴线的线与最前面倾斜延伸的纵向刃之间测量。

18、尽管就切削力方向而言,这种倾斜的切断刀片结构可能是有利的,但是去除直接在切削刀具下方(例如,在刀具座的纵向刃侧)的材料削弱了刀具座的结构强度。

19、因此,除了提供倾斜的切断刀片结构之外,还可以通过靠近刀具座设置正交的子刃来抵消这种削弱。详细地说,与刀具座相关联的纵向刃的正交子刃部可以在非倾斜方向上延伸(例如,不在刀具座下方倾斜延伸,或者换言之,与前刀面正交地延伸),并且相关的倾斜子刃可以从正交子刃向相对的端部刃延伸。

20、这样的正交子刃部可以提供两个独立的好处。第一个好处是增强了与纵向刃相关联的刀片颚(即,使其更厚和/或直接在切削刀具下方延伸并提供更多支撑),第二个好处是刀具座移动到更靠近第一或第二端部刃的中间位置,从而使切削力沿切断刀片的伸长方向更居中地引导。

21、因此,在本发明的第四方面,提供了一种细长的切断刀片,其具有基本伸长方向并且包括:相对的第一侧表面和第二侧表面,它们在第一纵向刃和第二纵向刃之间延伸并且还在相对的第一端部刃和第二端部刃之间延伸,第一端部刃和第二端部刃短于第一纵向刃和第二纵向刃并且横向于第一纵向刃和第二纵向刃延伸;以及与第一纵向刃和第一端部刃相关联的刀具座;刀具座朝向第二纵向刃凹进。

22、换言之,术语“朝向第二纵向刃凹进”能替代地定义为在朝向第二纵向刃的方向上与第一纵向刃的假想延长线相距一定距离。

23、不管所使用的术语如何,都将理解的是,这样的方面提供了如上所述的切削力的集于中心。还将理解的是,以上关于第一、第二和第三方面所述的任何特征也可应用于本方面,本方面限定了刀具座的优选位置,而不是限定特定的刀具座结构。

24、根据本发明的第五方面,提供了一种细长的切断刀片,其具有基本伸长方向并且包括:相对的第一侧表面和第二侧表面,它们在第一纵向刃和第二纵向刃之间延伸并且还在相对的第一端部刃和第二端部刃之间延伸,第一端部刃和第二端部刃短于第一纵向刃和第二纵向刃;第一纵向刃和第二纵向刃沿着基本伸长方向延伸;切断刀片还包括向第一端部刃打开或接近第一端部刃的刀具座;刀具座包括下部座抵接表面和至少一个另外的抵接表面;并且其中,第一纵向刃包括接近下部座抵接表面并在下部座抵接表面下方延伸的接近部。

25、更确切地说,刀具座可在其接近第一端部刃的部分处向(a)第一端部刃、(b)第一端部刃和第一纵向刃或(c)第一纵向刃中的一个打开。

26、优选地,接近部在整个刀具座下方延伸。

27、优选地,接近部在向后方向和向下方向(dr,dd)上延伸。

28、优选地,可在向下方向dd与接近部之间测量的倾斜刀片角度θ1满足以下条件:60°>θ1>0°,更优选50°>θ1>10°,最优选40°>θ1>20°。另外,认为倾斜刀片角度θ1的值在它们趋于30°时更有利。

29、上述至少一个另外的抵接表面可以是上颚的抵接表面(类似于图2所示的腔类型,上颚被标记为“36”,因此该至少一个另外的抵接表面与下部座抵接表面相对),或者可以是后部座抵接表面(类似于图5b中所示的腔类型,被标记为“134b”,因此该至少一个另外的抵接表面基本上垂直于下部座抵接表面)。另外的抵接表面的精确取向并不重要,而将理解的是,通常刀具需要由多于一个抵接表面固定,并且下部座抵接表面的位置被用于描述接近部的相关取向。还将理解的是,下部座抵接表面可以并且通常不是平坦表面,但是其基本上位于座平面ps中(见图16b)。座平面基本上垂直于第一侧表面和第二侧表面,并且与向前方向(df)和向后方向(dr)平行。

30、细长的切断刀片可以具有直线形状或非直线形状。例如,细长的切断刀片可以是弯曲的或曲线的。在切断刀片包括弯曲部的实施方式中,弯曲部可以优选位于刀片长度的中心附近。优选地,弯曲部可以恰好位于刀片长度的中间位置,从而使刀片能围绕其中间位置相等地转位。

31、这样的刀片例如可以在安装位置具有竖直延伸的夹紧部分和倾斜延伸的切削部分(如果可转位,这些部分在转位时可以切换功能)。因此,例如,刀片可以安装在图3所示的相对紧凑的工具保持器64中,但是仍然具有例如在图6和图7a中所示的切断组件中提供的有利的倾斜取向。另外,这样的刀片可以安装在为非倾斜刀片设计的标准工具保持器16或24(例如,图1和图2所示)中。

32、将理解的是,如果需要,这种切断刀片甚至可以以不同的悬伸长度安装。除了有利的力施加之外,这也是有利的。

33、最初的测试是使用倾斜角度为15°(图7a)和-15°(未被示出)以及0°(图3)的直线刀片进行的,结果在所有角度下的稳定性都很优异。在最近的测试中,发现倾斜取向角度为30°的直线刀片(与图7a中所示的刀片类似的构造)具有优异的结果(对前述实施方式执行大约狭缝数量的两倍)。预期具有图16a至图16e所示类型并且倾斜取向角度为30°的非直线刀片具有与所测试的直线刀片相似的好处。

34、根据本发明的第六方面,提供了一种细长的切断刀片,其具有基本伸长方向并且包括:相对的第一侧表面和第二侧表面,它们在第一纵向刃和第二纵向刃之间延伸并且还在相对的第一端部刃和第二端部刃之间延伸,第一端部刃和第二端部刃短于第一纵向刃和第二纵向刃并且横向于第一纵向刃和第二纵向刃延伸;以及与第一纵向刃和第一端部刃相关联的刀具座;第一端部刃还包括突出部,该突出部在基本伸长方向上比刀具座突出得更远;突出部包括指向刀具座的刀片出口孔眼。

35、尽管突出部的设置减少了上述可用的排屑空间,但至少在某些情况下,认为冷却剂的有利设置超过了这种不利。

36、根据本发明的第七方面,提供了切断刀片以及用于该切断刀片的密封装置,切断刀片包括:在周边刃之间延伸的相对的第一侧表面和第二侧表面;以及刀具座;切断刀片还包括内部冷却剂结构,该内部冷却剂结构包括向第一侧表面和第二侧表面打开的刀片入口孔眼、在刀具座处或朝向刀具座打开的刀片出口孔眼以及从刀片入口孔眼延伸到刀片出口孔眼的刀片通道;密封装置包括:密封部,其被构造为在第二侧表面处密封刀片入口孔眼;以及至少部分带螺纹的杆部,其比从第一侧表面到第二侧表面测量的刀片厚度长;切断刀片没有被构造成用于接收带螺纹的杆部的螺纹孔。

37、将理解的是,杆部被构造为延伸穿过刀片,并且螺纹地连接至保持切断刀片的工具保持器的螺纹孔。由于切断刀片也可以制造成没有用于安装密封装置的螺纹孔,因此简化了刀片的制造(例如,通过提供简单的无螺纹孔);与具有螺纹孔的对比刀片相比,切断刀片可制作得更薄(因为通常至少需要旋转三圈螺纹才能达到限定刀片的最小厚度的牢固连接)。

38、另一个优点可能是,理论上可以通过与工具保持器直接接合来固定刀片入口孔眼,从而有可能允许高压冷却剂传输,而无需密封环以及切断刀片与工具保持器之间的相关联结构。

39、因此,在理论上认为可以提供刀片厚度为2.2mm或更小、优选为2.0mm或更小、最优选为1.7mm至1.9mm(包括端点值)之间的切断刀片。该厚度是指整个刀片的厚度(将理解的是,存在靠近刀具座具有非常小的厚度并且与刀具座间隔开的扩大部的切断刀片)。

40、本方面可以应用于细长的切断刀片,其特别是具有基本伸长方向、第一纵向刃、第二纵向刃以及短于第一纵向刃和第二纵向刃并且横向于第一纵向刃和第二纵向刃延伸的相对的第一端部刃和第二端部刃、与第一纵向刃和第一端部刃相关联的刀具座。

41、另外,与本技术的某些其他方面不同,切断刀片在其相对的第一侧表面和第二侧表面之间没有螺纹孔的优点甚至对于不是细长的切断刀片(例如,在称为“适配器”的wo2018/047162中公开的类型的切断刀片,该专利申请被转让给本技术人,并且其内容通过引用并入本文)也是有利的。

42、将意识到的是,切断刀片没有螺纹孔从而使刀片厚度非常小的好处与切断刀片的形状无关。

43、总之,第七方面的特征还可以应用于非细长的刀片,例如具有一个或多个刀具座的非细长的切断刀片。

44、将注意的是,第一、第二、第三和第四方面涉及与刀具座相关联的结构,第五方面与刀片形状相关联,第六和第七方面涉及冷却剂结构特征。因此,将理解的是,第六和第七方面可以与第一至第五方面的任何非相关特征组合以提供更进一步有利的切断刀片。还将理解的是,如果需要,根据前四个方面中的任何一个方面的切断刀片可以没有冷却剂结构。

45、除了在螺纹孔方面(第六方面)的讨论中所陈述的内容之外,由于切削刀具的将切削力纵向地引入刀片的取向所提供的额外稳定性,切断刀片可能制作得比已知的对比刀片薄。

46、因此,根据上述任一方面,切断刀片可具有2.2mm或更小的刀片厚度。该刀片厚度可以与以上定义的值一致。

47、如将在下面关于工具保持器讨论的那样,用于任何方面的优选的工具保持器可以将切断刀片保持在单个位置,即,如在图1和图2的现有技术的切断刀片中所例示的那样,不可能改变其悬伸长度。在考虑了这样的特征的实施方式中,根据上述任一方面,都是平行于伸长方向测量的最大刀片长度lb和工具柄部长度ls的比值可以满足以下条件:ls/lb<0.45,优选ls/lb<0.40,最优选ls/lb<0.35。柄部长度ls是可从第二端部刃到被构造成用于位于第一端部刃的刀具座的刀片入口孔眼测量的最短距离。

48、将理解的是,如果理论上将最大刀片长度lb分为柄部长度ls(用于安装到工具保持器上)以及作为悬伸长度lo的其余部分,则以上详述的刀具座结构和不被构造成用于不同的悬伸量(将在下文中描述)的切削工具组件的组合使柄部长度ls比以前用于切断刀片的柄部长度ls短得多。在理论上,柄部长度ls甚至可以短到与刀片宽度wb大致相同的长度。

49、根据本发明的第八方面,提供了一种工具保持器,包括:工具柄部,其具有限定向前方向和向后方向的柄部轴线;以及连接至工具柄部的工具头部;工具柄部包括相对的最上面的柄部表面和最下面的柄部表面,并且还包括第一柄部侧表面和第二柄部侧表面,最上面的柄部表面和最下面的柄部表面限定与柄部轴线垂直的向上方向和向下方向,第一柄部侧表面和第二柄部侧表面限定与柄部轴线、向上方向和向下方向垂直的第一侧向和第二侧向;工具头部从工具柄部的柄部前部在向前方向和向下方向上延伸,并包括刀片腔;刀片腔包括形成有在向上方向上打开的腔开口的周壁。

50、不受前面段落中的细节的束缚,本发明的总体构思是提供一种具有类似于图1所示的传统(“水平”)的柄部取向和类似于图2所示的非传统(“竖直”或“基本竖直”)的切断刀片取向的工具保持器,从而允许将工具保持器安装到传统机器(通常缺乏竖直移动能力)中的转塔上,同时提供图2中设计的稳定性好处。当前的测试表明,本发明提供了比现有技术的设计更好的稳定性。由于上述传统机器缺乏竖直运动能力,因此根据优选的实施方式,工具保持器被构造为将切断刀片保持在单个位置上(即,没有改变悬伸长度的可能性,这种能力在图1和图2中的现有技术的工具保持器中是可获得的)。尽管这种能力一直是切断刀片切削工具组件的一个关键特征,但认为提供优异稳定性的权衡超过了这种不利。换言之,本发明的工具保持器和工具组件方面不限于在先前方面中详述的刀具座结构或冷却剂结构,但是在与之结合使用时可能明显是有利的。

51、随后还发现,即使对于具有竖直运动能力的机器,本发明也是有利的,因为通常竖直运动能力被构造用于更轻或更弱的加工。

52、刀片腔被构造为保持切断刀片。刀片腔可以位于工具头部的中间位置(例如,在凹槽内,未被示出)。然而,优选地,刀片腔位于工具头部的侧表面处。

53、周壁可包括从腔开口延伸的两个侧壁部。侧壁部可以在向下方向上延伸。根据优选的实施方式,侧壁部可以从腔开口在向下方向和向后方向上延伸。不受理论的束缚,认为向下和向后的取向(例如,图6)优于仅向下的(90°)取向(图3),因为在加工过程中切断刀片的振动不太可能导致切断刀片的未被夹紧部分由于切削力而摆离工件并以摆锤的方式返回以对其进行冲击(将理解的是,这种运动非常小)。还认为,如上所述,倾斜的切断刀片结构是优越的。尽管如此,图3当然构成了本发明的一种可能的实施方式。将注意的是,即使切断刀片可能向后倾斜(未被示出),而不是图3中的竖直倾斜和图6中的向前倾斜,切断刀片的任何基本向上倾斜也可能提供本发明的基本优点。尽管如此,向后倾斜可能要求工具头部在向前方向上比竖直倾斜具有更大的结构,并且竖直倾斜比向前倾斜更大。如图6所示,向前倾斜使工具头部在靠近其最低点处具有紧凑的形状(即不需要虚线所示的材料,而该材料在图3中存在)。

54、周壁可包括止挡壁部。止挡壁部用于为切断刀片提供相对的固定高度(即,单个位置)。止挡部优选与腔开口相对地定位。止挡壁部优选是笔直的。止挡壁可以连接至一个或两个侧壁部。

55、工具保持器可包括被构造为将切断刀片保持在刀片腔上的夹具。夹具可靠近一个侧壁部定位。这样的布置可以提供现有技术的牢固的周边夹紧布置。

56、根据一个优选的实施方式,夹具靠近接近工具柄部的侧壁部定位。这允许另一个侧壁部(即,最前面的侧壁部)相对较小,从而获得工具头部的紧凑设计的好处。注意,这是与已知的现有技术的切削组件相反的布置,已知现有技术的切削组件在用可动夹具保持的刀片的同一侧具有切削刀具。这是传统设计,因为切削力主要指向刀片的用静态(因此更稳定)的部件固定的侧。然而,对于减小工具保持器的前端部的尺寸是有意义的并且切削力比传统刀片结构(例如,图1所示)更纵向地引导的本发明,认为这是优选的。

57、根据不同的实施方式,周壁可包括从腔开口延伸的单个侧壁部,并且夹具可形成与第一侧壁部相对的第二侧壁部。在这种情况下,夹具可以通过一个或多个柔性连接部(允许紧凑的结构)或单独的部件(类似于图1所示的夹具54,使制造容易)与工具保持器集成一体。在这样的实施方式中,优先在工具保持器的前部获得夹紧可能超过优选的紧凑工具头部设计。

58、侧壁部可以比止挡壁部长。换言之,刀片腔可以具有细长的形状。将理解的是,刀片腔越长,夹紧越稳定。根据现有技术的工具保持器的经验法则,切断刀片的悬伸量通常约为切断刀片总长度的1/3,其余部分需要被夹紧。然而,较长的刀片腔也需要较大的工具头部。因此,优选的是最小化刀片腔的长度以提供足够强的夹紧力,同时减小工具头部尺寸。

59、优选地,侧壁部的长度lsw(从腔开口到止挡壁部测量)和止挡长度lst(可在两个侧壁部之间测量,如果存在夹具,减去夹具所占据的空间;换言之,等于刀片宽度wb)满足条件lsw<3lst,优选lsw<2lst,最优选lsw<1.5lst。理论上,lsw≥lst是优选的。

60、因此,用于夹紧机构的螺钉的数量可以少于传统的三或四个。

61、侧壁部优选是锥形的,以提供类似于图1所示的夹紧结构。类似地,切断刀片的纵向刃可以对应地是锥形的。将注意的是,由于本发明的工具保持器不提供悬伸量调节,因此不严格要求纵向刃是平行的或沿其整个长度是平行的。尽管如此,仍然认为夹紧纵向刃、更优选夹紧锥形的纵向刃提供最有利的夹紧结构,尽管在理论上其他结构也是可行的(例如,在刀片和腔面部中形成的螺钉孔,或者更优选地,与锥形的侧刃相结合的螺钉孔)。即使没有这种螺钉孔的切断刀片也仍然是最优选的构造。

62、根据实施方式,腔面部包括螺纹孔。螺纹孔可靠近工具保持器出口孔眼。在这种情况下,工具保持器可以被构造成用于高压冷却剂(例如,大于20巴,或者优选大于60巴)。理论上,腔面部可以在刀片腔和切断刀片之间没有密封元件(例如,o形环)。

63、工具保持器可优选被构造为将切断刀片保持在单个位置(即,仅提供单个悬伸长度)。尽管如此,设想的是,可以使用微调部件来对切断刀片的位置进行微调。例如,这样的部件可以靠近止挡壁部定位。

64、根据实施方式,可以在切断刀片中形成密封孔。密封孔可被构造为通过其接收密封装置的杆。密封件可以在伸长方向上伸长。密封孔可以明显大于被构造为接收延伸穿过密封孔的密封装置的杆的腔面部孔。这种结构可以有助于所述微调。替代地,这种结构可以通过降低公差要求来简化刀片和/或工具保持器的生产和/或允许对刀片的位置进行微调。

65、虽然在附图中例示的工具柄部具有基本上正方形的横截面,但是将理解的是,这种柄部可以具有其他形状的横截面,例如圆形(即,圆柱形)。例如,对于圆柱形的柄部,在限定的末端位置,最上面的柄部表面和最下面的柄部表面以及第一柄部侧表面和第二柄部侧表面可以是平行于柄部轴线的细线部。

66、根据本发明的第九方面,提供了一种工具保持器,包括:工具柄部,其具有限定向前方向和向后方向的柄部轴线;以及工具头部,其连接至工具柄部并包括刀具座或刀片腔;工具柄部包括:相对的最上面的柄部表面和最下面的柄部表面,它们限定与柄部轴线垂直的向上方向和向下方向;第一柄部侧表面和第二柄部侧表面,它们限定与柄部轴线、向上方向和向下方向垂直的第一侧向和第二侧向;其中,与第一柄部侧表面的至少一部分邻接,存在连接第一柄部侧表面和工具头部的增强部。

67、增强部可提供支撑工具头部的额外的结构强度。将理解的是,在本主题的长悬伸应用中切削力极高,并且增强部有助于减小工具头部上的弯曲力。

68、在开发出用于切断刀片的工具保持器之后,发现增强部还改善了其他切削工具类型的性能。

69、当工具柄部被安装到转塔凹部上时,增强部被构造为在凹部的外部并且与转塔并排地延伸。

70、优选地,增强部比最下面的柄部表面在向下方向上延伸得更远。在这样的实施方式中,优选的是增强部可以包括直接靠近最下面的表面的离隙部。在需要增强部抵接转塔侧表面的构造中,离隙部仅在向下方向上延伸有限的距离并且从该位置进一步向下,增强部的厚度朝第二侧向(即,通常朝向工具柄部)增加。换言之,离隙部可以为增强部提供颈部形状。

71、根据一个实施方式,工具柄部的柄部宽度可被构造成使得第二柄部侧表面不与转塔凹部接触,并且增强部抵接转塔侧表面。优选地,在这样的实施方式中,存在前述离隙部。

72、然而,将理解的是,尽管这种抵接可以在某种程度上有助于稳定性,但是认为增强部的主要好处不是源自这种抵接。而是在工具头部和工具柄部之间的附加结构支撑。因此,将理解的是,第二柄部侧表面可以被构造为与转塔凹部接触,并且增强部可以被构造为与转塔间隔开。

73、优选地,增强部具有刀片形状。详细地说,平行于第一侧向和第二侧向测量的增强部宽度hw可以是增强部的最小尺寸。这样的构造提供了两个好处,第一,通过刀片形状的这种取向最有效地抵消了力矩或弯曲力,第二,增强部从转塔的突出最小。

74、尽管增强部可以具有均匀的横截面并且从工具头部延伸到柄部端部,但是将理解的是,用于支撑的最关键的区域靠近工具头部。因此,优选增强部可以从工具头部仅延伸到工具柄部的中心部分(即,不到柄部后端部,但是这当然也是一种选择)。尽管这是可选的,但它提供了减少工具头部所需材料的好处。类似地,增强部高度尺寸(平行于向上方向和向下方向测量)在与工具头部邻接的位置最大,并且在距其较大的距离处具有减小的高度尺寸。随着与工具头部的距离增加,增强部可以具有逐渐变小的高度。

75、优选地,增强部可以与刀片腔位于同一平面中。换言之,对于切断和开槽应用,最佳的是增强部与切削刀具在同一平面上。

76、优选地,增强部可以形成有刀具座或刀片腔的一部分。该部分可以是从腔表面延伸的侧壁。

77、优选地,接近工具头部的高度尺寸为工具柄部的高度的至少一半。更优选地,至少等于工具柄部的高度。就增强部高度hr而言,这意味着接近工具头部的位置,增强部高度hr等于工具柄部高度hs的至少1.5倍(hr≥1.5hs),优选hr≥2hs。

78、工具保持器的凹面可以从工具柄部的前部延伸到工具头部的前部最高点。当垂直于腔伸长方向测量时,前部凹面可限定从腔开口到柄部部分的最上面的表面的高度的工具悬伸长度。

79、将理解的是,类似于前述方面,虽然在附图中例示的工具柄部具有基本上正方形的横截面,但是这种柄部可以具有其他形状的横截面,例如圆形(即,圆柱形)。

80、将理解的是,结合先前的方面提及的任何特征可以被结合到本方面中。

81、根据本发明的第十方面,提供了一种工具保持器,包括:工具柄部,其具有限定向前方向和向后方向的柄部轴线;以及工具头部,其连接至工具柄部并在工具柄部前方延伸;工具柄部包括相对的最上面的柄部表面和最下面的柄部表面,它们限定与柄部轴线垂直的向上方向和向下方向;第一柄部侧表面和第二柄部侧表面,它们限定与柄部轴线、向上方向和向下方向垂直的第一侧向和第二侧向;其中,工具保持器还包括部分形成在工具头部上并在工具头部后方延伸的刀具座或刀片腔。

82、换言之,与尺寸被设置成使得其在工具头部后方延伸的切断刀片或切削刀具组合的、具有要通过转塔或机器保持的柄部部分和在接近工件的位置为加工工件的切断刀片或切削刀具提供支撑的工具头部的工具保持器提供了具有迄今为止未知的相对较大的切削深度的紧凑的工具组件。

83、根据本发明的第十一方面,提供了一种工具保持器,其包括刀片腔,该刀片腔又包括腔表面和一个或多个侧壁;其中工具保持器还包括弹性的偏压元件,该偏压元件沿着腔表面定位,并且被构造为提供朝向工具抵接表面中的一个或两个工具抵接表面会聚的区域的偏压力。

84、根据本发明的第十二方面,提供了一种旋转对称的切断刀片,包括:相对的第一侧表面和第二侧表面;连接第一侧表面和第二侧表面的周边刃;以及沿周边刃形成的多个沿周向间隔开的刀具座;其中每个刀具座仅具有与其相关联的单个刀片冷却剂通道;每个冷却剂通道从接近切断刀片中心但偏离该中心的刀片入口孔眼延伸到刀片出口孔眼,该刀片出口孔眼在刀具座处或朝向刀具座打开。

85、优选地,刀片出口孔眼被构造为在由相关联的刀具座保持的切削刀具的前刀面上方被引导。

86、根据本发明的第十三方面,提供了一种切削工具组件,包括工具保持器、切断刀片和切削刀具;工具保持器包括腔表面,该腔表面具有在其中延伸的至少一个孔;切断刀片包括至少一个刀具座和至少一个孔,该至少一个孔接近刀具座,并被构造为将刀具弹出或安装到刀具座上;其中,当切断刀片被安装到工具保持器上时,紧固件延伸穿过切断刀片中的所述至少一个孔并进入腔表面中的所述至少一个孔,以帮助将切断刀片固定到工具保持器上。

87、优选地,在腔表面中形成的孔是带螺纹的,并且紧固件是具有对应螺纹的螺钉。

88、优选地,在切断刀片中形成的至少一个孔没有螺纹。

89、根据一个优选的实施方式,切断刀片包括不是被构造成用于弹出或安装刀具座的至少一个附加孔,并且切断刀片通过延伸穿过该至少一个附加孔的紧固件以及延伸穿过被构造为将刀具弹出或安装到刀具座上的至少一个孔的至少一个其他紧固件而被固定在工具保持器上。

90、根据本发明的第十四方面,提供了一种工具组件,包括:工具保持器和切断刀片或切削刀具;其中工具保持器包括:工具柄部,其具有限定向前方向和向后方向的柄部轴线以及垂直于柄部轴线的恒定的横截面形状;以及工具头部,其连接至工具柄部并在工具柄部前方延伸,并包括与柄部部分不同的横截面;其中刀具座或刀片腔至少部分形成在工具头部上;其中当切断刀片或切削刀具被安装到刀具座或刀片腔上时,切断刀片或切削刀具的至少一部分在工具头部后方延伸。

91、根据本发明的第十五方面,提供了一种工具组件,包括:工具保持器和切断刀片或切削刀具;其中工具保持器包括:工具柄部,其具有限定向前方向和向后方向的柄部轴线;工具头部,其连接至工具柄部并在工具柄部前方延伸,并包括面向后的工具头部后表面;以及腔,其至少部分地形成在工具头部上并被构造为保持切断刀片或切削刀具;其中,当切断刀片或切削刀具被安装到腔上时,其在工具头部后表面后方延伸。

92、根据本发明的第十六方面,提供了一种包括根据前述任一方面的工具保持器和切断刀片的切削工具组件。

93、将理解的是,以下特征适用于所有方面。

94、切削工具组件还可以包括切削刀具。切削刀具可包括比整个切断刀片宽的切削刃。

95、工具保持器可被构造为在与腔表面抵接的同时仅沿着切断刀片的周边保持切断刀片。

96、切断刀片的主体可以是整体的一件式结构(即,术语“主体”不包括切削刀具和密封装置)。

97、优选地,工具保持器(即,柄部部分和工具头部)可以是整体的一件式结构。换言之,工具头部优选一体地连接至柄部部分。将理解的是,将两个不同的这样的部件例如通过螺钉固定在一起是可行的,然而,这种结构通常较弱或较不紧凑,因此,对整体的一件式结构存在大偏好。

98、切断刀片可关于二等分平面对称,该二等分平面与第一侧表面和第二侧表面平行延伸并与它们等距地间隔开。

99、切断刀片可具有关于刀片轴线的180度旋转对称性,该刀片轴线延伸穿过第一侧表面和第二侧表面的中心并在垂直于第一侧表面和第二侧表面的方向上延伸。

100、切断刀片可具有关于横向平面的镜像对称性,该横向平面垂直于第一侧表面和第二侧表面延伸并且位于相对的第一端部刃和第二端部刃的中间。这种结构可以导致双端式切断刀片,该切断刀片不关于刀片轴线旋转对称,该刀片轴线延伸穿过第一侧表面和第二侧表面的中心并且在垂直于第一侧表面和第二侧表面的方向上延伸。

101、切断刀片的第一侧表面和第二侧表面可以是平面的。特别是,与具有横向延伸部分的部件相比,制造平面形状的切断刀片明显更便宜。

102、工具保持器与转塔的抵接部分可以是:增强部的表面或工具柄部的侧表面、工具柄部的上表面和下表面以及工具头部的后表面。将注意的是,工具头部与转塔接触不是必不可少的,但是其可以提供更好的稳定性。

103、切断刀片与刀片腔的抵接部分可以是:第一侧表面和第二侧表面中的一个、第一纵向刃和第二纵向刃以及优选但可选的第一端部刃和第二端部刃中的一个。

104、为了消除任何疑问,已经针对一个方面提到的、但说明的好处明显适用于另一个方面的上面任何特征可以与该另一方面结合。

105、例如,以上任一方面都可以包括增强部特征和与此有关的任何特征。

106、类似地,认为所有切断刀片以极其稳定的方式被保持。因此,优选小于特定厚度(例如,小于2.2mm或2mm)的这样的切断刀片的上述细节适用于所有切断刀片。

107、同样,根据本发明的所有工具保持器可包括刀片腔,该刀片腔又包括腔表面和一个或多个侧壁。

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