防止刀具从具有刀具接纳部的刀具夹持装置中拉出的装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为200780012950. 4、申请日为2007年4月5日的中国专利申请的 分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有刀具接纳部，特别是用于 接纳旋转刀具的热缩夹盘或其它夹盘，的刀具夹持装置。
【背景技术】
[0003] 已知多种形式的具有夹盘特别是热缩夹盘的刀具夹持装置。所述刀具夹持装置用 于通过由热引起的收缩过程夹紧管状刀具、车刀、铣刀、铰孔刀具、磨削工具等。通常这种热 缩夹盘通过感应式的收缩装置受热地被加热，由此热缩夹盘的内径扩大。当内径扩大时，将 待夹紧的刀具装入热缩夹盘中，同时将热缩夹盘的内径与刀具的柄直径的比例设计成，使 得在接下来热缩夹盘冷却后，使刀具被热缩夹盘以可抵抗转矩的方式夹紧。
[0004] 由W001/89758A1已知，可借助于一基本上同轴地包围套筒段的环形线圈结构以 感应的方式加热套筒段。线圈结构连接在一高频交流发电机上，并在金属的套筒段中感应 产生涡电流，所述涡电流加热套筒段。在线圈结构的表面和外周上设有由软磁性的、基本上 不导电的材料，例如铁氧体等，制成的磁通量集中元件，用于避免磁通量散射以及用于集中 磁通量。所述磁通量集中元件将由线圈结构产生的磁通量导向刀具夹持装置的套筒段，并 且特别是导向套筒段的自由端部的区域内。
[0005] 对于具有用于具有圆柱形接纳柄的旋转刀具的夹紧盘的刀具夹持装置，问题是在 运行期间旋转刀具沿夹紧盘的旋转轴线轴向移动而移出夹紧盘。旋转刀具的这种轴向移动 是由在利用旋转刀具对工件进行加工时出现的振动引起的。由于这种不利的效应，不能精 确地且符合尺寸规格地加工工件。此外旋转刀具在工件中或者甚至在接纳工件的夹紧盘中 的扭曲还会导致危险的事故。在最不利的条件下，在临界状态下，旋转刀具甚至会在运行中 离开刀具夹持装置的夹紧盘，并由此导致对机器操作者更大的危险。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的是提供一种具有夹紧盘，特别是热缩夹盘等，的刀具夹持装 置，在该刀具夹持装置中，在运行期间，如螺旋钻、成形钻、螺丝钻包括螺纹钻、锪孔钻、铣刀 等的旋转刀具不能进行轴向移动，而是防扭转地且相对于旋转轴线轴向固定地保持旋转刀 具，而不发生移出。
[0007] 根据本发明，所述目的通过权利要求1特征部分的特征来实现，本发明有利的改 进方案由从属权利要求中的特征给出。
[0008] 按本发明，根据本发明的刀具夹持装置具有刀具的防拉出固定装置，所述防拉出 固定装置防止刀具从刀具接纳部中轴向移出。这里，防拉出固定装置包括至少一个锁定元 件和至少一个与所述锁定元件对应的并接纳所述锁定元件的锁定槽，所述锁定元件和锁定 槽以成形锁合的方式协同作用。这里锁定元件和锁定槽被至少部分地设计为具有球头形的 轮廓，其中夹紧盘具有锁定元件，而刀具具有锁定槽，或者相反。此外，这里在刀具柄上或在 刀具夹持装置中从端侧开始的锁定槽在槽宽度上设计成逐渐扩大的，以由此使得易于在刀 具夹持装置中装入刀具。
[0009] 在一个特别优选的实施形式中，所述刀具夹持装置在刀具夹持装置侧具有至少两 个可旋转地支承的球体，其中在旋转刀具侧，在旋转刀具柄上，至少两个与所述球体相对应 的锁定槽以成形锁合的方式（与球体）协同作用。这里这两个锁定槽优选从圆柱形柄的端 侧开始沿圆柱形柄的外周面螺纹式地设置在圆柱形的刀具柄上。位于旋转刀具圆柱形柄的 外周面上的锁定槽对于左向开槽的刀具是左旋的，而对于右向开槽的旋转刀具是右旋的。 这里锁定槽也可以轴向地并由此平行于旋转轴线地形成，由此仍然可以起到用于防止刀具 旋转的保护作用。
[0010] 为了夹紧根据本发明的旋转刀具，如螺旋钻、成形钻、螺丝钻包括螺纹钻、锪孔钻、 铣刀、用于其它刀具的接纳心轴等，在根据本发明的刀具夹持装置的夹紧盘，例如热缩夹盘 中，在热缩夹盘中首先接通感应线圈，即，将感应线圈与高频交流电源连接。由于在刀具夹 持装置的套筒段中所出现的、通过来自包围刀具夹持装置的线圈的感应产生的涡电流，套 筒段被快速加热，从而所述套筒段发生热膨胀并且由此接纳口的内径扩大。现在旋转刀具 可以将柄侧导入接纳口中。这里旋转刀具的端侧触及伸入接纳口的内腔内的球体，并停在 这里。根据旋转刀具的锁定槽的旋向的不同，现在使刀具相对于旋转轴线逆时针或顺时针 旋转，从而球体可接合到球形槽中。进一步的旋转强制地旋转刀具导致螺旋式的转入并由 此强制地实现旋转刀具进入热缩夹盘等的轴向拉入运动，直至圆柱形柄的端侧接触到热缩 夹盘，或者直至所述球体在球形锁定槽中到达其终点位置。现在可切断感应线圈。由于现 在发生的快速冷却，热缩夹盘重新收缩回到其原始尺寸，由此圆柱形的柄以其外周面防扭 转地与热缩夹盘的接纳口的内周面利用压配合相连。由于锁定槽的旋转方向对应于旋转刀 具的旋转方向，在刀具运行时即使在高负荷下，即在工件的切割阻力较高以及刀具或者刀 具台进给量较大时，也不再会出现旋转刀具沿旋转轴线的轴向移出。通过刀具夹持装置中 的球体与刀具柄中的球廓形锁定槽和所述锁定槽螺纹式的结构的相互作用，可以实现轴向 的锁定。只有通过沿与旋转刀具的工作方向相反的方向转动旋转刀具柄，并在此时同时从 夹紧盘中拉出旋转刀具，才能够解除所述轴向锁定。但在运行中，即在由旋转刀具加工工件 时，不可能进行与旋转刀具的工作方向相反的转动。此外由于防扭转的压配合，这种转动运 动在运行期间也是不可能的。由此，旋转刀具也不会沿轴向从热缩夹盘等中移出。
[0011] 由此可以使加工保持精确，并将尺寸保持在要求的公差之内。由于通过本发明避 免了轴向（从夹盘中）移出，由此可以较有效和节约成本地进行生产，因为与传统的具有夹 紧盘的刀具夹持装置相比产生较少的废品。由此还可以避免另一种事故来源并由此排除对 机器操作者的事故危险。
[0012] 代替夹紧盘中靠压力支承支持的可旋转球体，也可以采用在一个端侧具有部分或 半球形的圆柱销。代替球体，所述圆柱销位于支承孔中，其中所述圆柱销或者需要伸出的凸 肩，由此圆柱销不会落入接纳口的内腔中，或者需要具有与支承孔的内螺纹相对应的外螺 纹。采用球体与采用具有部分球形或半球形头部的圆柱销相比具有这样的优点，即，与圆柱 销相比旋转刀具的导入较为容易，因为球体是可旋转地支承的，并且不会相对于圆柱柄发 生扭曲。球体也可以保持各自采用螺纹销的支承孔内。这里螺纹销本身在其端侧上具有接 纳球体的结构，例如以多边形凹口或球形凹入部等的形式。代替螺纹销也可以采用配合销、 销检等。
[0013] 用于具有刀具接纳部的刀具夹持装置中的刀具特别是旋转刀具的根据本发明的 防拉出固定装置特别适于夹紧盘，例如，夹钳夹盘、高精度夹盘、液力膨胀夹盘和热缩夹盘。
[0014] 适宜地，根据要求的不同，在刀具的柄的圆周面上不同地形成锁定槽。这里锁定槽 可以具有从端侧开始的不同的锁定槽分布路径。所述锁定槽分布路径可以是螺旋形的、L形 的、曲线形的或由组合的分段为直线和/或曲线形的圆柱面轨迹形成。特别是对于螺旋形 的锁定槽分布路径，旋转方向必须与开槽的刀具的旋转方向相对应。即，对于左向开槽的刀 具必须向左旋地形成螺旋状的锁定槽，相反，对于右向开槽的刀具必须向右旋地形成锁定 槽。因此，也可以实现防拉出固定装置的锁定作用。
[0015] 在另一个实施形式中，刀具的柄在端部具有外螺纹，并且刀具夹持装置的刀具接 纳部具有与此相对应的内螺纹。在这种情况下采用刀具上的外螺纹实现防拉出固定，所述 外螺纹对于左向开槽的刀具是左旋地形成的，对于右向开槽的刀具右旋地形成。在该实施 形式中放弃使用锁定元件和锁定槽。
[0016] 在一个特别优选的实施形式中，接纳锁定元件的支承孔优选设计成贯穿地从刀具 夹持装置的外周面延伸到接纳刀具的刀具夹持装置的内腔中。这里所述支承孔垂直于刀具 夹持装置的旋转轴线设置，从而与旋转轴线相交和/或与接纳刀