專利名稱：具有刀頭的刀具夾具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種刀具夾具，包括一個可拆式固定的刀頭以及一個冷卻潤滑劑輸入裝置。
背景技術：
冷卻劑或冷卻潤滑劑在切削過程中具有重要意義。在車、銑和鉆所屬的切削中，在從工件切削下切屑的有效的切削刃上導致高溫，高溫加速刀具(刀頭)的磨損。在刀具切削刃上溫度升高的原因在于，刀頭材料的比熱以及導熱能力不足以在足夠的程度上將生成的摩擦熱量排走。在切削鈦工件時，還會出現(xiàn)材料鈦與刀具焊接的傾向。這樣一種"粘結傾向"也可以用一種冷卻潤滑材料(以下簡稱冷卻劑)來阻止或最小化。為將一種冷卻劑以足夠的量送到切削部位，已經(jīng)建議采取多種不同措施。 在DE 37 40 814 Al中這樣建議，為了冷卻劑濕潤刀頭的切削和切屑面區(qū)域，刀具夾具和刀頭設有在這兩個結構件的貼合面內相互通入的冷卻劑通道，并且刀頭的至少一條冷卻劑通道緊挨在位于切削位置的切削刃附近通入切屑面。為了促成這一點，建議，刀頭的切屑面本身設有溝槽，冷卻劑經(jīng)由這些溝槽從刀具夾具朝有效的切削刃方向引導。根據(jù)一種在該文獻中的備選建議，刀頭本身應具有形式為孔的冷卻劑通道，這些冷卻劑通道通入切屑面。 一種這樣的構型的缺點在于，刀頭的切屑面幾何形狀受到這些冷卻溝槽的不利影響并且排屑可能會受到干擾，排屑應該導致比較短小的切屑折斷。此外，與在刀頭中的孔一樣，溝槽也具有缺點，即刀頭體本身被減弱。最后，這樣的構型也不能保證以足夠的量將冷卻劑引導到切削部位。 如例如在DE 930 790 C2中描述的那樣，其他的解決方案建議，為了冷卻和潤滑，介質的射流在壓力和高的速度作用下從一個噴嘴件出來射入到在刀具的自由面和工件之間的空間中，射到切削刃上。由此出發(fā)，就此用一種冷卻劑基本上只對刀具的自由面進行加載，而不是對切屑面以及切削下的切屑進行加載，還存在的缺點是，這個噴嘴設置在一個單獨的保持裝置上，該保持裝置沒有與刀具或刀具夾具保持連接，因而調節(jié)困難。
在EP 1 073 535 Bl中建議，可以應用盡可能高的冷卻劑壓力，并且以一個或多個細小射流的形式將其主要對準刀頭和由刀頭切下的切屑。在流體射流中使用的壓力選擇得越高，將流體射流不僅用于純冷卻而且還用于機械地影響從工件切下的切屑的可能性就越大，特別是具有將切屑折斷成盡可能小的微粒的目的。冷卻劑應在規(guī)定的100巴(107帕)以上的高壓下對準切削點。為此，刀具夾具具有一個用于一個刀頭的座以及一塊用螺絲擰上的、具有至少一個噴嘴的板，該噴嘴是一個噴嘴插件的部分，該插件繞其自身的中軸線可以轉動并且應該如此地固定在一個位置上，以致一個由該噴嘴出來的流體射流對準刀頭的切屑面。冷卻劑應該經(jīng)由在刀具基本夾具中的一條或多條通道進入刀具夾具的一個多邊形桿的一個孔中并且從那里繼續(xù)向在所謂的板中的噴嘴傳送。關于冷卻劑管路不進行詳細闡述。就在孔的出口點處應該使用一些密封環(huán)而言，不利的方式是存在著在107帕以上的高流體壓力情況下密封不足的危險。另外，噴嘴的調節(jié)比較費事并且其固定不是充分可靠的，以致特別是在給出的高壓情況下射流方向可能發(fā)生變化。 在US 5，340，242中建議一種用于刀頭的刀具夾具，其中在刀頭旁邊用螺絲固定 一個主體，該主體有一個用于冷卻劑流的通孔。這個通孔一方面通向一個具有一個冷卻劑 入口的刀具夾具桿中以及通向一個小的冷卻劑出口 ，通過冷卻劑出口 ，冷卻劑可以朝刀頭 的有效的切削刃方向以射流錐的方式噴射。為能調節(jié)射流錐方向，設置一個帶有一個偏心 頭的調節(jié)螺釘。這里也存在著選擇的調節(jié)發(fā)生改變的危險，以致冷卻劑明顯只提到直至最 大10巴的壓力。但特別是在切削鈦材料時，由于切削刃上的高溫，在刀具(刀頭)和切削 下來的切屑之間出現(xiàn)焊接效應。熱的切屑在較長的一個區(qū)段上與刀具接觸，在該區(qū)段上可 能首先在切削刃上出現(xiàn)一些沉積物，而隨后可能會出現(xiàn)更大的切削刃片崩落。在這方面來 說，在切削鈦時需要特別好的冷卻或散熱。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是繼續(xù)發(fā)展一種開始所述類型的刀具夾具，該刀具夾具適用于將一 股冷卻劑流以最佳方式對準各個在切削過程中有效的切削刃。特別是本發(fā)明在切削鈦材料 時應該具有優(yōu)點。 該任務將通過按照權利要求1所述的刀具夾具解決，該刀具夾具具有一個可拆式 固定的夾緊蓋，它帶有一個冷卻劑入口以及多條與其直接或間接經(jīng)由十字交叉配置的橫孔 連接的直徑較小的排出通道，這些排出通道如此對準，以致在切削的整個嵌入長度上用一 種冷卻劑對刀頭的前部切削刃進行噴射，前部切削刃在工件加工過程中切削地嵌入工件。 因此，取代一種單個射流，用多個細小射流對準切削部位，這些細小射流針剌狀傳向切削 刃，以致周圍飛起的切屑和在切削部位蒸發(fā)的冷卻液都不可能導致冷卻惡化。設置至少兩 條這樣的排出通道，優(yōu)選三條或四條排出通道。 按照本發(fā)明的另一種構型，夾緊蓋構成為用于刀頭的夾鉗，該夾鉗經(jīng)由一個嵌入 刀頭夾緊凹槽的夾爪固定在刀具夾具上。夾緊凹槽以及夾爪的構成原則上按現(xiàn)有技術以及 相互配置是已知的，其中，在拉緊夾鉗時，夾爪以其前部尖端經(jīng)由在夾緊凹槽中的接觸點將 刀頭壓入刀具夾具的刀具座中。夾緊蓋或夾鉗本身用一個或多個夾緊螺釘固定。
所謂的排出通道具有直徑為0. 5mm至2mm優(yōu)選lmm的出口 。


借助附圖詳細說明本發(fā)明的其它實施例以及優(yōu)點。其中 圖1刀具基本夾具的透視圖； 圖2a、2b通過刀具基本夾具的在一條冷卻劑管路區(qū)域內的具有剖切平面的局部 剖視圖； 圖3刀具夾具的局部剖視圖； 圖4a至4c帶有固定的夾緊蓋的刀具夾具的各個視圖；禾口 圖5a至5c刀具夾具的各個不同的視圖。
具體實施例方式
在圖1中所示的刀具基本夾具IO具有一個夾持桿11以及兩個容納孔12、13，它們
4為刀具架桿的推入而構成。這里特別考慮空心桿錐體，如由圖3至圖5可知的那樣。桿ll 在上側具有一個網(wǎng)格型面14。 如由圖2b可部分地看出的那樣，在刀具基本夾具10的背側設置兩個并排的開孔 15，用于冷卻劑輸入的高壓管路可以從機器側起連接在這些開孔上。接口 15以及下面描述 的冷卻劑輸入針對壓力> 100巴(107帕)進行設計。直徑相對于入口 15連續(xù)縮小到一個 較小的尺寸，此后該孔16最終通入一個端側用一個塞子18封閉的橫孔17。橫孔是必需的， 以便從夾緊裝置的區(qū)域在一側引出冷卻劑流。這個橫孔17通入一個導引通過一個桶22的 縱孔20，該桶還支承一個夾緊裝置，在夾緊裝置中例如采用一些球作為夾緊元件，這些球經(jīng) 由一些夾緊螺釘25借助一個錐形部分可操縱并且用于將所述桿30這樣夾緊，以致圍繞著 刀具基本夾具的容納孔12、 13的相應的平貼合面和刀具夾具的環(huán)形平貼合面31相互貼合 或在夾緊時被相互導引。 冷卻劑孔20在端側與一個管體24連接，它經(jīng)由一種外螺紋既與刀具基本夾具10 連接，又與桶22連接。管體24通入一個孔21，該孔又通入一個另外的制有外螺紋的管體 26，該外螺紋擰入在刀具基本夾具10和刀具夾具29中的現(xiàn)有的孔的相關內螺紋中。以這 種方式，在冷卻劑管路20中，在通往桶22或從桶22到刀具夾具29的過渡段上截獲現(xiàn)有的 高的冷卻劑壓力，以致例如在桶上可以使用商用標準的結構件。 然而，刀具基本夾具10還具有一個用于低壓冷卻劑運送的另外的接口 27，該接口 經(jīng)由一個橫孔32通入冷卻劑管路21或一個相應的管件24。接口 27經(jīng)由一個塞子可封閉。
冷卻劑入口 15可以分別單獨地用一個相應的冷卻劑高壓進行加載，以致冷卻劑 壓力可以與需求匹配。 包括橫孔在內的冷卻劑管路20、21的走向基本上這樣確定，即未示出的夾緊螺釘 必須被"繞過"。以這種方式和方法可以使刀具基本夾具設計得緊湊。 在刀具夾具29中，經(jīng)由冷卻劑管路28以及一個橫孔將冷卻劑引向一個出口 34，該 出口通到夾緊蓋35(見圖4)或一個夾鉗36下面。夾緊蓋35用四個夾緊螺釘37固定在刀 具架上。夾緊體具有兩個十字交叉的孔38、39，它們在一個共同的十字交叉點相交，其中這 些孔與出口 34保持連通，以致那里出來的冷卻劑可以到達所述孔38和39。出于制造工藝 的原因，這些孔的"盲端"分別通過塞子40封閉。由所述孔38和39引出一些狹窄的直徑 為lmm的通道41，其縱軸線這樣對準，以致延長部在一個刀頭42的切削刃角的區(qū)域內如此 收斂，以致切削刃在切削刃角43的區(qū)域內，在有效的切削部位均勻地用一種冷卻液進行加 載。刀頭42以已知方式借助一個夾緊螺釘44固定。因此，冷卻劑輸入以受保護的方式從 機床經(jīng)由刀具基本夾具和刀具夾具到一個刀頭42的切削刃角43，在這里冷卻劑流分成三 個小直徑的射流。這些冷卻劑射流既可用于使切削刃上的溫度降到最低，又可用于影響排 屑或斷屑。 按照圖5a、5b和5c所示的實施形式的不同之處主要在于，夾緊蓋構成為夾鉗36。 圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的刀具夾具29的俯視圖。相反圖5b和5c示出了刀具夾具29的 側視圖(見圖5b)或分解透視圖(見圖5c)。在這種實施形式中，夾鉗借助一個夾緊螺釘 45固定在刀具夾具上，其中夾鉗36具有一個夾爪46，該夾爪嵌入刀頭48的一個夾緊凹槽 中并將其壓入用于刀頭的座中。十字交叉的通道38和39向朝向在目前情況下具有一個圓 形切削刃的刀頭48的一側通入兩對通道49、50，這些通道以一個小的角度朝出口輕度發(fā)散地分別相互分開地延伸。經(jīng)由前部出口 49、50在夾鉗36上總共產(chǎn)生四個冷卻劑射流，它們 覆蓋一個大約90至130。的弧形區(qū)域。 通道41或49和50的定向分別如此選擇，以致出來的冷卻劑射流依據(jù)待使用的刀 頭的幾何形狀有針對性地到達形成切屑的部位。夾鉗或夾緊蓋牢固地與刀具夾具連接，從 而消除冷卻劑射流的錯誤定向。 刀具夾具29特別可以這樣構成，即可有選擇地安裝按照圖4a至4c的夾緊體或者 按照圖5a至5c的夾鉗36。
權利要求
刀具夾具，包括一個可拆式固定的刀頭(42、48)以及一個冷卻潤滑劑輸入裝置(28)，其特征在于，具有一個夾緊蓋(35、36)，該夾緊蓋帶有一個冷卻劑入口(34)以及多條直接或經(jīng)由十字交叉設置的橫孔(38、39)間接連接的直徑較小的排出通道(41；49、50)，刀具夾具的冷卻潤滑劑輸入裝置通入所述冷卻劑入口，所述排出通道如此對準，以致在切削的整個嵌入長度上用一種冷卻劑對刀頭(42、48)的前部切削刃進行噴射，前部切削刃在工件加工過程中切削地嵌入工件。
2. 按照權利要求1所述的刀具夾具，其特征在于，設置至少兩條優(yōu)選三條或四條排出 通道。
3. 按照權利要求1或2所述的刀具夾具，其特征在于，夾緊蓋構成為用于刀頭(48)的 夾鉗(36)，該夾鉗經(jīng)由一個嵌入一個刀頭夾緊凹槽的夾爪可拆式固定在刀具夾具上。
4. 按照權利要求1至3之一所述的刀具夾具，其特征在于，排出通道(41 ;49、50)的直 徑為0. 5mm至3線優(yōu)選lmm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種刀具夾具，包括一個可拆式固定的刀頭(42、48)以及一個冷卻潤滑劑輸入裝置(28)，其特征在于，具有一個夾緊蓋(35、36)，該夾緊蓋帶有一個冷卻劑入口(34)以及多條直接或經(jīng)由十字交叉設置的橫孔(38、39)間接連接的直徑較小的排出通道(41；49、50)，刀具夾具的冷卻潤滑劑輸入裝置通入所述冷卻劑入口，所述排出通道如此對準，以致在切削的整個嵌入長度上用一種冷卻劑對刀頭(42、48)的前部切削刃進行噴射，前部切削刃在工件加工過程中切削地嵌入工件。
文檔編號B23B27/10GK101743082SQ200880024812
公開日2010年6月16日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權日2007年7月17日
發(fā)明者G·林德納, H·施托希 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司