用于切削刀片的刀架以及用于制造刀架的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于切削刀片的刀架，所述刀架包括刀架體、用于切削刀片的凹陷部、夾緊元件，所述夾緊元件可牢固地將切削刀片夾緊在凹陷部中，以及至少一個冷卻通道，通過所述冷卻通道可將冷卻劑傳送至切削刀片。
【背景技術】
[0002]此類刀架在多個實施例中是已知的。切削刀片可用于加工工件，例如在車削或銑削時。
[0003]冷卻劑用于改善切削刀片的切削性能。然而，根據刀架的具體幾何形狀，可能非常難以在不損害刀架屬性的情況下將用于冷卻劑的冷卻通道定位于刀架中。例如，對于其中夾緊元件被設計為連同刀架體為單件的刀架，必須引導冷卻通道穿過材料橫截面，具有所述刀架體的所述夾緊元件連接到所述材料橫截面。
【發明內容】
[0004]本發明的目標是進一步開發在開始提及的刀架類型，使得向切削刀片的冷卻劑進給得到改善。
[0005]根據本發明，該目標通過使冷卻通道的橫截面面積和/或橫截面形狀沿著其長度更改來實現。通過該方式可更為簡單地監控有多少冷卻劑抵達切削刀片的哪個部分。
[0006]根據優選的實施例，冷卻通道為彎曲的。這使其可最優地適應刀架，例如夾緊元件的幾何形狀。
[0007]根據本發明的實施例，冷卻通道的橫截面面積從連接部至出口減小。因此，可控制冷卻劑的分布，尤其是存在多個出口時。
[0008]冷卻通道的每個部分可具有至少一個多邊形橫截面形狀或橢圓橫截面形狀。適當選擇橫截面形狀可影響冷卻通道對在其中布置所述冷卻通道的刀架部分的強度的作用。
[0009]根據優選的實施例，冷卻通道具有主通道和至少一個分支。這使其可將冷卻劑傳送至不同位置。
[0010]根據本發明的實施例，分支延伸至夾緊元件并且該分支以相對于刀架體的縱向軸線成約45°的角度延伸。這對材料部分的強度作用相對較小，具有刀架體的夾緊元件連接到所述材料部分。
[0011]夾緊元件優選地設置有夾緊元件通道，所述夾緊元件通道通向面向凹陷部的夾緊元件的一側上的至少一個出口。因此，可直接將冷卻劑引導至切削刀片的表面，所述切削刀片在凹陷部中被夾緊。
[0012]也可使側通道從夾緊元件通道分支并通向夾緊元件的一個面上的至少一個出口。由此，可以以定向的方式將冷卻劑引導至在軸向方向上向前布置的切削刀片的切割刃。
[0013]根據本發明的實施例，可在刀架體中提供板座通道，通過所述板座通道可將板座通道冷卻劑引導至切削刀片，所述切削刀片布置在凹陷部中。這也可將冷卻劑引導至切削刀片的開放區域。
[0014]根據實施例，板座通道具有分支，所述分支通向凹陷部下方的刀架體的側表面上的至少一個出口。板座通道也可具有分支，所述分支通向凹陷部下方的刀架體的一個面上的至少一個出口。通過這些出口，可以以定向的方式將冷卻劑引導至切削刀片的側向或向前開放空間。
[0015]根據需求，出口可具有橢圓或多邊形橫截面形狀。因此，可優化冷卻劑流。
[0016]多個出口也可并排布置以最優地并且精確地將冷卻劑導向至所需位置。出口也可形成蜂窩結構。
[0017]刀架體和/或夾緊元件優選地包括彼此融合的金屬顆粒。
[0018]根據本發明，上述目標也通過制造刀架的方法實現，其中通過加層方法連同刀架體的至少一個部分制造夾緊元件。在這種方法中，與快速原型相似，從多個材料層制造刀架，材料層中的每一者施加到基礎材料層并與其牢固地粘結。例如，這可通過激光燒結來完成。可以方便地將這種方法用于制造其中冷卻通道具有非常復雜的輪廓的刀架，具體地講是無法使用傳統方法制造的輪廓。
[0019]要最小化生產成本，可將刀架制造為混合體，即實心軸部分以及附接的頭部部分，所述實心軸部分例如為銑削和鉆削的，所述頭部部分通過加層方法制造，并且包含具有復雜幾何形狀的冷卻通道。
【附圖說明】
[0020]在下文將參照在附圖中描繪的優選實施例對本發明進行說明。在附圖中:
[0021 ]-圖1示出了根據本發明的刀架的側視圖，其中切削刀片布置在刀架的凹陷部中；
[0022]-圖2示出了圖1的刀架的平面圖；
[0023]-圖3示出了放大比例的圖1的刀架的前端，其中沒有切削刀片布置在凹陷部中；
[0024]-圖4示出了圖3中所示的刀架部分的平面圖；
[0025]-圖5示出了與圖4的視圖對應的視圖，其中指明了剖面；
[0026]-圖6示出了沿著圖5中的平面V1-VI的截面；
[0027]-圖7示出了沿著圖6中的平面VI1-VII的截面；
[0028]-圖8示出了沿著圖6中的平面VII1-VIII的截面；
[0029]-圖9示出了沿著圖6中的平面IX-1X的截面；
[0030]-圖10示出了圖1的刀架的透視圖；
[0031]-圖11示出了放大比例的圖10的細節XI;
[0032]-圖12示出了圖10的細節XI的較大視圖，其中沒有切削刀片布置在凹陷部中；
[0033]-圖13示出了刀架前部的示意性透視圖，其中示出了內部冷卻通道；
[0034]-圖14示出了圖13的細節XIV;以及
[0035]-圖15示出了與圖12的視圖對應的視圖，其中切削刀片布置在凹陷部中，并且指明了通向切削表面的各表面的冷卻劑的流動方向。
【具體實施方式】
[0036]在圖中，所示的刀架10具有軸12，所述軸12可用于在機床(諸如車床)中夾緊刀架。
[0037]在軸的一端處，在此處其被稱為“前端”，所述軸設置有支座部分14，在其上提供了切削刀片18的凹陷部16。軸12和支座部分14 一起形成刀架體。
[0038]切削刀片18為這樣的類型，具體地講，可用于車削凹槽和凹陷部的類型。然而，通過所示實施例的變體，根據本發明的概念原則上也可用于任何其他類型的刀架。
[0039]提供了用于將切削刀片18夾緊在凹陷部16中的夾緊元件20，此處的所述夾緊元件20布置在由軸12的頂側限定的平面上方。夾緊元件20作為單件通過彎曲部分22連接至軸
12。支座部分14和夾緊元件20通過彎曲部分22的側上的間隙24分離，所述彎曲部分22背離軸12，即“在其前方”。
[0040]夾緊裝置26布置在夾緊元件20上，所述夾緊裝置26可用于將夾緊元件20壓靠到支座部分14，S卩，在其中間隙24變窄的方向上。因此，夾緊元件20的前端28可牢固地將切削刀片18夾緊在凹陷部中。
[0041 ]此處的夾緊裝置26為夾緊螺釘，其頭部可在夾緊元件20的頂側上觸及，并且在支座部分14的螺紋孔中被夾緊。
[0042]具體地講，如圖2、圖4和圖5所示，支座部分14和夾緊元件20的前端28被設計為如劍形，即非常長而狹窄。具體地講，支座部分14和夾緊元件20的前端28的寬度小于軸寬度的20%，具體地講約15 %。
[0043]刀架10設置有多個冷卻通道以便能夠將冷卻劑進給到切削刀片18的區域中的各位置。
[0044]在刀架體12中提供了冷卻通道40，所述冷卻通道40從連接部(此處未示出)延伸到前端，所述連接部在背離凹陷部16的刀架1的端部上。
[0045]分支42從冷卻通道40分支，所述分支42延伸穿過彎曲部分22。分支42以相對于刀架體12的縱向軸線成約45°的角度延伸。
[0046]分支42在夾緊元件通道44中延續，所述夾緊元件通道44沿著朝向刀架10的前端的夾緊元件運行，即朝向凹陷部16。如圖3和圖6所示，夾緊元件通道44以曲線延伸，并且因此從最廣義的角度上遵照夾緊元件的過程，所述夾緊元件在其前端28上漸縮。
[0047]夾緊元件通道44通向面向凹陷部16的出口 46。如果切削刀片安裝在凹陷部16中，則從出口 46逸出的冷卻劑抵達切削刀片18的表面，所述冷卻劑沿著所述表面作為冷卻劑流48流動，所述冷卻劑流48被向前導向至前切割刃(參見圖15)。
[0048]夾緊元件通道44分支為多個側通道50，使得每個側通道具有比夾緊元件通道44小得多的橫截面。側通道50通向夾緊元件20的前端28處，即部分通向側向布置的出口52并且部分通向在前端處布置的出口 54、56、58。側向布置的出口 52確保冷卻劑流60被引導至切削刀片18的副切割刃(參見圖15)。在前面處布置的出口 54、56、58確保冷卻劑流62(另請參見圖15)被引導朝向切削刀片18的主切割刃。
[0049]具體地講，圖12、圖14和圖15示出了出口 52、54、56、58的橫截面形狀可不同。出口52具有圓形橫截面。出口 54具有矩形橫截面。出口 56包括多個小型單獨開口，所述多個小型單獨開口一起形成蜂窩狀出口。另一方面，出口 58為圓形。
[0050]示出的橫截面形狀為例子，其指明了可使用適于相應應用的不同橫截面形狀的事實，例如，將大量冷卻劑流(例如經由出口 54)或多個較小的單獨流(例如經由出口 56)引導至切削刀片18上的所需點，或者還引導至使用切削刀片18加工的工件。
[0051]冷卻通道40、42、44、50也可具有不同的橫截面形狀。除了常規的圓形橫截面形狀之外，可使用橢圓形、多邊形(諸如梯形、平行四邊形或矩形)或其他橫截面形狀。這通常取決于相應的需求。例如，平坦但相對較寬的冷卻通道對刀架體12或夾緊元件20的彎曲強度的作用小于具有圓形橫截面并且橫截面面積相同的冷卻通道。
[0052]板座通道70作為分支也從冷卻通道40分支，所述分支通向刀架體12的前端。提供了板座通道將冷卻劑引導至切削刀片18，特別地引導至其開放空間。
[0053]板座通道70在其前端分支成通向其他出口的各個接合點72。與夾緊元件20相似，在此處提供了側向出口 74，通過所述側向出口 74冷卻劑可被導向至切削刀片18的副切割刃下方的側向開放空間(參見圖15中的箭頭76)。此外，提供了正面出口78，每個正面出口具有三角形橫截面(具體參見圖12和圖14)。可從這些出口 78將冷卻劑流導向至切削刀片18的主切割刃下方的開放空間(參見圖15中的箭頭80)。
[0054]具體地講，如圖14所示，通向出口78的分支72也已具有三角形橫截面。然而，分支72最初可從具有圓形橫截面的板座通道70分支，所述板座通道70隨后改變為朝向出口 78的三角形橫截面。
[0055]附圖示出了具有不同橫截面面積的各種冷卻通道。很明顯，通向出口78的分支72具有比通向出口 74的分支更大的橫截面面積，而板座通道70繼而具有比分支72大得多的橫截面面積。由此，可方便地控制多少量的冷卻劑抵達哪個出口。
[0056]可至少通過已知為加層的方法逐個部分地制造所述刀架，即其中整個主體通過將多個材料層以一個材料層施加在另一個材料層頂部的方式來制造的方法。通常，該方法已知源自3D快速原型。優選地，針對刀架而言，使用了金屬粉末薄層，所述金屬粉末薄層可例如通過使用激光施加能量來適當地融化并彼此融合。
[0057]要減少生產成本，也可將刀架制造為混合部件，所述混合部件具有:常規的軸部分，所述軸部分包括實心的加工金屬部分；以及刀架的前部，所述刀架的前部連接至所述金屬部分，其中更復雜的冷卻通道位于所述前部。難以使用常規的加工方法來制造具有變化的橫截面面積和/或非圓形橫截面的冷卻通道。
【主權項】
1.一種用于切削刀片(18)的刀架(10)，所述刀架(10)包括:刀架體(12)、用于切削刀片(18)的凹陷部(16)、夾緊元件(20)，所述夾緊元件(20)可牢固地將切削刀片(18)夾緊在所述凹陷部(16)中，以及至少一個冷卻通道(40、42、44、50、70、72)，通過所述冷卻通道可將冷卻劑傳導至所述切削刀片(18)，其特征在于所述冷卻通道(40、42、44、50、70、72)的橫截面面積和/或橫截面形狀沿著其長度變化。2.根據權利要求1所述的刀架，其特征在于所述冷卻通道(40、42、44、50、70、72)為彎曲的。3.根據權利要求1或權利要求2所述的刀架，其特征在于所述冷卻通道的所述橫截面面積從連接部至出口(46、52、54、56、58、74、78)減少。4.根據前述權利要求中任一項所述的刀架，其特征在于所述冷卻通道(40、42、44、50、70、72)至少在各部分中具有至少一個多邊形橫截面形狀或橢圓橫截面形狀。5.根據前述權利要求中任一項所述的刀架，其特征在于所述冷卻通道(40、42、44、50)具有主通道以及至少一個分支。6.根據前述權利要求中任一項所述的刀架，其特征在于分支(42)延伸至所述夾緊元件(20)，并且所述分支(42)相對于所述刀架體(12)的縱向軸線成約45°角度延伸。7.根據前述權利要求中任一項所述的刀架，其特征在于所述夾緊元件(20)設置有夾緊元件通道(44)，所述夾緊元件通道(44)通向所述夾緊元件(20)的面向所述凹陷部一側上的至少一個出口(46)。8.根據權利要求7所述的刀架，其特征在于側通道(50)從所述夾緊元件通道(44)分支，所述夾緊元件通道(44)通向所述夾緊元件(20)的一個面上的至少一個出口(52、54、56、58、74、78)。9.根據前述權利要求中任一項所述的刀架，其特征在于在所述刀架體(12)中提供板座通道(70)，通過所述板座通道(70)可將所述板座通道(70)冷卻劑引導至布置在所述凹陷部(16)的切削刀片(18)。10.根據權利要求9所述的刀架，其特征在于所述板座通道(70)具有分支(72)，所述分支(72)通向所述凹陷部(16)下方的所述刀架體(12)的側表面上的至少一個出口(74)。11.根據權利要求9或權利要求10所述的刀架，其特征在于所述板座通道(70)具有分支(72)，所述分支(72)通向所述凹陷部(16)下方的所述刀架體(12)的一個面上的至少一個出口(78)。12.根據權利要求7、8、10和11中任一項所述的刀架，其特征在于所述出口(52、54、56、58、74、78)具有橢圓或多邊形橫截面形狀。13.根據權利要求7、8、10、11和12中的一項所述的刀架，其特征在于并排提供多個出口(56、78)。14.根據權利要求13所述的刀架，其特征在于所述出口(56、78)形成蜂窩結構。15.根據前述權利要求中任一項所述的刀架，其特征在于所述刀架體(12)和/或所述夾緊元件(20)包括彼此融合的金屬顆粒。16.—種根據前述權利要求中任一項所述的制造刀架(10)的方法，其特征在于采用加層方法連同所述刀架體(12)的至少一個部分制造所述夾緊元件(20)。
【專利摘要】本發明涉及用于切削刀片(18)的刀架(10)，所述刀架(10)包括刀架體(12)、用于切削刀片(18)的凹陷部(16)、夾緊元件(20)，所述夾緊元件(20)可牢固地將切削刀片(18)夾緊在所述凹陷部(16)中，以及至少一個冷卻通道(40、42、44、50、70、72)，通過所述冷卻通道可將冷卻劑傳送至所述切削刀片(18)，其特征在于所述冷卻通道(40、42、44、50、70、72)的橫截面面積和/或橫截面形狀沿著其長度變化。本發明還涉及用于制造這種刀架(10)的方法，其中采用加層方法連同所述刀架體(12)的至少一個部分制造所述夾緊元件(20)。
【IPC分類】B23C5/28, B23C5/22, B23B27/10, B23B51/06, B23B27/16, B23B29/06
【公開號】CN105710400
【申請號】CN201510956328
【發明人】I·考夫曼
【申請人】鈷碳化鎢硬質合金公司