專利名稱:用于切削刀具可拆卸組裝的刀桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于切削刀具可拆卸組裝的刀桿,該刀桿包括一個殼體和一個布置在殼體內(nèi)的夾緊機(jī)構(gòu),該夾緊機(jī)構(gòu)包括一個插入式元件,它布置成用于配合在刀具內(nèi)的一個凹形開口中,插入式元件可相對于包括在殼體內(nèi)的一個襯套管前后運動,該襯套管位于一個內(nèi)端位置和一個外端位置之間,在該內(nèi)端位置上,刀具相對于殼體被夾緊,在該外端位置上,刀具被從殼體上拆下來,更加確切地說,通過活塞裝置來實現(xiàn)刀具的夾緊和拆下,該活塞裝置可在殼體內(nèi)的一個腔中前后運動并且該活塞裝置分離出外室和內(nèi)室,液壓油可供給到外室和內(nèi)室及從外室和內(nèi)室供出,以便將插入式元件移向任何一個所述端位置,除了活塞外,活塞裝置包括一個帶有外部向后漸縮的第一錐形表面的突出部,該錐形表面用于與多個沿切向間隔開的楔形體相配合,楔形體具有內(nèi)部凹拱形表面和外部凸拱形表面,內(nèi)部凹拱形表面用于壓靠活塞突出部分上的所述第一錐形表面,外部凸拱形表面用于壓靠述襯套管中的內(nèi)部向后擴(kuò)展表面,活塞突出部分的第一錐形表面具有一個適度的錐角,其目的是在前端位置上使活塞裝置產(chǎn)生自鎖。
上述那種刀桿一般可以在切屑形成機(jī)加工如車削、銑削、鉆削和類似加工中的自動機(jī)器中發(fā)現(xiàn)。這種刀桿的優(yōu)點在于它們可以快速而簡單地進(jìn)行刀具的更換。在以前所公知的刀桿中令熟練技師感到困難的問題是保證與到達(dá)后端位置上的活塞裝置相關(guān)的楔形體的獨特自鎖,其目的是將刀具固定在刀桿中。楔形體的自鎖是必要的,以便在刀具運行時的長時間內(nèi)釋放室內(nèi)的油壓,而這種楔形體的自鎖是以具有小錐角的活塞突出部分的錐形面為基礎(chǔ)。
通過本發(fā)明以之為基礎(chǔ)的調(diào)查,已經(jīng)證實實現(xiàn)楔形體獨特自鎖的這些困難的一個原因是在活塞突出部分的錐形表面和楔形體的單個內(nèi)部凹拱形表面之間永久地存在一個較薄的油膜,其原因是活塞突出部分和楔形體被安裝在一個永久地充有油的室內(nèi)。這意味著,所述表面之間的摩擦力變得如此小以致自鎖效果不能立即產(chǎn)生作用。為了保持刀具被夾緊時活塞突出部分作用在楔形體和所述插入式元件上的張力,這種自鎖是必要的。
本發(fā)明的目的是消除前面公知的刀桿中的上述問題,并提供一種刀桿,該刀桿可以可靠方式使與刀具夾緊相關(guān)的楔形體獨特自鎖;所有這些的目的是保證由與夾緊相關(guān)的活塞裝置所施加的張力得以保持,而不會中斷。
根據(jù)本發(fā)明,上述目的可以通過權(quán)利要求1的特征部分所限定的特征來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)一步限定在從屬權(quán)利要求中。
在附圖中
圖1是通過本發(fā)明刀桿的縱向立體剖視圖,其中安裝在刀桿中的切削刀具局部用視圖表示,局部用剖視圖表示;圖2是立體分解圖,它表示包含在刀桿中的活塞裝置和與活塞裝置相配合的單個楔形體;圖3是通過圖1的刀桿的縱向剖視圖,剖視圖的上半部分表示第一功能狀態(tài),在該第一功能狀態(tài)中刀具從刀桿上拆下來,同時下半部分表示了第二功能狀態(tài),在第二功能狀態(tài)中刀具夾緊在刀桿中;以及圖4是活塞裝置的側(cè)視圖。
在圖1中,標(biāo)號1總體上表示刀桿,2表示的刀具可拆卸地安裝在該刀桿中。該刀桿呈圓柱形殼體1的形狀,該殼體由后部和前部組成,后部包括一個缸體3和一個端壁4,而前部包括一個凸緣5和一個套管6,該套管6向后延伸,該套管6通過一個螺紋接頭7連接到缸體3上。在通過螺釘8(見圖3)固定在附屬機(jī)器上的凸緣5中,一個中心孔9凹入并用作刀具2的夾緊裝置。
除了頭部10外,該刀具2包括一個呈短管件形狀的部分11,該部分11從頭部向后延伸,管件限制出一個凹形向后的開口12。實際上,套管11的外部包絡(luò)面和孔9的內(nèi)表面具有多邊形的橫截面和軸向錐形的形狀。這種刀具可以是商業(yè)上可獲得的“COROMANTCATTON”牌刀具。如圖1中所看到的那樣,刀具2配置有至少一個切削刀片13。
沿軸向可前后運動的兩個部件布置在殼體1的里面,這兩個部件即一個活塞裝置14和一個標(biāo)號為15的插入式元件。如圖2和4所看到的一樣,活塞裝置14包括一個活塞本身16和一個突出部17,該突出部從一側(cè)向前突出?;钊?6把設(shè)置在殼體1內(nèi)的腔在一側(cè)分成前室或者外室19及另一側(cè)分成后室或者內(nèi)室20。各自通過第一和第二通道21和22分別將油供給到這些室及把油從這些室中輸出。
具有旋轉(zhuǎn)對稱形狀的插入式元件15與多個沿切向隔開的指形件23配合,這些指形件安裝在環(huán)24中,并且通過加厚的向外部分與部分11內(nèi)側(cè)上的凹槽25配合。在中間部分區(qū)域中,通過一個密封環(huán)27使插入式元件15相對于布置在殼體1內(nèi)的襯套管26被密封。通過一側(cè)上的所述密封環(huán)27和另一側(cè)的活塞16邊緣上的類似密封環(huán)28來液壓地限定外室19。
在后端,襯套管26一個具有內(nèi)側(cè)錐形表面29,該表面向后變寬,多個沿切向間隔開的楔形體31上的局部錐形外表面30靠在表面29上。這些楔形體31上的后部平端面靠在環(huán)32上,而環(huán)32包括在插入式元件15中。楔形體的數(shù)目最好是四個。環(huán)32通過軸向、不能看見的材料部分連接到插入式元件15上。
如圖2和4所看到的那樣,活塞突出部17具有第一和第二錐形表面33、34,其中后面那個表面具有比第一表面大得多或者陡得多的錐角。在所示出的示例中,表面33的錐角接近等于4°(這意味著雙錐角是8°),同時,表面34的錐角等于45°。實際上,這些角度可以改變,但是表面33的錐角在各種情況下不應(yīng)該超過大約6°,從而實現(xiàn)所要的自鎖效果。在錐形表面34和活塞16之間有一個變窄的中間細(xì)部35。
在圖2中,可以看到單個楔形體31如何具有內(nèi)部凹拱形的表面36,該表面36用于靠壓在第一錐形表面33上。在前端上,表面36變成一個輔助的類似凹拱形的表面37,從而與錐形表面34配合。在其它情況下,楔形體由前平面和后平面以及一對相對的平側(cè)表面限定。沿著表面36和30所畫出的假想母線之間的角度在各種情況下與沿著錐形面33和襯套管26后端上的內(nèi)錐形面29所畫出的假想母線之間的角度一致。
插入式元件15、指形件23、楔形體31及活塞裝置14一起形成了夾緊機(jī)構(gòu)的主要部件,通過該夾緊機(jī)構(gòu)可以將刀具2夾緊在殼體1中或者從殼體1中松開。更加確切地說,夾緊發(fā)生在圖3下半部所示的狀態(tài)中。在這種狀態(tài)中,通過把液壓油供給到外室19中,從活塞裝置14已被移動到內(nèi)側(cè)端部位置上,在該位置上,錐形表面33、34拉動楔形體31并把壓向一個徑向外端位置。起初,楔形體31的徑向運動發(fā)生得很快,因為靠在每個楔形體表面37上的第二錐形表面34相對較陡(如45°)。當(dāng)楔形體上的表面37(參見圖2)通過錐形面34并且表面36壓靠第一錐形面33時,該徑向運動相對于活塞裝置的徑向運動變得緩和。當(dāng)楔形體31軸向向后運動時,環(huán)32和插入式元件15作為一個整體同時被推動。當(dāng)插入式元件15接近后端位置時,指形件23的加厚自由端部與部分11內(nèi)部上的凹槽25配合,并且通過插入式元件上的一個加厚局部錐形端部18在凹槽內(nèi)壓裝就位。以這種方式,指形件23相對于刀桿鎖住刀具2。
當(dāng)?shù)毒卟鹣虏⑼瞥龅稐U時,通過通道22把油供給到室20,同時,通過通道21把來自室19中的油返回到油箱內(nèi)。在進(jìn)行這些時,插入式元件15將到達(dá)一個前端位置,這表示在圖3的上半部分中,更加確切地說,活塞突出部17的前平端面38壓靠在插入式元件上的類似后端面39上。端面39構(gòu)成了插入式元件后端上圓柱形凹入部分的底部。在這樣情況下,環(huán)32使楔形體31沿軸向向前,錐形表面29、30保證楔形體也沿徑向進(jìn)行移動,更加確切地說,沿著向著中心的方向移動。當(dāng)插入式元件到達(dá)前端位置時,指形件23向著中心徑向向內(nèi)彈回,指形件的自由端從與凹槽25的配合中脫開。這意味著,刀具相對于刀桿的緊鎖結(jié)束了,刀具從刀桿中推出一個距離,然后刀具可手動地從刀桿中取下來。
至于說這里已經(jīng)描述過的圖示刀桿,它基本上是以前公知的。但是,在以前刀桿中,活塞裝置14上的錐形表面33整個是光滑的。如開始時所指出的那樣,這就意味著,楔形體所需的自動制動的鎖緊不能實現(xiàn)。更加確切地說,當(dāng)室19內(nèi)的油壓一旦被截斷,活塞裝置的張力就減少了。
本發(fā)明的特征在于,在錐形表面33上形成了一個或者多個橫向凹槽40,其目的是從表面33、36之間的接觸表面排出存在的油。如果多個凹槽相互間隔分布是有利的,單個凹槽是環(huán)狀并且沿一個垂直于活塞突出部17的幾何中心軸線的平面進(jìn)行延伸。在圖4中,一個實施例被放大,根據(jù)該實施例,凹槽40的數(shù)目等于7個。這些凹槽覆蓋了錐形表面的大部分長度。但是,應(yīng)該指出的是,后部凹槽設(shè)置在距離兩個錐形面33和34之間的過度線或者過度表面41的某一距離處。按照這種方式,可保證單個楔形體可以從錐形面34逐漸上升到錐形面33中,而不會干擾這些凹槽。因此,在到達(dá)后部凹槽之前,表面36可以逐漸上升到錐形面33,并且基本上沿著用42所示出的表面部分在軸向上稱動。在這方面,應(yīng)當(dāng)指出的是,錐形面33、34之間的過度部分41實際上構(gòu)成了一個圓形表面部分,而不是一條突然中斷的線。
當(dāng)與活塞裝置14沿向后方向移動相關(guān)的單個楔形體逐漸上升到錐形面33上并且相對于活塞裝置14向后運動時,表面33和36之間的接觸表面中的油將被壓進(jìn)凹槽內(nèi),并且側(cè)向地排到空著的空間,這些空間形成在每對沿切向間隔開的楔形體之間。這意味著,在表面之間產(chǎn)生急劇增大的摩擦力期間,在主要的沒有油的表面中的金屬物質(zhì)相互之間形成接觸。因此,當(dāng)室19內(nèi)的油壓減少到零時,保持了楔形體的明顯嵌入,因此,實現(xiàn)了自鎖。按照這種方式,不會有損失活塞裝置張力的危險,因此不會損害刀具在刀桿中的夾緊。
應(yīng)該注意到,由于比例原因,凹槽40沒有示出在圖1和圖3中。
實際上,單個凹槽40具有0.2-0.5mm的深度,并且最大寬度處于0.3-0.7mm的范圍內(nèi)。但是這些值并不關(guān)鍵,是可以向上及向上變化的。
權(quán)利要求
1.一種用于切削刀具可拆卸組裝的刀桿,該刀桿包括一個殼體(1)和一個布置在殼體內(nèi)的夾緊機(jī)構(gòu),該夾緊機(jī)構(gòu)包括一個插入式元件(15),它布置成用于配合在刀具(2)內(nèi)的一個凹形開口(12)中,插入式元件(15)可相對于包括在殼體(1)內(nèi)的一個襯套管(26)前后運動,該襯套管(26)位于一個內(nèi)端位置和一個外端位置之間,在該內(nèi)端位置上,刀具相對于殼體被夾緊,在該外端位置上,刀具被從殼體上拆下來,更加確切地說,通過活塞裝置(14)來實現(xiàn)刀具的夾緊和拆下,該活塞裝置可在殼體內(nèi)的一個腔中前后運動并且該活塞裝置分離出外室和內(nèi)室(19,20),液壓油可供給到外室和內(nèi)室及從外室和內(nèi)室供出,以便將插入式元件移向任何一個所述端位置,除了活塞(16)外,活塞裝置(14)包括一個帶有外部向后漸縮的第一錐形表面(33)的突出部(17),該錐形表面(33)用于與多個沿切向間隔開的楔形體(31)相配合,楔形體(31)具有內(nèi)部凹拱形表面(36)和外部凸拱形表面(30),內(nèi)部凹拱形表面(36)用于壓靠活塞突出部分(17)上的所述第一錐形表面,外部凸拱形表面(30)用于壓靠述襯套管(26)中的內(nèi)部向后擴(kuò)展表面(29),活塞突出部分(17)的第一錐形表面(33)具有一個適度的錐角,其目的是在后端位置上使活塞裝置產(chǎn)生自鎖,其特征在于一個或者多個橫向凹槽(40)設(shè)置在活塞突出部分(17)的所述錐形表面(33)中,其目的是從第一錐形面(33)和單個楔形體(31)的內(nèi)表面(36)之間的接觸面排出油。
2.如權(quán)利要求1所述的刀桿,其特征在于單個凹槽(40)是環(huán)形的,并沿著一個垂直于活塞突出部分(17)的幾何中心軸線的平面延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及切削刀具可拆卸組裝的刀桿。包括活塞裝置(14)的夾緊機(jī)構(gòu)包括在刀桿中。由于在其相對側(cè)的每側(cè)上受到油壓作用的活塞(16)使夾緊機(jī)構(gòu)可軸向移動。帶有有適度錐角的錐形表面(33)的突出部分(17)包括在活塞中,突出部分布置成與可以自負(fù)方式相對錐形面鎖住的楔形體(31)配合。為保證自鎖,多個橫向凹槽(40)布置在錐形表面(33)上,通過凹槽可把油從錐形表面(33)和楔形體(31)上的內(nèi)部局部錐形表面(36)之間的接觸面中排出。
文檔編號B23B31/30GK1277089SQ00108009
公開日2000年12月20日 申請日期2000年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月9日
發(fā)明者安德斯·斯科格 申請人:桑德維克公司