CN101678468A - 刀架减震*** - Google Patents
刀架减震*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN101678468A CN101678468A CN200880019106A CN200880019106A CN101678468A CN 101678468 A CN101678468 A CN 101678468A CN 200880019106 A CN200880019106 A CN 200880019106A CN 200880019106 A CN200880019106 A CN 200880019106A CN 101678468 A CN101678468 A CN 101678468A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- knife rest
- main shaft
- shank
- recess
- cushioning members
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/006—Conical shanks of tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/117—Retention by friction only, e.g. using springs, resilient sleeves, tapers
- B23B31/1179—Retention by friction only, e.g. using springs, resilient sleeves, tapers using heating and cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
- B23B2222/04—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
- B23B2222/28—Details of hard metal, i.e. cemented carbide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
- B23B2222/84—Steel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23B2226/33—Elastomers, e.g. rubber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2250/00—Compensating adverse effects during turning, boring or drilling
- B23B2250/16—Damping of vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2260/00—Details of constructional elements
- B23B2260/114—Rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
本发明提供了铣床的刀架和旋转主轴。减震构件可以设置在所述刀架或主轴的外表面上或者设置在所述刀具和刀架或刀架和主轴之间,以减弱因使用具有切削刀具的刀架而产生的谐波共振。
Description
技术领域
本发明通常涉及例如铣床的旋转切削机床,更特别地,涉及减震主轴和刀架组件,其适合于消除通常在高速铣削应用中使用切削刀具期间发生的谐波共振。
背景技术
众所周知,在现有技术中已经使用了各种刀架,其与例如铣床或镗床的机床的旋转主轴接合以在工件切削期间将切削刀具固定地接合到机床上。旋转切削机床典型地包括电机驱动主轴,刀架附接到电机驱动主轴上,所述刀架构造为容纳切削刀具最终用于切削工件的柄部。通常,通过在主轴中设置利用外螺纹螺栓将刀架的上端或柄部固定到其中的腔室实现将刀架附接到主轴上,所述外螺纹螺栓移动穿过主轴的一部分并且旋接于在刀架柄部内轴向延伸的内螺纹孔中。在最早的刀架中,在刀架的下端或安装部上也形成用于接纳切削刀具柄部的中心孔,所述切削刀具通过刀架与铣床或其它机床相接。在切削刀具的柄部***刀架的中心孔之后,刀架柄部通过拧紧上述螺栓紧密固定到主轴中,从而将切削刀具刚性保持在刀架内。
尽管将切削刀具接合到切削机床上,现有技术的刀架通常具有某些降低其总实用性的缺陷。更特别地,更缓慢的转速通常允许切削机床充分工作,由于主轴和刀架之间产生振动力的结果,高速切削(优选地)很难制造令人满意的产品。具体地,在更高的旋转切削速度下,切削刀具通常开始振动或颤动,从而不能保持充分的刀具控制,在现实中会对工件造成损坏,同时可能伤害操作人员。更特别地,谐波共振传递给刀架会引起其相对于主轴的轻微运动,在极个别情况下,会导致刀架在主轴内松动。可以认识到,刀架相对于主轴的共振会导致对工件的切削大大超出公差。同样,谐波共振会导致切削刀具颤动,从而在刀架内发生松动。在有些情况下,切削刀具甚至会从刀架中震出,或者相对于刀架超出公差范围。
现有技术的刀架的另一缺陷在于,切削刀具柄部固定在刀架中心孔内的方式通常导致切削刀具不同心地安装在刀架内。这种不同心安装在例如在立式铣床上进行的现代、高公差机加工应用中是不受欢迎的,其中,切削刀具在刀架内的微小同心度变化通常会导致切削操作的突然失效。
本发明通过提供包括减震构件的刀架解决现有技术的刀架中的这些及其他缺陷,所述减震构件用于消除通常在高速铣削应用中使用切削刀具期间产生的谐波共振。在根据本发明构造的刀架中,通过将切削刀具柄部热收缩在刀架内可以大体上消除切削刀具柄部不同心地安装在刀架内。下面将更详细地讨论本发明的这些及其它特征和优点。
发明内容
根据本发明,提供了一种在铣床的旋转主轴中使用的刀架。刀架包括圆锥形柄部,所述圆锥形柄部适合于***主轴内的互补凹部中。除了柄部之外,刀架包括切削刀具安装部,所述切削刀具安装部包括在其中沿轴向延伸以接纳切削刀具柄部的孔。圆形构造的凸缘部形成在柄部和安装部之间,所述圆形构造的凸缘部相对于所述柄部和安装部沿径向向外延伸。大致V形槽或凹部设置在凸缘部的周向边缘上,所述V形槽或凹部用于容纳自动刀架更换器。
本发明的刀架还包括设置在互补凹槽或通道内的环形的环状减震构件,所述互补凹槽或通道设置在凸缘部的大致平坦顶面上并围绕(即,包围)其柄部延伸。减震构件优选地由弹性体材料制成,并且该减震构件在刀架柄部***并固定在主轴中时被压缩于凸缘部和主轴的大致平坦远端之间。优选地,以在主轴远端和凸缘部顶面之间形成直接的、金属与金属接触方式帮助刀架完全***主轴中。然而,这种金属与金属接触尽管是优选的,但不是必需的。如果形成这种金属与金属接触的话,主轴远端和凸缘部顶面之间的抵靠接合有效地封闭顶面上的通道,其中,减震构件的尺寸设置成使得当被压缩时,所述减震构件大体上充满由封闭通道所限定的可用敞开区域并且给刀架和支撑于其上的主轴施加弹性的偏压力。当减震构件以这种方式压缩时,它适合于消除谐波共振,所述谐波共振通常在切削刀具柄部***刀架的切削刀具安装部的孔中并且切削刀具在高速铣削应用时发生。减震构件还在刀架凸缘部和主轴之间形成密封,防止碎屑、切削油或其它污染物进入刀架柄部和主轴凹部之间,从而保持主轴/刀架组合的清洁。由于减震构件接纳在形成于刀架凸缘部的顶面上的互补通道中,当刀架在极高速铣削应用中使用时,可以防止减震构件发生过大的径向位移。
通过结合附图阅读下列详细说明可以更清楚地了解本发明。
附图说明
在参考附图的情况下,本发明的这些及其它特征将变得更加明显,其中:
图1是根据本发明第一实施例构造的刀架在***铣床的旋转主轴中时的透视图;
图2是图1所示刀架和主轴组合的局部剖视图;
图3是图2所示环绕区域3的放大图,显示了在刀架和铣床主轴之间处于压缩状态的刀架减震构件;
图4是与图3类似的第一实施例的刀架的局部剖视图,但是显示了处于由从主轴中取出刀架引起的未压缩状态的刀架减震构件;
图5是与图4类似的第一实施例的刀架的局部剖视图,但是显示了用于容纳减震构件的刀架通道的横截面构造的第一可能变形;
图5A是与图5类似的刀架的局部剖视图,但是显示了在设置于通道的第一变形中时处于压缩状态的减震构件;
图6是与图4和5类似的第一实施例的刀架的局部剖视图,但是显示了用于容纳减震构件的刀架通道的横截面构造的第二可能变形;
图7是根据本发明第二实施例构造的刀架的局部剖视图,包括设置在刀架的锥形柄部内的一个或多个减震构件;
图8是机床刀具主轴的局部剖视图,所述主轴装配有根据本发明一个方面的一个或多个内部减震构件;
图9是与图2类似的刀架和主轴组合的局部剖视图,但是进一步显示了可选用的保持旋钮构件,所述保持旋钮构件可以与根据这里所讨论的实施例构造的刀架柄部相配合;
图10是根据本发明第三实施例构造的刀架的局部剖视图,包括限定了刀架柄部的锥形外表面的热装套筒;
图10A是图10所示刀架的变形的局部剖视图;
图11是根据本发明的另一方面构造的适配器盖的顶部透视图,所述适配器盖在将刀架连接到主轴上时选用;
图12是刀架和主轴的局部分解剖视图,显示了位于旋转主轴的远端表面上的环形凹槽/通道,远端部的内周与远端部的外周竖向偏离;
图12A是与图12类似的主轴的局部剖视图,显示了用于容纳减震构件的环形通道的横截面构造的第一可能变形;
图12B是与图12类似的主轴的局部剖视图,显示了环形凹槽的横截面构造的第二可能变形和减震构件;
图12C是与图12类似的主轴的局部剖视图,显示了用于容纳减震构件的通道的横截面构造的第三可能变形;
图13是刀架和主轴的局部剖视图,主轴限定了偏置的内周部和外周部,环形凹槽设置在内周部和外周部之间,减震构件设置在环形凹槽内,连续的通道设置在刀架凸缘部的顶面上,减震构件设置在通道之间;
图14是刀架和主轴组合的局部分解剖视图,显示了可冷缩配合在刀架柄部上的主轴的互补凹部;
图15A是刀架侧视图,减震材料设置在形成于刀架外表面上的一个或多个通道内;和
图15B是刀架侧视图,减震材料设置在刀架外表面上。
附图和详细说明中使用的相同参考数字表示相同的元件。
具体实施方式
现在参考附图,其中,附图仅用于图解说明本发明优选实施例的目的,不用于限制本发明。图1示意性地显示了根据本发明构造的刀架10,所述刀架适合于在例如铣床或镗床的机床的旋转主轴12上使用。刀架10包括圆锥形柄部14,所述圆锥形柄部适合于***主轴12内的互补凹部16中。在这方面,在刀架10中,凹部16的带锥度的内表面17的倾斜度与柄部14的带锥度的外表面15的倾斜度相对应,当刀架10正确地固定到主轴12上时,柄部14牢固地固定在凹部16中。在刀架和主轴组合中,刀架柄部和主轴的相应凹部的相应的带锥度的表面的长度彼此大致相等。典型地,刀架10通过将柄部14向上拉入凹部16中而固定到主轴12上,如下面将要详细讨论的那样。
除了柄部14之外,刀架10包括切削刀具安装部18。安装部18可以具有上段20和下段22。上段20和下段22可以构造为圆柱形或者具有其它任何适当的构造。下段22从上段20沿轴向延伸并具有小于上段20的外径,从而在上段和下段20、22之间限定了环形肩部24。中心孔26在安装部18的下段22中沿轴向延伸,所述中心孔适合于接纳切削刀具30的柄部28。尽管没有显示,但是应当认识到,除了具有如上所述的不同尺寸的上段和下段20、22之外,刀架10的安装部18可以具有相同的直径。
除了柄部和安装部14、18之外,刀架包括圆形构造的凸缘部34,其形成在柄部14和安装部18的上段20之间。凸缘部34相对于柄部14和上段20沿径向向外延伸,并且包括设置在其周向边缘上并围绕其周向延伸的大致V形槽36。槽36适于容纳刀架更换器(未显示)以安装和接触刀架10,以便将刀架10自动***主轴12中和从其上拆下。本领域技术人员应当认识到,本发明的刀架10大体上类似于标准刀架的尺寸构造,例如美国标准,日本B.T.、欧洲B.N.、德国工业标准和Caterpillar V型法兰标准。
现在参考图2和3,除了槽36之外,凸缘部34限定了大致平坦顶面38和相对的大致平坦底面40,所述顶面包围柄部14的底部,所述底面包围安装部18的上段20的底部。连续的环形凹槽或通道42设置在凸缘部34的顶面38上,所述凹槽或通道具有指定宽度、深度和形状。如图4所示,通道42具有大致四边形(例如,矩形)横截面构造,限定了大致平坦底壁或底面44和一对隔开的同心侧壁或侧面46,所述侧壁或侧面46通常在通道42的底面44和凸缘部34的顶面38之间垂直地延伸。
刀架10还可以包括环形的环状减震构件48,所述减震构件可以设置在凸缘部34的通道42内。减震构件48优选地由可压缩材料,例如弹性体材料制成。减震构件48在图2和3中处于压缩状态,在图4和5中处于未压缩状态。本领域普通技术人员应当认识到,减震构件48在刀架10连接到主轴12上之前处于未压缩状态(如图4所示)。减震构件48的尺寸优选地相对于通道42进行设计,使得当减震构件48处于未压缩状态时,减震构件48的一小部分向上延伸超出凸缘部34的顶面38,在减震构件48和由通道42限定的每个侧面46之间存在小间隙或空隙。
如图2和3所示,刀架10的柄部14最初推入主轴12的凹部16中受到减震构件48抵靠由主轴12限定的环形、大致平坦远端表面50的限制。通过将柄部14向上拉入凹部16中而将刀架10完全固定到主轴12上有助于减震构件48以这样的方式压缩,其中,当由通道42限定的敞开区域由主轴12的远端表面50封闭时,压缩的减震构件48大体上充满或占据该敞开区域。在这方面,柄部14向上移动到凹部16中仅受到主轴12的远端表面50和凸缘部34的顶面38之间的直接、金属与金属接触的限制。如上所述,这种抵靠接合有助于主轴12的远端表面50有效封闭通道42。由于减震构件48的尺寸设计成当压缩时大体上充满由封闭通道42限定的可用敞开区域,减震构件48可用于给刀架10和支撑于其上的主轴12施加弹性偏压作用力。当减震构件48以这种方式压缩时,它适于有效地减震,从而大体上消除通常由切削刀具30传递到刀架10中的谐波共振。这种谐波共振的衰减可以防止切削刀具30相对于刀架10产生轻微移动,这种轻微移动会导致由切削刀具30的切削头进行的切削大大超出公差,或者在极个别情况下,会导致刀架10在主轴12内松动。尽管主轴12的远端表面50和凸缘部34的顶面38之间直接的、金属与金属接触是优选的,但即使没有达到这种金属与金属接触,压缩减震构件48的减震作用也能实现。
除了以上所述方式使谐波共振衰减之外,减震构件48在以图2和3所示方式压缩时在凸缘部34和主轴12的远端表面50之间形成密封。由减震构件48形成的密封可以防止碎屑、切削油或其它污染物进入柄部14的外表面15和凹部16的内表面17之间,从而保持组合刀架10和主轴12的清洁。密封实现的污染减少还可以大大减少空刀现象,显著提高了切削公差。
现在参考图5和5A,根据图1-4所示刀架10的较小变形,可以想到,连续的环形凹槽52可以选择性地形成在通道42的底面44上。凹槽52优选地具有大致半球形横截面构造并且形成在通道42的底面44上,从而在由通道42限定的侧面46之间大体上同心地等距离隔开。当减震构件48处于如图5所示的未压缩状态时,减震构件48典型地沿着凹槽52延伸并覆盖或封闭该凹槽。当减震构件48处于如图5A所示的压缩状态时,凹槽52大体上被减震构件充满。因此,凹槽52(如果包括在通道42内)提供用于容纳压缩的减震构件48的附加区域。
现在参见图6,可以想到,减震构件48可以设计成具有小于通道42的直径,使得减震构件48必须进行一定程度的弹性膨胀或扩展以便于其***通道42中。如图6所示,减震构件48的扩展导致其内部发生泊松收缩,从而将减震构件48的高度有效降低到仅略微延伸超过凸缘部34的顶面38的程度。除了减震构件48的高度降低之外,减震构件与由通道42限定的最内侧面46保持偏压接合,从而有效地将减震构件48保持在通道42内。当减震构件48因其抵靠由主轴12限定的远端表面50而达到压缩状态时,处于如图6所示未压缩状态的减震构件48基本上具有与如图2和3所示减震构件48相同的轮廓。
在刀架10中,切削刀具30的柄部28可以固定在安装部18的下段22的中心孔26内。例如但非限制的,切削刀具的柄部28可以通过热收缩工艺固定在安装部18的下段22的中心孔内。在这方面,孔26的直径略小于柄部28的直径。通过例如感应加热器的热源给下段22加热有效增大了孔26的直径,从而允许柄部28从中滑动***到希望的轴向位置。当停止使用感应加热器从外部加热并且安装部18的下段22冷却到环境温度时,热收缩导致孔26在安装部18的下段22和切削刀具30的柄部28之间形成刚性干涉,即金属对金属配合。同样,热收缩工艺以用于高公差机加工应用的同心方式将切削刀具30刚性地保持在刀架10中。在考虑限定孔26的下段22的内表面和切削刀具30的柄部28的外表面之间均匀接合的情况下,使用热收缩工艺可以防止切削刀具30不同心地安装在刀架10中。
可以首先通过将刀架10的柄部14以上述方式***凹部16中,使得凸缘部34的顶面38与主轴12的远端表面50形成直接接触,这种抵靠接触会导致减震构件48压缩,如上所述。其后,切削刀具30的柄部28以热收缩方式固定在安装部18的下段22中,从而有助于切削刀具30同心地附接到刀架10上。本领域普通技术人员应当认识到,切削刀具30可以在刀架10固定在主轴12中之前附接到刀架10上。
现在参考图7,显示了根据本发明第二实施例构造的刀架10a。刀架10a在结构上与如上所述的刀架10相同,刀架10、10a之间的区别是,在刀架10a的柄部14a内包括附加的减震构件54。更特别地,刀架10a优选地形成为包括多个连续通道或凹槽56,其以相互隔开,通常与彼此平行并与凸缘部34a平行的方式形成在柄部14a的带锥度的外表面15a上。在每个凹槽56中设置相应的减震构件54。本领域普通技术人员应当认识到,由于柄部14a的带锥度的构造,最靠近凸缘部34a设置的凹槽56的周长大于最远离凸缘部34a设置的凹槽56的周长。在这方面,凹槽56随着其远离凸缘部34a设置而具有逐渐减小的周长。重要的是,每个凹槽56具有这样的深度,使得当相应的减震构件54完全***其中时,减震构件只有一小部分从柄部14a的外表面15a伸出。
当柄部14a移动到主轴12的凹部16中时,减震构件54适于增强刀架10a的减震构件48a的振动或谐波共振减震效果。在这方面,由于柄部14a的外表面15a和由主轴12的凹部16限定的内表面17之间的精密公差,如上所述,柄部14a完全移动到凹部16中(即,凸缘部34a的顶面38a抵靠远端表面50)导致减震构件54以使柄部14a的外表面15a和凹部16的内表面17之间形成直接的金属与金属接触的方式压缩。在这方面,减震构件54和凹槽56相对于彼此的尺寸设置成使得每个减震构件54的压缩使其大体上充满由相应的封闭凹槽56限定的可用敞开区域,压缩的减震构件54可用于给刀架10a和支撑于其上的主轴12施加弹性偏压作用力。当减震构件54以这种方式压缩时,他们适于增强压缩减震构件48a的作用,有效减震,从而大体上消除通常由切削刀具30传递到刀架10a中的谐波共振。尽管刀架10a的柄部14a显示为包括图7中的四个减震构件54,本领域的普通技术人员应当认识到,在不脱离本发明精神和范围的情况下,柄部14a可以包括四个以上或以下的减震构件54。另外,尽管没有显示,可以想到,凹槽56和相应的减震构件54可选择地构造为在柄部14a的远端和凸缘部34a的顶面38a之间以各种数目和空间距离大致线性延伸。另外,尽管用于增强减震构件48a的作用,本领域的普通技术人员应当认识到,减震构件54可以独立于减震构件48a使用,即,减震构件48a不必须包括在刀架10a中。
现在参考图8,根据本发明的另一方面,可以想到,部分地限定主轴12的凹部16的带锥度的内表面17可以包括内部容纳减震构件60的多个凹槽58。更具体地,主轴12优选地形成为包括多个连续凹槽58,其以相互隔开、通常彼此平行的方式形成在主轴12的带锥度的内表面17上。在每个凹槽58中设置相应的减震构件60。本领域普通技术人员应当认识到,由于内表面17的带锥度的构造,最靠近远端表面50设置的凹槽58的周长大于最远离远端表面50设置的凹槽58的周长。在这方面,凹槽58随着其远离远端表面50设置而具有逐渐减小的周长。重要的是,每个凹槽58具有这样的深度,使得当相应的减震构件60完全***其中时,减震构件60只有一小部分从主轴12的内表面17伸出。
当如上所述的刀架10的柄部14移动到主轴12的凹部16中时,减震构件60适于增强刀架10的减震构件48的振动或谐波共振减震效果。在这方面,由于柄部14的外表面15和由主轴12的凹部16限定的内表面17之间的精密公差,如上所述,柄部14完全移动到凹部16中(即,凸缘部34的顶面38抵靠远端表面50)导致减震构件60以使柄部14的外表面15和凹部16的内表面17之间形成直接的金属与金属接触的方式压缩。在这方面,减震构件60和凹槽58相对于彼此设置尺寸,使得每个减震构件60的压缩使其大体上充满由相应的封闭凹槽58限定的可用敞开区域,压缩的减震构件60可用于给刀架10和主轴12施加弹性偏压作用力。当减震构件60以这种方式压缩时,他们适于增强刀架10的压缩减震构件48的作用,有效减震,从而大体上消除通常由切削刀具30传递到刀架10中的谐波共振。尽管主轴12的内表面17显示为包括图8中的四个减震构件60,本领域的普通技术人员应当认识到,在不脱离本发明精神和范围的情况下,内表面17可以包括四个以上或以下的减震构件60。另外,尽管没有显示,可以想到,凹槽58和相应的减震构件60可选择地构造为在凹部16的最内端和主轴12的远端表面50之间以各种数目和空间距离大致线性延伸。另外,尽管用于增强刀架10的减震构件48的作用,本领域的普通技术人员应当认识到,减震构件60可以独立于减震构件48使用,即,减震构件48不必包括在刀架10中。
现在参考图9,根据本发明的另一方面,在如上所述的刀架10中,柄部14设置有沿轴向延伸穿过其至少一部分的内螺纹孔62。更特别地,孔62从最远离凸缘部34设置的柄部14的远端沿轴向延伸,可以一直延伸到与孔26连通的凸缘部34,所述孔26延伸穿过如上所述的安装部18。另外,孔62可以设置有适于容纳上述外螺纹螺栓的右旋内螺纹,所述外螺纹螺栓移动穿过主轴12的一部分并且螺纹接纳在孔62中,螺栓通过沿顺时针方向旋转旋紧可以有效地将柄部14向上拉入主轴12的凹部16中,直到凸缘部34支撑在远端表面50上的时刻为止。
在刀架10中,可以想到,孔62可以为内螺纹,具有与传统的右旋螺纹相反的左旋螺纹。可以使用孔62的左旋螺纹容纳包括在用于连接刀架10的任何相应保持构件上的相应的左旋螺纹。这样的保持构件是延伸构件64,所述延伸构件以图9所示方式旋入孔62中,通过使延伸构件64沿逆时针方向旋转可以使这种螺纹接合变得更加方便。更特别地,延伸构件64包括接纳在孔62中的外螺纹端部66,端部66过渡为扩径中心部68。延伸构件64本身的中心部68过渡为保持旋钮部70。保持旋钮部70形成为具有球状构造,所述球状构造具有大致截头圆锥形凸缘72,所述截头圆锥形凸缘适于与设置在主轴12内部的传统刀具更换器保持装置的一对拉杆耳部或保持构件74(图9中虚线所示)接合。可以想到,延伸构件64或其一部分(例如,凸缘72和/或扩径中心部68)可以由复合材料、碳纤维材料或任何非金属材料制成以减少谐波共振。
如图9所示,对与自动刀具更换***一起使用的刀架10的改进在于将延伸构件64的端部66简单地旋入在刀架10的柄部14内延伸的互补内螺纹孔62中,直到由中心部68限定的环形肩部76抵靠柄部14的远端的时刻为止。具有安装在孔26内的切削刀具30的刀架10随后可以通过自动刀具更换机构自动***主轴12中,所述自动刀具更换机构通过与形成在凸缘部34内的V形槽36的相互作用固定刀具10。刀具更换器随后将柄部14移动到凹部16中,刀架保持构件74随后自动操作以朝向保持旋钮部70径向向内移动,当与其接触时,随后远离凸缘部34轴向移动以将刀架10向内拉入主轴12的凹部16中,直到凸缘部34抵靠远端表面50的时刻为止。
有利地,由于通过使用相应的互补左旋螺纹将延伸构件64螺纹接合到刀架10上,随后通常在使用切削刀具30进行切削操作期间发生的刀架10和主轴12沿顺时针方向的旋转不会使延伸构件64在柄部14内发生导致丧失同心度和产生谐波共振的任何松动。相反,相应的左旋螺纹实际上拧紧延伸构件64和柄部14之间的接触,有助于防止在凸缘部34和远端表面50之间形成分离间隙。另外,可以想到,延伸构件64和刀架10的柄部14之间的接合可以通过使用热收缩工艺进一步加强。在这方面,可以给柄部14加热到使孔62扩大到足以允许延伸构件64的端部66旋入其中的尺寸。当肩部76抵靠柄部14的远端时,柄部14的随后冷却使其围绕端部66收缩,从而使延伸构件64与刀架10牢固接合。
仍更进一步地根据本发明,可以想到,可以通过用重金属材料(例如,汞、钨、铅)或重金属材料组合至少部分地制造刀架来提高这里所述刀架的振动/谐波共振减震效果。然而,如果使用重金属材料制造刀架的话,还可以想到,通过使用感应加热器加热刀架以便于将切削刀具30和/或延伸构件64安装于其上的最大温度将保持在给定极限以下,以避免由这种重金属材料导致的任何有害反应。可选地,包括但不限于重金属或其组合或者弹性体材料的减震材料可以根据需要在各种位置、以各种尺寸和形状固定或附接到刀架上,以减缓朝向谐波振动/共振的任何趋势。
现在参考图10,显示了根据本发明第三实施例构造的刀架10b,该刀架10b同样适于在旋转主轴12中使用。刀架10b包括切削刀具安装部18b。安装部18b可以具有圆柱形上段20b和圆柱形下段22b。下段22b从上段20b沿轴向延伸并具有小于上段20b的外径,从而在上段和下段20b、22b之间限定环形肩部24b。中心孔26b在下段22b中沿轴向延伸,所述中心孔适合于接纳切削刀具30的柄部28。应当认识到,除了具有如上所述且如图10所示的不同尺寸的上段和下段20b、22b之外,安装部18b可以具有相同的直径。
刀架10b还包括圆形构造的凸缘部34b,其形成在安装部18b的上段20b的端部处,相对的端部具有从其伸出的下段22b。凸缘部34b相对于上段20b径向向外延伸,并且包括设置在其周向边缘上并围绕其沿周向延伸的大致V形槽36b。除了槽36b之外,凸缘部34b限定了大致平坦顶面38b和相对的大致平坦底面40b,所述大致平坦底面包围上段20b的底部。连续的环形凹槽或通道42b设置在顶面38b上,所述凹槽或通道具有指定宽度和深度。通道42b的结构特性与上文参照刀架10的通道42描述的特性相同。在这方面,在刀架10b中,通道42b用于容纳减震构件(图10中未显示),与上文参照刀架10描述和显示的减震构件48类似。
第三实施例的刀架10b还包括大致圆柱形柄部14b,其从凸缘部34b的顶面38b沿轴向伸出。柄部14b设置有沿轴向延伸穿过其至少一部分的内螺纹孔62b。更特别地,孔62b从最远离凸缘部34b设置的柄部14b的远端沿轴向延伸,可以一直延伸到与孔26b连通的凸缘部34b,所述孔26b延伸穿过如上所述的安装部18b。
刀架10中还包括大致锥形套筒78,其通过热收缩配合工艺刚性附接到柄部14b上,如下文更详细描述的那样。套筒78限定具有第一直径的环形底端80和具有第二直径的环形顶端82,所述第二直径小于第一直径。套筒78还限定了在其底端和顶端80、82之间延伸的带锥度的外表面84。另外,具有大体上恒定直径的孔86在套筒底端和顶端80、82之间轴向穿过套筒78。孔86具有略小于柄部14b的外径的内径。通过例如感应加热器的热源给套筒78加热有效增大了孔86的直径,从而允许套筒78在柄部14b上滑移。套筒78沿柄部14b的移动受到套筒78的底端80抵靠凸缘部34b的顶面38b的限制。柄部14b和套筒78相对于彼此设置尺寸,使得当底端80抵靠凸缘部34b的顶面38b时,柄部14b的远端以图10所示方式与套筒78的顶端82大体上齐平或连续。当停止使用感应加热器从外部加热并且套筒78冷却到环境温度时,热收缩有助于在套筒78和柄部14b之间形成刚性接合(即,金属对金属配合)。本领域的普通技术人员应当认识到,刀架10b中的柄部14b和套筒78的组合共同限定了具有与上述刀架10的柄部14大体上相同的结构和功能特性的结构。在这方面,套筒78的带锥度的外表面84的倾斜度与主轴12内的凹部16的带锥度的内表面17的倾斜度相对应,当刀架10b正确地固定到主轴12上时,套筒78牢固地固定在凹部16中。套筒78可以由适用于本领域已知或未来研制的刀架的任何材料制成。同样,可以想到,套筒78或其一部分可以由与柄部材料(例如铝、重金属等)相比具有更高热膨胀系数和/或导热率的材料制成。可以想到,套筒78可以制造成使套筒78或其一部分冷缩配合到柄部14b上。例如但非限制的,套筒可以由铝制成,柄部14b可以由钢制成。
尽管图10没有显示,但是可以想到,套筒78的外表面84的全部或者至少一部分可以包括施加于其上的硫化橡胶涂层,从而在套筒78移动到主轴12的凹部16中时提供额外的抓紧力。该抓紧力可以通过有选择地包括与硫化橡胶混合的砂粒而提高。还可以想到,上述刀架10的柄部14的外表面15可以包括位于其全部或至少一部分上的上述硫化橡胶涂层。通过底切表面84、15以形成位于该表面84、15上的凹部将涂层施加到套筒78的外表面84和/或柄部14的外表面15上。涂层可以充满凹部,表面84、15例如通过机加工方法达到公差。还可以想到,主轴内表面的全部或者至少一部分(在主轴和刀架彼此附接时与套筒的外表面84相配合)可以包括施加于其上的硫化橡胶涂层,从而在套筒78以与上述相同的方式移动到主轴12的凹部16中时提供额外的抓紧力。
参考图10A,可以想到,刀架10b可以制造为多个部件,所述部件通过上文参照套筒78和柄部14b讨论的热收缩工艺彼此附接。例如但非限制的,上段20b在其下部具有孔85a。孔85a的内径略小于下段22b的外径,使得下段22b可以通过热收缩工艺完全***孔85a中并附接到上段20b上。另外,可以想到,凸缘部34b可以通过热收缩工艺附接到上段20b上。例如但非限制的,上段20b可以形成有肩部87并限定上部83。凸缘部34b可以形成有孔85b。孔85b的内径可以略小于上部83的外径,使得凸缘部34b可以通过热收缩工艺套在上部83上直到凸缘部34b接触肩部87并附接到上部83上。至少一个部件由例如重金属材料(如汞、钨、铅)或重金属材料组合的减震材料制成,以减少谐波共振。
尽管没有显示,主轴12可以配备为包括一对突出部,所述突出部附接到远端表面50上以便彼此隔开指定距离。这些突出部通常通过相应的螺栓固定到主轴12上,所述螺栓穿过在突起部中延伸的互补开口并***设置在主轴12的远端表面50上的一对互补内螺纹孔中的相应螺纹孔中。这些突起部适合与刀架结合使用,所述刀架在其径向延伸的凸缘部上包括一对相应的凹口或凹部。这些凹部以大约180度的间隔彼此隔开,并且在这种刀架的柄部完全***主轴12的凹部16中时接纳相应的突起部。将突起部接纳到相应的凹部中用于防止刀架相对于主轴12发生任何滑移。应当认识到,如果刀架在其凸缘部上不包括这种凹部的话,则不需要从远端表面50伸出的突起部,从而将其取消。
这里讨论的减震***可以与上述带突出部的刀架一起使用。为此,从主轴12的远端表面50上取消突出部。远端表面50上的内螺纹孔露出并被覆盖,使得主轴12可以与不包括如上所述凹部的任何刀架10、10a、10b结合使用。为了覆盖主轴12的远端表面50的内螺纹孔,图11所示第一适配器盖88可以设置在主轴12的远端表面50下面以覆盖远端表面50。例如但非限制的,适配器盖88可以由弹性体材料、重金属、复合材料等制成。适配器盖88可以包括环形主体90。环形主体90的外周可以具有从主体90垂直伸出的侧壁92。为了覆盖内螺纹孔,适配器盖88可以设在主轴12的远端表面50周围。当适配器盖88设置在主轴12的远端表面50上方时,具有减震构件的刀架可以与具有如上所述的突出部的主轴一起使用。当刀架从主轴12上取下和重新***主轴12时,可以通过将适配器盖88临时或永久附接到主轴12上而将适配器盖88保持在主轴12上。例如但非限制的,可以通过使适配器盖的侧壁92围绕主轴12冷缩配合或使用粘合剂、机械紧固件、粘结剂等将适配器盖88附接到主轴12上。还可以想到,侧壁92可以由弹性材料制成。侧壁92的内径可以小于主轴12的外径。当刀架10正在取下和重新***时,侧壁92可以在主轴12上外伸并松开以将适配器盖88保持在主轴12上。
可以想到,对于具有如上所述凹口/凹部的刀架而言,用于减震构件48的凹槽/通道42可以形成在刀架10的凸缘部34的顶面38上。刀架的凹口/凹部可以用环(优选地具有与适配器盖88的环形主体90相同构造的薄环)覆盖。环可以使凹槽/通道42露出。环的尺寸可以小于刀架12的凸缘部34的外周。
现在参考图12,显示了第四实施例,图解说明了位于旋转主轴12c的远端表面50c和凸缘部34的顶面38之间的可选接合方式。特别地,旋转主轴12c的远端表面50c可以限定内周部94和外周部96。内周部94和外周部96可以由环形凹槽98隔开,减震构件100可以设置在所述环形凹槽中。内周部94可以相对于外周部96偏置,从而在内周部94和凸缘部34的顶面38之间产生竖向间隙。例如但非限制的,竖向间隙99可以为大约0.020英寸。可以按照如图4-6所示和如上所述的减震构件48相对于凹槽42设置尺寸和结构类似的比例和方式,将减震构件100相对于环形凹槽98进行尺寸和结构设置。
在使用中,刀架10的柄部14***互补的凹部16c中。因为减震构件100的高度101大于环形凹槽98的深度120,减震构件100首先接触凸缘部34的顶面38。柄部14***旋转主轴12c的互补凹部16c中,直到凸缘部34的顶面38接触外周部96的端面50c为止。这对齐了刀架10的竖直位置。换句话说,当刀架10固定到主轴12c上时,调节刀架10相对于主轴12c的轴向位置,直到端面50c的外周部96接触到刀架10的顶面38。同样,减震构件100压缩以便减弱切削操作期间的振动和/或谐波共振。由于竖向间隙99,内周部94的端面50c不与凸缘部的顶面38接触。
可以想到,这里公开的其它实施例的方面可以与参考图12和13讨论的实施例结合。例如但非限制的,如图12A所示,环形通道122可以形成在环形凹槽98的顶壁124上。环形通道122可以由减震构件100大体上覆盖和封闭。同样,如图12B所示,环形凹槽98还可以限定一对隔开的同心侧壁126、128,其从环形凹槽98的顶壁124大致垂直地伸出。减震构件100可以相对于环形凹槽98设置尺寸和结构,使得当减震构件100处于未压缩状态时,减震构件100弹性地偏压抵靠环形凹槽98的侧壁126、128的最内侧侧壁126。在环形通道122的一个方面,环形通道122可以具有半圆形横截面构造,如图12a所示。可选地,环形通道122可以具有如图12c所示的矩形构造。
可以想到,环形凹槽98、减震构件100和带缺口的内周部94可以形成为与设置在通道42中的减震构件48相结合,如图13所示。环形凹槽98可以位于通道42和刀架10的柄部14的中间。还可以想到,环形凹槽98、偏置的内周部94和外周部96以及减震构件100可以结合在这里描述的其它实施例中。
现在参考图14,在***的一方面,旋转主轴12d可以冷缩配合(shrink fit)到刀架10d的柄部14d上。特别地,刀架12d可以具有圆柱形柄部14d。旋转主轴12d可以具有互补的凹部16d,其尺寸和构造设置成安装在刀架10d的圆柱形柄部14d上。柄部14d和凹部16d可以具有相同和配合的构造。当刀架10d和旋转主轴12d处于相同温度(例如,环境温度)时,柄部14d的外径102可以大于互补凹部16d的内径104。为了将柄部14d***互补凹部16d,旋转主轴12d可以利用加热器106(例如,感应加热器等)加热到高于柄部12d的温度。当旋转主轴12d被加热到更高温度时,互补凹部16d的内径104增大。旋转主轴12d被加热直到互补凹部16d的内径104大于刀架10d的柄部14d的外径102。这时,柄部14d可以***互补凹部16d中,直到凸缘部34d的顶面38d接触旋转主轴12d的端面50d。旋转主轴12d允许冷却到环境温度。当旋转主轴12d冷却到环境温度或者与柄部14d相同的温度,互补凹部16d的内径104收缩,使得互补凹部16d的内表面17d摩擦接合柄部14d的外表面15d。它们之间形成刚性干涉,即,金属对金属配合。当刀架10d和旋转主轴12d处于相同温度时,柄部14d和互补凹部16d之间的摩擦接合足以防止旋转主轴12d和刀架10d之间的旋转运动,以及防止柄部14d从互补凹部16d中脱离。使用热收缩工艺可以防止刀架不同心地安装到主轴上,这是由于互补凹部16d的内表面17d和柄部14d的外表面15d之间的均匀接合。
可选择地,减震盘108可以***互补凹部16d内的柄部14d和旋转主轴12d之间。更特别地,柄部14d可以限定上部远端表面110。同样,互补凹部16d可以限定顶面112。减震盘108可以设置在柄部14d的上部远端表面110和互补凹部16d的顶面112之间。例如但非限制的,减震盘108可以由弹性体材料、复合材料、重金属等制成。此外,当顶面38d接触旋转主轴12d的端面50d时,减震盘108的高度可以略大于上部远端表面110和顶面112之间的距离。减震盘108可以防止或减弱振动和/或谐波共振。
在另一方面,还可以想到,通过将减震盘130(如图15B所示)***刀架10的中心孔26中位于切削刀具30的柄部28和刀架10的下段22的内表面132之间可以减弱***的谐波共振。减震盘130可以按照与上述减震盘108类似的方式工作,以防止或减弱切削***中的振动和谐波共振。例如但非限制的,减震盘130可以由弹性体材料、复合材料、重金属等制成。
现在参考图15A和15B,减震材料134可以施加到刀架10的外部。如图所示,在图15A中,刀架10可以形成有一个或多个尺寸和构造设置成接纳减震材料134的通道136。通道136和减震材料134可以形成在凸缘部34的底面40上。可选地,减震材料134和通道136可以形成在上段20的外部周围。另外和/或可选地,减震材料134和通道136可以形成在安装部18的肩部24上。同样,减震材料134和通道136可以形成在安装部18的下段22周围。图15A所示通道136围绕刀架10的旋转轴线138包围刀架10的整个周边。然而,还可以想到,通道136和减震材料134可以只包围刀架10的一部分周边,只要减震材料134在施加到通道136中时围绕刀架10的旋转轴线138平衡以使刀架10在旋转时不摆动即可。
参考图15B,减震材料134可以附接到刀架10的外表面上的不同位置处。例如但非限制的,减震材料134可以形成为环。减震材料134可以围绕切削刀具30的上段20、下段22和/或柄部28设置。
图15B所示减震材料134可以限定外表面140,其可选择地为光滑的。外表面140可以具有平坦构造,如图15B所示。可选地,外表面140可以具有圆顶或凹形或曲线形构造。可以想到其它构造以优化减震材料134的谐波共振衰减效果。此外,减震材料134可以由弹性体材料、重金属、重金属组合、复合材料等制成。减震材料134可以通过例如,例如但非限制的,冷缩配合工艺、紧固、粘附、喷涂、硫化等方式附接或固定到刀架10上。
一般来说,参照图15A和15B讨论的减震材料134可以施加或附接到刀架上不与主轴接触或者与旋转切削机床的操作发生干涉的任何表面上。例如但非限制的,减震材料134可以是硫化橡胶、弹性体材料、除重金属外的金属或者本领域已知或未来研制的其它减震材料。减震材料134可以通过喷涂、硫化或粘附化合物方式附接到外表面上。减震材料可以覆盖刀架10的整个外表面,切削刀具30的上段20、下段22和/或柄部28的一部分,和/或切削刀具的整个上段20、整个下段22和/或整个柄部28。
本发明披露了示例性的实施例。本发明的范围不限于这些示例性实施例。本领域技术人员根据本发明可以实现许多变形(无论说明书明确指出还是说明书给出暗示),例如结构、尺寸、材料种类和制造方法方面的变化。此外,这里讨论的减震构件可以应用于现有及未来研制的各种刀架中。
Claims (46)
1.一种用于将刀架固定到切削机床上的主轴,所述主轴包括:
尺寸和构造设置为接纳所述刀架的柄部的互补凹部;
邻近所述互补凹部设置的端面,所述端面限定外周部和内周部,所述内周部相对于所述外周部偏置,以便在所述刀架固定到所述主轴上时,调节所述刀架相对于主轴的轴向位置,直到所述端面的外周部接触到所述刀架的顶面;和
设置在所述主轴的端面和所述刀架的顶面之间的减震构件,所述减震构件能够在所述刀架固定到所述主轴上时在凸缘部和所述主轴之间被压缩,并且所述减震构件的尺寸和构造设置成在被压缩时向所述刀架和所述主轴施加偏压力,以便减弱因使用具有切削刀具的刀架而产生的谐波共振。
2.如权利要求1所述的主轴,其中,所述减震构件由弹性体材料制成。
3.如权利要求1所述的主轴,其中,所述端面还限定了尺寸和构造设置成接纳所述减震构件的环形凹槽,所述环形凹槽形成在所述端面的内周部和外周部之间。
4.一种用于将刀架固定到切削机床上的主轴,所述主轴包括:
尺寸和构造设置为接纳所述刀架的柄部的互补凹部;
限定环形凹槽的端面;和
设置在所述环形凹槽内位于所述主轴的端面和所述刀架的顶面之间的减震构件,所述减震构件能够在所述刀架固定到所述主轴上时在凸缘部和所述主轴之间被压缩,并且所述减震构件的尺寸和构造设置成在被压缩时给所述刀架和所述主轴施加偏压力,以便减弱因使用具有切削刀具的刀架而产生的谐波共振。
5.如权利要求4所述的主轴,其中,所述环形凹槽限定了顶壁和一对隔开的同心侧壁,所述侧壁从所述环形凹槽的顶壁大致垂直地伸出,所述减震构件相对于所述环形凹槽设置尺寸和构造,使得当所述减震构件处于未压缩状态时,在所述减震构件和所述环形凹槽的侧壁之间存在规定大小的间隙。
6.如权利要求5所述的主轴,其中,所述环形凹槽还包括设置在该环形凹槽的顶壁上的连续凹槽,所述连续凹槽由所述减震构件大体上覆盖和封闭。
7.如权利要求5所述的主轴,其中,所述环形凹槽具有大致半圆形横截面构造。
8.如权利要求5所述的主轴,其中,所述环形凹槽具有大致矩形横截面构造。
9.如权利要求5所述的主轴,其中,所述环形凹槽限定了顶壁和一对隔开的同心侧壁,所述侧壁从所述环形凹槽的顶壁大致垂直地伸出,所述减震构件相对于所述环形凹槽设置尺寸和构造,使得当所述减震构件处于未压缩状态时,所述减震构件弹性地偏压所述环形凹槽的最内侧侧壁。
10.如权利要求5所述的主轴,其中,所述主轴的端面还限定了内周部和外周部,所述环形凹槽形成在所述内周部和外周部之间,所述内周部相对于所述外周部竖向偏置,使得当所述刀架固定到所述主轴上时,调节所述刀架相对于所述主轴的轴向位置,直到所述端面的外周部接触到所述刀架的顶面。
11.如权利要求5所述的主轴,其中,所述环形凹槽的深度小于减震构件的高度,以便在所述端面的外周部接触所述刀架的顶面并且所述刀架固定到所述主轴上时压缩所述减震构件。
12.一种用于切削机床的刀架***,所述刀架***包括:
具有凹部和远端表面的主轴,所述远端表面限定了内周部和外周部,所述内周部相对于所述外周部偏置;
刀架,该刀架包括:
限定旋转轴线的柄部;
与所述旋转轴线轴向对准的切削刀具安装部;和
设置在所述柄部和切削刀具安装部之间的凸缘部,所述凸缘部限定了具有围绕所述柄部的连续通道的大致平坦顶面;和
设置在所述凸缘部的连续通道内的第一减震构件,所述第一减震构件能够在所述刀架的柄部***所述主轴的凹部中时在所述刀架的凸缘部和所述主轴的端面之间被压缩,并且所述第一减震构件的尺寸和构造设置成在被压缩时向所述刀架和所述主轴施加偏压力,从而减弱因使用具有切削刀具的刀架所产生的谐波共振。
13.如权利要求12所述的刀架***,其中,所述远端表面还具有形成在所述内周部和外周部之间的环形凹槽,所述刀架***还包括设置在所述主轴的环形凹槽中的第二减震构件,所述第二减震构件能够在所述刀架的柄部***所述主轴的凹部中时在所述刀架的凸缘部和所述主轴的端面之间被压缩,并且所述第二减震构件的尺寸和构造设置成在被压缩时向所述刀架和所述主轴施加偏压力,从而减弱因使用具有切削刀具的刀架所产生的谐波共振。
14.如权利要求12所述的刀架***,还包括附接到所述主轴凹部的内表面或者所述刀架的柄部的外表面上的材料,所述材料的摩擦系数大于制造所述主轴或刀架所用材料的摩擦系数。
15.如权利要求14所述的刀架***,其中,摩擦系数大于制造所述主轴或刀架所用材料的摩擦系数的材料为硫化橡胶。
16.一种用于切削机床的刀架***,所述刀架***包括:
限定凹部和内径的主轴;
具有柄部的刀架,所述柄部的外径在所述主轴的温度大约等于所述刀架的温度时大于所述主轴的凹部的内径;
其中,所述主轴冷缩配合到所述刀架的柄部上,所述凹部的内径和所述柄部的外径的尺寸和构造设置成使得当所述主轴冷缩配合到所述刀架的柄部上、所述主轴和刀架处于大致相等的温度并且所述切削机床在运行时,所述柄部相对于所述主轴的凹部保持固定。
17.如权利要求16所述的刀架***,还包括设置在所述主轴凹部的顶面和所述刀架柄部的上部远端表面之间的减震构件,所述减震构件能够在所述刀架的柄部***所述主轴的凹部中时在所述主轴凹部的顶面和所述刀架的柄部的上部远端表面之间被压缩,并且所述减震构件的尺寸和构造设置成在被压缩时向所述刀架和所述主轴施加偏压力,从而减弱因使用具有切削刀具的刀架所产生的谐波共振。
18.如权利要求16所述的刀架***,还包括能被设置在所述主轴附近的加热器,用于加热所述主轴并使所述主轴凹部扩大以接纳所述刀架的柄部。
19.如权利要求18所述的刀架***,其中,所述加热器是感应加热器。
20.如权利要求16所述的刀架***,其中,所述凹部和所述刀架的柄部具有圆柱形构造。
21.一种用于切削机床的刀架***,所述刀架***包括:
限定凹部的主轴;
具有柄部的刀架,所述柄部的尺寸和构造设置成被接纳于所述主轴的凹部内;
设置在所述凹部内并且位于所述主轴和刀架之间用以减弱谐波共振的减震构件。
22.如权利要求21所述的刀架***,其中,所述减震构件具有盘状构造。
23.如权利要求21所述的刀架***,其中,所述减震构件是重金属、重金属组合、复合材料、弹性体材料或其组合。
24.一种用于切削机床的刀架***,所述刀架***包括:
限定凹部的刀架;
具有柄部的切削刀具,所述柄部的尺寸和构造设置成接纳于所述刀架的凹部内;
设置在所述刀架的凹部内并且位于所述刀架和所述切削刀具的柄部之间的减震构件。
25.如权利要求24所述的刀架***,其中,所述减震构件是重金属、重金属组合、复合材料、弹性体材料或其组合。
26.一种用于切削机床的刀架***,所述刀架***包括:
具有凹部的刀架,所述凹部围绕所述刀架的旋转轴线对称地形成;和
设置在所述凹部内并平衡地围绕所述刀架的旋转轴线,用以减弱谐波共振的减震材料。
27.如权利要求26所述的刀架***,其中,所述减震材料和所述凹部围绕所述旋转轴线包围所述刀架的整个周边。
28.如权利要求26所述的刀架***,其中,所述凹部形成在所述刀架的凸缘部的底面、所述刀架的安装部上段的外部、所述刀架的安装部的肩部、所述刀架的安装部下段的外部或者其组合上。
29.如权利要求26所述的刀架***,其中,所述减震材料和所述刀架硫化粘合在一起。
30.如权利要求26所述的刀架***,其中,所述减震构件是重金属、重金属组合、复合材料、弹性体材料或其组合。
31.一种用于切削机床的刀架***,所述刀架***包括:
刀架;
具有柄部的刀具;
围绕所述刀架或所述刀具的柄部设置并附接于所述刀架或所述刀具的柄部上用以减弱谐波共振的减震材料。
32.如权利要求31所述的刀架***,其中,所述减震材料具有环形结构,所述环形结构的外表面具有光滑平坦、圆顶、凹形、凸形或曲线形构造。
33.如权利要求31所述的刀架***,其中,所述减震构件是重金属、重金属组合、复合材料、弹性体材料或其组合。
34.一种用于夹持刀具的刀架,所述刀架能被附接到主轴上,所述刀架包括:
限定了带锥度的外表面和圆柱形内表面的套筒,所述带锥度的外表面的尺寸和构造设置成与所述主轴接合,所述圆柱形内表面限定了内径;
柄部,该柄部具有能够与所述套筒的圆柱形内表面相配合的配合圆柱形外表面,所述圆柱形外表面的外径大于所述套筒的圆柱形内表面的内径,使得所述套筒可冷缩配合到所述柄部上;和
附接到所述柄部上用以夹持所述刀具的末段。
35.如权利要求34所述的刀架***,其中,所述套筒由具有比制造刀架所用材料的热膨胀系数更大的热膨胀系数的材料制成。
36.如权利要求35所述的刀架,其中,所述套筒材料是铝。
37.一种刀架***,包括:
限定外径并具有限定内径的凹部的带突出部的主轴,所述主轴具有设置在所述主轴的远端表面上的可拆卸的突出部,所述突出部通过所述突出部上的螺纹和形成在所述主轴远端表面上的螺纹孔可拆卸地附接到所述远端表面上;
用于调整所述带突出部的主轴以具有减震构件的主轴适配器,所述主轴适配器包括:
限定内径和外周的环形主体,所述内径大于所述主轴的凹部的内径以允许刀架的柄部***所述主轴的互补凹部中,所述外周大到足以覆盖形成在所述主轴的远端表面上的螺纹孔;
包围所述环形主体以形成筒体的侧壁,所述侧壁限定可附接到所述主轴上的内表面。
38.如权利要求37所述的刀架***,其中,所述侧壁能够冷缩配合到所述主轴上。
39.如权利要求37所述的刀架***,还包括设置在所述环形主体或所述侧壁上用以将所述主轴适配器保持在所述主轴上的粘合剂、机械紧固件或粘结剂。
40.如权利要求37所述的刀架***,其中,所述侧壁由弹性材料制成,用于使所述侧壁在所述主轴上伸展,以将所述主轴适配器附接到所述主轴上。
41.如权利要求37所述的刀架***,还包括具有凹口或凹部的刀架和扁平环,所述凹口或凹部用于接纳所述带突出部的主轴的可拆卸突出部,所述扁平环的尺寸和构造设置成覆盖所述刀架的凹口或凹部。
42.如权利要求37所述的刀架***,其中,所述主体和侧壁中的至少一个由弹性体材料、重金属或复合材料制成。
43.一种用于夹持刀具的刀架,所述刀架包括:
尺寸和构造设置为与主轴接合的套筒部,所述套筒部限定带锥度的外表面,所述带锥度的外表面的尺寸和构造设置成与主轴的凹部的内表面接合;
附接到所述套筒部上的柄部;
大体上邻近所述柄部设置的凸缘部;
用于接合所述刀具的安装部,所述安装部限定上段和下段,所述上段邻近所述凸缘部设置,所述下段具有尺寸和构造设置成接纳所述刀具柄部的孔;
其中,选自套筒部、柄部、凸缘部、安装部、上段和下段构成的组中的至少一个由用于减弱谐波共振的重金属制造而成。
44.一种用于切削机床的刀架***,所述***包括:
限定凹部的主轴;
具有尺寸和构造设置成接纳在所述主轴的凹部中的柄部的刀架,所述柄部具有与所述柄部轴向对准的内螺纹孔,与所述柄部相对的远侧部的尺寸和构造设置成接纳刀具;
具有与所述刀架的柄部的内螺纹孔螺纹接合的螺纹远侧部的保持构件,所述保持构件的至少一部分由非金属材料制成以减弱谐波共振。
45.如权利要求44所述的***,其中,所述保持构件包括中心部、保持旋钮部和凸缘,并且所述中心部、保持旋钮部和凸缘中的至少一个由非金属材料制成。
46.如权利要求44所述的***,其中,所述非金属材料选自复合材料和碳纤维材料构成的组。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/787,875 US8043036B2 (en) | 2007-04-18 | 2007-04-18 | Tool holder dampening system |
US11/787,875 | 2007-04-18 | ||
US12/002,368 | 2007-12-17 | ||
US12/002,368 US20090155010A1 (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Tool holder dampening system |
PCT/US2008/004771 WO2008130521A2 (en) | 2007-04-18 | 2008-04-14 | Tool holder dampening system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101678468A true CN101678468A (zh) | 2010-03-24 |
Family
ID=39876120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200880019106A Pending CN101678468A (zh) | 2007-04-18 | 2008-04-14 | 刀架减震*** |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (2) | EP2136949B1 (zh) |
KR (1) | KR20100017111A (zh) |
CN (1) | CN101678468A (zh) |
CA (1) | CA2684080A1 (zh) |
IL (1) | IL201573A0 (zh) |
MX (1) | MX2009011121A (zh) |
WO (1) | WO2008130521A2 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102848002A (zh) * | 2011-07-01 | 2013-01-02 | 钴碳化钨硬质合金公司 | 带有减振装置的旋转切削刀具 |
CN103223520A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-07-31 | 大连交通大学 | 一种抑制铣床刀具主轴振动的装置 |
CN108367365A (zh) * | 2015-12-21 | 2018-08-03 | 伊斯卡有限公司 | 具有振动阻尼重块组件的切削刀具保持器 |
CN112404607A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 哈尔滨东安利峰刀具有限公司 | 热缩式锥柄合金插齿刀 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011012144B4 (de) * | 2011-02-24 | 2015-04-23 | Kennametal Inc. | Werkzeughalter sowie Werkzeugsystem mit einem Werkzeughalter und einem Werkzeug |
DE102011012140B4 (de) | 2011-02-24 | 2020-07-09 | Kennametal Inc. | Fräser, insbesondere Kugelschaftfräser |
CN107972185B (zh) * | 2017-12-25 | 2024-06-14 | 沈阳建筑大学 | 一种具有减振功能的刀具刀柄 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4583890A (en) * | 1984-02-17 | 1986-04-22 | Ewing Harry R | Taper adapter and method for making same |
DE3504905A1 (de) * | 1985-02-13 | 1986-08-14 | J. Kühn GmbH & Co Präzisionswerkzeug KG, 4270 Dorsten | Werkzeughalter o.dgl. |
FR2623430B1 (fr) * | 1987-11-23 | 1990-03-02 | Pfalzgraf Emile | Dispositif de montage a queue conique, en particulier au cone 7/24, a application cone et face pour attachements, porte-outils et outils |
US5311654A (en) * | 1992-09-25 | 1994-05-17 | Cook Harold D | Tool holder system and method of making |
DE4400425A1 (de) * | 1994-01-08 | 1995-07-13 | Komet Stahlhalter Werkzeug | Vorrichtung zur Kupplung zweier Werkzeugteile |
US5595391A (en) * | 1995-04-18 | 1997-01-21 | The Board Of Governors Of Wayne State University | Relating to tapered connections |
US6382888B2 (en) * | 1997-07-09 | 2002-05-07 | Harold D Cook | Vibration dampened spindle and tool holder assembly |
US5975816A (en) * | 1997-07-09 | 1999-11-02 | Cook; Harold D. | Harmonic dampener for rotary tool holder |
WO1999002297A1 (en) * | 1997-07-09 | 1999-01-21 | Cook Harold D | Machine tool extension and method of forming the same |
DE19825373A1 (de) * | 1998-06-06 | 1999-12-09 | Manfred Weck | Einspannung eines Werkzeuges in einer Werkzeugaufnahme |
JP2000158270A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-06-13 | Seiwa Seiki Kk | ツールホルダ |
US6109842A (en) * | 1999-08-03 | 2000-08-29 | Cook; Harold D. | Tool holder with harmonic dampening drive mechanism |
JP2002120115A (ja) * | 2000-10-11 | 2002-04-23 | Mst Corporation | 工具ホルダ |
US20050214087A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Agapiou John S | Spacer adapter for toolholders |
-
2008
- 2008-04-14 EP EP08742831A patent/EP2136949B1/en not_active Not-in-force
- 2008-04-14 KR KR1020097024034A patent/KR20100017111A/ko not_active Application Discontinuation
- 2008-04-14 CA CA002684080A patent/CA2684080A1/en not_active Abandoned
- 2008-04-14 CN CN200880019106A patent/CN101678468A/zh active Pending
- 2008-04-14 WO PCT/US2008/004771 patent/WO2008130521A2/en active Search and Examination
- 2008-04-14 EP EP12186818A patent/EP2543459A1/en not_active Withdrawn
- 2008-04-14 MX MX2009011121A patent/MX2009011121A/es not_active Application Discontinuation
-
2009
- 2009-10-15 IL IL201573A patent/IL201573A0/en unknown
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102848002A (zh) * | 2011-07-01 | 2013-01-02 | 钴碳化钨硬质合金公司 | 带有减振装置的旋转切削刀具 |
CN103223520A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-07-31 | 大连交通大学 | 一种抑制铣床刀具主轴振动的装置 |
CN108367365A (zh) * | 2015-12-21 | 2018-08-03 | 伊斯卡有限公司 | 具有振动阻尼重块组件的切削刀具保持器 |
CN108367365B (zh) * | 2015-12-21 | 2020-12-18 | 伊斯卡有限公司 | 具有振动阻尼重块组件的切削刀具保持器 |
CN112404607A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 哈尔滨东安利峰刀具有限公司 | 热缩式锥柄合金插齿刀 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2136949B1 (en) | 2012-11-14 |
EP2543459A1 (en) | 2013-01-09 |
IL201573A0 (en) | 2010-05-31 |
EP2136949A4 (en) | 2010-06-02 |
MX2009011121A (es) | 2009-12-07 |
CA2684080A1 (en) | 2008-10-30 |
WO2008130521A3 (en) | 2008-12-24 |
WO2008130521A2 (en) | 2008-10-30 |
KR20100017111A (ko) | 2010-02-16 |
EP2136949A2 (en) | 2009-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101678468A (zh) | 刀架减震*** | |
KR100298065B1 (ko) | 공구홀더및이러한공구홀더내에절삭공구를장착하기위한방법 | |
CN103506866B (zh) | 具有整合的阻尼装置的刀具适配器 | |
CA2196069C (en) | Collet chuck having parallel force loaded bearing | |
US11135657B2 (en) | Interface between a collet holder and a tool adapter | |
US20060186614A1 (en) | Thread cutting tap retainer | |
US7059030B2 (en) | Pressing device | |
US20090155010A1 (en) | Tool holder dampening system | |
WO1998008990A1 (en) | Rotary degassing apparatus with rotor grip coupling between impeller rotor and drive shaft | |
CA2207064C (en) | Front-loading rotary ring cutter | |
GB2315437A (en) | Chuck | |
CN201091925Y (zh) | 刀具快卸夹头 | |
CN104827341A (zh) | 一种压缩过载保护装置 | |
KR101541680B1 (ko) | 밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신 | |
US20230102426A1 (en) | Receptacle for a rotating tool | |
US6641145B1 (en) | Miniature drill chuck | |
US8888420B2 (en) | Tool chucking apparatus | |
RU197911U1 (ru) | Выглаживатель для обработки глубоких отверстий | |
KR102091818B1 (ko) | 샤프트 가공 방법 | |
US2904938A (en) | Arbor | |
CZ308960B6 (cs) | Upínací systém vystružovacích korunkových nástrojů a tyto nástroje | |
KR20100086710A (ko) | 공구용 척 | |
KR20040031623A (ko) | 벨트 노칭 머신용 성형 풀리 조립체 | |
CN105108213A (zh) | 具有安全锁结构的弹性卡簧和刀具固定结构 | |
KR200180829Y1 (ko) | 공기식 다이 그라인더의 콜릿척 결합구조 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20100324 |
|
C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |