CN102794471A - 具有整合的减振装置的刀具夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有整合的减振装置的刀具夹持器，具体地涉及一种刀具适配器，具有一个可被附接到机床上的夹持器（10）、并且具有一个刀具接收器（22），在该刀具接收器中可以接收一个刀具、具体接收一个钻孔刀具，该刀具接收器（22）被安装到该夹持器（10）上以便可旋转到一个有限的程度上，其中该刀具接收器（22）被安装到该夹持器（10）上以便在轴向方向上具有易调节的弹性。

Description

具有整合的减振装置的刀具夹持器

技术领域

本发明涉及一种刀具适配器，该刀具适配器具有一个可被附接到机床上的夹持器、并且具有一个刀具接收器，在该刀具接收器中可以接收一个刀具、具体接收一个钻孔刀具，该刀具接收器被安装到该夹持器上以便可旋转到一个有限的程度上。

背景技术

从US 6,082,236中已知这样一种刀具适配器。在此，这种刀具适配器被实现为一个套环，该套环通过两个支承环被可转动地安装在夹持器内部。在刀具接收器的外表面与夹持器的内表面之间固化了一个橡胶衬套，该橡胶衬套限制了这个刀具接收器相对于夹持器的转动。通过这个橡胶衬套可以将一个扭矩从夹持器传送到刀具接收器上，而同时产生的振动得以衰减。以此方式，还有可能在借助被夹持在刀具接收器中的刀具对工件进行机加工的过程中减少所产生的噪音。

发明内容

本发明的目标在于发展如在开篇处所述类型的一种刀具适配器使得改进的振动衰减得以实现。

为了实现这个目的，根据本发明，提供的是将这种刀具接收器安装在夹持器上以便在轴向方向上具有易调节的弹性。这还使得有可能衰减在轴向方向上产生的振动。

优选地，在该刀具接收器与该夹持器的一个端面之间提供一个弹性元件，这样使得该刀具接收器被接收在该夹持器中以便在轴向方向上具有易调节的弹性。一个弹性元件，例如一个由橡胶或者弹性体构成盘或板，使得能够在几乎不消耗资源的情况下获得所希望的轴向易调节的弹性，而同时使得能够实现一个紧凑的结构形式。

根据一个优选实施方案，提供的是该刀具接收器被布置在该夹持器的一个开口之内，该开口在该夹持器的一个端面处是开放的。以此方式，该刀具接收器可以在几乎不消耗资源的情况下被安装在该夹持器内部。

优选地，提供的是该刀具接收器被实现为一个衬套，该衬套被无间隙地安装在该夹持器的开口中。在此，“无间隙”指的是一种安装允许在圆周方向上所希望的可移动性（即可转动的）以及在轴向方向上所希望的可移动性（即可移位的），但是同时确保刀具接收器在夹持器中精确导向（具体关于刀具接收器的中央轴线）。换言之，无间隙的导向确保了该刀具接收器不能在该夹持器内部倾斜或者偏斜。

根据一个优选实施方案，在该夹持器的端面上提供有一个夹持元件，该夹持元件将该刀具接收器压入到该开口中。该夹持元件（可以被实现为例如一个支承接触片）在轴向方向上关闭该开口，这样使得该刀具接收器被可靠地保持在该夹持器内部。

优选地，在此情况下，在该夹持元件与该弹性元件之间布置有一个支承环，通过该支承环可以调整该弹性元件的偏置。这使得有可能向该弹性元件施加一个可调整的偏置，该可设置的偏置造成了在轴向方向上的减振，这样使得该刀具适配器可以被调整到不同的振动频率。这可以通过一种技术上简单的方式来进行，因为具有不同厚度的支承环是可供使用的，并且可以选择适合于对应应用的支承环。

根据一个优选实施方案，提供了一个扭矩传输元件，该扭矩传输元件强制性地作用在该刀具接收器与该夹持器之间。这确保了扭矩从该夹持器到该刀具接收器的可靠传输。

优选地，在此情况下，提供一个减振元件，该减振元件在圆周方向上作用在该刀具接收器与该夹持器之间。该减振元件确保了作用在圆周方向上的振动得到衰减。

根据本发明的一种设计，提供的是该减振元件以一个环的方式围绕该扭矩传输元件。这样一种设计确保了在几乎不消耗资源的情况下在两个圆周方向上均能够使振动衰减，而同时允许该刀具接收器相对于该夹持器的轴向移位，这种轴向移位对于衰减在轴向方向上作用的振动而言是必要的。

根据本发明的一种设计，提供的是该扭矩传输元件在圆周方向上被固定地连接到该刀具接收器上并且伸入在该夹持器中的一个切口中，该切口的尺寸至少在圆周方向上大于该扭矩传输元件的尺寸。优选地，在此情况下，该减振元件填充了在该扭矩传输元件与该切口的边缘之间剩下的空间，以便确保该扭矩传输元件在该夹持器中被强制性地驱动，其中该减振元件是介于这两者之间。

该扭矩传输元件可以是以一个滑键的方式实现的，这样使得多个狭长的侧壁可用于扭矩的传输。

优选地，该扭矩传输元件被安排为是可调整的，这样使得可以改变被施加到该减振元件上的偏置。这使得有可能根据对应的应用同样来调整在圆周方向上的减振特性。

根据本发明的一种设计，在此情况下提供的是该扭矩传输元件向外加宽，这样使得它可以在径向方向上施加一个偏置到该减振元件上。以此方式，在几乎不消耗资源的情况下，可以对被施加到该减振元件上的该偏置进行调整，即该扭矩传输元件在径向方向上可以在刀具接收器上占据不同的位置。

根据本发明的一种设计，提供的是该扭矩传输元件接合在该刀具接收器中的一个接收件中。该接收件限定了一种类型的滑动座，这样使得该扭矩传输元件在圆周方向上被机械地固定，而在径向方向上可以被调整。

在此情况下，该扭矩传输元件优选地被拧到该刀具接收器上。以此方式，该扭矩传输元件可以被可靠地附接到该刀具接收器上，而同时它在径向方向上可以被调整。

优选地，提供多个扭矩传输元件，这些扭矩传输元件以一种分布的方式被安置在该刀具适配器的中央轴线的周围。例如，可以按120°或90°的角度来安置三个或者四个扭矩传输元件，这减少了在每个单独的扭矩传输元件上的负载并且延长了该刀具适配器的总的使用寿命。

优选地，提供的是提供了一个套管，该套管在外部包围该夹持器。该套管一方面起到防止沾污及其他影响的作用。另一方面，该套管起到一个支撑件的作用，具体地在该扭矩传输元件的区域中，以便防止该减振元件在那里被向外移位。

附图说明

下面参照一个以附图代表的优选实施方案来说明本发明。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种刀具适配器的截面图；

图2示出了图1中的刀具适配器的夹持器的截面图；

图3示出了该夹持器的透视图；

图4示出了图1中的刀具适配器的刀具接收器的截面图；

图5示出了带有被附接到其上的一个扭矩传输元件、一个减振元件以及一个弹性元件的刀具接收器；

图6示出了沿着图5中的平面VI-VI的截面；并且

图7在沿着图1中的平面VII-VII的截面中示出了一种替代设计。

具体实施方式

图1示出了一个刀具适配器5，该刀具适配器用于接收一个刀具7（示意性地示出）、具体接收一个钻孔刀具。该钻孔刀具可以通过夹持装置8（仅被象征性地示出）被夹持在刀具适配器5中。刀具适配器5被提供为经由一个连接侧9被夹持到一个机床中，这样使得刀具7可以被驱动，例如使其转动。

刀具适配器5包含一个夹持器10（同样参见图2和图3），该夹持器具有一个总体上套环型形状，具有一条中央轴线M。夹持器10是由金属制成的，并且在其内部具有一个圆柱形开口，这样使得在夹持器10中构成一个圆柱形的内表面12。在夹持器10中的这个开口，在背离该端面的一端处，被一个底表面14界定，该底表面相对于该中央轴线M是垂直对齐的。

在夹持器10的围绕圆周分布的壁中布置了多个窗型切口16，这些窗型切口具有两个侧向表面18以及与其垂直的短的端面20，这两个侧向表面在圆周方向上彼此相对并且彼此平行地对齐。

在夹持器10内部布置了一个刀具接收器22（具体参见图3和图4），该刀具接收器是以一个套环的形式实现的并且可以将刀具7布置在该刀具接收器的内部。刀具接收器22同样是由金属构成的，并且具有一个圆柱形的外表面24，该圆柱形的外表面的尺寸与夹持器10的内表面12的尺寸相匹配这样使得刀具接收器22被无间隙地接受在该夹持器内部。“无间隙”在此情况下是指夹持器10以一种精确的方式限定了刀具接收器22的对齐，而同时该刀具接收器可以在夹持器10内部转动。

刀具接收器22在其外表面上配备有多个接收件26，这些接收件对应于夹持器10中的这些切口16并且在每个接收件中可以布置一个扭矩传输元件28，该扭矩传输元件被实现为与一个滑键类似（具体参见图5）。每个扭矩传输元件28因此具有一个狭长的形状，其纵向轴线平行于中央轴线M延伸，径向向内安放的部分基本上无间隙地接合该刀具接收器中的接收件26。为了紧固这些扭矩传输元件28，分别提供了两个调整螺钉30，这两个调整螺钉可以被拧到刀具接收器22中的多个螺纹孔32中。在已安装状态下，这些扭矩传输元件28被中央地定位在夹持器10的这些切口16中，这些切口16的尺寸大于这些扭矩传输元件28的尺寸。

为了在圆周方向上衰减振动，提供了多个减振元件34，这些减振元件各自被布置在这些扭矩传输元件28之一的周围，并且这些减振元件是由橡胶或者弹性体构成的。这些减振元件34总体上是以一个环的形式实现的，并且完全填充了这些扭矩传输元件28与这些切口16的这些壁18，20之间的空间。即使在其初始状态下，这些减振元件也具有某种偏置。另外，通过这些扭矩传输元件28可以调整这个偏置。

为此目的，提供的是每个扭矩传输元件28在径向方向上向外加宽，由此提供了多个伸出的接触承压表面36。这些接触承压表面在扭矩传输元件28的整个圆周的周围延伸并且当该减振元件通过这些调整螺钉30在径向方向上向内被夹持抵靠在刀具接收器22上时将减振元件34径向向内并且在圆周方向以及轴向方向上移位。这些接触承压表面36相对于这些扭矩传输元件28的径向延伸的中央轴线的角度是在从15°至75°的范围内，优选是45°。

为了能够进行调整，在初始状态下在扭矩传输元件28的下侧与接收件26的底座之间提供了一个空隙38。当进一步拧紧这些调整螺钉30时，空隙38被减小，其结果是减振元件34被更加牢固地压靠在对应的切口16的这些侧向表面18与这些端面20上。如图7中可见，在接收件26的底座与这些扭矩传输元件28之间还可以布置多个垫片50。这使得能够调整这些减振元件34的偏置。

为了在轴向方向上减振，在夹持器10的开口的底表面14与刀具接收器22之间布置了一个弹性元件40（参见图1和图5），该弹性元件是以一个盘或者板的形式实现的。弹性元件40沿着其圆周变厚，这样使得，与刀具接收器22的一个斜面42相结合，实现了一种楔入作用。该弹性元件同样是由橡胶或者弹性体构成的。

在夹持器10的端面上布置有一个夹持元件44，该夹持元件被实现为一个环或者支承接触片。这个夹持元件被附接到夹持器10的端面上以便通过多个调整螺钉46是可调整的，夹持元件44经由一个支承环48被支撑在刀具接收器22上。这些调整螺钉46可以被用来调整在夹持器10的底表面14上的弹性元件40的偏置强度。这个轴向偏置是通过支承环48的不同厚度来调整的。

如在图1中可见，具体地，在夹持器10的外侧上布置有一个套管47，该套管固定地围绕该夹持器。一方面，套管47防止污垢累积在这些切口16和这些扭矩传输元件28的区域内。另一方面，该套管防止了在出现负载时这些减振元件34被径向地向外移位。换言之，套管47作为一个支撑件用于这些减振元件34。

当刀具7有待被驱动时，扭矩被从夹持器10传输到刀具接收器22上并且从其传输到刀具7上。因为刀具接收器22被弹性地安装在夹持器10内部，在通过刀具7进行机加工的过程中产生的振动得到大幅衰减。一方面，这是因弹性元件40而在轴向方向上进行的。另一方面，在圆周方向上振动得到衰减，因为刀具接收器22以一种易调节的弹性方式经由在这些接收件26中被导向的这些扭矩传输元件28并且经由这些减振元件34而被连接到夹持器10上。由于这些减振元件是支撑在一个大的面积上（既在夹持器10的这些侧向表面18上又在这些扭矩传输元件28的这些侧壁上），确保了高的负载能力并且同时确保了长的使用寿命。所说明的这种刀具适配器5的一个特别的优点在于可以调整弹性元件40以及这些减振元件34的偏置。因而有可能调整一个特别高的衰减得以实现时所处的频率。因此对于任何所希望的机加工都可以实现最大的振动衰减，这样使得最大地减少在机加工过程中所产生的噪音。

如图7中可见，这些减振元件34的外侧可以是倾斜的，这样使得它们经由一个倾斜地对齐的支承接触表面被支撑在该夹持器上。适合的角度是在从15°至75°的范围内，优选是45°。该倾斜的支承接触表面的作用是这些减振元件的外侧不但经受压缩，而且经受剪切，这对于振动衰减而言是有利的。

Claims (17)

1.一种刀具适配器，具有一个可被附接到机床上的夹持器（10）、并且具有一个刀具接收器（22），在该刀具接收器中可以接收一个刀具、具体地接收一个钻孔刀具，该刀具接收器（22）被安装到该夹持器（10）上以便可旋转到一个有限的程度上，其中该刀具接收器（22）被安装到该夹持器（10）上以便在轴向方向上具有可调节的弹性。

2.如权利要求1所述的刀具适配器，其中，至少一个弹性元件（40）被提供在该刀具接收器（22）与该夹持器（10）的至少一个端面之间，这样使得该刀具接收器（22）被接收在该夹持器（10）中以便在轴向方向上具有易调节的弹性。

3.如权利要求1或权利要求2所述的刀具适配器，其中，该刀具接收器（22）被布置在该夹持器（10）的一个开口之内，该开口在该夹持器（10）的一个端面处是开放的。

4.如权利要求3所述的刀具适配器，其中，该刀具接收器（22）被实现为一个衬套，该衬套被无间隙地安装在该夹持器（10）的该开口中。

5.如权利要求3或权利要求4所述的刀具适配器，其中在该夹持器（10）的端面上提供有一个夹持元件（44），该夹持元件将该刀具接收器（22）压入到该开口中。

6.如权利要求5所述的刀具适配器，其中，在该夹持元件（44）与该弹性元件（40）之间布置有一个支承环（48），通过该支承环可以调整该弹性元件（40）的偏置。

7.如以上权利要求中任何一项所述的刀具适配器，其中，提供了一个扭矩传输元件（28），该扭矩传输元件强制性地作用在该刀具接收器（22）与该夹持器（10）之间。

8.如以上权利要求中任何一项所述的刀具适配器，其中，提供了一个减振元件（34），该减振元件在圆周方向上作用在该刀具接收器（22）与该夹持器（10）之间。

9.如权利要求7或权利要求8所述的刀具适配器，其中，该减振元件（34）以一个环的方式围绕该扭矩传输元件（28）。

10.如权利要求7至9中任一项所述的刀具适配器，其中该扭矩传输元件（28）在圆周方向上被固定地连接到该刀具接收器（22）上并且伸入在该夹持器（10）中的一个切口（16）中，该切口的尺寸至少在圆周方向上大于该扭矩传输元件（28）的尺寸。

11.如权利要求7至10中任一项所述的刀具适配器，其中，该扭矩传输元件（28）是以一个滑键的方式实现的。

12.如权利要求7至11中任一项所述的刀具适配器，其中，该扭矩传输元件（28）被安排为是可调整的，这样使得被施加到该减振元件（34）上的偏置是可以改变的。

13.如权利要求7至12中任一项所述的刀具适配器，其中，该扭矩传输元件（28）向外加宽，这样使得它可以在径向方向上将一个偏置施加到该减振元件（34）上。

14.如权利要求7至13中任一项所述的刀具适配器，其中，该扭矩传输元件（28）接合在该刀具接收器（22）中的一个接收件（26）中。

15.如权利要求7至14中任一项所述的刀具适配器，其中，该扭矩传输元件（28）被拧到该刀具接收器（22）上。

16.如权利要求7至15中任一项所述的刀具适配器，其中，提供了多个扭矩传输元件（28），这些扭矩传输元件以一种分布的方式被安置在该刀具适配器（5）的中央轴线（M）的周围。

17.如以上权利要求中任何一项所述的刀具适配器，其中，提供了一个套管（47），该套管在外部围绕该夹持器（10）。

Images