CN112045448B - 具有柔性罐的工具保持器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有柔性罐的工具保持器组件。工具保持器组件包含：具有面向后的工具保持器柄部的工具保持器；具有被配置成用于接收所述工具保持器柄部的孔的基部构件；具有轴向前端和轴向后端的锁杆；与所述锁杆的所述轴向前端连通的至少一个锁定构件；以及被配置成用于接收在所述基部构件的所述孔中的柔性罐。所述柔性罐包含至少一个柔性特征，所述至少一个柔性特征降低所述柔性罐的刚度(即，提高柔性)。在一个方面，所述柔性特征是邻近所述罐的锁定通路的狭槽。

Description

具有柔性罐的工具保持器组件

技术领域

本发明涉及具有柔性罐的工具保持器组件。

背景技术

通常，使用安装在工具保持器上的硬质合金切削刀片来执行金属加工操作。工具保持器可以可移除地附接到作为例如机床或铣床之类的机器的一部分的基部构件。用于相对于基部构件(例如具有锁杆和弹簧包的夹持单元)可移除地附接和/或调节工具保持器的参数的各种布置通常是已知的。

工具保持器组件利用弹簧包来提供夹持力，并将顺应性并入夹持单元中。期望弹簧包具有高刚度以提供高夹持力。另外，需要一定程度的顺应性以补偿标准工具的几何公差并确保正确的夹持。弹簧包的问题在于，它们需要许多空间来将夹持单元安装在机床内部。

因此，期望提供克服常规工具保持器组件的局限性、缺点和/或劣势的改进的工具保持器组件。

发明内容

通过在罐的设计中提供一个或多个挠曲特征来解决夹持单元中弹簧包的使用问题，从而完全消除夹持单元的弹簧包。因此，可以大大减小夹持单元的大小。

在一个方面，一种工具保持器组件包含：工具保持器，所述工具保持器具有面向后的工具保持器柄部和轴向后端，所述轴向后端具有与所述轴向后端相交的内孔，所述工具保持器柄部具有外表面和至少一个锁定孔口，所述至少一个锁定孔口从所述外表面延伸到所述内孔。所述工具保持器组件进一步包含：基部构件，所述基部构件具有被配置成用于接收所述工具保持器柄部的孔；具有轴向前端和轴向后端的锁杆；以及至少一个锁定构件，所述至少一个锁定构件与所述锁杆的所述轴向前端连通，且至少部分地可移动地位于至少一个锁定通路和/或所述至少一个锁定孔口中。所述工具保持器组件进一步包含适于接收在所述基部构件的所述孔中的柔性罐。所述柔性罐具有外表面和纵向延伸到所述柔性罐中的罐孔。所述柔性罐具有从所述柔性罐的所述外表面延伸到所述罐孔的至少一个锁定通路。当组装所述工具保持器组件时，所述至少一个锁定通路与所述工具保持器柄部的所述至少一个锁定孔口连通。所述柔性罐包含至少一个柔性特征，其降低所述柔性罐的刚度。

在另一方面，一种柔性罐适于接收在工具保持器组件的基部构件的孔中。所述柔性罐具有外表面和纵向延伸到所述柔性罐中的罐孔。所述柔性罐具有从所述柔性罐的所述外表面延伸到所述罐孔的至少一个锁定通路。当组装所述工具保持器组件时，所述至少一个锁定通路与工具保持器柄部的至少一个锁定孔口连通。所述柔性罐包含至少一个柔性特征，其提高所述柔性罐的柔性。

在又一方面，一种降低用于工具保持器组件的罐的刚度的方法，其包括：

将至少一个柔性特征形成为罐，从而降低所述罐的刚度。

附图说明

虽然示出了本发明的各种实施例，但是所示出的特定实施例不应被解释为限制权利要求。预期在不脱离本发明范围的情况下可以进行各种改变和修改。

图1示出根据本发明的一个方面的工具保持器组件的局部分解图；

图2示出根据本发明的一个方面的图1的工具保持器组件的一部分的分解图；

图3示出根据本发明的一个方面的图1的工具保持器组件的组装顶视图；

图4示出沿图3的线4-4的截面图，并且示出了根据本发明的一个方面处于解锁位置的工具保持器组件；

图5示出沿图3的线5-5的截面图，并且示出了根据本发明的一个方面的处于锁定位置的工具保持器组件；以及

图6示出根据本发明的一个方面的柔性罐的侧面透视图。

具体实施方式

以下是适用于转动操作、铣削操作等右手操作、左手操作或任意手操作的工具保持器型式的说明和解释。但是，应注意，切削工具可被配置成适合任何特定的应用，例如铰孔、端铣等，并且不仅限于图示中的实例。

本文中对特定应用的描述不应限制使用切削工具的范围和程度。

本文所使用的方向性短语，例如，左、右、前、后、顶部、底部及其派生词，与附图中所示的元件的方向有关，并且不限制权利要求，除非其中明确陈述。在所有附图中，相同的部件具有相同的附图标记。

如本文在整个说明书和权利要求中所使用的，近似语言可以被用来修改可以允许变化的任何定量表示，而不引起它所涉及的基本功能的变化。因此，由例如“约”、“大约”和“基本上”等一个或多个术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此以及整个说明书和权利要求中，范围限制可以组合和/或互换，除非上下文或语言另有说明，否则这些范围被识别并且包括其中包含的所有子范围。

在整个文本和权利要求中，相对于值的范围(例如，“约22重量％至35重量％”)使用词“约”旨在修饰所列举的高值和低值两者，并反映与测量值、有效数字和互换性相关联的变化的模糊程度，这些全是如本发明所属领域的普通技术人员应当理解的。

出于本说明书的目的(除在操作实例中之外)，除非另有说明，否则表示成分的数目和范围、工艺条件等的所有数值在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则本说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可以根据本发明寻求获得的期望结果而变化。至少，并且不试图将等同原则的应用限制在权利要求的范围，每个数值参数应至少根据所报告的有效数字的数值并通过采用一般的舍入技术进行解释。此外，如本说明书和所附权利要求中所用，除非明确且不含糊地限于一个指示物，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在包括复数指示物。

尽管列出本发明的广泛范围的数值范围和参数均为近似值，但是在具体实例中列出的数值被尽可能精确地报告。然而，任何数值都固有地包含某些误差，这些误差必定是由它们各自的测试测量中发现的标准偏差(包括测量仪器中发现的标准偏差)引起的。同样，应当理解，本文列举的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。例如，范围“1至10”旨在包括在所列举的最小值1与所列举的最大值10之间的所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值以及等于或小于10的最大值的范围。因为公开的数值范围是连续的，所以它们包括最小值和最大值之间的每个值。除非另有明确说明，否则本申请中指定的多种数值范围均为近似值。

在以下说明书和权利要求中，引用了具有以下含义的多个术语。

除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物。

如本文中所使用，“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且所述描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。

如本文中所使用，“邻近”是指在关系上最靠近、最接近。例如，“邻近”可以是附近、靠近、最靠近、最近、隔壁、相邻、邻接、毗邻、临近等的同义词。

如本文中所使用，术语“数目”将用于指代任何非零数量(即，一或大于一的任何数量)。

如本文中所使用，术语“狭槽”应用于指代1：任何狭窄的开口或凹槽；和/或2)任何狭窄的通道或封闭空间。

参考图1至3，示出了根据本发明的方面的工具保持器组件10。工具保持器组件10通常包含：具有面向后的柄部14的工具保持器12；具有被配置成用于接收柄部14的孔18的基部构件16(有时称为凸缘)；被配置成用于接收在基部构件16的孔18中的柔性罐20；以及锁杆22。

图2示出的分解视图大体示出工具保持器12、柔性罐20、锁杆22，和至少一个锁定构件，在一个方面，所述锁定构件包含锁定球24a、24b。工具保持器12和柔性罐20沿纵向轴线A-A延伸，而锁杆22可围绕纵向轴线B-B旋转。在一个方面，纵向轴线A-A不平行于纵向轴线B-B。应了解，本发明的柔性罐20不受所示实施例中的锁杆机构的类型限制。例如，锁杆22不需要是可旋转的，并且其它类型的锁杆机构可以沿着轴线B-B或A-A线性地移动。

参考图1和2，工具保持器12进一步包含轴向后端26，所述轴向后端具有与轴向后端26相交的内孔28。工具保持器柄部14具有外表面30和从外表面30延伸到内孔28的至少一个锁定孔口32。

图2进一步示出本发明的柔性罐20具有外表面34和沿着轴线A-A纵向延伸到柔性罐20中的罐孔36。在一个实施例中，罐孔36可以完全纵向地延伸到柔性罐20中。柔性罐20进一步包含从罐20的外表面34延伸到罐孔36的至少一个锁定通路38。在一个方面，至少一个锁定通路38与工具保持器柄部14的至少一个锁定孔口32连通或相邻。此外，柔性罐20具有另外的孔40，其沿着锁杆22的纵向轴线B-B延伸并且被配置成用于接收锁杆22。柔性罐20包含凸缘48，所述凸缘用于充当工具保持器组件10的基部构件16内的安放表面。

锁杆22可以包含围绕锁杆22大体上周向地延伸的一个或多个凹槽64。每个凹槽64被配置成与止动销62协作以通常提供用于停止和/或限制锁杆22在锁定位置与解锁位置之间的旋转的构件。

图4和5示出锁杆22可在解锁或未夹持位置(图4)与锁定或夹持位置(图5)之间旋转，以便能够容易地分别将工具保持器12固定到工具保持器组件10以及从工具保持器组件10移除工具保持器12。为了旋转锁杆22，锁杆22可以包含内部六角开口46(见图1和2)，以用于***工具(未示出)使得锁杆22旋转。还可提供用于引起旋转的其它类似配置。

通常，将锁杆22从图4位置逆时针旋转到图5位置会锁定工具保持器12或将其夹持到适当位置。锁杆22的所描述旋转使得锁定球24a、24b在罐壁42的锁定通路38内径向向外移动。锁定球24a、24b通过锁定条22的配置径向向外移动通过锁定通路38，如本文将详细描述的。当锁定球24a、24b从锁定通路38径向向外行进时，它们接合柄部壁表面30内的锁定孔口32，并且锁定球24a、24b在其中楔入且因此锁定或夹持在锁定孔32与锁定通路38之间，如图5所示。锁杆22从图5位置顺时针旋转(在图4中的箭头R的方向上)导致所描述的动作反向，并因此解锁或未夹持工具保持器12。

另外，图2、4和5示出工具保持器组件10可以包含撞针44，所述凸起销用于与锁杆22协作，以辅助在解锁或未夹持操作期间从基部构件16的孔18排出工具保持器12。

如图6所示，本发明的柔性罐20以一个或多个柔性特征的形式在罐20的设计中直接并入柔性，所述特征总体以50示出，这完全消除了来自常规工具保持器组件的弹簧包。通常，为了设计本发明的柔性罐20，根据夹持组件的制造公差确定罐20的所需柔性(Δd)。也就是说，它取决于锁定球24a、24b的夹持位置的变化。罐20被设计成使得所需柔性形成在整个夹持位置的完整范围内的最小限度与最大限度之间的夹持力。

在所示实施例中，挠曲特征50包括邻近相应锁定通路38的至少一个狭槽，所述锁定通路从罐20的外表面34朝向罐孔36向内延伸。尽管图2和6中未示出，但柔性罐20可以包含与图2和6所示的狭槽50直径相对的另一个狭槽。已发现，狭槽50的五个设计参数影响罐20的柔性(或刚度)和性能。第一参数是狭槽位置SP，狭槽位置SP是狭槽50与锁定通路38之间的距离。狭槽50越靠近锁定通路38，罐20的柔性就越大(或刚性越小)。第二参数是狭槽宽度SW。狭槽50的宽度越大，罐20的柔性就越大(或刚性越小)。第三参数是狭槽深度SD。狭槽50越深，罐20的柔性就越大(或刚性越小)。在所示实施例中，狭槽深度SD小于罐壁42的厚度。然而，在一个实施例，狭槽深度SD等于罐壁42的厚度(即，最大狭槽深度SD)。应了解，狭槽深度SD可以小于罐壁42的厚度。第四参数是狭槽50的弓形侧壁50a、50b的半径R1。半径R1越大，罐20的柔性就越大(或刚性越小)。第五参数是狭槽50的弓形端壁50c、50d的半径R2。半径R2越大，罐20的柔性就越大(或刚性越小)。

通过在将狭槽50添加到罐20之前和之后以ISO 26622建议的标称和最大夹持力测量锁杆(类似于锁杆22)的位置，计算本发明的柔性罐20的刚度。在测量中使用具有9.075mm直径的锁定通路38作为参考。狭槽50的设计参数如下：

狭槽位置(SP)＝2mm

狭槽宽度(SW)＝6.5mm

狭槽深度(SD)＝3.5mm

R1＝8mm

R2＝1.25mm

发现不具有狭槽的罐20的刚度为8.28E+06N/m。发现具有狭槽50的罐20的刚度为5.87E+06N/m，这与不具有狭槽的罐相比刚度降低30％。

应注意，罐20的柔性可通过用于柔性特征50的许多其它设计来实现。如上所述，罐20的凸缘48是在工具保持器组件10的基部构件16内的安放表面。当夹持工具时，抵靠基部构件16拉动罐20，从而使柔性特征50弹性变形。允许罐20挠曲的柔性特征包含例如围绕罐20的外表面34的柔性构件(未示出)、弹簧类型设计、以及凸缘48内或上方或下方的狭槽。这些柔性特征可以通过以下方式的任意组合来形成：浮雕切口、从罐20背面切出的复杂孔、凸缘48上方和下方的底切、凸缘48上方和下方的凹槽、凸缘48内的波状特征以及凸缘48上方或下方的狭槽。可以在凸缘正上方围绕罐的外径形成大的浮雕，在罐的底部中心具有复杂孔特征。这些柔性特征的组合在整个外表面34周围形成柔性构件，且其设计用于在挠曲期间消除应力并将应力分散到整个柔性构件。此外，可以在一个或多个孔38上方形成一个或多个狭槽，这些狭槽遵循孔38的轮廓并充当压缩弹簧。孔38上方的狭槽与凸缘48中的柔性构件结合允许更具有弹性的变形，在每个相应特征中具有较少限制性公差。

如上文所描述，这里提出的发明构思是一种创新设计：可以通过在凸缘48(在夹持单元组件中的罐的安放面)内、下方和上方的多个特征来实现罐20的柔性，所述多个特征旨在弹性变形。另外，可以在一个或多个孔38上方添加带槽特征以便压缩且提供额外顺应性。

本文提及的专利和公开文件在此以引用的方式并入。

尽管已经描述了当前的优选实施方案，但是本发明可以在所附权利要求的范围内以其它方式实施。

零件清单

10 工具保持器组件

12 工具保持器

14 工具保持器柄部

16 基部构件

18 孔

20 柔性罐

22 锁杆

24a、b锁定球

26 轴向后端

28 内孔

30 外表面

32 锁定孔口

34 外表面

36 罐孔

38 锁定通路

40 孔

42 罐壁

44 撞针

46 六角开口

48 凸缘

50 柔性特征(狭槽)

62 止动销

64 凹槽

A 纵向轴线(罐)

B 纵轴(锁杆)

Claims (19)

1.一种工具保持器组件，其包括：

工具保持器，所述工具保持器具有面向后的工具保持器柄部和轴向后端，所述轴向后端具有与所述轴向后端相交的内孔，所述工具保持器柄部具有外表面和至少一个锁定孔口，所述至少一个锁定孔口从所述外表面延伸到所述内孔；

基部构件，所述基部构件具有被配置成用于接收所述工具保持器柄部的孔；

具有轴向前端和轴向后端的锁杆；以及

至少一个锁定构件，所述至少一个锁定构件与所述锁杆的所述轴向前端连通，且至少部分地可移动地位于至少一个锁定通路和/或所述至少一个锁定孔口中；以及

柔性罐，沿着轴向方向从第一远端延伸到第二远端且适于接收在所述基部构件的所述孔中，所述柔性罐具有限定外表面的罐壁和纵向延伸到所述柔性罐中的罐孔，所述柔性罐具有从所述柔性罐的罐壁的所述外表面延伸到所述罐孔的至少一个锁定通路，当组装所述工具保持器组件时，所述至少一个锁定通路与所述工具保持器柄部的所述至少一个锁定孔口连通，

其中，所述柔性罐的罐壁的外表面包含至少一个柔性特征，所述至少一个柔性特征相比于所述第二远端更加靠近所述第一远端设置，且设置在所述至少一个锁定通路与所述第一远端之间，

其中，所述至少一个柔性特征从所述柔性罐的罐壁的外表面朝向所述罐孔向内延伸以使得所述至少一个柔性特征降低所述柔性罐的刚度。

2.根据权利要求1所述的工具保持器组件，其中所述至少一个柔性特征包括在邻近所述柔性罐的所述至少一个锁定通路的所述外表面中形成的狭槽。

3.根据权利要求2所述的工具保持器组件，其中所述狭槽包括具有半径R1的弓形侧壁和具有半径R2的弓形端壁。

4.根据权利要求3所述的工具保持器组件，其中所述半径R1大于所述半径R2。

5.根据权利要求2所述的工具保持器组件，其中所述狭槽具有小于所述柔性罐的所述至少一个锁定通路的直径的狭槽宽度SW。

6.根据权利要求2所述的工具保持器组件，其中所述狭槽具有狭槽位置SP、狭槽宽度SW和狭槽深度SD。

7.根据权利要求6所述的工具保持器组件，其中所述狭槽宽度SW的尺寸大于所述狭槽位置SP和所述狭槽深度SD中的至少一个。

8.根据权利要求6所述的工具保持器组件，其中所述狭槽深度SD大于所述狭槽位置SP。

9.根据权利要求6所述的工具保持器组件，其中所述狭槽深度SD从所述柔性罐的所述外表面延伸到所述罐孔。

10.一种柔性罐，沿着轴线从第一远端到第二远端设置，且适于接收在工具保持器组件的基部构件的孔中，所述柔性罐具有限定外表面的罐壁和纵向延伸到所述柔性罐中的罐孔，所述柔性罐具有从所述柔性罐的罐壁的所述外表面延伸到所述罐孔的至少一个锁定通路，当组装所述工具保持器组件时，所述至少一个锁定通路与工具保持器柄部的至少一个锁定孔口连通，

其中，所述柔性罐的罐壁的外表面包含至少一个柔性特征，所述至少一个柔性特征相比于所述第二远端更加靠近所述第一远端设置，且设置在所述至少一个锁定通路与所述第一远端之间，

其中，所述至少一个柔性特征从所述柔性罐的罐壁的外表面朝向所述罐孔向内延伸以使得所述至少一个柔性特征提高所述柔性罐的柔性。

11.根据权利要求10所述的柔性罐，其中所述柔性特征包括在邻近所述柔性罐的所述至少一个锁定通路的所述外表面中形成的狭槽。

12.根据权利要求11所述的柔性罐，其中所述狭槽包括具有半径R1的弓形侧壁和具有半径R2的弓形端壁。

13.根据权利要求12所述的柔性罐，其中所述半径R1大于所述半径R2。

14.根据权利要求11所述的柔性罐，其中所述狭槽具有狭槽位置SP、狭槽宽度SW和狭槽深度SD。

15.根据权利要求14所述的柔性罐，其中所述狭槽宽度SW的尺寸大于所述狭槽位置SP和所述狭槽深度SD中的至少一个。

16.根据权利要求14所述的柔性罐，其中所述狭槽深度SD大于所述狭槽位置SP。

17.根据权利要求14所述的柔性罐，其中所述狭槽深度SD从所述柔性罐的所述外表面延伸到所述罐孔。

18.一种工具保持器组件，包括：

工具保持器，所述工具保持器具有面向后的工具保持器柄部和轴向后端，所述轴向后端具有与所述轴向后端相交的内孔，所述工具保持器柄部具有外表面和从该外表面延伸到所述内孔的至少一个锁定孔口；

基部构件，所述基部构件具有孔，该孔被构造成接收所述工具保持器柄部；

柔性罐，沿着轴线从第一远端到第二远端设置并且适于被接收在所述基部构件的孔中，所述柔性罐具有限定外表面的罐壁和纵向延伸到所述柔性罐中的罐孔，所述柔性罐具有至少一个锁定通路，所述至少一个锁定通路沿着横向于所述轴线的平面从所述柔性罐的罐壁的外表面延伸到所述罐孔，当所述工具保持器组件被组装时，所述至少一个锁定通路与所述工具保持器组件柄部的所述至少一个锁定孔口连通；和

至少一个锁定球，能够通过锁杆可移动地定位在所述柔性罐的所述至少一个锁定通路和/或所述工具保持柄部的所述至少一个锁定孔口中，

其中，所述柔性罐的罐壁的外表面包括至少一个柔性特征，所述至少一个柔性特征设置成比所述第二远端更靠近所述第一远端，并且设置在所述至少一个锁定通路和所述第一远端之间，并且

其中，所述至少一个柔性特征从所述柔性罐的罐壁的外表面朝向所述罐孔向内延伸，使得所述至少一个柔性特征降低所述柔性罐的刚度。

19.一种柔性罐，所述柔性罐沿着轴线设置并且适于被接收在工具保持器组件的基部构件的孔中，所述柔性罐具有限定外表面的罐壁和纵向延伸到所述柔性罐中的罐孔，所述柔性罐具有至少一个锁定通路，所述至少一个锁定通路沿着相对于所述轴线横向的平面从所述柔性罐的罐壁的外表面延伸到所述罐孔，当所述工具保持器组件被组装时，所述至少一个锁定通路与工具保持器柄部的至少一个锁定孔口连通，使得至少一个锁定球能够通过锁杆被可移动地定位在所述柔性罐的所述至少一个锁定通路和/或所述工具保持器柄部的所述至少一个锁定孔中，

其中，所述柔性罐的罐壁的外表面包括邻近所述至少一个锁定通路设置的至少一个柔性特征，以及

其中，所述至少一个柔性特征从所述柔性罐的罐壁的外表面朝向所述罐孔向内延伸，且遵循所述至少一个锁定通路的轮廓，使得所述至少一个柔性特征增加所述柔性罐的柔性。