专利名称：刀架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种支架，其用于刀具部件的可共同旋转的和轴向稳定的固定，该刀具部件在为此目的所设置的支架零件上，这些支架零件例如为刀架或刀具基础刀夹。特别地，本发明涉及由权利要求1的前序部分限定的一种可旋转刀架的平衡。
特别是，由于现代的制造厂越来越多地装备了自动刀具更换系统，因此对自动可更换刀具系统的要求已经变得越来越重要。在这种系统中，例如使用了带刀架的刀柄，该刀柄可以高精度进行制造，一个具有不同刀具的系统可与该刀柄相连接。因此，在径向进给和作用力方向、以及定位和平衡精确性方面对这样一种联接系统有很高的要求。
人们已经进行了多种尝试以制造一种能够实现上述标准的通用联接系统。例如建议在联接部位使用一种自对中的Hirth型锯齿，该锯齿与一个夹头一起可保证各部件之间形状精确的连接。根据另一个建议，该联接可通过一个中心螺纹接头来实现。
在DIN 69893和DE-A-3 807 140中公开了用于机具和刀具系统组件之间的界面部位的一种非常有效的联接器。这种类型的联接器通常被称作“HSK”，它是德文“Hohlschaftkegel”的缩写，即中空的刀柄锥体，其已经作为刀具的界面而越来越被接受。HSK是一种在刀具系统组件(例如刀夹)和机具(例如主轴)之间的联接装置。在大的轴向作用力下，为了在两部件之间快速地连接和拆卸接头，则需要具有一驱动杆的夹紧装置，一楔形齿轮装置通过该杆驱动，而通过该齿轮装置，设置在要被联接的部件之一上的夹紧元件可受压而径向向外，进入要被联接的另一部件上具有相应形状的凹槽中。该夹紧元件具有至少三个钳状夹紧爪，它们彼此之间以等角度距离布置，这些爪平行于刀夹的中心扩展部，并相对于在联接状态下位于中心扩展部径向内侧的一爪部，可在中心扩展部的槽形凹座中枢转，而所述爪被支承在所述主轴的中心夹内。
HSK联接器的主要特征是中空锥体的圆锥形，根据DIN 69893所述其具有平的抵靠表面。这种结构最重要的优点是具有高的静态和动态稳定性、高的扭矩传递、明确的径向和轴向定位和良好的高速性能。但是，它的缺点是该联接器的旋转不完全对称，而且这一点必须进行弥补。而在高旋转速度例如30,000rpm下，其他的不平衡问题也变得很重要，即所谓的动态平衡。一个不移动的旋转体可被补偿在那些在轴向上偏离不平衡源的地方，但当其转动时，产生了轴向上偏离的离心力差，这会导致一时的不平衡。在高旋转速度下，这可能导致所不希望的转动振动。
在HSK刀夹的刀架部的外侧提供平衡孔是已知的。但这种解决方案并不十分满意，因为平衡孔的暴露的开口会很明显且烦扰。而且，在轴向上它们距机器主轴上的HSK联接器的不对称处的距离相对较宽，这会产生动态的不平衡。
因此，本发明的目的是提供一种刀架，其不仅具有静态而且具有动态的平衡。
本发明的另一目的是提供一种尽可能不暴露在外的平衡。
本发明的又一目的是提供一种尽可能确定的刀架平衡，并且在每一操作之前不需要任何进一步的改进。
上述这些目的可通过权利要求1的特征部分所限定的特征来实现。
本发明实施例的优点被限定在从属权利要求中。
下面参照附图对本发明进行详细描述，其中
图1示出了形状为刀夹的刀具系统组件的立体图。
图2示出了图1所示刀夹的前视图。
图3示出了图1所示刀夹的另一侧的立体图。
在图1中，参考标号1代表一个刀具系统组件，例如刀夹，其通过中空的刀柄锥体或联接端2被联接到机具主轴上。为了使刀具系统组件的自动更换成为可能，设置有用传统方式制造的夹槽3。基础刀夹1具有一径向环面4和一对中表面5，它们设置在一中心锥体的外侧。在主轴上设置有相配合的表面，与表面4和5相对应。本已公知的夹紧元件可以它们的爪部枢转到中心锥体内的一槽形的环形凹座6中，从而在刀夹和主轴之间提供一轴向的压力。
为了在主轴和刀具系统组件之间传递扭矩，设置有一爪形锯齿或一楔形装置，具体地说，两个在直径上相对的刀架槽7A、7B设置在中心锥体上，从而在每一槽7A、7B上形成了两个配合面8。相应形状的刀架爪或楔啮合到这些槽状凹座内。为了清楚地区分位置并避免180°的错位，两刀架槽的深度不同。因此，如图1所示，槽7B比槽7A深。当然，这些不同的槽导致了一种不平衡。
而且，两个在直径上相对的槽13沿夹槽3设置。这些凹槽用作夹持臂的引导和定向表面，用于进行刀具的自动更换。为了避免刀夹发生180°的错位，两槽13的形状也有些不同，这又相当于一个不平衡源。
另一个不平衡源是用于自动更换刀具的刀具库的定位标记，即定位槽14(图3)。
刀具系统组件1与机具相对的一端是刀夹9。当然，该刀夹的形状取决于要被夹持的刀具或刀具系统组件。例如其可为一用于内部和外部的车刀的刀夹、形式为液压卡盘的刀夹、有缝夹套、名为Sandvik Capto(注册商标)的具有多边外形的刀夹、或如图1和3所示的所谓的Wistle型凹口刀夹9。该刀夹9包括一个圆柱形腔10，例如一个具有圆柱形刀柄的刀具以其倾斜的夹紧面可被导入腔10中。被导入的部分可通过两夹紧螺栓11进行紧固。
从上面的描述可看出，很显然存在着几处不平衡源。因此，在今天使用得越来越多的高旋转速度下，刀架必须保持静态和动态的平衡。
本发明的本质特征是在刀架1上靠近机具侧的联接端2的内侧有一个或几个孔15A、15B。这些孔形成在径向表面16上，其可穿过中空的刀柄锥体的主轴侧开口而延伸，并且它在轴向上处于紧靠机具侧刀夹的不平衡源的位置/或在这些不平衡源之间，这些不平衡源在本情况下为径向位于刀夹的相同侧。但是，可不一定为本情况，这些不平衡源可以处于它们之间的任何径向角度上。
刀夹9刀具侧的不平衡源是在用于夹紧螺栓的螺纹孔内，为了消除这些不平衡源，根据本发明的优选实施例，孔12设置在与所述螺纹孔径向相对但在轴向上高度相同的位置上。这些孔12和15用于静态和动态地平衡整个刀架。这些孔12和15之所以能够分别形成动态平衡是由于这些孔15位于紧靠两不平衡源处，即一方面靠近不对称刀架槽7，而另一方面靠近槽13、14，而在刀具侧的刀具夹持部9上的不平衡源是在孔12的高度上。作为替换，孔15也可轴向位于刀架槽7和槽13(以及各自的定位槽)之间，由此可获得这些不平衡源的一个更好的动态平衡。(由这些孔对这些不平衡源提供的静态平衡的原因不言而喻是很清楚的。)孔15取决于刀架并可根据位置、深度和直径进行精确地限定。如果需要，可以一定的质量部分或全部地填充一个或几个孔，例如采用塑料块、或铝或锡。
优选地，可在刀架中心设置一通孔17，该孔主要用于冷却介质。
权利要求
1.一种刀架，其具有位于机具侧的联接端(2)和位于刀具侧的刀夹(9)，具有一径向突出部的一表面(16)设置在机具侧的该联接端内部，该表面可通过机具侧的该联接端的开口进行机加工，其特征在于，一个或几个孔(15)设置在所述表面(16)上，用于静态和动态地平衡该刀架上位于机具侧的联接端(2)。
2.根据权利要求1所述的刀架，其特征在于，所述孔(15)处于紧靠该联接端(2)内两不平衡源的位置处或轴向地位于该两不平衡源之间，所述孔产生一静态和动态的平衡量。
3.根据权利要求1或2所述的刀架，其特征在于，所述表面(16)为一径向表面。
4.根据前述任一权利要求所述的刀架，其特征在于，所述孔(15)轴向地位于该刀架外侧的槽(13)的高度上或紧靠所述槽，所述槽用作用于自动更换刀具的夹持臂的引导和定向表面。
5.根据前述任一权利要求所述的刀架，其特征在于，所述刀夹(9)也具有一个或几个不平衡源，这些不平衡源通过相应的孔(12)被补偿，所述孔(12)被轴向地设置在与所述不平衡源相同的高度上，从而使该刀夹同时具有静态和动态的平衡。
全文摘要
本发明涉及一种刀架,其具有位于机具侧的联接端2和位于刀具侧的刀夹9,具有一径向突出部的一表面16设置在该机具侧的该联接端内部,该表面可通过该机具侧的该联接端的开口进行机加工。一个或几个孔15设置在所述表面16上,用于静态和动态地平衡该刀架上位于机具侧的所述联接端2。尤其是,该刀架可同时提供静态和动态的平衡。
文档编号B23Q3/12GK1243465SQ9880186
公开日2000年2月2日 申请日期1998年1月16日 优先权日1997年1月17日
发明者彼得·弗兰克, 鲁迪·霍兰－莫里茨, 迪特马尔·屈施纳, 马格努斯·阿斯佩贝 申请人:桑德维克公司