[发明专利]具有内置空腔的刀夹

说明书

一种刀夹(1)具有用于将刀夹(1)联接至机床主轴的主体(2)和与主体相连的用于夹紧刀具的夹紧部分(3)，其特征是，该刀夹(1)具有至少一个一体成形的部分，该部分在其内部具有一个或多个空腔(9)，所述空腔构成在该成形部分中的内室。

本发明涉及可绕转轴转动的刀具的刀夹，所述刀具尤其呈钻头、铣刀或铰刀或刀盘形式。

已知的是：借助压配合将有待在刀柄侧装夹的刀具刀柄保持在环形的、闭合的且大多呈套筒部段状构成的刀夹部段的中心夹孔中。该套筒部段构成刀夹(在其他方面属常见构型)的刀具侧端头。

刀夹的套筒部段可以通过加热而在径向上被扩张到冷刀柄可被推入该套筒部段或从中拔出的程度。一旦套筒部段又被冷却，则在套筒部段和刀柄之间出现压装配合，借此将刀具可靠固定在刀夹内(热装技术，比如参见EP 1 353 768 B1)。

或者，也可以采取液压夹紧。为此目的，在刀夹的所述套筒部段内设置液压装夹部件，该液压装夹部件在承受液压的情况下缩小其套卡刀柄的内径，因此依靠摩擦配合来夹紧该刀柄。

另一个替代方式是所谓的卡盘，其中，刀柄利用卡盘被摩擦夹紧保持，做法是配设有外锥面的卡盘被压入形状互补的圆锥座中并由此锁定。

另外知道了，呈所谓刀盘形式的刀具借助大多在中心的夹紧螺钉和一个或最好多个夹子与刀夹形状配合连接，刀夹在此大多被称为所谓的刀盘夹。

上述类型的卡盘已经在实践中得到很好的证明。

通常，在所述类型的卡盘中存在以下问题，在不利状况下因为源自刀具切割的反作用力而激起了振动，这种振动并不少见地位于谐振区内或谐振区附近。出现这样的振动是因为刀刃遇到快速变化的载荷，例如因为n和n+1 刀刃按照快速时序交替接触工件。这种振动可能由于例如切削速度和/或其它切削参数必然被减小而在由刀具、卡盘和机床构成的整个系统内引起极大关注，但这不利地影响到具体系统的生产能力，因而是不希望有的。

已知的是，这样的总系统的易振动性在许多情况下可以如此被积极影响，即，刀具是“软”装夹的。

本发明的任务是提供一种手段，其允许非常好地影响刀具振动性能地装夹刀具，而没有让加工精度打折扣。

该任务将通过一种用于刀具装夹的刀夹来完成。该刀夹具有用于将刀夹联接至机床主轴的主体和优选与主体以单种材料联接或至少一体相连的用于装夹刀柄或刀盘的夹紧部分。在这里，该夹紧部分实际上通常以套筒部段形式构成，套筒部段本身如此构成，即刀柄能以热或液压方式被固定在套筒部段内。如此理想地构成这样的套筒部段，即刀柄可被热缩装入由其提供的刀夹槽中，也就是说：在冷态下相对于刀柄外径具有小尺寸的刀夹槽可以通过施加热被扩张到冷刀柄可被装入并且至少主要通过在套筒部段再冷却时出现的压配合来抗转动保持的程度。

与如何构成夹紧部分无关，本发明规定：该刀夹具有至少一个一体成形的部分，该部分具有多个完全布置在所述部分内部并在该成形部分内形成内室的空腔。在这里，内室(Enklave)是指这样的结构：它本身完全相对于其周围环境且尤其对外封闭。在此不需要拧套上或拧入的或通过焊接被固定的盖、塞等。

事实出乎意料地表明，自身完全闭合的且完全在一成形部分内形成的空腔具有出色的阻尼性能。在这里，当设有多个空腔时，该积极效果倍增。

另外，根据本发明所构成的空腔提供了所谓的“结构性补偿”的可能性，而不必为了补偿必须在刀夹表面中开设一个或多个孔而损害到刀夹表面。因为这样的孔通常在刀具的操纵和使用时起到干扰作用。而恰好在刀夹呈热缩卡盘时，这样的孔通常已经产生干扰，因为当刀夹在热套装或热卸装之后为了快速冷却被喷淋且随后要利用猛烈空气流在最短时间被吹干时，冷却润滑剂和/或冷却液可能汇集在孔内并且无法马上从孔中排出。