具有外裝式可調(diào)吸振器塊的刀夾的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種刀夾，所述刀夾包括從外部安裝到所述刀夾的主體部分上的吸振器塊。墊片設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)形成于所述吸振器塊的底壁中的凹陷部?jī)?nèi)。一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件設(shè)置在所述主體部分與所述吸振器塊之間，并且一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件設(shè)置在所述吸振器塊與所述墊片之間。緊固螺栓穿過每個(gè)墊片，穿過所述吸振器塊并且旋入所述刀夾的主體部分中。能夠通過所述緊固螺栓選擇性地調(diào)整所述一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的剛度，以便調(diào)節(jié)所述吸振器塊以用于最佳阻尼所述刀夾的振動(dòng)。
【專利說明】具有外裝式可調(diào)吸振器塊的刀夾

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬切削工具領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及刀夾，諸如車削工具等等，其具有外裝式吸振器塊，以抑制金屬切削操作過程中的振動(dòng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在金屬切削操作過程中，切削工具與工件之間的任何振動(dòng)均可導(dǎo)致不期望的切削性能，諸如較差的表面光潔度和超過公差范圍的已加工工件。此外，此類振動(dòng)可能使切削工具或相關(guān)的加工工具被損壞。
[0003]要減少這種振動(dòng)，可以降低切削速度。然而，該方法降低了金屬移除速率，從而對(duì)生產(chǎn)率造成負(fù)面影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通過以允許吸振器塊被調(diào)成最佳阻尼振動(dòng)的方式將吸振器塊從外部安裝到刀夾的主體部分上來解決刀夾中的阻尼振動(dòng)的問題。
[0005]在一個(gè)方面，刀夾包括刀具主軸、用于支承切削工具的切割頭部分，以及設(shè)置在刀具主軸與切割頭部分之間的主體部分。主體部分包括頂壁、底壁和一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁。將吸振器塊從外部安裝到刀夾的主體部分上。吸振器塊包括頂壁和底壁。底壁具有一個(gè)或多個(gè)在其中形成的凹陷部。墊片設(shè)置在形成于吸振器塊的底壁中的每個(gè)凹陷部?jī)?nèi)。一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件設(shè)置在主體部分與吸振器塊之間。一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件設(shè)置在吸振器塊與墊片之間。緊固螺栓穿過每個(gè)墊片、穿過吸振器塊并且旋入刀夾的主體部分中。能夠通過緊固螺栓選擇性地調(diào)整第一對(duì)和第二對(duì)彈性構(gòu)件的剛度，以便調(diào)節(jié)吸振器塊以用于最佳阻尼刀夾的振動(dòng)。
[0006]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，刀夾包括刀具主軸、用于支承切削工具的切割頭部分，以及設(shè)置在刀具主軸與切割頭部分之間的主體部分。主體部分包括頂壁、底壁和一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁。底壁具有一個(gè)或多個(gè)用于接納一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的凹槽。吸振器塊從外部安裝到刀夾的主體部分的底壁上。吸振器塊包括頂壁和底壁。吸振器塊的底壁包括多個(gè)凹陷部。每個(gè)凹陷部具有底面，該底面具有用于接納一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的凹槽。墊片設(shè)置在吸振器塊的每個(gè)凹陷部?jī)?nèi)。緊固螺栓穿過每個(gè)墊片、穿過吸振器塊并且旋入刀夾的主體部分中。能夠通過緊固螺栓選擇性地調(diào)整一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的剛度，以便調(diào)節(jié)吸振器塊以用于最佳阻尼刀夾的振動(dòng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]雖然示出了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但示出的具體實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求書?？梢灶A(yù)想到，可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下進(jìn)行各種改變和修改。
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有外裝式吸振器塊的刀夾的立體圖；
[0009]圖2為圖1刀夾的頂視圖，其示出了工件的切削操作；
[0010]圖3為沿圖2的線3-3截取的刀夾的剖視圖；
[0011]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的吸振器塊的側(cè)視圖；
[0012]圖5為圖4的吸振器塊的頂視圖；
[0013]圖6為圖4的吸振器塊的底視圖；以及
[0014]圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的墊片的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)在參見圖1-3，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示出了刀夾10。一般來講，刀夾10包括刀具主軸12，其用于將刀夾10保持在刀架(未示出)中。刀夾10包括設(shè)置在主軸12與切割頭部分16之間的主體部分14。主體部分14包括頂壁14a、與頂壁14a相對(duì)的底壁14b，以及一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁14c、14d。切割頭部分16支承切削工具18,諸如切削刀片(cutting insert)等等，其通過本領(lǐng)域熟知的裝置，諸如緊固螺釘20等等，牢固地保持在切削部分16中。在圖示實(shí)施例中，刀夾10包括用于車削操作的切削工具。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的原理可應(yīng)用于其他類型的切削工具，諸如銑削工具等等。
[0016]如圖2所示，主體部分14的側(cè)壁14c相對(duì)于中心縱向軸線24或刀夾10的中心線成角度22而形成。角度22可以(例如)在約零(O)度至約五(5)度之間。在一個(gè)實(shí)施例中，角度22為約兩(2)度。換句話講，主體部分14從主軸12至切割頭部分16略微變窄，這樣，使得主體部分14的厚度在接近主軸處較大，而在接近切割頭部分16處較小。
[0017]另外，切割頭部分16相對(duì)于與中心縱向軸線24垂直的平面28成角度26而形成。角度26可以(例如)在約三十(30)度至約六十(60)度之間。在一個(gè)實(shí)施例中，角度26為約四十五(45)度。類似于主體部分14，切割頭部分16可以是錐形的，這樣，使得切割頭部分16的厚度在接近主體部分14處較大，在接近切削工具18處較小。在圖示實(shí)施例中，切削工具18包括用于切削在29處大致示出的工件的圓形切削刀片。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于切削刀片的該形狀，并且本發(fā)明的原理適用于其他形狀的切削刀片，諸如多邊形形狀的切削刀片等等。
[0018]如圖3所示，底壁14b包括一個(gè)或多個(gè)圓形凹槽31、33。在圖示實(shí)施例中，底壁14b包括由一對(duì)側(cè)壁31a、31b、33a、33b限定的一對(duì)V形凹槽31、33，所述側(cè)壁相對(duì)于彼此成角度35形成。凹槽31、33的形狀可以彼此相同。在圖示實(shí)施例中，由側(cè)壁31a、31b、33a、33b形成的角度35為約九十(90)度。然而，應(yīng)當(dāng)理解，角度35可以是足以允許將彈性構(gòu)件設(shè)置在其中的任何所需的角度。
[0019]本發(fā)明的一個(gè)方面在于，刀夾10包括在30處大致示出的可調(diào)吸振器塊，其從外部安裝到刀夾10的主體部分14上。從外部安裝吸振器塊30的方式使得其由彈性構(gòu)件懸掛，如下面所討論。與沒有吸振器塊30的刀夾10的重量相比，吸振器塊30具有相對(duì)較重的重量。在一個(gè)實(shí)施例中，吸振器塊30的相對(duì)重量為沒有吸振器塊30的刀夾10的重量的約二分之一(1/2)至約六分之一(1/6)。在一個(gè)實(shí)施例中，吸振器塊30的重量為沒有吸振器塊30的刀夾10的重量的約四分之一(1/4)。例如，吸振器塊30可具有約2.0磅的重量，而沒有吸振器塊30的刀夾30可具有約8.0磅的重量。吸振器塊30可由與刀夾10相同的材料制成，或由具有與刀夾10不同密度的不同材料制成，該密度優(yōu)選地可為高于刀夾10的密度。
[0020]現(xiàn)在參見圖4-6，吸振器塊30為大致矩形形狀，并且包括頂壁30a、與頂壁30a相對(duì)的底壁30b，以及第一對(duì)側(cè)壁30c、30d和第二對(duì)側(cè)壁30e、30f。如圖5和圖6所示，頂壁30a包括一個(gè)或多個(gè)圓形凹槽32、34。在圖示實(shí)施例中，頂壁30a包括由一對(duì)側(cè)壁32a、32b、34a,34b限定的一對(duì)V形凹槽32、34，所述側(cè)壁相對(duì)于彼此成角度36形成。凹槽32、34的形狀可以彼此相同。在圖示實(shí)施例中，由側(cè)壁32a、32b、34a、34b形成的角度36為約九十(90)度。然而，應(yīng)當(dāng)理解，角度36可以是足以允許將彈性構(gòu)件設(shè)置在其中的任何所需的角度。
[0021]在圖示實(shí)施例中，頂壁30a與底壁30b之間的距離沿著在側(cè)壁30c、30d之間的吸振器塊30的整個(gè)長度保持基本上恒定。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明并不受吸振器塊30的形狀的限制。例如，在替代實(shí)施例中，吸振器塊30可以具有錐形形狀，使得頂壁30a與底壁30b之間的距離從側(cè)壁30d朝側(cè)壁30c減小。在該替代實(shí)施例中，吸振器塊30將具有更靠近切削刀片18的質(zhì)心，與圖1中所示的吸振器塊30相比，該吸振器塊30具有改善的阻尼能力。
[0022]底壁30b包括一個(gè)或多個(gè)具有底面38a、40a的凹陷部38、40，所述底面在距底壁30b的深度41處形成。類似于頂壁30a，底面38a、40a包括一個(gè)或多個(gè)圓形凹槽42、44。在圖示實(shí)施例中，頂壁30a包括由一對(duì)側(cè)壁42a、42b、44a、44b限定的一對(duì)V形凹槽42、44，其中所述側(cè)壁相對(duì)于彼此成角度46形成。凹陷部42、44的形狀可以彼此相同。在圖示實(shí)施例中，由側(cè)壁42a、42b、44a、44b形成的角度46為約九十(90)度。然而，應(yīng)當(dāng)理解，角度46可以是足以允許將彈性構(gòu)件設(shè)置在其中的任何所需的角度。
[0023]吸振器塊30還包括一個(gè)或多個(gè)穿過頂壁30a和底壁30b的孔48、50。通過一個(gè)或多個(gè)緊固螺栓52、54，插入相應(yīng)的凹陷部38、40中的墊片56、58，以及定位在相應(yīng)的V形凹槽32、34、42、44中的多個(gè)彈性構(gòu)件60、62、64、66將吸振器塊30從外部安裝到刀夾10的主體部分14上。當(dāng)從外部安裝到刀夾10的主體部分14上時(shí)，彈性構(gòu)件60、64提供主體部分14與吸振器塊30之間的間隙67以及吸振器塊30與墊片56、58之間的間隙69，以便從刀夾10的主體部分14懸掛吸振器塊30?？蓪⒕o固螺栓52、54旋入在主體部分14的底壁14b中形成的螺紋孔68、70中。緊固螺栓52、54具有無螺紋部分，該部分的直徑略微小于孔48,50的直徑，從而得到緊固螺栓52、54與吸振器塊30之間的間隙。在一個(gè)實(shí)施例中，彈性構(gòu)件60、62、64、66包括由本領(lǐng)域已知類型的彈性材料制成的O形環(huán)。例如，O形環(huán)60、62、64,66可以具有約50和約70之間的肖氏硬度。
[0024]現(xiàn)在參見圖7，墊片56、58可以彼此相同，并且因此為簡(jiǎn)便起見本文僅討論墊片56。墊片56為大致圓形形狀，其具有頂壁56a、底壁56b和側(cè)壁56c。斜面56d連接頂壁56a和側(cè)壁56c，并且相對(duì)于墊片56的中心縱向軸線74成角度72而形成。在一個(gè)實(shí)施例中，角度72為約四十五(45)度。斜面56d用于接合設(shè)置在吸振器塊30與墊片56、58之間的彈性構(gòu)件64、66。底壁56b包括能夠接納緊固螺栓52、54的頭部的凹陷部76。墊片56還包括穿過頂壁56a的孔78，以及在底壁56b中形成的凹陷部76，該凹陷部76允許緊固螺栓52、54從其中穿過。墊片56的直徑80小于在主體部分14的底壁14b中形成的凹陷部38,40的直徑，以允許將墊片56放設(shè)置在其中。墊片56的高度82略微小于凹陷部38、40的深度42，以允許將墊片56設(shè)置在凹陷部38、40內(nèi)，而不從其向外突出。
[0025]再參見圖1-3，可以通過將彈性構(gòu)件60、64放置在形成于吸振器塊30的頂面30a中的凹槽32、34中來將吸振器塊30組裝到刀夾10上。然后將吸振器塊30定位成使得彈性構(gòu)件60、64接觸主體部分14的底壁14b。然后，可以將彈性構(gòu)件62、64放置在形成于凹陷部38、40的底面38a、40a中的凹槽38、40中，所述凹陷部形成于吸振器塊30的底壁30b中。接下來，可將墊片56、58放置在凹陷部38、40內(nèi)，然后可將緊固螺栓52、54插入穿過墊片56、58和吸振器塊30并且旋入刀夾10的主體部分14中。
[0026]能夠通過緊固螺栓52、54選擇性地調(diào)整彈性構(gòu)件60、62、64、66的剛度，以便調(diào)節(jié)吸振器塊30以用于最佳阻尼刀夾10的振動(dòng)。具體地講，可以通過將緊固螺栓52、54以較大的距離旋入主體部分14中來增加彈性構(gòu)件60、62、64、66的剛度。相反，可以通過將緊固螺栓52、54以較小的距離旋入主體部分14中來減小彈性構(gòu)件60、62、64、66的剛度。
[0027]使用MORI SEIKI NL2500車床測(cè)試具有本發(fā)明吸振器塊30的刀夾10，其中速度為143m/min,旋轉(zhuǎn)速度在583至593rpm之間,進(jìn)料速率為167mm/min,并且毛還直徑(stockdiameter)為0.15mm和0.50mm。測(cè)試顯示出意想不到的結(jié)果，即由于沒有振動(dòng)而獲得近乎完美的平滑表面。對(duì)沒有吸振器塊30的刀夾進(jìn)行類似的測(cè)試，由于振動(dòng)而產(chǎn)生了嚴(yán)重受損的表面。
[0028]本文提及的專利和出版物據(jù)此以引用的方式并入。
[0029]已描述了目前優(yōu)選的實(shí)施例，本發(fā)明可以其他方式在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)體現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種刀夾，包括: 刀具主軸、用于支承切削工具的切割頭部分，以及設(shè)置在所述刀具主軸與所述切割頭部分之間的主體部分,所述主體部分包括頂壁、底壁和一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁； 從外部安裝到所述刀夾的主體部分的吸振器塊，所述吸振器塊包括頂壁和底壁，所述吸振器塊的底壁具有一個(gè)或多個(gè)在其中形成的凹陷部； 設(shè)置在形成于所述吸振器塊的底壁中的每個(gè)凹陷部?jī)?nèi)的墊片； 設(shè)置在所述主體部分與所述吸振器塊之間的一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件； 設(shè)置在所述吸振器塊與所述墊片之間的一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件；以及 緊固螺栓，所述緊固螺栓穿過每個(gè)墊片、穿過所述吸振器塊并且旋入所述刀夾的主體部分中， 其中能夠通過所述緊固螺栓選擇性地調(diào)整所述一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的剛度，以便調(diào)節(jié)所述吸振器塊以用于最佳阻尼所述刀夾的振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其中所述主體部分的底壁具有用于接納設(shè)置在所述主體部分與所述吸振器塊之間的所述一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的第一對(duì)V形凹槽，并且其中所述吸振器塊的頂壁具有用于接納設(shè)置在所述主體部分與所述吸振器塊之間的所述一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的第二對(duì)V形凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其中所述吸振器塊的底壁包括一對(duì)凹陷部，每個(gè)凹陷部具有底面，所述底面具有用于接納設(shè)置在所述吸振器塊與所述墊片之間的所述一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的V形凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀夾，其中所述墊片為大致圓形形狀，其具有頂壁、底壁、側(cè)壁和連接所述頂壁和所述側(cè)壁的斜面，所述斜面用于接合設(shè)置在所述吸振器塊與所述墊片之間的所述一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀夾，其中所述一對(duì)凹陷部具有大于每個(gè)墊片高度的深度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其中通過將所述緊固螺栓以較大的距離旋入所述主體部分來增加所述彈性構(gòu)件的剛度，并且其中通過將所述緊固螺栓以較小的距離旋入所述主體部分來減小所述彈性構(gòu)件的剛度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其中所述吸振器塊的重量在沒有所述吸振器塊的所述刀夾的重量的二分之一至約六分之一之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其中所述切割頭部分相對(duì)于與所述刀夾的中心縱向軸線垂直的平面成角度而形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其中所述主體部分的側(cè)壁之一相對(duì)于所述刀夾的中心縱向軸線成角度而形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀夾，其中所述吸振器塊從外部被安裝到所述主體部分的底壁上。
11.一種刀夾，包括: 刀具主軸、用于支承切削工具的切割頭部分，以及設(shè)置在所述刀具主軸與所述切割頭部分之間的主體部分,所述主體部分包括頂壁、底壁和一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁,所述底壁具有一個(gè)或多個(gè)用于接納一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的凹槽； 從外部安裝到所述刀夾的主體部分的底壁上的吸振器塊，所述吸振器塊包括頂壁和底壁，所述吸振器塊的底壁包括多個(gè)凹陷部，每個(gè)凹陷部具有底面，所述底面具有用于接納一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的凹槽； 設(shè)置在所述吸振器塊的每個(gè)凹陷部?jī)?nèi)的墊片；以及 緊固螺栓，所述緊固螺栓穿過每個(gè)墊片、穿過所述吸振器塊并且旋入所述刀夾的主體部分中， 其中能夠通過所述緊固螺栓選擇性地調(diào)整所述一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件的剛度，以便調(diào)節(jié)所述吸振器塊以用于最佳阻尼所述刀夾的振動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的刀夾，其中通過將所述緊固螺栓以較大的距離旋入所述主體部分來增加所述彈性構(gòu)件的剛度，并且其中通過將所述緊固螺栓以較小的距離旋入所述主體部分來減小所述彈性構(gòu)件的剛度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的刀夾，其中所述吸振器塊的重量在沒有所述吸振器塊的所述刀夾的重量的二分之一至約六分之一之間。
【文檔編號(hào)】B23B27/16GK104416176SQ201410418004
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】W·郭, Z·崔, R·F·德索薩菲約 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司