CN101374619A - 工具系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种工具系统，该系统具有至少两个在接口区相互紧贴的工具部件(1，23)，它们各自的接触面(5，25)通过相互咬合的齿(7，27)和凹陷(9，29)形成齿状啮合系统，其特征在于，齿状啮合系统的结构使接触面(5，25)只在相对于工具部件的中轴(15)有一确定转角的状态下组装在一起。

Description

工具系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分限定的工具系统，该系统具有至少两个在接口区内相互紧贴的工具部件。

背景技术

这里提及的工具系统的原理已有报导。这里提及的接口的作用是供工具系统的两个工具部件相互连接，它可以是与工具机相连的带有工具头的支架，带有适配器或中间部件的支架，带有工具头的适配器或中间部件，带有工具插件的适配器或中间部件，连在一起的适配器和/或中间部件，或其等同物。这里提及的工具部件同样可任意选择，以便实现所期望的工具系统并使其适应不同的用途。在工具系统的两个邻接的部件之间配置一接口，在该接口上工具系统的两个工具部件相互连接。在一个工具内部可有多个接口，它们同样可由两个以上的工具部件实现。在接口区相互紧贴的工具部件具有各自的接触面。在接口区中配置了一齿状啮合系统以便传递扭矩。接触面因此具有相互咬合的齿和凹陷，它们在接口的组装状态下传递扭矩。

工具系统是这样设计的，即配置至少一条冷却剂/润滑剂流道，它穿过至少一个工具部件并流入工具部件的接触面。在接口组装的状态下，冷却剂/润滑剂可以从一工具部件经接口流入另一工具部件。

本文涉及的工具系统中的至少一个工具部件具有至少一个特定几何形状的切刃，利用该切刃从工件表面上切削出切屑。在工件切削加工时，冷却剂/润滑剂至少对进行切削的切刃进行冷却和润滑。已经发现，工具部件在接口区以不同的转角位置组装时可能发生冷却剂/润滑剂在接口区的断流。其原因在于，一工具部件的冷却剂/润滑剂流道未与在接口区邻接的另一工具部件对准，致使介质不能从一个流道流入另一流道。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种不含上述缺点的工具系统。

为达到此目的提出了一种工具系统，该系统具有权利要求1所限定的特征。

在这个工具系统中配置一接口，在接口上两个工具部件相互紧贴。两工具部件各自的接触面具有肋状凸起和凹陷，以便形成一种齿状啮合系统。该齿状啮合系统的作用是通过接口可靠地传递扭矩。该工具系统的特征在于，齿状啮合系统的结构使接触面可以仅在至少一个相对于工具部件的中轴有一确定转角的位置下组装在一起。基于这种结构，可以预先确定两工具部件相对于接口的取向，即第一工具部件的冷却剂/润滑剂流道与第二工具的冷却剂/润滑剂流道对接。优选使第一冷却剂/润滑剂流道的出口与第二冷却剂/润滑剂流道的出口完全重叠。但是同样可以预先确定一种转角位置，这种位置能保证两个流道口至少部分重叠，从而保证使足够的介质流过接口。

该工具系统的一个优选实施例子的特征在于，工具部件相对于接口的至少一接触面具有至少一突出部件。在这种情况下，两工具部件共有的另一接触面具有至少一空穴。基于这种结构两个工具部件只在相对于工具部件的中轴成一确定转角的位置下组装在一起，从而以简单的方式实现了两个工具部件的对准。

该工具系统的另一优选实施例子的特征在于，突起是相关联的工具部件的组成部分，即它直接形成在工具部件的基体上。这样，不要求用单独的部件来使两工具部件在接口区对准。这样就能以特别简单的方式保证两个工具部件的转角位置。

该工具系统的另一优选实施例子的特征在于，在接触面区域内设置多个突起和空穴能使两个工具部件之间形成一个以上的转角位置。这样就能使工具系统适应接口区的不同要求。例如还能以这样一种方式选择两个工具部件的对准，即使一个工具部件上配置的切刃、导向区，尤其是导向沟、排屑导槽等与另一工具部件的相应构件相配合。

最后，特别优选工具系统的一个实施例子，其中配置一定数量的突出部件和空穴，它们从周长的方向看是均匀分布的。这种结构以简单的方式容许两个工具部件呈不同的转角位置，而且这种均匀分布的突起和空穴的制造比较简单，具有成本效益。

从属权利要求限定了另一些特征。

附图说明

下面将按附图较详细地讨论本发明：

图1是工具系统的第一工具部件的侧视图；

图2是图1的第一工具部件的放大正视图；

图3是工具系统的第二工具部件的侧视图；

图4是图3的第二工具部件的后视图，以及

图5是图3的第二工具部件的后透视图。

具体实施方式

图1示出工具系统的第一工具部件1，该部件可例如通过一适宜的固定件连接到工具机或其工具心轴。

这里所示的固定件为圆柱形轴3。但亦可采用其它的固定方式，例如锥形轴或空心轴连接，这里不详细叙述。

在第一工具部件1远离轴3的相对端面上形成了接触面5，第一工具部件1通过这个接触面紧贴在第二工具部件的相应的接触面上，而且在两个工具部件的接触面区内形成一接口。两个工具部件在接口区内相互夹牢，这样在轴向上形成使两个工具部件在接口区内相互压住的力。

第一工具部件1的接触面5具有一定数量的齿7，凹陷9位于这些齿之间。归根结底，齿和凹陷的数量和形状不具决定性的意义。重要的是，第一工具部件1的接触面5应这样构成，即齿7和凹陷9能与第二工具部件接触面中相应的凹陷和齿咬合，从而形成一种齿状啮合系统。该系统的作用在于使引入到第一工具部件1的扭矩经过该接口传递到第二工具部件。

第一工具部件的外周面11具有至少一导槽13，该导槽的作用是在工具系统和第一工具部件1的工作期间，将工件产生的切屑送出，排至加工区外。

导槽13可在一定程度上与第一工具部件的中轴15平行，或者如这里所示，沿着一假想的螺线延伸。

在导槽的通道之间为外周面区，该区位于一假想的圆柱面上，从而可起导向区17的作用。

已经在原理上知道导向区可通过导向元件，尤其是导向沟实现，该元件置于工具部件的外周面中，并由一种特硬的材料制成，它一方面具有最优的导向性能，另一方面其特征在于在钻孔时不会出现材料堆积(堆焊部分)。

图2是工具部件1的端面即接触面5的放大图。可清楚看出，这里所示的第一工具部件具有两个导槽13和13’，它们相互对称。还可看出，这里的齿7和凹陷9沿径向延伸，并从内往外，即从中轴15向外周面11扩宽。

从图2的正视图可以看出，第一工具部件1具有一贯通孔19，它与接口区内用于夹住第二工具部件的夹钳元件相匹配。可设想采用一穿过第一工具部件并插入第二工具部件的销或螺钉，该钉穿过这里未示出的第二工具部件并旋入贯通孔19的内螺纹。

此外，还可看到，第一工具部件具有至少一个，这里示出两个冷却剂/润滑剂流道21，21’，其流入接触区5，作用在于将冷却剂/润滑剂传递到这里未示的第二工具部件。

图3是工具系统的第二工具部件23的侧视图。这里作为示例，该第二工具部件23是一工具头，它可置于这里作基体的第一工具部件1上。第二工具部件23的接触面25带有齿27和凹陷29，以便实现齿状啮合系统。如果第二工具部件23的接触面25置于第一工具部件1的接触面5之上，则形成一接口，该接口具有齿状啮合系统，使扭矩能从第一工具部件1传递到第二部件23。

这里，第二工具部件23的与接触面25相对的端面31设计成钻头。这里亦可设置具有齿和凹陷的接触面，以便形成另一接口。第二工具部件23亦配备至少一个冷却剂/润滑剂流道，该流道流入端面31和接触面25。同样，冷却剂/润滑剂可从第一工具部件1经接口流入第二工具部件23。

后视图4表示的第二工具部件23的后视图示出了带齿27和凹陷29的接触面25。还可看到，第二工具部件23具有至少一个，这里示出了两个对称的导槽35和35’，第二工具部件23产生的工件切屑可经此导槽从加工区中排出。

由此图可看到，第二工具部件具有两条在直径方向上相对的冷却剂/润滑剂流道33和33’。冷却剂通过这两条汇入接触面25的冷却剂/润滑剂流道33和33’从第一工具部件1经其冷却剂/润滑剂流道21，21’流入第二工具部件23，并从端面31流出。

第二工具部件23的后视图(该部件亦示于图3)表明接触面25配备有一定数量的齿27和凹陷29，它们在这里相对于第二工具部件23的中轴15沿径向分布，并还与这里提供的贯通孔19邻接。它们是两个工具部件在组装状态下在接口区实现齿状啮合系统的部件。

第二接触面25的平面视图示出了至少一个冷却剂/润滑剂流道33。这里提供了一个在直径方向上与之相对的第二条冷却剂/润滑剂流道33’。由此图可看到导槽35和35’，其作用是导出第二工具部件23的至少一个特定几何形状的切刃产生的切屑，导槽或者基本平行于中轴15，或者沿一假想的螺线延伸。

导槽35和35’布置在第二工具部件23的外周面37上。导槽的宽度和深度视各个具体应用情况而定。

图5是图4所示的第二工具部件23的接触面25的透视图。同样的部件用同样的标号标识，这样可参照以上图的描述，以避免重复。

此透视图表明，两条冷却剂/润滑剂流道33，33’流入接触面25。介质亦可经第一工具部件1的冷却剂/润滑剂流道21，21’导入第二工具部件23并继续导入到第二工具部件的切刃。

从图5可看到，第二工具部件23具有特定几何形状的切刃39，它将第二工具部件23在工作时产生的切屑排出。这里，在直径方向上与切刃39相对的位置上配置特定几何形状的切刃39’。

切刃39，39’切削出的切屑穿过导槽35，35’，从而被导出加工区。

导向棱角41与切刃39邻接。而切刃39’的导向棱角未在这里示出。

在周长方向上与棱角41，41’有一定距离的位置处配置了第二导向棱角43，如同第一导向棱角41一样，它在加工工件时为第二工具部件23导向。

在导向棱角41和43之间有一准导槽45，它相对于棱角而言是凹进的。

导槽45可基本上平行于第二工具部件23的中轴15延伸，或者沿一假想的螺线延伸。

按图5所示，加工工件时第二工具部件23沿其中轴15的方向向前运动，致使从端面31的区域内的冷却剂/润滑剂流道33，33’流出的冷却剂/润滑剂能流入导槽45。

下面将详细叙述，如何通过工具部件在接口区的一个或两个接触面的特殊布置方案使两个工具部件1和23相对于中轴15形成一确定的转角位置。

首先，再细看图2，它给出第一工具部件1的接触面5。

第一工具部件1在其接触面5的区域内有一孔穴，标示为空穴47，一突出件可嵌入其中，下面将较详细地叙述。

对于接口区内特定转角位置的形成，空穴47的轮廓和接触区5内空穴的多少都不具有决定性的意义。

在这里所示的方案中空穴47的形状基本上是扇形。它的端部直接与贯通孔19相接，其间有一挡板49相隔。由于这个挡板49，空穴47相对于贯通孔19而言是不能透过液体的。

这里，在径向上测定的空穴47的长度这样选择，即它不延伸到第一工具部件1的外周面11。

在本图所示的方案中，空穴47被冷却剂/润滑剂流道21切断。因为挡板49保证了对于贯通孔19以及对于外周面11的密封性，在接口的组装状态下存在于冷却剂/润滑剂流道中的介质不会流失。

但是，亦可设想将空穴47与冷却剂/润滑剂流道21完全隔开，这样上述流道内的介质不能到达空穴47的区域。

下面将较详细地讨论图4，该图是第二工具部件23的接触面25的平面视图。

这里可以看到，接触面25具有至少一个作为填塞元件的突出部件51，它的形状应能进入第一工具部件1的空穴47内。

通过突出部件51在第二工具部件23的接触面25上的设置，可以保证两个工具部件1和23只能处于突起51与空穴47啮合所确定的转角位置下。

通过一方面在第一工具部件1上设置空穴47，另一方面在第二工具部件23上设置突起51，保证了冷却剂/润滑剂流道的口相互之间完全或部分对准，以及冷却剂/润滑剂能通过接口导出。同样可保证第一工具部件1上的导槽13，13’与第二工具部件23上的导槽35，35’相互对准，致使第二工具部件23的区域内的切屑可毫无问题地转移到第一工具部件1的区域内。

如果突起51与第二工具部件23是一体形成的，或者由第二工具部件23的基体加工而成，则更具有成本效益。这可采用放电机加工工艺或激光工艺实现，但亦可采用金属注塑工艺(Metal Injection Molding，MIM)，或烧结工艺实现。

图5是第二工具部件23的接触面25的透视图。同样的部件用同样的标号标识，这样可参考图4的叙述。

图5表明，突起部件51的形状是这样的，即它与齿27的最高点处于同一水平上。但突起51的高度是自由选择的，可以各种不同的方式与接口匹配。

从图5还可看到，切断第二工具部件23的冷却剂/润滑剂通道33，33’的齿有低洼区53，53’，致使接口组装时冷却剂/润滑剂流道不被第一工具部件1的齿完全封闭住。相反，冷却剂/润滑剂流道33，33’在径向上有一出口，流道中的介质可经此出口径向地流出。

由空穴47和突出部件51确定的两工具部件1和23的特定转角位置可容许在以这种方式确定的位置上形成特定的出口，例如，以便保证导向棱角，尤其是导向棱角43的润滑。

从对图1-5的讨论中可以看出，两个工具部件1和23共有的接口以简单的方式形成了特定的转角位置。在这种情况下，配备了多少个空穴和突起并不是重要的，是否在第一工具部件1上配备空穴且在第二工具部件23上配备突起51也不是重要的。空穴和突起同样可交换位置。亦可设想在两个接触面5和25上设置互补的空穴和突起，从而保证确定的转角位置。

通过设置多个空穴和突起可使两个工具部件之间呈现一个以上的转角状态。

尤其优选一种工具系统，其中突起和空穴配置在彼此相距相同的周长距离上，这样可简化制造。

通过接口的两个相互邻接的工具部件的确定转角位置，可保证实现不同特点的功能，例如冷却剂/润滑剂通过接口的转移，一个工具部件的导槽与另一工具部件的导槽的对接，一个工具部件中的导向区延伸到另一工具部件中。也就是说，可给出多个确定两工具部件在接口区形成精确转角取向的因素。但是，无论如何，本文提出了一个简单的解决方案去实现这种定位。

Claims (6)

1.一种工具系统，该系统具有至少两个在接口区相互紧贴的工具部件(1，23)，它们各自的接触面(5，25)通过相互咬合的齿(7，27)和凹陷(9，29)形成齿状啮合系统，其特征在于，该齿状啮合系统的结构使接触面(5，25)只在相对于工具部件的中轴(15)具有至少一确定转角位置的状态下组装在一起。

2.权利要求1的工具系统，其特征在于，至少其中一个接触面(5，25)具有至少一突起(51)，而另一接触面具有至少一空穴(47)。

3.权利要求2的工具系统，其特征在于，以两齿之间配置的填塞元件作为突起(51)。

4.上述权利要求之一的工具系统，其特征在于，另一接触面在齿的区域中具有至少一个空穴。

5.上述权利要求之一的工具系统，其特征在于，通过多个突起和空穴能在两个工具部件(1，23)之间形成一个以上的转角位置，所述转角位置容许工具部件(1，23)在接口区中组装在一起。

6.上述权利要求之一的工具系统，其特征在于，配置多个突起和空穴，它们从周长方向看是均匀分布的。

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