[发明专利]刀具装置和用于这种刀具装置的刀架

说明书

本发明涉及一种具有刀架(1)和刀具(2)的刀具装置，其中在所述刀具装置中设有至少一个用于输送流体到刀具(2)的流体通道(24)。为了能够改进地把交替的流体输送到刀具，流体通道(24)具有至少一个节流位置(49)，用于保持在流体通道(24)内部在节流位置(49)上游的压力，该节流位置适用于，使流体的压力保持足够高，以使得不发生过多提前的流体汽化。

技术领域

本发明涉及一种刀具装置和用于这种刀具装置的刀架/刀夹。

背景技术

现代机床通常具有在内部输送冷却剂的可能性。这些可能性一般包括冷却剂输送，通过冷却剂输送可以将冷却剂穿过机床的主轴和刀架中的中心冷却剂通道输送到刀具。

由DE 10 2005 013 483 A1已知这种刀架，其中在刀架体中设有流体输送结构，用于输送冷却流体和/或润滑流体到安装在刀具体的接纳孔中的刀具。在这种已知的刀架中，该流体输送通过设置在刀架体中的管状转送部件中的通道、通过设置在刀架体中的止挡套筒中的通道并且通过在转送部件与止挡套筒之间的连接管形成。该刀架设计用于输送传统的冷却润滑剂。

除了传统的冷却润滑剂以外，尤其对于高要求的材料的处理而言越来越多地使用可选择的冷却方案。在低温过程冷却中，在压力下把例如液氮或液态的CO₂穿过刀架导引到一个或多个穿过刀具延伸的冷却孔。在所谓的雪喷射冷却工艺中，把液态的CO₂导引到作用点，在那里液态的CO₂膨胀并且形成干冰与冷气体的混合物。但是在这个冷却方案中不应出现提前汽化。因此必须专门为这种冷却方案设计刀架。

发明内容

本发明的目的是，实现一种刀具装置和用于这种刀具装置的刀架，它们能够更好地输送可选择的流体到刀具。

该目的通过具有权利要求1特征的刀具装置和具有权利要求7特征的刀架得以实现。在从属权利要求中给出本发明的适宜的改进方案和有利的设计方案。

在按照本发明的刀具装置中，在穿过刀架和刀具延伸的流体通道中设有至少一个节流位置，用于保持在流体通道内部在节流位置上游的压力。由此可以保证，使流体的压力尽可能长时间地保持足够高，并因此不发生提前的流体汽化/蒸发。由此例如可以使液态的CO₂在刀架或刀具内部的压力保持在5.2bar以上，更好地还在10或20bar以上，并且在那里使汽化保持微少并且避免结冰。以理想的方式使所述压力保持接近这样高，使它位于各自环境温度的沸点曲线上，即，例如在20℃时约57bar。当然，仅仅由于功率损失和与此相关的部分液态的CO₂汽化已经不可避免地引起一定的压力降。主要在实际的作用点、即尽可能靠近刀具切削刃，要使保留的液态的CO₂膨胀并且通过吸收来自外界环境的汽化能量来冷却刀具切削刃。在此可以未冷却地输送液态的CO₂——即在室温下，因为只有通过气体的汽化和膨胀才导致温度降。

所述节流位置可以设置在刀架的流体输送结构中和/或刀具内部的另一流体输送结构中。适宜地，节流位置可以设置在从刀架到刀具的过渡部上和/或在另一流体输送结构在刀具内部在切削刃区域中的出口上。特别适宜地，所述节流位置可以与流体通道到外界环境的出口位置之间具有一距离，该距离近似相当于刀具的直径。这能够实现(部分)汽化并由此已经在刀具内部实现有针对性的冷却作用，由此实现了在刀具上、尤其在切削刃区域中特别良好且均匀的冷却作用。其结果是，刀具上的热负荷由于更小的温度梯度而减小。“近似”意味着，节流位置与切削刃之间的距离也包括20％的偏差。

但是也可以根据刀具和所期望的冷却轮廓使所述节流位置更远离出口位置设置。

如果在刀具中设有流体输送的分支，所述节流位置还不仅可以设置在分支前面，而且可以设置在分支后面，由此需要多个节流位置。