Установите для Ваших QToolButton QSizePolicy::Preferred по вертикали.
Должно помочь.  
Не помогло. Может потому что там векторные иконки?
Но помогло следующее:
The button's look and dimension is adjustable with setToolButtonStyle() and setIconSize(). When used inside a QToolBar in a QMainWindow, the button automatically adjusts to QMainWindow's settings (see QMainWindow::setToolButtonStyle() and QMainWindow::setIconSize()). Instead of an icon, a tool button can also display an arrow symbol, specified with arrowType.
Соответсвенно:
QMainWindow *mw = qobject_cast<QMainWindow*>(parent);
    if (mw)
    {
        less->setIconSize(mw->iconSize());
    }
Если приведение к классу QMainWindow успешно, то наследуем его размер иконок.  Поскольку я помещал не тулбаттоны, а виджет, содержащий тулбаттоны, то автоматом настройки главного окна не брались.