在刀具去屑自由端具有可更換切削部分的可旋轉刀具的製作方法
2023-07-19 17:22:56
專利名稱：在刀具去屑自由端具有可更換切削部分的可旋轉刀具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在刀具去屑自由端有可更換切削部分的可旋轉刀具，該刀具還包括刀具部分，切削部分將安裝在該刀具部分上，該刀具部分有螺旋形或直線形切屑槽，該切削部分有用於去屑機械加工的部件，該刀具部分和切削部分通過燕尾槽連接器而相互連接，該燕尾槽連接器包括凸形部分和凹形部分。本發明還涉及單獨的切削部分。本發明尤其涉及一種鑽頭或銑刀。
背景技術：
具有可更換切削部分的麻花鑽由DE-PS 367010已知，切削部分通過燕尾槽連接器與鑽柄的一端相連。切削部分和柄之間的連接完全基於所述部分的配合表面之間的摩擦力，因此，顯然有在鑽頭的處置過程中切削部分離開正確位置的危險。
有可更換切削部分的鑽頭由US-A-5904455已知。通過凹口側面抵靠切削部分的夾持作用而將切削部分固定在鑽頭上。該夾持作用可以由形成該凹口的材料的固有彈性來提供，或者可以選擇，可以通過施加在切削部分上的軸向力來增強夾持作用，或者通過合適設計該凹口的底部以及切削部分的、承受由凹口側面對切削插入件施加的壓力的部分，從而增強夾持作用。
發明內容
本發明的主要目的是公開一種上述類型的刀具，其中，可更換切削部分的固定以非常簡單但可靠的方式進行。
本發明的還一目的是使切削部分(即消耗品)設計得非常簡單。
本發明的附加目的是當將切削部分裝配在刀具部分上時，實際上不能夠以錯誤的方式裝配該切削部分，且該切削部分基本自動地採取相對於刀具部分的正確位置。
至少本發明的主要目的可以通過具有後面的獨立權利要求1所述特徵的刀具來實現。本發明的優選實施例將在從屬權利要求中介紹。
附圖描述下面將參考附圖介紹本發明的實施例，附圖中
圖1表示了本發明第一實施例的鑽頭的透視圖；圖2表示了本發明鑽頭的、靠近頂端處的部分的放大分解圖，其中切削部分與鑽頭的其餘部分分離；圖3表示了包括在本發明的鑽頭中的刀具部分的平面圖；圖4表示了沿圖3中的線A-A穿過刀具部分的剖面以及穿過切削部分的剖面；圖5表示了在燕尾槽連接器中的凸形部分和凹形部分的配合表面的詳圖；以及圖6表示了燕尾槽連接器的可選實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1中表示的鑽頭1包括刀具部分3以及柄5，該鑽頭1將裝在機械加工刀具中。該鑽頭1還包括可更換的切削部分7，該切削部分7安裝在刀具部分3的、遠離柄的端頭上。切削部分7有用於去屑機械加工的部件，但是圖1中沒有特別表示。螺旋線切屑槽9形成於刀具部分3的外周上，所述切屑槽9也延伸到該可更換切削部分7的外周上。
最好如圖2清楚所示，切削部分7通過燕尾槽連接器與刀具部分3連接。在圖1-5所示實施例中，該燕尾槽連接器包括凸形部分10，該凸形部分10構成為刀具部分3的整體部分。該凸形部分10沿其縱向方向的延伸基本等於刀具部分3的直徑，如圖4所示。不過，圖4中，凸形部分10的左端離開刀具部分3的外周一定距離，該明顯設計將在後面結合對燕尾槽連接器的功能的介紹而進行解釋。在端視圖中，如圖2所示，凸形部分10有大致圓形形狀，並有與刀具部分3相連的部分11，該部分11的橫向尺寸小於橫截面的最大橫向尺寸。凸形部分10沿它的整個縱向方向有基本恆定的外部尺寸。環繞凸形部分10的第一支承部分12為平面，所述第一支承表面12並不垂直於刀具的縱向，而是與刀具部分3的、沿軸向延伸的第一中心平面B-B形成鈍角α，該中心平面B-B垂直於圖3和4的紙面延伸。優選是，該角度α大約為100°。角度α的合適範圍為90°＜α＜120°。凸形部分10的縱向中心軸線4與中心平面B-B形成相應角度α。
如圖2和3所示，狹槽13凹入到刀具部分3和凸形部分10中。狹槽13位於沿刀具部分3的軸向延伸的平面內。狹槽13沿刀具部分3徑向的延伸情況如圖3所示。因此，狹槽13通過鑽頭1的旋轉中心14，並相對於凸形部分10的、軸向延伸的第二中心平面C-C形成銳角β，該第二中心平面C-C垂直於第一中心平面B-B，如圖3所示。這意味著狹槽13在距離中心平面C-C一定距離處穿透連接部分11的端頭，如圖2和3所示。從強度方面來看，這樣將很有利，後面將結合圖5更詳細地介紹。
刀具部分3還包括通孔15，該通孔15的斜度為平行於凸形部分10和第一支承表面12的傾斜度。而且，孔15平行於狹槽13的延伸方向而延伸，如刀具部分3的平面圖所示，即如圖3所示。因此，孔15的縱向中心軸線與第二中心平面C-C形成角度β，見圖3，儘管孔15並未在該圖中示出。在圖4中可以看見，狹槽13在孔15下面延伸一定距離，狹槽13的最底側的極限邊緣處相對於第一中心平面B-B的斜度與孔15、凸形部分10以及第一支承表面12相同。
如圖4更清楚所示，孔15在它的端部區域形成第一錐形部分16和第二錐形部分17。具有錐形頭部的螺釘18安裝在孔15中，而不對稱的錐形螺母19與該螺釘18配合。該螺釘18與第一錐形部分16配合，而螺母19與第二錐形部分19配合。屬於螺母19的第二錐形部分17以與該不對稱螺母19配合併能防止該螺母旋轉的方式進行連接。
因此，在擰緊所述螺釘連接件的過程中，當螺釘18和螺母19彼此嚙合並相互接近時，錐形部分16和17將構成該螺釘18和螺母19壓靠的表面。這意味著在擰緊所述螺釘連接件時，狹槽13將變寬，這將在後面介紹燕尾槽連接器的功能時更詳細說明。
如圖2和4更清楚所示，切削部分7有屬於燕尾槽連接器的凹形部分20，該凹形部分20主要由細長的槽構成，該槽的形狀與凸形部分10相同，即該槽有基本圓形橫截面。優選是，凹形部分20形成為沿整個縱向方向有恆定內徑的槽。如圖4所示，該凹形部分20並不在切削部分7的整個橫向尺寸上延伸，而是在圖4中的凹形部分20的左端處確定有止動面21，該止動面21的目的是為了與圖4中的凸形部分10的左端配合。與凸形部分10相同，凹形部分20的縱向中心軸線6並不垂直於刀具的縱向方向，而是與第一中心平面B-B形成鈍角α，如圖4所示。切削部分7的、環繞凹形部分20的第二表面8與第一中心平面B-B形成相同的角度α，在本實施例中，該平面8表示為平面。
在刀具部分3和切削部分7中都提供有冷卻導管，刀具部分3有位於刀具部分3的中心處的、軸向延伸的第一冷卻導管22，切削部分7有從切削部分7的中心分叉的兩個第二冷卻導管23，該導管的口在切削部分7的自由端上。
當切削部分7與刀具部分3相互連接時，切削部分7從圖4的左側推到刀具部分3上，即凹形部分/槽20推到凸形部分10上，直到圖4中的凸形部分10的左端與凹形部分20的止動表面21相抵。由於凸形部分10、凹形部分20、第一支承表面12以及第二支承表面8的傾斜度，所述切削部分7的止動表面21將壓靠在圖4中凸形部分10的左端上，因此，在利用本發明的刀具進行機械加工的過程中，負載施加在切削部分7上。該結構基本上有助於使切削部分7處於刀具部分3上的正確位置。當切削部分7採取在刀具部分3上的上述位置時，燕尾槽連接器起作用。為此，螺釘18相對於螺母19旋轉，該螺母19將被防止旋轉。這意味著螺釘18和螺母19彼此接近，從而再保證使狹槽13變寬，並使切削部分7夾持在刀具部分3上。為了更清楚的說明怎樣進行夾持，參考圖5。在圖5中以24表示的區域中，當狹槽13變寬時凸形部分10和凹形部分20之間發生接觸。在該區域24中產生的力為斜向下並彼此發散。這意味著切削部分7的第二支承表面8將壓靠刀具部分3的第一支承表面12，這對於使切削部分7保持在刀具部分3上的正確位置很有利，因為本發明的刀具在使用過程中偶然會受到較大的應力。在刀具的使用過程中，即刀具的旋轉過程中，連接部分11也將受到應力，該連接部分11為關鍵部分，因為在燕尾槽連接器中，該部分11的橫向尺寸最小。為了與以最可能的方式作用在連接部分11上的力相適應，狹槽13延伸成這樣，即如前所述，該狹槽在凸形部分10的中心部分的一側穿過凸形部分10的端頭。因此，連接部分11的相對較大的、未分開的第一部分形成於該連接部分11的兩端，所述第一部分25定向成使該第一部分25承受由旋轉產生的力。除了第一部分25外，還形成有第二部分26，該第二部分26遠遠小於第一部分25。
在該連接件中，應當指出，在上述實施例中，凸形部分10隻在區域24中抵靠凹形部分20。這意味著凸形部分10和凹形部分20隻需要在區域24中有彼此相符的形狀，在所述部分的其它處的相應形狀可以以各種不同方式變化，只要凸形部分10的橫截面位於凹形部分20的橫截面內。
在圖6中示意表示了在刀具部分3』和切削部分7』之間的燕尾槽連接器的一種可選實施例。凸形部分10』有大致圓形橫截面，並包括連接部分11』，該連接部分11』的橫向尺寸小於凸形部分10』的最大橫向尺寸。凸形部分10』有沿其縱向方向延伸的通孔15』，該通孔有圓形的橫截面並位於凸形部分10』的中心。在孔15』中裝入非圓形銷釘27』，該銷釘可在孔15』中旋轉，但是沿凸形部分10』的軸向方向固定。銷釘27』有鍵凹口28』，用於使銷釘27』旋轉。狹槽13』位於刀具部分3』的中心，並延伸到刀具部分3』內一定距離。凹形部分20』的結構基本與凹形部分20相同。儘管未在圖6中示出，但是凸形部分10』和凹形部分20』相對於刀具的縱向方向可以有相同的斜度，象凸形部分10和凹形部分20一樣。凹形部分20』會可以在其一端有止動表面，與凹形部分20有止動表面21的形式相同。
圖6所示的燕尾槽連接器這樣工作，即當通過將凹形部分20』推到凸形部分10』上而使凹形部分20』安裝在凸形部分10』上時，銷釘27』定位成使它的最小橫向尺寸沿圖6中的水平方向延伸。當凹形部分20』推到凸形部分10』上時，銷釘27』旋轉，這樣，使它的最大橫向尺寸處於圖6中的水平位置。這時，狹槽13』將變寬，並以基本與圖1-5所示實施例相同的方式將凹形部分20』夾持在凸形部分10』上。
本發明的刀具的總原理是切削部分7、7』由硬質合金、陶瓷或其它相對較硬的材料製成。這樣的優點是切屑對切削部分7、7』的材料的磨損並不會達到當切削部分7、7』由鋼製成時的磨損程度。刀具部分3、3』由相對較軟的材料製成，優選是鋼。
優選是，本發明的刀具將用於金屬的去屑機械加工，但是該刀具完全可用於其它可採用該刀具的材料。
本發明的可能變化形式在上述兩個實施例中，凸形部分10、10』位於刀具部分3、3』上，凹形部分20、20』形成於切削部分7、7』上。且通過使凸形部分10、10』膨脹而將凹形部分20、20』夾持在凸形部分10、10』上。不過，在本發明的範圍內，也可考慮使凸形部分位於切削部分上，使凹形部分形成於刀具部分中。這時，狹槽布置成靠近凹形部分。通過將凹形部分環繞凸形部分壓緊，可以將該凸形部分夾持在凹形部分中，其中，例如可以通過連接在靠近狹槽的刀具部分中的穿過螺釘來進行夾持。
在圖1-5所示的實施例中，膨脹部件包括螺釘連接件18、19，而在圖6所示的實施例中，膨脹部件包括非圓形截面的銷釘27』。不過，在本發明的範圍內，也可以考慮使該具有非圓形橫截面的銷釘27』構成圖1-5所示實施例中的膨脹部件，以及使螺釘連接件18、19構成在圖6所示實施例中的膨脹部件。在本發明的範圍內，還可以採用其它的膨脹部件。
如上所述，切削部分7、7』將由較硬材料製成，且優選是該切削部分7、7』為所述材料的實心結構。不過，在本發明的範圍內，還可以使切削部分由複合材料製成，即表面層包括較硬材料，而芯部包括較軟材料。
在圖1中可以看見刀具部分3和切削部分7有螺旋線切屑槽9。不過，在本發明的範圍內，也可以考慮該切屑槽為直線形，並沿刀具的軸向延伸。
權利要求
1.一種可旋轉刀具，有在該刀具的去屑自由端處的可更換切削部分(7、7』)，該刀具還包括刀具部分(3、3』)，切削部分(7、7』)將安裝在該刀具部分上，該刀具部分(3、3』)和切削部分(7、7』)有切屑槽(9)，該切削部分(7、7』)有用於去屑機械加工的部件，該刀具部分(3、3』)和切削部分(7、7』)通過燕尾槽連接器而相互連接，該燕尾槽連接器包括凸形部分(10、10』)和凹形部分(20、20』)，其特徵在於該燕尾槽連接器包括用於使包含於燕尾槽連接器中的部件(10、20；10』、20』)相互夾持的部件(15、18、19；15』、27』)。
2.根據權利要求1所述的刀具，凸形部分(10、10』)安裝在刀具部分(3、3』)上，凹形部分(20、20』)容納於切削部分(7、7』)中，其特徵在於該凸形部分(10、10』)有狹槽(13、13』)，該狹槽沿凸形部分(10、10』)的整個長度延伸，並沿刀具部分(3、3』)的軸向延伸，且該刀具有使該凸形部分(10、10』)膨脹的部件(15、18、19；15』、27』)。
3.根據權利要求2所述的刀具，其特徵在於該狹槽(13)與凸形部分(10)的軸向中心平面C-C形成一銳角(β)。
4.根據權利要求2或3所述的刀具，其特徵在於用於使凸形部分(10)膨脹的部件包括在靠近狹槽(13)處凹入刀具部分(3)內的通孔(15)以及裝於該孔(15)內的螺釘連接件(18、19)，該螺釘連接件在擰緊時使狹槽(13)變寬。
5.根據權利要求4所述的刀具，其特徵在於該孔在其端部區域為錐形，該螺釘連接件中包含的螺釘(18)有錐形頭部，該螺釘連接件中包含的螺母(19)為錐形。
6.根據前述任意一個權利要求所述的刀具，其特徵在於凸形部分(10、10』)的縱向中心線(4)和凹形部分(20、20』)的縱向中心線(6)與刀具的軸向延伸的中心平面(B-B)形成鈍角(α)，該角度(α)在90°＜α＜120°的範圍內。
7.根據前述任意一個權利要求所述的刀具，其特徵在於凹形部分(20、20』)的一端由止動表面(21)確定，凸形部分(10、10』)的一端離開刀具部分(3、3』)的周邊。
8.一種構成可旋轉刀具去屑自由端上的可更換部分的切削部分(7、7』)，具有將包含在燕尾槽連接器中的部件(20、20』)，其特徵在於一個凹形部分(20、20』)容納於切削部分(7、7』)內，該切削部分由硬質合金、陶瓷或其它相對較硬的材料製成。
9.根據權利要求8所述的切削部分(7、7』)，其特徵在於該凹形部分(20、20』)的一端由一止動表面(21)確定。
10.根據權利要求8或9所述的切削部分(7、7』)，其特徵在於凹形部分(20、20』)的縱向中心線(6)與該切削部分(7、7』)的軸向延伸的中心平面(B-B)形成一鈍角(α)，該角度(α)在90°＜α＜120°的範圍內。
全文摘要
本發明涉及一種在刀具去屑自由端具有可更換切削部分(7、7』)的可旋轉刀具，該刀具還包括刀具部分(3、3』)，切削部分(7、7』)將安裝在該刀具部分上，該刀具部分(3、3』)和切削部分(7、7』)有切屑槽(9)，該切削部分(7、7』)有用於去屑機械加工的部件，該刀具部分(3、3』)和切削部分(7、7』)通過燕尾槽連接器而相互連接，該燕尾槽連接器包括凸形部分(10、10』)和凹形部分(20、20』)。本發明還涉及單獨的切削部分。優選是，本發明涉及鑽頭或銑刀。本發明刀具的特徵在於該燕尾槽連接器包括用於使包含於燕尾槽連接器中的部件(10、20；10』、20』)相互夾持的部件(15、18、19；15』、27』)。
文檔編號B23B51/00GK1592664SQ01817935
公開日2005年3月9日 申請日期2001年10月23日 優先權日2000年10月24日
發明者本特·西爾弗 申請人:桑德維克公司