CN100417480C - 铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用来加工工件的铣刀(1)，其中具有至少一个可固定在刀体(2)上的凹槽(21)内的并可借助于调整元件(32)调整的刀头(4)，具有一分布在一螺钉头(32a)和一螺纹杆(32c)之间的调整锥体(32b)的调整元件(32)做成单件式的，其中调整锥体(32b)与加工在刀头(4)的侧面(41)上的圆锥形孔(40)共同作用。

Description

铣刀
技术领域
本发明涉及一种用于加工工件的铣刀特别是面铣刀，它具有至少一个可固定在刀体的凹槽内的并可借助于调整元件调整的刀头。
背景技术
例如由US 3,339,257已知这种类型的铣刀。其中在一基本上圆柱形的刀体的圆周上均布设置许多可调整的刀头。刀头的移动或调整借助于一个两件式的调整装置进行，它由一插入刀体的安装孔内并具有内螺纹的套筒形调整楔以及一可与它和与安装孔的内螺纹螺纹连接的内螺钉组成。借助于内螺钉使两件式调整元件的调整楔沿刀片或刀头的侧面径向移动，从而使刀片轴向移动。在由EP 1 213 081 B1所知的用来切削精加工工件的刀具中也已知一种这样的调整装置的两件式结构，该调整装置具有一也是套筒形的调整楔和一在它里面引导的调整螺钉。
由US 6,155,753已知一种用于切削刀具的刀片的带有一个调整螺钉的单件式结构的调整装置。在这种已知调整装置中调整螺钉的中心或偏心的螺钉头沿刀片的一锥形分布的侧面径向移动，从而使刀片轴向移动。
发明内容
本发明的目的是，提供一种开头所述类型的结构特别简单的铣刀。其中特别是应该以尽可能简单的方式使刀头可靠地移动或调整。
按照本发明这个目的如下实现，即提出一种用于加工工件的铣刀，具有至少一个可固定在刀体的凹槽内的并可借助于调整元件调整的刀头，其特征为：一单件式的调整元件具有分布在螺钉头和螺纹杆之间的调整锥体，此调整锥体与在刀头的侧面上加工出来的圆锥形孔共同作用。为此单件式调整元件配备一圆锥形螺钉头段或螺钉杆段。它一侧过渡成一尤其是圆柱形的螺钉头，另一侧过渡成一螺纹杆，该螺纹杆适宜于带有细螺纹。
分布在螺钉头和螺纹头之间的并朝螺纹杆方向逐渐缩小的调整锥体在微调或调整刀头时与一在该刀头的朝向调整元件的侧面上加工出来的圆锥形孔共同作用。其中在理想位置上在后面也称作圆锥形调整螺钉的调整元件的调整锥体和刀头上的圆锥形孔之间存在面状贴合。
圆锥形调整螺钉的螺钉头在一在刀体上加工出来的离相应的刀头一定距离的调整孔的圆柱形开口或导向区内导引，并在那里适宜于形锁合地镶嵌。这里调整孔的孔轴线相对于用于刀头的夹紧螺钉孔的孔轴线适宜于成一小于40°、例如10°至30°、尤其是12°的角倾斜布置。通过这种倾斜设置的孔轴线和从而通过在调整孔内引导的圆锥形调整螺钉的相应的倾斜位置有利地达到，在刀体圆柱形外壳面上穿出的调整孔全圆周地，亦即在调整孔的整个开口边缘上由刀体材料所构成或包围。由此在安装刀头的凹槽和刀体上的调整孔之间的区域内至少在圆锥形调整螺钉的螺钉头区域内留出一条材料筋。这里该材料筋的宽度或厚度一方面取决于调整孔相对于用于刀头的夹紧螺钉孔的倾斜位置的角度大小，另一方面取决于圆锥形调整螺钉的调整锥体的锥角。
刀头最好在用于将刀头固定在刀体上的凹槽内的夹紧螺钉的通孔区域内具有一纵向槽。此纵向槽可以做成直线形或圆弧形或扁豆形此槽在通孔两侧沿刀头的纵向延伸。因此特别是与圆锥形的夹紧螺钉相结合在固定刀头时通过夹紧螺钉的圆锥形螺钉头使纵向开槽的刀头胀开，从而使它形锁合和力锁合以及特别是无间隙地镶嵌在凹槽内。由此保证，由于铣刀的旋转所产生的离心力不是由夹紧螺钉，而是由刀体承受。这里在刀体上做成对称或非对称的燕尾形凹槽用来可靠地固定刀头。刀头的与燕尾形凹槽匹配并从而同样是燕尾形的外轮廓做得具有倒圆的镶嵌棱边。
在一种优良的结构中分布设置在刀体圆周上的刀头之一在安装状态相对于其他刀头抬高，这时相对于其他刀头更突出于刀体的工作面例如0.05mm。抬高的刀头以特别简单和可靠的方式方法用作第一次调整的标记，其中抬高的刀头构成第一个调整刀刃。
例如刀头在与它可拆卸或不可拆卸地固定的刀片区域内适宜地配备一切屑或者排屑槽。
本发明所达到的优点特别是在于，通过用来调整在铣刀刀体上的相应刀头的调整元件的单件式结构可以特别方便地实现和同时特别精细或灵敏地调整相应的刀刃或携带它们的刀头。
通过相应地做成锥形的刀头在刀体的燕尾形凹槽内的燕尾式导向达到刀头并从而达到刀刃的特别精确的定位。这种燕尾式导向除了定位之外还用作在铣刀高转速时特别有效的离心力保险装置，由此转速可以提高约20％。此外通过燕尾式导向在初次安装或更换刀头时达到特别方便的操作。
通过集成在刀头内的排屑槽可以放弃做成单独构件的排屑器，从而除了用于相应刀头的调整或移动装置的单件式结构外附加地达到构件数的进一步减少。通过以圆锥形调整螺钉形式的调整元件的单件结构可以通过可顺时针或逆时针旋转的圆锥形调整螺钉方便的旋转而在微米范围内精确地调整刀头和刀刃。
此外在本发明的铣刀中由于构件的减少可以显著提高刀头数量，从而提高刀刃数量，由此也达到进给和/或切削速度的提高。
在一种优良的结构中刀体包括一基体座和一套在它上面的支承环。支承环最好热压配合在基体座上。支承环可以取代地或附加地与基体座螺纹连接。支承环适宜于做成钢环，而基体座最好由铝制成。尤其是均布设置在支承环圆周上的刀头同样适宜于可拆卸地固定在支承环上，亦即设置在那里的凹槽内。
具有这种基体座和这种可以套装或热压配合在基体座上的和有时附加地和它螺纹连接的支承环的刀体的结构在实际上适用于安装任何刀头，而与固定的方式方法无关，以及与调整的方式方法或刀头的可调整性无关，因此是发明性的。
附图说明
下面借助于附图详细说明本发明的一个实施例。附图表示：
图1至3以俯视图、侧视图和透视图表示具有许多可调整的刀头的本发明的铣刀，
图4以沿图1中IV-IV线的剖视图表示铣刀，
图5以沿图1中V-V线的剖视图表示可借助于单件式的圆锥形调整螺钉调整的刀头，
图6和7以分解图和安装状态的透视图表示可调整的刀头连同圆锥形调整螺钉，
图8和9以透视图和局部剖视图或以剖视图表示具有一基体座和一套装在它上面的用来支承许多刀头的支承环的两件式刀体。
具体实施方式
在所有附图中相应的零件配备相同的附图标记。
在图1至3中以不同的视图表示的铣刀1包括一刀体2，它按图4设计成空心圆柱形。刀体2的基体材料可以是铝、钛或钢。
刀体2在其侧面的基体外壳面3上携带许多刀头4，它们均布设置在刀体2的外围5上。各刀头4也可以不均布地设置在刀体2的外围5上。在刀头4之间在刀体2上其基体外壳面3的区域内加工出导屑槽6。由图3可以比较清楚地看到，相配的排屑槽7通入这些导屑槽6内，排屑槽集成在相应的刀头4内。
由图4可见，刀体2的中央通孔8被一穿过通孔8的盘形固定螺钉10的螺钉凸缘9在通孔8的孔边缘11处搭接。通孔8经过孔边缘11通入刀体2的顶面或工作面12。通孔8做成台阶孔，形成一夹紧面13，螺钉颈部15的相应凸缘轮廓14贴合在此夹紧面上，形成一环形冷却剂通道16。冷却剂孔17通入此冷却剂通道16内，冷却剂孔17又汇集在一中央冷却剂孔18内。
在刀具1工作时经过这些冷却剂孔17、18及环形冷却剂通道16将冷却剂引导到刀面或工作面12上。为此冷却剂通过在通孔8的孔边缘11和与它搭接的螺钉凸缘9之间形成的冷却缝隙19流到工作面12上。冷却通道16通入此冷却缝隙，并且冷却剂通过工作面到达由刀头4所携带的刀刃或刀片20与待加工(未画出)工件之间的工作区。冷却缝隙19的宽度a适宜于为约0.8mm。
代替带有单独的固定螺钉10的中央通孔8，刀体2也可以做得带有一整体的刀柄或联轴器。
由图1可以比较清楚地看到，刀头4在刀体2的燕尾形凹槽21内导引。这里相应的刀头4具有一与燕尾形凹槽21匹配的带有倒圆的镶嵌棱边22的外形轮廓。
相应的刀头4借助于夹紧螺钉23固定在刀体2上。由图6可以比较清楚地看到。为此夹紧螺钉23穿过刀头4上相应的夹紧螺钉孔24。夹紧螺钉23拧入刀体2的配备内螺纹的夹紧螺钉孔25内。
由图6和7可以比较清楚地看到，相应的夹紧螺钉23具有一圆锥形螺钉头26，其锥体27朝夹紧螺钉23的螺纹杆28方向缩小。按照图7夹紧螺钉23在刀头4的安装结束状态完全埋在刀头4的通孔24内。为了将刀头4特别可靠地固定在刀体2上相应的燕尾形凹槽21内，刀头4配备一纵向槽29，它在刀头4的通孔24两侧延伸。纵向槽29使得刀头4可以向扩张方向30胀开。
在借助于夹紧螺钉23将刀头4安装到刀体2的相应凹槽21内时通过夹紧螺钉23的锥体27使配备纵向槽29的刀头4胀开或扩张，结果使该刀头4特别是通过夹紧无间隙地固定在相应的凹槽21内。由此确保，由于铣刀1的旋转运动在工作的条件下出现的离心力不是由夹紧螺钉23，而是由刀体2承受。
刀头4在刀体2的所属凹槽21内可沿轴向31移动，从而可调整到所希望的位置，由于刀头4相应的调整使得可拆卸或不可拆卸地固定在它上面的刀刃20移动到所希望的与待加工工件的贴合位置。刀头4的移动或调整借助于后面称作圆锥形调整螺钉32的单件式调整元件进行。
这里圆锥形调整螺钉32具有一圆柱形螺钉头或螺钉头段32a和一连接在它上面的调整锥体或调整圆锥段32b，以及一连接在它上面的后面称为螺纹杆的具有外螺纹33的螺钉杆段32c。在圆锥形调整螺钉32上在朝螺纹杆32c方向逐渐缩小的调整锥体32b和螺纹杆32c之间设置一减小的杆段32d。圆锥形调整螺钉32在螺钉头一侧配备一用来容纳操作工具的十字槽或多槽形凹槽34。
由图5可以比较清楚地看到，在一离刀头4的凹槽21一定距离的调整孔35内并在装配状态拧入此孔的圆锥形调整螺钉32以其圆柱形螺钉头段32a形锁合和与它配合精确地镶嵌在刀体2上相应的导向区36内。这里调整孔35的孔轴线37倾斜布置。刀体2上的圆锥形调整螺钉32以其圆柱形螺钉头段32a所镶嵌在的导向区36设计成圆柱形或圆筒形的孔区。孔轴线37并且从而调整孔35相对于夹紧螺钉孔25的孔轴线38成一小于40°的角α倾斜布置。倾角α例如在α＝10°至α＝30°之间，尤其是α＝12°。
通过圆锥形调整螺钉32的这种倾斜布置特别地达到，在用于相应的刀头4的凹槽21和刀体2的基体外壳面3上的调整孔35之间存在一材料筋39，这特别是由图2可以比较清楚地看到。因此使圆锥形调整螺钉32离盒式凹槽21一定距离地形锁合并从而配合精确地镶嵌在刀体2内。
在图7中所示的圆锥形调整螺钉32的调整位置上，圆锥形调整螺钉32的调整锥体32b镶嵌在刀头4的朝向圆锥形调整螺钉32的侧面41上的圆锥形孔40内。在这个调整位置或理想位置形成调整锥体32b在圆锥形孔40内的全面贴合或面状贴合。刀头或刀头盒4上的圆锥形孔40与圆锥形调整螺钉32的圆锥面或调整锥体32b得到全面贴合或面状贴合。由于圆锥形调整螺钉32的左右旋转或精细调整，它在调整孔30沿径向42运动，从而使刀头4和由它携带的刀刃20沿轴向31运动或调整。
由于以圆锥形调整螺钉32形式的调整元件的单件式结构，所以可以达到刀头4和由它携带的刀刃20特别精细和在微米范围内的精确调整。这里对于刀头4的这种特别精确的调整可能性只需要特别少的零件。此外因为刀头4本身在相应的刀刃20的区域内已经配备了排屑槽7，达到构件的进一步减少。综合起来说使得尤其是用作面铣刀的铣刀1可以配备特别多数量的刀头4。
在一种优良的结构中均布设置在刀体2圆周5上的刀头4之一在安装状态相对于其他刀头4抬高，并从刀体2的工作表面12相对于其他刀头4适宜于突出0.05mm。借助于在工作面12上的标记43可以辨别的抬高的刀头4以特别简单的方式方法用作第一次调整的标记，其中抬高的刀头4构成第一调整刀刃。
图8和9表示一具有一基体座2a和一支承环2b的两件式刀体2。基体座2a在横截面内大致成T形，形成一圆柱形支承杆44和一与它连成一体的凸缘形结合圈或支承圈45。支承环2b在横截面内大致成L形。基体座最好由铝制成。支承环2b适宜于是一个钢环。
支承环2b套在基体座2a的杆44上。在所示的安装位置支承环2b平面贴合在基体座2a的结合圈或支承圈45的端面46上。基体座2a的杆44与支承环2b的L形轮廓匹配，形成一台阶形的结合或凸缘轮廓47。
支承环2b在圆周上携带许多刀头4，这里它们适宜于均布设置在支承环2b的圆周上。将刀头4固定在刀体2上的夹紧螺钉23最好仅仅在支承环2b内延伸，使得刀头4仅仅固定在支承环2b上。但是这些夹紧螺钉23也可以穿过支承环2b，并一直延伸到基体座2a内。类似地调整元件或圆锥形调整螺钉32仅仅拧入支承环2b内。但它们也可以延伸到基体座2a内。
支承环或钢环2b最好热压配合在基体座2a和其杆44上。附加地或取代地，支承环2b也可以与基体座2a螺纹连接。为此图9表示一轴向延伸的固定螺钉48，它穿过基体座2a上的一个通孔49，并借助于其螺纹杆50与支承环2b上的具有内螺纹的内孔51螺纹连接。代替唯一一个固定螺钉48也可以设置多个这种固定螺钉48，以便附加地或取代地将支承环2b固定在基体座2a上。

Claims (19)

1. 用于加工工件的铣刀(1)，具有至少一个可固定在刀体(2)的凹槽(21)内的并可借助于调整元件(32)调整的刀头(4)，其特征为：一单件式的调整元件(32)具有分布在螺钉头(32a)和螺纹杆(32c)之间的调整锥体(32b)，此调整锥体与在刀头(4)的侧面(41)上加工出来的圆锥形孔(40)共同作用。
2. 按权利要求1的铣刀，其特征为：一与用于刀头(4)的凹槽(21)离开一定距离的调整孔(35)具有一与调整元件(32)的螺纹杆(32c)相配的内螺纹和一圆柱形的孔区(36)，调整元件(32)的螺钉头(32a)在该孔区内引导。
3. 按权利要求2的铣刀，其特征为：调整孔(35)的孔轴线(37)相对于用于刀头(4)的夹紧螺钉孔(25)的孔轴线(38)倾斜布置。
4. 按权利要求3的铣刀，其特征为：调整孔(35)的孔轴线(37)的倾角(α)在α＞0°至α＜40°之间。
5. 按权利要求1至4之任一项的铣刀，其特征为：调整元件(32)在调整锥体(32b)和螺纹杆(32c)之间具有一减小的杆段(32d)。
6. 按权利要求1至4之任一项的铣刀，其特征为：刀头(4)在用于夹紧螺钉(23)的通孔(24)区域内具有一纵向槽(29)。
7. 按权利要求1至4之任一项的铣刀，其特征为：一圆锥形的夹紧螺钉(23)用于将刀头(4)固定在刀体(2)上的凹槽(21)内。
8. 按权利要求1至4之任一项的铣刀，其特征为：在刀头(4)上在由该刀头固定的刀刃(20)的区域内集成一个排屑槽(7)。
9. 按权利要求1至4之任一项的铣刀，其特征为：一在刀体(2)上的燕尾形凹槽(21)用于安装刀头(4)。
10. 按权利要求9的铣刀，其特征为：刀头(4)具有与燕尾形凹槽(21)匹配的带有倒圆的镶装棱边(22)的外形轮廓。
11. 按权利要求1至4之任一项的铣刀，其特征为：一刀头(4)在安装状态下关于刀体(2)的工作面(12)相对于其他各刀头(4)抬高。
12. 按权利要求1至4之任一项的铣刀，其特征为：刀体(2)具有一带一夹紧面(13)的中央通孔(8)，一盘形固定螺钉(10)以螺钉颈部(15)相应的凸缘轮廓(14)贴合在此夹紧面上，形成一环形的冷却剂通道(16)，该冷却剂通道通入在通孔(8)的孔边缘(11)和与该通孔搭接的螺钉凸缘(9)之间形成的冷却缝隙(19)内。
13. 按权利要求1至4之任一项的铣刀，其特征为：刀体(2)包括一基体座(2a)和一装在该基体座上的支承环(2b)，刀头(4)可固定在该支承环上。
14. 按权利要求13的铣刀，其特征为：支承环(2b)热压配合在基体座(2a)上。
15. 按权利要求13的铣刀，其特征为：支承环(2b)与基体座(2a)螺纹连接。
16. 按权利要求13的铣刀，其特征为：基体座(2a)由铝制成。
17. 按权利要求13的铣刀，其特征为：支承环(2b)是一钢环。
18. 按权利要求4的铣刀，其特征为：所述倾角(α)在10°至30°之间。
19. 按权利要求18的铣刀，其特征为：所述倾角(α)为12°。
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