CN101027154B - 用于去屑加工的刀具 - Google Patents

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Abstract

所述本发明涉及用于去屑加工的刀具和凸起部分。所述刀具(21)包括凸起部分(23)和用于所述凸起部分的支架(25)。所述凸起部分包括径向和轴向支撑定位部分(27)，以及螺纹部分(31)。外螺纹部分的最大直径小于所述径向和轴向支撑定位部分的最小直径。沿着所述凸起部分的轴线，在所述径向和轴向支撑定位部分(27)的径向最大部分与所述外螺纹部分(31)之间设置有过渡部分(35)。

Description

用于去屑加工的刀具
技术领域
本发明涉及用于去屑加工的刀具，其具有用于刀具的凸起部分和支架，且更具体涉及这样的一种刀具，其中所述凸起部分和所述支架之间的连接处包括位于所述凸起部分的大直径和小直径部分之间的过渡部分。
背景技术
对于带有连接于可再次使用的刀杆上的可更换凸起部分的刀具而言，其有各式各样的应用，例如美国专利编号5,971,670中所公开的端铣刀。所述凸起部分可以由高硬度材料形成，例如硬质合金，而所述刀杆可由更容易机加工的的材料组成，例如钢。所述凸起部分可具有外螺纹，且所述支架可具有用于将所述凸起部分固定在所述支架上的内螺纹。
所述凸起部分可以具有工作部分，比如切削刃。通常希望使所述工作部分相对于所述刀杆得以精确定位，例如在自动加工操作期间。一般通过在所述凸起部分和所述支架上设置径向延伸的抵靠表面来限制所述凸起部分相对于所述支架的轴向移动。美国专利编号5,598,751公开了一种包括切削刀片的刀具，通过使刀片的外螺纹部分的基部抵靠于所述刀具支架的内螺纹部分的底部，防止了所述切削刀片沿刀具支架的轴线轴向运动通过某个特定点。美国专利编号6,485,220公开了一种包括切削刀片的刀具，通过使所述刀片的环形凸肩抵靠于所述支架的环形凸肩，从而阻止所述切削刀片沿着所述刀具支架的轴线轴向移动通过某个特定点。所述刀片相对于所述支架的径向运动典型地是通过内外螺纹或通过直圆柱状或截头圆锥形的径向支撑和定位表面来限制。通常，所述外螺纹具有基本上与任何不连续的径向支撑和定位表面的最窄部分相同的直径。
发明内容
依照本发明的一个方面，提供了一种刀具的凸起部分，包括沿所述刀具的凸起部分轴线设置在第一位置处的径向和轴向支撑定位部分，用于在支架的前端处对所述刀具的凸起部分进行径向和轴向支撑和定位。所述凸起部分还包括沿所述刀具的凸起部分轴线设置在第二位置处的外螺纹部分，用于与所述支架的内螺纹部分相结合，所述外螺纹部分的最大直径小于所述径向和轴向支撑定位部分的最小直径。所述凸起部分还包括沿着所述刀具的凸起部分轴线设置在所述径向和轴向支撑定位部分的径向最大部分与所述外螺纹部分之间的过渡部分。
依照本发明的另一个方面，提供了一种刀具，包括可更换的凸起部分和适合于可更换地安装所述凸起部分的支架。所述凸起部分包括：沿所述刀具轴线设置在第一位置处的的径向和轴向支撑定位部分，用于在所述支架的前端处对所述凸起部分进行径向和轴向支撑和定位；沿所述凸起部分轴线设置在第二位置处的外螺纹部分，用于与所述支架的内螺纹部分相结合，并且所述外螺纹部分的最大直径小于所述径向和轴向支撑定位部分的最小直径；以及沿所述凸起部分轴线设置在所述径向和轴向支撑定位部分的径向最大部分与所述外螺纹部分之间的过渡部分。所述支架包括轴向延伸开口，内螺纹部分沿着该轴向延伸开口延伸；用于抵靠所述径向和轴向支撑定位部分的至少轴向支撑定位部分的至少一个抵靠表面；以及位于所述内螺纹部分和所述至少一个抵靠表面之间的卸载部分，当所述凸起部分安装在所述支架的前端时，所述凸起部分的过渡部分邻近所述卸载部分并与之间隔设置。
附图说明
通过阅读下面的详细说明并结合附图可以对本发明的特征和优点有更透彻地理解，附图中相同的数字附图标记代表相同的部件，其中：
图1是依照本发明实施例的刀具的侧面的剖视图；
图2是依照本发明实施例的刀具的透视图；
图3是依照本发明另一个实施例的刀具的侧面的剖视图；以及
图4是图1中的刀具的端面视图。
具体实施方式
刀具21的实施例如图1所示，所述刀具21包括可更换的凸起部分23和适合于可更换地安装所述凸起部分的支架25。所述刀具21的透视图如图2所示。在本发明的所有实施例中，所述凸起部分可以是可更换的刀具，例如由诸如硬质合金这样的硬质材料制成的切削刀具，而所述支架可以由更容易进行机加工的材料组成，例如钢。
所述凸起部分23包括沿所述刀具21的轴线设置在第一位置处的径向和轴向支撑定位部分27，其用于在所述支架25的前端29对所述凸起部分进行径向和轴向支撑定位。外螺纹部分31沿着所述凸起部分23的轴线设置在第二位置上，用于与所述支架25的内螺纹部分33相结合。
因为种种理由，确定是希望提供一种刀具，所述刀具具有带外螺纹31的凸起部分23，在径向支撑定位部分处或在用于限制径向移动的抵靠表面43处，外螺纹31的直径小于所述凸起部分的直径。例如，通过使所述外螺纹部分具有比在用于限制径向移动的所述抵靠表面处小的直径，对于在由相对较软的材料制成的、围绕相对坚硬的所述凸起部分的外螺纹的所述支架25上提供更多的材料可能是有用的。而且，提供带有减小直径的螺纹部分可以使所述支架25具有比另外可能需要的直径更小的直径。
为了便于所述凸起部分23的螺纹部分31插入到所述支架25的内螺纹部分33中，所述外螺纹部分的径向最大部分小于所述径向和轴向支撑定位部分27的径向最小部分。有过渡部分35沿着所述凸起部分23的轴线设置，并且实现了位于所述径向和轴向支撑定位部分27的径向最大部分与所述外螺纹部分31之间的直径上的至少部分地过渡。在图1所示的实施中，所述过渡部分35还设置在所述径向和轴向支撑定位部分27的径向最小的部分(具体而言，是径向支撑和定位部分47的径向最小部分)和所述外螺纹部分31之间。
在具有凸起部分和可再次使用支架类型的刀具中，常常出现所述凸起部分折断在所述可再次使用支架中的情况。当然，除非完全移除所述凸起部分，否则所述支架不能再次使用。在此，所述的过渡部分35被限定沿着所述凸起部分的轴线延伸足够的距离的部分，以允许在所述径向和轴向支撑定位部分27与所述外螺纹部分31之间直径上的逐渐过渡，尤其是容许避免在常常发生失效的直径上的突然或急剧地变化。因此，本发明所讨论类型的过渡部分35通常沿着所述凸起部分23的轴线延伸一段重要(non-trivial)的距离。所述重要的距离是指它取决于所述凸起部分的尺寸，并随所述尺寸的变化而变化。
所述支架25包括轴向延伸开口39，内螺纹部分33沿着所述轴向延伸开口39延伸；用于抵靠所述径向和轴向支撑定位部分27的至少径向支撑定位部分47的至少一个抵靠表面41；以及位于所述内螺纹部分与所述至少一个抵靠表面之间的卸载部分45。因为具有所述卸载部分45，就无需例如通过机加工以与形成所述至少一个抵靠表面41所希望的精度水平相同的精度在所述内螺纹部分33与所述支架的前端29之间形成所述支架25的整个开口39。由于所述至少一个抵靠表面的尺寸和位置在确定例如所述凸起部分23的工作端处的切削部分49的位置时是非常重要的因素，因此希望的是以高精确度形成所述至少一个抵靠表面41，。
在图1所示的实施例中，当所述凸起部分安装在所述支架的前端29处时，所述凸起部分23的过渡部分35邻近所述卸载部分45并与之间隔设置。在这个实施例中，所述径向和轴向支撑定位部分27包括径向延伸表面47和轴向延伸表面43。
刀具121的另一个实施例如图3所示，其包括可更换的凸起部分123和适合于可更换地安装所述凸起部分的支架125。所述凸起部分123包括沿所述刀具121的轴线设置在第一位置处的径向和轴向支撑定位部分127，以用于在所述支架125的前端129处对所述凸起部分进行径向和轴向支撑和定位。外螺纹部分131沿着所述凸起部分123的轴线设置在第二位置处，以用于与所述支架125的内螺纹部分133相结合。
为了便于所述凸起部分123的螺纹部分131插入到所述支架125的内螺纹部分133中，所述外螺纹部分的径向最大部分小于所述径向和轴向支撑定位部分127的径向最小部分。有过渡部分135沿着所述凸起部分123的轴线设置，并且实现了位于所述径向和轴向支撑定位部分127的径向最大部分与所述外螺纹部分131之间的直径上至少部分的过渡。在此，所述过渡部分135被限定为沿着所述凸起部分的轴线延伸充分的距离的部分，以允许在所述径向轴向的支撑定位部分127与所述外螺纹部分131之间实现直径上的逐渐过渡，尤其是容许避免在常常发生失效的直径上的突然地或急剧地变化。过渡部分135通常沿着所述凸起部分123的轴线延伸一段重要的距离。所述重要的距离是指它取决于所述凸起部分的尺寸，并与所述尺寸的变化而变化。
所述支架125包括轴向延伸开口139，内螺纹部分133沿着所述轴向延伸开口139延伸；用于抵靠所述径向和轴向支撑定位部分127的至少一个抵靠表面141；以及位于所述内螺纹部分与所述至少一个抵靠表面之间的卸载部分145。
在图3所示的实施例中，所述径向和轴向支撑定位部分127包括截头圆锥形支承面147，其至少一部分是所述过渡部分135。所述截头圆锥体支承面147可以形成所述径向和轴向支撑定位部分127的一些或全部。所述过渡部分135可以形成所述截头圆锥形支承面147的一些或全部。在这种情况下，所述截头圆锥形支承面147和所述过渡部分135具有相同的锥角。当然，如果需要，则所述过渡部分135可以例如以一种类似于如图1所示的所述过渡部分35从所述径向和轴向支撑定位部分27是不连续的方式的方式从所述径向和轴向支撑定位部分127是不连续的。所述抵靠表面141和所述截头圆锥形支承面147的锥角被选择成大得足以使得由于所述表面147和141的抵靠而使所述凸起部分123不能相对于所述支架125轴向地移动通过预定位置。
除非有另外的特别的说明，本发明的特征将按照如图1所示的实施例进行以下的描述，应当理解的是，所述描述同样也适合于如图3所示的实施例。如图1所示，所述卸载部分45可以包括过渡部分51(它可以是截头圆锥形的)和轴向延伸部分53。所述过渡部分51通常在任意的轴向延伸部分53和所述支架25的内螺纹部分33之间延伸。
所述凸起部分23可以包括从所述凸起部分的后端57沿着所述凸起部分的轴线延伸的非圆形的开口55，该开口55延伸到至少邻近所述径向和轴向支撑定位部分的位置，该后端离所述径向和轴向支撑定位部分27比离所述外螺纹部分31远。所述凸起部分23通常还包括远离任意工作区域、例如切削刃49的外部支承面59。所述支承面59可以是例如使扳手放置于其上、以相对于所述支架25紧紧地固定所述凸起部分23的六角形表面。
所述非圆形的开口55还可以用来相对于所述支架25固定所述凸起部分23，并将所述凸起部分从所述支架上移除。如果需要，则所述非圆形的开口55可以沿着所述凸起部分23的整个长度延伸，并且希望的是所述非圆形的开口至少延伸到邻近所述支承面59的区域。这样，万一所述凸起部分23在所述支承面59和所述凸起部分的后端57之间的某一位置处发生断裂，则所述非圆形的开口55可以用来容许操作者通过在所述非圆形的开口55中安置合适的非圆形工具而移除所述凸起部分23的剩余部分，从而移除凸起部分。例如，当所述非圆形的开口55是六角形时，可以使用六角扳手移除所述凸起部分的剩余部分。如图1和图4所示，所述非圆形的开口55可以终止在邻近所述切削49的位置处，并且可以提供另外的开口60，从所述非圆形的开口延伸到所述凸起部分23的外部。所述另外的开口60可用于向所述切削刃49和工件提供例如润滑剂或冷却剂。
所述支架25还可以包括容许通向所述凸起部分23的后端57的开口61。因此，如果希望以不使用支承面59(例如可以被省略的情况下)的方式安装或移除所述凸起部分，则可以将非圆形的工具通过在所述支架25中的所述开口61插入到所述凸起部分23的非圆形的开口55中，。
所述凸起部分23可以包括沿着所述凸起部分的轴线设置在螺纹部分31(而非过渡部分35)相对端的辅助径向支撑部分63。所述径向支撑部分63可以包括轴向延伸表面65，其被设置用来装配到所述支架中相应的开口67内，并且为所述凸起部分23提供辅助的径向支撑和稳定性。
如图1所示，所述外螺纹部分31和内螺纹部分33在其整个长度上可以具有基本上恒定的直径。然而，如点划线所示，所述外螺纹部分和内螺纹部分可以是圆锥形的，例如沿着所述远离过渡部分的轴线方向具有减少的直径。对于所述螺纹部分而言，所述圆锥形可以多少有助于快速安装凸起部分23到支架上，尽管圆锥形内外螺纹部分可能比直螺纹部分较难成形。
尽管本发明已经依照一个优选的实施例进行了图解说明和详细描述，但是需要认识的是，在不偏离本发明的、如权利要求中所阐述内容的情况下，可以对本发明进行变动和替换。

Claims (23)

1.刀具的一体凸起部分，包括：
沿着所述刀具的凸起部分的轴线设置在第一位置处的径向和轴向支撑定位部分，用于在支架的前端处对所述刀具的凸起部分进行径向和轴向支撑和定位；和沿着所述刀具的凸起部分的所述轴线设置在第二位置处的外螺纹部分，用于与所述支架的内螺纹部分相结合，
其特征在于，所述外螺纹部分的最大直径小于所述径向和轴向支撑定位部分的最小直径；并且沿着所述刀具的凸起部分的所述轴线，在所述径向和轴向支撑定位部分的径向最大部分与所述外螺纹部分之间设置有过渡部分，所述过渡部分沿着所述凸起部分的轴线延伸一段重要距离，以避免在常常发生失效的直径上的突然或急剧的变化。
2.根据权利要求1所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述径向和轴向支撑定位部分包括径向延伸表面和轴向延伸表面。
3.根据权利要求1所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述径向和轴向支撑定位部分包括截头圆锥形支承面。
4.根据权利要求3所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述过渡部分形成至少一部分的所述截头圆锥形支承面。
5.根据权利要求4所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述截头圆锥形支承面和所述过渡部分具有相同的锥角。
6.根据权利要求3所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述截头圆锥形支承面和所述过渡部分具有相同的锥角。
7.根据权利要求1所述的刀具的凸起部分，还包括沿着所述刀具的所述凸起部分的所述轴线在所述外螺纹部分的与过渡部分相对的端部处设置的径向支撑部分。
8.根据权利要求7所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述径向支撑部分包括轴向延伸表面。
9.根据权利要求1所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述外螺纹部分在其长度上具有基本恒定的直径。
10.根据权利要求1所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述外螺纹部分在沿着远离所述过渡部分的轴线的方向上具有减小的直径。
11.根据权利要求1所述的刀具的凸起部分，还包括沿着所述刀具的所述凸起部分的所述轴线在所述径向和轴向支撑定位部分的与过渡部分相对的端部处设置的工作端部分。
12.根据权利要求1所述的刀具的凸起部分，还包括非圆形开口，其沿着所述凸起部分的所述轴线从所述凸起部分的端部延伸到至少邻近所述径向和轴向支撑定位部分的位置，该端部离所述径向和轴向支撑定位部分比离所述外螺纹部分远。
13.根据权利要求12所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述非圆形开口沿着所述刀具的所述凸起部分的所述轴线在所述刀具的所述凸起部分的整个长度上延伸。
14.根据权利要求12所述的刀具的凸起部分，其特征在于，所述非圆形开口为六边形。
15.刀具，包括：
可更换的一体凸起部分和适合于可更换地安装于所述凸起部分的支架，所述凸起部分包括：沿着所述刀具的轴线设置在第一位置处的径向和轴向支撑定位部分，其用于在所述支架的前端处对所述凸起部分进行径向和轴向地支撑和定位；沿着所述凸起部分的所述轴线设置在第二位置处的外螺纹部分，其用于与所述支架的内螺纹部分相结合，
其特征在于，所述外螺纹部分的最大直径小于所述径向和轴向支撑定位部分的最小直径，并且沿着所述凸起部分的所述轴线，在所述径向和轴向支撑定位部分的径向最大部分与所述外螺纹部分之间设置有过渡部分，所述过渡部分沿着所述凸起部分的轴线延伸一段重要距离，以避免在常常发生失效的直径上的突然或急剧的变化；并且
所述支架包括：
轴向延伸开口，所述内螺纹部分沿着该轴向延伸开口延伸；
用于抵靠所述径向和轴向支撑定位部分的至少轴向支撑定位部分的至少一个抵靠表面；
以及位于所述内螺纹部分和所述至少一个抵靠表面之间的卸载部分，当所述凸起部分安装在所述支架的前端时，所述凸起部分的过渡部分邻近所述卸载部分并与之间隔地设置。
16.根据权利要求15所述的刀具，其特征在于，所述径向和轴向支撑定位部分包括径向延伸表面和轴向延伸表面。
17.根据权利要求15所述的刀具，其特征在于，所述径向和轴向支撑定位部分包括截头圆锥形支承面。
18.根据权利要求17所述的刀具，其特征在于，所述过渡部分形成至少一部分的所述截头圆锥形支承面。
19.根据权利要求18所述的刀具，其特征在于，所述截头圆锥形支承面和所述过渡部分具有相同的锥角。
20.根据权利要求15所述的刀具，其特征在于，所述卸载部分包括截头圆锥形部分。
21.根据权利要求20所述的刀具，其特征在于，所述卸载部分包括轴向延伸部分。
22.根据权利要求15所述的刀具，其特征在于，所述刀具还包括非圆形开口，其沿着所述凸起部分的轴线从所述凸起部分的端部延伸到至少邻近所述径向和轴向支撑定位部分的位置，该端部离所述径向和轴向支撑定位部分比离所述外螺纹部分远。
23.根据权利要求22所述的刀具，其特征在于，所述非圆形开口沿着所述凸起部分的所述轴线在所述凸起部分的整个长度上延伸。
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