CN101027156B - 具有轴向和径向止动表面的切削工具和切削头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种优选地用于铣削的工具头(31)。该工具头可连接到工具柄(23)上。工具头包括切削部分和安装部分。该安装部分包括轴向止动表面(33)和径向止动表面(35)。轴向止动表面和径向止动表面的尺寸和公差被选择成使得轴向止动表面将抵靠工具柄(23)上的轴向止动件(27)，以防止工具柄相对于工具头(31)的轴向移动超出轴向止动表面(33)，而径向止动表面(35)将设置成靠近工具柄(23)的径向止动件(29)，当工具头(31，131)的一体的紧固部分(63)和工具柄(23)的一体的紧固部分(61)直接相互紧固并且轴向止动表面(31)和轴向止动件(27)相抵靠时，用以限制工具头(31)相对于工具柄的径向运动。

Description

具有轴向和径向止动表面的切削工具和切削头
背景技术
在例如加工金属或其它工件的操作中，精确地控制以及可控制切削工具的切削刃的定位常常是非常重要的。提供复杂机械以通过精确地控制切削工具相对于工件的定位来在工件上进行铣、钻孔、镗或其它方式的成形操作。切削工具常常包括连接在相对于工件运动的例如杆部的永久工具柄上的可更换的刀片或切削头。
发明内容
切削刀片或切削头相对于工具柄的安装精度是在工件上进行的操作精度的一个因素。例如，在回转工具的情况下，相对于连接到其上的回转杆部轴向放置的刀片或工具头可能会损坏工件，并且可能使昂贵部件的报废成为必要。因此希望的是，使刀片或工具头相对于工具柄的运动的可能性最小。
根据本发明的一个方面，切削工具包括具有端部的工具柄，该端部包括轴向止动件和径向止动件。该切削工具还包括具有轴向止动表面和径向止动表面的可更换工具头。端部被至少部分地可容纳在工具头的内部开口中，直到到达轴向止动件抵靠轴向止动表面的位置为止，以防止工具柄相对于工具头的轴向运动超出轴向止动表面。径向止动表面和径向止动件相互靠近设置，当工具头的一体紧固部分和工具柄的一体紧固部分直接相互紧固并且轴向止动表面和轴向止动件抵靠时，用以限制工具头相对于工具柄的径向运动。
根据本发明的另一方面，工具头包括切削部分和安装部分，该安装部分包括轴向止动表面和径向止动表面。轴向止动表面和径向止动表面的尺寸和公差被选择成使得轴向止动表面将抵靠工具柄上的轴向止动件，以防止工具柄相对于工具头的轴向运动超出轴向止动表面，并且径向止动表面将设置成靠近工具柄的径向止动件，当工具头的一体紧固部分和工具柄的一体紧固部分直接相互紧固并且轴向止动表面和轴向止动件抵靠时，用以限制工具头相对于工具柄的径向运动。
附图说明
结合附图，通过阅读以下的详细描述将很好地理解本发明的特征和优点，附图中相同的附图标记指示类似的元件，其中：
图1是根据本发明实施例的工具的侧面剖视图；
图2是根据本发明实施例的工具的俯视透视图，其示出根据本发明实施例的分离开的切削头和工具柄；
图3是根据本发明实施例的工具的仰视透视图，其示出根据本发明实施例的分离开的切削头和工具柄；和
图4是根据本发明的又一实施例的工具的侧面剖视图。
具体实施方式
图1至3中示出了根据本发明实施例的工具21。工具21包括成柄部23形式且包括端部25的工具柄。端部25包括轴向止动件27和径向止动件29。在此示出的柄部23是圆柱体，但是该柄部可根据需要地具有其它形状，例如六边形形状、花键形状等。本发明具有在各式各样的工具上的应用，这些工具上可连接例如铣刀、钻孔刀具、镗孔刀具、车刀等类似的工具的可更换切削头或刀片。图1至3中示出的实施例是回转工具。
工具21还包括具有轴向止动表面33和径向止动表面35的可更换刀片或工具头31。在图1至3的实施例中，端部25被至少部分地可容纳在工具头31的内部开口37中，直到到达轴向止动件27抵靠轴向止动表面33的位置为止。当轴向止动件27和轴向止动表面33抵靠时，径向止动表面35和径向止动件29相互靠近设置，以允许工具头31相对于柄部23的有限的径向运动。同时，工具柄23和工具头31的紧固部分，例如螺纹构件61和63能够直接相互紧固。紧固部分与工具柄23和工具头31可以是一体的，以便于工具头相对于工具柄的适当定向。通过提供与工具柄23和工具头31一体的紧固部分，能够使形成该工具的组件的数量最少，并且使该工具的复杂性降到最低，并且能够使能够导致工具头相对于工具柄的错误定位的变量的数量降到最少。通常，径向止动表面35和径向止动件29将相互靠近，但彼此仍充分地相隔，直到轴向止动件27和轴向止动表面33抵靠时为止，使得径向止动件和径向止动表面不会阻碍轴向止动件和轴向止动表面相对于彼此的到达抵靠位置的运动。当轴向止动表面33和轴向止动件27抵靠时，径向止动表面35和径向止动件29越靠近，径向止动表面和径向止动件用于限制工具头31相对于柄部23的径向运动的能力就越好。要指出的是，本发明的其它实施例可以不包括例如图1至3实施例所示、容纳在刀片或切削头的一部分中的工具柄的一部分。工具头31可以、但不一定必需用比制造柄部23的材料(例如高速钢)更硬的材料(例如硬质合金)制造。
通常，径向止动表面35和径向止动件29的尺寸和尺寸公差被选择成使得当柄部23和工具头31上没有负载时，径向止动表面35和径向止动件29不接触或刚刚接触，从而使得柄部23和工具头31之间的接触不会超过预定。但是，这些尺寸和公差还被选择成使得径向止动件29和径向止动表面35相互足够地靠近，以使得当向该工具头31施加一些垂直于其轴线A的非零负载时，径向止动件将接触径向止动表面。这样，能够控制在操作期间工具头31相对于柄部23的意外的径向运动。
工具头31通常地包括切削刃39或用于安装具有切削刃的刀片的凹穴，并且工具头可沿着其长度的一部分或整个长度开槽。
在图1至3所述的实施例中，轴向止动件27包括大致垂直于柄部轴线B的大致平坦表面43。但是，表面43无须垂直，并且可以部分地或完全地与该垂线成一角度，并且可以是弯曲的或以其它非平坦方式。在图1至3所示的本发明的实施例中，径向止动件29包括与柄部23的轴线B限定出非零角度的、用于抵靠工具头31的径向止动表面35上的表面45。在该实施例中，表面45面向柄部23的轴线B。
在图1至3的实施例中，径向止动件29是环绕柄部23的轴线B的环状凹槽47的一部分，而径向止动表面35是环绕工具头31的轴线A的环状突起49的一部分。如果需要，则径向止动件可以是环状突起的一部分，而径向止动表面可以是环状凹槽的一部分。当轴向止动件27和轴向止动表面33抵靠时，环状突起49的端部51和环状凹槽47的底部53分隔开一个非零距离，以确保轴向止动件27将抵靠轴向止动表面33。环状凹槽和凹陷在例如图1至3所示的将工具头31拧在柄部23上的实施例中是有用的，但是，在工具头和柄部用某种其它方法连接的其它实施例中，可以采用除了环状凹槽和凹陷的形状来形成径向止动件和径向止动表面的部分。
工具头31可包括至少一个工具头通道55，并且柄部23可包括至少一个柄部通道57。如图1所示，当工具头31相对于柄部23安装时，该至少一个工具头通道55和至少一个柄部通道57能够连通。连通的通道可用于例如将润滑剂供应到切削刃39。
在图1至3的实施例中，工具头31靠近轴向止动表面33的外部部分41是圆柱体形的。该外部部分41可用作在工具头31相对于柄部23的安装期间接触扳手或其它工具的表面。如果设有外部部分，则它可根据需要地具有任何合适的形状，例如六边形或花键形。柄部23的外表面部分59可以是如图2至3所示的圆柱体形，或任何其它需要的形状，例如六边形、花键形等。
在图1至3的实施例中，端部25包括具有外螺纹部分61形式的一体紧固部分，而内部开口37包括具有适于与该外螺纹部分接合的内螺纹部分63形式的一体紧固部分。在该实施例中，例如图1所示，可认为径向止动件29和径向止动表面35分别合并到轴向止动件27和轴向止动表面33中。但是为了描述这些表面的相对位置，因为基本上径向止动件29和径向止动表面35的大部分都被分别设置在轴向止动件27和轴向止动表面33的下面，所以在柄部23上，应认为轴向止动件27被设置在外螺纹部分61与径向止动件29之间，而在工具头31上，应认为轴向止动表面33被设置在内螺纹部分63与径向止动表面35之间。当工具21是回转工具时，内螺纹部分63和外螺纹部分61通常是带螺纹的，使得当回转工具沿着预期的工作方向旋转时，工具头31被拧紧在柄部23上。为了确保在外螺纹部分61和内螺纹部分63上的螺纹不会用作径向止动件和径向止动表面，在径向止动件29与径向止动表面35的螺纹大径和螺纹小径(major and minor thread diameters)处，径向止动件29与径向止动表面35之间的平均距离通常小于外螺纹部分和内螺纹部分之间的平均距离。
因此，根据图1至3所示的本发明的实施例，切削工具21包括工具柄23，包括轴向止动件27和径向止动件29的工具柄端部25。轴向止动件27可包括大致垂直于工具柄23轴线B的表面43。径向止动件29可包括面向工具柄23轴线B的表面45。
此外，如图1至3所示，根据本发明实施例的工具头31包括切削部分和安装部分。安装部分包括轴向止动表面33和径向止动表面35。径向止动表面35包括背向工具头31轴线A的表面45。轴向止动表面和径向止动表面的尺寸和公差被选择成使得轴向止动表面将抵靠工具柄23上的轴向止动件27，以防止工具柄相对于工具头31轴向运动超出轴向止动表面33，而径向止动表面35将设置在工具柄23的径向止动件29附近，用以当工具头的一体紧固部分63和工具柄23的一体紧固部分61直接相互紧固并且轴向止动表面和轴向止动件抵靠时，限制工具头31相对于工具柄的径向运动。当轴向止动件27和轴向止动表面33抵靠时，环状突起49的端部51和环状凹槽47的底部53被分离开非零的距离。
径向止动件29可以是环绕工具柄23轴线B的环状凹槽47的一部分。径向止动表面35可以是环绕工具头31轴线A的环状突起49的一部分。轴向止动表面33可被设置在内螺纹部分63与径向止动表面35之间。当然，如果需要，则径向止动件可以是突起，而径向止动表面可以是凹槽。
工具头31可包括至少一个工具头通道55，而工具柄23包括至少一个工具柄通道57。当工具头31相对于柄部23安装时，该至少一个工具头通道55和至少一个工具柄通道57能够连通。
在图1至3的实施例中，工具头31包括内部开口37，而该内部开口37包括形成至少一部分所述一体紧固部分的内螺纹部分63，并且它适于与形成至少一部分工具柄23的一体紧固部分的外螺纹部分61相接合。当然，要理解的是，工具柄可包括具有内螺纹的内部开口，而工具头可包括外螺纹部分。
图4示出了根据本发明的工具121的另一实施例。除了未提供任何环状凹槽或凹陷布置以外，工具121在各方面与结合图1至3描述的工具21相同。在工具121中，径向止动件129可包括大致平行于柄部123轴线B或相对于轴线B稍微倾斜的表面145，而径向止动表面135可包括类似地大致平行于工具头131轴线A或相对于轴线A稍微倾斜的表面143。在该实施例中，径向止动件129包括背向柄部123轴线B的表面145，而径向止动表面135包括面向工具头131轴线A的表面143。
在具有螺纹连接的图4所示工具的实施例中，径向止动件129可包括以外螺纹部分161形式设置在紧固部分的端部165处的无螺纹表面145，而径向止动表面135可包括以工具头131的内螺纹部分163形式设置在紧固部分的端部167处的无螺纹表面。紧固部分与工具柄123和工具头131可以是一体的，以便于工具头相对于工具柄的适当定向。在图4的实施例中，径向止动件129被设置在柄部的外螺纹部分161与轴向止动件127之间，而径向止动表面135被设置在工具头的内螺纹部分163与轴向止动表面133之间。如果需要，则径向止动件和径向止动表面可设置在与轴向止动件和轴向止动表面相对的外螺纹部分和内螺纹部分的端部处。
除非以其它方式指出，关于图1至3的工具头31的以下描述通常也适用于图4的工具头131。工具头131包括切削部分和安装部分。该安装部分包括轴向止动表面33和径向止动表面35。轴向止动表面33和径向止动表面35的尺寸和公差被选择成使得轴向止动表面抵靠工具柄23上的轴向止动件27，以防止工具柄相对于工具头的轴向运动超出轴向止动表面，而径向止动表面35将设置成靠近工具柄的径向止动件29，以使得当轴向止动表面和轴向止动件抵靠时，限制工具头31相对于工具柄或柄部23的径向运动。
在图1至3的工具头31中，轴向止动表面33包括大致垂直于工具头轴线A的表面。但是，轴向止动表面无须整体垂直于或部分地垂直于工具头的轴线。在图1至3中，径向止动表面35包括与工具头31的轴线A限定出非零角度的表面45。在此，径向止动表面35包括通常背向工具头31轴线A的表面45。在图1至3中，径向止动表面35是环绕工具头轴线A的环状突起49的一部分，但是也可代替地具有环状凹陷或一些其它合适的形状。
工具头31可包括内部开口37。该内部开口37可包括适于与工具柄或柄部23的外螺纹部分61接合的内螺纹部分63。轴向止动表面33可设置在内螺纹部分63与径向止动表面35之间。
在图4的实施例中，径向止动表面135可包括大致平行于工具头131轴线A或相对于轴线A形成微小角度的表面。径向止动表面135包括面向工具头131轴线A的表面。
工具头131可包括内部开口137，而径向止动表面135可形成该内部开口的至少一部分。径向止动表面135可包括设置在外螺纹部分161的端部167处或者在与轴向止动表面相对的外螺纹部分的端部处的无螺纹表面，其中该外螺纹部分161设置在内螺纹部分与轴向止动表面133之间。
尽管已根据优选实施例图解并示出了本发明，但要认识到在不偏离如权利要求说明的本发明的情况下可作出变形和改变。

Claims (15)

1.一种用于金属加工的工具头，包括切削部分和安装部分，该安装部分包括轴向止动表面和径向止动表面，其中，所述轴向止动表面和所述径向止动表面的尺寸和公差被选择成使得所述轴向止动表面将抵靠工具柄上的轴向止动件，以防止所述工具柄相对于所述工具头的轴向移动超出所述轴向止动表面，所述径向止动表面将设置成靠近所述工具柄的径向止动件，以便当所述工具头的一体紧固部分和工具柄的一体紧固部分直接相互紧固并且轴向止动表面和轴向止动件相抵靠时，对所述工具头相对于所述工具柄的径向运动进行限制，所述径向止动表面并未形成所述工具头的一体紧固部分的一部分，且所述工具头由比所述工具柄的制造材料更硬的硬质合金制成。
2.如权利要求1所述的工具头，其中，所述轴向止动表面包括基本垂直于工具头轴线的表面。
3.如权利要求1所述的工具头，其中，所述径向止动表面包括基本平行所述工具头轴线的表面。
4.如权利要求3所述的工具头，其中，所述轴向止动表面包括基本垂直于工具头轴线的表面。
5.如权利要求1所述的工具头，其中，所述径向止动表面包括与工具头轴线形成非零角度的表面。
6.如权利要求5所述的工具头，其中，所述轴向止动表面包括基本垂直于工具头轴线的表面。
7.如权利要求1所述的工具头，其中，所述径向止动表面包括背向所述工具头轴线的表面。
8.如权利要求1所述的工具头，其中，所述径向止动表面包括面向所述工具头轴线的表面。
9.如权利要求1所述的工具头，其中，所述径向止动表面是环绕所述工具头轴线的环状突起的一部分。
10.如权利要求1所述的工具头，其中，所述工具头包括内部开口。
11.如权利要求10所述的工具头，其中，所述径向止动表面形成所述内部开口的至少一部分。
12.如权利要求1所述的工具头，其中，所述工具头和所述工具柄中的一个包括内部开口，并且所述工具头和所述工具柄中包括内部开口的所述一个包括形成所述一体紧固部分的至少一部分的内螺纹部分，并且其适于与形成所述工具头和所述工具柄中不包括内部开口的一个的一体紧固部分的至少一部分的外螺纹部分相接合。
13.如权利要求12所述的工具头，其中，所述径向止动表面包括设置在所述内螺纹部分端部处的无螺纹表面。
14.如权利要求12所述的工具头，其中，所述径向止动表面被设置在所述内螺纹部分与所述轴向止动表面之间。
15.如权利要求12所述的工具头，其中，所述轴向止动表面被设置在所述内螺纹部分与所述径向止动表面之间。
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