CN101056733A - 具有刀片切削刃调整装置的旋转式切削工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以稳定地用于粗切削和精切削且结构简单的旋转式切削工具，该切削工具具有用于单独调整多个可弃式刀片的切削刃的轴向位置的装置。多个刀片(2)容置于多个刀片安装槽(5)中且通过夹持装置(3)固定在工具本体(1)上，所述多个刀片安装槽在工具本体前端形成于工具本体的外周。用于轴向定位各刀片的调整螺钉(4)在各刀片安装槽附近轴向旋入工具本体中。各刀片安装槽(5)包括用于在三个方向定位并限制刀片的三个座面。各刀片可以由用于轴向定位该刀片的一个座面(5c)或由一个调整螺钉的端头顶面轴向定位。通过相应的调整螺钉仅仅使相对于其它刀片轴向偏离超出预定距离的一个或多个刀片轴向移动，以便于轴向定位。

Description

具有刀片切削刃调整装置的旋转式切削工具
技术领域
本发明涉及诸如端面铣刀或角铣刀等旋转式切削工具，其具有用于调整各个可弃式(throwaway)刀片相对于工具本体以及相对于彼此的轴向位置的装置。
背景技术
在精铣加工中，以较高的位置精度布置可弃式刀片的切削刃是重要的。刀片切削刃的任何轴向偏移都可能导致工件的加工表面变粗糙、工具产生颤振、毛刺和/或工具寿命缩短。
关于调整或消除刀片切削刃的这种轴向偏移已经提出了各种方案，包括在下面专利文献1至4中所公开的方案。
专利文献1：日本专利公开2001-252813A
专利文献2：日本实用新型公开7-27719
专利文献3：日本实用新型公开3064324
专利文献4：日本专利公开2002-516762A
发明内容
发明目的
专利文献1公开一种包括多个可弃式刀片的端面铣刀。各个刀片具有背面以及一个面向工具轴线的侧面，各刀片的背面和该侧面座于形成在工具本体上的刀片安装座上。另外，各个刀片具有另一面向工具基端的侧面，该侧面由可以通过调整螺钉移动的推压件支撑。在该结构中，由于各个刀片的推压件沿工具的轴向移动，因此在工具的轴向上没有为各个刀片设置基准位置。因此，当用新的刀片替换刀片时，或者当改变刀片的位置时，就需要调整全部刀片的轴向位置。进行这种调整需要较长的时间。其它一些现有技术提出了使用楔形件来代替这种推压件，这些楔形件通过楔形面的移动来使刀片轴向前移。该结构具有上述相同的问题。
专利文献2提出一种包括调整件的工具，调整件通过楔形件固定在工具本体上并且具有弹性变形部分。使用该弹性变形部分作为刀片的基准位置，通过使旋入调整件的螺栓前移而使该部分弹性变形，从而调整刀片的轴向位置。在该结构中，由于利用弹性变形部分的弹性恢复力使刀片缩进，因此刀片的轴向位置容易变化，以至于难以进行调整。当弹性变形部分变形时，可能超出屈服点。长期使用之后，弹性变形部分容易出现疲劳。累积疲劳可能导致弹性变形部分丧失恢复力或者损坏。
专利文献3和4提出具有刀片切削刃轴向位置调整装置的槽铣刀。各个刀片容置于其壁可以部分弹性变形的凹部中。滚珠通过调整螺钉压在壁的弹性变形部分上，如此移动容置于凹部中的刀片，从而移动刀片的切削刃。该结构具有与专利文献2中的结构相同的问题。也就是说，由于在滚珠缩进时凹壁并非总是返回到初始位置，在下一次使工具前移到与前次相同的位置时，可能需要通过滚珠对壁施加更大的压力。因此，当凹部的壁反复变形时，可能最终超出屈服点。如果超出屈服点，凹壁将不再能够返回到初始位置。在最糟糕的情况下，壁会损坏。
此外，为了通过对所述多个凹壁的弹性部分施加相同的压力而使这些弹性部分变形一致，这些凹壁的厚度必须严格保持一致。为了形成厚度严格一致的凹壁，需要非常复杂而高难度的技术，并且需要较长的时间。
具有调整各个刀片轴向位置的装置的常规切削工具设计为由调整装置本身承受粗切削过程中施加于刀片的负荷。因此，刀片不能受到可靠的支撑。另外，由于轴向基准面(可位移面)容易变动，经常需要调整这些基准面的位置，甚至在粗切削之前也如此。因此这种工具不适合用于粗切削。
本发明的目的是提供一种可以稳定地用于粗切削和精切削且结构简单的旋转式切削工具，该切削工具具有用于单独调整多个可弃式刀片的切削刃的轴向位置的装置(机构)。
解决问题的手段
根据本发明，提供一种旋转式切削工具，包括：工具本体，其在前端外周形成有多个刀片安装槽；可弃式刀片，其各自具有切削刃、背面和四个侧面，并且容置于刀片安装槽之一中；夹持装置，其各自用于将刀片之一可拆卸地固定到工具本体上；调整螺钉，其各自用于调整刀片之一的轴向位置，各个刀片安装槽具有三个座面，这三个座面通过分别与所述刀片的背面以及所述四个侧面中的相邻两个侧面接触，以在所述切削工具的旋转方向、径向和轴向上定位刀片之一，各个调整螺钉以螺纹方式接合在工具本体中，从而在刀片安装槽之一附近基本上沿着所述切削工具的轴向延伸，使得调整螺钉的一端可以从所述刀片安装槽的三个座面中用于沿所述切削工具轴向定位相应刀片的一个座面的位置沿轴向前后移动，从而通过所述刀片安装槽的三个座面中的所述一个座面以及调整螺钉之一的所述一端可以使各个刀片沿工具轴向定位。
优选的是，各个调整螺钉在一端形成有端头，所述端头形成有接合部分，所述接合部分与用于驱动各个调整螺钉的工具相接合，各个调整螺钉从工具本体的前端旋入工具本体中，使得接合部分露在外面，并且所述端头具有适于抵靠各个刀片的所述侧面中面向工具本体后端的一个侧面的端面。
发明效果
通过使刀片轴向定位的座面或者通过调整螺钉而使各个刀片轴向定位。在粗切削过程中，调整螺钉应该缩进，从而通过使刀片座于轴向定位刀片的座面上而使刀片轴向定位。在精切削过程中，通过相应的调整螺钉仅仅使与其它刀片轴向偏离的一个或多个刀片轴向移动并定位。
在粗切削过程中，仅仅通过刀片安装槽的座面使刀片定位，而不需要使用位置调整装置进行位置调整(用于消除相对于基准面的任何偏移的调整)。由于在粗切削过程中各个刀片的三个侧面受到限制，因此可以稳定地执行粗切削。
在精切削之前，刀片临时置于各自的刀片安装槽中，以便找出相对于最前端的一个或多个刀片轴向缩进超出预定距离的一个或多个刀片。然后，通过转动相应调整螺钉仅仅将所述一个或多个轴向缩进的刀片向前推动。不需要移动全部刀片。由于调整螺钉为几乎没有弹性的刚性体，因此在移动和支撑刀片时不会弹性变形。因此，调整螺钉可以比常规弹性调整装置更可靠地支撑刀片。另外，可以更快速地进行调整。由于各个刀片的调整装置实际上为单个调整螺钉，因此结构非常简单。
根据本发明的单个旋转式工具不仅可以用于粗切削，而且可以用于精切削。不需要为粗切削和精切削准备两种不同的工具。单个工具比两个工具更节省成本并且更易于维护。
附图说明
图1是本发明的旋转式切削工具的侧视图；
图2是图1所示工具的前视图；
图3是图1所示工具的局部透视图；
图4是图1所示工具在安装可弃式刀片之前的局部透视图；
图5是图1所示工具的局部透视图，其中以点划线示出其工具本体；以及
图6是不同实施例的局部透视图。
参考标记说明
1.工具本体
2.可弃式刀片
2a.背面
2b、2c.侧面
3.夹持装置
3a.夹持螺钉
3b.螺纹孔
3c.夹持件
4.调整螺钉
4a.顶面
4b、4c.接合部分
5.刀片安装槽
5a、5b、5c.座面
具体实施方式
下面参照图1至图6说明本发明的旋转式切削工具。
图1至图4示出根据本发明第一实施例的旋转式切削工具。图示旋转式切削工具为角铣刀，包括：工具本体1；可弃式刀片2；夹持装置3，其分别将一个刀片2固定在工具本体1上；以及调整螺钉，其用于调整各个刀片2的位置。
在工具本体1顶端处的外周中形成刀片安装槽5。如图4所示，各个刀片安装槽5具有三个座面，包括：座面5a，各个刀片2的背面2a座于座面5a上；座面5b，各个刀片2的面向工具轴线的侧面2b座于座面5b上；以及座面5c，各个刀片2的面向工具基端的侧面2c座于座面5c上。于是，刀片安装槽5限制各个刀片2在三个方向上，即工具的旋转方向、径向和轴向上的移动。
各个夹持装置3包括夹持螺钉3a，该夹持螺钉插入穿透各个刀片2的中心形成的沉头孔中，并且旋入形成于各个刀片安装槽5的座面5a中的螺纹孔3b(图4)中。通过分别拧紧夹持螺钉3a，可以将刀片2固定在工具本体1上。在各个夹持螺钉3a与各个刀片2的沉头孔之间存在间隙g(图5)，从而使得刀片2可以相对于夹持螺钉3a移动。
各个调整螺钉4具有位于其端头顶面4a和侧面的转动部分(扳手接合部分)4b和4c。各个调整螺钉4在各个刀片安装槽5附近旋入工具本体1，螺钉的端头面向工具本体1的顶端。在该状态下，螺钉4可以沿着任一方向转动，从而使其从座面5c突出或者缩进。调整螺钉4可以相对于工具的轴线倾斜地旋入工具本体1，使得螺钉端头的顶面4a与侧面2c进行表面接触。
当安装到工具本体1上时，刀片2应该布置成这样：其切削刃彼此轴向偏离不超过10微米的距离，优选的是该距离不超过5微米。
调整螺钉4设置为其顶面4a从相应的座面5c稍稍缩进。在该状态下，刀片2置于相应的刀片安装槽5中，而刀片的背面2a和相邻侧面2b和2c座于相应的刀片安装槽5的座面5a至5c上，然后使夹持螺钉3a穿过相应的刀片2的沉头孔中并旋入螺纹孔3b中，从而将刀片2牢固地固定在工具本体1上。在该状态下，如果各个刀片可以适当地轴向设置，其侧面2c将可以与调整螺钉4的端头的顶面4a接触。
在该状态下，粗切削工件。然后，精切削工件。在精切削工件的过程中，如果需要减小刀片的切削刃的轴向偏移，就在各个刀片2的背面2a以及侧面2b和2c压在座面5a至5c上的情况下松开夹持螺钉3，然后通过转动相应的调整螺钉4，使切削刃相对于最前端的刀片的切削刃缩进的一个或多个刀片轴向前移，直到这些刀片的切削刃在与工具轴线垂直的方向上与最前端的刀片的切削刃对齐。
图6所示实施例的各个夹持装置3包括夹持件(楔形件)3c和用于径向向内和向外驱动楔形件3c的驱动螺钉3d。本发明也适用于端面铣刀。
在该实施例中，通过从切削工具的顶端(前端)插入螺丝刀来转动调整螺钉4。但是，该切削工具也可以构造成这样：通过从该工具的基端(后端)插入螺丝刀来转动调整螺钉4。
本发明的刀片2不受特别的限制。举例来说，如图1所示，刀片2可以具有由钎焊到基体上的金刚石烧结体2d构成的切削刃，或者图1所示的金刚石烧结体可以由cBN烧结体代替。另外，整个刀片2可以由图3所示的硬质合金构成。

Claims (2)

1.一种旋转式切削工具，包括：
工具本体，其在前端外周形成有多个刀片安装槽；
可弃式刀片，其各自具有切削刃、背面和四个侧面，并且容置于所述刀片安装槽之一中；
夹持装置，其各自用于将所述刀片之一可拆卸地固定到所述工具本体上；
调整螺钉，其各自用于调整所述刀片之一的轴向位置，
所述刀片安装槽各自具有三个座面，所述三个座面通过分别与所述刀片的背面以及所述四个侧面中的相邻两个侧面接触，以在所述切削工具的旋转方向、径向和轴向上定位所述刀片之一，所述调整螺钉各自以螺纹方式接合在所述工具本体中，从而在所述刀片安装槽之一附近基本上沿着所述切削工具的轴向延伸，使得所述调整螺钉的一端可以从所述刀片安装槽的三个座面中用于沿所述切削工具的轴向定位相应刀片的一个座面的位置沿轴向前后移动，从而通过所述刀片安装槽的三个座面中的所述一个座面以及所述调整螺钉之一的所述一端可以使各个所述刀片沿所述切削工具的轴向定位。
2.根据权利要求1所述的旋转式切削工具，其中，
各个所述调整螺钉在所述一端形成有端头，所述端头形成有接合部分，所述接合部分与用于驱动各个所述调整螺钉的工具相接合，各个所述调整螺钉从所述工具本体的前端旋入所述工具本体中，使得所述接合部分露在外面，并且所述端头具有端面，所述端面适于抵靠各个所述刀片的所述侧面中面向所述工具本体的后端的一个侧面。
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