CN101300100B - 旋转切削工具 - Google Patents

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Abstract

一种旋转切削工具，其包括被锁紧螺钉沿轴向紧固在杆部的前向端的切削头。锁紧螺钉的至少一个沿径向延伸的锁紧翼位于切削头的至少一个径向凹槽中或者至少一个沿径向延伸的通路形成在锁紧螺钉和切削头之间。

Description

旋转切削工具
技术领域
本发明涉及一种旋转切削工具，具有被螺钉沿轴向紧固在其上的切削头。
背景技术
在这些旋转切削工具中，在切削操作期间作用到切削头的力会将螺钉从其与切削工具的螺纹接合中释放出，从而减少切削头在其上的轴向紧固。
另外，如果这些旋转切削工具设有用于冷却液流体的内部轴向通道，该通道通常会延伸穿过螺钉。在具有小直径螺钉的小直径切削工具的情况下，穿过螺钉的通道会弱化螺钉到其不能抵抗住在切削操作期间作用于其上的力这一程度。
文献WO 2003/101650披露了一种旋转式切削刀具，其包括具有夹紧翼的螺钉。在安装时，螺钉的夹紧翼位于形成在切削头的内孔面上的锁定翼间隙内。然而，在这种设计，仍然存在着上述缺点。
发明内容
本发明的目的是提供显著地减少或克服前述缺点的旋转切削工具。
根据本发明提供了具有纵向旋转轴线并且包括杆部、切削头和锁紧螺钉的旋转切削工具。杆部包括沿轴向延伸的杆部通道。切削头位于杆部的轴向的前向端并且其包括在其前向端的端面以及沿轴向延伸的头部通道，至少一个径向凹槽形成在端面上。锁紧螺钉沿轴向延伸穿过头部通道，并被保持在杆部通道中并且其包括横向于旋转轴线的至少一个锁紧翼，该至少一个锁紧翼位于相关的径向凹槽内。
根据本发明也提供了具有纵向旋转轴线并且包括杆部、切削头以及锁紧螺钉的旋转切削工具。杆部包括沿轴向延伸的杆部通道。切削头位于杆部的轴向的前向端并且包括沿轴向延伸的杆部通道。锁紧螺钉沿轴向延伸穿过杆部通道并且被保持在杆部通道内。至少一个通路形成在锁紧螺钉和切削头之间。
优选地，该至少一个通路沿径向延伸。
通常，切削头包括端面和至少一个径向凹槽，该至少一个径向凹槽形成在切削头中并且向端面敞开，而至少一个通路形成在切削头和至少一个径向凹槽之间。
通常，切削头包括在其周缘头部表面上的多个切削刃，至少一个径向凹槽与头部通道相通并且向邻近于给定切削刃的周缘头部表面敞开。
优选地，锁紧螺钉包括具有至少一部分有螺纹的沿轴向延伸的锁紧杆，杆部通道的至少一部分包括内部杆部螺纹，并且切削工具包括以螺纹接合内部杆部螺纹的套管，而锁紧杆以螺纹接合套管。
如果期望的话，套管具有向其后向端敞开的主套管通道，并且至少一个次套管通道向前叉开并且向其周缘套管表面敞开。
如果期望的话，旋转切削工具是铰刀(reamer)。
附图说明
图1是根据本发明的铰刀的透视图；
图2是铰刀的分解透视图；
图3是锁紧螺钉的局部侧视图；
图4是锁紧螺钉的顶视图；
图5是锁紧螺钉的透视底视图；
图6是切削头的透视顶视图；
图7是沿图6中的线VII-VII获取的切削头的截面图；
图8是铰刀的顶视图；
图9是沿图8中的线IX-IX获取的铰刀的局部截面图；以及
图10是沿图8中的线X-X获取的铰刀的截面图。
具体实施方式
看到图1和图2示出具有定义了旋转方向R的纵向旋转轴线A的铰刀10。铰刀10具有锁紧螺钉12、切削头14、套管16和杆部18。当组装铰刀10时，都将这些零件置于旋转轴线A周围。切削头14最好为由例如钨碳化物的碳化物粉末制成的成形的压制和烧结硬金属体。锁紧螺钉12以及杆部18由机加工的钢或其它硬材质制造。本文将参照铰刀10描述本发明，然而本领域的那些普通技术人员将明白其可被应用到需要可释放地安装切削头14的各种旋转切削工具上。另外，本文将以铰刀10的每个零件在组装的铰刀10中的各个方位以及与旋转轴线A的关系说明它们。应知在整个说明书和权利要求中出现的方向术语例如“前向”、“后向”等(及其衍生词)等均仅用于说明并且不想限定所附权利要求的范围。
锁紧螺钉12具有锁紧头20和锁紧杆22。如在图3至图5中还可以看到锁紧头20具有本体部分24、三个锁紧翼26以及底部分28。本体部分24具有沿轴向延伸的圆柱形状而底部分28从本体部分24向后延伸并且具有位于向后渐缩的截锥的周缘表面上的周缘插接表面30。锁紧翼26均匀地分布在旋转轴线A的周围并且从本体部分24沿径向向外延伸。每个锁紧翼26具有面向后向端的翼表面32，锁紧翼壁34面向旋转方向R而解锁翼壁36面向旋转方向R的相反方向。每个锁紧翼26的翼表面32位于插接表面30的截锥上并且与插接表面30结合在一起。锁紧翼壁34和解锁翼壁36在锁紧翼26的相对侧上沿径向延伸。
锁紧杆22从底部分28向后延伸并且具有在其后向端附近的周缘表面上形成的螺纹部分38。为了生产，锁紧螺钉12具有几个圆形的释放表面40。这些释放表面40位于每个锁紧翼26与本体部分24合在一起的地方。
现在看图6和图7。切削头14具有头部主要部分42以及头部次要部分44。头部主要部分42具有在前向端的面向前面的端面46、在后向端的面向后面的头部环形面48以及在其之间沿轴向延伸的周缘头部表面50。头部次要部分44具有周缘头部次要表面52，其从头部主要部分42向后延伸到面向后面的次要面54。头部次要表面52位于具有向后渐缩角度的截锥的周缘表面上。
六个出屑槽56和六个后刀面(relief face)58从端面46沿周缘头部表面50向后延伸到头部环形面48。每个出屑槽56位于一对给定的邻近的后刀面58之间并且具有面向旋转方向R的前刀面(rake face)60。每个后刀面58及其邻近的前刀面60的交叉在旋转方向R上形成切削刃62。
头部通道64沿旋转轴线A延伸穿过切削头14。头部通道64具有加宽部分66、缩窄部分68以及它们之间的锥形部分70。缩窄部分70和加宽部分66都具有沿轴向延伸的圆柱形状而锥形部分70具有向后渐缩的沿轴向延伸的截锥形状。缩窄部分68向次要面54敞开并且具有带有第一直径D1的内部周缘第一壁72。加宽部分66向端面46敞开并且具有比第一直径D1大的直径。
均匀分布在旋转轴线A周围的六个沿径向延伸的径向凹槽74形成在切削头14上。径向凹槽74被用于将切削头14固定到杆部18上并且还提供用于冷却液流体流向切削刃62的通路。每个径向凹槽74具有面向旋转方向R的相反方向的锁紧凹槽壁76而解锁凹槽壁78面向旋转方向R。锁紧凹槽壁76和解锁凹槽壁78沿径向延伸并且彼此相对。每个径向凹槽74与头部通道64的加宽部分66、锥形部分70以及缩窄部分68相通，其向端面46敞开并且向邻近于给定切削刃62的周缘头部表面50敞开。六个接合壁80形成在锥形部分70的周缘表面上。每个接合壁80形成在一对给定的邻近的径向凹槽74上。
现在看图10。套管16(还可见图2)具有主套管部分82和指状部分84。主套管部分82的周缘套管表面86具有带有主套管直径DMB的沿轴向延伸的圆柱形状。外部套管螺纹88形成在邻近于其后向端的套管表面86上。螺纹孔90沿旋转轴线A从主套管部分82中的后向端92向前延伸并且向套管16的前向端敞开。指状部分84具有均匀分布在旋转轴线A的周围的四个细长的指94(仅有三个清晰可见)。每个指94沿圆周与其邻近的两个指94隔开并且从主套管部分82向后延伸到指面96。指面96位于沿旋转轴线A向后渐缩的截锥的周缘表面上。套管16具有与三个次套管通道100(仅有两个次套管通道100可见)相通的主套管通道98。主套管通道98向套管16的后向端敞开并且沿旋转轴线A向前延伸到前向端102。每个次套管通道100从前向端102向前和向外叉开并且向套管表面86敞开。主套管通道98的前向端102位于螺纹孔90的后向端92的后向端。
杆部18具有在其前向端的面向前面的杆部环形面104并且杆部通道106沿旋转轴线A延伸。杆部通道106向杆部环形面104敞开并且具有颈部分108、主要部分110、次主要部分112以及根部分114。颈部分108的内部周缘颈表面116位于具有稍微小于头部次要表面52的向后渐缩角度的向后渐缩角度的截锥的周缘表面。主要部分110具有带有沿轴向延伸的圆柱形状的内部周缘主壁118。主壁118具有大于主套管直径DMB的杆部主直径DSM。次主要部分112从主要部分110向后延伸并且具有内部周缘次主壁120。次主壁120具有带有类似于主套管直径DMB的直径的沿轴向延伸的圆柱形表面。内部杆部螺纹122形成在次主要部分112的圆柱形表面上。止动表面124形成在在其后向端的次主壁120上。止动表面124位于向后渐缩的截锥的周缘表面上。杆部通道106的根部分114从杆部通道106的次主要部分112向后延伸。
通过将套管16及其指状部分引导部84放置在杆部通道106内并且开始使套管螺纹88与杆部螺纹122进行首次螺纹接合以组装铰刀10。然后再将套管16旋进杆部螺纹122中直到套管的指面96邻接杆部通道106的止动表面124并因此轻微地径向向内滑动。现在稍微弯曲的套管16的指94压靠在杆部通道106的止动表面124上并且产生在其间形成的摩擦力。例如当更换铰刀10的切削头14时(将在下文描述)，该摩擦力会抵抗用于将套管16旋出杆部螺纹122的力。总之，上文描述的套管16的组装过程仅需要执行一次。在这种情况下，主套管通道98与杆部通道106的根部分114相通而次套管通道100与杆部通道106的主要部分110相通。
通过将切削头14放置在杆部18的前向端处，且其头部次要部分42伸入杆部通道106的颈部分108中，从而将切削头14安装在杆部18上。在这种情况下，将锁紧螺钉12及其螺纹部分38引导穿过头部通道64插入杆部通道106中直到其螺纹部分38以螺纹接合套管16的螺纹孔90。然后通过手向前提升切削头14直到其三个径向凹槽74被锁紧螺钉12的三个锁紧翼26占据，而切削头14的剩下的三个径向凹槽74是自由的(见图8)。然后将切削头14与锁紧头20保持在一起并且通过手以旋转方向R的相反方向旋转直到切削头14邻近于杆部18并且锁紧翼26不能从它们占据的径向凹槽74中除去。
与切削头14的三个自由的径向凹槽74匹配的具有突起的键(没有示出)被用于将切削头14紧固到杆部18上。使用该键，切削头14以旋转方向R的相反方向围绕旋转轴线A旋转。被占据的三个径向凹槽74的锁紧凹槽壁76接合锁紧螺钉12的锁紧翼壁34并且从而促动锁紧螺钉12沿旋转方向R的相反方向旋转。将锁紧螺钉12进一步旋进套管16中直到锁紧头20的插接表面30邻近切削头14(见图9)的邻近壁80以促动切削头14轴向向后朝向杆部18。切削头14的头部次要部分44然后弹性地变形围绕杆部通道106的杆部通道106的部分杆部18直到头部次要表面52和颈表面116邻近而杆部环形面104和头圆形面48邻近。在这种情况下，切削头14被完全紧固在铰刀10中并且锁紧头20被完全位于头部通道64内以至于向前伸出超过切削头14的端面46的锁紧螺钉12不干扰切削操作。在现在组装的铰刀10中，六个通路126(见图9和图10)形成在锁紧螺钉12的插接表面30和六个径向凹槽74之间。每个通路126与头部通道64的缩窄部分68相通并且向外沿径向延伸直到其终结在其相关的径向凹槽74内。与被锁紧翼26被占据的三个径向凹槽74有关的三个通路126(例如图9中的左通路126)沿插接表面30和翼表面32径向向外延伸。剩下的三个通路126(例如在图9中的右通路126)仅沿插接表面30径向向外延伸较短的距离。
为了从铰刀10中释放切削头14，使用键以旋转方向R围绕旋转轴线A旋转切削头14。被占据的径向凹槽74的解锁凹槽壁78承载锁紧螺钉12的解锁翼壁36并且促动锁紧螺钉12沿旋转方向R旋转。当套管16通过存在于指部分84的指面96和杆部通道106的止动表面124的摩擦力而被处于适当位置时将锁紧螺钉12旋出套管16的螺纹孔90。
下文说明的是在切削操作期间冷却液流体穿过组装的铰刀10中的流动。冷却液流体从杆部通道106的根部分114进入套管16的主套管通道98。其然后向前以及向外流动穿过套管16的三个次套管通道100以进入在套管16的套管表面86和杆部通道106的主壁118之间形成的空间。从那里，冷却液体向前流动穿过杆部通道106的颈部分108并且进入头部通道64的缩窄部分68直到其承载锁紧螺钉12的插接表面30并且被径向向外沿通路126进入径向凹槽74中。径向向外流过六个通路126的冷却液流体的六个冷却液流到达切削头14的六个出屑槽56和它们的相关切削刃62。应注意到除被插接表面30(如上述的)径向向外导引外，由于在铰孔操作期间作用到铰刀10的离心力，冷却液流体还沿径向向外被驱动。
本发明潜在地提供了多个有利之处。可通过切削头的相关的径向凹槽将在旋转方向的相反方向上作用于切削头的力传送到每个锁紧翼，从而固定锁紧螺钉并且将切削头沿轴向紧固到杆部。当沿锁紧螺钉的周缘而不是穿过地导引冷却液流体的流动从而维持锁紧螺钉的整个固体结构以及强度时，套管可将锁紧螺钉能释放地保持在杆部通道中。利用其整个固体以及强度结构，锁紧螺钉可被使用在在有限的空间内需要内部冷却的小直径切削工具中。为了维持将切削头锁紧到杆部的锁紧翼的整个实心牢固结构，冷却液流体穿过通路而不是穿过锁紧翼流向切削刃。
尽管已在某种特定程度上描述了本发明，应知在不脱离上面要求保护的本发明的范围的情况下可进行各种选择和修改。

Claims (9)

1.一种具有纵向旋转轴线的旋转切削工具，所述旋转切削工具包括：
杆部，具有沿轴向延伸的杆部通道；
切削头，安装在所述杆部的前向端，所述切削头包括沿轴向延伸的头部通道和形成在所述切削头的前向端处的端面，
其特征在于，所述切削头还包括形成在所述端面中的至少一个径向凹槽；以及
所述旋转切削工具还包括锁紧螺钉，所述锁紧螺钉保持在所述杆部通道中并且将所述切削头紧固到所述杆部上，所述锁紧螺钉包括在横向于所述纵向旋转轴线的方向上延伸的至少一个锁紧翼，其中所述至少一个锁紧翼位于相关的径向凹槽中。
2.如权利要求1所述的旋转切削工具，其特征在于，适于输送冷却剂的至少一个通路形成在所述锁紧螺钉和所述切削头之间。
3.如权利要求2所述的旋转切削工具，其特征在于，所述至少一个通路沿径向延伸。
4.如权利要求2所述的旋转切削工具，其特征在于，所述至少一个通路形成在所述至少一个径向凹槽中。
5.如权利要求1所述的旋转切削工具，其特征在于，
所述切削头包括在其周缘头部表面上的多个切削刃；以及
所述至少一个径向凹槽与所述头部通道相通，并且向邻近于给定切削刃的所述周缘头部表面敞开。
6.如权利要求1所述的旋转切削工具，其特征在于，所述锁紧螺钉通过安置在所述杆部通道中的带螺纹的套管而保持在所述杆部通道中。
7.如权利要求6所述的旋转切削工具，其特征在于，
所述锁紧螺钉包括具有螺纹部分的沿轴向延伸的锁紧杆；
所述杆部通道的至少一部分包括内部杆部螺纹；
所述带螺纹的套管以螺纹接合在所述内部杆部螺纹中；以及
所述锁紧杆以螺纹接合在所述带螺纹的套管中。
8.如权利要求7所述的旋转切削工具，其特征在于，所述带螺纹的套管具有：
主套管通道，向其后向端敞开；以及
至少一个次套管通道，向前叉开并且向其周缘套管表面敞开。
9.如权利要求1所述的旋转切削工具，其特征在于，所述旋转切削工具是铰刀。
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