CN101301688A

CN101301688A - 刀具组件

Info

Publication number: CN101301688A
Application number: CNA2007103015013A
Authority: CN
Inventors: 裴炳均
Original assignee: Taegutec Ltd
Current assignee: Taegutec Ltd
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2008-11-12
Also published as: KR20070104298A; EP1990113A1; KR100888041B1; US7520704B2; US20080279645A1

Abstract

本发明公开一种刀具组件，其能大大地减少工作构件(刀具)的轴向长度，具体地，与连接构件连接的外插头的长度，并通过具有较短长度的工作构件的外插头和连接构件之间的牢固连接将扭矩无损失地传递到工作构件。该刀具组件包括：刀具，其包括接近工件的刀头，从刀头的后端延伸的外插头，和在刀头和外插头之间的边界部形成的具有环行平直后表面的凸缘；连接构件，其由第一部分和第二部分组成，第一部分具有在其前侧的中心部形成的容纳外插头的空腔，第二部分形成在第一部分的后侧并连接到驱动装置。外插头具有在其一侧形成的锥面，与空腔连通的通孔形成在连接构件的第一部分的一侧，与通孔连接的连接螺钉的一端能挤压容纳在空腔中的外插头的锥面。

Description

刀具组件

本申请要求在2007年5月9日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2007-0044995的韩国专利申请的优先权，在此以参见的方式引入所述提交的申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及刀具组件(tool assembly)，更特别地，涉及其中工作构件牢固地与连接构件连接并且扭矩可以被无损失地传递到工作构件的刀具组件。

背景技术

通常地，切削刀具用于诸如钻孔、铣削和车削的切削加工领域。在钻孔和铣削领域，具有旋转特性的刀具用于加工固定的和可移动的工件，用于车削加工的刀具是固定的并且具有加工旋转工件的用途。

传统地，钻孔刀具被划分为连接构件和工作构件，待连接到驱动装置的驱动轴的连接构件与一定类型的机床或刀架兼容。也就是，连接构件具有与刀架的形状相对应的形状。

工作构件包括切屑槽和冷却介质槽形成于其上的刀头，并且切削嵌件(cutting insert)可拆卸地安装到所述刀头的前端。

工作构件和连接构件通过连接构件和作为工作构件的后端部的外插头之间的接口永久地相互连接。以压配合方式装配的外-内接头被用作外插头和连接构件之间的永久连接装置。

更准确地，当座部通过加热被扩展，作为工作构件的后端部的外插头被压入形成在连接构件的前端处的座部。然后连接构件被冷却和收缩，并且因此连接构件和外插头(也就是，工作构件)被连接。

为了以足够的安全限度在连接构件的座部和工作构件的外插头之间传递需要的扭矩，外插头和座部之间应该存在足够大的接触面积。为了确保上述接触面积，外插头和座部应该具有相当大的轴向延长部分。

因此，在大多数情况下，工作构件的外插头的轴向长度比刀头的直径至少大1.5倍。外插头具有相当大的长度的事实意味着钻孔刀具具有很大的总长度。

具有很大长度的刀具组件具有的问题是：很大的静重，制造过程中材料消耗多，以及与储存和运输有关的很大的额外空间。另外，刀具组件的很大长度意味着在加工过程中刀具组件设置在振动的环境下。

为了解决上述问题，理想的是尽可能减少钻孔刀具的总长度。因此，最近进行了如下研究：减少工作构件的外插头和连接构件的内座部的长度，同时保持连接构件和工作构件之间的扭矩传递性能。

发明内容

因此，本发明设计为解决前述由工作构件和连接构件之间的连接结构导致的问题，本发明的目的是提供能极大减少工作构件(刀具)的轴向长度，具体地，与连接构件连接的外插头的长度的刀具组件。

本发明的另一目的是提供一种刀具组件，其中具有较短长度的工作构件(刀具)的外插头能与连接构件牢固地连接，以将扭矩无损失地传递到工作构件。

为了实现上述目的，根据本发明的刀具组件包括刀具，其包括接近工件的刀头，从刀头的后端延伸的外插头，以及在刀头和外插头之间的边界部形成的具有环行平直后表面的凸缘；连接构件，其由第一部分和第二部分组成，第一部分具有在其前侧的中心部形成的用于容纳外插头的空腔，第二部分在第一部分的后侧形成并被连接到驱动装置。

外插头具有在其一侧形成的锥面，与空腔连通的通孔形成在连接构件的第一部分的一侧，因此与通孔连接的连接螺钉的一端能挤压容纳在空腔内的外插头的锥面。

形成在外插头上的锥面从外插头的宽度方向的中心部朝向外插头的后端部的边缘倾斜，并且在连接构件的第一部分上形成的通孔在垂直于外插头的锥面的方向上形成，因此连接到通孔的螺钉垂直地接触外插头的锥面。

另一方面，多个形成在第一部分上的通孔以规则的间隔角设置在圆周上，并且在外插头上形成的多个锥面以规则的间隔角设置在圆周上。

另外，刀具的凸缘具有在其平直后表面上形成的连接凹槽，连接构件的第一部分具有在空腔的外围上形成并且与在凸缘上形成的凹槽相对应的连接凹槽。

为使刀具与连接构件连接，销的一个端部被容纳在由刀具的凸缘形成的连接凹槽中，销的另一端部被容纳在形成于连接构件的第一部分上的连接凹槽中。

此处，优选地，在连接构件的第一部分上形成的多个连接凹槽和在刀具的凸缘上形成的多个连接凹槽以不规则的间隔角设置在圆周上。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式的刀具组件的分解立体图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；和

图3为沿图1中B-B线的剖视图。

具体实施方式

以下，将结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1为根据本发明的一个实施方式的刀具组件的分解立体图。根据本发明的一个实施方式的刀具组件包括工作构件100(以下，称为“刀具”)和连接构件200。

刀具100包括与工件接触的刀头110，和从刀头的后端延伸并且与刀头110整体形成的后突出部120。至少一个切削嵌件130安装到刀头110的前端上用于加工工件，并且切屑槽140形成在刀头110的外圆周表面上用于容纳加工工件时产生的切屑。

切屑沿着切屑槽140被导引和移动，执行此功能的切屑槽140以螺旋形状经过刀头110的整个长度形成。

具有一定长度的后突出部120(以下，称为“外插头”)形成在刀头110的后端部处，至少一个锥面121和122形成在外插头120的外表面上。每个锥面121和122是从外插头120的宽度方向的中心部朝向后端部(也就是，对应于连接构件的一端)的边缘倾斜的表面，此锥面与稍后说明的夹紧螺钉接触。

另一方面，在本发明的实施方式中，三个锥面在圆柱形外插头120的外圆周表面上以120°的间隔角形成。然而，在作为立体图的图1中，仅示出两个锥面121、122。

具有很大直径的凸缘150在刀头110和外插头120之间的边界部处形成。虽然在作为立体图的图1中未示出，一个或多个连接凹槽形成在凸缘150的环形后平面(即，环绕外插头120的表面)上。

连接构件200被划分为对应于刀具100的外插头120的圆柱形第一部分210和连接到设置在加工设备(未示出)中的驱动装置的驱动轴的第二部分220。

第一部分210具有形成在其前端的中心部上的空腔211，刀具100的外插头120容纳在该空腔211中。空腔211的外围是平面，至少一个连接凹槽213-1和213-2在空腔211的外围形成。销311和312的第一端部被分别容纳在连接凹槽213-1和213-2中，所述销的第二端部被分别容纳在形成于刀具100的凸缘150的后表面的外围(也就是，环绕外插头120)上的连接凹槽中。

多个通孔212-1和212-2在连接构件200的第一部分210的侧部上形成。每个通孔212-1和212-2相对于第一部分210的长度方向上的中心线倾斜。此时，优选地，每个通孔212-1和212-2的倾斜方向垂直于形成在刀具100的外插头120上的锥面121和122中相应的一个的倾斜方向。后面将说明其详细结构和功能。

每个通孔212-1和212-2从第一部分210的外圆周表面向空腔211延伸，并且螺纹形成在每个通孔的内圆周表面上。因此，每个夹紧螺钉411、412和413与通孔212-1和212-2中相应的一个螺纹连接并被容纳在其中，其端部向空腔211凸出一定长度。

将参考附图对如上构造的根据本发明的实施方式的刀具组件的装配过程进行说明。

图2是沿图1中线A-A的剖视图，图3是沿图1中B-B线的剖视图。为方便起见，仅部分示出刀具100的凸缘150和外插头120及连接构件200的第一部分210。

第一，每个销311和312的第一端部插入形成在连接构件200的第一部分210的前表面上的每个连接凹槽213-1和213-2中，然后刀具100与连接构件200连接。

刀具100的外插头120被容纳在形成于连接构件200的第一部分210上的空腔211中。同时地，每个销311和312的第二端部被插入形成在凸缘150的后表面的外围上的每个连接凹槽151和152中。因此，连接构件200和刀具100通过外插头120、空腔211和多个销311和312彼此连接。

这里，通常将圆柱形构件用作销311和312，然而，可以将具有诸如球形的各种形状的构件用作销。

另一方面，在形成于第一部分210上的空腔211中，形成在外插头120的外圆周表面上的多个锥面121和122一一对应于形成在连接构件200的第一部分210上的多个通孔212-1和212-2。

在此状态下，一旦每个夹紧螺钉411、412和413在形成于连接构件200的第一部分210上的每个通孔212-1和212-2中被插入和旋转，每个夹紧螺钉411、412和413与形成在每个通孔212-1和212-2的内圆周表面上的螺纹进行螺纹连接。因此，夹紧螺钉411、412和413与连接构件200连接。

一旦夹紧螺钉411、412和413被完全容纳在通孔212-1和212-2中，每个夹紧螺钉的端部向空腔211凸出。如上所述，由于形成在外插头120的外圆周表面上的锥面121和122一一对应于形成在空腔211中的连接构件200的第一部分210上的通孔212-1和212-2，夹紧螺钉411、412和413分别挤压外插头120的锥面121和122。

这里，由于每个通孔212-1和212-2的倾斜方向垂直于形成在外插头120上的锥面121和122中相应的一个的倾斜方向，所以每个夹紧螺钉411、412和413也垂直于锥面121和122中相应的一个。因此，每个夹紧螺钉411、412和413的连接力垂直于锥面121和122中相应的一个施加，从而使刀具100与连接构件200牢固地连接。

在此结构中，刀具100相对于连接构件200的轴向移动(在图2中的箭头方向上)和径向移动可以被极佳地抑制。

上述构造的刀具组件可以获得以下优点。

如上所述，插入形成在连接构件200的第一部分210上的连接凹槽213-1和213-2的每个销311和312的一部分被插入形成在刀具100的凸缘150上的每个连接凹槽151和152中。因此，由驱动装置的驱动力旋转的连接构件200的旋转力经由销211和212传递，因此当旋转力传递到刀具100时，不产生旋转力的损失。

容纳在连接构件200的第一部分210的通孔212-1和212-2中并与通孔212-1和212-2螺纹连接的夹紧螺钉411、412和413的端部与形成在刀具100的外插头120上的锥面121和122分别接触。

因此，与连接构件200的第一部分210螺纹连接的夹紧螺钉411、412和413可以抑制外插头120与连接构件200的第一部分210分离(也就是，在图2中的箭头方向上移动)。特别地，由于每个夹紧螺钉411、412和413垂直于外插头120的锥面121和122中相应的一个，所以每个夹紧螺钉411、412和413的连接力垂直于外插头120的锥面121和122中相应的一个施加，因此可以抑制刀具100与连接构件200分离，也就是，在刀具100和连接构件200之间牢固地保持连接状态。

特别地，由于旋转力通过销311和312传递到刀具100，并且通过夹紧螺钉411、412和413及形成在外插头120上的锥面121和122抑制刀具100与连接构件200分离，可以相当大地减小传递旋转力和牢固地连接两个构件所需要的刀具100的外插头120和连接构件200之间的接触面积。

因此，可以使外插头120的长度和连接构件200的长度，也就是，刀具组件的总长度最小化。

尽管参照实施方式的多个说明性实施方式对实施方式进行了说明，应当理解的是，落入本公开的原理的主旨和范围内的许多其它改进和实施方式可以由本领域技术人员作出。更特别地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内对零件和/或主题组合装置的排列的各种变化和改进是可行的。除了对组件和/或排列的变化和修改，选择性使用对本领域技术人员也是明显的。

例如，虽然附图示出设置三个夹紧螺钉411、412和413，并且三个通孔212-1、212-2和212-3形成在连接构件100的第一部分110的一侧上，夹紧螺钉和通孔的数目不限于此。

然而，为了形成分别与夹紧螺钉411、412和413接触并且在外插头120上具有一定面积而在其间没有干涉的锥面121和122，优选地，三个锥面以120°间隔角设置在外插头120的外圆周表面上，并且容纳连接螺钉的三个通孔212-1、212-2和212-3设置在连接构件200的第一部分210上。

另外，尽管附图示出形成在连接构件200的第一部分210的前侧的两个连接凹槽213-1和213-2和将被容纳在所述连接凹槽中的两个销311和312，连接凹槽和销的数目不限于此。

此外，尽管图1示出两个连接凹槽213-1和213-2设置在通过连接构件200的第一部分210的中心的直线上(自然地，形成在凸缘150的后表面的外围上的连接凹槽以相同方式设置)，优选地，连接凹槽以小于180°的间隔角设置，也就是，以不规则的间隔角设置。

如上所述，通过在连接构件200的第一部分210和凸缘150的后表面的外围上不规则地设置连接凹槽，一旦销311和312被插入连接凹槽，形成在连接构件200的第一部分210上的通孔212-1和212-2自动地与形成在外插头120上的锥面121和122对准。

另外，如果形成连接凹槽213-1和213-2及通孔212-1和212-2，连接构件200，特别是，第一部分210可以具有各种形状。

在根据如上所述的本发明的刀具组件中，刀具和连接构件可以相互牢固地连接以将旋转力无损失地传递给刀具。另外，通过夹紧螺钉和锥面使连接构件和刀具的外插头连接，连接构件和刀具以坚固的夹紧力连接，并且可以使连接构件和外插头之间的接触面积最小化，从而可以使连接构件的长度和外插头的长度(也就是，刀具组件的总长度)最小化。

另一方面，上述说明以旋转钻孔刀具作为一个实施例进行说明，然而，本发明可应用于固定安装的用于切削旋转工件的刀具。

Claims

1、一种刀具组件，包括：

刀具，其包括接近工件的刀头，从所述刀头的后端延伸的外插头，和在所述刀头和所述外插头之间的边界部形成的具有环行平直后表面的凸缘；及

连接构件，其由第一部分和第二部分组成，所述第一部分具有在其前侧的中心部形成的用于容纳外插头的空腔，所述第二部分形成在所述第一部分的后侧并且连接到驱动装置，

其中所述外插头具有在其一侧形成的锥面，与所述空腔连通的通孔形成在所述连接构件的所述第一部分的一侧，并且与所述通孔连接的连接螺钉的一端能够挤压容纳在所述空腔中的所述外插头的锥面。

2、根据权利要求1所述的工件组件，其中所述锥面从所述外插头的宽度方向的中心部朝向所述外插头的后端部的边缘倾斜。

3、根据权利要求1所述的工件组件，其中在所述连接构件的第一部分上形成的通孔在垂直于所述外插头的锥面的方向上形成，从而连接到所述通孔的螺钉垂直地接触所述外插头的锥面。

4、根据权利要求3所述的工件组件，其中在所述第一部分上形成的多个通孔以规则的间隔角设置在圆周上，并且在所述外插头上形成的多个锥面以规则的间隔角设置在圆周上。

5、根据权利要求4所述的工件组件，其中所述刀具的凸缘具有在其平直后表面上形成的连接凹槽，所述连接构件的第一部分具有在所述空腔的外围形成并且对应于在所述凸缘上形成的凹槽的连接凹槽，并且销的一个端部被容纳在所述刀具的凸缘上形成的连接凹槽中，并且另一个端部被容纳在形成于所述连接构件的第一部分上的连接凹槽中，以使所述刀具和所述连接构件连接。

6、根据权利要求5所述的工件组件，其中在所述连接构件的第一部分上形成的多个连接凹槽和在所述刀具的凸缘上形成的多个连接凹槽以不规则的间隔角设置在圆周上。