CN101410211A - 碳化物制切削工具及制造此类工具的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及旋转的切削工具(1)，所述工具具有一柱形支撑主轴(2)和多个单独的刀片(3)，所述刀片具有基本径向的切削刃，其被螺旋地磨削并规则地分布在所述主轴的外表面上，每个刀片(3)具有一直线形的底部(4)，所述底部插入与该底部形状相同的槽(5)中，每个单独的刀片(3)机械固定安装于所述主轴(2)，其特征在于，所述工具还包括两盖体(8、9)，所述两盖体固定在所述主轴(2)的相应底部(8′、9′)上，以加强所述刀片(3)的固定。

Description

碳化物制切削工具及制造此类工具的方法
技术领域
[01]本发明涉及切削工具，所述切削工具的切刀或者刀片的耐磨性加强，特别用于将任何线状的带涂层或者无涂层的合成材料或矿物材料(塑料、玻璃纤维等)在其作为原材料使用前切割成颗粒。
[02]本发明涉及旋转切削工具，所述旋转切削工具具有多条单独的切削刃(
Figure A20078001070600051
tranchante)，所述切削刃规则地或者不规则地绕一轴线设置。
[03]本发明还涉及制造此类工具的方法。
背景技术
[04]例如，在塑料材料的制造或者回收过程中，已知造粒机，所述造粒机包括挤压机或卷盘，所述造粒机按照切碎机的原理工作。在挤压机的情况下，塑料材料被加热且熔融体被推动穿过一带孔的盘。
[05]出来的线体因而被转动的刀片按颗粒状切割。所述刀片的切削刃一般是螺旋状的，以保证力更好地分布并且同时避免振动，所述线体因而相继地而非同时被切割。
[06]背景技术提出了刀片螺旋形磨削式的此类型切刀的应用。所述刀片可以被整体机加工，即所述元件由洛氏硬度C至少大于60的高速高合金钢或者烧结钢以整体方式制成(例如GB-A-2 364 007，FR-A-2 301 327，GB-A-923 087，JP-A-2000/107925)。所述刀片还可以表现为薄片的形式，所述薄片由耐磨性加强的材料制成并可能带有涂层，所述材料例如为碳化钨、高速钢或者陶瓷。在这种情况下，所述切割薄片通过钎焊、压接或卡装(clamage)、非金属粘接等方式与所述切削工具相联接(例如US-A-5,586,843，GB-A-1 334 676，GB-A-2 116 094)。
[07]商业上，在市场上存在此类型的切削工具和对刃，它们的直径从50mm到200mm，长度从50mm到600mm，或者呈由加特种元素钢或者特殊合金制成的整体式，或者呈碳化物制的钎焊板式。
[08]在前述生产中使用的造粒机的情况下，需要更换磨损的整体式切削工具，直达每日多次，这使生产工具的中断时间加倍且严重影响生产率(达每天中断多个小时)。特别是以整体式工具形式来使用碳化物，可以增加切削工具的寿命5到10倍。然而，通过煅烧获得的整体式工具成本昂贵，且损坏单一的刀片意味着要更换整个工具。
[09]而且，在造粒机用的切削工具的情况下，带有螺旋形切削刃的切刀轴向地设置在柱形支撑主体的整个长度上。考虑到最终磨削要满足的公差，单独的刀片在所述支撑主体上的定位和联接是极其复杂的操作，对于螺旋状刀片来说更是如此。
[10]美国专利文献US-A-2 212 012公开了转动切刀，所述转动切刀具有单独的刀片，这些单独的刀片插入槽中，所述槽机加工在所述切刀的外表面。所述刀片和所对应的槽的底部都是直线形的。所述刀片的截面基本呈矩形，磨削(
Figure A20078001070600061
)呈螺旋形。
[11]文献FR-A-1 278 615公开了一种铣刀，所述铣刀由一柱形元件构成，所述柱形元件配设有铣削出的直槽，所述直槽相对柱形体的母线倾斜，呈棒状的刀片承接在所述直槽中。切削刃规则地分布在铣刀主体的四周上。
[12]文献DE 10 2004 017 714 A1描述了一种铣削工具，所述铣削工具有直线形的槽，所述槽以相对所述工具的轴线倾斜的方式取向。刀片借助纵向的锁紧元件固定于所述工具，所述纵向的锁紧元件借助于螺钉被锁固。
发明内容
[13]本发明致力于提供一种解决方案，所述解决方案可以克服背景技术的不足。
[14]特别地，本发明还致力于提供一种用于造粒机的切削工具，所述切削工具的使用寿命显著增加。
[15]本发明还致力于提供一种切削工具，所述切削工具较背景技术的工具来说，在生产和修理时成本更低。
[16]本发明还致力于提供一种生产和磨削本发明给出的切削工具简单而经济的方法。
[17]本发明的主要特征
[18]本发明的第一方面涉及一旋转的切削工具，所述工具具有一柱形支撑主轴和多个单独的刀片，所述刀片具有基本径向的切削刃，其被螺旋地磨削并规则地分布在所述主轴的外表面上，每个刀片具有一直线形的底部，所述底部插入与该底部形状相同的槽中，每个单独的刀片机械固定安装于所述主轴，其特征在于，所述工具还包括两盖体，所述两盖体固定在所述主轴的相应底部上，以加强所述刀片的固定。
[19]根据本发明的第一优选实施方式，所述底部基本呈矩形或者具有平行四边形的形状；并且，所述槽相应地具有矩形的截面或者呈平行四边形的截面。
[20]有利的是，所述刀片在所述主轴上的机械固定通过螺钉固定、拧紧、钎焊、夹紧、压接或粘接的方式实现。
[21]仍然优选地，所述刀片借助具有锥台形头部的螺钉旋拧安装至主轴。
[22]仍然优选地，所述主轴具有刀片支撑体，所述刀片支撑体配设有横槽，所述横槽规则地间隔开，用以定位所述螺钉。
[23]有利的是，所述螺钉沿着所述刀片规则地设置在所述刀片支撑体的横槽中，从而借助所述螺钉的头部将所述刀片锁紧在对应的直线形槽中。
[24]还是根据本发明，所述刀片延伸在所述主轴的整个长度上，其切削型廓恒定且规则，并且在所述刀片的整个长度上未配设有齿。
[25]根据本发明的一优选实施方式，在所述主轴中机加工出的所述槽相对所述主轴的轴线倾斜0°到15°的角度，优选倾斜5°到15°的角度。
[26]有利的是，所述刀片由基于碳化钨的硬质合金、高速钢或高强度钢、金刚石、陶瓷或者金属陶瓷制成，并可能涂敷有单层的或多层的氮化钛、氮化铝钛或碳氮化钛、氮化铬。
[27]还是有利地，所述主轴由不锈钢制成。
[28]根据特别有利的实施方式，每个刀片包括至少两条平行于螺旋形磨削()的切削刃。
[29]优选地，所述刀片具有至少一锥台形的端部，在固定时，所述锥台形的端部与对应盖体中机加工出的倒置锥形部相配合。
[30]还是优选地，所述两盖体中的至少一个盖体径向地开有缝，且所述盖体在任意两缝之间具有一螺钉孔，从而在任意两缝之间至多有两条切削刃。
[31]根据本发明的第二优选实施方式，前述槽的截面呈梯形，所述梯形的大底较所述小底距离所述主轴的轴线更近。
[32]有利的是，所述主轴具有可拆卸的锁紧元件，所述锁紧元件呈与所述刀片长度相同的棒的形式，能沿所述刀片轴向设置，并且当所述刀片就位时，所述锁紧元件形成所述槽，所述锁紧元件包括用以将固定螺钉插入在所述主轴上的凹槽。
[33]优选地，每个锁紧元件设置成固定两个相邻刀片。
[34]本发明的第二方面涉及前面权利要求中任一项所述的旋转的切削工具的制造方法，其特征至少在于以下连续的步骤：
[35]-加工具有直线形底部的刀片坯体；
[36]-将所述具有直线形底部的刀片坯体定位于在所述主轴中机加工出的对应的槽内；
[37]-将所述刀片坯体机械固定在所述主轴上，优选地借助具有锥台形头部的螺钉以及所述盖体；
[38]-机加工所述刀片坯体，以得到最终刀片，所述最终刀片的螺旋形磨削满足所述切削工具的预定的总公差。
附图说明
[39]图1示出了本发明一优选实施方式给出的切削工具的分解透视图。
[40]图2A和图2B分别示出图1所示的用于支撑切削工具的主轴的俯视图和剖面图。
[41]图3A和图3B是前述主轴的底部的相应视图。
[42]图4A和图4B分别示出了对应于图3A的底部的盖体的剖面图和平面图。
[43]图5A和图5B分别示出了对应图3B所示的底部的盖体的剖面图和平面图。
具体实施方式
[44]如图1所示，本发明的第一优选实施方式给出的切削工具1包括用于支撑刀片的呈柱形的主轴2，所述主轴例如由普通钢或者不锈钢制成。相反地，刀片3由耐磨性很大的材料例如碳化钨(WC)、陶瓷、高速钢等制成，并且刀片还可能涂敷有氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化铬(CrN)等。
[45]粗制或原坯刀片(未示出)主要呈长方体的形式，或者呈具有直线形底部的粗磨制的棒的形式，且粗制或原坯刀片借助机械方式例如借助带锥台形头部的螺钉6的锁紧，而在槽5中被固定在柱形主轴2的侧表面上。这些刀片3以相对柱体2的轴线呈大约10度的角度彼此平行地取向。这种倾斜可以使螺旋形精磨式刀片比起轴向设置的刀片具有更大的螺旋角。
[46]主轴2配设有多个平底直线形槽5，这些槽允许固定刀片坯体3，刀片坯体的底部4具有相应的形状，即其形状呈矩形或平行四边形(图1、图2A和图2B)。一旦这些刀片坯体固定于主轴，此时就可以根据要求的公差轻易完成对刀片的精磨(
Figure A20078001070600091
de finition)。
[47]在所述槽之间，主轴2因此具有刀片支撑体3’，所述刀片支撑体本身具有多个横槽7，例如数量为3个，这些横槽规则地间隔开且允许插入前述的锥形螺钉6。
[48]本发明并不限于用螺钉固定刀片坯体，而可以在本发明的范围内考虑任何机械手段，例如钎焊、拧紧、热夹紧、卡装、压接或者粘接等。
[49]有利的是，刀片坯体3和主轴2的尺寸可以确定为：能在主轴中机加工出的直线形槽5的宽度上插入一包括两条切削刃(未示出)的刀片。
[50]根据本发明的一优选实施方式，刀片3的固定通过附加的两盖体8、9得以加强，所述盖体具有相对所述主轴2的底部8’、9’倒置的锥形部。
[51]刀片3因而具有至少一锥台形的端部4’，在组件固定时，该端部与在对应盖体8中机加工出的倒置锥形部相配合。
[52]为了覆盖刀片的整个长度，所述两盖体中的至少一个盖体(盖体9，图1和图5B)径向地开有缝，且在任意两缝11之间具有一螺钉孔10，从而在两条缝之间至多有两个刀片，见上面详述。这些设置可以防止转动切刀在离心力的作用下脱出。
[53]根据图6所示的本发明的第二优选实施方式，槽5具有梯形截面，梯形的大底5′较所述小底5″距离所述主轴2的轴线更近。因此，进一步加强了刀片3的固定，其中这些刀片在所述主轴运动时，由于离心力的作用下有被抛离的趋势。有利的是，所述主轴2因而设计成承接可拆卸的锁紧元件3′，所述锁紧元件呈与所述刀片3具有相同长度的棒的形式，可以沿所述刀片3轴向地设置，并且当所述刀片就位时所述锁紧元件形成槽5。在所述主轴中铣削出凸肩，而刀片3靠着这些凸肩安放。刀片锁紧元件3′还包括用以将固定螺钉6插在所述主轴2上的凹槽。所述固定螺钉这里可以为本领域技术人员已知的任何类型。
[54]在刀片之间的角距足够大的应用中，可以设置锁紧元件3′，用以固定相邻的两刀片3，如图6所示。
[55]本发明的优点如下。
[56]使用碳化物可以显著增加刀片的寿命，并因而减少生产中断时间。
[57]刀片是可替换和可拆卸的。由于每个刀片单独联接于所述刀片支撑件，因此任何受损的刀片可以被单独替换，相对整体式装置这显著降低了维修成本。而且，交付时每付工具可配备两组刀片。
[58]分开的主轴与棒的机加工成本较整体式元件低。
[59]以适当应对措施(加强盖体、梯形槽朝向主轴的外部收缩)在离心力作用方面，考虑到了刀片是可拆卸的这种情况。

Claims (17)

1.旋转的切削工具(1)，所述工具具有一柱形支撑主轴(2)和多个单独的刀片(3)，所述刀片具有基本径向的切削刃，其被螺旋地磨削并规则地分布在所述主轴的外表面上，每个刀片(3)具有一直线形的底部(4)，所述底部插入与该底部形状相同的槽(5)中，每个单独的刀片(3)机械固定安装于所述主轴(2)，
其特征在于，所述工具还包括两盖体(8、9)，所述两盖体固定在所述主轴(2)的相应底部(8′、9′)上，以便加强所述刀片(3)的固定。
2.按照权利要求1所述的工具，其特征在于，所述底部(4)基本呈矩形或者具有平行四边形的形状；并且，所述槽(5)相应地具有矩形的的截面或者呈平行四边形的截面。
3.按照权利要求1或2所述的工具，其特征在于，所述刀片(3)在所述主轴上的固定通过螺钉固定、拧紧、钎焊、夹紧、压接或粘接的方式实现。
4.按照权利要求1、2或3所述的工具，其特征在于，所述刀片借助具有锥台形头部的螺钉(6)被旋拧安装于所述主轴(2)。
5.按照权利要求4所述的工具，其特征在于，所述主轴(2)具有刀片支撑体(3′)，所述刀片支撑体配设有横槽(7)，所述横槽规则地间隔开，用以定位所述螺钉(6)。
6.按照权利要求4或5所述的工具，其特征在于，所述螺钉(6)沿着所述刀片(3)规则地设置在所述刀片支撑体(3′)的横槽(7)中，从而借助所述螺钉的头部将所述刀片锁紧在对应的直线形槽(5)中。
7.按照权利要求1所述的工具，其特征在于，所述刀片(3)延伸在所述主轴(2)的整个长度上，其切削型廓恒定且规则，并且在所述刀片(3)的整个长度上未配设有齿。
8.按照权利要求7所述的工具，其特征在于，在所述主轴(2)中机加工出的所述槽(5)相对所述主轴的轴线倾斜0°到15°的角度，优选倾斜5°到15°的角度。
9.按照前述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述刀片(3)由基于碳化钨的硬质合金、高速钢或高强度钢、金刚石、陶瓷或者金属陶瓷制成，并可能涂敷有单层的或多层的氮化钛、氮化铝钛或碳氮化钛、氮化铬。
10.按照前述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述主轴(2)由不锈钢制成。
11.按照前述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，每个刀片(3)包括至少两条平行于螺旋形磨削的切削刃。
12.按照前述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述刀片(3)具有至少一锥台形的端部(4′)，在固定时，所述锥台形的端部与对应盖体(8)中机加工出的倒置锥形部相配合。
13.按照前述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，所述两盖体中的至少一个盖体(9)径向地开有缝，且所述盖体在任意两缝(11)之间具有一螺钉孔(10)，从而在任意两缝(11)之间至多有两条切削刃。
14.按照权利要求1所述的工具，其特征在于，所述槽(5)具有呈梯形的截面，该梯形的大底(5′)较所述小底(5″)距离所述主轴(2)的轴线更近。
15.按照权利要求14所述的工具，其特征在于，所述主轴(2)具有可拆卸的锁紧元件(3′)，所述锁紧元件呈与所述刀片(3)长度相同的棒的形式，能沿所述刀片(3)轴向设置，并且当所述刀片就位时，所述锁紧元件形成所述槽(5)，所述锁紧元件(3′)包括用以将固定螺钉(6)插入在所述主轴(2)上的凹槽。
16.按照权利要求15所述的工具，其特征在于，每个所述锁紧元件(3′)构形成固定两个相邻的刀片(3)。
17.制造前面权利要求中任一项所述的旋转的切削工具的制造方法，其特征至少在于以下连续的步骤：
-加工具有直线形底部(4)的刀片坯体；
-将所述具有直线形底部(4)的刀片坯体定位于在所述主轴(2)中机加工出的对应的槽(5)内；
-将所述刀片坯体机械固定在所述主轴(2)上，优选地借助具有锥台形头部的螺钉(6)以及所述盖体(8、9)；
-机加工所述刀片坯体，以得到最终刀片(3)，所述最终刀片的螺旋形磨削满足所述切削工具的预定的整体公差。
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