CN102139390A - 带有悬臂构件的槽铣刀 - Google Patents

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Abstract

带有悬臂构件的槽铣刀，一种槽铣刀包括一个盘状刀具本体，该盘状刀具本体在一个预定的方向中在垂直于该刀具本体平面的一条中央轴线上是可转动的。围绕该本体的周长形成了多个切削镶片接收凹座和对应数目的楔件接收凹座。一个切削镶片被可替换地安装在该刀具本体的每个镶片接收凹座之中，并且一个夹紧楔件被可替换地安装在该刀具本体的每个楔件接收凹座之中。一个悬臂构件被置于每个镶片接收凹座与一个对应的楔件接收凹座之间以便将该切削镶片牢固地保持在该刀具本体之中。

Description

带有悬臂构件的槽铣刀
技术领域
本发明涉及一种带有悬臂构件的槽铣刀。
背景技术
人们已知槽铣刀是用于切削键槽以及类似结构，并且还用于为工作构件提供不同宽度的槽缝。
槽铣刀在某种程度上类似于铣刀，这是在于这种刀具通常采用一个盘状构件，该盘状构件具有在其圆周中安装的多个切削镶片。在一个铣刀中，这些切削镶片一般呈现在轴向上，然而在一个槽铣刀中这些切削镶片从该支持盘中径向伸出，并且因此在该径向方向上呈现给工件。
为了快速并且有效地形成多个槽缝，人们希望这些切削镶片被牢固地支持在刀具本体中并且当从工件去除材料时在这些镶片的切削刃与刀具本体之间具有适当的间隙。通过使这些镶片得到稳固的支持并且在该刀具本体与这些切削刃之间具有足够的间隙，这种槽铣刀能够经受实质性的负载并且可以极快速地、自由地、并且精切地进行切削。
大多数槽铣刀通过具有一种“锯切口”式夹具设计的镶片凹座、以及具有一个轻微楔形角的镶片将镶片在刀具本体中夹紧。这种“锯切口”式设计允许在该镶片被入座时使该镶片凹座区域展开，这在镶片上产生一种弹簧式的楔形夹紧作用。为了使槽铣刀具有最小的径向跳动，通常在该凹座区域上附加一种额外的入座表面特征。这种入座表面特征产生了一个强制性停止件，该强制性停止件将若没有这种特征的情况下会存在的累积的径向跳动减为最小。这种入座表面还将这些径向切削力分布到槽铣刀本体中，这进而保持镶片凹座免于再进一步展开。
这种现有的凹座设计完全依赖于刀具本体的弹簧能力来将镶片牢固夹紧，并且不允许凹座磨损或者镶片及凹座的制造尺寸的偏差。将会令人希望的是提供一种设计，这种设计克服了这种不能对凹座磨损或者镶片及凹座的制造尺寸偏差进行补偿的情况。
发明内容
在本发明的一个方面中，一种槽铣刀包括一个盘状刀具本体，该盘状刀具本体在一个预定的方向中在垂直于该刀具本体一个平面的一条中央轴线上是可转动的。围绕该本体的一个周长形成了多个切削镶片接收凹座。围绕该刀具本体的周长形成了多个楔件接收凹座。在该刀具本体的每个镶片接收凹座之中可替换地安装了一个切削镶片。在该刀具本体的每个楔件接收凹座中可替换地安装了一个夹紧楔件。一个悬臂构件被置于每个镶片接收凹座与一个对应的楔件接收凹座之间。当将该夹紧楔件推入该楔件接收凹座中时，该悬臂构件提供了对抗该切削镶片的一个偏置力以便将该切削镶片牢固地保持在该镶片接收凹座之中。
在一个实施方案中，该悬臂构件包括了处于一对相反凹槽形式的一种凹切特征(一个凹槽在顶壁中而另一个凹槽在底壁中)以使该悬臂构件的厚度减小。
在另一个实施方案中，该悬臂构件包括处于多个凹槽和它们之间的多个凸起的形式的一个齿条和小齿轮特征。
附图说明
虽然展示了本发明的不同的实施方案，但所示的这些具体实施方案不应被解释为限制权利要求。在此预期可以做出不同的变化和修改而不脱离本发明的范围。
图1是根据本发明的一个实施方案的一种带有悬臂构件的槽铣刀的透视图；
图2是图1的槽铣刀的楔件接收凹座、镶片接收凹座、以及悬臂构件的放大的局部透视和侧视图，其中为了清晰起见移除了切削镶片和楔件；
图3是根据本发明的另一个实施方案的一种槽铣刀的楔件接收凹座、镶片接收凹座、以及悬臂构件的放大局部透视图侧视图，其中为了清晰起见移除了切削镶片和楔件；并且
图4是图3的槽铣刀的放大局部视图，其中一个工具促使夹紧楔件进入楔件接收凹座中以使该悬臂构件提供在切削镶片上的一个偏置力以便将该切削镶片牢固地保持在该镶片接收凹座之中。
具体实施方式
现在参见图1和图2，图中示出了根据本发明的一个实施方案的一种槽铣刀10。槽铣刀10包括一个盘状刀具本体12，该刀具本体具有一个中央轮毂区域14，该中央轮毂区域配备有用于接受支撑轴的一个孔16。槽铣刀10在垂直于刀具本体12的平面17的一条中央轴线15上以一个预定的方向(由箭头19指示)转动。中央轮毂区域14还可以配备用于接收一个驱动键(未示出)的一个可任选的键槽。
槽铣刀10配备有围绕刀具本体12周长形成的多个切削镶片接收凹座20。应当理解可以围绕刀具本体12的周长形成大多数任何适合数目的凹座20，这取决于有待被切割的工件的希望的材料及刀具本体12的直径。在所展示的实施方案中，槽铣刀10包括围绕刀具本体12周长的等间隔的七个凹座20。
槽铣刀10还配备有围绕刀具本体12周长形成的多个楔件接收凹座22。楔件接收凹座22的数目与镶片接收凹座20的数目相对应。一个悬臂构件24被置于每个镶片接收凹座20与一个对应的楔件接收凹座22之间。
如图1中所示，一个切削镶片26被可替换地安装在刀具本体12的每个镶片接收凹座20中，并且一个夹紧楔件28可被替换地安装在刀具本体12的每个楔件接收凹座22中。如以下更详细说明的，悬臂构件24和夹紧楔件28的组合包括了一种锁定机构，通过该锁定机构使切削镶片26牢固地保持在刀具本体12中。
如图1和图2中所示，镶片接收凹座20由一个后壁30、一个底壁32、以及在后壁30与底壁32之间相交处的一个半径34来限定。后壁30为切削镶片26的末端的壁26c、26d充当一个停止件以防止当将切削镶片26安装到镶片接收凹座20中时该切削镶片进一步向内径向地移动。底壁32与切削镶片26的顶部和底壁26a、26b中的至少一个是在形状上互补的。在所展示的实施方案中，底部32与切削镶片26的底壁26b在形状上是互补的。在所展示的实施方案中，底壁32包括将一对成角度的侧壁32b、32c分开的一个实质上平坦的中央部分32a。在另一个实施方案中，底壁32实质上是V型的，其中省略了中央部分32a。
楔件接收凹座22是由一个后壁36和一个顶壁38限定，用于接合夹紧楔28。后壁36为夹紧楔件28的末端表面28c充当一个停止件以防止当将夹紧楔件28安装到楔件接收凹座22中时该夹紧楔件进一步向内径向地移动。楔件接收凹座22的顶壁38包括一个垫40，这个垫与夹紧楔件28的顶表面28a在形状上可以是互补的。在一个实施方案中，垫40是由一个实质上平坦的中央部分40a限定的，该部分将一对成角度的侧壁40b、40c分开。在另一个实施方案中，垫40实质上是V型的，其中省略了中央部分32a。垫40在径向方向中还是由一个大曲率半径R限定的。
楔件接收凹座22的顶壁38相对于悬臂构件24顶表面44形成了一个楔形角41。楔形角41可以是在约一(1)度与约二十(20)度之间的范围内、并且优选在约五(5)度与约十五(15)度之间的范围内、并且最优选在约五(5)度与约十(10)度之间。在所展示的实施方案中，楔形角41是约五(5)度。顶壁38的前端或径向最外的末端包括一个切成圆弧的表面42以允许将夹紧楔件28容易地插入楔件接收凹座22中。
悬臂构件24包括用于接合夹紧楔件28的一个顶表面44和用于接合切削镶片26的一个底表面46。应指出，悬臂构件24的顶表面44还定义了楔件接收凹座22的底壁，并且悬臂构件24的底表面46还定义了镶片接收凹座20的顶壁。总体上，悬臂构件24的顶表面44与夹紧楔件28的底表面28b在形状上是互补的。在一个实施方案中，顶表面44包括将一对成角度的侧壁44b、44c分开的一个实质上平坦的中央部分44a。在另一个实施方案中，顶表面44实质上是V型的，其中省略了中央部分44a。
如图1中所示，悬臂构件24的底表面46与切削镶片26的顶表面26a在形状上是互补的。在一个实施方案中，底表面46包括将一对成角度的侧壁46b、46c分开的一个实质上平坦的中央部分46a。在另一个实施方案中，底表面46实质上是V型的，其中省略了中央部分46a。如图2中所见，顶表面44和底表面46实质上是彼此平行的，这样使得该悬臂构件具有沿着其整个长度的实质上均匀的厚度t1。悬臂构件24的厚度t1可以选择性地进行调整以改变悬臂构件24挠性量值。此外，悬臂构件24的底表面46和镶片接收凹座20的底壁32实质上是彼此平行的以允许将一个可转位的切削镶片24安装在镶片接收凹座20中。
在所展示的实施方案中，悬臂构件24包括处以一对相反凹槽形式的一种凹切特征48：一个凹槽48a在顶壁44中而另一个凹槽48b在底壁46中。凹切特征48沿着悬臂构件24在一个适当的位置将悬臂构件24的厚度t1减到更小的厚度t2。在所展示的实施方案中，凹切特征48大致定位在与镶片接收凹座20的后壁30距中央轴线15的相同的径向距离处。凹切特征48使悬臂构件24像一个铰链来起作用以允许悬臂构件24的底表面46更容易地并且均匀地接合切削镶片26的整个顶表面26a。
悬臂构件24挠性量值可以通过改变凹切特征48的厚度t2来选择性地进行调整。此外，悬臂构件24挠性量值可以通过改变悬臂构件24在凹切特征48与刀具本体12之间的厚度t3来选择性地进行调整。在一个实施方案中，厚度t3是大于厚度t2但小于厚度t1。在另一个实施方案中，厚度t3是大于厚度t2但实质上等于厚度t1。在又另一个实施方案中，厚度t3是大于厚度t1和厚度t2两者。
除凹切特征48之外，一对槽缝50、52从楔件接收凹座22的后壁36和镶片接收凹座20的后壁30径向地向内延伸进入刀具本体12中以允许悬臂构件24在向上和/或向下的方向上挠曲，如由箭头54所指示的。槽缝50、52各自均具有一个宽度W以及一个长度L。
在工作时，切削镶片26被插入镶片接收凹座20中，并且夹紧楔件28被插入楔件接收凹座22中。一种众所周知的工具，如一个扳手(未示出)，被用来使夹紧楔件28径向地向内朝向槽铣刀10的中央轮毂区域14移动。随着夹紧楔件28径向地向内移动，由楔件接收凹座22的顶表面38相对于悬臂构件24的顶表面44形成的角度41将悬臂构件24向下在箭头54的方向上推靠在切削镶片26上以便将切削镶片26牢固地保持在镶片接收凹座20中。与常规的槽铣刀相比，凹切特征48允许悬臂构件24的底表面46进行铰接并且更加容易地接合切削镶片26的整个顶表面26a以便将切削镶片26更加牢固地保持在镶片接收凹座20中。
在图1和图2示出的实施方案中，这些切削镶片26各自均配备有切削刃26e、26f。因此，每个切削镶片26各自具有两个切削刃26e、26f，并且通过松开楔件28、取出切削镶片26、并且将切削镶片26围绕一条垂直轴线旋转一百八十(180)度、并且然后再次将切削镶片26夹紧在刀具本体12中便可以将这些切削刃26e、26f选择性地呈现在工作位置上。
应理解悬臂构件24可以是任何适合的设计以便提供在该切削镶片上的一个适当的偏置力，并且本发明不限于上述悬臂构件24的具体设计。例如，悬臂构件24的顶表面44可以包括一种齿条特征58，这种齿条特征是多个凹槽58a在它们之间形成了多个凸起58b的形式，如图3和图4中所示。在所展示的实施方案中，齿条特征58总共包括五个凹槽58a和四个凸起58b。然而，应理解可以通过任何希望数目的凹槽和凸起来实施本发明以便提供在切削镶片26上的充分的偏置力。
在这个实施方案中，楔件接收凹座22的顶壁38的前端或径向向外的末端包括处于唇缘56形式的一个楔保持特征以防止夹紧楔件28在径向向外的方向上的不希望的移动。
如图3中所见，悬臂构件24的前面部分或者径向向外的部分的厚度t1是大于悬臂构件24的后面部分或者径向向内的部分的厚度t2。悬臂构件24的厚度t1和t2可以选择性地进行调整以便改变悬臂构件24的挠性量值。
在工作时，使用一个齿条和小齿轮花键扳手60(如
Figure BDA0000045522100000071
花键扳手、
Figure BDA0000045522100000072
花键扳手、以及类似物)来使夹紧楔件28径向地向内朝向槽铣刀10的中央轮毂区域14移动，如图4中所示。随着夹紧楔件28径向地向内移动，由楔件接收凹座22的顶表面38相对于悬臂构件24的顶表面形成44的形成的楔形角41使悬臂构件24向下在箭头54的方向上推靠在切削镶片26上以便将切削镶片26牢固地保持在镶片接收凹座20中。
在图3和图4中所示的实施方案中，这些切削镶片26各自均配备有一对切削刃26e、26f；一个切削刃26e在顶表面26a的末端上，而另一个切削刃26f在底表面26b的末端上。因此，每个切削镶片26均具有两个切削刃26e、26f，并且通过松开楔件28、取出切削镶片26、并且将切削镶片26围绕一个垂直轴和一个水平轴两者均旋转一百八十(180)度、并且然后再次将切削镶片26在刀具本体12中夹紧，即可以将这些切削刃26e、26f选择性地呈现在工作位置上。
如上所述，本发明的槽铣刀10包括一个夹紧机构，该夹紧机构包括夹紧楔件28和悬臂构件24的组合以提供在切削镶片26上一个偏置力以便在机加工操作的过程中将切削镶片26牢固地保持在镶片接收凹座20中。应该指出，楔件接收凹座22的顶壁38包括相对于悬臂构件24的顶表面44的一个楔形角41，这允许切削镶片26具有实质上平行的顶表面26a和底表面26b。这些实质上平行的表面26a、26b允许切削镶片可转位地安装在镶片接收凹座20中，不同于常规的槽铣刀(其中切削镶片包括一个楔形角)。
将该楔形角从镶片移到这种额外的夹紧机构中允许该镶片被适当地夹紧，甚至在凹座磨损或者镶片尺寸偏差存在时。因为这种额外的夹紧机构不包含一个强制性停止件，可获得额外的夹紧行程/力，所以这是超过这些现有设计的一种改进。通过从该镶片中去除这种夹紧楔形，本发明还允许一种双面镶片的可能性，这样为了额外的工具使用寿命可以将该镶片转位到一个新的切削刃上。
在此提及的这些专利以及公开文件通过引用被结合在此。
在已经说明了目前优选的实施方案之后，本发明可以在所附权利要求的范围之内以其他方式来实施。

Claims (10)

1.一种槽铣刀，包括：
一个盘状刀具本体，该盘状刀具本体在一个预定的方向中在垂直于该刀具本体一个平面的一条中央轴线上是可转动的；
围绕该本体的一个周长形成的多个切削镶片接收凹座；
围绕该刀具本体的周长而形成的多个楔件接收凹座；
可替换地安装在该刀具本体的每个镶片接收凹座中的一个切削镶片；
被可替换地安装在该刀具本体的每个楔件接收凹座中的一个夹紧楔件；以及
被置于每个镶片接收凹座与一个对应的楔件接收凹座之间的一个悬臂构件。
2.根据权利要求1所述的槽铣刀，其中该悬臂构件包括一种凹切特征，该凹切特征减小了该悬臂构件的一个厚度t1。
3.根据权利要求1所述的槽铣刀，其中该悬臂构件包括处以多个凹槽形式的一种齿条特征，这些凹槽在它们之间形成多个凸起。
4.根据权利要求1所述的槽铣刀，其中该悬臂构件包括用于接合该夹紧楔件的一个顶表面以及用于接合该切削镶片的一个底表面。
5.根据权利要求4所述的槽铣刀，其中该悬臂构件的顶表面在形状上与该夹紧楔件的一个底表面是互补的。
6.根据权利要求4所述的槽铣刀，其中该悬臂构件的底表面在形状上与该切削镶片的一个顶表面是互补的。
7.根据权利要求4所述的槽铣刀，其中该镶片接收凹座是由一个后壁、一个底壁、以及在该后壁与该底壁之间的相交处的一个半径来限定的。
8.根据权利要求4所述的槽铣刀，其中该楔件接收凹座是由用于接合该夹紧楔件的一个后壁以及一个顶壁来限定的。
9.根据权利要求8所述的槽铣刀，其中该楔件接收凹座的顶壁是以相对于该悬臂构件顶表面的一个楔形角来形成的。
10.根据权利要求1所述的槽铣刀，进一步包括一对槽缝，这对槽缝从该楔件接收凹座以及该镶片接收凹座径向向内延伸进入该刀具本体之中以便允许该悬臂构件在一个向上或者向下的方向上挠曲。
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