CN102510784B - 带有防错特征的切削刀具 - Google Patents

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Abstract

一种切削刀具(10)包括一个本体(12)，这个本体具有一个前端(14)和一个后端(16)。这个前端(14)包括一种镶片接收凹座(20a，20b)，这种镶片接收凹座带有一个螺纹孔(34)，而这个螺纹孔有一条中央轴线(70)。这种切削刀具(10)进一步包括一个切削镶片(40)，这个切削镶片带有一个埋头孔(62)，而这个埋头孔有一条中央轴线(64)。这种切削刀具(10)包括一种防错特征用于在一个镶片接收凹座(20a，20b)的螺纹孔中央轴线(70)与切削镶片(40)的埋头孔(62)中央轴线(64)之间的偏差距离(76)大于螺钉(36)外直径的一个预定百分比时防止这个切削镶片(40)被适当地安装在这个镶片接收凹座(20a，20b)之中。

Description

带有防错特征的切削刀具
发明背景
本发明总体上涉及一种切削刀具，并且具体涉及带有防止切削镶片与切削刀具的镶片接收凹座之间不适当定向的一种防错特征的一种切削刀具。
在需要将带有不对称切削刃的切削镶片放置在特殊凹座中用于有待实现的正确的切削刃轮廓的一个切削刀具中，这种切削刀具应配备有一种防错特征以便防止最终用户将切削镶片不适当地定位在凹座中。
发明概述
简而言之，根据本发明的一个方面，提供了一种切削刀具，这种切削刀具包括：一个本体，该本体具有一个前端以及一个后端，该前端包括一个镶片接收凹座，该镶片接收凹座具有一个带有中央轴线的螺纹孔并且能够接收一颗具有外直径的螺钉；以及一个切削镶片，该切削镶片能够被安装在该本体的镶片接收凹座之内。该切削镶片包括一个第一基本上平面的表面；一个第一曲线的侧表面以及一个相反的第二曲线的侧表面；一个第一切削刃，该第一切削刃是形成在该第一基本上平面的表面与该第一曲线的侧表面之间的一个相交处；一个第二切削刃，该第二切削刃是形成在该第一基本上平面的表面与该第二曲线的侧表面之间的一个相交处；一个埋头孔，该埋头孔具有一条中央轴线并且穿过该第一和第二基本上平面的表面；以及一个第一拐角半径和一个相反的第二拐角半径，这些拐角半径是形成在该第一与第二曲线的侧表面之间，而从该埋头孔中央轴线到该第一拐角半径的距离是不同于从该埋头孔中央轴线到该第二拐角半径的距离。当该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的一个偏差距离是小于或等于该螺钉外直径的一个预定百分比时，该切削镶片可以被适当地安装在该镶片接收凹座中。当该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的该偏差距离是大于该螺钉外直径的该预定百分比时，该切削镶片无法被适当地安装在该镶片接收凹座中。
根据本发明的另一个方面，提供了一种切削刀具，这种切削刀具包括：一个本体，该本体具有一个前端以及一个后端，该前端包括一个镶片接收凹座，该镶片接收凹座具有一个带有中央轴线的螺纹孔并且能够接收一颗具有外直径的螺钉；以及一个切削镶片，该切削镶片能够被安装在该本体的镶片接收凹座之内。该切削镶片包括一个第一基本上平面的表面；一个第一曲线的侧表面以及一个相反的第二曲线的侧表面；一个第一切削刃，该第一切削刃是形成在该第一基本上平面的表面与该第一曲线的侧表面之间的一个相交处；一个第二切削刃，该第二切削刃是形成在该第一基本上平面的表面以及该第二曲线的侧表面之间的一个相交处；以及一个埋头孔，该埋头孔具有一条中央轴线并且穿过该第一和第二基本上平面的表面；一个第一拐角半径以及一个相反的第二拐角半径，这些拐角半径是形成在该第一与第二曲线的侧表面之间，而从该埋头孔中央轴线到该第一拐角半径的距离是不同于从该埋头孔中央轴线到该第二拐角半径的距离。该切削刀具进一步包括防错装置，该防错装置用于在一个镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的一个偏差距离大于该螺钉外直径的一个预定百分比时防止该切削镶片被适当地安装在该镶片接收凹座中。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种制造带有防错特征的切削刀具的方法，该切削刀具包括：一个本体，该本体具有一个前端以及一个后端，该前端包括一个镶片接收凹座，该镶片接收凹座能够接收一颗具有外直径的螺钉；并且该切削刀具包括一个切削镶片，该切削镶片能够通过该螺钉而安装在该本体的镶片接收凹座之内，该方法包括：
在该镶片接收凹座的前端中形成一个带有中央轴线的螺纹孔；
在该切削镶片中形成一个埋头孔，该埋头孔具有一条中央轴线，这条中央轴线穿过该切削镶片的第一和第二表面；
由此，当该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的一个偏差距离是小于或等于该螺钉外直径的一个预定百分比时，该切削镶片可以被适当地安装在该镶片接收凹座中，并且
由此，当该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的该偏差距离是大于该螺钉外直径的该预定百分比时，该切削镶片无法被适当地安装在该镶片接收凹座中。
附图简要说明
本发明的这些和其他特征、方面、以及优点在参考附图阅读以下详细说明时将变得更好理解，其中贯穿这些附图的类似字符表示类似的部件，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方案的切削刀具及镶片的分解的局部切开的透视图；
图2是图1的切削刀具的凹座以及镶片的一个放大视图；
图3是当切削镶片相对于图1的切削刀具的镶片接收凹座被适当定向时切削刀具的一个放大的俯视图；并且
图4是当切削镶片相对于图1的切削刀具的镶片接收凹座未被适当定向时切削刀具的一个放大的俯视图。
发明详细说明
现参见图1和图2，总体上以10示出了根据本发明的一个实施方案的一种带有防错特征的切削刀具。仅出于展示的目的，切削刀具10包括一种球头立铣刀。然而，应该认识到本发明并不受切削刀具的类型的限制，并且可以用具有镶片接收凹座的任何类型的切削刀具来实践本发明。球头立铣刀10包括一个总体上圆柱形的本体12，该本体具有一个总体上半球状的前端14和一个后端16，该后端被适配为牢固地固定到一个机器转轴(未示出)上这样使得本体12可以围绕一条穿过其中的纵向轴线18进行旋转。
这个总体上半球状的前端14可以与两个凹陷相交，每个凹陷包括一个镶片接收凹座20a、20b以及一个切屑凹座22a、22b。在所展示的实施方案中，这些镶片接收凹座20a、20b以及这些切屑凹座22a、22b的构造是基本上相同的。因此，在此将仅对镶片接收凹座20a和切屑凹座22a进行说明。镶片接收凹座20a包括一个底部支撑表面24、一个轴向侧支撑表面26以及一个径向侧支撑表面28。轴向侧支撑表面26可以包括一个轴向支座表面26a，并且径向侧支撑表面28可以包括一个用于接合切削镶片40的径向支座表面28a。一个拐角离隙30是形成在底部支撑表面24与轴向和径向支撑表面26、28之间。在轴向和径向支撑表面26、28之间提供了一个自由表面32。
应该认识到本发明不受镶片接收凹座20a的数目的限制，并且可以使用任何希望数目的镶片接收凹座20a来实践本发明。例如，可以使用一种具有仅一个镶片接收凹座20a的球头立铣刀、或者具有多于两个的镶片接收凹座20a的球头立铣刀来实践本发明。
在底部支撑表面24的中央区域内提供了一个螺纹孔34，用于容纳一颗螺钉36，该螺钉提供了一种用于将一个切削镶片(总体上以40示出)夹紧到镶片接收凹座20a、20b中的装置。螺钉36具有由这些螺纹36a的最外侧表面限定的一个外直径37。螺纹孔34可以是通孔或者盲孔。在所展示的实施方案中，螺纹孔34是作为一个通孔示出的。应该认识到本发明不受这种用于将切削镶片40夹紧到凹座20a上的装置的限制，并且可以使用本领域普通技术人员所熟知的、用于将切削镶片40安装到凹座20a上的任何装置来实践本发明。
切削镶片40包括一个第一基本上平面的表面42、一个相反的第二基本上平面的表面44。第一表面42的平面是基本上平行于由第二表面44形成的平面。切削镶片40包括一个第一曲线的侧表面46和一个相反的第二曲线的侧表面48(在图1和图2中不可见)、以及在第一与第二曲线的侧表面46，48之间的一个拐角半径50，52。该第一和第二侧表面46，48的形状基本上是椭圆形。
切削镶片40包括一个第一切削刃54以及一个第二切削刃56，该第一切削刃是形成在第一表面42与第一侧表面46之间的相交处，并且该第二切削刃是形成在第一表面42与第二侧表面48之间的相交处。每个切削刃54，56可以包括具有大半径的一个弯曲的第一部分54a，56a、以及一个直线的第二部分54b，56b。这些弯曲的第一部分54a，56a的曲率半径可以基本上是一致且相等的。根据刀具10的切削直径，这个曲率半径可以是在大约5mm与大约20mm之间。一个埋头孔62从第一表面42延伸到第二表面44，该埋头孔使得切削镶片40能够被安装在镶片接收凹座20a中。通过使切削镶片40围绕z轴旋转大致180°，可以在机加工操作中利用切削镶片40的这些切削刃54，56。
在所展示的实施方案中，切削镶片40是一个不对称的切削镶片，即切削镶片40在第一平面的表面42或者第二平面的表面44的相交处、而非在两者处具有多个切削刃。因为这种不对称性，使切削镶片40可以被适当安装在镶片接收凹座20a中的唯一方式是使得第一表面42变成顶表面并且第二表面44变成底表面，这样使得第二表面44接合底部支撑表面24并且第二侧表面48(在图1和图2中不可见)接合镶片接收凹座20a的轴向和径向支座表面26a，28a。
切削镶片40的埋头孔62的一条中央轴线64是形成在相对于这些拐角半径50，52分别偏置一个预定距离66，68处。也就是说，从中央轴线64到拐角半径50的距离66是不等于从中央轴线64到相反的拐角半径52的距离68。类似地，螺纹孔34的一条中央轴线70是形成在相对于轴向侧支撑表面26以及径向侧支撑表面28分别偏置一个预定距离72，74处。距离72，74不等于距离66，68。
现参见图3和图4，本发明的一个方面是切削刀具10(与切削镶片40相结合)包括一种防错特征，这种防错特征防止了切削镶片40被不适当地安装在镶片接收凹座20a，20b之内。总体上，这是通过仅当切削镶片40相对于镶片接收凹座20a，20b被适当定向时允许螺钉36被接收在螺纹孔34之内来实现的。更具体地，只有当切削镶片40的埋头孔62与镶片接收凹座20a，20b的螺纹孔34基本上对齐时螺钉36才可以被接收在螺纹孔34中(如图3中所示)。否则，螺钉35不可能被接收在螺纹孔34中，因为埋头孔62与螺纹孔34基本上不是对齐的(如图4中所示)。
如图3中所示，当切削镶片40相对于镶片接收凹座20a，20b被适当定向时，埋头孔62的中央轴线64与螺纹孔34的中央轴线70是基本上对齐的。实际上，螺纹孔34的中央轴线70相对于切削镶片40的中央轴线64被稍微偏置了一个距离76。具体地，与切削镶片40的中央轴线64相比，螺纹孔34的中央轴线70稍稍更加靠近轴向和径向侧支撑表面26，28。这个偏差距离76导致在螺钉36被接受在螺纹孔34之内时切削镶片40朝着轴向和径向表面26，28移动并且牢固地抵靠镶片接收凹座20a，20b的这些表面26a，28a。
总体上，当镶片接收凹座20a，20b的螺纹孔34的中央轴线70与切削镶片40的埋头孔62的中央轴线64之间的偏差距离76是小于或等于螺钉36外直径37的大约5％时，切削镶片40可以被适当地安装在镶片接收凹座20a，20b中。另一方面，当镶片接收凹座20a，20b的螺纹孔34的中央轴线70与切削镶片40的埋头孔62的中央轴线64之间的偏差距离76大于螺钉36外直径37的大约5％时，切削镶片40无法被适当地安装在镶片接收凹座20a，20b中。
如图3中所示，用户正试图将切削镶片40安装在正确的镶片接收凹座20a，20b中。在这个实例中，偏差距离76是大约0.05mm。当螺钉36的外直径37约为3.00mm时，偏差距离76约为((0.05/3.00)×100)、或者为螺钉36外直径37的大约1.7％。因为偏差距离76是小于或者等于螺钉36外直径37的一个预定百分比，所以切削镶片40可以被适当地安装在正确的镶片接收凹座20a，20b中。在另一个实施方案中，这个预定百分比可以高达约5％。
如图4中所示，用户正试图将切削镶片40安装在不正确的镶片接收凹座20a，20b中。在这个实例中，偏差距离76是螺钉36外直径37的大约1.75mm、或者大约((1.75/3.00)×100)、或者大约58.3％，这个百分比要比图3的预定百分比大得多。这个比图3中所示的偏差距离大得多的偏差距离可归因于到埋头孔62的中央轴线64的这些距离66，68之间的差值、以及到螺纹孔34的中央轴线70的这些距离72，74之间的差值。因为偏差距离76大于螺钉36外直径37的该预定百分比，所以切削镶片40无法被适当地安装在镶片接收凹座20a，20b中。以此方式，切削刀具10提供了一种防错特征，通过这种防错特征只能将切削镶片40适当地安装到正确的镶片接收凹座20a，20b中。
在某些实施方案中，这个预定百分比可以大于5％以便防止切削镶片40被安装到镶片接收凹座20a，20b中。在其他的实施方案中，偏差距离76可以是螺钉36外直径37的大约2％那样小，以便防止切削镶片40被安装在镶片接收凹座20a，20b中。
如上所述，切削刀具与切削镶片的这种组合提供了一种防错特征，这种防错特征提供了一种防错装置用于防止将切削镶片安装在切削刀具10的不正确的镶片接收凹座中。
在此提及的这些文件、专利以及专利申请通过引用而结合在此。
虽然已经结合本发明的某些特定实施方案对本发明进行了具体的描述，但应该理解这是作为说明而不是作为限制，并且应当如现有技术所允许的宽泛地解释所附权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种切削刀具，包括：
一个本体，该本体具有一个前端以及一个后端，该前端包括一个镶片接收凹座，该镶片接收凹座具有一个带有中央轴线的螺纹孔并且能够接收一颗具有外直径的螺钉；以及
一个切削镶片，该切削镶片能够被安装在该本体的镶片接收凹座之内，该切削镶片包括：
一个第一基本上平面的表面；
一个与第一基本上平面的表面相反的第二基本上平面的表面；
一个第一曲线的侧表面以及一个相反的第二曲线的侧表面；
一个第一切削刃，该第一切削刃是形成在该第一基本上平面的表面与该第一曲线的侧表面之间的一个相交处；
一个第二切削刃，该第二切削刃是形成在该第一基本上平面的表面与该第二曲线的侧表面之间的一个相交处；
一个埋头孔，该埋头孔具有一条中央轴线并且穿过该第一和第二基本上平面的表面；以及
一个第一拐角半径和一个相反的第二拐角半径，这些拐角半径是形成在该第一与第二曲线的侧表面之间，其中，从该埋头孔中央轴线到该第一拐角半径的距离不同于从该埋头孔中央轴线到该第二拐角半径的距离，
其中，当该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的一个偏差距离是小于或等于该螺钉外直径的一个预定百分比时，该切削镶片可以被适当地安装在该镶片接收凹座之中，并且
其中，当该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的该偏差距离是大于该螺钉的外直径的该预定百分比时，该切削镶片就无法被适当地安装在该镶片接收凹座中。
2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，该预定百分比是小于或者等于该螺钉外直径的5％。
3.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，该预定百分比是小于或者等于该螺钉外直径的2％。
4.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，与该切削镶片的该埋头孔的中央轴线相比，该螺纹孔中央轴线更加靠近该镶片接收凹座的轴向和径向侧支撑表面。
5.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，该镶片接收凹座的螺纹孔是形成在相对于该镶片接收凹座的一个轴向侧支撑表面的一个第一距离、并且相对于一个径向侧支撑表面的一个不同的第二距离处。
6.一种切削刀具，包括：
一个本体，该本体具有一个前端以及一个后端，该前端包括一个镶片接收凹座，该镶片接收凹座具有一个带有中央轴线的螺纹孔并且能够接收一颗具有外直径的螺钉；以及
一个切削镶片，该切削镶片能够被安装在该本体的镶片接收凹座之内，该切削镶片包括：
一个第一基本上平面的表面；
一个与第一基本上平面的表面相反的第二基本上平面的表面；
一个第一曲线的侧表面以及一个相反的第二曲线的侧表面；
一个第一切削刃，该第一切削刃是形成在该第一基本上平面的表面与该第一曲线的侧表面之间的一个相交处；
一个第二切削刃，该第二切削刃是形成在该第一基本上平面的表面与该第二曲线的侧表面之间的一个相交处；
一个埋头孔，该埋头孔具有一条中央轴线并且穿过该第一和第二基本上平面的表面；以及
一个第一拐角半径和一个相反的第二拐角半径，这些拐角半径是形成在该第一与第二曲线的侧表面之间，而从该埋头孔中央轴线到该第一拐角半径的距离是不同于从该埋头孔中央轴线到该第二拐角半径的距离；以及
用于防止该切削镶片被安装在一个镶片接收凹座中的防错装置，其中该防错装置包括在该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的一个偏差距离，并且其中当该偏差距离大于该螺钉外直径的一个预定百分比时该切削镶片就无法被适当地安装在该镶片接收凹座中。
7.根据权利要求6所述的切削刀具，其中，该预定百分比是小于或者等于该螺钉外直径的5％。
8.根据权利要求6所述的切削刀具，其中，该预定百分比是小于或者等于该螺钉外直径的2％。
9.根据权利要求6所述的切削刀具，其中，与该切削镶片的该埋头孔中央轴线相比，该螺纹孔中央轴线更加靠近该镶片接收凹座的轴向和径向侧支撑表面。
10.根据权利要求7所述的切削刀具，其中，该镶片接收凹座的螺纹孔是形成在相对于该镶片接收凹座的一个轴向侧支撑表面的一个第一距离、并且相对于一个径向侧支撑表面的一个不同的第二距离处。
11.一种制造带有防错特征的切削刀具的方法，该切削刀具包括：一个本体，该本体具有一个前端以及一个后端，该前端包括一个镶片接收凹座，该镶片接收凹座能够接收一颗具有外直径的螺钉；以及一个切削镶片，该切削镶片能够通过该螺钉而安装在该本体的镶片接收凹座之内，该切削镶片包括一个第一曲线的侧表面和一个相反的第二曲线的侧表面以及一个第一拐角半径和一个相反的第二拐角半径，这些拐角半径形成在该第一曲线的侧表面与第二曲线的侧表面之间，该方法包括：
在该镶片接收凹座的前端中形成一个带有中央轴线的螺纹孔；
在该切削镶片中形成一个埋头孔，该埋头孔具有一条中央轴线，这条中央轴线穿过该切削镶片的第一和第二表面，其中，从该埋头孔中央轴线到该第一拐角半径的距离是不同于从该埋头孔中央轴线到该第二拐角半径的距离；并且
由此，当该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的一个偏差距离是小于或等于该螺钉外直径的一个预定百分比时，该切削镶片可以被适当地安装在该镶片接收凹座中，并且
由此，当该镶片接收凹座的螺纹孔中央轴线与该切削镶片的埋头孔中央轴线之间的该偏差距离是大于该螺钉外直径的该预定百分比时，该切削镶片就无法被适当地安装在该镶片接收凹座中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，该预定百分比是小于或者等于该螺钉外直径的5％。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，该预定百分比是小于或者等于该螺钉外直径的2％。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，与该切削镶片的该埋头孔中央轴线相比，该螺纹孔中央轴线更加靠近该镶片接收凹座的轴向和径向侧支撑表面。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，该镶片接收凹座的螺纹孔是形成在相对于该镶片接收凹座的一个轴向侧支撑表面的一个第一距离、并且相对于一个径向侧支撑表面的一个不同的第二距离处。
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