CN102985201B - 切削刀具及其刀夹和刀片 - Google Patents
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Abstract
用于切削刀片的刀夹的凹部(31)的底部邻靠表面(53)包括绕内螺纹孔(57)的一部分延伸的部分圆形隆起(65)。将被安装在该凹部中的刀片(23)包括通孔(39),该通孔(39)具有大体柱形部分(47),该大体柱形部分(47)延伸到将抵靠在所述凹部的底部邻靠表面上安装的刀片的底表面(35)。所述隆起的最大半径部分具有等于或小于所述大体柱形部分的半径的半径。
Description
技术领域
本发明总的涉及切削刀具、刀夹和切削刀片,并且更加具体地涉及包括促进将切削刀片可靠且准确地安装在刀夹上的结构的这种刀具、刀夹和刀片。
背景技术
图1示出包括切削刀片2、刀夹3和螺钉4的常规切削刀具1,所述螺钉4用于相对于刀夹中的刀片接纳凹部5将刀片夹紧。切削刀片2具有顶表面6、底表面7和在顶表面和底表面之间的至少一个侧支撑表面8。刀片2具有在顶表面6和底表面7之间延伸的通孔9。
通孔9包括大体截头锥形部分10,该大体截头锥形部分10具有最大端部11和最小端部12。通孔9有时包括大体柱形部分13,该大体柱形部分13具有与大体截头锥形部分10的最小端部12相同的直径,并且从与底表面相交的区域朝大体截头锥形部分的最小端部向上延伸。
当螺钉4的螺纹端部14旋拧入到刀夹3中的内螺纹孔15中时,螺钉的螺钉头16接触刀片2的截头锥形部分10的表面并且相对于刀夹将刀片夹紧。当在刀夹3中的凹部5中正确地安装了刀片2时,刀片的轴线AI经常从螺纹孔15和螺钉4的轴线AT偏移。在此方式下,当螺钉4被旋拧入到螺纹孔15中时,螺钉的螺钉头16趋向于在刀片2的截头锥形部分10上施加力,使得刀片被从松弛位置(虚线所示)推压到刀片的侧支撑表面8与凹部5的侧邻靠表面17牢固接触的安装位置(实线)。刀片2此后被由螺钉4提供的夹紧力完全地保持在凹部5中的适当位置。
因为切削刀片上的力是重度的,所以将这种刀片固定到切削刀具的螺钉经受显著大的应力。期望的是提供能够减弱作用在将刀片固定至刀夹的螺钉上的应力的切削刀具、刀夹和刀片。
发明内容
根据本发明的一个方面,一种单面可转位切削刀片具有刀片的顶表面、底表面、至少一个侧支撑表面和通孔,所述至少一个侧支撑表面在刀片的顶表面和底表面之间,所述通孔在刀片的顶表面和底表面之间延伸。通孔包括大体截头锥形部分,该大体截头锥形部分具有最大端部和最小端部,大体截头锥形部分的最大端部比大体截头锥形部分的最小端部更加靠近顶表面。通孔包括大体柱形部分,该大体柱形部分具有比大体截头锥形部分的最小端部更大的直径,并且从在大体柱形部分和刀片的底表面之间的相交区域朝大体截头锥形部分的最小端部向上延伸。
根据本发明的另一个方面,一种切削刀具包括如上所述的刀片以及刀夹,该刀夹在其中具有用于接纳刀片的刀片接纳凹部,该凹部包括:底部邻靠表面和侧邻靠表面,所述底部邻靠表面和侧邻靠表面被布置成当刀片被接纳在刀片接纳凹部中时邻靠刀片的底表面和侧支撑表面;和内螺纹孔,所述内螺纹孔从底部邻靠表面延伸到刀夹中。该刀具还包括螺钉,该螺钉具有外螺纹端部和螺钉头部分,该螺钉头部分具有比螺纹端部更大并且比大体截头锥形部分的最小端部更大的直径,所述外螺纹端部适于延伸通过刀片中的通孔并且与内螺纹孔配合,使得螺钉头部分接触大体截头锥形部分并且相对于刀片接纳凹部将刀片夹紧。
根据本发明的又一个方面,一种切削刀具的刀夹在其中包括用于接纳刀片的刀片接纳凹部,该凹部包括:底部邻靠表面和侧邻靠表面,所述底部邻靠表面和侧邻靠表面被布置成当刀片被接纳在刀片接纳凹部中时分别邻靠刀片的底表面和刀片的侧支撑表面;和内螺纹孔,所述内螺纹孔从底部邻靠表面延伸到刀夹中。该底部邻靠表面包括绕内螺纹孔的一部分延伸的部分圆形隆起。
附图说明
通过阅读与附图相结合的以下详细说明,本发明的特征和优势得到充分理解,在附图中,类似的附图标记示意类似的元件,并且其中:
图1是根据现有技术的切削刀具的概略、侧视、局部截面视图;
图2A是根据本发明的一个方面的切削刀具的概略、侧视、局部截面视图,并且图2B是图2A的一部分的放大视图;
图3A是根据本发明的另一个方面的切削刀具的概略、侧视、局部截面视图,并且图3B是图2A的一部分的放大视图;
图4A是根据本发明的一个方面的刀夹的一部分的概略、平面视图,并且图4B和4C分别是在图4A的截面4B-4B和4C-4C处截取的截面视图;
图5是根据本发明的另一个方面的切削刀具的一部分的概略、侧视、局部截面放大视图。
具体实施方式
根据本发明的一个方面的切削刀具21在图2A和2B中示出,并且包括切削刀片23、刀夹25和螺钉27,该螺钉27用于相对于刀夹中的刀片接纳凹部31将刀片夹紧。切削刀片23具有顶表面33、底表面35和至少一个侧支撑表面37,所述至少一个侧支撑表面37在顶表面和底表面之间。刀片23具有在顶表面33和底表面35之间延伸的通孔39。
通孔39包括大体截头锥形部分41,该大体截头锥形部分41具有最大端部43和最小端部45。通孔39还包括大体柱形部分47(并且是基本圆柱形的),该大体柱形部分47具有比大体截头锥形部分41的最小端部45更大的直径,并且从与底表面35的相交区域49朝大体截头锥形部分的最小端部向上延伸。该刀片能够是单面刀片23,如在图2A中所看到的那样,或者能够是用在带有刀夹125的切削刀具121中的双面刀片123,如在图3A中所看到的那样。
刀夹25通常在其中具有用于接纳刀片23的刀片接纳凹部31。该凹部31包括底部邻靠表面53和侧邻靠表面55,所述底部邻靠表面53和侧邻靠表面55被布置成当刀片被接纳在刀片接纳凹部中时邻靠底表面35和侧支撑表面37。通常,如在图4A中看到的那样,凹部31具有相互成角度的两个侧邻靠表面55并且刀片23具有两个侧支撑表面37(一个在图2A中示出),使得当刀片被安置在凹部中时,刀片将在至少三个不同的区域处接触凹部,以在凹部中稳定地支撑刀片。至少在图2A所示的单面刀片23中,该至少一个侧支撑表面55典型地与通孔39的轴线AI形成非零角度。在如在图3A中所示的双面刀片123中,侧支撑表面155通常平行于通孔139的轴线AI。
螺钉27的螺纹端部59适于与之配合的内螺纹孔57从底部邻靠表面53延伸到刀夹25中。通常可以抵靠着底部邻靠表面53在凹部31中安装垫片(未示出)并且将垫片固定在凹部中的螺钉(未示出)可以与刀夹中的螺纹孔配合,并且通常垫片螺钉将具有内螺纹,用于接纳相对于垫片将刀片固定的螺钉。然而,为了示意本发明的意图,没有示出任何垫片。
螺钉27具有外螺纹端部59和螺钉头部分61,螺钉头部分61具有比螺纹端部59更大的直径。螺钉头部分61还大于大体截头锥形部分41的最小端部45。外螺纹端部59适于延伸通过刀片23中的通孔39并且与内螺纹孔57配合,使得螺钉头部分61接触大体截头锥形部分41并且相对于刀片接纳凹部31将刀片夹紧。通常,螺钉头部分的底表面63具有大体截头锥形形状,该大体截头锥形形状能够具有与通孔39的大体截头锥形部分41相同或接近相同的锥角,以便促进夹紧力的分散。
当如在图4A中的视图中观察隆起时,底部邻靠表面53包括绕内螺纹孔57的一部分延伸的部分圆形(诸如半圆形)隆起65。隆起65的最大半径部分67、即径向外部部分的半径等于或小于刀片23的通孔39的大体柱形部分47的半径。如例如在图2A-2B中所见的那样,隆起65定位在底部邻靠表面53上,所处的位置在将螺钉27拧紧而使得螺钉的螺钉头部分61邻靠大体截头锥形部分41并且沿着大体截头锥形部分滑动到完全紧固位置时,促进将刀片23从松弛位置(虚线所示)引导到安装位置(实线)中,并且刀片的侧支撑表面37被紧紧地推压抵靠着凹部31的侧邻靠表面53。
隆起65的径向外表面69与底部邻靠表面53限定钝角,并且刀片23在最小阻力的情况下沿着该外表面滑动,以随着螺钉27被紧固并且螺钉头部分61沿着通孔的大体截头锥形部分41滑动而辅助将刀片从松弛位置引导至安装位置,其中所述刀片23在通孔39的大体柱形部分47和底表面35的相交区域49处接触隆起的外表面。一旦刀片23被安装在凹部31中,隆起65便能够用于吸收并且通过刀夹分散力,否则力将在很大程度上被螺钉27吸收。
如在图2A-2B中所看到的那样,隆起的径向内表面71不需要与底部邻靠表面53形成如径向外表面那么浅的角度,然而,如在图3A-3B中所看到的那样,隆起165的径向内表面171可以与底部邻靠表面153形成与径向外表面169相同或类似的角度。径向外表面69可以如在图2A-2B中看到的那样与底部邻靠表面53形成基本恒定的角度,或如在图3A-3B中看到的那样,该角度可以变化,诸如其中径向外表面169被弯曲。
隆起的径向外表面将通常地与底部邻靠表面形成大于90°并且小于180°的角度,并且更加具体地将典型地与底部邻靠表面形成在120°和150°之间的角度。隆起65的外表面69与底部邻靠表面53形成的角度越接近90°,可能增加在螺钉27上的非期望应力的、在相交区域49和隆起的外表面69之间存在的摩擦就将更小,然而,隆起在将刀片引导到其安装位置方面的作用可能更小。将会理解,大体柱形部分47可以稍微地偏离柱形,诸如为具有不大于约10°,优选地小于5°,更加优选地小于3°的非常小的锥角的大体截头锥形。如果该大体柱形部分47的锥角变得太大,则由于在该大体柱形部分和隆起65的外表面69之间的接触,可能需要克服更大的摩擦力,这能够在螺钉27上施加另外的应力。
如在图4A-4C中看到的那样,相对于底部邻靠表面53,隆起65的端部部分73(图4A和4B)能够比隆起的中央部分75(图4A和4C)更低。邻近端部部分73的隆起的外部部分69和底部邻靠表面53之间的钝角能够大于邻近中央部分75的隆起的外部部分和底部邻靠表面之间的钝角。隆起65通常绕内螺纹孔57延伸通过大约180°或者更小的弧度。隆起65通常被布置于底部邻靠表面53上,使得当刀片23的相交区域49沿着隆起的外表面69滑动时,刀片趋向于朝正确的安装位置移动,并且刀片的侧支撑表面37紧紧抵靠凹部31的侧邻靠表面53。相交区域49和隆起65之间的最大合力将通常沿着大体朝向凹部31的角部77的方向被定向,或者取决于其它因素,诸如切削力将如何作用于刀片上,沿着朝向凹部的一些其它区域的方向被定向,以便以最好地适合于补偿其它因素的方式支撑刀片。
如例如在图2A和3A中看到的那样,刀夹25中的内螺纹孔57通常被定位成使得孔57的中央轴线AT相对于刀片23的通孔39的中央轴线AI偏移。通常,孔57的中央轴线AT沿着隆起65的中心和凹部31的角部77的方向偏移。以此方式,螺钉27的外螺纹端部59被越深地旋拧入刀夹25中的内螺纹孔57中,螺钉的螺钉头部分61和通孔39的大体截头锥形部分41之间的接触就将趋于在大体截头锥形部分的越窄的直径部分处沿着大体截头锥形部分上的线或点,或者更加可能地是圆弧或有限的高度和长度出现。以此方式,当螺钉27被紧固并且螺钉27的螺钉头61沿着通孔39的大体截头锥形部分41向下滑动时,刀片23将趋于响应于由螺钉的螺钉头施加的力而移动,并且刀片的侧支撑表面(一个或者多个)37将被推压抵靠着侧邻靠表面(一个或者多个)55。
虽然诸如在图3A-3B中示出的双面刀片121的两面是通常相同的,并且通孔139关于垂直于刀片的中央轴线AI的通过刀片的中央平面是对称的,但是如在图2A-2B中看到的那样,在单面可转位切削刀片中,邻近顶表面33的通孔39能够是并且通常不同于邻近底表面35的通孔。例如,在相交区域49处的通孔39的直径可以比邻近刀片的顶表面33的通孔的直径更小或者更大。邻近顶表面33的通孔39的直径通常与截头锥形部分41的最大端部43的直径相同或更大。
如在图5中看到的那样,通孔39的大体柱形部分47能够在相交区域49处具有斜切面79。通过例如避免使在相交区域处的锐利边缘切入隆起的外表面中并且可能地避免破坏隆起,斜切面79能够促进相交区域49相对于隆起65的外表面69滑动。然而,斜切面79将通常具有非常有限的轴向长度,该轴向长度通常小于或者等于刀片的通孔39的大体柱形部分47的轴向长度的四分之一并且通常小于或者等于隆起65在其最高点处的轴向高度的三分之一。
如例如在图2A和3A中看到的那样,底表面33或者133能够相对于包围底表面的底部周边边缘81或者181的至少一部分凹进。底部周边边缘81或者181能够被接纳在邻近底部邻靠表面53和侧邻靠表面55的相交部的空腔83或者183中。另一个空腔85(图4A)能够被设置在两个侧邻靠表面55的相交部处。即使刀片的底部周边边缘并不超过底部支撑表面突出,也通常在侧邻靠表面与底部邻靠表面的相交部和侧邻靠表面与侧邻靠表面的相交部处设置空腔,以确保在凹部的角部处不存在妨碍刀片的正确安装的任何材料。
在本申请中,术语诸如“包括”的使用是开放式的并且旨在具有与术语诸如“包含”相同的含义并且不排除存在其它结构、材料或者动作。类似地,虽然诸如“能够”或“可以”的术语的使用旨在是开放式的并且反映该结构、材料或者动作不是必要的,但是没有使用这种术语并非旨在反映该结构、材料或者动作是必须的。在结构、材料或者动作目前被视为必须的程度上,它们是被这样认定的。
虽然已经根据优选实施例示意并且描述了本发明,但是认识到的是可以在不偏离如在权利要求书中阐述的本发明的情况下在其中作出变化和改变。
Claims (13)
1.一种切削刀具(21),包括:
单面可转位切削刀片(23),其具有所述切削刀片(23)的顶表面(33)、底表面(35)、至少一个侧支撑表面(37)和通孔(39),所述至少一个侧支撑表面(37)在所述切削刀片(23)的所述顶表面(33)和底表面(35)之间,所述通孔(39)在所述切削刀片(23)的所述顶表面(33)和所述底表面(35)之间延伸,且所述通孔(39)包括大体截头锥形部分(41),所述大体截头锥形部分(41)具有最大端部(43)和最小端部(45),所述大体截头锥形部分(41)的所述最大端部(43)比所述大体截头锥形部分(41)的所述最小端部(45)更加靠近所述顶表面(33),所述通孔(39)包括大体柱形部分(47),所述大体柱形部分(47)具有比所述大体截头锥形部分(41)的所述最小端部(45)更大的直径,并且所述大体柱形部分(47)从所述大体柱形部分(47)和所述切削刀片(23)的所述底表面(35)之间的相交区域(49)朝所述大体截头锥形部分(41)的所述最小端部(45)向上延伸,其中所述切削刀片(23)的所述底表面(35)相对于包围所述切削刀片(23)的所述底表面(35)的底部周边边缘(81)的至少一部分凹进;
刀夹(25),所述刀夹(25)在其中具有用于接纳所述切削刀片(23)的刀片接纳凹部(31),所述刀片接纳凹部(31)包括底部邻靠表面(53)和侧邻靠表面(55)以及内螺纹孔(57),所述底部邻靠表面(53)和所述侧邻靠表面(55)被布置成当所述切削刀片(23)被接纳在所述刀片接纳凹部(31)中时邻靠所述切削刀片(23)的所述底表面(35)和侧支撑表面(37),所述内螺纹孔(57)从所述底部邻靠表面(53)延伸到所述刀夹(25)中;以及
螺钉(27),所述螺钉(27)具有外螺纹端部(59)和螺钉头部分(61),所述螺钉头部分(61)具有比所述外螺纹端部(59)更大并且比所述大体截头锥形部分(41)的所述最小端部(45)更大的直径,所述外螺纹端部(59)适于延伸通过所述切削刀片(23)中的所述通孔(39)并且与所述内螺纹孔(57)配合,使得所述螺钉头部分(61)接触所述大体截头锥形部分(41)并且相对于所述刀片接纳凹部(31)将所述切削刀片(23)夹紧,
其特征在于,所述底部邻靠表面(53)包括隆起(65),所述隆起(65)绕所述内螺纹孔(57)的一部分延伸,并且所述隆起(65)绕所述内螺纹孔(57)延伸通过180°或更小的弧度。
2.根据权利要求1所述的切削刀具(21),其中,所述隆起(65)是部分圆形的,并且所述隆起(65)包括外表面(69),所述外表面(69)与所述底部邻靠表面(53)限定钝角,并且/或者所述隆起(65)的最大半径部分(67)具有等于或者小于所述大体柱形部分(47)的半径的半径。
3.根据权利要求1-2中的任一项所述的切削刀具(21),其中,相对于所述底部邻靠表面(53),所述隆起(65)的端部部分(73)比所述隆起(65)的中央部分(75)更低。
4.根据权利要求2所述的切削刀具(21),
其中,当所述螺钉(27)的所述外螺纹端部(59)被旋拧到所述内螺纹孔(57)中并且所述螺钉(27)的所述螺钉头部分(61)被抵靠着所述大体截头锥形部分(41)紧固时,所述大体柱形部分(47)被沿着所述隆起(65)的外表面(69)向下推压。
5.根据权利要求2所述的切削刀具(21),其中,当沿着所述隆起(65)的外表面(69)向下推压所述大体柱形部分(47)时,所述侧支撑表面(37)被推压抵靠着所述侧邻靠表面(55)。
6.根据权利要求1-2中的任一项所述的切削刀具(21),其中,所述内螺纹孔(57)被定位成使得所述螺钉(27)的所述外螺纹端部(59)被越深地旋拧到所述内螺纹孔(57)中,所述螺钉头部分(61)和所述大体截头锥形部分(41)之间的接触就在所述大体截头锥形部分(41)的越窄的直径部分处沿着所述大体截头锥形部分(41)的有限圆弧出现,使得所述侧支撑表面(37)被推压抵靠着所述侧邻靠表面(55)。
7.根据权利要求1-2中的任一项所述的切削刀具(21),其中,所述刀片接纳凹部(31)在所述侧邻靠表面(55)和所述底部邻靠表面(53)之间包括空腔(83),所述空腔超过所述侧邻靠表面(55)和所述底部邻靠表面(53)地延伸到所述刀夹(25)中。
8.根据权利要求7所述的切削刀具(21),其中,所述底部周边边缘(81)的至少一部分被接纳在所述空腔(83)中。
9.一种刀夹(25,125),所述刀夹(25,125)在其中具有刀片接纳凹部(31),用于接纳权利要求1-8中任一项所述的切削刀具中的切削刀片(23,123),所述刀片接纳凹部(31)包括底部邻靠表面(53,153)和侧邻靠表面(55,155)以及内螺纹孔(57),所述底部邻靠表面(53,153)和所述侧邻靠表面(55,155)被布置成当所述切削刀片(23,123)被接纳在所述刀片接纳凹部(31)中时分别邻靠所述切削刀片(23,123)的底表面(35)和所述切削刀片的侧支撑表面(37),所述内螺纹孔(57)从所述底部邻靠表面(53,153)延伸到所述刀夹(25,125)中,
其特征在于,所述底部邻靠表面(53,153)包括部分圆形隆起(65),所述部分圆形隆起(65)绕所述内螺纹孔(57)的一部分延伸,并且所述部分圆形隆起(65)绕所述内螺纹孔(57)延伸通过180°或更小的弧度。
10.根据权利要求9所述的刀夹(25,125),其中,所述部分圆形隆起(65)包括外表面(69,169),所述外表面(69,169)与所述底部邻靠表面(53,153)限定钝角。
11.根据权利要求9-10中的任一项所述的刀夹(25,125),其中,相对于所述底部邻靠表面(53,153),所述部分圆形隆起(65)的端部部分(73)比所述部分圆形隆起(65)的中央部分(75)更低。
12.根据权利要求10所述的刀夹(25,125),其中,所述外表面(69,169)与所述底部邻靠表面(53,153)限定的钝角在邻近所述部分圆形隆起(65)的中央部分(75)处最小并且朝所述部分圆形隆起的端部部分(73)增加。
13.根据权利要求10所述的刀夹(25,125),其中,与所述部分圆形隆起的内表面(71,171)相比,所述部分圆形隆起(65)的所述外表面(69,169)与所述底部邻靠表面(53,153)形成更大的角度。
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