CN104093514B - 可转位切削工具 - Google Patents
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Abstract
在圆形刀具(10)的外周上的更靠近其底面的位置设置有定位部(16),定位部(16)用于将参与切削的切削刃定位在转位点处。形成在工具主体(1)上的支撑座(3)设置有:第一座侧面(3b)和第二座侧面(3c),第一座侧面(3b)和第二座侧面(3c)在相隔90度的位置分别接触并支撑圆形刀具的侧面;以及限制部(5),其与定位部(16)凹凸嵌合。仅设置一个限制部(5);并且,在第二座侧面(3c)侧的角部,设置比第一释放部(6)大的第二释放部(7)。
Description
技术领域
本发明涉及一种可转位切削工具,该可转位切削工具包括安装在设置于工具主体上的支撑座上的圆形切削刀具(即所谓的“圆形刀具”)。
背景技术
关于将正前角圆形刀具和工具主体结合的可转位切削工具,提出了多种将圆形刀具安装到工具主体的支撑座上的结构。
例如,经常使用下面的PTL1中公开的方法将圆形刀具安装到工具主体上。在该方法中,使接触面(限制面)接触与工具主体的支撑座相对应地设置的座侧面,从而将刀具定位。通过切除圆形刀具的侧面的一部分,在圆形刀具的朝向圆形刀具外周底面的部分上沿周向以恒定的间距形成接触面。各个接触面都是平坦表面,接触面的倾斜角比侧面的倾斜角大。
在PTL1的切削工具中,在刀具的外周上沿着接触面还设置有切口,并且形成于工具主体上的凸部嵌入切口中。这种结构用于防止刀具的错误安装。通过同时推压多个限制面中的两个限制面来执行刀具的定位,这两个限制面设置成彼此相隔90度角并且分别抵靠在支撑座的两个座侧面上。
<引用文献列表>
专利文献
PTL1:日本专利No.4857958
发明内容
<技术问题>
在上述安装结构中,使设置在刀具的侧面中的平坦接触面接触支撑座的座侧面,由此对刀具进行限制,这种安装结构难以提高刀具的定位精度。
由于接触面形成在刀具的朝向刀具外周底面的部分上,所以尤其是小型刀具与座侧面的接触面积小。另外,由于存在不可避免的加工误差,所以难以使刀具的两个接触面同时与工具主体的两个座侧面紧密接触。因此,刀具相对于支撑座的座接性能(seating)差,导致不能实现刀具的精确定位和稳定固定。
在对刀具外周的底面侧进行限制的结构中,设置在支撑座的角部处的修薄部分(thinnedportion)不能过大,因为需要确保支撑座的座侧面的面积。因此,不能有效地减小集中在角部的应力。
考虑到这种现有技术,本发明的目的是,能够使圆形刀具高精度地、稳定地固定到支撑座上,并且减小支撑座的角部的应力。
<技术方案>
为此,本发明提供一种可转位切削工具,所述切削工具包括安装在设置于工具主体的端部外周上的支撑座上的正前角圆形刀具。所述切削工具具有如下结构。在所述圆形刀具的外周上,在所述圆形刀具的朝向底面的部分设置有定位部,所述定位部将用于进行切削的切削刃定位在(用于定位的)转位点处。所述支撑座包括第一座侧面、第二座侧面和限制部。所述第一座侧面和所述第二座侧面接触并支撑所述圆形刀具的设置成彼此相隔90度的侧面。所述圆形刀具的定位部以凹凸嵌合的方式安装到所述限制部上。所述支撑座的座底面和所述第一座侧面之间仅设置一个所述限制部。在所述第一座侧面侧的角部设置有第一释放部,在所述第二座侧面侧的角部设置有第二释放部,所述第二释放部比所述第一释放部大。
在所述可转位切削工具中,所述圆形刀具的定位部的具体实例可以包括凹部和脊部,所述凹部和所述脊部沿周向以恒定的间距交替地设置在所述侧面的朝向所述圆形刀具的底面的部分上,每个所述脊部均具有恒定的宽度。另外,所述支撑座的限制部可以包括限制槽和凸部,所述脊部咬合所述限制槽,所述凸部嵌入位于所述脊部两侧的所述凹部中。
所述第二释放部可以形成在从所述支撑座的座底面到所述第二座侧面的范围内。
在圆形刀具的朝向圆形刀具外周底面的部分上设置平坦接触面,并且利用座侧面限制两个接触面——与这种类型的切削工具相比,根据本发明的具有上述结构的切削工具能够在圆形刀具的侧面与支撑座的座侧面之间提供更大的接触面积。
所述支撑座的所述第一座侧面和所述第二座侧面同心地设置。因此,能够防止当将平坦接触面设置成彼此相隔90度时出现不可避免的加工误差。这样,能够提高定位精度并且更稳定地固定刀具。
通过在从所述支撑座的座底面延伸到第二座侧面的范围内形成所述第二释放部,可以将所述第二释放部做得较大。结果,通过使得应力扩散到较大的范围内,能够使施加在所述支撑座的所述第二座侧面侧的角部上的应力减小。尽管所述第二释放部的尺寸取决于所述圆形刀具的尺寸,但所述第二释放部设置在尺寸大于或等于所述圆形刀具的高度(上表面与下表面之间的厚度)的1/3倍,期望的是1/2倍的区域内。
通常,通过使紧固螺钉穿过圆形刀具的中心处的安装孔,并将紧固螺钉旋入形成在支撑座的座底面上的螺纹孔中,而将圆形刀具固定在工具主体上。同样利用这种方法来固定根据本发明的切削工具。
设置在所述圆形刀具上的所述定位部(凹部和脊部)以及设置在所述工具主体上的所述限制部(所述限制槽和所述凸部)用于将所述圆形刀具定位在转位点处。还可以利用如下结构来实现这个目的:在这种结构中,限制部设置在支撑座的座底面和第二座侧面之间。然而,当所述限制部设置在所述座底面与所述第一座侧面之间时,所述第二释放部可以在所述第二座侧面侧形成在从所述支撑座的座底面延伸到第二座侧面的区域内。
设置在所述工具主体上的各个凸部的端部可以可咬合地面向设置在所述圆形刀具中的相应的所述凹部的底部,并且所述圆形刀具可以在如下位置定位在转位点处:所述限制槽和所述脊部相互咬合的位置,以及各个凸部的端部和相应的所述凹部的底部相互咬合的位置。这种结构能够更可靠地防止圆形刀具旋转。
<本发明的有益效果>
在根据本发明的切削工具中,设置在工具主体上的支撑座包括第一座侧面和第二座侧面。另外,通过使得位于圆形刀具的上侧的设置成彼此相隔90度的侧面分别接触第一座侧面和第二座侧面,来定位并支撑刀具。因此,能够提高定位精度并且更稳定地固定刀具。
另外,由于能够增大第二释放部的尺寸,所以能使施加到支撑座的角部的应力减小。
附图说明
图1是根据本发明实施例的可转位切削工具的透视图。
图2是图1所示的切削工具的侧视图。
图3是图1所示的切削工具的正视图。
图4是图1所示的切削工具的工具主体的透视图。
图5是设置在图4所示的工具主体上的支撑座的透视图。
图6示出图4所示的工具主体的支撑座的位置与安装在支撑座上的圆形刀具的位置之间的关系。
图7是用于图1所示的切削工具的圆形刀具的透视图。
图8是图7所示的圆形刀具的侧视图。
图9是图7所示的圆形刀具的仰视图。
图10是用于根据本发明的切削工具的另一种圆形刀具的透视图。
图11是图10所示的圆形刀具的侧视图。
图12是图10所示的圆形刀具的仰视图。
具体实施方式
下面参考图1至图12描述根据本发明的可转位切削工具的实施例。
图1至图3示意性地示出根据本发明实施例的整个可转位切削工具。可转位切削工具包括工具主体1、圆形刀具10和紧固螺钉8。圆形刀具10安装在工具主体1上。紧固螺钉8将相应的圆形刀具10固定到工具主体1上。
沿着工具主体1的端部外周在周向上以恒定的间距设置排屑槽2和面向排屑槽2的支撑座3。每个支撑座3均具有座底面3a(参见图4和图5),座底面3a支撑其相应的圆形刀具10的底面12(参见图8和图9)。使用紧固螺钉8将圆形刀具10安装到相应的支撑座3上。
紧固螺钉8穿过设置在相应的圆形刀具10的中心处的安装孔15(参见图7、图9、图10和图12),并且旋入形成在相应的支撑座3的座底面3a上的螺纹孔4(参见图4和图5)中。
设置在工具主体1的端部外周上的每个支撑座3除了均具有相应的座底面3a之外,还均具有第一座侧面3b和第二座侧面3c,如图4至图6所示。每个第一座侧面3b和每个第二座侧面3c均是与相应的圆形刀具10的设置成彼此相隔90度的侧面13相接触的表面。每个第一座侧面3b均沿轴向定位并支撑相应的圆形刀具10,并且每个第二座侧面3c均沿径向定位并支撑相应的圆形刀具10。
每个座底面3a和相应的第一座侧面3b之间均设置有限制部5,限制部5包括纵长的限制槽5a和凸部5b,限制槽5a设置在凸部5b之间。在座底面3a的第一座侧面3b侧的角部和座底面3a的第二座侧面3c侧的角部,沿远离圆形刀具的方向分别设置第一释放部6和第二释放部7来缓和这些角部。
每个限制槽5a都是中心位于与工具的从相应的螺纹孔4的中心穿过的轴线平行的线上的槽。凸部5b设置在相应的限制槽5a的左右两侧。
在每个第二座侧面3c侧不设置限制部5。这样能够为设置各个第二释放部7提供较宽的区域。
每个第二释放部7均形成在从相应的支撑座3的底面3a到第二座侧面3c的范围内。每个第二释放部7均形成在从相应的支撑座3的底面3a到凸部5b的范围内,每个第二释放部7均显著地大于每个第一释放部6。
尽管每个第二释放部7的尺寸还取决于相应的圆形刀具10的尺寸,但可将每个第二释放部7设置在高度大于或等于相应的圆形刀具10的高度(厚度)H的1/2的区域内。每个第二释放部7的尺寸显著地大于现有的相同类型的切削工具的第二释放部的尺寸。因此,施加到每个支撑座3侧的设置有第二释放部7的角部的应力由于扩散到宽的范围内而减小。因此,能够有效地抑制由于重复施加应力而导致的工具主体的疲劳损伤和破坏。
由于第一释放部6的布置受到凸部5b的限制,所以每个第一释放部6均小于每个第二释放部7。然而,在例如铣刀等旋转的切削工具中,由于大的应力施加到每个支撑座的第二座侧面3c侧的角部,而不施加到每个支撑座的第一座侧面3b侧的角部,所以不会特别地发生由于第一释放部6的尺寸小导致的问题。
每个圆形刀具10均是正前角刀具,其中,每个侧面13和相应的顶面11相交成锐角。示例性圆形刀具10如图7至图12所示。
图7至图9所示的第一种形式的刀具以及图10至图12所示的第二种形式的刀具都是可转位型刀具,其中,通过使刀具旋转预定角度来用未被使用的切削刃替换已被使用的切削刃。
第一种形式的圆形刀具10包括凹部16a和脊部16b,凹部16a和脊部16b沿周向以45度的间距交替地设置。每个凹部16a均是侧面13的在朝向外周底面12的位置处的一部分凹陷而成的凹陷部。每个脊部16b均具有恒定的宽度。在顶面11和侧面13相交的部分的脊线上形成有切削刃14,使用包括凹部16a和脊部16b的定位部16将圆形刀具10旋转45度的转位角,从而使切削刃14旋转(改变位置)。
第二种形式的圆形刀具10旋转90度来使切削刃14旋转,并且包括凹部16a和脊部16b;凹部16a和脊部16b沿周向以90度的间距交替地布置。每个凹部16a均是侧面13的在朝向外周底面12的位置处的一部分凹陷而成的凹陷部。每个脊部16b均具有恒定的宽度。
圆形刀具10的上侧的设置成彼此相隔90度的侧面13分别接触第一座侧面3b和第二座侧面3c,并利用第一座侧面3b执行轴向上的定位,利用第二座侧面3c执行径向上的定位,从而将圆形刀具10设置在支撑座3上。此时,沿着底面12侧的外周的一个脊部16b插入并咬合形成在工具主体1中的限制槽5a,同时,形成在工具主体1上并设置在限制槽5a两侧的两个凸部5b插入凹部16a中,凹部16a位于插在限制槽5a中的脊部16b两侧。
在第一种形式的圆形刀具10中,每个凹部16a的底面均是与刀具中心同心的直圆柱面。另外,当从图6中的刀具端面看去时,设置在工具主体1上的每个凸部5b的端部均沿大致切线方向相对于相应的凹部16a的底面倾斜。因此,当限制槽5a和脊部16b咬合不再受到阻止时,限制槽5a和脊部16b的咬合部防止圆形刀具10旋转。
相反地,在第二种形式的圆形刀具10中,在每个凹部16a的底面上设置有限制平坦表面Ff。另外,设置在工具主体1上的每个凸部5b的端部均具有与工具的轴线垂直的平坦表面,因此,每个凸部5b的端部均可咬合地面向相应的平坦表面Ff。即使在凸部5b的端部和凹部16a的底面彼此咬合的位置以及限制槽5a和脊部16b彼此咬合的位置,都防止了圆形刀具10旋转。因此,更可靠地防止了圆形刀具10旋转。
尽管示出的圆形刀具10包括沿径向设置在用作前刀面的顶面11中的槽17,但不一定要形成有槽17。另外,尽管上述底面12是多边形,但底面12不一定是多边形。
<附图标记列表>
1工具主体
2排屑槽
3支撑座
3a底面
3b第一座侧面
3c第二座侧面
4螺纹孔
5限制部
5a限制槽
5b凸部
6第一释放部
7第二释放部
8紧固螺钉
10圆形刀具
11顶面
12底面
13侧面
14切削刃
15安装孔
16定位部
16a凹部
16b脊部
Ff包括在凹部的底面中的平坦表面
17槽
Claims (4)
1.一种可转位切削工具,其包括安装在设置于工具主体(1)的端部外周上的支撑座(3)上的正前角圆形刀具(10),
其中,在所述圆形刀具(10)的外周上,在所述圆形刀具(10)的朝向底面(12)的部分设置有定位部(16),所述定位部(16)将用于进行切削的切削刃定位在转位点处,
所述支撑座(3)包括第一座侧面(3b)、第二座侧面(3c)和限制部(5),所述第一座侧面(3b)和所述第二座侧面(3c)设置成彼此相隔90度并且接触和支撑所述圆形刀具(10)的侧面(13),所述圆形刀具(10)的定位部(16)以凹凸嵌合的方式安装到所述限制部(5)上,
所述支撑座的座底面(3a)和所述第一座侧面(3b)之间仅设置一个所述限制部(5),并且
在所述第一座侧面(3b)侧的角部设置有第一释放部(6),在所述第二座侧面(3c)侧的角部设置有第二释放部(7),所述第二释放部(7)比所述第一释放部大。
2.根据权利要求1所述的可转位切削工具,其中,
所述圆形刀具的定位部(16)包括凹部(16a)和脊部(16b),
所述凹部(16a)和所述脊部(16b)沿周向以恒定的间距交替地设置在所述侧面(13)的朝向所述圆形刀具(10)的底面(12)的部分上,每个所述脊部(16b)均具有恒定的宽度,并且
所述支撑座的限制部(5)包括限制槽(5a)和凸部(5b),所述脊部(16b)咬合所述限制槽(5a),所述凸部(5b)嵌入位于所述脊部(16b)两侧的所述凹部(16a、16a)中。
3.根据权利要求1或2所述的可转位切削工具,其中,
所述第二释放部(7)形成在从所述支撑座的座底面(3a)到第二座侧面(3c)的范围内。
4.根据权利要求2所述的可转位切削工具,其中,
设置在所述工具主体(1)上的各个凸部(5b)的端部可咬合地面向设置在所述圆形刀具(10)中的相应的所述凹部(16a)的底部,并且
阻止所述圆形刀具(10)在如下位置旋转:所述限制槽(5a)和所述脊部(16b)相互咬合的位置,以及各个凸部(5b)的端部和相应的所述凹部(16a)的底部相互咬合的位置。
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