CN104918738B - 具有轴向位置调整布置的切削工具 - Google Patents

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Abstract

一种切削工具(100)，其具有沿刀具外围表面(106)在刀具侧表面(104)之间交替地定位的多个切削部(108)，其中，切削镶刀(112)保持在每个切削部(108)中。至少一个切削部(108)具有主凹部(114)，其形成在与相应的切削镶刀(112)所在的刀具侧表面相对的刀具侧表面(104)中。主凹部(114)具有凹部弓形表面(116)和凹部支承表面(118)。切削部(108)还具有凸轮构件(124)，其具有位于凸轮枢轴轴线(P)的不同侧上的凸轮弓形表面(126)和凸轮支承表面(128)。凸轮构件(124)位于主凹部(114)内，凸轮弓形表面(126)与凹部弓形表面(116)相邻，并且凸轮支承表面(128)与凹部支承表面(118)相邻。切削部(108)是在中性位置(图5)与调整位置(图6)之间可移动的，其中，切削镶刀(112)的轴向位置当凸轮构件(124)绕凸轮枢轴轴线(P)旋转时被调整。

Description

具有轴向位置调整布置的切削工具
技术领域
本发明一般涉及具有周向保持在其上的多个切削镶刀的切削工具，并且具体而言，涉及具有用于调整切削镶刀的轴向位置的布置的这样的切削工具。
背景技术
例如开槽刀的切削工具具有位于其周界处的多个切削镶刀。切削镶刀可以沿切削工具的周边在工具体的不同侧之间交替地布置。这样的切削工具具有通过两个相邻切削镶刀的切削刃的轴向跨度所确定的切削宽度。因此，可以通过控制每个切削镶刀的轴向位置来控制切削工具的切削宽度。
例如，德国专利公开号DE 3936243、德国专利公开号DE 10011113、美国专利号4,780,029、美国专利号6,056,484、美国专利号6,497,537、美国专利号7,121,769、美国专利号7,802,945和美国专利号8,061,937中示出了具有如上述布置的切削镶刀或具有用于控制切削镶刀的位置的装置的切削工具。
本申请的主题的目的在于提供一种具有用于调整切削镶刀的轴向位置的布置并且控制切削工具的切削宽度的改进的新切削工具。
发明内容
根据本申请的主题，提供了一种切削工具，其具有旋转轴线并且包括：
刀体，所述刀体具有两个刀具侧表面和在其间延伸的刀具外围表面；
沿所述刀具外围表面定位的多个周向隔开的切削部，每个切削部包括用于保持切削镶刀的镶刀槽，其中，两个相邻切削部的镶刀槽交替地形成在不同的刀具侧表面上；
其中，至少一个所述切削部包括：
主凹部，其形成在与相应的镶刀槽相对的刀具侧表面上，并且具有凹部弓形表面和与所述凹部弓形表面相对定位的凹部支承表面；以及
轴向位置调整布置，其包括：
凸轮构件，其具有位于凸轮枢轴轴线的不同侧上的凸轮弓形表面和凸轮支承表面，所述凸轮构件位于所述主凹部内，其中，所述凸轮弓形表面与所述凹部弓形表面相邻，并且所述凸轮支承表面与所述凹部支承表面相邻，以及
其中，所述至少一个切削部是在中性位置与调整位置之间可移动的，并且在所述至少一个切削部中的一个的调整位置中，所述切削镶刀的轴向位置当凸轮构件沿第一方向绕凸轮枢轴轴线旋转时被调整。
根据本申请的实施例，在上述切削工具中，在所述至少一个切削部中的每一个中：
紧固螺钉孔与凹部支承表面隔开地在刀具外围表面与主凹部之间延伸并且通到刀具外围表面和主凹部，
紧固螺钉沿螺钉轴线设置在紧固螺钉孔中，以及
在调整位置中，紧固螺钉沿螺钉轴线前进到紧固螺钉孔中。
根据本申请的另一实施例，在所述切削部中的一个的调整位置中，凸轮支承表面压靠凹部支承表面，从而引起相应的切削镶刀的轴向移动。
附图说明
为了更好地理解本发明并且展示如何在实践中实施本发明，现将参考附图，在附图中：
图1是根据所公开技术的实施例的切削工具的示意图；
图2是图1的切削工具的侧视图；
图3是图1的切削工具的周视图；
图4是图1的切削工具的切削部的分解透视图；
图5是处于中性位置的图1的切削工具的切削部的部分透明的侧视图；
图6是处于调整位置的图1的切削工具的切削部的部分透明的侧视图；
图7是图1的切削工具的切削部的另一侧视图；
图8是图1的切削工具的凸轮构件的透视图；
图9是图8的凸轮构件的顶视图；
图10是根据所公开技术的另一实施例的切削工具的透视图；以及
图11是根据所公开技术的另一实施例的切削工具的透视图。
将理解的是，为了图示的简单和清楚，附图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其它元件被扩大，或者若干物理部件可以被包括在一个功能块或元件中。此外，在认为适当时，在附图中可以重复附图标记以指示对应或相似的元件。
具体实施方式
在以下说明中，将对本发明的各个方面进行描述。出于解释的目的，阐述了具体的配置和细节以提供对本发明的彻底理解。然而，对本领域技术人员而言也将是显而易见的是，本发明可以在无本文所呈现的具体细节的情况下来实践。此外，公知的特征可以被省略或简化，以便不模糊本发明。
参考图1和图2，其描绘了根据本发明的切削工具100的侧向透视图。切削工具100具有旋转轴线R，当用于例如切槽的金属切削操作中时，切削工具100绕旋转轴线R旋转。切削工具100包括刀体102，所述刀体102具有两个刀具侧表面104和在其间延伸的刀具外围表面106。刀体102是圆盘形的，并且切削工具100是圆盘形的开槽刀具。然而，本发明可以相似地与如图10-11中所描绘的以及参考这些图所阐述的其它类型的工具一起使用。应当注意的是，本文所用的术语“开槽刀具”可以用金属切削领域中适用于这样的切削工具的其它术语来代替，例如，“槽铣刀”、“开缝刀”、“切槽刀”、“起槽铣刀”、“开槽铣刀”、“侧铣刀”、“盘铣刀”等。
多个周向隔开的切削部108沿刀具外围表面106在不同的刀具侧表面104上交替地定位。每个切削部108具有形成在工具侧表面104中的第一个侧表面上的镶刀槽110，所述镶刀槽110适于将切削镶刀112接收并保持在其中。
进一步参考图1-3，切削镶刀112例如通过与镶刀螺钉孔152相互作用的镶刀螺钉150牢固地保持在镶刀槽110中。镶刀螺钉孔152可以通到与镶刀槽110相对的刀具侧表面104(如图1和图2中所描绘)。切削镶刀112具有切削刃113。当切削镶刀112被保持在镶刀槽110中时，切削刃113采取轴向位置，即，沿平行于旋转轴线R的方向。
切削部108中的至少一个包括轴向位置调整布置122。如图1-7中所描绘，切削工具100的所有切削部108都包括轴向位置调整布置122。然而，应当理解的是，可替代地，仅镶刀槽110位于切削侧表面104中所选的一个上的那些切削部108可以包括轴向位置调整布置122(即，镶刀槽110位于切削侧表面104中相同的所选的一个上)。另外可替代地，仅所选的切削部108可以包括轴向位置调整布置122。
具有轴向位置调整布置122的至少一个切削部108还具有形成在与相应的镶刀槽110(即，相同切削部108的镶刀槽110)相对的刀具侧表面104上的主凹部114。主凹部114具有凹部弓形表面116和相对的凹部支承表面118。主凹部114朝向旋转轴线R与镶刀槽110隔开。弹性部162位于主凹部114与刀具外围表面106之间。紧固螺钉孔120与凹部支承表面118隔开地在刀具外围表面106与主凹部114之间延伸并且通到刀具外围表面106和主凹部114。紧固螺钉孔120沿螺钉轴线S延伸。
每个轴向位置调整布置122包括凸轮构件124和紧固螺钉130。紧固螺钉130沿螺钉轴线S设置在紧固螺钉孔120中。调整布置122中的每一个还可以包括杠杆销136。凸轮构件124具有平行于切削工具100的旋转轴线R的凸轮枢轴轴线P。凸轮构件124具有凸轮弓形表面126和相对的凸轮支承表面128。凸轮弓形表面126是对着第一角α(参见图5)的圆弧。在特定实施例中，第一角α可以是约85°的角。但是，第一角α可以是根据切削工具和凸轮构件的可用空间和结构而确定的不同角度。凸轮枢轴轴线P可以位于凸轮弓形表面126的中心处(即，位于弓形表面126的圆弧的中心)。凹部弓形表面116形成有适于凸轮弓形表面126装配在其中的形状和大小。
进一步参考图8和图9，凸轮构件126具有两个凸轮侧表面154和在其间延伸的凸轮外围表面156。凸轮侧表面154沿凸轮枢轴轴线P彼此隔开。凸轮支承表面128是凸轮外围表面156的一部分。在一些实施例中，凸轮支承表面128沿凸轮枢轴轴线P沿凸轮外围表面156的一部分延伸。凸轮外围表面156与凸轮支承表面128相邻的部分朝向凸轮枢轴轴线P凹进，从而形成凸轮支承凹进158。以此方式，凸轮支承表面128接触与刀具侧表面104相邻的凹部支承表面118，主凹部114形成在所述刀具侧表面104中。这是为了尽可能更近地将力施加于此刀具侧表面104，这将更好地引起如本文下面将论述的弹性部162的轴向偏转。
另外，凸轮构件124具有沿横向于凸轮枢轴轴线P的方向隔开的第一端132和第二端134。凸轮弓形表面126和凸轮支承表面128位于第一端132处的凸轮外围表面156上。杠杆接触表面160形成在第二端134处的凸轮外围表面156上。平面部157位于凸轮支承表面128与杠杆接触表面160之间。凸轮构件126还可以具有平行于凸轮枢轴轴线P延伸并且通到凸轮侧表面154中的一个或两个的凸轮夹持开口142。在图8的实施例中，凸轮夹持开口142沿凸轮枢轴轴线P延伸并且通到两个凸轮侧表面154。
进一步参考图5和图6，其描绘了切削工具100的切削部108中的一个。切削工具100的每个切削部108是在中性位置(图5)与调整位置(图6)之间可移动的。凸轮构件124位于主凹部114内，其中，凸轮弓形表面126靠着凹部弓形表面116放置，并且凸轮支承表面128靠着凹部支承表面118放置。杠杆销136在紧固螺钉130与主凹部114之间沿螺钉轴线S位于紧固螺钉孔120中。
在中性位置(图5)中，紧固螺钉130不在凸轮构件124的第二端134上施加力。因此，弹性部162和切削部108的切削镶刀112也处于它们的中性(即，未调整的)轴向位置中。
切削工具100被用于在金属工件中进行切削。切口的宽度W(即，槽宽W，图3)通过两个邻近的切屑镶刀112的切削刃113的轴向范围确定(即，沿平行于旋转轴线R的方向)。可以通过调整每个切削刃113的轴向位置来实现控制切削工具100的切口的宽度W。如本文下面将详述的，在切削部108中的一个的调整位置(图6)中，切削镶刀112的轴向位置当凸轮构件124绕凸轮枢轴轴线P旋转时被调整。应当注意的是，即使相应的切削部108包括轴向位置调整布置122，也不强制调整所有切削镶刀112的轴向位置(即，可以调整切削镶刀112的一部分的轴向位置)。
当紧固螺钉130螺纹接合紧固螺钉孔120时，它沿螺钉轴线S压在杠杆销136上。杠杆销136随后在凸轮构件124的第二端134处压在凸轮构件124上。这引起凸轮构件124沿第一方向D绕凸轮枢轴轴线P旋转，使得凸轮支承表面128压靠凹部支承表面118。因此，凸轮支承表面128在凹部支承表面118上施加力，所述力具有平行于螺钉轴线S的分力F。
施加在凹部支承表面118上的力引起弹性部162和镶刀槽110的轴向偏转，并且因此引起切削镶刀112的轴向偏转。此偏转在图3中通过箭头A来指示。主凹部114仅在刀具侧表面104中的一个上形成(即，它不是贯通的凹部)，并且此刀具侧表面104被减弱，从而使它在机械力下更加柔性。另外，在一些实施例中，主凹部114可以具有形成对置的弹性凹部138(即，与凸轮构件124的第一端132和第二端134相邻)的两个对置的延伸部。这些弹性凹部138也给弹性部162提供柔性以便沿轴向方向偏转。
值得注意的是，位于紧固螺钉130与凸轮构件124之间的杠杆销136允许使用较短的紧固螺钉130，而不是将达到凸轮构件124并且直接压在其上的长紧固螺钉。此外，在调整位置(图6)中，杠杆销136的一部分被暴露于主凹部114的空间。当采用长紧固螺钉时，所述螺钉的一部分被暴露于主凹部114。为了防止对紧固螺钉的螺纹端的可能损坏(例如，断裂、与去除的金属屑接触等)，附加了杠杆销136，从而保持紧固螺钉130的整个螺纹部分在紧固螺钉孔120内受到保护。
切削部122中的每一个还可以包括通到与镶刀槽110相邻的刀具侧表面104以及通到主凹部114的刀具夹持开口140。凸轮构件124具有平行于凸轮枢轴轴线P延伸的凸轮夹持开口142。当凸轮构件124处于主凹部114中时，刀具夹持开口140也平行于凸轮枢轴轴线P延伸，并且朝向凸轮夹持开口142打开。刀具夹持开口140大于凸轮夹持开口142。为了防止凸轮构件124从主凹部114中脱落，具有头部146和夹持部148的夹持销144被插入穿过刀具夹持开口140，使得夹持部148被插入到凸轮夹持开口142中。夹持部148与凸轮夹持开口142形成压配合，从而夹持凸轮构件124。例如，当夹持部148的直径至少在其一些部分中略大于凸轮夹持开口142的直径时，所述压配合是可能的。特别地，夹持部148可以由具有相似半径的三个弓形部分形成，从而形成类似圆角三角形的形状，这适于实现与凸轮夹持开口142的三点式压配合。夹持销144的头部146的直径大于刀具夹持开口140，使得头部146靠着与主凹部114相对的刀具侧表面104停止。
当凸轮构件124旋转时，可在夹持销144上施加弯曲扭力。夹持销144在这样的扭力下可趋于弯曲或断裂，特别是当以小尺寸形成时。为此，凸轮夹持开口142和刀具夹持开口140可以沿凸轮枢轴轴线P(即，与其重合)定位，如附图中所示。在这种情况下，夹持销144与凸轮构件124一起旋转，并且消除了施加在夹持销144上的扭矩，从而给轴向位置调整布置122提供了进一步的耐用性。
图5中描绘了沿凸轮枢轴轴线P查看的凸轮构件124的侧视图。根据本发明的实施例，并且如此视图中所描绘的，杠杆接触表面160可以相对于平面部157倾斜第二角β，从而朝向凸轮枢轴轴线P倾斜。特别地，第二角β可以是15°的角。当紧固螺钉130直接或通过杠杆销136在杠杆接触表面160上向下推时，杠杆接触表面160倾斜，以确保存在足够的分力以使凸轮构件124沿第一方向D旋转。杠杆接触表面160也用于朝向凸轮枢轴轴线P引导杠杆销136，从而防止它当凸轮构件124旋转时沿远离凸轮枢轴轴线P的方向滑动。
根据本发明的实施例，位于主凹部114内的凸轮侧表面154包括与凸轮构件124的第一端132相邻地延伸的第一侧部164和与凸轮构件124的第二端134相邻地延伸的第二侧部166。凸轮侧表面154基本上彼此平行并且在其间限定了凸轮构件厚度。如图9中所指示，凸轮构件在其第一端132处(即，在第一侧部164与另一凸轮侧表面154之间)具有第一凸轮构件厚度T1，并且在其第二端134处(即，在第二侧部166与另一凸轮侧表面154之间)具有第二凸轮构件厚度T2。第二凸轮构件厚度T2大于第一凸轮构件厚度T1(即，T2＞T1)，使得凸轮构件124的第二端134比第一端132厚，从而形成凸轮突起部168。加厚凸轮构件124的第二端134允许更大的杠杆接触表面160，这有助于凸轮构件124在杠杆销136施加在其上的力下的耐用性。
在此后一实施例中，并且如图5-7中所描绘的，刀体102中形成孔口170，其通到主凹部114以及通到相对的刀具侧表面104。孔口170被定位成与紧固螺钉孔120相邻，并且平行于凸轮枢轴轴线P延伸。孔口170被形成为在轴向位置调整布置122的中性位置以及调整位置中，允许凸轮构件124的突起部168插入到孔口170。
本发明的轴向位置调整布置122可以与各种类型的切削工具一起使用。参考图10和图11，其描绘了用于不同切削工具上的本发明。在图10中，切削工具200为法兰式开槽刀，其具有刀体202和法兰部204。刀体202和法兰部204以单件式整体构造一体形成。刀体202具有多个切削部108，这些切削部108中的至少一个具有轴向位置调整布置122，如本文上面参考本发明的第一实施例所述。
在图11中，切削工具300为T型开槽刀，其具有刀体302和柄部304。刀体302和柄部304以单件式整体构造一体形成。刀体302具有多个切削部108，这些切削部108中的至少一个具有轴向位置调整布置122，如本文上面参考本发明的第一实施例所述。
虽然已参考一个或多个具体实施例描述了本发明，但本描述意在作为整体而言是说明性的，并且不应被解释为将本发明限于所示的实施例。应当理解的是，虽然未在本文中具体示出，然而本领域技术人员可想到的各种修改仍在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种切削工具(100)，其具有旋转轴线(R)并且包括：
刀体(102)，其具有两个刀具侧表面(104)和在所述两个刀具侧表面(104)之间延伸的刀具外围表面(106)；
沿所述刀具外围表面(106)定位的多个周向隔开的切削部(108)，每个切削部(108)包括用于保持切削镶刀(112)的镶刀槽(110)，两个相邻切削部(108)的所述镶刀槽(110)交替地形成在不同的刀具侧表面(104)上；
其中，至少一个切削部(108)包括：
主凹部(114)，其形成在不同于相应的镶刀槽(110)的另一刀具侧表面(104)上，并且具有凹部弓形表面(116)和与所述凹部弓形表面(116)相对定位的凹部支承表面(118)；以及
包括凸轮构件(124)的轴向位置调整布置(122)，所述凸轮构件(124)具有位于凸轮枢轴轴线(P)的不同侧上的凸轮弓形表面(126)和凸轮支承表面(128)，所述凸轮构件(124)位于所述主凹部(114)内，其中，所述凸轮弓形表面(126)与所述凹部弓形表面(116)相邻，并且所述凸轮支承表面(128)与所述凹部支承表面(118)相邻；以及
其中，所述至少一个切削部(108)是在中性位置与调整位置之间可移动的，并且所述切削镶刀(112)的轴向位置当所述凸轮构件(124)沿第一方向(D)绕所述凸轮枢轴轴线(P)旋转时被调整。
2.根据权利要求1所述的切削工具(100)，其特征在于，在所述至少一个切削部(108)中的每一个中，紧固螺钉孔(120)与所述凹部支承表面(118)隔开地在所述刀具外围表面(106)与所述主凹部(114)之间延伸并且通到所述刀具外围表面(106)以及通到所述主凹部(114)，并且紧固螺钉(130)沿螺钉轴线(S)设置在所述紧固螺钉孔(120)中，以及
其中，在所述调整位置中，所述紧固螺钉(130)沿所述螺钉轴线(S)前进到所述紧固螺钉孔(120)中。
3.根据权利要求1所述的切削工具(100)，其特征在于，在所述至少一个切削部(108)中的一个的所述调整位置中，所述凸轮支承表面(128)压靠所述凹部支承表面(118)，从而引起相应的切削镶刀(112)的轴向移动。
4.根据权利要求1所述的切削工具(100)，其特征在于，所述凸轮枢轴轴线(P)位于所述凸轮弓形表面(126)的中心处。
5.根据权利要求1所述的切削工具(100)，其特征在于，所述凸轮枢轴轴线(P)平行于所述旋转轴线(R)。
6.根据权利要求1所述的切削工具(100)，其特征在于，所述切削部(108)中它们的镶刀槽(110)位于所述刀具侧表面(104)中所选的一个上的所有切削部(108)包括轴向位置调整布置(122)。
7.根据权利要求1所述的切削工具(100)，其特征在于，所述切削工具(100)的切削部(108)中的所有切削部(108)包括轴向位置调整布置(122)。
8.根据权利要求1所述的切削工具(100)，其特征在于，所述刀体(102)是圆盘形的。
9.根据权利要求2所述的切削工具(100)，其特征在于，在每个轴向位置调整布置(122)中：
所述凸轮构件(124)具有第一端(132)和第二端(134)，所述凸轮弓形表面(126)和所述凸轮支承表面(128)位于所述第一端(132)处，以及
在所述至少一个切削部(108)中的一个切削部(108)的所述调整位置中，所述切削部(108)的紧固螺钉(130)朝向所述旋转轴线(R)推所述凸轮构件(124)的第二端(134)，从而使所述凸轮构件(124)沿所述第一方向(D)绕所述凸轮枢轴(P)旋转。
10.根据权利要求2和权利要求9中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，每个轴向位置调整布置(122)还包括杠杆销(136)，所述杠杆销(136)在所述紧固螺钉(130)与所述凸轮构件(124)之间沿所述螺钉轴线(S)位于所述紧固螺钉孔(120)中。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，在所述至少一个切削部(108)中的每一个中，所述主凹部(114)在所述凹部支承表面(118)的相反侧上具有两个延伸部，从而形成对置的弹性凹部(138)。
12.根据权利要求1-9中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于：
所述至少一个切削部(108)中的每一个还包括通到所述镶刀槽(110)的刀具侧表面(104)以及通到所述主凹部(114)的刀具夹持开口(140)，所述刀具夹持开口(140)平行于所述凸轮枢轴轴线(P)延伸，
每个凸轮构件(124)具有平行于所述凸轮枢轴轴线(P)延伸的凸轮夹持开口(142)，以及
具有夹持部(148)的夹持销(144)穿过所述刀具夹持开口(140)并且与所述凸轮夹持开口(142)形成压配合。
13.根据权利要求12所述的切削工具(100)，其特征在于，所述刀具夹持开口(140)沿所述凸轮枢轴轴线(P)定位。
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