CN1052930C - 一种夹紧表面上带有肋条的刀头用的刀杆 - Google Patents

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Abstract

一种将用于金属切削机加工的切削刀头固定于刀杆上的紧固装置以这样的方式布置，它包括位于刀头的底侧上的槽(11)和位于刀杆(2)上的肋条(4)，肋条装配在槽中。切削刀头旋接于刀架之上，由于刀头的下侧不抵靠于肋条之间的平的部分平面(7)，以及由于肋条的顶部不与槽的底部相接触，因而在槽和肋条之间可获得楔紧作用。

Description

一种夹紧表面上带有肋条的刀头用的刀杆
本发明涉及一种将主要用于金属切削机加工的切削刀头固定于刀杆上的结构。
不同的切削刀头和可转换角度的刀头以几种不同的已知方式固定于刀杆上。最常用的方式是刀头具有贯通的中央孔，刀杆上的刀头座具有一个螺孔。锁定螺钉被插入到刀头的中央孔中，然后再通过适当的转矩旋入到刀杆上的螺孔中，一个具有中央孔的垫片通常也被装在螺钉上并位于刀头和底部支承表面之间。通常，切削刀头也包括两个内侧大体上相垂直的相接面，或者三个相接点，用于邻接刀头的两个侧面。具有这种结构的缺点是：当使用一定时间后就会很容易出现一定的松动。另一个缺点是：一个人可以很容易地将螺钉拧得太紧，以致将其损坏或者甚至引起断裂。
其它已知的刀杆具有一个夹具或类似的紧固装置，该装置压在刀头的上侧以便将刀头夹紧在刀头座-。夹具的压力能够通过螺钉加以调整。这种结构例如可以用于固定切削刀头而无需中央孔，这尤其是适合用于切割刀头。
为了避免任何摆动并获得比切削刀头一般说来更稳定的紧固，一些结构已被建议，根据这些结构，切削刀头的下侧和底部支承表面形成为带肋条的表面，以使它们相互匹配。这种结构公开在US-A-2 140 940中，另一种公开在US-A-2 453 464中。然而，这些实施例的缺点是：切削刀头或刀杆或者二者的带肋条的表面必须进行大量的磨光。再一缺点是：即使刀头已在垂直于肋条的方向上被固定，就象对于两个完全平的相接面一样，在这些结构中可能容易出现垂直摆动，特别是在具有振动趋向的机加工操作中。
在US-A-4 437 802中描述了如何将切削刀头固定于钻床上，该切削刀头包括两个槽，而钻床的支承表面上具有两个相应的肋条，这两个肋条准确地与槽相配合并占据它们的整个横截面积。再一次，出现的一个问题是：很容易出现轴向摆动，特别是钻床受到振动时。此外，肋条或者槽要求进行大量的磨光，以便获得必要的尺寸精度。
因此，本发明的主要目的是提供一种可获得将切削刀头稳定地且无摆动地固定于刀杆上的结构，例如在刀头长时间地承受振动的情况下。
本发明的第二目的是使切削刀头在刀杆上获得稳定的且无摆动的固定，而无需任何昂贵和费时的磨光。
本发明的第三个目的是避免在刀头座上需要有相接面或点，这些相接面或点需要有高的尺寸精度。
本发明的这些和其它目的是通过提供一种将主要用于金属切削机加工的切削刀头紧固于刀杆上的结构来实现的，刀头的底面上具有向内相平行的槽，刀杆的安装表面上具有相应的平行的肋条，该肋条装配在所述槽中，当切削刀头安装于刀杆上时，在切削刀头的底侧和安装表面之间具有一个间隙，切削刀头的槽被直接压制而不磨削，并且在垂直于槽的、相邻两槽之间的距离与和刀头的底侧相齐的槽的宽度之间的关系是在1∶1和4∶1之间。
本发明的一些优选实施例将在下面结合附图作出进一步描述。这些附图是：
图1显示了从上方倾斜看到的根据本发明的固定结构的立体图。
图2显示了根据本发明的切削刀头和刀杆的横截面图。
图3显示了从上方直接看到的根据本发明的刀杆的俯视图。
图4显示了与图2中相同的切削刀头的横截面图。
图5显示了与图2中相同的刀架的横截面图。
图6是一个从上方倾斜看到的立体图，显示了根据本发明制成的切削刀头的底侧。
图7是一个从上方倾斜看到的立体图，显示了与图6中相同的切削刀头的顶侧。
在这些图中，切削刀头以1或1’表示，刀杆以2或2’表示。切削刀头由适合的硬质材料如带涂层或不带涂层的硬质合金制成。某些陶瓷和立方晶系氮化硼也可以使用。首先，本发明打算用于不同的车削应用，例如，纵向车削、仿形加工、开槽及分离(切削)，但本发明也可有利地用于铣削切削刀头的固定。
刀杆2的上方前部设置有平的安装表面3。在安装表面上设置有向内大体上相互平行的细长肋条4。根据图1，肋条从夹持刀架的前方表面向后延伸，并且大体上与刀杆的纵向延伸部分平行。然而，一般地，该肋条可以具有任意的取向，例如垂直于图1中所示的方向。至少肋条4与刀头相啮合的那部分具有基本恒定的横截面几何形状。该几何形状具有梯形形式或者更准确地是平截等边三角形形式，其形状由两侧面5和顶面6限定。侧面5和安装表面3之间的过渡既可以沿明显的断裂线也可以沿具有小直径的圆角来完成，该圆角应位于与切削刀头1、1’的接触区域之外。肋条的顶角α适合于在40°和80°之间，优选地在50°和70°之间，特别是在55°和65°之间。安装表面3的部分表面7在肋条之间延伸，它大体上是平的并且具有这样的宽度，即该宽度适合地相当于肋条的基本宽度的1和4倍之间，优选地是在1.5和2.5倍之间。肋条可以以整体形式延伸至安装表面的后边界线，然而，由于生产技术的原因，肋条适合于在该边界线之前的一定距离处终止，优选地通过一个短的过渡部分来终止，过渡部分的肋条的高度逐渐减小直至最终消失。
切削刀头1、1’通过一个锁定螺钉8固定，螺钉8先穿过刀头的中央孔9，然后再旋入到刀杆2的螺孔10中。适合地，该孔的中心线位于肋条的纵向中心线上。该刀头的底侧形成有用于容纳肋条4的大体上平行的槽11。本发明的基本特征是：在硬质合金或其它硬质材料被烧结之前，这些槽11被直接压制，这样，就不再需要磨削。它们具有一个扇形角，该角精确地与肋条的顶角α相对应，或者比顶角α略小，然而不能小得超过2°，最好不超过1°。出于生产技术的原因，槽的底部最好是圆形的；当然，圆形部分12不应干扰槽的侧面13，该侧面将与肋条的侧面5相接触。槽到切削刀头的底侧14的过渡既可沿明显的断裂线完成，也可沿具有小半径的圆角来完成。侧面13应该是完全平的，以便获得与肋条的侧面5的良好接触。
如上所述，切削刀头，也包括槽11，作为一个整体压制。因而，槽中的表面结构就有一定的凸凹不平，只有磨削它才会消失。烧结并冷却之后所获得的尺寸随后作为用于制造刀杆的肋条的设定值。这些肋条的一定的磨削就不是很昂贵了，因为一个单独的刀杆可以用于大量的切削刀头。
当固定切削刀头时，根据图1至5，刀头被放在肋条4上并通过螺钉8紧固。在此情况下，本发明的一个基本特征是：在切削刀头的底侧14和刀杆的部分表面7之间没有接触。如在图2中所看到的，在所述表面7和14之间就有一间隙。该间隙可以在大于0(如0.02mm)和0.2mm之间的尺寸范围内。此外，本发明的另一基本特征是：肋条的顶部没有到达槽的底部，这也可从图2中看到。通过所述两个基本特征，当锁定螺钉8被拧紧时，就可能分别在肋条和槽的侧面5和13之间产生挤压楔紧作用。这种楔紧作用就会导致刀头具有迄今未获得的稳定性和强度的紧固。这样，对于大多数应用中的相接面和相接点就变得多余了，这正如图1和3中所看到的。这简化了刀头座的生产制造。而且，直接压制的槽的轻微的表面凸凹不平积极地影响固定的强度和耐久性。
切削刀头也可以用适当的夹紧装置而不是螺钉来加以紧固，尽管它没有构成本发明的优选实施例。在此情况下，夹具的施压点应该位于中间槽的正上方。
工作切削刃用坏以后，刀头可被松开并围绕螺钉8的中心轴线转动180°，以便转换到新的切削刃。
正如主要从图1中看到的，刀杆的螺孔10位于中间肋条上。该孔设在肋条上而不是例如两肋条之间的部分表面7上的原因是：如果刀头受到一个在其两个支承线之间的力作用，它可以被夹紧。为了给刀头在中间槽的两侧施以对称的紧固力，刀头和刀杆分别形成为分别具有奇数个槽和肋条。
根据本发明制成的切削刀头很好地适合于缓冲轴向和径向力。作为一个应用示例，它可通过根据图3、6和7制造的双功能的刀头得以应用。通过这种刀头的直的前切削刃14，以及与前者的两侧相邻的曲线边切削刃15，这种刀头可被用来横向车削和轴向仿形加工，以及作为径向车削的成形刀头。因而，可以获得很多不同的形状轮廓。
尽管不是必须，对于具有很大径向切削力的某些应用，根据本发明的肋条和槽可以与例如图1中的表面16的后部支承表面相接合，用于固定切削刀头。

Claims (4)

1、一种将主要用于金属切削机加工的切削刀头(1，1’)紧固于刀杆(2，2’)上的结构，刀头的底面(14)上具有向内相平行的槽(11)，刀杆的安装表面(3，7)上具有相应的平行的肋条(4)，该肋条装配在所述槽(11)中，其特征在于，当切削刀头安装于刀杆上时，在切削刀头的底侧(14)和安装表面(7)之间具有一个间隙(S)，切削刀头的槽(11)被直接压制而不磨削，并且在垂直于槽的、相邻两槽之间的距离与和刀头的底侧相齐的槽的宽度之间的关系是在1∶1和4∶1之间。
2、如权利要求1的结构，其特征在于，肋条(4)的顶部(6)与槽(11)的底部(12)不接触。
3、如权利要求1或2的结构，其特征在于，肋条的横截面具有平截等边三角形的形式。
4、通过根据权利要求1至3的结构紧固于一个刀杆上的切削刀头，其底侧(14)具有平行的槽(11)，其特征在于，槽(11)被直接压制而不磨削，并且在垂直于槽的、相邻两槽(11)之间的距离与和刀头的底侧相齐的槽的宽度之间的关系是在1∶1和4∶1之间。
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