CN1100635C - 具有切屑排出机构的旋转刀具 - Google Patents

Abstract

一种具有切屑排出机构的旋转刀具，其中可在周向上调整定位件相应于切屑罩出口和旋转刀具上的键及键槽和机床的位置，使旋转刀具与自动工具更换装置相对应。具有出口的切屑罩通过轴承安装在刀体的周边区域上。刀体的刀杆与机床连接，切屑罩的定位销插入主轴箱的安装凹槽中。具有定位销的可移动挡圈在圆周方向上调整后安装在切屑罩上并通过螺栓固定。可在圆周方向上对切屑罩的出口和定位销之间的相对位置进行调整。

Description

具有切屑排出机构的旋转刀具

本发明涉及一种旋转刀具，该旋转刀具可通过切屑罩连续回收切削过程中产生的切屑，并特别地涉及一种适用于带有自动工具更换装置的机床的旋转刀具，该机床例如为组合加工中心机床。

上述具有切屑排出机构的旋转刀具的例子在日本专利申请公开号No.3-281114中公开过。

现在参照图7来描述旋转刀具。

如图7所示，例如为端面铣刀的旋转刀具1包括一组在刀体2的顶部周边给定距离处设置的一组刀尖3。切屑引导部分4安装在刀体2的顶部周边，切屑引导部分4以一定的间隙面向刀尖3的顶部切削刃和外周切削刃的切削面。刀杆5安装在刀体2的基体上并通过螺栓6同轴安装。而且大致为圆筒状的切屑罩7安装在刀体2的圆周区域，切屑罩的基体通过位于其与刀杆5之间的轴承8安装在刀杆5上，以便相对旋转。回收切屑的出口9形成在切屑罩7的周边区域。

刀杆5把刀体2连接到由机床10的主轴箱11支撑的主轴12上，并且该刀杆5安装在主轴12上，拉杆14拉向主轴12的后端，而刀杆5的锥形柄部13嵌入在主轴12中。刀杆5的键槽15实现与主轴12的键12a配合，于是主轴12的旋转可传递到刀体2上。刀杆5包括夹具16，该夹具可与装在机床10上的自动工具更换装置的工具更换杆(图中未示出)配合。

与轴承8连接的限制机构17整体地形成在切屑罩7的基体上，并且该限制机构17带有对置于机床10之主轴箱11的安装孔18。定位销20利用位于其下面的压缩弹簧19可滑动地插入到安装孔18中。朝向刀杆5的中心水平地旋入到限制机构17中的螺栓22的端部伸入并停留在定位销20的凹槽20a中，这样，限制了定位销20沿刀体2轴线的移动范围。

而且，安装凹槽23形成在主轴箱11上，以便在刀杆5安装在主轴12上时接纳定位销20的端部20b。朝刀体2的中心水平伸出的保持件20c形成在定位销20的中间，并且该保持件20c与设置在刀杆5圆周上的凹槽24配合。

因此，当刀杆5没有安装在机床10的主轴12上时，限制机构17的定位销20向上移动，直到螺栓22的端部通过弹簧19的弹力实现与凹槽20a的下端配合，同时保持件20c实现与刀杆5的凹槽24配合，这样可阻止刀杆5和切屑罩7(限制机构17)之间的相对旋转。而且，当刀杆5安装在主轴12上时，定位销20的端部20b插入到主轴箱11上的安装凹槽23内，定位销20抵抗弹簧19的弹力被向下推到安装孔18中，螺栓22的端部开始与凹槽20a的上端配合。在这种情况下，保持件20c从刀杆5的凹槽24中分离开，刀体2朝向固定的切屑罩7相对转动。

如图8所示，机床10上用于放置待切削材料26的工作台27可包括具有输送器28的机构，该机构用以沿刀体2的相对进给方向平行于待切削材料26地传送切屑。在这种机床10中，切屑罩7的出口9设置成朝向输送器28，当刀体2(或待切削材料26)平行于输送器28移动时，可进行切削。

在切削过程中，当刀杆5安装在主轴12上时，如果刀体2的顶部切削刃和外周切削刃压在了待切削的材料26上，并且在例如图8中的箭头A切削方向上移动时，由每个切削刃产生的切屑通过切屑引导部分4和刀尖3之切削面之间的空隙被强行导入到切屑罩7中，于是借助于旋转刀体2的离心力，切屑朝切屑罩7的四周内表面移动，从出口9排出到输送器28上，由回收盒等装置(图中未示出)接收。

在机床10中，主轴箱11上的键12a和安装凹槽23处于预定的位置，同时另一方面，在旋转刀具1中，刀杆5的键槽15和设在限制机构17上的定位销20处于预定的位置。然而，机床10可包括键12a和安装凹槽23，该键12a和凹槽23布置的位置与键槽15和定位销20的预定位置成角度的偏离。在这种情况下，在刀杆5的键槽15嵌入到主轴12的键12a上时，定位销20不能安装到主轴箱11的安装凹槽23中，除非例如手动地将定位销20的保持件20c从刀杆5的凹槽24中脱开且切屑罩7相对转动以进行定位调整之外。

而且，例如因为具有上述的结构角度，当限制机构17的定位销20嵌入到主轴箱11的安装凹槽23中时，切屑罩7的出口9不会面对工作台27上的用以排出切屑的输送器28。在这种情况下，不能实现通过输送器28进行的有效切屑回收。

根据上面提到的情况，本发明的目的是提供一种具有切屑排出机构的旋转刀具，其中定位件相对于切屑罩出口以及旋转刀具之刀杆上的键槽、键等部件的角度位置可在周向上随意地调整。

本发明的具有切屑排出机构的旋转刀具包括在其顶部圆周具有切削刃的刀体、在刀体的周边区域具有切屑出口的切屑罩以及设在切屑罩上的定位件，当安装在刀体上的刀杆与机床连接时，该定位件连接在机床上。定位件通过固定件可拆卸地安装在切屑罩上，同时定位件可随着固定件的安装位置在圆周方向上调整。

根据本发明，即使当机床的键或键槽以及机床上的连接定位件的那一部分不与刀杆上的键槽或键相对应时，通过在圆周方向上调整定位件的位置也可实现对准。

本发明在利用自动工具更换装置自动安装和卸下旋转刀具时特别具有优越性。

而且在圆周方向上定位件到出口的位置可通过调整设定。

例如当预先确定了传送切屑所用的输送器、切屑回收盒等装置的位置后，切屑罩的出口必须面对着它们设定，即使在这种情况下，通过在切屑罩的圆周方向上调整定位件，定位件和刀杆上的键槽或键可轻易地与机床对准。

而且，刀杆和机床连接在一起，以便通过把其中之一的键嵌入到键槽中而使之整体旋转，在圆周方向上定位件到刀杆上的键槽或键的位置可通过调整设定。

当把旋转刀具安装在机床上时，通过相应于机床调整定位件在圆周方向上朝向刀杆的键槽或键的位置，该旋转刀具可适用于各种机床。

定位件可带有保持件，刀杆可带有与保持件配合的配合部分，在刀杆的圆周方向上可设有一组配合部分。

或者定位件可带有保持件，而刀杆可带有具有配合部分的支撑件，该配合部分可以可拆卸的方式与保持件配合，于是配合部分的位置可随着支撑件的安装位置在圆周方向上调整。

在任一种情况下，当定位件的位置在圆周方向上移动时，通过随着该定位件的移动调整刀杆的配合部分的位置，在旋转刀具没有安装在机床上时，可阻止旋转刀具和切屑罩之间的相对转动。

而且用于使来自机床的空气通过的通孔可形成在定位件上，于是通过该通孔的空气经过空气通道进入到装在切屑罩中或者出口上的至少一个空气增强器中。

通过在切屑罩和机床之间使用也作为气体供给机构的连接机构，则气体供给机构的结构可以简化，而使占用的空间减少。

在利用自动工具更换装置把旋转刀具安装到机床上或从机床上拆下该旋转刀具时，本发明体现了优越性。

如上所述，在本发明的具有切屑排出机构的旋转刀具中，定位件通过固定件可拆卸地安装在切屑罩上，同时定位件可随着固定件的安装位置在圆周方向上调整。这样，即使是例如当机床的键或键槽以及连接定位件的机床部件与刀杆的键槽或键以及定位件的位置不一致时，也可通过在圆周方向上调整定位件来进行对准，甚至当出口的位置偏斜时，还可进行调整。

而且，沿圆周方向上定位件到出口的位置可进行调整。这样，例如当运送切屑的输送器、切屑回收盒等装置的位置确定后，切屑罩的出口必须设定成面对它们，即使在这种情况下，通过在切屑罩的圆周方向上调整定位件，定位件和刀杆的键槽或键可容易地与机床对准。

此外，刀杆安装在刀体上，刀杆和机床连接在一起，于是通过把两者之一中的键嵌入到键槽中而一起旋转，并且还可在圆周方向上调整定位件相对于刀杆上的键槽或键的位置。这样，即使切屑罩的出口位置预先确定了，在圆周方向上定位件到刀杆的键槽或键的角度位置可通过固定件随意地调整，于是可与任何型号的机床相适应。

定位件带有保持件，刀杆带有与保持件配合的配合部分，并且一组配合部分设置在刀杆的圆周方向上。或者，定位件带有保持件，同时刀杆带有具有配合部分的支撑件，该配合部分以可拆卸的方式与保持件配合，同时配合部分的位置还可随着支撑件的安装位置在圆周方向上进行调整。这样，在任一种情况下，当通过调整刀杆的配合部分的位置而使定位件的位置随之在圆周方向上移动时，当旋转刀具没有安装在机床上时，避免了刀杆和切屑罩之间的相对旋转。

而且，用以使来自机床的空气通过的通孔形成在定位件上，从而经过通孔的空气通过空气管道进入到空气增强器中，该增强器设在切屑罩或出口的至少一个之上。这样，通过在切屑罩和机床之间使用也可作为空气供给机构的连接机构，可以简化空气供给机构的结构，可减少占据的空间。

图1为示出了作为本发明第一实施例的旋转刀具在安装到机床主轴之前其主要部分的纵向剖面图。

图2为从底部看图1所示的旋转刀具的局部平面图。

图3为从顶部看图1所示的旋转刀具的底部平面图。

图4为示出了作为第二实施例的旋转刀具主要部分的纵向剖面图。

图5为从底部看的图4中所示的旋转刀具的局部平面图。

图6为从顶部看的图4所示的旋转刀具的底部平面图。

图7为安装在机床上的普通旋转刀具的剖面图。

图8为示意出了其中利用图7所示的旋转刀具对放置在机床工作台上的待切削材料进行切削的状态的平面图。

现在参照图1到图3来描述本发明的第一实施例。与上述相关的技术中相同或相似的部件用相同的标号来表示，并且省略其描述。图1为示出了作为第一实施例的旋转刀具在安装到机床主轴之前其主要部分的纵向剖面图。图2为从底部看图1所示的旋转刀具的局部平面图，及图3为从顶部看图1所示的旋转刀具的底部平面图。

图1到图3所示的旋转刀具例如为端面铣刀30。切屑罩7通过位于它与刀体2之间的轴承8安装在刀体2上，于是可遮盖刀体的周边区域，该切屑罩包括与轴承8的周边区域连接的基体31。基体31的周边区域32以刀体2的轴线O作为中心轴成圆筒形，并带有台阶33，在该台阶上面的上圆周区32a的直径比该台阶下面的下圆周区32b的直径稍微小一些。

环状的挡圈34可拆卸地安装在上圆周区32a的四周，挡圈34的一部分沿径向向外延伸，形成延伸部35。定位销41(定位件)安装在延伸部35上，与主轴箱11的安装凹槽23配合。

如图2所示，挡圈34分为可通过例如铰链37连接在一起以便打开的两个半圆件34a和34b。在合上状态时，半圆件34a和34b的另一端彼此相对，一个半圆件34a和另一个半圆件34b可通过螺栓38连接。

而且，图1中所示的延伸部35设有与轴线0平行的插孔40，定位销41可移动地插入到插孔40中，该定位销设有由小半径的上孔42a和大半径的下孔42b组成的通孔43。压缩弹簧44通过定位销41的下孔42b安装在插孔40的底部。定位杆45(保持件)在大致与定位销41垂直的方向上延伸，通过六角螺母46等零件将定位杆45固定在定位销41的上端41a下方，该上端41a待插入到主轴箱11的安装凹槽23内。

刀杆5的凹槽48(配合部分)与定位杆45配合，该凹槽48沿整个周边的周向以给定的距离形成在刀杆5的法兰47上(参照图2)。

定位销41、弹簧44以及定位杆45组成了定位部分36。

而且，通孔50与主轴箱11的安装凹槽23连通，以通过来自例如为空气喷泵(图中未示出)的进气管的压缩空气，于是当定位销41插入到安装凹槽23内时，压缩空气经过通孔43供入。

在延伸部35，孔51形成在插孔40的底部。空气供给管52安装在切屑罩7的外部处于水平状态的一个位置上，该位置与出口9成180度，以使该出口外部与切屑罩7相连。而且空气供给管52和延伸部35的孔51通过空气软管53(空气管道)连接起来。因此，当定位销41插入到主轴箱11的安装凹槽23中时，来自进气管的空气进入到切屑罩7中，吹动切屑罩7内的切屑，以使它们从出口9中排出。

而且，在刀杆5的周边，在例如为180度的彼此相对的位置设有一对键槽55和55(在图1中只示出了一个键槽)。通过把例如设在机床10之主轴12上的一对键56和56(图1以虚线示出)嵌入到键槽55和55中，则刀杆5和刀体2可与主轴12一起旋转。

由于根据本实施例的端面铣刀30具有上述的结构，安装在刀体2上的刀杆5从底部(参照图1)安装到机床10上之前，对应机床10工作台27上的输送器28的位置以及例如主轴12上的一对键56的角度位置，将刀杆5上的键槽55调整到与键56配合，并且通过轴承8围绕刀体2相对旋转切屑罩7，切屑罩7的出口9调整成正对着输送器28。

于是挡圈34安装在切屑罩7的基体31的上圆周区32a，并且在延伸部35的定位销41处于正对置着主轴箱11的安装凹槽23时，半圆件34a和34b闭合并用螺栓38固定。此时，定位销41的定位杆45嵌合在刀杆5的法兰47的凹槽48中，于是，避免了切屑罩7和刀杆5或刀体2之间的相对转动。

接着，通过利用自动工具转换装置把上述定位的刀杆5和刀体2及切屑罩7一起沿轴线传送，于是刀杆5可安装到主轴12中，并且主轴12的键56嵌入到刀杆5上的键槽55中，同时定位销41的上端41a嵌入到主轴11的安装凹槽23中。完全嵌入到安装凹槽23中的定位销41使弹簧44压缩并压入到延伸部35的插孔40中，定位杆45向下从法兰47的凹槽48中移出。这样当切屑罩7通过机床10固定时，刀杆5和刀体2可与主轴12一起旋转。

当维持上述状态时，刀体2的外周切削刃和顶部切削刃压在了工作台27上的待切削材料26上，并且沿例如图8中的A方向移动以进行切削。由外周切削刃和顶部切削刃产生的切屑经过切屑引导部分4和刀尖3切削面之间的间隙被强行导入到切屑罩7中。由于来自机床10之进气管的压缩空气通过通孔50、定位销41上的通孔43、孔51、空气软管53和空气供给管52吹到切屑罩7中，于是引导到切屑罩7中的切屑被吹向出口9并从出口9被吹到输送器28上，以便进行回收。

如上所述，根据实施例，切屑罩7的出口9和定位销41的角度位置可在圆周方向上随意地调整，并且即使定位销41到机床10的安装位置确定了，出口9也可在选择的方向上设定。而且，即使针对机床10的型号，键56的位置和主轴箱11的安装凹槽23的位置角度不同，并且即使切屑罩7之出口9的位置预先确定了，沿圆周方向上定位销41到刀杆5之键槽55的角度位置可随意地调整以通过挡圈34彼此相一致，并且刀体2可通过自动工具更换装置安装在各种机床10上。

而且，通过在机床10和切屑罩7之间使用连接机构，排出切屑所用空气可进入到切屑罩7内，使切屑能有效地得以回收。

接着，参照图4到图6对本发明的第二实施例进行描述，与第一实施例中相同的部件用相同的标号来表示，省略对其描述。图4为示出了作为第二实施例的旋转刀具主要部分的纵向剖面图。图5为从底部看的图4中所示的旋转刀具的局部平面图，图6为从顶部看的图4所示的旋转刀具的底部平面图。

根据第二实施例，空气增强器60与切屑罩7的出口9连接，形成在挡圈34之延伸部35的底部上的孔51和空气增强器60通过空气软管61连接。空气软管61沿切屑罩7的周边区域而弯曲。

而且，根据该实施例，不采用刀杆5的法兰47，而将法兰环63可拆卸地安装在刀杆5上。该法兰环63包括一对通过铰链64铰接在一起的半圆环63a和63b，它们都安装在刀杆5上并通过螺栓66闭合。与定位杆45配合的凹槽65(或一组凹槽)形成在一个半圆环63a上。

可安装法兰环63，使得凹槽65可随着通过挡圈34的位置调整来正对着定位杆45。

因此，当刀杆5安装在机床10上时，来自机床10的进气管的压缩空气吹到与出口9连接的空气增强器60中，从而产生吹向空气增强器60外部的气流(在箭头C示出的方向)。这样，切屑罩7的内部具有负压，产生从切屑罩7朝向外部的气流。

这样，因为存在了经过空气增强器60的气流，所以在切削过程中引导到切屑罩7的切屑被吸走而从出口9中排出，并且通过输送器28等装置运离。

虽然在上述的实施例中，通过定位销41的通孔43的气流进入到空气供给管52或空气增强器60，但是可以理解本发明不限于公开的实施例。气流可进入到空气供给管52和空气增强器60中，从而吹动的气流和吸收的气流同时作用在切屑罩7内的切屑上。这就进一步提高了切屑的回收效率。

此外，在上述的实施例中，从出口9中排出的切屑通过输送器28回收，然而，可以理解本发明不限于公开的实施例，可采用其它的适当的切屑回收装置，如采用回收盒。

而且，虽然本发明的旋转刀具当用于自动工具更换装置时最合适，但是本发明的旋转刀具也可用于人工更换等装置。

Claims (7)

1.一种具有切屑排出机构的旋转刀具，包括：

在其顶部周边具有切削刃的刀体；

具有切屑出口的切屑罩，所述切屑罩围绕所述刀体的周边区域安装；及

设在所述切屑罩上的定位件，当安装在所述刀体上的刀杆连接在所述机床上时，所述定位件与机床连接，

其特征在于：所述定位件通过固定件可拆卸地安装到所述切屑罩上，并且所述定位件可随着所述固定件的安装位置在圆周方向上调整。

2.根据权利要求1所述的具有切屑排出机构的旋转刀具，其特征在于：所述定位件相对于所述出口的位置可在圆周方向上进行调整。

3.根据权利要求1或2所述的具有切屑排出机构的旋转刀具，其特征在于：所述刀杆和所述机床彼此连接在一起，从而通过把所述刀杆或所述机床其中之一的键嵌入到另一个的键槽中可使其一起旋转，并且所述定位件相对于所述刀杆上的键槽或键的位置可在圆周方向上进行调整。

4.根据权利要求1或2所述的具有切屑排出机构的旋转刀具，其特征在于：所述定位件带有保持件，所述刀杆带有与所述保持件配合的配合部分，一组所述配合部分设置在所述刀杆的圆周方向上。

5.根据权利要求1或2所述的具有切屑排出机构的旋转刀具，其特征在于：所述定位件带有保持件，所述刀杆带有支撑件，该支撑件具有以可拆卸的方式与所述保持件配合的配合部分，并且所述配合部分的位置可随着所述支撑件的安装位置在圆周方向上进行调整。

6.根据权利要求1或2所述的具有切屑排出机构的旋转刀具，其特征在于：所述定位件设有用以引导来自所述机床的空气的通孔，并且经过所述通孔的空气进入到空气增强器中，该空气增强器设在所述切屑罩或所述出口的至少其中一个之上。

7.根据权利要求1或2所述的具有切屑排出机构的旋转刀具，其特征在于：所述刀体可通过自动工具更换装置安装在所述机床上或从机床上拆卸下来。

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