CN111889775A - 高速切削的铣削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高速切削的铣削刀具，包括：刀体、刀槽、刀夹、驱动螺钉和辅助压紧螺钉；所述刀槽设置有刀槽轴向面、刀槽径向面、刀槽第一切向面、刀槽第二切向面、固定部和弹性部，所述刀夹设置有刀夹轴向面、刀夹径向面、刀夹第一切向面、刀夹第二切向面、切削部和驱动螺孔，所述刀夹通过所述驱动螺钉与所述驱动螺孔配合在所述刀槽内运动；所述刀夹第一切向面和刀夹第二切向面相对设置并相互倾斜成∠a，所述刀槽第一切向面和刀槽第二切向面相对设置并相互倾斜成∠b，且∠a>∠b；本发明结构设计合理，调整方便，刀具结构稳定受力不会飞出，同时刀槽的弹性部能够提供类似“阻尼”的效果，降低切削时刀夹的微小振动，提升刀具寿命。

Description

高速切削的铣削刀具

技术领域

本发明涉及铣削刀具技术领域，特别涉及一种高速切削的铣削刀具。

背景技术

随着切削技术的进步，铝合金高速铣削加工广泛采用装配了焊接PCD刀夹的铣刀，为了保证刀具的寿命和切削效果，刀具常常采用以下结构，即：圆盘式的刀体和设置在刀体外围刀槽中可以轴向调整的切削单元；其中，每个切削单元包含以下结构：切削刀夹、压紧单元和调整单元；为了保证刀具使用时的切削效果，此类刀具在加工前需要调整各个刀夹的轴向高度来保证精度，其调整顺序为：1、调整单元粗调整切削刀夹到初始预定高度；2压紧单元预紧；3、调整单元精密调整切削刀夹到最终高度；4、压紧单元最终压紧；如：专利CN101505895A，CN1929945A，CN200980159145.3，WO2004087358A2展示了这样的刀具。

此类刀具结构复杂，现有技术下，切削刀夹、压紧单元和调整单元为相互独立的部件，通过特定的装配关系装配在刀槽中，在高速切削时容易出现松动；同时为了保证在刀体高速旋转时能够为刀夹提供足够可靠的压紧力，压紧单元需要足够强壮或者复杂，常常被设置成较大的尺寸规格，相应的，与其配合的刀夹或者刀体需要设置足够的空间来容纳该压紧单元，这样往往会削弱刀夹或者刀体的强度，占用刀体有限的空间，降低刀具的切削效果和寿命；现有的技术条件下，压紧单元必须要预紧，操作步骤复杂，调整花费时间长；同时此类刀具只能单向调整，当调整高度超过预定时，无法回调，只能释放刀夹至初始位置，重新调整，类似步骤将延长调整时间；同时，为了保证预紧、压紧的稳定性，往往需要专用的扭力扳手，调整方式复杂；在刀具高速旋转时，随着切削振动导致装配松动或者压紧结构失效，刀夹、压紧单元、调节单元在离心力的作用下有飞出刀体的可能。

发明内容

本发明提供了一种高速切削的铣削刀具，其目的是为了解决现有刀具结构复杂、调整时间长、刀具高速旋转时结构不稳定等问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种高速切削的铣削刀具，包括：

刀体，所述刀体为盘状刀体，所述刀体上均匀设置有多个刀槽，所述刀槽用于安装切削单元；所述切削单元包括刀夹、驱动螺钉和辅助压紧螺钉；每个所述刀槽均由刀槽轴向面、刀槽径向面、刀槽第一切向面和刀槽第二切向面构成，每个所述刀夹均设置有刀夹轴向面、刀夹径向面、刀夹第一切向面和刀夹第二切向面；所述刀槽轴向面、刀槽径向面、刀槽第一切向面和刀槽第二切向面分别与所述刀夹轴向面、刀夹径向面、刀夹第一切向面和刀夹第二切向面相对设置；所述刀槽分为固定部和弹性部，所述刀槽第一切向面设置在固定部，所述刀槽第二切向面设置在弹性部；

所述刀夹在朝向所述刀体外围设置有用于切削的切削部；所述刀夹上开设有一驱动螺孔，所述刀夹通过所述驱动螺钉与所述驱动螺孔配合沿所述刀槽第一切向面朝向刀具切削端面或刀具安装端面的方向运动；

所述刀夹第一切向面和刀夹第二切向面相对设置并相互倾斜成∠a，所述∠a在朝向刀具安装端面收缩，在朝向刀具切削端面开放；所述刀槽第一切向面和刀槽第二切向面相对设置并相互倾斜成∠b，所述∠b在朝向刀具安装端面收缩，在朝向刀具切削端面开放；∠a>∠b。

其中，所述驱动螺孔朝向所述刀具切削端面开设，所述驱动螺孔的轴与所述刀夹第一切向面平行。

其中，所述刀槽轴向面上开设有刀槽驱动螺孔，所述刀槽驱动螺孔的轴与所述刀槽第一切向面平行，所述刀槽驱动螺孔朝向所述刀具切削端面开设。

其中，所述驱动螺钉为双头螺钉。

其中，所述驱动螺钉的螺钉头部的中径小于所述驱动螺钉的螺钉尾部的中径，所述驱动螺孔的中径小于所述刀槽驱动螺孔的中径；所述驱动螺钉的螺钉头部用于与所述驱动螺孔配合，所述驱动螺钉的螺钉尾部用于与所述刀槽驱动螺孔配合。

其中，所述驱动螺钉的两端均开设有操作孔。

其中，所述刀槽第一切向面和刀夹第一切向面上均设置有相互配合的突起和凹陷。

其中，所述辅助压紧螺钉为沉头螺钉，所述辅助压紧螺钉的两端均开设有压紧操作孔。

其中，所述刀槽第二切向面上开设有沉头结构的辅助螺孔，所述辅助螺孔朝向所述刀槽第一切向面开设，所述辅助螺孔的沉头部开设在靠近所述刀槽第二切向面一侧，所述辅助压紧螺钉设置在所述辅助螺孔中。

其中，所述刀夹第二切向面上开设有下陷的压紧面，所述压紧面相对于所述刀夹第二切向面在朝向所述刀夹第一切向面方向凹陷，所述刀夹安装在所述刀槽时，所述辅助压紧螺钉的沉头端端面抵靠在所述压紧面。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

1、本发明结构简单，由于刀槽具有弹性变形的能力，因此具备自压紧的功能，分担了压紧螺钉的压紧力，因此，辅助压紧螺钉可以采用较小的规格，不占用刀体空间，不会降低刀体强度；驱动螺钉同时承担驱动刀夹自压紧和调整刀夹高度的功能，整个切削单元结构紧凑、简单；

2、本发明调整方便，其中刀槽具有自压紧功能，当刀夹在驱动螺钉的驱动下被压入刀槽时，刀夹已经处于预压紧的状态，无需额外的预紧；同时驱动螺钉可以驱动刀夹双向调整，调整方便；

3、本发明的所有部件位于刀体内部，能够防止飞出，从而使刀具能够采用更高的转速，有助于提高切削效率。当刀夹在刀槽中被压紧时，刀夹的第一切向面上的突起和凹陷分别和刀槽的第一切向面突起和凹陷紧密贴合，同时，刀夹的第二切向面和刀槽的第二切向面精密贴合，相当于把刀夹“卡”在刀体中，刀具高速旋转时所产生的离心力由刀体承担；同时沉头状的辅助压紧螺钉也位于刀体内部，沉头结构防止其从刀体飞出；

4、本发明刀槽的弹性部能够提供朝向刀具切削端面的分力，消除驱动螺钉螺纹和与之相配合的刀夹螺纹之间的间隙，使调整更加稳定；同时刀槽的弹性部能够提供类似“阻尼”的效果，降低切削时刀夹的微小振动，提升刀具寿命。

附图说明

图1为本发明的高速切削的铣削刀具的结构示意图；

图2为本发明的高速切削的铣削刀具的刀夹结构示意图；

图3为本发明的高速切削的铣削刀具的刀夹侧视图；

图4为本发明的高速切削的铣削刀具的刀夹正视图；

图5为本发明的高速切削的铣削刀具的刀夹俯视图；

图6为本发明的高速切削的铣削刀具的刀夹俯视图的A-A剖面图；

图7为本发明的高速切削的铣削刀具的刀槽结构示意图；

图8为本发明的高速切削的铣削刀具的刀夹装配示意图；

图9为本发明的高速切削的铣削刀具的刀槽剖面图；

图10为本发明的高速切削的铣削刀具的刀槽装配剖面图；

图11为本发明的高速切削的铣削刀具的刀槽装配局部放大图；

图12为本发明的高速切削的铣削刀具的驱动螺钉示意图；

图13为本发明的高速切削的铣削刀具的辅助压紧螺钉示意图。

【附图标记说明】

1-刀体；2-刀夹；3-驱动螺钉；4-辅助压紧螺钉；1a-刀槽；11-刀槽轴向面；12-刀槽径向面；13-刀槽第一切向面；14-刀槽第二切向面；15-弹性孔；16-弹性槽；17-刀槽驱动螺孔；18-辅助螺孔；18a-沉头部；21-刀夹轴向面；22-刀夹径向面；23-刀夹第一切向面；24-刀夹第二切向面；25-切削部；26-驱动螺孔；27-压紧面；28-压紧面侧面；31-螺钉头部；32-螺钉尾部；33-操作孔；41-压紧操作孔；42-螺纹段；43-沉头端；100-铝合金内圈；200-钢制外圈；P1-刀具切削端面；P2-刀具安装端面。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有刀具结构复杂、调整时间长、刀具高速旋转时结构不稳定等问题，提供了一种高速切削的铣削刀具。

如图1至图13所示，本发明的实施例提供了一种高速切削的铣削刀具，包括：刀体1，所述刀体1为盘状刀体，所述刀体1上均匀设置有多个刀槽1a，所述刀槽1a用于安装切削单元；所述切削单元包括刀夹2、驱动螺钉3和辅助压紧螺钉4；每个所述刀槽1a均由刀槽轴向面11、刀槽径向面12、刀槽第一切向面13和刀槽第二切向面14构成，每个所述刀夹2均设置有刀夹轴向面21、刀夹径向面22、刀夹第一切向面23和刀夹第二切向面24；所述刀槽轴向面11、刀槽径向面12、刀槽第一切向面13和刀槽第二切向面14分别与所述刀夹轴向面21、刀夹径向面22、刀夹第一切向面23和刀夹第二切向面24相对设置；所述刀夹2在朝向所述刀体1外围设置有用于切削的切削部25，所述刀夹2上开设有一驱动螺孔26，所述刀夹2通过所述驱动螺钉3与所述驱动螺孔26配合在所述刀槽1a内沿所述刀槽第一切向面13朝向刀具切削端面P1或刀具安装端面P2的方向运动；所述刀槽1a分为固定部和弹性部，所述刀槽第一切向面13设置在固定部，所述刀槽第二切向面14设置在弹性部；所述刀夹第一切向面23和刀夹第二切向面24相对设置并相互倾斜成∠a，所述∠a在朝向刀具安装端面P2收缩，在朝向刀具切削端面P1开放；所述刀槽第一切向面13和刀槽第二切向面14相对设置并相互倾斜成∠b，所述∠b在朝向刀具安装端面P2收缩，在朝向刀具切削端面P1开放；∠a>∠b。

本发明上述实施例所述的高速切削的铣削刀具，所述∠a＝4°，∠b＝3.5°，保证所述刀槽第二切向面14和所述刀夹第二切向面24总是在靠近所述切削部25的方向优先贴合，使所述刀槽1a对所述刀夹2的压紧更为稳定可靠；所述驱动螺钉3通过设置在所述刀夹轴向面21的所述驱动螺孔26驱动所述刀夹2沿刀槽第一切向面13向刀具切削端面P1或者安装端面P2的方向运动，达到使所述刀夹1a释放或者压紧的目的；当所述刀夹2向刀具安装端面P2运动时，所述弹性部胀开变形，所述弹性部对所述刀夹2施加弹力，所述刀夹2逐渐被压紧；当所述刀夹2向刀具切削端面P1运动时，所述弹性部回弹，所述刀夹2相应的得到逐渐释放；因此所述刀槽1a具有自压紧能力，能降低对压紧单元的压紧力的的要求，简化了压紧单元的结构。

如图7、图8和图9所示，所述刀体1位于所述刀槽1a处开设有弹性孔15和弹性槽16。

本发明上述实施例所述的高速切削的铣削刀具，通过开设所述弹性孔15和弹性槽16，令所述弹性部与所述刀体1的连接部位截面面积减小，从而使得所述弹性部具有弹性。

其中，所述驱动螺孔26朝向所述刀具切削端面P1开设，所述驱动螺孔26的轴与所述刀夹第一切向面23平行。

如图7所示，所述刀槽轴向面11上开设有刀槽驱动螺孔17，所述刀槽驱动螺孔17的轴与所述刀槽第一切向面13平行，所述驱动螺孔26的轴与所述刀夹第一切向面23平行，所述刀槽驱动螺孔17朝向所述刀具切削端面P1开设。

如图12所示，所述驱动螺钉3为双头螺钉。

其中，所述驱动螺钉3的螺钉头部31的中径小于所述驱动螺钉3的螺钉尾部32的中径，所述驱动螺孔26的中径小于所述刀槽驱动螺孔17的中径；所述驱动螺钉3的螺钉头部31用于与所述驱动螺孔26配合，所述驱动螺钉3的螺钉尾部32用于与所述刀槽驱动螺孔17配合。

其中，所述驱动螺钉3的两端均开设有操作孔33。

本发明上述实施例所述的高速切削的铣削刀具，所述驱动螺孔26与所述刀夹第一切向面23平行，同时所述驱动螺孔26的螺纹开口朝向所述刀具切削端面P1，所述刀槽驱动螺孔17与所述刀槽第一切向面13平行，所述刀槽驱动螺孔17为通孔，方便从所述刀具安装端面P2进行操作，由于所述驱动螺钉3为双头螺钉，同时所述驱动螺钉3的两端均开设有所述操作孔33，因此所述驱动螺钉3能够从上、下两个方向操作，并实现双向运动，使刀具调节更加方便、快速；由于所述驱动螺钉3的螺钉头部31中径小于螺钉尾部32中径，因此在高速加工时，所述驱动螺钉3的螺钉尾部32将拥有更高的强度抵抗横向的剪力，同时能够将所述驱动螺钉3受到的离心力转化到所述刀体1上，并阻挡所述刀夹2从所述刀槽1a中飞出，进一步提高防飞能力。

如图2和图7所示，所述刀槽第一切向面13和刀夹第一切向面23上均设置有相互配合的突起和凹陷。

本发明上述实施例所述的高速切削的铣削刀具，所述刀夹第一切向面23和刀槽第一切向面13设置有相互配合的突起和凹陷，所述突起和凹陷被设置成的锯齿状，在所述刀夹2被压紧时，所述锯齿状的所述刀槽第一切向面13和刀夹第一切向面23相互紧贴配合，结合相互紧贴的所述刀槽第二切向面14和刀夹第二切向面24，能够保证在所述刀夹2在被压紧的状态下被“卡”在所述刀槽1a中，从而保证在高速切削时所述刀夹2不会从所述刀槽1a中飞出，提升了防飞效果，从而允许刀具采用更高的切削参数，提升了切削效率。

如图13所示，所述辅助压紧螺钉4为沉头螺钉，所述辅助压紧螺钉4的两端均开设有压紧操作孔41。

如图7所示，所述刀槽第二切向面14上开设有沉头结构的辅助螺孔18，所述辅助螺孔18朝向所述刀槽第一切向面13开设，所述辅助螺孔18的沉头部18a开设在靠近所述刀槽第二切向面14一侧，所述辅助压紧螺钉4设置在所述辅助螺孔18中。

如图3和图11所示，所述刀夹第二切向面24上开设有下陷的压紧面27，所述压紧面27相对于所述刀夹第二切向面24在朝向所述刀夹第一切向面23方向凹陷，所述刀夹2安装在所述刀槽1a时，所述辅助压紧螺钉4的端面抵靠在所述压紧面27。

本发明上述实施例所述的高速切削的铣削刀具，所述刀槽第二切向面14上开设有沉头结构的辅助螺孔18，所述辅助螺孔18的沉头部18a设置在靠近所述刀槽第二切向面14一侧；所述辅助压紧螺钉4是沉头螺钉，所述辅助压紧螺钉4的螺纹段42设置在所述辅助螺孔18，所述辅助压紧螺钉4的沉头端43端面抵靠在所述刀夹2上的所述压紧面27；安装时，先将所述辅助压紧螺钉4由所述刀槽1a内侧安装到所述辅助螺孔18，安装完成后，再从所述刀体1外侧旋转所述辅助压紧螺钉4使其沉头端43端面顶紧所述刀夹2的压紧面27；这样设置，一方面提升了对所述刀夹2的压紧效果，另一方面，在刀具旋转时，所述辅助压紧螺钉4受所述辅助螺孔18的沉头部18a的阻碍，不会飞出所述刀体1，提高了防飞效果。

在本实例中，所述压紧面27相对于刀夹第二切向面24在朝向所述刀夹第一切向面23的方向凹陷，当所述辅助压紧螺钉4将所述刀夹2压紧时，所述辅助压紧螺钉4的部分将沉入所述刀夹2的压紧面27的槽内，在高速加工时将阻挡所述刀夹2从所述刀槽1a中飞出，提升了防飞效果；同时，压紧面侧面28在靠近刀具切削端面P1的顶部能够阻止所述刀夹2不受限制的往刀具安装端面P2运动，避免所述刀槽1a的弹性部发生过大的变形，最终发生塑性变形而无法回弹。

如图9和图10所示，所述刀体1由两种金属材质构成，所述刀体1包括铝合金内圈100和钢制外圈200。

本发明上述实施例所述的高速切削的铣削刀具，所述刀体1由双金属构成，包括所述铝合金内圈100和钢制外圈200，能够保证刀体强度的同时减轻刀体重量，有利于高速加工。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速切削的铣削刀具，其特征在于，包括：刀体，所述刀体为盘状刀体，所述刀体上均匀设置有多个刀槽，所述刀槽用于安装切削单元；所述切削单元包括刀夹、驱动螺钉和辅助压紧螺钉；每个所述刀槽均由刀槽轴向面、刀槽径向面、刀槽第一切向面和刀槽第二切向面构成，每个所述刀夹均设置有刀夹轴向面、刀夹径向面、刀夹第一切向面和刀夹第二切向面；所述刀槽轴向面、刀槽径向面、刀槽第一切向面和刀槽第二切向面分别与所述刀夹轴向面、刀夹径向面、刀夹第一切向面和刀夹第二切向面相对设置；所述刀槽分为固定部和弹性部，所述刀槽第一切向面设置在固定部，所述刀槽第二切向面设置在弹性部；

所述刀夹在朝向所述刀体外围设置有用于切削的切削部；所述刀夹上开设有一驱动螺孔，所述刀夹通过所述驱动螺钉与所述驱动螺孔配合沿所述刀槽第一切向面朝向刀具切削端面或刀具安装端面的方向运动；

所述刀夹第一切向面和刀夹第二切向面相对设置并相互倾斜成∠a，所述∠a在朝向刀具安装端面收缩，在朝向刀具切削端面开放；所述刀槽第一切向面和刀槽第二切向面相对设置并相互倾斜成∠b，所述∠b在朝向刀具安装端面收缩，在朝向刀具切削端面开放；∠a>∠b。

2.根据权利要求1所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述驱动螺孔朝向所述刀具切削端面开设，所述驱动螺孔的轴与所述刀夹第一切向面平行。

3.根据权利要求2所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述刀槽轴向面上开设有刀槽驱动螺孔，所述刀槽驱动螺孔的轴与所述刀槽第一切向面平行，所述刀槽驱动螺孔朝向所述刀具切削端面开设。

4.根据权利要求3所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述驱动螺钉为双头螺钉。

5.根据权利要求4所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述驱动螺钉的螺钉头部的中径小于所述驱动螺钉的螺钉尾部的中径，所述驱动螺孔的中径小于所述刀槽驱动螺孔的中径；所述驱动螺钉的螺钉头部用于与所述驱动螺孔配合，所述驱动螺钉的螺钉尾部用于与所述刀槽驱动螺孔配合。

6.根据权利要求5所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述驱动螺钉的两端均开设有操作孔。

7.根据权利要求1所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述刀槽第一切向面和刀夹第一切向面上均设置有相互配合的突起和凹陷。

8.根据权利要求1所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述辅助压紧螺钉为沉头螺钉，所述辅助压紧螺钉的两端均开设有压紧操作孔。

9.根据权利要求8所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述刀槽第二切向面上开设有沉头结构的辅助螺孔，所述辅助螺孔朝向所述刀槽第一切向面开设，所述辅助螺孔的沉头部开设在靠近所述刀槽第二切向面一侧，所述辅助压紧螺钉设置在所述辅助螺孔中。

10.根据权利要求9所述的高速切削的铣削刀具，其特征在于，所述刀夹第二切向面上开设有下陷的压紧面，所述压紧面相对于所述刀夹第二切向面在朝向所述刀夹第一切向面方向凹陷，所述刀夹安装在所述刀槽时，所述辅助压紧螺钉的沉头端端面抵靠在所述压紧面。

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