CN1202404A - 具有轴向调整的铣刀 - Google Patents

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Abstract

一个具有至少一个沿轴向可调整的刀块座(14)的铣刀。为此,容纳在凹槽(41)中的一个夹头(47)可以用来作为一个刀块座,但是没有一个用于刀块(25)的底面的支承面。因而刀块(25)就支靠在凹槽(41)的侧壁(42)上。结果,刀块座(14)通过刀体(2)的平面和夹头(47)的支承面(51,52)的组合而形成。这样就实现了一个特别小的安装空间和刀块(25)的刚性安装。

Description

具有轴向调整的铣刀
本发明涉及一种铣刀，特别是一种平面铣刀，该铣刀具有权利要求1前叙部分的特征，即具有：一个刀体，该刀体具有多个刀块座，具有一个底面、几个自由面或侧面和一个切削面的刀块装在这些刀块座中，至少一个刀块沿一个调整方向可调整地固定在多个刀块座中的一个刀块座中，该刀块座以多个平面为界；一个接受器，该接受器沿该调整方向可调整地固定在刀体上以便对该刀块作可调整的安装，并且具有用于该刀块的至少两个侧面的支承装置；一个夹紧装置，该夹紧装置支承在刀体上并且通过一个平面压紧在该刀块的切削面上。
特别是装有可更换的可转位刀块的铣刀具有一个刀体，该刀体上形成有一个或多个用于相应的可转位刀块座。常常要求各单个可转位刀块沿其轴向位置是可以调整的。这种措施例如可以用来达到设置预定数目的精加工切削刃的目的。在平面铣刀的情况下，铣刀的圆周切削刃在例如作为粗加工切削刃时将在很高的金属切削速度下工作，业已证明，对于只有一个精加工切削刃例如提供3至5个粗加工切削刀是有利的，以便获得良好的光洁度。因此，根本不需要把所有刀块都以轴向可调整的方式紧固在刀体上。只要把一个或几个刀块通过相应的可调整的安装装置来固定就足够了。
从美国专利3802043(它公开了权利要求1的前言部分的特征)中可以了解到一种铣刀，该铣刀具有用来容纳可调整地固定的转位刀块的凹座。设置在该凹座中的是一个具有一个刀块座的夹头。该夹头(其厚度超过可转让刀块的厚度的两倍)具有用于可转位刀块底面的一个支承面和几个侧向的支承面。该夹头利用其后面靠紧在刀体的凹座的一个相应的平面支承面上。一个楔块把可转位刀块压入夹头的刀块座内并且由此把夹头压紧在凹座的对置壁上。用来沿纵向调整夹头的是一个可转动的凸轮，该凸轮利用其凸轮表面靠紧在该夹头的一个端面上。
该夹头需要一定的安装空间，从而使在连续的可转位刀块之间的齿距不能少于一个确定的最小空间。这样就限制了刀块(齿)的可能数目，由此限制了该铣刀的金属切削速度。
特别是在铣刀只有某些可转位刀块是处于可调整的安装的情况下，由于夹头而增加的齿距具有有害的作用。如果用于非可调整地安装的可转位刀块的刀块座直接设置在刀体上，该齿距往往比较小。但是为了实现均匀的齿距，它们必须定到由较少数量夹头所决定的较大的齿距。
同样从上述美国专利3802043中还可了解到不用任何夹头来可调整地安装可转位刀块。为此，在刀体上设置有一个刀块座，该刀块座具有一个用于可转位刀块的底面的平面。可转位刀块沿侧向以其自由面直接靠紧在上述凸轮上。为了紧固，该可转位刀块通过一个楔块支靠在该平面上。
在这样配置的情况下，刀块的精确对中取决于凸轮的对中。即使是围绕其转动轴线的很小的间隙或者其转动轴线的一个小的角度误差或者在与凸轮接触位置处的刀块上的磨损部位都可能在某些情况下造成刀块的错误的调整。
可以从德国专利674112中了解到一种刀头，该刀头具有以一种沿轴向可调整方式安装的刀具。这些刀具与一个偏心螺栓的头部相接合，该螺栓的杆身被安置在一个刀具体的孔中。该刀具是一种相应的长型结构并且可提供足够的安装空间。但是，这种方法不可能容易地转用于可转位刀块上。
可以从德国专利DE3530745A1中了解到一种刀头，该刀头具有多个分别安装在夹头中的刀块。这些夹头都可调整地固定。为此，这些夹头都具有相应的刀块座，因而切削力一开始从相应的刀块传递到夹头上，然后再从夹头传递到刀体上。这样就要求夹头具有坚固的结构，因而就要求有较大的安装空间。
根据上述情况，本发明的目的在于提供一种铣刀，该铣刀具有至少一个可调整刀块座和较小的齿距，并且它可以使刀块作出精确的调整。
该目的可以通过一种具有权利要求1特征的铣刀来实现，即该铣刀具有一个刀体，该刀体具有多个刀块座，具有一个底面、几个自由面或侧面和一个切削面的刀块装在这些刀块座中，至少一个刀块沿一个调整方向可调整地固定在多个刀块座中的一个刀块座中，该刀块座以多个平面为界；一个接受器，该接受器沿该调整方向可调整地固定在刀体上以便对该刀块作可调整的安装，并且具有用于该刀块的至少两个侧面的支承装置；一个夹紧装置，该夹紧装置支承在刀体上并且通过一个平面压紧在该刀块的切削面上；其中刀块以其底面直接支靠在刀体的一个座面上。
本发明的铣刀具有一个其上直接夹紧着该可调整地固定的刀块的刀体。为此，该刀体设置有一个凹座和/或一个径向凸台，该凹座或凸台具有一个朝着刀块的底面的座面。刀块以其底面靠紧在该座面上并且通过一个楔块被压紧在座面上。压紧在刀块的切削面上的楔块支承在一个对置面上。也可以使用其他紧固装置来取代楔块。
为了使刀块调整到预定位置，提供了一个特殊的夹头(接受器)，该接受器只与刀块的自由表面支承接触，而不与其底面接触。在刀块的底面与刀体的相应的支承面之间的直接接触产生了一个从刀块进入刀体的力的直接的无分流的通量，反之亦然。这样就实现了转让刀块对切削力作用的很大的刚性和精确的固定。
可转位刀块的调整借助于该夹头以精确的方式进行。该夹头导引可转位刀块以彼此之间相对形成的一个角度精确地靠紧在至少两个侧面或自由表面上并且在调整操作期间可防止可转位刀块的倾斜或转动。该夹头可以在刀体的凹座的一个相应的底面上受到精确地导引。在调整时，可转位刀块的导引是相应地精确的。角度误差(它在例如没有夹头的可调整刀块座情况下可能发生)因而可以降低到最小值或者完全排除。
利用一种适当的结构，该特殊的夹头可以使可转位刀块具有不同的有利形式。避免在可转位刀块与致动件(例如凸轮)之间的直接接触的作用在于，与已知的可调整刀块座(没有夹头)的情况相反，可转位刀块的实际形状对于其调整已经没有重要意义。
在夹头的支承面与可转位刀块侧面之间的接触可以限制在较小的表面区内，该些区最好是当刀块被夹紧在不同位置上时，刀块上不受到任何磨损或至少只有很少磨损的部位。因此刀块可以设计成一个可转位的刀块，它在所有安装位置都可以保证其精确调整而与磨损情况无关。
本发明的铣刀还可以使小齿距成为可能。在圆周方向不需要为在可转位刀块的底面与刀体支承面之间的夹头提供所用的空间。因此该可调整的刀块座在圆周方向不需要比一个不可调整的刀块座具有更大的空间。因此，通过刀块座和夹头的特殊的结构，本发明兼有不用夹头夹紧的优点和用夹头提供所涉及的调整精度的优点。
接受器最好在任何情况下沿轴向和沿径向两个方向具有至少一个支承面区，该至少一个支承面区与刀块的相应的侧面或自由表面支承接触并由此把刀块固定在其位置上。然而，与常规的夹头相反，该接受器沿横向是敞开的，或者沿圆周方向在可转位刀块的刀块座附近相对于刀体是敞开的。由此该接受器可调整地决定了刀块的轴向位置。刀块的径向位置和转动位置由接受器进行不可调整地固定。在圆周方向，刀体的座面固定了该位置。
由于刀块不可转动地固定在接受器内，该转动位置由所述接受器的支承(最好通过一个平面支承面靠紧在凹座的底部)所决定。在刀块调整期间，刀块借助于接受器可沿轴向位移。一个作用在该接受器上的调整装置可用来达到此目的。这包括刀块以其底面在凹座的相应的支承面上滑动。但是，它既不能转动也不能倾斜，因为该接受器通过其沿径向延伸的支承面和通过其沿轴向延伸的支腿到达所述刀块后面而把刀块的位置固定。
一个偏心螺栓、一个凸轮、一个楔块或其他相类似东西可以用作该调整装置。这里重要的是必需以比较灵敏的方式作用一个适当的致动力。为了使精确调整成为可能，这里还需要使接受器可被固定在一种状态下，在该状态下它可以通过致动力进行调整，但是否则它将保持其位置。这可以通过一个固定螺栓实现，该螺栓基本上沿径向设置并且借助于一个相应的孔穿过该接受器伸出。该固定螺钉通过一个弹性装置支承在接受器上。该弹性装置可使固定螺钉部分放松，使固定力减少，从而使接受器的规定位移成为可能。
最好用来紧固刀块的装置是一个楔块，该楔块通过其底面使刀块压紧在刀体的凹座的一个侧壁上。该楔块最好沿着一个横向于接受器的调整方向的方向移动。在平面铣刀的情况下，这可以通过一个可以沿径向在刀块与对置的壁面之间被驱动的楔块来实现。楔块的拉入和固定通过一个适当的最好是沿径向设置的螺钉来完成。
本发明的其他细节和优点将可从下面的说明、附图以及从属权利要求中获得。
本发明的一个典型的实施例在附图中示出，其中：
图1以简化的透视图示出了铣刀的一部分；
图2以前视图示出了图1中的铣刀的一个设置有一个刀块的接受器；
图3以俯视图示出了图2中的装有该刀块的接受器；
图4以前视图示出了图2和图3中的不装有刀块的接受器；
图5以沿图2中的V-V线截取的剖面图示出图2中的接受器；
图6以沿图2中的VI-VI线截取的剖面图示出了图2中的接受器；
图7以侧视图示出了用来把接受器定位在刀体上的一个偏心螺钉(它可从图1中看见)；
图8以俯视图示出了图7中的该偏心螺钉；
图9以前视图示出了一个用来把刀块紧固在刀体上的夹紧楔；
图10和11分别以左和右侧视图示出了图9中的夹紧楔；以及
图12以俯视图示出了图9至11中的夹紧楔。
图1中所示的是一个平面铣刀1，该铣刀具有一个带有一个环形的外区3的近似回转对称形状的刀体2。在刀体2的一侧设置有一个连续壁4，该壁具有多个用来与一根刀具轴(图中未示出)相连接的孔5，6。环形外区3在其整个圆周上设置有顺序排列的刀块座11至22，在任何情况下一个刀块24，25可以装在该座中。所有的刀块24，25都设计成彼此相同的结构，在相应的刀块座11至22中，刀块24安装在固定位置，而刀块25则安装在可调整位置。在刀块座11-22之间的间距(从而在刀块24，25或其切削刃之间的间距)沿刀体2的整个圆周上是近似相等的。具体地说，在不可调整的刀块24之间的间距与在可调整和不可调整的刀块25，24之间的间距之间没有本质的或强制的区别。但是，如果可改变的间距是有利的话，也可以提供这样的间距。
如图2中所具体示出的，刀块24，25在所有情况下都具有一个周边切削刃26的一个平面切削刃27。在周边切削刃26与平面切削刃27之间，与后者基本上为直角取向，设置有一个转角切削刃28，这些切削刃在该实施例中具有相同的长度，因此在前视图中该刀块是一个八边形。
不可调整的刀块座11至13，15至19以及21至22都设计成互相相同的结构，下面将根据刀块座12来进行说明。为了形成该刀块座12，刀体12具有一个径向凸台31，该凸台的沿径向的外形与刀块24的外形近似一致。在其朝向切削刃24的一侧该径向凸台31具有一个平面的座面，该座面的表面法线近似指向圆周方向。该表面法线的精确位置和取向将由刀块24的轴向和径向安装角来决定。
在径向凸台31的前面形成有一个凹槽32，径向凸台31的座面没有任何偏移地汇合在凹槽32的侧壁中。设置在凹槽32内的是一个用于刀块24的止动销33。凹槽32的底部和止动销33形成用于刀块24的侧面的支承面并且决定了刀块的位置。为了将刀块24牢固地夹紧在那里，提供一个借助于一个螺钉36固定在一个相应凹座35中的楔块34。楔块34把刀块24压紧在径向凸台31和该侧壁的座面上并且由此不可移动地固定住刀块24。
总数为4个的可调整的刀块座设置在平面铣刀1上，其中的刀块座14和20在图1中示出。所有的可调整的刀块座都设计成彼此相同的结构，下面将根据刀块座14来进行说明。
就刀块座14来说，在刀体2的外区3中形成有一个凹槽状凹座41，该凹座以一个近似沿径向定向的壁42，一个形成该底部的壁43以及一个相对于壁42倾斜地延伸的壁44定界。这些壁42、43、44都是平面。壁42形成一个座面并且可以用来作为刀块25的支承和安装面，该壁向上延伸到一个与径向凸台31近似重合的径向凸台45处。
配置在凹槽41中的是一个接受器47，该接受器(可以从图2看到其细节)又被称为一个夹头，它的截面与凹座41的截面相一致，如图5或6中所示。但是，接受器47在刀块25区域具有一个宽度减小的部分48。此处接受器47的厚度最多像刀块25的厚度一样大，该厚度是在切削面与底面之间进行测量的。部分48此处具有一个沿径向延伸部分49，该部分沿轴向固定着刀块25，以及一个沿径向固定着刀块25的部分50。为此，部分49，50设置有刀块25的相应的侧面支靠在其上的相应的支承面51，52(图4)。支承面51，52彼此之间相对基本上形成一个直角。由于刀块的不同形状，其还可以定向在不同角度上，所以使每个支承面51，52按照要求分别地与所用的刀块的相应的侧面支承接触是很重要的。
因此，在接受器47的后侧形成一个平面54(如图3中所示)的同时，在刀块25和部分48的区域也形成了一个用来容纳一个楔块57的凹座56，如图9至12中所示。另一个接受器47设置有一个阶梯式紧固孔58，它详细示出于图5中。该紧固孔用来容纳一个紧固螺钉59(图1)，该螺钉的头部支承在紧固孔58的内环形台阶61上，并用一个弹性装置(例如一个弹簧圈)插入其间。
在离开紧固孔58的一个小距离处，在接受器47中形成了另一个孔62，该孔用来容纳偏心螺栓63，如图7和8中所示。所述的偏心螺栓通过一个较大直径的圆柱形部分64安装在一个相应的孔中直到凹座41的底部43上，并且通过一个偏心设置的圆柱形部分65伸入孔62中。一个六角形盲孔66用来容纳一个六角形板手并且偏心螺栓63的预定的转动可用来更换接受器47。
用来牢固地夹紧刀块25的楔块57具有一个分配给刀块25的一个第一平面71以及一个承压面72，该承压面位于该第一平面的对置侧并且安排成一个锐角。为了能够将该楔块压紧在凹槽状凹座41的相应支承面与刀块25的切削面之间，该楔块具有一段相对于径向倾斜设置的倾斜的连续螺纹73。该斜角这样地确定，使得作用在刀块25上的摩擦力具有两个分力，一个分力朝向支承面52和另一个分力朝向支承面51。这可以通过使孔73同刀块25的切削面的间距在转角切削刃28附近处较大，而在对置的切削刃28’处较小(图2)而实现。
刀块25在平面铣刀1上的操作和调整过程如下：
取一个如图1所示的装配好的平面铣刀1作为基础，如果刀块25的轴向位置需要改变，首先将楔块57的紧固螺钉75稍为拧松，因而使刀块25不再被完全牢固地夹紧。然后再拧松紧固螺钉59直到设置在螺钉头与接受器47之间的弹性装置有一点松弛并且接受器47只借助于该弹性力压紧在底部43上为止。再通过转动偏心螺栓63，就可以改变接受器47的轴向位置。在本例中，通过接受器47推动刀块25进一步沿轴向向外而完成了该项调整。这是通过克服作用在刀块25的底面与壁42之间或在刀块25的切削面与楔块57之间的摩擦力而进行的。因此，刀块25被牢固地压紧在支承面51，52上并且可以可靠地防止转动该刀块脱离其预定位置。在到达该预定位置以后，将紧固螺钉75，59拧紧，从而使刀块25以所要求的方式定位。
铣刀1具有至少一个沿轴向可调整的刀块座14。为此，容纳在凹槽41中的一个夹头47可以用来作为刀块座但是没有一个用于刀块25的底面的支承面。因而刀块25支靠在凹槽41的侧壁42上。结果，刀块座14通过刀体2的平面和夹头47的支承面51，52的组合而形成。这样就实现了一个特别小的安装空间(接近齿距)和刀块25的刚性安装。

Claims (16)

1.一种铣刀(1)，特别是一种平面铣刀，包括：
一个刀体(2)，该刀体具有多个刀块座(11至22)，具有一个底面，几个自由面或侧面和一个切削面的刀块(24，25)装在该些刀块座中，至少一个刀块(25)沿一个调整方向可调整地固定在刀块座(11至22)中的一个刀块座中，该刀块座以多个平面(42，51，52)为界；
一个接受器(47)，该接受器沿该调整方向可调整地固定在该刀体(2)上以便对该刀块(25)作可调整的安装，并且具有用于该刀块(25)的至少两个侧面的支承装置(51，52)；
一个夹紧装置(57)，该夹紧装置支承在该刀体(2)上并且通过一个平面(71)压紧在该刀块(25)的该切削面上；其中，
该刀块(25)以其底面直接支靠在刀体(2)的一个座面(42)上。
2.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，该接受器(47)设置在该刀体(2)的一个凹座(41)中，该凹座的平面侧壁(42)是用于该刀块(25)的底面的该座面(42)。
3.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，该接受器(47)具有一个沿径向与该刀块(25)支承接触的支承面区(52)和一个沿轴向与该刀块(25)支承接触的支承面区(51)。
4.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，该接受器(47)没有表面沿圆周方向与该刀块(25)支承接触。
5.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，该刀块(25)就作用在圆周方向上的力来说是与该接受器(47)相隔离的。
6.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，该接受器(47)可使该刀块(25)的调整固定，特别是相对围绕该刀体(2)的圆周方向的转动。
7.如权利要求2所述的铣刀，其特征在于，该接受器(47)具有一个与该刀体(2)的凹座(41)的底面(43)支承接触的平面。
8.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，该接受器(47)由一个固定螺钉(59)固定，该螺钉以一个允许调整运动的背隙(backlash)穿过该接受器(47)。
9.如权利要求8所述的铣刀，其特征在于，该固定螺钉(59)具有一个头部，一个弹性件支承在该头部上，该弹性件以其另一端支承在该接受器(47)上。
10.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，该接受器(47)借助于一个调整装置(63)可以沿纵向进行调整。
11.如权利要求10所述的铣刀，其特征在于，该调整装置(63)是一个偏心螺栓。
12.如权利要求10所述的铣刀，其特征在于，该调整装置(63)是一个凸轮装置。
13.如权利要求11所述的铣刀，其特征在于，该偏心螺栓(63)利用其一个偏心设置部分安装在该接受器(47)的孔的(62)中。
14.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，该夹紧装置(57)是一个楔块，该楔块以一个平面(71)靠紧在该刀块(25)的该切削面上，而以一个对置平面(72)靠紧在该凹座(41)的一个平面上。
15.如权利要求14所述的铣刀，其特征在于，该刀体(2)的其上支承着该刀块(25)的底面的该座面(42)和该刀体的其上支承着该楔块(57)的该对置面彼此之间相对形成一个锐角。
16.如权利要求15所述的铣刀，其特征在于，该楔块(57)借助于一个沿径向设置的螺钉(75)而被固定。
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