CN1284648C - 可旋转刀具和用于嵌入件的固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可旋转刀具，它包括可旋转的本体(1)和可以安装在形成在本体中的底座(3)中的切削嵌入件(2)，该底座具有用于切削嵌入件底面(9)的底面(4)和切削嵌入件的侧面(10)可以压靠在其上以便使切削嵌入件相对于径向和/或切向力固定的径向支撑部分(5)。通过可以插入在切削嵌入件中的通孔(13)中的螺钉(12)来保证相对于轴向力使切削嵌入件固定，该螺钉具有可沉入在切削嵌入件中的头部(15)以及一轴(16)，该轴一方面包括与形成在本体中的第二孔(14)中的内螺纹啮合的下外螺纹(17)，该第二孔在底座的底面(4)中的端口(25)中打开，并且另一方面包括可以设在上孔(26)中的上部圆柱形部分(28)，该部分在内螺纹和第二孔的端口之间延伸，根据本发明，在所述第二孔(14)中的上孔为细长形状，以便使得螺钉(12)的上部能够沿着背离径向支撑部分(5)的方向弯曲变形。

Description

可旋转刀具和用于嵌入件的固定装置
技术领域
本发明涉及这样一种可旋转刀具，它包括可绕着几何轴线转动的本体和可以安装在形成在本体中的底座中的切削嵌入件，所述底座具有两个支撑部分，即切削嵌入件的底部可以压靠在其上的底面和切削嵌入件的侧面可以压靠在其上以便使切削嵌入件相对于径向和/或切向力固定的径向支撑部分，由此通过可插入在切削嵌入件的通孔中的螺钉来确保切削嵌入件关于轴向力固定，该螺钉包括可以沉入在切削嵌入件中的头部以及一轴，该轴一方面包括与形成在夹具中的第二孔的下部中的内螺纹啮合的下部外螺纹，所述第二孔在底座底面中的端口中打开，并且另一方面该轴包括一上部旋转对称的无螺纹部分，该部分可以位于在所述内螺纹和第二孔的端口之间的上孔中。
背景技术
从US5542793中已知上面大体上所述类型的刀具。以圆柱形刀具形式举例说明的这种刀具其特征在于，用于这些切削嵌入件的底座没有特别的轴向支撑部分，从而作用在各个切削嵌入件上的轴向力由用来将切削嵌入件夹在底座中的螺钉承受。螺钉的轴的上部为圆柱形，并且被制作成其外径稍小于同样为圆柱形的孔的内径，上轴部容纳在所述孔中以便将各个切削嵌入件固定在拧紧该螺钉时在几何上尽可能正确限定的位置中。这样，螺钉轴的上圆柱形部分相对于孔的内部形成非常紧密的配合。这种紧密配合从孔的端口到孔转变成内螺纹的地方都存在。螺钉的圆柱形轴部分从端口向上延伸一小段距离直到所述螺钉转变成形成在头部上的锥面的地方，该头部拧紧压靠在切削嵌入件中的通孔中的锥面上。下孔部在锥面和切削嵌入件的底面之间延伸，从而具有比圆柱形轴部的外径明显更大的内径。形成在本体中的第二孔即包括伴随着圆柱形孔的内螺纹的孔的中心线和在切削嵌入件中的第一通孔的中心线在一定程度上相对于彼此移动，更准确的说在螺钉拧紧时用来将切削嵌入件的侧面强制压靠在形成在本体中的径向支撑部分上。
但是在US5542793中所提出的解决方案其明显的缺点一方面在于，该螺钉的轴部沿着在本体中的孔的圆柱形孔全部具有紧密配合，并且另一方面在于在螺钉的头部和底座的底面之间延伸的伸出轴部相对较短。因此，螺钉上部可以沿着它弯曲并且由头部和底座的底面之间距离确定的距离变得非常有限。这实际上会导致不好的结果，例如螺钉的上部在拧紧时断裂或以其它方式受到破坏。另外，孔的光滑表面会受到损坏和变形，最重要的是影响端口，这又可能导致螺钉所具有的按照正确的方式固定切削嵌入件的能力丧失。由于制造公差不同，所以螺钉的轴和所述孔之间的实际接触点按照非受控的方式变化。有时接触点或表面会位于端口的附近，有时它会位于孔中向下更深的位置处。
发明内容
本发明目的在于消除如US5542793所述的刀具的上述缺点，并且提供一种改进的刀具。因此，本发明的第一目的在于提供一种具有可更换切削嵌入件的刀具，这些嵌入件可以通过用于这些切削嵌入件的径向支撑部分和紧固螺钉、即不需要特定的轴向支撑部分而紧固在正确位置中，并且由此在一方面保证了螺钉和本体中的孔之间的接触点或接触位置总是按照可重复的和确定的方式定位，并且另一方面保证螺钉或容纳孔都不会在切削嵌入件的安装和拆卸中受到损坏。另一个目的在于提供一种刀具，其切削嵌入件以可靠的方式被挤压并且固定在径向支撑部分上。
根据本发明，提供可旋转的刀具，它包括可以绕着几何轴线旋转的本体和可以安装在形成在本体中的底座中的切削嵌入件，该底座具有两个支撑部分，即切削嵌入件的底面可以压靠在其上的底面和切削嵌入件的侧面可以压靠在其上以便使切削嵌入件相对于径向和/或切向力固定的径向支撑部分，由此通过可以插入在切削嵌入件中的通孔中的螺钉来保证使切削嵌入件相对于轴向力固定，该螺钉具有可沉入在切削嵌入件中的头部以及一轴，该轴一方面包括与形成在本体中的第二孔下部中的内螺纹啮合的下外螺纹，该第二孔在底座的底面中的端口中打开，并且另一方面包括可以设在上孔中的上部旋转对称的无螺纹的圆柱形部分，该无螺纹部分在内螺纹和第二孔的端口之间延伸，其特征在于，在所述第二孔中的上孔为细长形状，以便使得螺钉的上部能够沿着背离径向支撑部分的方向弯曲变形，并且在所述旋转对称的无螺纹的圆柱形部分上形成有具有弯曲包络面的圆周加厚的带状部分，该带状部分在螺钉处于拧紧状态时与内螺纹以及孔端口间隔一段距离，以便在切削嵌入件受到轴向力时准确地确定孔和螺钉轴之间的接触位置。
附图说明
在这些附图中：
图1为一分解透视图，分解地显示出切削嵌入件和用于该切削嵌入件的底座附近的一部分可旋转本体；
图2为放大的剖视图，它示意性地部分显示出通过紧固螺钉夹在本体中的底座中的切削嵌入件；
图3为只有紧固螺钉本身的侧视图；并且
图4为从底座和在其底面中开口的用于紧固螺钉的孔上面看的平面图。
具体实施方式
根据本发明的可旋转刀具包括大体上由1表示的可旋转本体以及由2表示的切削嵌入件。切削嵌入件2可以安装在形成本体1中的底座3中，该本体具有两个支撑部分，即底面4和其整个由5表示的径向支撑部分，该径向支撑部分包括两个间隔开的接触面6。本体1，其一小部分分解地显示在图1中，可以绕着与沿着底座的底面的前缘7平行的几何轴线(未示出)旋转。为可转位类型的切削嵌入件2在这个情况中具有一顶面8、一底面9以及四个侧面10，其中两个与主切削刃11结合形成后刀面。当切削嵌入件2安装在底座3中时，切削嵌入件的底面9压靠在底座的底面4上，并且一个侧面10压靠在径向支撑部分5的两个间隔开的支撑面6上。
在刀具的操作期间，切削嵌入件2在一方面受到沿着箭头A的方向的轴向力，另一方面受到沿着箭头B的方向的径向力和切向力的组合。所述径向和切向力由径向支撑部分5承受，而轴向力由螺钉(其整个由12表示)承受，该螺钉用来将切削嵌入件固定在底座中。换句话说，用于切削嵌入件的底座没有形成与径向支撑部分成角度的任何特别的成本昂贵的轴向支撑部分。
对于紧固螺钉12而言，在切削嵌入件2中设有第一通孔13，而第二孔14形成在本体1中并且在底座的底面4中开口。螺钉12包括一头部15以及整个由16表示的具有外螺纹17的轴。形成有多边形键槽18的头部15具有上圆柱形部分19以及在圆柱形部分19和轴之间的过渡部分中的锥形颈部20。孔13形成有一上部21，该上部通过具有弯曲锥形形状的环形台肩22转变成下部23，其直径小于上部21的直径。在图2中，螺钉显示处于拧紧状态，在该状态中螺钉的头部沉入在孔13的上部21中，由此锥形过渡表面20压靠在位于切削嵌入件的孔中的环形台肩22上。通过接合在孔14的下部中的相应内螺纹24中的外螺纹17来进行螺钉的拧紧。
到目前为止对所示刀具的描述都是前面US5542793中的全部必要技术特征。
在图1中，25表示孔14的上端口。如在图2中可以看出，具有光滑的即没有螺纹的内部的孔26在形成在孔14的底部处的内螺纹24和端口25之间延伸。更精确的说，孔26在端口25和环形下端表面27之间延伸。本发明的特征在于，在孔14中的这个上孔26其横截面是细长形状，以便使得螺钉的外部在位于外螺纹17上方的区域中能够弯曲变形。一般来说，这个细长孔距离所有侧面的宽度要大于在内螺纹17和头部15之间延伸的螺纹轴的圆柱形或旋转对称部分28。
如在图4中可以看出，孔26由两个平面29、29′形成，这两个平面在两个半圆柱形表面30、30′之间延伸。所有这些表面从底座的底面4向下与之垂直地延伸。
在图4中，C1表示在孔14的下部中的内螺纹24的中心线，而CP表示贯穿细长孔26的中心面(位于平面壁表面29、29′的中间)。在图4中显示出内螺纹24相对于孔26偏心设置，更具体地说以这样一种方式设置，从而内螺纹的位置比壁表面29′更接近壁表面29。
在螺纹轴16的基本上为圆柱形的上部上形成有一圆周加厚的环带部分，该环带部分优选可以具有凸形弯曲的包络面。虽然该环带部分比圆柱形部分28略微粗糙，但是其最大外径比孔的平面29、29′之间的距离稍小，从而该环带部分可以插入到该孔中。在环带部分31和外螺纹17之间形成有一变窄的腰部32。
下面给出的是螺钉12和在底座的底面中的孔14的具体尺寸的非限定实施例。螺钉的总长可以为8.3mm，由此外螺纹长度为2.9mm，并且其直径为2.50mm。螺钉轴的圆柱形部分28的直径为2.50mm，而环带部分31的最大直径为2.60mm。腰部32的直径为2.10mm。
在紧固螺钉的上述尺寸下，细长孔26的宽度或短轴(以侧平面29，29′之间的距离计算)为2.625mm，而在平面CP中的长轴的长度为3.90mm。内螺纹17的中心C1和孔26的中心面CP之间的偏心度在该情况下为0.12mm。
在这个情况中，还应该指出的是，在切削嵌入件2中的通孔13的中心相对于内螺纹24的中心和径向支撑部分5这样设置，从而该切削嵌入件在螺钉拧紧时施加用来将切削嵌入件的侧面10压靠在位于径向支撑部分5上的接触面6的力。更具体地说，这在螺钉的颈部20压靠在孔13中的台肩22上时出现。
本发明的功能其特征在于，在孔14的上部中的细长孔26使得螺钉的上部能够随着拧紧弯曲变形。更具体地说，在外螺纹和位于过渡表面20和台肩22之间的接触位置之间延伸的螺钉部分可以按照自由的方式弯曲变形，因为螺钉的这个部分没有与周围的孔表面接触。螺钉在其拧紧状态中还用作切削嵌入件的轴向支撑件或轴向止动件。因此，当切削嵌入件受到沿着箭头A的方向的轴向力时，环带部分31(最初距离孔的侧面29只有几百分之一毫米或者甚至与之接触)会通过所述侧壁29将作用在切削嵌入件上的轴向力传递给本体。因此，在螺钉的轴部和本体之间的力传递接触位置(它在理论上由沿着环带部分的弯曲包络面的点接触构成)将按照可重复的方式总是沿着环带部分定位。因为这个环带部分位于底座底面下方的水平面上，更精确的说处于靠近外螺纹17的上端的位置中，所以随着拧紧，弯曲的螺钉轴部分具有最佳的长度。在受到轴向力的螺钉和本体中的周围内表面之间的接触位置总是处于预定位置这个事实还意味着，制造者可以非常精确地控制切削嵌入件、螺钉和底座之间的相互作用力。
总之应该指出的是，本发明可以应用在任意可旋转的刀具例如铣刀、钻刀等上。因此，在所示的实施例中，可以认为本体1由刀盘例如圆柱形刀具构成。
参考标号列表
1  本体
2  切削嵌入件
3  底座
4  底面
5  径向支撑部分
6  接触面
7  边缘
8  切削嵌入件的顶面
9  切削嵌入件的底面
10 切削嵌入件的侧面
11 主切削刃
12 螺钉
13 在切削嵌入件中的孔
14 在本体中的孔
15 螺钉头部
16 轴
17 外螺纹
18 键槽
19 螺钉的圆柱形部分
20 螺钉的颈部
21 上孔部
22 孔中的台肩
23 下孔部
24 内螺纹
25 孔端口
26 孔
27 孔中的下端表面
28 圆柱形部分
29，29′ 孔中的平面
30，30′ 孔中的半圆柱形表面
31 环带部分
32 螺钉的腰部

Claims (4)

1.可旋转的刀具，它包括可以绕着几何轴线旋转的本体(1)和可以安装在形成在本体中的底座(3)中的切削嵌入件(2)，该底座具有两个支撑部分，即切削嵌入件的底面(9)可以压靠在其上的底面(4)和切削嵌入件的侧面(10)可以压靠在其上以便使切削嵌入件相对于径向和/或切向力固定的径向支撑部分(5)，由此通过可以插入在切削嵌入件中的通孔(13)中的螺钉(12)来保证使切削嵌入件相对于轴向力固定，该螺钉具有可沉入在切削嵌入件中的头部(15)以及一轴(16)，该轴一方面包括与形成在本体中的第二孔(14)下部中的内螺纹(24)啮合的下外螺纹(17)，该第二孔在底座的底面(4)中的端口(25)中打开，并且另一方面包括可以设在上孔(26)中的上部旋转对称的无螺纹的圆柱形部分(28)，该无螺纹部分在内螺纹(24)和第二孔的端口(25)之间延伸，其特征在于，在所述第二孔(14)中的上孔(26)为细长形状，以便使得螺钉(12)的上部能够沿着背离径向支撑部分(5)的方向弯曲变形，并且在所述旋转对称的无螺纹的圆柱形部分(28)上形成有具有弯曲包络面的圆周加厚的带状部分(31)，该带状部分在螺钉处于拧紧状态时与内螺纹(24)以及孔端口(25)间隔一段距离，以便在切削嵌入件受到轴向力时准确地确定孔(26)和螺钉轴(16)之间的接触位置。
2.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，在所述第二孔(14)中的上孔(26)由表面(29，29′，30，30′)限定，这些表面与底座的底面(4)垂直地延伸，更精确的说从所述端口(25)延伸至其中孔的下部开口的环形下端表面(27)。
3.如权利要求1或2所述的刀具，其特征在于，在所述第二孔(14)中的上孔(26)由在两个半圆柱形表面(30，30′)之间延伸的两个平面(29，29′)限定。
4.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，内螺纹(24)的中心线(C1)相对于中心面(CP)横向偏移穿过上孔(26)，即以这样一种方式，从而内螺纹的中心线比相对侧面(29′)更靠近孔的侧面(29)，螺钉(12)在切削嵌入件(2)受到轴向力时会移动压靠孔的侧面(29)。
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