CN1541148A - 切割工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种切割工具，所述切割工具包括支架和安装在其中的切割插入件。支架的第二孔从所述基壁向下延伸。支架的第三孔从所述第二孔向后延伸并且通向支架的第四孔。插入到第二孔中的锁销向上突出到第一通孔中。突起从锁销的上部向后延伸。在锁销下部中的面朝后的沟槽基本上与第三孔相互对准。柱塞被接纳在第三孔中。柱塞的前部与沟槽接触接合。柱塞的后部具有与柱塞的第一轴线横切的第一接合表面。接合在第四孔中并且具有第二接合表面的夹紧元件与第一接合表面接触接合。

Description

切割工具
技术领域
本发明涉及一种具有被卡销固定在插入件接纳槽中的切割插入件的切割工具。特别是，利用接合在切割工具的侧面中的夹紧螺钉驱动卡销。
背景技术
具有被卡销固定在插入件接纳槽中的切割插入件的切割工具已为人们所知。例如，在Hunt的美国专利US 4,615,650中披露了这样一种工具。如’650的图4和图5中所示，切割插入件6被固定在工具支架2的凹槽4中。使锁销8通过切割插入件孔10而使切割插入件6固定。锁销8包括尺寸适于插过切割插入件孔10的第一部分28和尺寸适于插入到工具支架的第一孔22中的第二相邻部分30。接合装置包括以相对于轴线56′成一定角度延伸到第二部分30中的槽58′，槽58′是由最好为杯状的壁60′限定的。拉紧元件24′采用定位销的形式，定位销最好具有圆形端以抵靠杯状壁60′。
当拉紧定位销时，它被推压在壁60′上，从而进一步推动锁销8使之进入到第一孔22中以使锁定压力沿着第一方向36向下施加在切割插入件孔10的前部上，以及沿着第二方向44向后施加在切割插入件孔10的后部上。
在’650的工具中，定位销24′相对于工具是朝后的并且处于与锁销8基本相同的平面上。当需要从工具的侧面，即垂直于’650的图5中的视图方向操作夹紧螺钉时，这样一种布置是不适合的。
Masayuki的日本公开号为11291105 A的专利文献披露了上述类型的另一种工具。如在’105中所披露的，具有头部26的曲柄销25被插入到工具主体11中的主体插入孔23和安装在尖端连接座13上的尖端15中的插入孔22中。长孔23a延伸到尖端连接座13的两侧壁13b、13c的相交部分以使其调节曲柄销25在主体插入孔23中的倾斜方向。利用固定螺钉30对曲柄销25的圆柱形杆27施压，使得曲柄销25被拉入并使其倾斜，利用头部26使得尖端15受压并且被固定在尖端连接座13的底面13a和侧壁13b、13c上。
在’105的工具中，由于曲柄销25穿过尖端15进入到插入孔23中，因此在需要拆卸曲柄销以更换尖端15。另外，在这样一种布置中，固定螺钉30通常朝向曲柄销25在其中移动的平面的方向或者相对于该平面是倾斜的。固定螺钉30不能垂直于曲柄销25的移动方向，因此如果需要从这样一个方向操作固定螺钉，那么需要拆下固定螺钉30。
Holloway的美国专利US 3,491,421中披露了上述类型的另一种工具。如’421的图8中所示，工具支架10C设有孔65，孔65在66处被扩大以在两个孔之间提供肩部67。摆动销20C具有锥形下部70，锥形下部70具有与其下端邻接的向内的拱形沟槽71。凸缘72设置在锥形柄部70和向上延伸的膨胀端24C。凸缘72在其边缘73上成拱形以使其被可摆动地安装在扩大部分66中。利用进入到沟槽71中的硅橡胶74使摆动销20C定位。
利用推杆59驱动摆动销20C，推杆59具有圆形前端61和后部的斜面60。具有锥形端部62的螺钉63将推杆59推到摆动销20C上，从而向前推动锥形下部70。利用支撑凸缘72的肩部67能够使销20C翻转运动，20C的翻转运动向后移动膨胀端24C，从而向后将切割插入件30固定在其凹槽的侧壁上。
’421的工具的缺点是，销20C必须被硅橡胶74固定以使其不能在推杆59的推动下向上移动。另外，具有直径不同的两个部分的带孔的工具的生产使得该工具变得复杂并且会增大其成本。
英国专利GB 1341651中披露了上述类型的另一种工具。如’651中所示，径向对称的夹紧杠杆3将切割板1向后压在柄部9中的凹槽的直立肩部10上。设置在圆柱形孔中的杠杆3包括两个锥形臂4和6以使其支点8处于端部中间。套环5设置在杠杆臂3的外端处。第二杠杆臂6设置在具有沟槽7的其外端部中。由于夹紧杠杆3是径向对称的，因此沟槽7一直围绕夹紧杠杆3延伸。夹紧螺钉14以平行于在柄部处的圆柱形孔的形式延伸。具有圆柱形圆周表面和倾斜楔面18的楔形中间元件17被中间元件20推动。向前推动杠杆臂6的中间元件17的前端19是隆起的并且延伸到杠杆臂6的沟槽7中以便即使当松开夹紧螺钉14时夹紧杠杆3也不能掉落。
根据夹紧杠杆3的结构，将中间元件17的前端19向前推靠在沟槽7上以产生围绕支点8的杠杆作用，从而利用套环5向后推压切割板1。’651的工具的缺点是，切割板1仅被向后推压并且它不能被向下压靠在柄部9中的凹槽的底部上。
本发明的一个目的是，提供一种显著减小或者克服上述缺点的切割工具。
发明概述
根据本发明，提供一种切割工具(10)，所述切割工具(10)包括支架(12)和安装在所述支架的插入件接纳凹槽(24)中的切割插入件(14)，所述切割插入件(14)具有第一通孔(73)；所述插入件接纳凹槽具有基壁(26)和至少一个侧壁(27、28)，支架的第二孔(30)从所述基壁向下延伸，支架的第三孔(32)从所述第二孔向后延伸并且通向支架的第四孔(34)，第四孔相对于第三孔以第一倾角(α)倾斜；
插入到第二孔中的锁销(36)向上突出到第一通孔中，锁销具有上部(38)和下部(40)，下部(40)具有前侧面(41)和后侧面(43)，突起(42)从上部向后延伸，下部(40)具有面朝后的沟槽(44)，沟槽(44)基本上与第三孔相互对准，沟槽(44)的前端(45)与下部(40)的后侧面(43)相比更靠近下部(40)的前侧面(41)；
柱塞(50)被接纳在第三孔中，柱塞的前部(52)向前突出到第二孔中并且与沟槽的前部(46)接触接合，柱塞的后部(54)向后突出到第四孔中并且具有与柱塞的第一轴线(A)横切的第一接合表面(60)；
夹紧元件(62)被接合在第四孔中，夹紧元件具有与所述第一接合表面接触接合的第二接合表面(64)；
在所述切割工具的第一位置，锁销的突起(42)与在所述切割插入件的第一通孔的后部处的夹持部分(80)向前隔开；
在所述切割工具的第二位置，夹紧元件的第二接合表面(64)在柱塞的第一接合表面(60)上施加压力，从而将柱塞的前部向前推靠在锁销的沟槽的前部，在锁销的下部的上部段中的第一接触点(82)被压在第二孔的前部上并且锁销的突起向下和向后压迫在所述切割插入件的第一通孔的后部处的夹持部分，从而使切割插入件抵靠所述插入件接纳凹槽的基壁和至少一个侧壁被牢固地夹在所述插入件接纳凹槽中。
通常，所述支架的第二孔(30)垂直于所述基壁(26)。
通常，第二孔(30)基本上与第一通孔(73)对准。
通常，第三孔(32)垂直于第二孔(30)。
通常，第三孔(32)平行于所述基壁(26)。
最好，第一倾角(α)是钝角。
通常，第四孔(34)垂直于第二孔(30)。
通常，第四孔(34)平行于所述基壁(26)。
根据本发明的一个特定实施例，第四孔(34)是螺纹孔。
通常，锁销(36)的上部(38)基本上是圆柱形。
通常，锁销(36)的下部(40)基本上具有向下渐缩的截锥形。
最好，锁销的下部中的沟槽(44)的前部(46)具有前球面(46)，前球面(46)与在其后部的向前渐缩的截锥形表面(48)结合在一起。
最好，柱塞的前部(52)具有与沟槽(44)的球面配合的球面。
通常，柱塞的前部的球面的前端(56)是平的。
根据本发明的一个特定实施例，柱塞的后部的第一接合表面(60)在柱塞的顶视图中相对于柱塞的第一轴线(A)成55度的第二倾角(β)。
最好，夹紧元件的第二接合表面(64)直接压迫柱塞的第一接合表面(60)。
最好，夹紧元件(62)构成夹紧螺钉。
通常，在垂直于锁销的纵向轴线(B)的平面中，沟槽(44)的前端(45)和锁销的下部(40)的后侧面(43)的假想连续部分之间的第四距离(D4)比在同一平面中的沟槽(44)的前端(45)和锁销的下部(40)的前侧面(41)之间的第五距离(D5)大4至5倍。
通常，在切割工具(10)的第一位置，切割插入件(14)沿着向上的方向与插入件接纳凹槽(24)自由脱开。
最好，弹性元件(76)向后推压锁销(36)的下部(40)。
最好，弹性元件(76)接合在支架的第五孔(78)内，第五孔局部通向基本上与其垂直的第二孔(30)。
通常，弹性元件(76)是由橡胶或者硅制成的。
附图的简要说明
为了更好地理解本发明和表示本发明是如何实施的，现将参照附图，在附图中：
图1是本发明所涉及的一种切割工具的透视图；
图2是图1中所示的切割工具的分解图；
图3是图1中所示的切割工具的横截面透视图，其中弹性元件被去除；
图4是处于第一组装位置的图1中所示的切割工具的侧截面图；
图5是处于最终组装位置的图1中所示的切割工具的侧截面图；以及
图6是沿着图4中的VI-VI线的顶部截面图，其中弹性元件被去除。
优选实施例的详细描述
参见图1至图6，如图中所示，切割工具10包括支架12和安装在其中的切割插入件14。支架12具有由各个顶表面和底表面20和21以及各个前表面和后表面22和23(图中没有特别示出后表面23)界定的各个右侧表面和左侧表面16和18。插入件接纳凹槽24形成在支架12的前部25中并且通向各个前、顶和左侧表面22、20和18。插入件接纳凹槽24具有由侧壁27和后壁28界定的基壁26，这里所述的切割工具是适于夹持具有55度鼻角的切割插入件的车刀。但是，应该理解的是，本发明不仅限于该优选实施例，它也涉及其他类型的机加工工具和其他形状的切割插入件，例如，六边形、八边形、矩形或者圆形。
支架12具有直径D3的第二圆柱形孔30，第二圆柱形孔30从插入件接纳凹槽24的基壁26向下延伸到支架12的底表面21。第二孔30基本上垂直于基壁26。基本上垂直于第二孔30并且平行于基壁26的支架12的第三孔32从前表面22向后延伸，穿过第二孔30并且通向支架12的第四孔34。在前表面22和第二孔30之间的第三孔32的前部33仅是为了组装而设计的(后面将对其进行描述)并且在切割插入件14的夹紧过程中不起作用。
第四孔34与第三孔32横切并且通常垂直于第二孔30以及平行于基壁26。第四孔34相对于第三孔32形成第一倾角α，第一倾角α通常为钝角。根据一个优选实施例，第一倾角α为98度。第四孔34是螺纹孔以便于能够以螺纹接合的方式接纳带有螺纹的夹紧元件。但是，第四孔34不是必须为螺纹孔，并且它取决于被接纳在其中的夹紧元件的类型。
锁销36被插入到第二孔30中。锁销36向上突出到插入件接纳凹槽24中，并且锁销的顶部与支架12的顶表面20平齐。锁销的底部基本上与支架12的底表面21平齐。锁销36具有基本上为圆柱形的上部38和向下渐缩的基本上为截锥形的下部40，下部40具有前侧面41和后侧面43。突起42在上部38的上部段39处向后延伸。在该部分处，上部38在垂直于锁销36的纵向轴线B的平面中具有最大的横截面尺寸D。
下部40具有在其后侧面43中的面朝后的沟槽44。沟槽44与第三孔32基本上是相互对准的。沟槽44具有前球面46，前球面46与在其后部的向前渐缩的截锥形表面48结合在一起。如图4和图5中所示，沟槽44的前端45与下部40的后侧面43相比更靠近下部40的前侧面41。根据一个优选实施例，在垂直于锁销的纵向轴线B的平面中，沟槽44的前端45和锁销的下部40的后侧面43的假想连续部分之间的第四距离D4比在同一平面中的沟槽44的前端45和锁销的下部40的前侧面41之间的第五距离D5大4至5倍。下部40在垂直于纵向轴线B的平面P1中具有最大的横截面尺寸D2。平面P1位于下部40中在沟槽44和锁销36的上部38之间的上部段中。横截面尺寸D2小于第二孔30的第三直径D3。
柱塞50通过第三孔32的前部33被滑动接纳在第三孔32中。柱塞50具有前部52和后部54。前部52向前突出到第二孔30中。前部52具有与沟槽44接触接合并且与其前球面46配合的球形。最好，前部52的前端56在垂直于所述柱塞50的第一轴线A的方向上是平的。这样，在前端56的附近，在沟槽44的前球面46和柱塞50的后部52之间存在间隙。利用这种结构能够保证柱塞50在后面描述的夹紧过程中沿着较大的和边界明确的环形接触面58与沟槽44配合。
柱塞50的后部54向后突出到第四孔34中。后部54具有以第二倾角β与柱塞50的第一轴线A横切的第一接合表面60。通常，如在柱塞的顶视图中所示，第二倾角β为55度。根据一个优选实施例，第一接合表面60为圆锥形。但是，第一接合表面不一定必须为圆锥形，并且它可是凹面圆柱形、平的或者其他任何形状。
构成夹紧元件的夹紧螺钉62被螺纹接合在第四孔34中。夹紧螺钉62在其前部具有与柱塞50的第一接合表面60接触接合的圆锥形第二接合表面64。应该理解的是，第二接合表面64不一定必须是圆锥形并且它取决于第一接合表面60的形状，只要夹紧元件压在柱塞50上能够向前推压柱塞即可。根据一个特定实施例，夹紧螺钉62设有向前突出的固定销63以便当夹紧螺钉松开时限制柱塞50过度向后移动。
切割插入件14具有上表面67、下表面68和在上下表面之间延伸的侧表面69。上表面67和侧表面69之间的相交部分构成切割边缘70。侧表面69具有抵靠在插入件接纳凹槽24的侧壁27上的侧壁71和抵靠在插入件接纳凹槽24的后壁28上的后壁72。位于中心的第一通孔73在上表面67和下表面68之间延伸。第一通孔73具有第一直径D1的圆柱形下部74和向上扩张的上部75。第一直径D1大于锁销36的上部38的最大横截面尺寸D。这样，当切割插入件14以未被固定的形式坐在插入件接纳凹槽24中时，它可被向上提升和转动以将新的切割边缘带到工作位置，无需提升或者拆下锁销36。应该理解的是，本发明不限于上述具有第一通孔的切割插入件，但同样适用于仅具有圆柱形的通孔的切割插入件，或者通孔在其两侧面上向外扩张的具有双侧面的切割插入件。
为了将锁销36推压在柱塞50上，弹性元件76被插入到局部开口的第五孔78，第五孔78基本上垂直于第二孔30和第三孔32。弹性元件76具有圆柱形并且由硅、橡胶或者其他弹性材料制成。弹性元件76对于切割插入件14的锁定不是实质性特征，并且切割工具10在没有弹性元件的情况下同样能够发挥作用，但是为了使切割工具10便于操作，最好以任何所希望的形式使锁销36的下部40被永久性弹性地向后推压。
为了将切割插入件14夹在插入件接纳凹槽24中，松开夹紧螺钉62，这样能够利用由弹性元件76在锁销36的下部40上施加的向后作用力使柱塞50向后滑动。这样，由于锁销的下部40的向后移动，在切割工具10的第一位置，锁销上部38的突起42与在切割插入件的第一通孔73的扩张上部75的后部处的夹持部分80向前隔开。在该位置处，切割插入件14可被自由地插入在插入件接纳凹槽24中并且在笔直向下移动中接合在锁销36的上部38上以使第二通孔基本上与第一通孔对准。类似地，切割插入件14在笔直向上移动中与插入件接纳凹槽24自由脱开。
应该说明的是，在切割工具未设有用于在锁销36的下部40上施加向后的作用力的弹性元件的情况下，在未被夹紧位置处，切割插入件14也可与插入件接纳凹槽24自由脱开，这是由于锁销可自由地在第二孔30内翻转。
为了将切割插入件14夹在插入件接纳凹槽24上，将夹紧螺钉62向内拧入到第四孔34中。利用夹紧螺钉的向内移动，其第二接合表面64接合柱塞50的后部54的第一接合表面60，从而使柱塞向前移动。由于柱塞50的前部52被推压到沟槽44的前球面46中，因此它们用作具有中心C的球窝接头。中心C不是必须位于锁销的纵向轴线B上但最好位于其附近。
由于中心C是锁销36和柱塞50的共同点，并且柱塞仅沿着向前平移的方向移动，因此中心C也仅向前平移。故锁销36限于仅能够执行围绕中心C的翻转动作。锁销36抵靠在第二孔30的前部的第一接触点82位于平面P1上。这样，下部40的向前移动使得第一接触点82向上滑动，并由于突起42位于其转动中心C的后部，因此突起42向后和向下转动。在该第二位置处，突起42向后和向下压迫第一通孔73的夹持部分80以将切割插入件14牢固地保持在插入件接纳凹槽中。这样，切割插入件的侧壁71抵靠插入件接纳凹槽的侧壁27，后壁72抵靠后壁28并且下表面68抵靠基壁26。
利用上述切割工具的结构，在突起42位于其转动中心C的后部并且转动中心C属于限制为单向移动的球窝接头，确保锁销36有效地向后和向下压迫切割插入件的第一通孔以牢固地保持切割插入件。应该理解的是，转动中心C处于突起42前面越靠前，或者比率D4/D5越大，由锁销施加在切割插入件上的向下作用力越大。
切割工具10特别适用于所谓的“瑞士型机器”。在这样一种机器中，多个切割工具10以一个在另一个上方的形式设置在需要加工的工件前面。应该理解的是，对于这样的切割工具的设置，和现有技术中所涉及的切割工具一样，存在关于从每一个切割工具的前面或者顶部使用螺丝开口扳手的限制。另一方面，在本发明所涉及的切割工具中，每一个切割插入件可被从每一个支架的侧面操作的夹紧螺钉单独夹紧，从而无需从机器上拆下每一个支架即可更换或者转向切割插入件。
尽管已经对本发明特定实施例进行了描述，但是应该理解的是，在不脱离如下面权利要求所限定的本发明保护范围的基础上可对其进行各种变型和改进。例如，夹紧元件的第二接合表面64不必与柱塞的第一接合表面60直接接触。而是，它们可是分离的，只要第二接合表面64将压力施加在第一接合表面60上即可，例如可利用其他作用力传递部件，诸如球等。
本发明所涉及的切割工具的一个优点是，相同的锁销36适合任何形状的切割插入件，例如正方形、三角形或者菱形。因此，锁销的生产成本变得便宜。最好，利用铸造或者利用注射模制的方法生产锁销。与本发明的锁销相反，现有技术中所施加的杠杆仅适合一种形状的切割插入件，这是由于从插入件通孔到切割插入件的后邻接表面的距离对于不同类型的切割插入件是不同的。

Claims (22)

1.一种切割工具(10)，所述切割工具(10)包括支架(12)和安装在所述支架的插入件接纳凹槽(24)中的切割插入件(14)，所述切割插入件(14)具有第一通孔(73)；所述插入件接纳凹槽具有基壁(26)和至少一个侧壁(27、28)，支架的第二孔(30)从所述基壁向下延伸，支架的第三孔(32)从所述第二孔向后延伸并且通向支架的第四孔(34)，第四孔相对于第三孔以第一倾角(α)倾斜；
插入到第二孔中的锁销(36)向上突出到第一通孔中，锁销具有上部(38)和下部(40)，下部(40)具有前侧面(41)和后侧面(43)，突起(42)从上部向后延伸，下部(40)具有面朝后的沟槽(44)，沟槽(44)基本上与第三孔相互对准，沟槽(44)的前端(45)与下部(40)的后侧面(43)相比更靠近下部(40)的前侧面(41)；
柱塞(50)被接纳在第三孔中，柱塞的前部(52)向前突出到第二孔中并且与沟槽的前部(46)接触接合，柱塞的后部(54)向后突出到第四孔中并且具有与柱塞的第一轴线(A)横切的第一接合表面(60)；
夹紧元件(62)被接合在第四孔中，夹紧元件具有与所述第一接合表面接触接合的第二接合表面(64)；
在所述切割工具的第一位置，锁销的突起(42)与在所述切割插入件的第一通孔的后部处的夹持部分(80)向前隔开；
在所述切割工具的第二位置，夹紧元件的第二接合表面(64)在柱塞的第一接合表面(60)上施加压力，从而将柱塞的前部向前推靠在锁销的沟槽的前部，在锁销的下部的上部段中的第一接触点(82)被压在第二孔的前部上并且锁销的突起向下和向后压迫在所述切割插入件的第一通孔的后部处的夹持部分，从而使切割插入件抵靠所述插入件接纳凹槽的基壁和至少一个侧壁被牢固地保持在所述插入件接纳凹槽中。
2.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，所述支架的第二孔(30)垂直于所述基壁(26)。
3.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，第二孔(30)基本上与第一通孔(73)对准。
4.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，第三孔(32)垂直于第二孔(30)。
5.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，第三孔(32)平行于所述基壁(26)。
6.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，第一倾角(α)是钝角。
7.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，第四孔(34)垂直于第二孔(30)。
8.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，第四孔(34)平行于所述基壁(26)。
9.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，第四孔(34)是螺纹孔。
10.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，锁销(36)的上部(38)基本上是圆柱形。
11.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，锁销(36)的下部(40)基本上具有向下渐缩的截锥形。
12.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，锁销的下部中的沟槽(44)的前部(46)具有前球面(46)，前球面(46)与在其后部的向前渐缩的截锥形表面(48)结合在一起。
13.如权利要求12所述的切割工具，其特征在于，柱塞的前部(52)具有与沟槽(44)的球面配合的球面。
14.如权利要求13所述的切割工具，其特征在于，柱塞的前部的球面的前端(56)是平的。
15.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，柱塞的后部的第一接合表面(60)在柱塞的顶视图中相对于柱塞的第一轴线(A)成55度的第二倾角(β)。
16.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，夹紧元件的第二接合表面(64)直接压迫柱塞的第一接合表面(60)。
17.如权利要求16所述的切割工具，其特征在于，夹紧元件(62)构成夹紧螺钉。
18.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，在垂直于锁销的纵向轴线(B)的平面中，沟槽(44)的前端(45)和锁销的下部(40)的后侧面(43)的假想连续部分之间的第四距离(D4)比在同一平面中的沟槽(44)的前端(45)和锁销的下部(40)的前侧面(41)之间的第五距离(D5)大4至5倍。
19.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，在切割工具(10)的第一位置，切割插入件(14)沿着向上的方向与插入件接纳凹槽(24)自由脱开。
20.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于，弹性元件(76)向后推压锁销(36)的下部(40)。
21.如权利要求20所述的切割工具，其特征在于，弹性元件(76)接合在支架的第五孔(78)内，第五孔局部通向基本上与其垂直的第二孔(30)。
22.如权利要求21所述的切割工具，其特征在于，弹性元件(76)是由橡胶或者硅制成的。
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