CN1592664A - 在刀具去屑自由端具有可更换切削部分的可旋转刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在刀具去屑自由端具有可更换切削部分(7、7’)的可旋转刀具，该刀具还包括刀具部分(3、3’)，切削部分(7、7’)将安装在该刀具部分上，该刀具部分(3、3’)和切削部分(7、7’)有切屑槽(9)，该切削部分(7、7’)有用于去屑机械加工的部件，该刀具部分(3、3’)和切削部分(7、7’)通过燕尾槽连接器而相互连接，该燕尾槽连接器包括凸形部分(10、10’)和凹形部分(20、20’)。本发明还涉及单独的切削部分。优选是，本发明涉及钻头或铣刀。本发明刀具的特征在于：该燕尾槽连接器包括用于使包含于燕尾槽连接器中的部件(10、20；10’、20’)相互夹持的部件(15、18、19；15’、27’)。

Description

在刀具去屑自由端具有可更换切削部分的可旋转刀具
发明领域
本发明涉及一种在刀具去屑自由端有可更换切削部分的可旋转刀具，该刀具还包括刀具部分，切削部分将安装在该刀具部分上，该刀具部分有螺旋形或直线形切屑槽，该切削部分有用于去屑机械加工的部件，该刀具部分和切削部分通过燕尾槽连接器而相互连接，该燕尾槽连接器包括凸形部分和凹形部分。本发明还涉及单独的切削部分。本发明尤其涉及一种钻头或铣刀。
背景技术
具有可更换切削部分的麻花钻由DE-PS 367010已知，切削部分通过燕尾槽连接器与钻柄的一端相连。切削部分和柄之间的连接完全基于所述部分的配合表面之间的摩擦力，因此，显然有在钻头的处置过程中切削部分离开正确位置的危险。
有可更换切削部分的钻头由US-A-5904455已知。通过凹口侧面抵靠切削部分的夹持作用而将切削部分固定在钻头上。该夹持作用可以由形成该凹口的材料的固有弹性来提供，或者可以选择，可以通过施加在切削部分上的轴向力来增强夹持作用，或者通过合适设计该凹口的底部以及切削部分的、承受由凹口侧面对切削插入件施加的压力的部分，从而增强夹持作用。
发明内容
本发明的主要目的是公开一种上述类型的刀具，其中，可更换切削部分的固定以非常简单但可靠的方式进行。
本发明的还一目的是使切削部分(即消耗品)设计得非常简单。
本发明的附加目的是当将切削部分装配在刀具部分上时，实际上不能够以错误的方式装配该切削部分，且该切削部分基本自动地采取相对于刀具部分的正确位置。
至少本发明的主要目的可以通过具有后面的独立权利要求1所述特征的刀具来实现。本发明的优选实施例将在从属权利要求中介绍。
附图描述
下面将参考附图介绍本发明的实施例，附图中：
图1表示了本发明第一实施例的钻头的透视图；
图2表示了本发明钻头的、靠近顶端处的部分的放大分解图，其中切削部分与钻头的其余部分分离；
图3表示了包括在本发明的钻头中的刀具部分的平面图；
图4表示了沿图3中的线A-A穿过刀具部分的剖面以及穿过切削部分的剖面；
图5表示了在燕尾槽连接器中的凸形部分和凹形部分的配合表面的详图；以及
图6表示了燕尾槽连接器的可选实施例的示意图。
具体实施方式
图1中表示的钻头1包括刀具部分3以及柄5，该钻头1将装在机械加工刀具中。该钻头1还包括可更换的切削部分7，该切削部分7安装在刀具部分3的、远离柄的端头上。切削部分7有用于去屑机械加工的部件，但是图1中没有特别表示。螺旋线切屑槽9形成于刀具部分3的外周上，所述切屑槽9也延伸到该可更换切削部分7的外周上。
最好如图2清楚所示，切削部分7通过燕尾槽连接器与刀具部分3连接。在图1-5所示实施例中，该燕尾槽连接器包括凸形部分10，该凸形部分10构成为刀具部分3的整体部分。该凸形部分10沿其纵向方向的延伸基本等于刀具部分3的直径，如图4所示。不过，图4中，凸形部分10的左端离开刀具部分3的外周一定距离，该明显设计将在后面结合对燕尾槽连接器的功能的介绍而进行解释。在端视图中，如图2所示，凸形部分10有大致圆形形状，并有与刀具部分3相连的部分11，该部分11的横向尺寸小于横截面的最大横向尺寸。凸形部分10沿它的整个纵向方向有基本恒定的外部尺寸。环绕凸形部分10的第一支承部分12为平面，所述第一支承表面12并不垂直于刀具的纵向，而是与刀具部分3的、沿轴向延伸的第一中心平面B-B形成钝角α，该中心平面B-B垂直于图3和4的纸面延伸。优选是，该角度α大约为100°。角度α的合适范围为90°＜α＜120°。凸形部分10的纵向中心轴线4与中心平面B-B形成相应角度α。
如图2和3所示，狭槽13凹入到刀具部分3和凸形部分10中。狭槽13位于沿刀具部分3的轴向延伸的平面内。狭槽13沿刀具部分3径向的延伸情况如图3所示。因此，狭槽13通过钻头1的旋转中心14，并相对于凸形部分10的、轴向延伸的第二中心平面C-C形成锐角β，该第二中心平面C-C垂直于第一中心平面B-B，如图3所示。这意味着狭槽13在距离中心平面C-C一定距离处穿透连接部分11的端头，如图2和3所示。从强度方面来看，这样将很有利，后面将结合图5更详细地介绍。
刀具部分3还包括通孔15，该通孔15的斜度为平行于凸形部分10和第一支承表面12的倾斜度。而且，孔15平行于狭槽13的延伸方向而延伸，如刀具部分3的平面图所示，即如图3所示。因此，孔15的纵向中心轴线与第二中心平面C-C形成角度β，见图3，尽管孔15并未在该图中示出。在图4中可以看见，狭槽13在孔15下面延伸一定距离，狭槽13的最底侧的极限边缘处相对于第一中心平面B-B的斜度与孔15、凸形部分10以及第一支承表面12相同。
如图4更清楚所示，孔15在它的端部区域形成第一锥形部分16和第二锥形部分17。具有锥形头部的螺钉18安装在孔15中，而不对称的锥形螺母19与该螺钉18配合。该螺钉18与第一锥形部分16配合，而螺母19与第二锥形部分19配合。属于螺母19的第二锥形部分17以与该不对称螺母19配合并能防止该螺母旋转的方式进行连接。
因此，在拧紧所述螺钉连接件的过程中，当螺钉18和螺母19彼此啮合并相互接近时，锥形部分16和17将构成该螺钉18和螺母19压靠的表面。这意味着在拧紧所述螺钉连接件时，狭槽13将变宽，这将在后面介绍燕尾槽连接器的功能时更详细说明。
如图2和4更清楚所示，切削部分7有属于燕尾槽连接器的凹形部分20，该凹形部分20主要由细长的槽构成，该槽的形状与凸形部分10相同，即该槽有基本圆形横截面。优选是，凹形部分20形成为沿整个纵向方向有恒定内径的槽。如图4所示，该凹形部分20并不在切削部分7的整个横向尺寸上延伸，而是在图4中的凹形部分20的左端处确定有止动面21，该止动面21的目的是为了与图4中的凸形部分10的左端配合。与凸形部分10相同，凹形部分20的纵向中心轴线6并不垂直于刀具的纵向方向，而是与第一中心平面B-B形成钝角α，如图4所示。切削部分7的、环绕凹形部分20的第二表面8与第一中心平面B-B形成相同的角度α，在本实施例中，该平面8表示为平面。
在刀具部分3和切削部分7中都提供有冷却导管，刀具部分3有位于刀具部分3的中心处的、轴向延伸的第一冷却导管22，切削部分7有从切削部分7的中心分叉的两个第二冷却导管23，该导管的口在切削部分7的自由端上。
当切削部分7与刀具部分3相互连接时，切削部分7从图4的左侧推到刀具部分3上，即凹形部分/槽20推到凸形部分10上，直到图4中的凸形部分10的左端与凹形部分20的止动表面21相抵。由于凸形部分10、凹形部分20、第一支承表面12以及第二支承表面8的倾斜度，所述切削部分7的止动表面21将压靠在图4中凸形部分10的左端上，因此，在利用本发明的刀具进行机械加工的过程中，负载施加在切削部分7上。该结构基本上有助于使切削部分7处于刀具部分3上的正确位置。当切削部分7采取在刀具部分3上的上述位置时，燕尾槽连接器起作用。为此，螺钉18相对于螺母19旋转，该螺母19将被防止旋转。这意味着螺钉18和螺母19彼此接近，从而再保证使狭槽13变宽，并使切削部分7夹持在刀具部分3上。为了更清楚的说明怎样进行夹持，参考图5。在图5中以24表示的区域中，当狭槽13变宽时凸形部分10和凹形部分20之间发生接触。在该区域24中产生的力为斜向下并彼此发散。这意味着切削部分7的第二支承表面8将压靠刀具部分3的第一支承表面12，这对于使切削部分7保持在刀具部分3上的正确位置很有利，因为本发明的刀具在使用过程中偶然会受到较大的应力。在刀具的使用过程中，即刀具的旋转过程中，连接部分11也将受到应力，该连接部分11为关键部分，因为在燕尾槽连接器中，该部分11的横向尺寸最小。为了与以最可能的方式作用在连接部分11上的力相适应，狭槽13延伸成这样，即如前所述，该狭槽在凸形部分10的中心部分的一侧穿过凸形部分10的端头。因此，连接部分11的相对较大的、未分开的第一部分形成于该连接部分11的两端，所述第一部分25定向成使该第一部分25承受由旋转产生的力。除了第一部分25外，还形成有第二部分26，该第二部分26远远小于第一部分25。
在该连接件中，应当指出，在上述实施例中，凸形部分10只在区域24中抵靠凹形部分20。这意味着凸形部分10和凹形部分20只需要在区域24中有彼此相符的形状，在所述部分的其它处的相应形状可以以各种不同方式变化，只要凸形部分10的横截面位于凹形部分20的横截面内。
在图6中示意表示了在刀具部分3’和切削部分7’之间的燕尾槽连接器的一种可选实施例。凸形部分10’有大致圆形横截面，并包括连接部分11’，该连接部分11’的横向尺寸小于凸形部分10’的最大横向尺寸。凸形部分10’有沿其纵向方向延伸的通孔15’，该通孔有圆形的横截面并位于凸形部分10’的中心。在孔15’中装入非圆形销钉27’，该销钉可在孔15’中旋转，但是沿凸形部分10’的轴向方向固定。销钉27’有键凹口28’，用于使销钉27’旋转。狭槽13’位于刀具部分3’的中心，并延伸到刀具部分3’内一定距离。凹形部分20’的结构基本与凹形部分20相同。尽管未在图6中示出，但是凸形部分10’和凹形部分20’相对于刀具的纵向方向可以有相同的斜度，象凸形部分10和凹形部分20一样。凹形部分20’会可以在其一端有止动表面，与凹形部分20有止动表面21的形式相同。
图6所示的燕尾槽连接器这样工作，即当通过将凹形部分20’推到凸形部分10’上而使凹形部分20’安装在凸形部分10’上时，销钉27’定位成使它的最小横向尺寸沿图6中的水平方向延伸。当凹形部分20’推到凸形部分10’上时，销钉27’旋转，这样，使它的最大横向尺寸处于图6中的水平位置。这时，狭槽13’将变宽，并以基本与图1-5所示实施例相同的方式将凹形部分20’夹持在凸形部分10’上。
本发明的刀具的总原理是：切削部分7、7’由硬质合金、陶瓷或其它相对较硬的材料制成。这样的优点是切屑对切削部分7、7’的材料的磨损并不会达到当切削部分7、7’由钢制成时的磨损程度。刀具部分3、3’由相对较软的材料制成，优选是钢。
优选是，本发明的刀具将用于金属的去屑机械加工，但是该刀具完全可用于其它可采用该刀具的材料。
本发明的可能变化形式
在上述两个实施例中，凸形部分10、10’位于刀具部分3、3’上，凹形部分20、20’形成于切削部分7、7’上。且通过使凸形部分10、10’膨胀而将凹形部分20、20’夹持在凸形部分10、10’上。不过，在本发明的范围内，也可考虑使凸形部分位于切削部分上，使凹形部分形成于刀具部分中。这时，狭槽布置成靠近凹形部分。通过将凹形部分环绕凸形部分压紧，可以将该凸形部分夹持在凹形部分中，其中，例如可以通过连接在靠近狭槽的刀具部分中的穿过螺钉来进行夹持。
在图1-5所示的实施例中，膨胀部件包括螺钉连接件18、19，而在图6所示的实施例中，膨胀部件包括非圆形截面的销钉27’。不过，在本发明的范围内，也可以考虑使该具有非圆形横截面的销钉27’构成图1-5所示实施例中的膨胀部件，以及使螺钉连接件18、19构成在图6所示实施例中的膨胀部件。在本发明的范围内，还可以采用其它的膨胀部件。
如上所述，切削部分7、7’将由较硬材料制成，且优选是该切削部分7、7’为所述材料的实心结构。不过，在本发明的范围内，还可以使切削部分由复合材料制成，即表面层包括较硬材料，而芯部包括较软材料。
在图1中可以看见刀具部分3和切削部分7有螺旋线切屑槽9。不过，在本发明的范围内，也可以考虑该切屑槽为直线形，并沿刀具的轴向延伸。

Claims (10)

1.一种可旋转刀具，有在该刀具的去屑自由端处的可更换切削部分(7、7’)，该刀具还包括刀具部分(3、3’)，切削部分(7、7’)将安装在该刀具部分上，该刀具部分(3、3’)和切削部分(7、7’)有切屑槽(9)，该切削部分(7、7’)有用于去屑机械加工的部件，该刀具部分(3、3’)和切削部分(7、7’)通过燕尾槽连接器而相互连接，该燕尾槽连接器包括凸形部分(10、10’)和凹形部分(20、20’)，其特征在于：该燕尾槽连接器包括用于使包含于燕尾槽连接器中的部件(10、20；10’、20’)相互夹持的部件(15、18、19；15’、27’)。
2.根据权利要求1所述的刀具，凸形部分(10、10’)安装在刀具部分(3、3’)上，凹形部分(20、20’)容纳于切削部分(7、7’)中，其特征在于：该凸形部分(10、10’)有狭槽(13、13’)，该狭槽沿凸形部分(10、10’)的整个长度延伸，并沿刀具部分(3、3’)的轴向延伸，且该刀具有使该凸形部分(10、10’)膨胀的部件(15、18、19；15’、27’)。
3.根据权利要求2所述的刀具，其特征在于：该狭槽(13)与凸形部分(10)的轴向中心平面C-C形成一锐角(β)。
4.根据权利要求2或3所述的刀具，其特征在于：用于使凸形部分(10)膨胀的部件包括在靠近狭槽(13)处凹入刀具部分(3)内的通孔(15)以及装于该孔(15)内的螺钉连接件(18、19)，该螺钉连接件在拧紧时使狭槽(13)变宽。
5.根据权利要求4所述的刀具，其特征在于：该孔在其端部区域为锥形，该螺钉连接件中包含的螺钉(18)有锥形头部，该螺钉连接件中包含的螺母(19)为锥形。
6.根据前述任意一个权利要求所述的刀具，其特征在于：凸形部分(10、10’)的纵向中心线(4)和凹形部分(20、20’)的纵向中心线(6)与刀具的轴向延伸的中心平面(B-B)形成钝角(α)，该角度(α)在90°＜α＜120°的范围内。
7.根据前述任意一个权利要求所述的刀具，其特征在于：凹形部分(20、20’)的一端由止动表面(21)确定，凸形部分(10、10’)的一端离开刀具部分(3、3’)的周边。
8.一种构成可旋转刀具去屑自由端上的可更换部分的切削部分(7、7’)，具有将包含在燕尾槽连接器中的部件(20、20’)，其特征在于：一个凹形部分(20、20’)容纳于切削部分(7、7’)内，该切削部分由硬质合金、陶瓷或其它相对较硬的材料制成。
9.根据权利要求8所述的切削部分(7、7’)，其特征在于：该凹形部分(20、20’)的一端由一止动表面(21)确定。
10.根据权利要求8或9所述的切削部分(7、7’)，其特征在于：凹形部分(20、20’)的纵向中心线(6)与该切削部分(7、7’)的轴向延伸的中心平面(B-B)形成一钝角(α)，该角度(α)在90°＜α＜120°的范围内。
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