CN1754641A - 螺纹切削刀具 - Google Patents

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弗雷德里克·施瓦茨
罗兰·海勒尔
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Abstract

本发明涉及一种螺纹切削刀具，其具有柄部和切削部，切削部具有多个带有中间凹槽的切削槽脊(3)并且切削槽脊(3)均具有导锥(3a)和邻接该导锥的引导部份(3b)。为了提供具有如上特征的螺纹切削刀具，其中与现有类型的螺纹切削刀具相比，该刀具承受更少的磨损并且再磨锐的次数更少，根据本发明提出，切削齿(5)在其角部具有斜面(6)或者圆化区域(7)。

Description

螺纹切削刀具
技术领域
本发明涉及一种具有柄部和切削部的螺纹切削刀具，该切削部具有多个带有中间凹槽的切削槽脊，并且每个切削槽脊均具有引导部分以及导锥。
背景技术
一般的，相应的螺纹切削刀具具有三个到四个切削槽脊，这些切削槽脊利用相同数目的中间凹槽而相互间隔。螺纹刀具的前部是锥形的，即切削齿的高度朝向尖端连续的降低。在引导部中，所有的齿均具有精确对应于所需螺纹轮廓的相同的轮廓。可以理解，按照螺距相邻刀片的齿关于彼此稍微的错位，并且各个齿就它们在切削槽脊的宽度上沿着周边方向延伸而言，也遵循螺距的设置。
切削槽脊能够或者基本平行于轴线对准，或者如同钻头具有扭转角。在包含通过切削槽脊或者通过切削槽脊的各个齿的轴线的部分中，通过切削槽脊的齿的部分具有基本为梯形的轮廓，在导锥中的齿能够偏离该梯形形状，齿高从螺纹切削刀具的尖端向引导部连续的增加，其结果为在导锥中的齿冠的包络面或者外部齿表面大致对应于圆锥体或者椭圆体并且因此在导锥中每个单独的齿的高度也从沿着引导部的尖端沿着轴向增加。由此在导锥中通过这种齿的沿着轴向的纵向截面中，形成稍微不同于梯形的切削齿的轮廓，因为该“梯形轮廓”的上部短边并非准确的平行于底边延伸，而是以相对于梯形底边以对应于螺纹内径的例如5-20度的角度倾斜。
为了生产相应的螺纹，首先预钻出一个中心孔，然后将相应的螺纹刀具拧入其中。在螺纹的导锥中，齿首先仅切削径向内部并且沿着引导部的方向具有增加的齿高，随后的齿然后在这些已经在先切削的螺纹中不断的切除更多的材料，直至最后获得所需的螺纹深度或者螺纹高度。
邻接的引导部基本用于使得随着螺纹切削的继续可以确保获得恒定的螺纹高度和恒定的螺距并且还能够保持螺纹刀具的轴向对准。
相应的在螺纹切削期间的去屑能力仅由导锥中的切削齿提供。
因此导锥中的齿被较快的磨损，这就需要对齿进行相应频度的再磨锐。
发明内容
与该现有技术相比，本发明目的在于提供一种具有在开始所指出的特征的螺纹切削刀具，其受到较少的磨损并且再磨锐次数比上述类型的现有螺纹切削刀具更少。
如此实现该目的，即导锥中的至少一些切削齿并且优选所有切削齿在它们的外角部中具有斜面或者斜坡或者圆化区域。这意味着，在包含螺纹切削刀具的轴线的纵向部分中，与基本为梯形的形状不同，在梯形的顶角处齿的轮廓被明显的斜切或者圆化。
这些角部区域的这种斜面的宽度或者圆化区域的半径应该至少大致为外螺纹宽度的五分之一。“外螺纹宽度”指的是在螺纹的外侧所测量的螺纹宽度(沿着轴向)，其关于引导部中的齿的梯形轮廓对应于该梯形轮廓的短边。关于螺纹高度(直接相邻的螺纹的对应点之间的轴向距离)，斜面的宽度或者圆化区域的半径应该至少大致为该螺纹高度或者螺距(等于该螺纹切削刀具或者相应螺钉的每转轴向进给量)的五分之一。
斜面的最大宽度或者圆化区域的最大半径不应该超出所刚刚限定的最小宽度的五至十倍，即特别关于外螺纹宽度，最大约为其一半或者可选最大为螺距(用每转轴向进给量表示)的五分之一。
斜表面优选在切削齿的整个周边长度上以恒定的宽度延伸，斜面宽度也能够从切削齿的切削刃开始沿着周边方向增加，以产生更大的间隙角。
对于圆化区域也是如此。斜面关于相邻的齿侧以及相邻的齿冠(相当于上部梯形侧)的倾斜优选是对称的，即，斜表面与相邻的齿侧形成与相邻的齿冠间所形成的相同角度。换言之，斜表面垂直于齿侧和齿冠之间的角平分线延伸。
相应的圆化区域优选平滑的延伸并且不会弯曲进入相邻的齿侧和相邻的齿冠中。
在根据本发明的螺纹切削刀具的情形中，在导锥中的齿的数目对于每个切削槽脊应该至少为一个，优选由至少2个或3个或者更多的齿形成导锥。
然而，在导锥中齿的数目还依赖于螺纹的尺寸并且尤其是螺纹高度，以便使得由每个齿所产生的切屑的厚度保持在特定的预定界限内。
附图简要说明
通过下面对优选实施方式以及附图的描述，将阐明本发明的其它优点、特征和应用领域。其中：
图1为螺纹切削刀具的侧视图；
图2为通过接合在示意性工件中的根据现有技术的螺纹切削刀具的沿着轴向的纵向截面；
图3为类似于图2的视图，但是其中为根据本发明的螺纹切削刀具；
图4为根据本发明的一个单独切削齿的示意图；
图5为图3中的螺纹切削刀具的截顶三维视图；
图6为根据本发明的一个可选切削齿形状的示意图；以及
图7为具有圆化角部区域的又一种可选的切削齿形状。
具体实施方式
在图1中示出由柄部1和切削部2构成的螺纹切削刀具，该切削部又由多个切削槽脊(cutting land)3以及设置在中间的凹槽构成。在此处所示的类型中，切削槽脊平行于轴线延伸，并且例如三个或者四个切削槽脊3沿着周边分布。然而在其它类型中，切削槽脊和凹槽还可以螺旋的延伸。每个切削槽脊3又由一组形成所谓的引导部3b的邻接柄部1的切削齿，以及形成所谓的导锥或者门(gate)3a的前部切削齿5构成。在导锥中，螺纹切削刀具朝向尖端呈锥形，即在引导部中将为圆柱形的切削齿的包络面朝向导锥中的尖端成圆锥形的或者椭圆形的变尖。
在图1所示中不能观察出根据本发明的特征，而是仅在根据图3的放大视图中可以看出。图2对应于通过如图1所示的螺纹切削刀具的切削槽脊的沿轴向的纵向截面，该刀具接合在同样的示意性绘出的工件中。工件10具有使得螺纹切削刀具进入并且旋转的中心孔11。单独的齿12、13相继的切除梯形齿轮廓的不断加深的区域。在所示的导锥中，最终的(但是尚未切削)螺纹轮廓用短划线表示。需要进一步从工件10中切除的区域14用垂直线示为阴影。
如可以观察到的，各个单独的切削齿12、13具有大致为梯形的轮廓，梯形的高度从尖端沿着引导部的方向连续的增加，直至最终获得螺纹的整个轮廓，如在引导部中的齿12所具有的。仅仅由于在导锥中的切削刀具的半径从引导部朝向刀具的尖端逐渐减小并且由于该形状可以通过沿着例如圆锥形或者椭圆形的包络面磨削而最佳的制造出来，而产生关于梯形轮廓的一定程度的偏移。但是同样可行的是，赋予导锥中的每个单独的齿以精确的梯形轮廓并且使得该梯形轮廓的高度从齿到齿逐步的增加(从尖端到引导部)。
图3示出类似于图2的轴向截面，但是是关于根据本发明的齿廓。如可以观察到的，在这种情形，在导锥3a中的齿5其轮廓形状就如下方面而言与所述的梯形形状稍有不同，即梯形轮廓的上部外角部具有斜坡6，在专业术语中也称为斜面。这里同样的将最终产生的螺纹轮廓再次用短划线绘出，并且将从工件10切除的材料14用竖线阴影表示，并且在各个情形中所切削的轮廓区域对应于各个齿的轮廓。
图4示出在导锥中的其中一个齿5的放大的横截面。两个斜面6的轴向长度用L1和L2表示。关于同样的在图4中示出的位于螺纹的最外周边处的螺纹宽度B，斜面或者斜坡6的轴向尺寸不应该多于其一半。斜表面应该分别与相邻的齿侧8以及齿冠9形成大致相同的角度，即所示的角度α1和β1大致相同，正如同角度α2和β2一样(然而这两个角度不同于α1和β1，因为齿冠9关于刀具的轴线倾斜的延伸)。
在图5中示出示于图3和4中的螺纹切削刀具类型的截头三维视图。可以清楚的观察到斜面6沿着位于门3a的区域内的切削齿5的周边的延伸情况。能够看出，在设置分布于刀具周边的四个切削槽脊3之间具有四个凹槽16，在所示的类型中，所述凹槽平行于旋转轴线延伸。
图6示出一种变型，其中在导锥中的各个齿5’逐步的变尖，即，每个单独的齿均具有平行于轴线的齿冠表面9’。关于斜面6’的轴向长度L1、L2，如同在图4实施例的情形一样。至少在本发明的优选实施例中，在此情形此处未予示出的四个角度α1、β1、α2和β2将是毫无例外的相同的。
最后图7示出一种齿廓，其中，不同于斜面或者斜坡，采用圆化区域15”。圆化区域半径R1、R2优选是相同的或者至少具有相同的量级，并且半径R1、R2的值优选不大于尺寸B的一半。该尺寸B，即在螺纹的最外周边沿着螺纹的轴向测量的宽度，则用两个相继的螺纹截面上的对应点之间的轴向距离表示，与螺距相比大致为其五分之一到十分之一。因此，斜面的最大轴向长度或者圆化区域的最大半径亦与此螺距有关，并且最大为螺距的十分之一。
斜面的轴向长度或者圆化区域的半径的最大值应该大致为最大尺寸的五分之一，即螺距的约五十分之一以及螺纹的外部轴向宽度的约十分之一。
为了原始公开的目的，特指出，本说明书、附图以及权利要求向本领域普通技术人员所披露的所有特征，即使仅结合特定的其它特征加以具体的描述，能够与此处所公开的其它特征或者特征的集合单独的或者以任何所期望的结构相结合，除非其已经被明确的排除或者技术条件使得这种结合不可行或者没有意义。仅仅为了描述简明和易读性的目的，在此处省去对所有可构想的特征组合的全面的和明晰的表述。

Claims (8)

1.一种螺纹切削刀具，具有柄部(1)和切削部(2)，切削部(2)具有多个带有中间凹槽(4)的切削槽脊(3)并且每个切削槽脊(3)均具有导锥(3a)和邻接该导锥的引导部份(3b)，其特征在于，在导锥中，切削齿(5)在其角部具有斜面(6)或者圆化区域(7)。
2.根据权利要求1的螺纹切削刀具，其特征在于，斜面的宽度(b)或者圆化区域的半径(r)最大为外部螺纹宽度的一半。
3.根据权利要求1或2的螺纹切削刀具，其特征在于，斜面的宽度(b)或者圆化区域的半径(r)至少为外部螺纹宽度的五分之一。
4.根据权利要求1至3中任何一个的螺纹切削刀具，其特征在于，所述斜面的表面垂直于齿侧和齿冠之间的角平分线延伸。
5.根据权利要求1至3中任何一个的螺纹切削刀具，其特征在于，在各种情形，圆化区域均平滑的过渡到齿侧和齿冠中。
6.根据权利要求1至5中任何一个的螺纹切削刀具，其特征在于，设置有斜面或者圆化区域的导锥在至少一个、优选至少两个或者三个相继的齿上延伸。
7.根据权利要求1至6中任何一个的螺纹切削刀具，其特征在于，在导锥(3a)中，切削齿(5)的齿冠(9)相对于切削刀具的轴线具有在3度和20度之间的倾角。
8.根据权利要求1至6中任何一个的螺纹切削刀具，其特征在于，在导锥中，切削齿(5)的齿冠(9)平行于或者与轴线同心的延伸。
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