CN1826201A - 用于回转式切削工具的切削头 - Google Patents

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Abstract

一种用于进行金属切削加工的回转式切削工具的切削头。所述切削头具有由整体一个工件构成的可轴向调节的刀架。切口将刀架分成夹紧部分和主体部分，夹紧部分与主体部分弹性连接。用于保持切削插件的插口通过加宽切口来形成，使得切削插件能牢固地保持在主体部分和夹紧部分之间的插口内。

Description

用于回转式切削工具的切削头
技术领域
本发明总体上涉及回转式切削工具，尤其是涉及用于如下这种类型的金属加工操作的旋转面开槽工具，即在加工操作中可置换的切削插件被保持在沿轴向和径向可调节的刀架上。
背景技术
这种回转式切削工具在本领域内是众所周知的并被用于在切削插件绕切削工具的旋转轴线旋转时，通过一个或多个切削插件在工件上形成至少一个具有给定宽度、深度以及直径的环槽。在这些应用中，为了形成不同宽度、直径或深度的槽以及另外有时槽的至少一个边缘必须被倒角，经常需要改变至少一个切削插件的轴向和径向位置。这种带有可调节的切削插件的切削工具通常包括工具主体，其中插入式支承刀架被固定在该主体上。实现径向调节的公知方法之一是采用具有锯齿形安装表面的刀架和具有对应的锯齿形主体端面的工具主体，其中刀架被固定在所述锯齿形主体端面上。为了改变插件的轴向位置，刀架通常包括两部分，其中，连接切削插件的一部分可相对应另一部分滑动调节。对这种现有技术的刀架公知的是所述两部分可通过沿轴向延伸的锯齿形表面滑动连接，这两部分通过锁紧螺钉相互固定在一起。为了实现轴向调节，紧固螺钉必须被松开并在调节后再被上紧，因此当两部分在重力作用下相互移动分开时，切削插件的切削刃存在着位置精度损失。切削插件通过螺钉固定在插入式支承刀架的插口内。在加工操作过程中，切削插件承受由螺钉吸收的切削力和离心力。这就降低了切削插件的刚度和强度，尤其是在高转速下，导致了插件的操作切削刃的位置不准确，从而使加工质量变差。所述力也会导致紧固螺钉的弯曲甚至是剪切断裂。
美国专利4,101,239中披露了一种具有固定在插件夹持器(或刃型切削工具)内的切削插件的钻具，所述插件夹持器可沿轴向相对于主体件调节。夹持器的安装表面和主体件的端面具有相互配合的V形槽，所述槽对准于夹持器的调节方向。切削插件在主体件的轴向上不可调。而且，每个切削插件既可被钎焊在插口内，也可通过螺钉固定在其内。
美国专利3,755,868中披露了一种如下类型的可调节的切削工具，其中刀架被固定在工具夹持器上并可沿纵向或横向被调节。更具体地说，美国专利3,755,868中披露了一种镗杆类型的可调节刀架，其经常被用于加工金属工件的内径。切削插件通过销式装置固定在刀架的端部。通过两个楔块进行纵向和横向调节。
在美国专利4,332,513和5,638,728中披露了采用开槽插件在工件上产生环槽的工具，所述开槽插件通常在底爪和夹爪之间被牢固地保持在刀具夹持器内。但是，这些工具是只能加工由底爪支承刃的形状决定的给定直径的环槽的非回转式工具。
本发明的目的是提供一种有效地降低或克服上述缺点的回转式切削工具以及用于该工具的切削插件刀架。
发明内容
依照本发明提出一种用于滑动固定在具有旋转轴线并进行金属切削加工的回转式金属切削工具的工具柄部上的切削头，所述切削头包括具有凹口的壳体，所述凹口具有滑动固定在其内并可沿轴向调节的刀架，所述凹口具有底部以及与所述底部垂直并轴向延伸的三个侧壁，所述侧壁中的两个平行且邻接的侧壁相互垂直；
刀架由一个整体单个工件构成，具有相对平行的顶面和底面以及在它们之间延伸的外周侧面，在所述外周侧面的两个相对侧面之间延伸的切口从所述顶面向所述底面延伸，从而将所述刀架分成夹紧部分和主体部分，所述夹紧部分与所述主体部分弹性连接；
通过将开通到所述顶面区域处的所述切口加宽来形成用于保持切削插件的插口，所述切削插件被牢固地保持在所述主体部分和夹紧部分之间的所述插口内。
如果需要，所述插口邻接所述两个侧面之一。
依照本发明，一夹紧部件将所述夹紧部分压向所述主体部分，由此产生夹紧力以可靠地将所述切削插件保持在所述插口内。
通常，所述夹紧部件是穿过所述夹紧部分上的夹紧通孔并与所述主体部分上带螺纹的夹紧孔螺纹接合的夹紧螺钉。
优选地是，所述夹紧部分上的所述夹紧通孔和带螺纹的夹紧孔不与所述插口相交。
通常，所述切削插件沿基本轴向方向从所述刀架的顶面突出。
依照本发明，通过穿过所述壳体上的调节通孔并与所述主体部分上沿轴向延伸的带螺纹的调节孔螺纹接合的调节螺钉，所述刀架可沿轴向被调节。
进一步依照本发明，通过穿过所述壳体上的紧固通孔并与所述主体部分上带螺纹的紧固孔螺纹连接的紧固螺钉，所述刀架相对于所述壳体被紧固在预定的轴向位置，所述带螺纹的紧固孔于所述带螺纹的调节孔。
优选地是，所述刀架通过偏压件与所述三个侧壁中的两个紧固接合。
更优选地是，所述偏压件是具有与所述刀架接合的球的弹簧偏压球塞，所述偏压件与所述壳体上带螺纹的偏压通孔螺纹接合。
依照本发明，所述壳体具有与所述工具柄部的锯齿形端面啮合的据齿形安装面。
优选地是，所述壳体通过穿过其的锁紧螺钉被固定在所述工具柄部的所述锯齿形端面上。
附图说明
为了更好的理解本发明并显示如何在实践中实施本发明，现参照附图进行描述，其中：
图1是依照本发明的切削工具的透视图；
图2是本发明的壳体的第一前部分解透视图；
图3是本发明的壳体的第二前部分解透视图；
图4是本发明的壳体的后部分解透视图；
图5是本发明的壳体的底部分解透视图；
图6是本发明的刀架的顶视图；以及
图7是本发明的刀架的侧视图。
具体实施方式
首先关注图1表示回转式金属切削工具10，其具有旋转轴线A并包括两个切削头12，每个切削头12通过锁紧螺钉16固定在工具柄部14上。柄部14具有与旋转轴线A垂直的端面18。端面18沿其整个表面成锯齿形，所述整个表面具有覆盖其延伸的平行的锯齿，并且端面18还具有两个槽20(在图1中仅示出一个)，每个槽平行于所述锯齿延伸。在每个槽20内有一个锁紧螺母(未示出)，锁紧螺钉16与其螺纹接合，从而将切削头12夹紧在工具柄部14上。
切削头12包括壳体22、锯齿形固定表面28以及沿轴向延伸穿过壳体22的锁紧通孔30，壳体22具有凹口24和在凹口24内滑动固定并沿轴向可调的刀架26。壳体22的锯齿形固定表面28与工具柄部14的锯齿形端面18啮合，使得锯齿的啮合便于切削头12的滑动可调定位，而且防止切削头12横向于锯齿延伸的方向移动。
在壳体22上的凹口24具有底部32以及三个与底部垂直并轴向延伸的侧壁。三个侧壁中的第一侧壁34和第二侧壁36相互平行，而后壁38在第一和第二侧壁34、36之间延伸。后壁38的至少一中心部分与侧壁垂直。
刀架由一个整体单个工件构成，具有通常平行相对的顶面和底面40、42以及在它们之间延伸的外周侧面44。外周侧面44具有相对的前面和后面46、48以及相互平行并在前面和后面46、48之间延伸的第一和第二侧面50、52。后面48及第一和第二侧面50、52通常与顶面和底面40、42垂直。在第一和第二侧面50、52之间延伸的切口54从顶面40延伸向底面42延伸，直到环槽56处，从而将刀架26分成主体部分58和夹紧部分60，夹紧部分60与主体部分58弹性连接。通过对切口54接近第一侧面50的区域加宽并开通到顶面40来形成保持切削插件64的插口62。插口62具有两个夹紧面63a、63b，一个夹紧面63a是主体部分58的一部分，另一个夹紧面63b是夹紧部分60的一部分。
切削插件64通常由非常坚硬和耐磨的单个工件材料例如硬质合金制成，也可由冲压成形或用粘合剂对碳化物粉末注模而后烧结来制成切削插件64。切削插件具有两个切削刃，在切削插件64两端设置操作切削刃66和非操作切削刃68。中心定位的夹紧部件70具有两个相对的接合面，上接合面72和下接合面74。在附图中所示的切削插件64中，上接合面72被限制在接合部分，而下接合面74沿切削插件64的整个长度延伸。在金属切削加工过程中，通过从刀架26的顶面40突出的操作切削刃66去除金属，同时非操作切削刃68位于插口62内。插口的夹紧面63a、63b的形状与切削插件的接合面72、74的形状一致，并与它们接合以将切削插件64的夹紧部件70可靠地保持在夹紧部分60和刀架26的主体部分58之间。
刀架26的夹紧部分60通过夹紧螺钉76被压向主体部分58，夹紧螺钉76穿过在夹紧部分60上的夹紧通孔78并与刀架26的主体部分48上带螺纹的夹紧孔80螺纹接合，由此在刀架的夹紧部分60上施加夹紧力，以将切削插件64可靠地保持在切削插件插口62内。在夹紧部分60的夹紧通孔78和在刀架26的主体部分48上带螺纹的夹紧孔80不会与插口62相交，并且不会干涉切削插件64。通过这一配置，切削插件64可靠并刚性地保持在插口62内，并且作用在切削插件64上的切削力和离心力被刀架26的夹紧部分和主体部分60、58吸收。
为了便于切削插件64的操作切削刃66的精确轴向定位，通过调节螺钉82调节刀架26的轴向位置，调节螺钉82穿过壳体22上通常轴向延伸的调节通孔84并与刀架26的主体部分58上通常轴向延伸的带螺纹的调节孔86螺纹接合。对于右旋调节螺钉82，调节螺钉的顺时针转动(也就是“上紧”调节螺钉)将会使刀架26相对于壳体22沿轴向向内移动(也就是向着壳体22的凹口24的底部32移动)，而调节螺钉82的逆时针转动将会使刀架26相对于壳体22沿轴向向外移动(也就是远离壳体22的凹口24的底部32)。为了确保调节螺钉82的头部保持在壳体22上的调节通孔84内，止动弹簧88位于调节通孔84上的环形凹槽89内。
当刀架26已经达到所需的相对于壳体22的轴向位置时，则通过穿过壳体22上的紧固通孔92并与刀架26的主体部分58上带螺纹的紧固孔94螺纹接合的紧固螺钉90将其固定在所需的轴向位置。在刀架26的主体部分58上带螺纹的紧固孔94与带螺纹的调节孔86垂直，并穿过或接近刀架26的紧固转角96，紧固转角96位于刀架26的后面48和第一侧面50之间并与它们结合在一起。壳体22上的紧固通孔92具有通常轴向的细长槽的形状，以便于紧固螺钉的轴向移动。因此，紧固通孔92的轴向范围限定了刀架26以及被夹紧在其内的切削插件64的轴向调节的范围。紧固通孔92穿过壳体22，在壳体22的内紧固转角98和壳体的外紧固转角100之间延伸，内紧固转角98位于凹口24的后壁38和第一侧壁34之间并与它们结合在一起。
为了避免在轴向调节过程中刀架26楔紧以及也确保刀架26相对于壳体22平滑移动，刀架26的紧固转角96一直通过弹簧偏压球塞102被压向壳体22的内紧固转角98。因此，刀架26与壳体22的三个侧壁中两个紧固连接，连接面是接合抵靠在凹口24的第一侧壁34上的刀架26的第一侧面50以及接合抵靠在凹口24的后壁38上的刀架26的后面48。
弹簧偏压球塞102螺纹接合在壳体22上带螺纹的偏压通孔104内，带螺纹的偏压通孔104通常向壳体22的内紧固转角98延伸。在弹簧偏压球塞102前端的球106与刀架26的支承面108接合。支承面108是位于刀架26的第二侧面52内基本上呈V形的槽110的两个侧面之一。支承面108通常是平的并在刀架26被安装在凹口24内时基本上与偏压通孔104垂直。
尽管已经在一定具体程度上对本发明进行了描述，但应该认识到在不脱离以下所要求的本发明范围的前提下可做出各种变化和改变。例如，在附图中所示的切削插件的接合面是V形槽形式的，并且插口的夹紧面是与其配合的V形突起形式的。但是可以认识到，切削插件的接合面和插口的夹紧面的形式并不局限于所示的形状，并且可以采用任何常规形状的表面。而且，切削插件的总体形状并不局限于在附图中所示的那样。另外，其它实施例可采用其它形状的刀架，或采用施加夹紧力以将刀架夹紧部分压向刀架主体部分的其它装置，例如杠杆、夹子或楔块。

Claims (12)

1.一种用于可滑动安装在具有旋转轴线(A)的回转式金属切削工具(10)的工具柄部(14)上的切削头(12)，所述切削头(12)包括具有凹口(24)的壳体(22)，所述凹口(24)具有滑动固定在其内并可沿轴向调节的刀架(26)，所述凹口(24)具有底部(32)以及与所述底部垂直并轴向延伸的三个侧壁(34，36，38)，所述侧壁中的两个侧壁(34，36)平行且邻近的侧壁相互垂直；
刀架(26)由一个整体单个工件构成，具有相对平行的顶面和底面(40，42)以及在它们之间延伸的外周侧面(44)，在所述外周侧面(44)的两个相对侧面(50，52)之间延伸的切口(54)从所述顶面(40)向所述底面(42)延伸，从而将所述刀架(26)分成夹紧部分(60)和主体部分(58)，所述夹紧部分(60)与所述主体部分(58)弹性连接；
通过将所述切口(54)开通到所述顶面(40)的区域处加宽来形成用于保持切削插件(64)的插口(62)，所述切削插件(64)被牢固地保持在所述主体部分(58)和夹紧部分(60)之间的所述插口(62)内。
2.如权利要求1所述的切削头(12)，其特征在于，所述插口(62)邻接所述两个侧面(50，52)之一。
3.如权利要求2所述的切削头(12)，其特征在于，一夹紧部件将所述夹紧部分(60)压向所述主体部分(58)，由此产生夹紧力以可靠地将所述切削插件(64)保持在所述插口(62)内。
4.如权利要求3所述的切削头(12)，其特征在于，所述夹紧部件是穿过所述夹紧部分(60)上的夹紧通孔(78)并与所述主体部分(58)上带螺纹的夹紧孔(80)螺纹接合的夹紧螺钉(76)。
5.如权利要求4所述的切削头(12)，其特征在于，所述夹紧部分(60)上的所述夹紧通孔(78)和带螺纹的夹紧孔(80)不与所述插口(62)相交。
6.如权利要求5所述的切削头(12)，其特征在于，所述切削插件(64)沿基本轴向方向从所述刀架(26)的顶面(40)突出。
7.如权利要求1至6所述的切削头(12)，其特征在于，通过穿过所述壳体上的调节通孔(84)并与所述主体部分(58)上沿轴向延伸的带螺纹的调节孔(86)螺纹接合的调节螺钉(82)，所述刀架(26)可沿轴向被调节。
8.如权利要求7所述的切削头(12)，其特征在于，通过穿过所述壳体(22)上的紧固通孔(92)并与所述主体部分(58)上带螺纹的紧固孔(94)螺纹连接的紧固螺钉(90)，所述刀架(26)相对于所述壳体(22)被紧固在预定的轴向位置，所述带螺纹的紧固孔(94)横向于所述带螺纹的调节孔(86)。
9.如权利要求8所述的切削头(12)，其特征在于，所述刀架(26)通过一偏压件与所述三个侧壁中的两个(34，38)紧固接合。
10.如权利要求8所述的切削头(12)，其特征在于，所述偏压件是具有与所述刀架(26)接合的球(106)的弹簧偏压球塞(102)，所述偏压件与所述壳体(22)上带螺纹的偏压通孔(104)螺纹接合。
11.如权利要求1所述的切削头(12)，其特征在于，所述壳体(22)具有与所述工具柄部(14)的锯齿形端面(18)啮合的锯齿形安装面(28)。
12.如权利要求11所述的切削头(12)，其特征在于，所述壳体(22)通过穿过其的锁紧螺钉(16)被固定在所述工具柄部(14)的所述锯齿形端面(18)上。
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