專利名稱：在刀具的去除切屑自由端處具有可更換刀尖的可旋轉(zhuǎn)刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可旋轉(zhuǎn)刀具，該刀具在其去除切屑自由端處具有可更換的刀尖(tip)，該刀具還包括具有切削底座的刀具本體，所述切削底座將用于容納刀尖，該刀具本體具有螺旋狀的或筆直的切屑通道，所述刀尖具有用于進(jìn)行去除切屑加工/切削加工的部件，切削底座和可更換的刀尖具有相互配合的支撐面，它們沿著刀具的縱向方向以及與刀具的縱向垂直的橫向方向延伸。本發(fā)明還單獨(dú)地涉及一種刀尖。本發(fā)明優(yōu)選涉及鉆頭或銑刀。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是該刀具應(yīng)當(dāng)使作用于該刀具上的作用力平衡。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是切削力應(yīng)當(dāng)向中心方向作用，并夾住切削刀片。
通過(guò)具有在所附獨(dú)立權(quán)利要求中所限定的特征的刀具和刀尖，至少可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要目的。
4)-5)柄部6)-7)切屑通道8)-9)切削底座10)第一支撐表面11)中央冷卻管道12)第二支撐表面13)留隙面14)曲面15)第一圓柱形導(dǎo)向面16)孔17)鎖緊螺釘18)切削刃19)切削刀尖20)第三支撐表面21)第四支撐表面22)第二圓柱形表面23)止動(dòng)面24)第二冷卻管道25)第三冷卻管道26)切屑釋放表面27)切屑釋放表面優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明

圖1所示的本發(fā)明的鉆頭包括鉆頭本體1和可更換的鉆尖3。鉆頭本體1設(shè)有柄部5，螺旋形切屑通道7設(shè)置在鉆頭本體1的位于柄部5和可更換鉆尖3之間的部分中。柄部5安裝在加工刀具中的夾持件中。鉆頭本體1的前表面，即裝配有鉆尖3的表面通常是圓錐狀的。
在圖2-4中，更詳細(xì)地顯示了設(shè)置在鉆頭本體1中的切削底座9，該切削底座9設(shè)置在鉆頭本體1的遠(yuǎn)離柄部5的端部上。鉆頭本體1的切削底座9包括多個(gè)不同的表面，當(dāng)鉆尖3裝配在切削底座9中時(shí)，這些表面相互配合，從而以最佳的方式令人滿意地支撐可更換的鉆尖3。因此，切削底座9包括兩個(gè)用于可更換鉆尖3的內(nèi)部第一支撐表面10，其中第一支撐表面10具有相對(duì)于鉆頭的縱向在橫向延伸的延伸部。第一支承表面10的位置與鉆頭本體11的中央冷卻管道11沿直徑方向相對(duì)。第一支承表面10的徑向向外的邊界由切屑通道7所限定。
另外，切削底座9包括用于可更換鉆尖3的內(nèi)部第二支撐表面12，該第二支承表面12相對(duì)于鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸線2形成大約為5°的角，所述旋轉(zhuǎn)軸線也構(gòu)成鉆頭和可更換鉆尖的縱向中心軸線。從圖4中可以更清楚地看出，第二支撐表面12朝著旋轉(zhuǎn)軸線2沿著切削底座9開(kāi)口端的方向向內(nèi)傾斜。以下詳細(xì)描述第二支撐表面12的作用。留隙面13徑向位于每一個(gè)第二支撐表面12的內(nèi)側(cè)，當(dāng)鉆尖3正確地裝配在切削底座9中時(shí)，留隙面13不應(yīng)當(dāng)與可更換的鉆尖3相鄰接。切削底座9具有兩個(gè)相對(duì)于中央冷卻管道11沿直徑方向相對(duì)的留隙面13。留隙面13相對(duì)于各自的第二支撐表面12沿著離開(kāi)鉆頭中心的方向略微平行偏移。
另外，切削底座9包括兩個(gè)徑向延伸的曲面14，它們一方面橋接表面12和13，另一方面橋接表面10。當(dāng)鉆尖3裝配在切削底座9中時(shí)，曲面14不應(yīng)當(dāng)與可更換的鉆尖3相鄰接。
另外，切削底座9包括兩個(gè)內(nèi)部第一圓柱形導(dǎo)向面15，這兩個(gè)面關(guān)于中央冷卻管道11沿直徑方向相對(duì)設(shè)置。該內(nèi)部第一圓柱形導(dǎo)向面15連接著留隙面13。
鉆頭本體1具有朝著鉆頭本體1的中央延伸的孔16，所述孔16從鉆頭本體1的外側(cè)延伸，并與內(nèi)部第一圓柱形導(dǎo)向面15相交。徑向延伸的孔16用于容納鎖定螺釘17，圖15中示意性的顯示了該螺釘17和可更換鉆尖3。當(dāng)鎖定螺釘17具有外螺紋時(shí)，孔16應(yīng)當(dāng)具有內(nèi)螺紋。
圖5和6中顯示了可更換的鉆尖3，該鉆尖3通常為長(zhǎng)條形，并裝配在切削底座9中。在鉆尖3處于裝配在切削底座9中的狀態(tài)下，在可更換鉆尖3的自由端設(shè)置有呈兩個(gè)切削刃18形式的去除切屑部件(切削部件)，它們中的每一個(gè)從可更換鉆尖3的相對(duì)的短邊側(cè)開(kāi)始延伸至可更換鉆尖3的切削刀尖19。
參見(jiàn)圖6，可更換鉆尖3具有連續(xù)的外部第三支撐表面20，該表面位于可更換鉆尖3從切削刃18處轉(zhuǎn)向的側(cè)面上，用于和切削底座9的內(nèi)部第一支撐表面10相配合。
可更換鉆尖3還具有兩個(gè)外部第四支撐表面21，該表面在可更換鉆尖3處于裝配狀態(tài)下用于和切削底座9的內(nèi)部第二支撐表面12相鄰接。在可更換鉆尖處于裝配狀態(tài)下，外部第四支撐表面21具有一個(gè)傾斜角，該角度和內(nèi)部第二支撐表面12相對(duì)于鉆頭縱向中心軸線的角度相對(duì)應(yīng)。在所示的實(shí)施例中，該角度大致為5°。
為了與內(nèi)部第一圓柱形導(dǎo)向面15相配合，可更換鉆尖3具有兩個(gè)外部第二圓柱形導(dǎo)向面22，當(dāng)可更換鉆尖3處于切削底座9內(nèi)的裝配狀態(tài)時(shí)，該第二圓柱形導(dǎo)向面22與內(nèi)部第一圓柱形導(dǎo)向面15相配合。
可更換鉆尖3還具有用于鎖定螺釘17端部的止動(dòng)面23，當(dāng)可更換鉆尖3夾在切削底座9中時(shí)，該止動(dòng)面23與可更換鉆尖3相鄰接。鎖定螺釘17的力的作用線在鉆頭的縱向中心軸線2之外，從而當(dāng)可更換鉆尖3裝配在切削底座9中時(shí)，以提供該可更換鉆尖3的旋轉(zhuǎn)，如下所示。適宜的是，鎖定螺釘17的力的作用線形成大致為30°的角度，并具有延伸穿過(guò)中心軸線2和穿過(guò)孔16的中央的半徑，其中孔16與刀具本體1的外周相交。設(shè)置外部第二和第三冷卻管道24和25，與可更換鉆尖3的外部第二圓柱形導(dǎo)向面22相連，與冷卻管道25相比，位于鎖定螺釘17同側(cè)的冷卻管道24具有靠近該鎖定螺釘17的增大的深度。
與切削刃18和鉆尖19相關(guān)聯(lián)，可更換鉆尖3還具有切屑釋放表面26和27。
當(dāng)可更換鉆尖3裝配在切削底座3中時(shí)，按照?qǐng)D7和8所示的方式將可更換鉆尖3夾在切削底座9中，即可更換鉆尖3的外部第三支撐表面20與切削底座9的內(nèi)部第一支撐表面10相鄰接。在這種連接中，在切削底座的內(nèi)部第一圓柱形導(dǎo)向面15和可更換鉆尖3的第二圓柱形導(dǎo)向面22之間有一定的公差。從圖7中可以看得最清楚，在裝配的開(kāi)始階段，可更換鉆尖3沒(méi)有到達(dá)其最后位置，在切削底座9的內(nèi)部第二支撐表面12和可更換鉆尖3的外部第四支撐表面21之間具有一個(gè)間隙。當(dāng)可更換鉆尖3按照?qǐng)D8的順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，外部第四支撐表面21與各自的內(nèi)部第二支撐表面12相鄰接。該旋轉(zhuǎn)可以是手動(dòng)的，也可以通過(guò)鎖定螺釘17作用在可更換鉆尖3的止動(dòng)面上來(lái)進(jìn)行。在手動(dòng)旋轉(zhuǎn)的情況下，利用鎖定螺釘17進(jìn)行隨后的緊固操作，從而確保在內(nèi)部第二支撐表面12和各自的外部第四支撐表面21之間建立令人滿意的鄰接。優(yōu)選的是，第二支撐表面12的徑向的位置要盡可能遠(yuǎn)離鉆頭本體1的中央。因此可以獲得支撐力的更好的扭矩，內(nèi)部第二支撐表面12利用該扭矩來(lái)影響可更換鉆尖3的各外部第四支撐表面21。
當(dāng)可更換鉆尖3按照?qǐng)D8所示的順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)部第一圓柱形導(dǎo)向面15也會(huì)具有與各外部第二圓柱形導(dǎo)向面22之間的導(dǎo)向配合，即根據(jù)本發(fā)明，可更換鉆尖3會(huì)相對(duì)于鉆頭的縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)用本發(fā)明的鉆頭鉆孔時(shí)，切削力作用在可更換鉆尖上的方式使得該切削力壓在內(nèi)部第二支撐表面12上。一旦開(kāi)始鉆孔，一方面通過(guò)支撐面12和21之間的配合操作，另一方面通過(guò)導(dǎo)向面15和22之間的配合操作，該切削力使得該可更換鉆尖3夾在切削底座9中，并居中定位。在這個(gè)階段，鎖定螺釘17在理論上對(duì)可更換鉆尖3夾在切削底座9沒(méi)有顯著作用。
在這種連接中，應(yīng)當(dāng)指出，在可更換鉆尖3裝配在切削底座9中的階段，可更換鉆尖3和留隙面13或徑向彎曲的表面14之間在理論上沒(méi)有任何接觸。
本發(fā)明的可更換鉆尖3優(yōu)選由硬質(zhì)合金如燒結(jié)碳化物制成，該合金首先進(jìn)行燒結(jié)。然后，在具有高精度的幾何形狀磨削夾具中磨削可更換鉆尖3的幾何形狀。優(yōu)選的是，燒結(jié)外部第四支撐表面21和外部第二圓柱形導(dǎo)向面22，同時(shí)僅磨削切削刃18、尖部19和外部第三支撐表面20。
當(dāng)逐漸消耗可更換鉆尖3之后，松開(kāi)鎖定螺釘17，在切削底座9中裝入新的可更換鉆尖3。
對(duì)于本發(fā)明的刀具來(lái)說(shuō)，該鉆尖通常是由硬質(zhì)合金、陶瓷或其他較硬的材料制成的。刀具本體由相對(duì)較軟的材料制成，優(yōu)選是鋼。
本發(fā)明的刀具優(yōu)選用于金屬的去除切屑加工/切削加工，但是完全可以將該刀具用于該刀具加工的其他材料。本發(fā)明可行性改進(jìn)在上述實(shí)施例中，導(dǎo)向面15和22是圓柱形的，而支撐面12和21相對(duì)于鉆頭的縱向中心軸線2呈一定角度的傾斜。但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，導(dǎo)向面15和22也可以是相對(duì)于鉆頭的縱向中心軸線略微呈圓錐狀，而支撐面12和21具有與鉆頭的縱向中心軸線平行的延伸部。那么，圓錐狀導(dǎo)向面15和22之間的配合操作會(huì)將可更換鉆尖3沿軸向夾住。在這種情況下，適宜的錐角大約為10°左右。一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)向面15和22應(yīng)當(dāng)關(guān)于鉆頭的縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
在上述實(shí)施例中，支撐面12和21相對(duì)于鉆頭的縱向中心軸線呈大約5°的傾斜。但是，在本發(fā)明范圍內(nèi)，這種傾斜/角度的大小可以變化，作為一種示例性但不是限制性的說(shuō)明，該角度可以大于0°而小于10°，優(yōu)選為2°-8°。所述的角度應(yīng)當(dāng)是銳角。當(dāng)切削底座和可更換鉆頭的相互配合的導(dǎo)向面分別形成為圓錐狀時(shí)，這也同樣是有效的，其中錐角應(yīng)當(dāng)大于5°而小于15°。
權(quán)利要求
1.一種可旋轉(zhuǎn)刀具，在該刀具的去除切屑自由端具有可更換的刀尖(3)；該刀具還包括具有切削底座(9)的刀具本體(1)，刀尖(3)將容納在切削底座(9)中，刀具本體(1)具有螺旋形或直線形切屑通道(7)，刀尖(3)具有用于去除切屑加工的部件(18)，切削底座(9)和可更換刀尖(3)具有沿著刀具的縱向以及在刀具縱向的橫向延伸的相互配合的支撐面(10，12，20，21)，其特征在于，切削底座(9)和可更換刀尖(3)具有相互配合的導(dǎo)向面(15，22)和用于夾住可更換刀尖(3)的部件(12，17，21)，其中導(dǎo)向面關(guān)于刀具的縱向中心軸(2)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，當(dāng)可更換刀尖(3)沿著刀具的軸向裝配在切削底座(9)中時(shí)，鎖定螺釘(17)容納在刀具本體(1)中，并且鎖定螺釘(17)使得可更換刀尖(3)與上述部件相配合，以用于沿著刀具的軸向夾住該可更換刀尖(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的刀具，其特征在于，用于將可更換刀尖(3)沿軸向夾在切削底座(9)中的部件由切削底座(9)和可更換刀尖(3)各自的相互配合的支撐面(12，21)構(gòu)成，所述支撐面(12，21)與刀具的縱向中心軸線(2)形成一銳角。
3.如權(quán)利要求2所述的刀具，其特征在于，該銳角大約在5°左右。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的刀具，其特征在于，所述相互配合的導(dǎo)向面(15，22)是圓柱形的。
5.如權(quán)利要求1所述的刀具，其特征在于，所述用于將可更換刀尖(3)沿軸向夾在切削底座(9)中的部件由切削底座(9)和可更換刀尖(3)各自的相互配合的導(dǎo)向面(15，22)構(gòu)成，所述導(dǎo)向面(15，22)相對(duì)于刀具的縱向中心軸線(2)呈圓錐狀。
6.如權(quán)利要求4所述的刀具，其特征在于，其圓錐角大約在10°左右。
7.一種刀尖(3)，用于在可旋轉(zhuǎn)刀具的去除切屑自由端可更換地裝配在刀具本體(1)的切削底座(9)中，其中該刀尖(3)具有用于去除切屑加工的部件(18，19)和支撐面(20，21)，該支撐面所述的與切削底座(9)的支撐面(10，12)相配合，其特征在于，刀尖(3)具有導(dǎo)向面(22)，該導(dǎo)向面(22)關(guān)于刀尖(3)的縱向中心軸線(2)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
8.如權(quán)利要求7所述的刀尖，其特征在于，所述導(dǎo)向面(22)是圓柱形的。
9.如權(quán)利要求7所述的刀尖，其特征在于，所述導(dǎo)向面是圓錐狀的。
10.如權(quán)利要求9所述的刀尖，其特征在于，其圓錐角大約在10°左右。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有可更換刀尖(3)的可旋轉(zhuǎn)刀具，該刀具包括具有切削底座(9)的刀具本體(1)，刀尖(3)容納在切削底座(9)中，刀具本體(1)具有螺旋形或直線狀的切屑通道(7)，刀尖(3)具有用于去除切屑加工的部件(18)，切削底座(9)和可更換刀尖(3)具有沿著刀具的縱向以及在刀具縱向的橫向延伸的相互配合的支撐面(10，12，20，21)。本發(fā)明還涉及一種刀尖。本發(fā)明的刀具的特征在于，切削底座(9)和可更換刀尖(3)具有相互配合的導(dǎo)向面(15，22)和用于夾住可更換刀尖(3)的部件(12，17，21)，其中導(dǎo)向面關(guān)于刀具的縱向中心軸線(2)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，當(dāng)可更換刀尖(3)沿著刀具的軸向裝配在切削底座(9)中時(shí)，鎖定螺釘(17)容納在刀具本體(1)中，并且鎖定螺釘(17)使得可更換刀尖(3)與上述部件相配合，用于沿著刀具縱向夾住該可更換刀尖(3)。
文檔編號(hào)B23B51/00GK1440318SQ0181230
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2001年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月6日
發(fā)明者亨里克·埃里克松 申請(qǐng)人:桑德維克公司