專利名稱：在工具的去屑自由端具有可更換切削頭的旋轉(zhuǎn)式工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在工具的去屑自由端具有可更換切削頭的旋轉(zhuǎn)式工具，工具還包括一個桿，該桿具有用于在其中容放切削頭的底座，桿具有用來把切削頭所產(chǎn)生的切屑進行輸送除去的部件，切削頭具有用于去屑加工的優(yōu)選地金屬的部件，并且底座與可更換切削頭具有相互合作的表面，它沿工具的軸向伸展并橫向于工具的軸向。本發(fā)明還另外涉及切削頭。優(yōu)選地，本發(fā)明涉及鉆頭或銑刀。
背景技術：
從US-A-5,957,631中已知一種用于切屑形成加工的具有可更換切削頭的旋轉(zhuǎn)式工具，該切削頭用一種卡口式聯(lián)結器安裝于工具桿上。就其而論，工具的可更換切削頭和桿具有用于傳送扭矩的合作表面，以及當切削頭安裝于桿上時形成燕尾接合的固定壁。
從US-A-5,988,953中已知一種用于切屑形成加工的工具、一個切削部分和工具主體以及把切削部分安裝于工具主體上的方法。切削部分借助于卡口聯(lián)結器而安裝到工具主體上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是說明以上所定義的這種旋轉(zhuǎn)式工具，其中用于扭矩傳送的表面同時用來作為沿軸向固定可更換切削頭的表面。因此，可以獲得具有較小的軸向伸展的可更換切削頭。
本發(fā)明的另一目的是通過一種所謂的按扣功能來對可更換切削頭加以定置。
本發(fā)明還有一個目的是在其一實施例中通過向著工具中心的力來開動底座的各部分。因此獲得切削頭在底座內(nèi)的改良定位。
本發(fā)明的另一目的是提供切削頭的適當冷卻，特別是針對其前端表面。
本發(fā)明還有另外一個目的是予以切削頭制造相對簡單的表面形狀，例如，如果由硬質(zhì)合金來制造的話，就通過沖壓來完成。
本發(fā)明的主要目的至少通過包含所附獨立權利要求1中所述的特征的旋轉(zhuǎn)式工具來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例限定在從屬權利要求中。


下面，將參照附圖來描述本發(fā)明的實施例，在圖中圖1以螺旋鉆的形式顯示依照本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式工具的透視圖，其中可更換切削頭安裝于工具桿的自由端上；圖2顯示沒有安裝可更換切削頭時桿的自由端的透視圖；圖3顯示沒有安裝可更換切削頭時桿的側視圖；圖4顯示依照本發(fā)明的可更換切削頭的平面圖；圖5顯示安裝可更換切削頭時螺旋鉆的平面圖；圖6顯示與依照圖5安裝切削頭時螺旋鉆的透視圖；圖7顯示安裝切削頭時螺旋鉆的平面圖；圖8以空心鉆的形式顯示依照本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式工具的另一實施例的透視圖，其中可更換切削頭安裝于工具桿的自由端上；圖9顯示依照圖8的實施例的沒有安裝可更換切削頭時桿的自由端透視圖；圖10以具有管銷的螺旋鉆的形式顯示依照本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式工具的桿的另外一個實施例的部分透視圖；以及圖11顯示依照圖10的實施例的平面圖，其中可更換切削頭安裝于其附屬底座內(nèi)。
具體實施例方式
如圖1中所示，螺旋鉆包括桿1和安裝于桿上的可更換切削頭3。桿1具有兩個用來除去切削頭3對工件進行加工時所產(chǎn)生的切屑的切屑通道5，在圖1中僅能看到一個切屑通道5。螺旋鉆還包括傳統(tǒng)方式的一個緊固件(未示出)，其設計為配置于機床的卡盤等中。
在圖2和圖3中更為詳細地示出設置于桿1內(nèi)的底座7，其中底座7設置于桿1的與緊固件相對的端部。桿1的底座7包括多個不同表面，它們將合作以在切削頭3安裝于底座7內(nèi)時以最適宜的方式給予可更換切削頭3適當?shù)闹?。因此，切削底座包括底?和兩個相對于桿1徑向安置于其出口冷卻管道11的端面內(nèi)的側壁10。側壁10的彼此相對的表面通常由凸出和凹入部分組成，所述部分具有平行于桿1的軸向的軸向延伸部分。側壁10具有一個中心的第一凸出部分12，其兩側分別被第一和第二凹入部分13和14所包圍。在第一凹入部分13的與第一凸出部分12相對的一邊，側壁10具有一個第二凸出部分15。在第二凸出部分15的遠離第一凹入部分13的一邊，第一支撐面16與第二凸出部分15相連接，第一支撐面16通常具有一個朝著工具中心向內(nèi)的延伸部分。如圖3中最明顯地所示，所述第一支撐面16具有一個沿軸向的傾斜，其重要性將在下文中聯(lián)系底座7與所述可更換切削頭7之間的交互作用來進行詳細說明。第一支撐面16具有這一沿軸向的傾斜從而由所述支撐面16和底面9所確定的平面相交形成一個小于90°的角。至于第一支撐面16朝著中心向內(nèi)的延伸，應該指出其延伸部分并沒有穿過螺旋鉆的中心。它的重要性將在下文中更詳細地加以說明。
在圖4中示出可更換切削頭3的平面圖，它具有兩個切削刃19和兩個相對的接合面20，其具有與相向的側壁10的表面互補的形狀。因此，接合面20一般由凸出和凹入部分組成，當切削頭3安裝于底座7內(nèi)時所述這些部分具有平行于桿1的軸向的軸向延伸部分。因此，接合面20包括一個在中心設置的第三凹入部分21，其設計來與側壁10的第一凸出部分12相合作。除了第三凹入部分21，在朝著切削頭3最大直徑的圓周外的方向，接合面20具有一個第三凸出部分22，其預設為恰好對應于側壁10的第一凹入部分13。除了第三凸出部分22，在朝著切削頭3最大直徑的圓周外的方向，接合面20具有一個第四凹入部分23，其預設為恰好對應于側壁10的第二凸出部分15。除了第四凹入部分23，在朝著切削頭3最大直徑的圓周外的方向，接合面具有一個第二支撐面24，其設計來與側壁10的第二支撐面16相合作。相應于第一支撐面16，當切削頭3安裝于底座7內(nèi)時第二支撐面24通常具有一個朝著中心向內(nèi)的延伸部分。除了中心設置的第三凹入部分21，在其與第三凸出部分22相對的一邊，接合面20具有一個第五凹入部分25，處于切削頭3的安裝位置的第五凹入部分25恰好對應于第二凹入部分14的中心部分來設置。除了第五凹入部分25，在與第三凹入部分21相對的一邊，接合面20具有一個第四凸出部分26，其處于切削頭3的安裝位置來恰好對應于第二凹入部分14最外面的部分。
在圖5和6中，示出切削頭3在底座7內(nèi)安裝的中間位置。就此而論，切削頭3軸向地插入到底座7中，第五凹入部分25恰好設置來對應于第一凸出部分12，而且第四凸出部分恰好設置來對應于第二凹入部分14。關于這一點，應該指出依照圖5和6的中間位置，在恰好彼此相對設置的部分之間沒有產(chǎn)生合適的接合點，而是在相對的部分之間總是存在一定的間隙以允許切削頭3相對于底座7進行轉(zhuǎn)動。在切削頭3發(fā)生轉(zhuǎn)動以后，處于切削頭3中心的第三凹入部分21將會緊靠著處于側壁10中心的第一凸出部分12，切削頭3的第三凸出部分22將恰好位于對應側壁10的第一凹入部分13之處，切削頭3的第四凹入部分23將恰好位于對應側壁的第二凸出部分15之處并且切削頭3的第四凸出部分26將恰好位于對應側壁10的第二凹入部分14之處，而切削頭3的第五凹入部分25將恰好位于對應側壁10的第二凹入部分14的中心部分之處，也就是說，由于兩者都是凹面所以形成所述部分25、14之間的凹槽。
當切削頭3朝內(nèi)完全轉(zhuǎn)向其最終位置時，切削頭3的第二支撐面24也將緊靠于側壁10的第一支撐面16。由于第一支撐面16具有沿軸向的傾斜而第二支撐面具有在切削頭3的安裝位置的相應傾斜，所以當支撐面16和24相互接觸時所述傾斜會阻止切削運動插入到底座7的軸向外。如圖7中所示，第一支撐面16與第二支撐面24之間的接觸線并沒有位于螺旋鉆的穿過接觸線16/24與切削頭3的最大直徑的圓周的交點的半徑R上。接觸線16/24的方向為其到半徑R的距離沿向內(nèi)朝著螺旋鉆中心的方向增加，此外，接觸線16/24位于半徑R的首先進入工具的旋轉(zhuǎn)方向的一側，參見圖7。這意味著切削頭3的第二支撐面24施加于側壁10的第一支撐面16上的力會引起朝向螺旋鉆中心的一定的力作用于側壁10。這意味著側壁10箍縮于切削頭3的周圍，這有利地促進了切削頭3在側壁10之間的合適箝位。就此而言，應該提及在支撐面16和24間首先應有一個合適的接觸。從某些方面來說，在接合面20與側壁10的一些凸出和凹入部分之間沒有設立合適的接觸也許是一個優(yōu)點。因此，超定的危險就會減少。但是，為了實現(xiàn)切削頭3在底座7內(nèi)的合適箝位，通常至少需要在切削頭3的第三凹入部分21和側壁10的第一凸出部分12之間產(chǎn)生對接同時在切削頭3的第二支撐面24與側壁的第一支撐面16之間產(chǎn)生對接。
為了將切削頭3手工安裝于底座7內(nèi)，需要一個楔塊，它可以用幾種不同的方法加以成形。提供給切削頭3一個扭矩，借助于所述楔塊扭矩使切削頭3的第五凹入部分25與第三凹入部分21之間的凸出過渡部分超出側壁10的第一凸出部分12。與相互超出的所述凸出部分相關，側壁10通常會出現(xiàn)小的偏斜，但是，所述側壁10的材料具有彈性從而使它們在切削頭3安裝于其最終位置后回復到其起始位置。上述支撐面16和24之間基于壓力的交互作用也有助于側壁10回復到其起始位置。
如果側壁10的第一凸出部分12與可更換切削頭3的相應凹入部分在可更換切削頭安裝于底座7內(nèi)時沒有處于恰好相對的位置是有利的。第一凸出部分12將施加預壓力于可更換切削頭3上，這確保切削頭3的支撐面24壓靠著桿1的支撐面16。
當切削頭3耗盡后將它拆卸時，就朝著與安裝時相反的方向來轉(zhuǎn)動切削頭3。在此情形下也使用楔塊來進行手工拆卸。然后以上述方法來裝上一個新的未損耗的切削頭3。
根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式工具的選擇實施例，如圖8和9中所示，關于空心鉆，其中它與螺旋鉆主要的區(qū)別在于切削頭3所產(chǎn)生的切屑通過管軸101來除掉。
根據(jù)本發(fā)明的首選實施例，圖8和9所示的空心鉆與圖1-7所示的螺旋鉆中所用的可更換切削頭3是同樣的。底座7在空心鉆內(nèi)的成形與在螺旋鉆內(nèi)不同。因此，空心鉆的底座7沒有底面，而是一個筒形銷109在切削頭3安裝于底座7內(nèi)時組成其下位支撐。
空心鉆的桿101的兩個徑向安置的側壁110與螺旋鉆的側壁10相比有某些不同的設計。如可在圖9中最明顯地看出，轉(zhuǎn)向彼此的側壁110的表面一般由凸出和凹入部分組成，所述這些部分具有平行于桿101的軸向的軸向延伸部分。側壁110具有位于中心的第一凸出部分112，其兩側分別被第一和第二凹入部分113和114所包圍。在與第一凸出部分112相對的第一凹入部分113的一邊，第一支撐面116連接于第一凹入部分113，第一支撐面116通常具有一個朝著工具中心向內(nèi)的延伸部分。所述第一支撐面116具有與依照圖1-7的實施例的第一支撐面16相同的沿軸向的傾斜。因此要參照描述第一支撐面16設計與功能的相關部分的內(nèi)容。
在空心鉆的底座107內(nèi)安裝可更換切削頭3的方法與在螺旋鉆的底座7中的安裝基本相同，因此可以參照以上關于切削頭3在底座7內(nèi)安裝的相關部分的描述。同樣拆卸的方法也與依照圖1-7的實施例基本相同。
在圖10和11中，以螺旋鉆的形式示出依照本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式工具的附加選擇實施例，其中桿201具有兩個徑向安置的側壁210，其具有一個平行于工具的軸向的軸向延伸部分。處于側壁210中心的第一凸出部分通常代之以管銷212，其在依照圖10和11的實施例內(nèi)當切削頭203最后安裝于底座207中時設計來與可更換切削頭203的凹入部分合作。
相應于上述的側壁10、110，圖10和11中的側壁210在第一凸出部分/管銷212的兩邊分別具有一個第一和第二凹入部分213和214。由于管銷212具有一個軸向槽，因此它比上述實施例的凸出部分12、112更為適合。其重要性表現(xiàn)于可更換切削頭在底座內(nèi)的安裝與拆卸上。側壁210還具有第一支撐面216，相應于支撐面16、116其具有沿軸向的傾斜以防止切削頭203無意中從底座207掉下來。
在圖11中示出安裝于底座207內(nèi)時的切削頭203，切削頭203與切削頭3相比有某些不同的設計。兩個接合面220具有一個位于中心的第三凹入部分221，其設計來與側壁210的第一凸出部分212相合作。除了第三凹入部分221，在朝著切削頭203最大直徑的圓周外的方向，接合面220具有一個第三凸出部分222，其預設來恰好對應于側壁210的第一凹入部分213。在切削頭203的安裝位置內(nèi)，凹入部分213將作為一個冷卻管道來提供冷卻液體給切削頭203。與切削頭203的圓周相關，接合面220具有一個第二支撐面224，其設計來與側壁210的第一支撐面216相合作。相應于第一支撐面216，當切削頭203安裝于底座207內(nèi)時第二支撐面224通常具有一個朝著工具中心向內(nèi)的延伸部分。與切削頭203的中心部分相關，接合面220具有一個第四凸出部分226，其處于切削頭203的安裝位置來恰好對應于第二凹入部分214最外面的部分。
在依照圖10和11的實施例中，當可更換切削頭203安裝于底座207內(nèi)時如果管銷212與可更換切削頭203的相應凹入部分沒有恰好相互對應來安裝是有利的。管銷212將會施加一個預壓力于可更換切削頭203上使切削頭203的支撐面224壓靠于依照圖10的桿201的支撐面216。
本發(fā)明的可行修改安裝于切削頭3、203上的任一切削刃19、219都可以形成切削頭3、203的單件或者構成單獨的部分例如通過熱焊接連接于頂端3、203。如果切削刃19、219與切削頭3、203相結合，其優(yōu)選地由硬質(zhì)合金、陶瓷或其它較硬的材料制成。切削頭也可以由合成材料制成，即其表層由硬質(zhì)材料組成而核心由軟質(zhì)材料組成。如果切削刃安裝于單獨的切削嵌件上，那么切削頭的其余部分可以由合適的鋼種制成。
切削刃的數(shù)量在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以有所不同。在上述實施例中，切削頭的數(shù)量是兩個(2)，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，主要地還想得到更多的切削刃。
在上述實施例中，側壁10、110、210具有從開始一直到工具自由端的延伸部分。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)把切削頭設計成覆蓋工具的自由端也是可行的。
為了促進側壁10、110、210的柔量，可以給桿1、101配置一個或更多具有軸向延伸部分的槽隙。
在上述實施例中，冷卻管道或側壁10、110的端面內(nèi)的開口成型為側壁210內(nèi)的凹入部分213。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)冷卻管道的其它設計也是可行的，在此情況下應該提及為了特定的應用工具可能會不需要冷卻管道。
參考標號表1；101；201 桿3；203 切削頭5；105；205 切屑通道7；107；207 底座9底面109 筒形銷10；110；210 側壁11111 冷卻管道12；112 第一凸出部分212 管銷13；113；213 第一凹入部分14；114；214 第二凹入部分15 第二凸出部分16；116；216 第一支撐面19；219 切削刃20；220 接合面21；121；221 第三凹入部分22；122；222 第三凸出部分23 第四凹入部分24；124；224 第二支撐面25 第五凹入部分26；226 第四凸出部分
權利要求
1.旋轉(zhuǎn)式工具，在工具去屑自由端具有可更換切削頭(3；203)，工具還包括具有用來容納切削頭(3；203)的底座(7；107；207)的桿(1；101；201)，桿(1；101；201)具有用來把切削頭所產(chǎn)生的切屑進行輸送除去的部件，切削頭(3；203)具有用于去屑加工的優(yōu)選地金屬的部件(19；219)，并且底座(7；107；207)與可更換切削頭(3；203)具有相互合作的部分/表面(12-16，21-16；112-116，21-26；212-216，221-226)，它沿工具的軸向伸展并橫穿于工具的軸向，其特征在于，底座(7；107；207)的至少第一支撐面(16；116；216)與切削頭(3；203)的至少第二支撐面(24；224)提供切削頭(3；203)沿著工具軸向的固定以及桿(1；101；201)與切削頭(3；203)之間的扭矩傳送，處于切削頭(3；203)安裝位置內(nèi)的支撐面(16，24；116，24；216，224)的接觸線(16/24)與工具/切削頭(3；203)的穿過接觸線(16/24)與切削頭(3；203)的最大直徑的圓周的交點的半徑(R)形成一個角，并且接觸線(16/24)位于半徑(R)的首先進入工具的旋轉(zhuǎn)方向(W)的一側。
2.如權利要求1中的工具，其特征在于，相互合作的部分/表面具有凸出部分(12，15，22，26；112，22，26；212，222，226)和凹入部分(13，14，21，23，25；113，114，21，23，25；213，214，221)，它們主要沿工具的軸向延伸。
3.如權利要求1或2中的工具，其特征在于，相互合作的部分/表面包括與底座(7；107；207)連接的第一支撐面(16；116；216)以及位于可更換切削頭(3；203)上的第二支撐面(24；224)，并且所述支撐面通常朝著工具中心向內(nèi)延伸。
4.如權利要求1-3中任一項的工具，其特征在于，底座(7；107；207)的合作表面位于桿(1；101；201)的兩個徑向設置的側壁(10；110；210)的對立面上。
5.如權利要求1-4中任一項的工具，其特征在于，支撐面(16，24；216；224)具有沿軸向的傾斜，所述傾斜由所述支撐面(16，24；116，24；216；224)與底座(7；107；207)的底面(9；209)相互形成的角度所確定，并且此角度小于90°。
6.如權利要求1-5中任一項的工具，其特征在于，底座(207)的凸出部分包括管銷(212)。
7.可更換切削頭(3；203)，用于旋轉(zhuǎn)式工具中以進行切屑形成加工，其中切削頭(3；203)具有用于去屑加工的優(yōu)選地金屬的部件(19；219)以及接合面(20；220)，其用于與工具的底座(7；107；207)相合作，其特征在于，切削頭(3；203)的至少第二支撐面(24；224)提供切削頭(3；203)沿著工具軸向的固定以及桿(1；101；201)與切削頭(3；203)之間的扭矩傳送，并且處于切削頭(3；203)安裝位置內(nèi)的所述第二支撐面(24；224)與切削頭(3；203)的穿過第二支撐面(24；224)與切削頭(3；203)的最大直徑的圓周的交點的半徑(R)形成一個角。
8.如權利要求7中的可更換切削頭(3；203)，其特征在于，接合面(20；220)具有凸出部分(22，26；222，226)與凹入部分(21，23，25；221)，當切削頭(3；203)安裝于底座(7；107；207)內(nèi)時其具有沿工具軸向的延伸部分。
9.如權利要求7或8中的可更換切削頭，其特征在于，接合面(20；220)具有第二支撐面(24；224)，當切削頭(3；203)安裝于底座(7；107；207)內(nèi)時其具有沿工具軸向的傾斜，所述傾斜由所述支撐面(24；224)與底座(7；207)的底面(9；209)相互形成的角度所確定，并且此角度小于90°。
全文摘要
本發(fā)明涉及在工具的去屑自由端具有可更換切削頭的旋轉(zhuǎn)式工具，工具還包括具有用來容納切削頭的底座的桿，桿具有用來把切削頭所產(chǎn)生的切屑進行輸送除去的部件，切削頭具有用于去屑加工的優(yōu)選地金屬的部件，并且底座與可更換切削頭具有相互合作的部分/表面，它沿工具的軸向伸展并橫穿于工具的軸向。本發(fā)明還另外涉及切削頭。優(yōu)選地，本發(fā)明涉及鉆頭或銑刀。
文檔編號B23B51/00GK1512927SQ02811231
公開日2004年7月14日 申請日期2002年5月31日 優(yōu)先權日2001年6月6日
發(fā)明者亨里克·埃里克松, 亨里克 埃里克松 申請人:山特維克公司