專利名稱：切削加工用刀具和刀頭的制作方法
發(fā)明的技術(shù)背景本發(fā)明涉及一種如獨立權(quán)利要求的前序部分所述的刀具和刀頭。
已有技術(shù)在美國專利US—A—5,947,660中已經(jīng)知道一種上述類型的刀具。該刀具尺寸小，在刀頭和刀具主體之間的接合處并不具有足夠的強度或穩(wěn)定性。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個目的在于提供一種在兩個刀具部件間的接合，由此能夠傳遞相當大的承載重量。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種連續(xù)平穩(wěn)的刀具。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具有很好精度的刀具。
本發(fā)明的上述以及其它目的已經(jīng)通過一種例如利用所附權(quán)利要求并結(jié)合附圖所限定的刀具及刀頭得以實現(xiàn)。


圖1A示出本發(fā)明刀頭的一個硬質(zhì)合金部位根據(jù)圖1B中I-I面的縱向截面圖。圖1B示出該部位的端視圖。圖2示出一個與上述部位相配合的插入物。圖3A示出本發(fā)明刀頭的透視圖。圖4示出本發(fā)明刀具的一個前端表面，其中部分顯示為縱向截面。圖5示出上述刀具的分解視圖。
圖6A示出本發(fā)明刀頭在一個選擇性實施例中的硬質(zhì)合金部位的縱向橫截面。圖6B示出該部位的端視圖。圖7示出一個與上述部位相配合的插入物。圖8示出本發(fā)明一個刀頭的縱向截面圖。
圖9A示出本發(fā)明刀頭在另一選擇性實施例中的硬質(zhì)合金部位的縱向橫截面。圖9B示出該部位的端視圖。圖10示出一個與上述部位相配合的插入物。圖11示出本發(fā)明一個刀頭的縱向截面圖。
最佳實施例的詳細說明圖1A和圖1B示出本發(fā)明的一個最好是注塑而成的硬質(zhì)合金部位10。該硬質(zhì)合金部位10具有圓柱體的基本形狀并包括一個基體部或支承部11，該基體部11與一個柄部或一個中間部件12相連，而該柄部或中間部件12隨后又與一個設(shè)在上述部位10自由端的切削刃部位13相連。上述基體部11直徑D1基本大于中間部件12的直徑D2以及切削刃部位13的直徑D3。其中直徑D3略微大于直徑D2，以便在鉆孔和銑削時為碎屑留下空間。在該實施例中，部位13的形狀為旋轉(zhuǎn)銼并具有許多彎曲切削刃，但也可以選擇性地采用僅具有兩個向著旋轉(zhuǎn)軸CL延伸的切削刃的鉆刀結(jié)構(gòu)。如果為鉆刀，那么上述部件12同樣有利地具有容屑槽?；w部11通過一柔軟的圓形肩部14與中間部件12相連。該肩部14與切削刃部位13之間的軸向距離X限定出最大的機加工深度。
在基體部11內(nèi)的中部設(shè)有一個對稱地圍繞著旋轉(zhuǎn)軸CL的盲孔15。該盲孔15以一個支承表面16為其末端并具有一個軸向深度d。該盲孔15具有一個燕尾狀橫截面，即最大直徑大于孔口的直徑，以便使盲孔15的一個底部17以一個銳角與該盲孔的一個壁18相連。該盲孔和切削刃與上述硬質(zhì)合金部位結(jié)合在一起。
支承表面16基本為一個環(huán)形形狀，并具有兩個溝槽部件。每個溝槽部件基本覆蓋住整個支承表面16，并且包括許多相互分隔的相同凹槽或溝槽19A，19B。這些在溝槽部件中的溝槽具有兩個相互垂直的主要方向。基本上兩個溝槽部件中的每個溝槽19a，19b均與基體部11的外表面20相交于兩個地方。每個溝槽19A，19B均為細長形并且其橫截面基本為V形。每個溝槽具有兩個通過一銳角轉(zhuǎn)彎或圓形轉(zhuǎn)彎而與底面相連的側(cè)面。這兩個側(cè)面相互形成一個銳角。該角度的范圍在40度到80度之間，最好在55度到60度之間。每個溝槽部件中的溝槽數(shù)目依據(jù)刀柄前端表面的形狀而定，該溝槽數(shù)目在5到30之間進行選擇。上述溝槽部件的設(shè)計與設(shè)計成平面部件相比，其表面更加特定化。這些溝槽部件覆蓋住支承表面16至少80％，最好是90％到100％的可到達區(qū)域。最近在PCT/SE98/01146中已經(jīng)對支承表面16的功能進行了公開，其中支承表面16與一個如下所述柄部的正面之間的接合包括兩個配合表面和使該表面結(jié)合的裝置，這些描述將結(jié)合在本說明書有關(guān)對上述接合的描述中。上述配合表面被成型為具有溝槽，以便使其通過形狀相互鎖定。
圖2示出的一個襯管或插入物21由一種比壓力鑄造硬質(zhì)合金要軟的材料制成。該襯管最好由鋼制成，具有圓柱形的基本形狀，并在軸心方向上具有一個確定的尺寸h。該襯管的外表面包括許多沿圓周伸展的溝槽或斷片22。該襯管還包括一第一端面23和第二端面24。上述端面23和24最好相互平行并且與旋轉(zhuǎn)軸CL垂直。除了最靠近第一端面23的一個圓柱形斷片外，所有的斷片都包括被截去頂部的圓錐部分，這些圓錐部分的虛構(gòu)頂部會向外指向端面23。每個斷片的底部具有大于相連接斷片的最窄部分的直徑，由此形成一個圓周形的尖凸緣。上述端面23限定了上述襯管的最大直徑，使其要小于上述孔15的最小直徑。上述襯管具有一個穿透中心的細螺紋鉆孔。這里“細螺紋”是指螺距要小于ISO標準下的粗螺紋或標準螺紋的螺距，也就是說例如M5的標準螺距根據(jù)標準為0.8mm，而細螺紋螺距為0.5mm。
從硬質(zhì)合金部位和襯管中生產(chǎn)出本發(fā)明刀頭26的操作如下。襯管21插入盲孔15，這樣端面23緊靠住底部17，然后，熔化的釬料會沿徑向插入到上述襯管的外部。隨后該釬料會被冷卻以便上述襯管能如圖3A所示地被固定在盲孔15內(nèi)的中心。應(yīng)當知道由于上述襯管的高度小于上述盲孔的深度，因此在端面24和支承表面16的平面之間會留有一個間隙。
圖4和圖5中示出一個根據(jù)本發(fā)明的刀具27。該鉆孔用刀具27包括一個基本為圓柱形的刀柄28、多刃刀頭26和一個螺桿或其它緊固裝置29。
上述刀柄28可以由鋼、硬質(zhì)合金或高速鋼制成。該刀柄28的一個自由端用來被固定在一個機器的旋轉(zhuǎn)軸(未示出)內(nèi)，而另一自由端的表面包括一前端表面30和一個無螺紋的孔31。上述前端表面30具有一個圓形的基本形狀并包括兩個溝槽部件32a，32b。每個溝槽部件基本覆蓋住半個支承表面16，并且包括許多相互分隔的相同凹槽或溝槽。這些在溝槽部件中的溝槽具有兩個相互垂直的主要方向。第二溝槽部件32A以第一溝槽部件32B為界?；旧系谝粶喜鄄考?2B中的每個溝槽均與刀柄的外表面相交于兩處，而基本上第二溝槽部件32A中的每個溝槽均與刀柄的外表面相交于一處。每個溝槽均為細長形并且其橫截面基本為V形。
襯管的細螺紋孔25用來接納螺桿29。該螺桿形成為一具有螺紋自由端的內(nèi)部拉桿。由此就有可能提供指向旋轉(zhuǎn)軸CL且用于鉆孔和銑削的切削刃。在所述的實施例中，溝槽部件19、32已經(jīng)通過直接壓制然后燒結(jié)或者是通過研磨而被制成。
通過用手將刀頭26的支承表面16推壓到刀柄28的前端表面30，從而將刀具27安裝在四個可能位置中的一個位置內(nèi)。由此，上述溝槽19、32可以相互對齊。而螺桿29抵靠住螺紋孔25。當上述螺桿29通過一個與刀柄軸向后部的扳手把手相結(jié)合的扳手而旋轉(zhuǎn)時，上述刀頭將與上述前端表面緊密地接合在一起，也就是實現(xiàn)如圖4所示的位置。上述刀頭26現(xiàn)在以一個令人滿意的方式被錨定在刀柄28上。在上述螺桿的額外緊固作用下，上述襯管端面24和前端表面30之間的間隙不會阻止上述襯管的彈性運動。因此上述襯管被更堅固地固定在上述燕尾孔內(nèi)。與螺桿29的細螺紋結(jié)合在一起的細螺紋25會容許接合處內(nèi)相對較大的牽引力。
僅有一個表面在其整個面積內(nèi)應(yīng)當具有華夫餅干花紋圖案的原因在于，與兩個表面都具有華夫餅干花紋圖案相比，刀具能獲得一個更加顯著的鎖定效應(yīng)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，同樣可能使用平坦的配合表面，而不是上述的成型表面。
當?shù)额^26被更換時，其安裝過程正好相反，隨后該刀頭能從刀柄28上移走并被更換。由此，刀頭的結(jié)構(gòu)也能更換成其它能適合同一刀柄的所有實施類型。例如可以使用一個具有圓柱形末端的分屑銑頭或是螺紋銑刀；一個例如在端面銑削或鉸孔中使用的不分屑的圓柱形切削頭；開槽用頭部和端面銑削燕尾槽的截錐形刀頭。所有這些刀具的共同之處在于在經(jīng)常需要小尺寸(直徑為2到15mm)的銑刀時，它們可取代傳統(tǒng)的的高速鋼端面銑刀。
圖6A—8示出一個包括刀頭硬質(zhì)合金部位10’，一個與該部位相配合的襯管21’以及一個本發(fā)明刀頭26’的替代實施例。上述硬質(zhì)合金部位10’的外部同上所述。相對以上實施例的區(qū)別在于襯管21’和盲孔15’分別通過一個外螺紋22’和一個內(nèi)螺紋18’相配合。這意味著在生產(chǎn)刀頭26’時，釬料會被插入螺紋中，同時上述襯管通過螺紋升高到抵靠住盲孔15’的底部，隨后釬料被加熱和冷卻。
圖9A—11示出一個包括刀頭硬質(zhì)合金部位10”，與該部位相配合的一襯管21”以及一本發(fā)明刀頭26”的替代實施例。上述硬質(zhì)合金部位10”的外部同上所述。相對以上實施例的區(qū)別在于襯管21”被楔入盲孔15”中。這是通過使上述盲孔具有一個圓錐形中央突出部17”而實現(xiàn)的，其中該中央突出部的頂部指向盲孔15”的孔口。該突出部用來與襯管的一個相應(yīng)圓錐形中央凹進部相配合。由此，上述襯管被沿徑向向外推進盲孔15”中，抵靠著壁18”并成為可塑體。
上述實施例中的襯管21—21”被固定在盲孔15—15”內(nèi)，以便使插入物在上述螺桿的作用下被壓緊在孔壁18—18”上。很顯然，因為螺桿的螺紋和插入物在軸向應(yīng)力作用下使襯管分開，所以該襯管隨后會被更緊密地推緊在上述孔壁上。
這樣，本發(fā)明涉及一種用在兩個刀具部件之間的接合，以便能將相當大的承載重量從上述螺桿傳遞給上述刀頭，還涉及一種刀具，該刀具體特別在尺寸較小時，在使用時具有連續(xù)剛性，同時能維持很好的安裝精度。
權(quán)利要求
1.一種可相對工件旋轉(zhuǎn)的切削加工用刀具，其包括一個刀柄(28)、一個刀頭(26—26”)和緊固裝置(29)，上述刀柄具有一個前端表面(30)，上述刀頭包括一個支承表面(16)，上述兩個表面大致在一個徑向平面內(nèi)可分離地相互緊靠，上述刀頭(26—26”)由壓力鑄造硬質(zhì)合金制成，并包括至少一個切削刃和一個與緊固裝置(29)相配合的中部盲孔(15—15”)，上述盲孔和切削刃與上述刀頭(26—26”)成為一體，上述緊固裝置(29)通過上述盲孔在指向上述前端表面的方向上作用于上述刀頭，其特征在于，上述盲孔(15—15”)內(nèi)固定有一個插入物(21—21”)，該插入物由一種比壓力鑄造硬質(zhì)合金要軟的材料制成，并且包括與上述緊固裝置(29)相配合的裝置(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具，其特征在于，上述插入物(21—21”)固定在上述盲孔(15—15”)內(nèi)，以便使該插入物在上述緊固裝置(29)的作用下，被沿徑向壓緊在盲孔的一個壁(18—18”)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的刀具，其特征在于，上述刀頭(26—26”)具有一個自由端，該自由端具有一個最大直徑(D3)，上述前端表面(30)和上述支承表面(16)限定出一個最大直徑(D1)，該直徑(D1)要大于上述自由端的最大直徑(D3)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求1至3中任一項所述的刀具，其特征在于，上述盲孔(15—15”)具有一個最小直徑，該最小直徑大于上述自由端的最大直徑(D3)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求1至4中任一項所述的刀具，其特征在于，上述插入物(21—21”)被楔進和/或被釬接進上述盲孔中。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求1至5中任一項所述的刀具，其特征在于，上述插入物(21—21”)具有一個軸向延伸部(h)，該延伸部尺寸小于上述盲孔(18—18”)的深度(d)，這樣在上述插入物和上述前端表面(30)之間會留有一個間隙。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求1或6所述的刀具，其特征在于，上述前端表面(30)和上述支承表面(16)包括相互配合的突出部和凹進部，該突出部和凹進部用來大致單獨地傳遞在機加工時產(chǎn)生的并且指向上述刀柄的切削力。
8.一種刀頭，用作可相對工件旋轉(zhuǎn)的切削加工用刀具的部件，其包括一個支承表面(16)，該支承表面可分離地緊靠著一個刀柄，上述刀頭(26—26”)由壓力鑄造硬質(zhì)合金制成，并包括至少一個切削刃和一個與一緊固裝置相配合的中部盲孔(15—15”)，上述盲孔和切削刃與上述刀頭(26—26”)結(jié)合在一起，上述緊固裝置通過上述盲孔在指向上述前端表面的方向上作用于上述刀頭，其特征在于，上述盲孔(15—15”)內(nèi)固定有一個插入物(21—21”)，該插入物由一種比壓力鑄造硬質(zhì)合金要軟的材料制成，并且包括與上述緊固裝置相配合的裝置(25)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的刀頭，其特征在于，上述插入物(21—21”)固定在上述盲孔(15—15”)內(nèi)，以便使該插入物在上述緊固裝置的作用下被沿徑向壓向外部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的刀頭，其特征在于，上述刀頭(26—26”)具有一個自由端，該自由端具有一個最大直徑(D3)，上述支承表面(16)限定出一個最大直徑(D1)，該直徑(D1)要大于上述自由端的最大直徑(D3)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求8至10中任一項所述的刀頭，其特征在于，上述盲孔(18—18”)具有一個最小直徑，該最小直徑大于上述自由端的最大直徑(D3)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求8至11中任一項所述的刀頭，其特征在于，上述插入物(21—21”)被楔進和/或被釬接進上述盲孔中。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求8至12中任一項所述的刀頭，其特征在于，上述插入物(21一21”)具有一個軸向延伸部(h)，該延伸部的尺寸小于上述盲孔(18—18”)的深度(d)。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求8或13所述的刀頭，其特征在于，上述支承表面(16)包括突出部和凹進部。
全文摘要
本發(fā)明涉及可相對工件旋轉(zhuǎn)的切削加工用刀具(27)和刀頭(26),該刀具包括刀柄(28)、刀頭(26)和緊固裝置(29)。刀柄具有一前端表面(30),刀頭包括一支承表面(16),這兩個表面大致在一徑向平面內(nèi)可分離地相互緊靠。刀頭(26)由壓力鑄造硬質(zhì)合金制成,并包括至少一切削刃和一與緊固裝置(29)相配合的中部盲孔(15)。盲孔和切削刃與刀頭(26)成為一體。緊固裝置(29)通過盲孔在指向前端表面的方向上作用于刀頭。盲孔(15)內(nèi)固定有一插入物(21),該插入物由一種比壓力鑄造硬質(zhì)合金要軟的材料制成,并設(shè)有與緊固裝置(29)相配合的螺紋。
文檔編號B23B31/11GK1329529SQ9981402
公開日2002年1月2日 申請日期1999年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月22日
發(fā)明者克里斯特·呂德貝里, 約爾馬·科斯基寧 申請人:塞科機床公司