CN1204975A - 金属切削工具及其可换垫片 - Google Patents

Abstract

一种金属切削工具,其包括一个刀夹,其上至少有一个刀片承纳凹座和一个由粉末压缩和烧结而成的可换垫片,垫片有一沿其边缘形成并与其构成一体的长肋,且以可拆卸的形式定位于沿上述凹座的一个边缘构成的长凹槽内。

Description

说    明    书 金属切削工具及其可换垫片

发明领域

本发明涉及一种金属切削工具，其包括一个带有一个或多个刀片承纳凹座的刀夹，每个凹座均提供有一个可换垫片。

发明背景

对于这样一种切削工具，那个或每个切削刀片是借助于例如一个夹紧螺钉，或借助于其它合适的夹紧系统，以可拆装的形式夹持在刀夹上形成的相应的凹座内，螺钉穿过刀片上的一个中心孔，拧入刀夹上形成的一个合适的螺纹孔中。设置在刀片和刀夹凹座的底面之间的垫片起到保护较为昂贵的刀夹主体在使用过程中免于变形或损坏的作用。垫片可以采用具有不同厚度的，从而根据需要来改变切削刀片和特别是切削刀刃相对于刀夹的特定位置。一般来讲，对于用螺钉固定的刀片所采用的垫片而言，垫片是借助固定刀片所用的同一个螺钉夹持在位的，螺钉穿过垫片上与刀片的孔对准的一个孔。可以明显地感到，这种将垫片固定到刀夹上的方法是不方便的，特别是在更换刀片的过程中，垫片不再固定在刀夹上，当操作人员忘记重新放上垫片时，它或被遗失或被遗忘。已有建议(见欧洲专利文件EP247，011)，在这种情况下，可以通过提供一个带有内螺纹和外螺纹的特殊套筒使垫片即使在拆下刀片之后也保持在位，但是这种结构既复杂又昂贵。

为了克服这个难题，而且即使刀片用中心螺钉以外的其它装置把持时仍然保证垫片有效地固定在刀夹上，已有建议(见欧洲专利文件EP161，505)将垫片以完全独立于刀片的可拆装状态的形式相对于刀夹把持在位，而这是通过一个插入刀夹而将垫片把持在位的位于中心的管状开口销完成的。但是在实际应用中发现，该定位销在使用中经常会折断，而这本身也会使切削工具的使用出现不可预料的结果。另外，这样夹持垫片，在拆下垫片进行更换时经常会遇到困难，而这种更换也变得费时间。

在美国专利No．5，129，767中建议给底座垫片提供一个与其构成整体的开口管状联接部分，它具有弹簧压力，且插入到凹座内形成的相应的管状凹槽内。一旦插入，联接部分涨开压靠在凹槽的壁上，保证垫片在凹座内的有效而独立的定位。

但是对于现有美国专利所建议的底座垫片，一般来说大多数，即使不是全部，先有技术底座垫片，都是用铸钢制成的，因此在热处理后必须要经过大量的金属切削操作，例如钻孔和磨削，以使其能适于应用。结果，这种垫片不易于大批量生产。

本发明的一个目的是提供一种新的经过改进的金属切削工具及其所用的基本克服了上述缺点的刀片底座垫片。

发明概要

根据本发明，提供了一种切削工具，它包括一个刀夹；一个在上述刀夹上构成的承纳定位或保持凹座；上述凹座的底面和侧壁；在上述凹座的底面和侧壁的结合区形成的一圆柱凹槽，与上述凹座共同扩展，且通过具有横向尺寸D₁的狭口敞开到上述凹座内，并具有大体呈圆弧形的横截面，其直径为d₁，而d₁＞D₁，且所对的角度大于180°；和一个用金属粉末经压缩和烧结制成的可换垫片，并包括一板状主体部分，它具有顶面、底面和侧壁；一肋状件，其与上述侧壁之一构成一体且突出到上述主体部分的上述底面之外，上述肋状件的外表面，沿上述肋的长度方向大体对称布置的上述外表面的相互横向对置部分，处于所对角度至少为180°的直径d₂的正圆柱包络面上，上述肋还有轴向延伸部分，其位于上述横向对置部分之间，且具有横向尺寸D₂，而D₁≥D₂＜d₂，而d₂稍大于d₁，使得当上述垫片的底面相对于上述凹座的底面呈一定角度时，上述肋可以自由地插入到上述凹槽内，而上述垫片相对于上述凹槽枢轴转动，使上述肋的至少是上述对置的圆周表面部分与上述凹槽的壁呈紧密摩擦接触，从而保证上述垫片在上述凹座内固定在位，同时使垫片与凹座的底面紧密接靠。

上述对置部分最好由轴向取向的圆柱状条构成，该条可沿肋的整个长度延伸，亦可沿其中心段或端头段延伸。这个或各个轴向延伸的部分可以形成于肋上轴向延伸的大体呈平面的表面之间，它们每对之间可相互垂直。这些平面表面可大体平行于那些与主体部分的顶面基本平齐中的一个。

由于根据本发明的垫片形状上的优点，它可以通过包括压缩和烧结的粉末冶金技术制成，其制成品要比以前生产的铸钢垫片硬得多。再者，该产品可以以较低的成本大量生产，只需要磨削上表面和打磨四周。再者，呈一体构成的定位夹持肋可容易且自由地插入刀片夹持凹座上与其相对应形成的圆柱凹槽内。该肋相对于凹槽进行简单的枢轴转动即可使其在凹槽内摩擦夹卡，且使垫片在承纳凹座内得到效果颇佳的定位，同时垫片与凹座的底面呈紧密接靠。

附图的简要说明

为了更好地理解本发明，以及表示它在实际中是如何使用的，现在请参阅附图，其中：

图1是铣刀的一部分比例放大的立体图，它构成根据本发明的切削工具的一部分，图中切削刀片在可换垫片上安置在位；

图2是表示图1所示切削工具细节的比例放大的零件分解图；

图3a是根据本发明的可换垫片的顶视立体图；

图3b是根据本发明的可换垫片的底视立体图；

图3c是图3a和3b所示刀片底座垫片的侧面正视图；

图4是刀夹的刀片夹持凹座的示意性侧面正视图，表示凹槽的相对尺寸关系；

图5是刀夹的承纳凹座的立体图；

图6是工具部分连带图3a、3b和3c所示的可换垫片的立体图，其所示的定位肋状件是插在形成于图1所示铣刀的凹座上相对应的凹槽内；

图7是图6所示工具部分的侧面正视图，表示定位肋和凹槽相互配合部分的相对尺寸关系；

图8是可换垫片位于并夹持在刀夹凹座内的正视图；

图9a和9b是根据本发明的可换垫片经过改进的形式分别从上、下两方向看的立体图；及

图10是根据本发明的可换垫片经改进形式的示意性侧面正视图。

优选实施例的详细说明

现在参见图1和图2，图中给出了本发明应用于切削工具的情况，切削工具的形式为基本标准的铣刀1，它具有多个沿圆周布置的凹窝2，每个凹窝均在其中形成一个刀片夹持凹座3，图3所示更加清楚。每个凹座3由一对侧壁4和5及一个底面6构成。在侧壁5和底面6的结合处形成有一个圆柱状长凹槽7，而且该凹槽通过一狭长开口8开放至凹座3，狭长开口8是与如果没有它时侧壁5和底面6的接合线同方向的。螺孔9从中心延伸到底面6之内。

一个用金属粉末(例如硬质金属碳化物粉末)压制和烧结制成的刀片底座垫片11由一大体呈矩形的板状主体部分12构成，该主体部分有一呈平面的上表面13、一下底面14和一环绕周围的侧表面15。底面14的尺寸大体与凹座3的底面6的一致。主体部分12上有一个通孔12a。与主体部分12的侧表面15构成一体的是肋状定位件16，它和与其呈一体的侧表面共同扩展。

现在参阅图3至图8，对根据本发明的刀片底座垫片11，及其在凹座3中的插入和固定在位进行更详细的说明。

正如由图中可见，肋状件16有一外表面，它具有大体为圆弧形的横断面，由图3c和图7可见，有直径d₂，其所对的角大于180°。该肋状件16有一呈平面的上表面，如图所示，它最好是与底座垫片11主体部分12的平面上表面13平齐。该肋状件16突出到主体部分12的下表面14之外，具有位于最下端、大体平直、轴向取向的表面18，该表面与上表面17以及主体部分12的顶面和底面13和14大体平行。平直表面17和18之间相隔距离为D₂。

由图3a、3b和3c可见，在平直表面18的两侧是圆柱状条部分19和20，而上表面17与圆柱状条部分21融合。条部分19、20和21位于具有轴23的直径d₂的正圆柱包络面上。圆柱状条部分21和20有平直部分22间隔开。

平直部分22相对于圆柱包络面是嵌入的，且其与表面17和18基本垂直，位于相对于轴23对称之处。

由图3b和图4中可见，垫片主体部分12的底面14在其最靠外的角部有一对接靠表面25。

现在参见图4和图5，对圆柱状长凹槽7进行更详细的说明，其形成在没有它将是侧壁5和底面6的交汇处。该圆柱凹槽具有大体是圆弧形的横截面形状，所对角度大于180°，直径为d₁。在刀夹上形成的圆柱凹槽7通过与其共同扩展的狭长开口8朝向凹座敞开。狭口8横向尺寸为D₁，而d₁≥D₁。

由图7可见，肋状件16的平表面部分17和18的间距D₂必须不得大于狭口8的横向尺寸D₁。圆柱状条部分19、20和21所处的正圆柱包络面的直径d₂稍稍大于凹槽的直径d₁。

如图6和图7所示，如果现在垫片11的方向相对于凹座3的底面6呈一锐角α，则肋状件16可以容易地插入凹槽7，因为其最小的横向尺寸D₂不大于狭口的横向间距D₁。

当处于图6和图7所示的位置时，如果现在垫片11相对于凹槽7逆时针枢轴转动，转向凹座3的底部6，则条部分19、20和21滑入圆柱凹槽7并与其内表面呈紧密摩擦接触，因此当垫片11的主体部分12的底面14达到其最终位置，即接靠面25与凹座3的底面6紧密接靠时，则肋状件16被牢固地夹持在凹槽7内，结果，整个垫片11在凹座3内被固定在位，如图8所示。

在此位置时，切削刀片26可放置在垫片11上，且可通过将锁紧螺钉27穿过刀片和垫片紧固到凹座内而螺纹固定到刀夹上。

在实际应用中，凹槽内的肋状件的接靠区域是朝向主切削力作用区域的，同时，保证垫片稳定地坐落在凹座内是处在合理的公差级别内。

拆除刀片26对垫片11在凹座3内的定位没有影响，而当想要从凹座3上取下垫片11时，可使垫片11离开凹座3的底面6顺时针转动，直至肋14的平面部分17和18对准狭口8的边缘，使肋状件16可从凹槽7内抽出。

尽管在刚刚进行了说明的实施例中肋状件16沿其整个长度，即在沿肋状件16整个长度延伸的圆柱状曲条部分19、20和21上具有均匀的横向尺寸，但在图10a和10b所示的实施例中，肋状件30上所形成的圆柱状条部分32、33和34是由大体平直的部分35和36相互间隔开的。各条部分32、22和34均位于中心段37上，该中心段处于直径d2的圆柱包络面上，而各条部分32、33和34的端头段38处于直径较小的圆柱包络面上。肋状件30的放入、夹紧和固定在位均以与结合前面附图所示实施例所述相似的方式进行，可以理解，只有条部分32、33和34的中心段37相对于圆柱凹槽7的邻接表面摩擦滑动。

另一种情况，可以在肋状件的端头部分提供圆弧状条部分，其直径是适于在圆柱凹槽内摩擦滑动的，这些端头部分由直径较小的中间部分分隔开。

在两种情况下，限制与圆柱凹槽内面摩擦配合的条部分的长度，保证了与圆柱状凹槽表面的接触面积的缩小，减少了肋状件插入圆柱凹槽，并在其中枢轴转动的摩擦阻力。

在图10所示的另一个实施例中，图3a、3b和3c中所示的圆柱状曲条部分20被一个倒棱部分39代替，而不再与圆柱状凹槽的邻接表面接触。通过将这种接触限制到只剩下位于相对两处的条部分19和21，降低了对肋状件的公差要求，使制造简单。

在再一种改进型式中，圆柱状曲条部分与凹槽表面的一个接触部分可以用一等效的线接触来代替，其位置也处在与相对布置的曲条部分相同的圆柱包络面上。

尽管上述实施例中与垫片的侧表面构成一体的肋状件16、31在工具中是指向该工具的径向的，但是可以理解，如果肋状件带有轴向取向的侧表面，而凹槽在刀夹的凹座内也是轴向构成的，那么垫片在刀夹中的定位效果同样良好。

在一个根据本发明的金属切削工具的特定例子中，工具设计为具有如下尺寸：

D₁=4．72mm

d₁=5．00mm

D₂=4．50mm

d₂=5．02mm

再者，在图10a和10b所示的实施例中，与凹槽的邻接表面相接触的肋的中心段32、33和34的长度不应少于肋全长的0．25。

容易理解，将定位肋设计为带有具有有限的圆周长度且由平直部分分隔开的圆柱状曲条部分的形式，方便了用传统的粉末金属压缩和烧结技术生产垫片。在一优选实施例中，采用的是硬质合金，事实上可以使用废旧硬质合金粉末。

Claims (12)

1. 权利要求书

   1．一种切削工具，其包括一个刀夹；一个在上述刀夹上构成的承纳定位凹座；上述凹座的底面和侧壁和一个以可拆卸形式固定于上述凹座内的可换垫片；其特征在于，一圆柱凹槽(7)形成于与其共同扩展的上述凹座(3)的底面(6)和侧壁(5)的结合区，通过具有横向尺寸D₁的狭口(8)敞开到上述凹座内，且具有大体呈圆弧形的横截面，直径为d₁，而d₁＞D₁，且所对的角度大于180°；上述可换垫片(11)用金属粉末经压缩和烧结制成，并包括一板状主体部分(12)，它具有上表面、底面和侧壁(13、14和15)；一肋状件(16)，它与上述侧壁(15)之一构成一体且突出到上述主体部分(12)的上述底面(14)之外，上述肋状件(16)的外表面，上述外表面的轴向取向的圆周部分(19、21；32、33)沿上述肋(16)的长度方向大体对称布置，相对于肋(16)的长度方向相互间横向对置，且处于直径d₂的所对角度至少为180°的正圆柱包络面上，上述肋(16)还有轴向延伸部分(17、18)，它位于上述横向对置的圆周部分(19、21；32、33)之间，且具有横向尺寸D₂，而D₁≥D₂＜d₂，而d₂稍大于d₁，使得当上述垫片(11)的底面相对于上述凹座(3)的底面(6)呈一定角度时，上述肋(16)可以自由地插入到上述凹槽(7)内，而上述垫片(11)相对于上述凹槽(7)枢轴转动，使得至少是上述肋(16)的上述圆周部分(19、21；32、33)与上述凹槽(7)的壁呈紧密摩擦接触，从而保证上述垫片(11)在上述凹座(3)内固定在位，同时垫片(11)与凹座(3)的底面(6)紧密接靠。
2. 2．一种根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于，上述肋状件(11)和上述凹槽(7)相对于刀夹的纵轴是大体垂直取向的。
3. 3．一种根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于，上述肋状件(11)和上述凹槽(7)相对于刀夹的纵轴是大体平行取向的。
4. 4．一种可换垫片，其特征在于它通过对金属粉末压缩和烧结制成，且其包括一板状主体部分(12)，并有顶面、底面和侧壁(13、14、15)；一肋状件(16)与上述侧壁(15)之一构成一体且突出到上述主体部分(12)的上述底面(14)之外，上述肋状件(16)的外表面，上述外表面的轴向取向的圆周部分(19、21；32、33)沿上述肋(16)的长度方向大体对称布置，相对于肋(16)的长度方向相互间横向对置，且处于直径d₂的所对角度至少为180°的正圆柱包络面上，上述肋(16)还有轴向延伸部分(17、18)，位于上述横向对置的圆周部分(19、21；32、33)之间，且具有横向尺寸D₂，而d₂＞D₂。
5. 5．一种根据权利要求4所述的可换垫片，其特征在于，上述圆周部分(19、21；32、33)由轴向取向的圆柱条构成。
6. 6．一种根据权利要求4的可换垫片，其特征在于，上述相互对置的部分至少有一个是基本线接触部分。
7. 7．根据权利要求4、5或6所述的可换垫片，其特征在于，上述部分(19、21)至少有一个是大体沿上述肋的整个长度延伸的。
8. 8．根据权利要求4、5或6的可换垫片，其特征在于上述部分(32、33)至少有一个是大体沿上述肋身的中间段(37)延伸的。
9. 9．根据权利要求4、5或6所述的可换垫片，其特征在于，上述这些部分至少有一个大体是沿上述肋身的端头段延伸。
10. 10．根据权利要求4、5或6任一项所述的可换垫片，其特征在于，上述轴向延伸的部分构成于上述肋的大体呈平面的表面之间，而且还提供一个或多个轴大伸展的大体呈平面的部分，分别处于上述轴向延伸部分之间。
11. 11．根据权利要求4、5或6任一项所述的可换垫片，其特征在于，上述肋(16)包括至少一对相互垂直、轴向延伸的部分。
12. 12．一种根据权利要求10所述的可换垫片，其特征在于，上述平面部分是大体平行的，上述平面部分之一与上述主体部分的顶面是大体平齐的。

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