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刀具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可旋轉刀具，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。本發明還單獨地涉及一種刀尖。本發明優選涉及鉆頭或銑刀。
本發明的另一個目的是該刀具應當使作用于該刀具上的作用力平衡。
本發明的再一個目的是切削力應當向中心方向作用，并夾住切削刀片。
通過具有在所附獨立權利要求中所限定的特征的刀具和刀尖，至少可以實現本發明的主要目的。
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)切屑釋放表面優選實施例的詳細說明
圖1所示的本發明的鉆頭包括鉆頭本體1和可更換的鉆尖3。鉆頭本體1設有柄部5，螺旋形切屑通道7設置在鉆頭本體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，更詳細地顯示了設置在鉆頭本體1中的切削底座9，該切削底座9設置在鉆頭本體1的遠離柄部5的端部上。鉆頭本體1的切削底座9包括多個不同的表面，當鉆尖3裝配在切削底座9中時，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包括兩個用于可更換鉆尖3的內部第一支撐表面10，其中第一支撐表面10具有相對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。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的內部第二支撐表面12，該第二支承表面12相對于鉆頭的旋轉軸線2形成大約為5°的角，所述旋轉軸線也構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朝著旋轉軸線2沿著切削底座9開口端的方向向內傾斜。以下詳細描述第二支撐表面12的作用。留隙面13徑向位于每一個第二支撐表面12的內側，當鉆尖3正確地裝配在切削底座9中時，留隙面13不應當與可更換的鉆尖3相鄰接。切削底座9具有兩個相對于中央冷卻管道11沿直徑方向相對的留隙面13。留隙面13相對于各自的第二支撐表面12沿著離開鉆頭中心的方向略微平行偏移。
另外，切削底座9包括兩個徑向延伸的曲面14，它們一方面橋接表面12和13，另一方面橋接表面10。當鉆尖3裝配在切削底座9中時，曲面14不應當與可更換的鉆尖3相鄰接。
另外，切削底座9包括兩個內部第一圓柱形導向面15，這兩個面關于中央冷卻管道11沿直徑方向相對設置。該內部第一圓柱形導向面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的外側延伸，并與內部第一圓柱形導向面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。當鎖定螺釘17具有外螺紋時，孔16應當具有內螺紋。
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中的狀態下，在可更換鉆尖3的自由端設置有呈兩個切削刃18形式的去除切屑部件(切削部件)，它們中的每一個從可更換鉆尖3的相對的短邊側開始延伸至可更換鉆尖3的切削刀尖19。
參見圖6，可更換鉆尖3具有連續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處轉向的側面上，用于和切削底座9的內部第一支撐表面10相配合。
可更換鉆尖3還具有兩個外部第四支撐表面21，該表面在可更換鉆尖3處于裝配狀態下用于和切削底座9的內部第二支撐表面12相鄰接。在可更換鉆尖處于裝配狀態下，外部第四支撐表面21具有一個傾斜角，該角度和內部第二支撐表面12相對于鉆頭縱向中心軸線的角度相對應。在所示的實施例中，該角度大致為5°。
為了與內部第一圓柱形導向面15相配合，可更換鉆尖3具有兩個外部第二圓柱形導向面22，當可更換鉆尖3處于切削底座9內的裝配狀態時，該第二圓柱形導向面22與內部第一圓柱形導向面15相配合。
可更換鉆尖3還具有用于鎖定螺釘17端部的止動面23，當可更換鉆尖3夾在切削底座9中時，該止動面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，從而當可更換鉆尖3裝配在切削底座9中時，以提供該可更換鉆尖3的旋轉，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，并具有延伸穿過中心軸線2和穿過孔16的中央的半徑，其中孔16與刀具本體1的外周相交。設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向面22相連，與冷卻管道25相比，位于鎖定螺釘17同側的冷卻管道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相關聯，可更換鉆尖3還具有切屑釋放表面26和27。
當可更換鉆尖3裝配在切削底座3中時，按照圖7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的內部第一支撐表面10相鄰接。在這種連接中，在切削底座的內部第一圓柱形導向面15和可更換鉆尖3的第二圓柱形導向面22之間有一定的公差。從圖7中可以看得最清楚，在裝配的開始階段，可更換鉆尖3沒有到達其最后位置，在切削底座9的內部第二支撐表面12和可更換鉆尖3的外部第四支撐表面21之間具有一個間隙。當可更換鉆尖3按照圖8的順時針方向旋轉時，外部第四支撐表面21與各自的內部第二支撐表面12相鄰接。該旋轉可以是手動的，也可以通過鎖定螺釘17作用在可更換鉆尖3的止動面上來進行。在手動旋轉的情況下，利用鎖定螺釘17進行隨后的緊固操作，從而確保在內部第二支撐表面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。優選的是，第二支撐表面12的徑向的位置要盡可能遠離鉆頭本體1的中央。因此可以獲得支撐力的更好的扭矩，內部第二支撐表面12利用該扭矩來影響可更換鉆尖3的各外部第四支撐表面21。
當可更換鉆尖3按照圖8所示的順時針方向旋轉時，內部第一圓柱形導向面15也會具有與各外部第二圓柱形導向面22之間的導向配合，即根據本發明，可更換鉆尖3會相對于鉆頭的縱向中心軸線旋轉。
當用本發明的鉆頭鉆孔時，切削力作用在可更換鉆尖上的方式使得該切削力壓在內部第二支撐表面12上。一旦開始鉆孔，一方面通過支撐面12和21之間的配合操作，另一方面通過導向面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。在這個階段，鎖定螺釘17在理論上對可更換鉆尖3夾在切削底座9沒有顯著作用。
在這種連接中，應當指出，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之間在理論上沒有任何接觸。
本發明的可更換鉆尖3優選由硬質合金如燒結碳化物制成，該合金首先進行燒結。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。優選的是，燒結外部第四支撐表面21和外部第二圓柱形導向面22，同時僅磨削切削刃18、尖部19和外部第三支撐表面20。
當逐漸消耗可更換鉆尖3之后，松開鎖定螺釘17，在切削底座9中裝入新的可更換鉆尖3。
對于本發明的刀具來說，該鉆尖通常是由硬質合金、陶瓷或其他較硬的材料制成的。刀具本體由相對較軟的材料制成，優選是鋼。
本發明的刀具優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。本發明可行性改進在上述實施例中，導向面15和22是圓柱形的，而支撐面12和21相對于鉆頭的縱向中心軸線2呈一定角度的傾斜。但是在本發明的范圍內，導向面15和22也可以是相對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，圓錐狀導向面15和22之間的配合操作會將可更換鉆尖3沿軸向夾住。在這種情況下，適宜的錐角大約為10°左右。一般來說，導向面15和22應當關于鉆頭的縱向中心軸線旋轉對稱。
在上述實施例中，支撐面12和21相對于鉆頭的縱向中心軸線呈大約5°的傾斜。但是，在本發明范圍內，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明，該角度可以大于0°而小于10°，優選為2°-8°。所述的角度應當是銳角。當切削底座和可更換鉆頭的相互配合的導向面分別形成為圓錐狀時，這也同樣是有效的，其中錐角應當大于5°而小于15°。
權利要求
1.一種可旋轉刀具，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)具有相互配合的導向面(15，22)和用于夾住可更換刀尖(3)的部件(12，17，21)，其中導向面關于刀具的縱向中心軸(2)旋轉對稱，當可更換刀尖(3)沿著刀具的軸向裝配在切削底座(9)中時，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.如權利要求1-3中任一項所述的刀具，其特征在于，所述相互配合的導向面(15，22)是圓柱形的。
5.如權利要求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向面(15，22)構成，所述導向面(15，22)相對于刀具的縱向中心軸線(2)呈圓錐狀。
6.如權利要求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)具有導向面(22)，該導向面(22)關于刀尖(3)的縱向中心軸線(2)旋轉對稱。
8.如權利要求7所述的刀尖，其特征在于，所述導向面(22)是圓柱形的。
9.如權利要求7所述的刀尖，其特征在于，所述導向面是圓錐狀的。
10.如權利要求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
本發明涉及一種帶有可更換刀尖(3)的可旋轉刀具，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)。本發明還涉及一種刀尖。本發明的刀具的特征在于，切削底座(9)和可更換刀尖(3)具有相互配合的導向面(15，22)和用于夾住可更換刀尖(3)的部件(12，17，21)，其中導向面關于刀具的縱向中心軸線(2)旋轉對稱，當可更換刀尖(3)沿著刀具的軸向裝配在切削底座(9)中時，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B23B51/00GK1440318SQ0181230
公開日2003年9月3日 申請日期2001年6月21日 優先權日2000年7月6日
發明者亨里克·埃里克松 申請人:桑德維克公司