專利名稱：有可換刀座的刀具組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種刀具組件，包括一刀把及一用來夾持一可更換刀塊且拆卸安全的可換刀座，應(yīng)用于不同的切削操作，特別是內(nèi)表面加工，如車削，切斷、開槽，尤其是端面上開槽，套孔等。
背景技術(shù)：
上述種類的典型刀具組件中，夾持刀塊的刀座通常有刀座安裝部位，用緊定螺釘聯(lián)接到長的刀把的夾持部位，及一平面或弧形的刀塊卡定部分則從刀座安裝部位上向外伸出，因而刀塊卡定部分伸出的量決定了切削深度。
這種切削工具已經(jīng)公開，例如在美國專利4332513及美國專利5112164中，這些專利中，刀塊(cuttinginsert)在刀塊卡定部位里是用可以更換的或者彈性夾緊臂夾住的。兩種公開里的刀具都不適用于較大深度的端面開槽操作，由于強度的限制和可能的振動問題，這種刀塊卡定部分相對于刀座安裝部位設(shè)計的伸出量并不充分。在WO 94/21 408中所公開的一種刀具組件，還有由Plansee制造的，稱為“TIZITMaxilockMSS”的一種刀具組件里，其刀座實質(zhì)上有一突出的刀塊卡定部位使切削刀具能運用在比較深的開槽操作中。但是，由于與刀座聯(lián)接的刀把保持部分的特定設(shè)計以及附件的一種特定狀態(tài)，這組件包括大量的零件，而且安裝操作有一預(yù)定的嚴(yán)格順序。
以上描述的所有切削刀具組件中，用來把刀座聯(lián)接到刀把的緊固螺絲的數(shù)目與位置分布都需要組件有足夠的橫向尺寸，因此所有這些切削刀具都不能用在工件上小的孔內(nèi)加工內(nèi)槽，就是說，這時不僅刀座的刀塊卡定部位，而且整個刀座聯(lián)同刀把夾持部位都需要進(jìn)入工件。因此可以認(rèn)為在這類操作中，迄今為止都只能用整體結(jié)構(gòu)的刀具，而無法用帶有可換刀座的刀具組件。
因而本發(fā)明的目的就是要提供一種有可換刀座的切削刀具，能準(zhǔn)確而且高效地在小直徑的工件內(nèi)加工內(nèi)槽，尤其是深的窄槽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種切削刀具組件，包括有長的刀把，在相鄰于前導(dǎo)端的一面上有刀把夾持部位和一可換的刀座，其上有刀塊卡定部位用來卡定可換的刀塊，以及刀座安裝部位，至少用兩個緊定螺釘可以拆卸地聯(lián)接到刀把夾持部位，刀具組件有一參考基面，在刀具操作時通過工件相對于刀具的相對回轉(zhuǎn)軸線；刀座安裝部位與刀把夾持部位之一形狀上有一凹槽，而另一部位則有一凸臺與凹槽相配，且被卡人凹槽中；所述刀座安裝部位具有至少兩個刀座通孔而所述刀把夾持部位則具有至少兩個螺孔，基本上和相應(yīng)的刀座通孔對齊，這些孔相對于所述回轉(zhuǎn)軸線橫向定位并通過凹槽及凸臺，通孔的軸線相對于對應(yīng)的螺紋孔的軸線略有偏移并且比螺孔軸線布置得更靠近刀塊卡定部位，每個緊定螺釘被插入對應(yīng)的刀座通孔及刀把夾持部位的螺孔，而且螺釘頭部被接納在所述通孔內(nèi)，而螺釘?shù)穆菁y部分被擰人所述螺孔；其特征在于所述螺孔的軸線位置基本上在所述參考平面內(nèi)，這樣的設(shè)計由于緊定螺釘位置基本上在刀具的參考平面內(nèi)，在內(nèi)切削加工時，組件的所有緊定元件，特別是諸緊定螺釘都基本上配置在工件的面積內(nèi)，因而可以得到最大的空間，其結(jié)果為，刀座無需過大地加大橫向尺寸，使切削刀具能實現(xiàn)真正的小型化，這點對于內(nèi)表面深加工特別重要，這時不僅刀座的刀塊卡定部位，而且刀座安裝部位連同刀把保持部位都要求進(jìn)入具有小的內(nèi)部尺寸的工件。
本發(fā)明的一種優(yōu)先實施例中，刀具組件只用兩個緊定螺釘，其中之一比另個位置更靠近刀塊卡定部位，相應(yīng)的通孔與螺紋孔分別對應(yīng)地布置，靠近刀塊卡定部分布置的通孔的軸線最好布置得比所述參考平面稍高，如在刀具側(cè)視圖方向中可以看出。此外，靠近刀座一端布置的通孔軸線位置最好比所述參考平面稍低。這種情況下，在垂直于參考平面方向內(nèi)的凹槽尺寸最好比凸臺的相應(yīng)尺寸略大。由于兩通孔的軸線布置在相對所述參考平面的不同的兩側(cè)，當(dāng)螺釘擰人所述螺紋孔中時，刀座的安裝部位，以及刀座本身會稍稍轉(zhuǎn)動，以使凹槽的兩側(cè)墻與凸臺的兩墻在預(yù)定的位置接觸。如果從刀具側(cè)視圖方向觀察的話，這些位置之中靠近刀塊卡定部位的那個位置布置在參考平面以上，而另一靠近刀座端部的位置最好在參考平面以下，由此可以保證在切削時力的理想分布。諸孔的軸線最好基本上垂直于工件相對于刀具相對轉(zhuǎn)動的所述縱向軸線。但是，它們也可能相對于所述縱向軸線在相同方向或者在不同方向傾斜。
本發(fā)明的優(yōu)先實施例中，刀把是長的大致圓柱形，而刀把的縱軸則在所述參考平面內(nèi)，因而，在本刀具中的緊定螺釘按照本發(fā)明是分布在組件的某個面積內(nèi)，此處材料最多因而螺釘不需要過分地加大刀座的橫向尺寸，這允許更進(jìn)一步的使切削刀具小型化，這是對上面規(guī)定的內(nèi)表面切削特別有利的，還有，由于刀把夾持部位相對于參考平面的對稱設(shè)計，同一刀把可以用在右切與左刀的刀座上。刀座最好基本上是弧形的，在垂直于參考平面的方向內(nèi)尺寸不超過圓柱形刀把的相應(yīng)尺寸，由此使切削刀具組件適合于在工件的小孔內(nèi)進(jìn)行內(nèi)表面加工。按照本發(fā)明的設(shè)計，切削刀具可以進(jìn)入這樣一種遠(yuǎn)比常規(guī)深度要大的小孔的加工深度，盡管這時有刀座存在，刀座安裝部位最好帶有刀座冷卻液孔，在鄰近刀座終端部位布置的冷卻液進(jìn)口孔與刀座安裝部位前端且在刀塊卡定部位之上布置的冷卻液出口孔之間基本上沿著刀座長度延伸，以便將冷卻液導(dǎo)引到切削刀附近，冷卻液進(jìn)口最好聯(lián)接到在刀把里的冷卻液裝置，以便于與冷卻液供應(yīng)裝置之間液體可以聯(lián)通，刀把的冷卻液導(dǎo)管裝置最好有軸向冷卻液孔沿著刀把伸展，并在位于所述刀把夾持部位內(nèi)的在所述夾持部位的后端及所述至少一個螺紋孔之間的冷卻液橫向孔處終止，冷卻液橫向孔至少有一個出口部分與刀座的所述進(jìn)液孔對齊。
冷卻液橫向孔最好有蔭個出口部分分布在所述刀具參考平面的兩側(cè)，這樣兩個出口部分就能根據(jù)刀把是在用左切或右切刀座上交替工作。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的金屬刀具組件的等軸分解圖；圖2是圖矍所示刀具組件的等軸圖；圖3是圖2所示刀具組件的前視圖；圖4是圖2所示切剖刀具組件的側(cè)視圖；圖5是圖2所示切削刀具組件的俯視圖；圖6是圖4中所示切削刀具組件沿VI-VI線的橫截面圖；圖7是圖2中所示切削刀具組件的側(cè)視圖，示意地表明其夾緊機(jī)構(gòu)；圖8是圖7中所示切削刀具組件沿VIII-VIII，及VIII′-VIII′線在最后夾緊階段之前的位置的橫截面圖；圖9是圖7中所示切削刀具組件沿IX-IX線的橫截面圖；圖10是圖7中所示切削刀具組件沿X-X線的橫截面圖；圖11是在XY參考平面內(nèi)的橫截面圖，示意地表明圖2中所示切削刀具組件在加工端面槽時的配置；圖12表示根據(jù)本發(fā)明的切削刀具另一種實施例。
具體實施例方式
圖1，2及3表示按照本發(fā)明的一種切削刀具組件，從圖1及圖2中可看出，切削刀具組件有大致圓柱形的長刀把1，其縱向軸X′，基本上是長的刀座(adaptor)2夾持著刀塊(cuttinginsert)3，它最好是自動夾緊的，可轉(zhuǎn)換角位的切削刀塊，以及螺釘裝置，一般以標(biāo)號4表示，它包括兩個緊定螺釘5與6，用以把刀座2壓緊在刀把1上。
此切削刀具適用于內(nèi)面加工，特別適于象圖11所示在具有回轉(zhuǎn)軸X”的工件W上的相對深而小的孔H中加工深的環(huán)形槽G，操作過程中刀把的縱向軸線X′平行或重合于回轉(zhuǎn)軸X”。組件的參考平面XY(圖11的平面)通過工件W的回轉(zhuǎn)軸線X′而且大致平行于刀具的平面圖。如在圖2中示意地所示，在所描述的實施例中，刀把1和刀塊3的切削刃7的縱向旋轉(zhuǎn)軸線X，處在參考平面XY內(nèi)。但它們也可以以不同的方式安排。例如，切削刃7可以安排在參考平面上方。
如圖1中所示，刀把1在其鄰近前端9的一側(cè)有刀把夾持部位8，刀把夾持部位8有一居中的沿軸向伸展的矩形凸臺10和在凸臺10兩側(cè)沿軸向的支承面12和13，凸臺10聯(lián)同支承面12與13從刀把的前端9向刀把夾持部位8的后端11延伸，而且布置得基本上對稱于參考平面，基本上法向定位。刀把夾持部位8還有一徑向定位的支承面15，位置在夾持部位的后端11附近，在圖1與3中可以看出，凸臺10有凸臺基面14和平行于參考平面XY的側(cè)墻17與18。
在圖1中可以看出，刀把夾持部位8有兩個平行的螺紋孔22與23，兩者穿過凸臺10因而它們的軸線基本上布置在參考平面里而且垂直于刀把的縱軸線X′。
如在圖4，5及6中所示，刀把1上帶有冷卻液導(dǎo)管裝置25(以虛線表示)可以聯(lián)通冷卻液供給設(shè)備的冷卻液(未表示出)，該冷卻液導(dǎo)管裝置25包含有冷卻液軸向孔26，它沿刀把伸展且在冷卻液橫向孔27處終止，該橫向孔位置在刀把夾持部位8中位于其后端11與其螺紋孔23之間。橫向孔27有兩個出口部分29，橫向布置且終止在支承面12與13處，橫向孔27的兩個出口部分29是交替工作的，這取決于刀把1是象在所描述的實施例中和左切刀座一起工作，還是和右切刀座一起工作。如圖6中所示，冷卻液橫向孔27的末端部分31用堵塞32堵住。
圖1與2中可以看到，刀座2呈弧面形，而且具有一有安裝刀塊的槽41的刀塊卡定片部分40，切削刀塊3以自緊狀態(tài)被夾持，而刀座安裝部位42用螺釘擰緊到刀把1的夾持部位8上，刀座安裝部位42從刀塊夾持部位40沿伸到刀座的端部43，與刀把夾持部位8協(xié)作的刀座安裝部位的側(cè)面(在圖1中看不到)有一與刀把夾持部位8相配的外形，這樣，如在圖3中可見，刀座安裝部位是由接納凸臺10的居中的矩形長凹槽44及位于凹槽44兩邊的支承面45與46所構(gòu)成。和圖1中見到的凸臺10及支承面12及13相似，凹槽44與支承面45及46徑向從刀塊卡定片部位40延伸到刀座安裝部位42的終端43，回到圖3，凹槽44有一凹槽基面48及側(cè)墻49與50，兩側(cè)墻間距比凸臺側(cè)墻17與“間的距離稍大。此外，凹槽44的深度超過凸臺10的高度，從圖4可以看到，刀座安裝部位42有一另外的支承面52貼靠在刀把夾持部位8的另外的支承面15上。
圖1中所表明，刀座安裝部位42由兩個通孔53與54構(gòu)成，兩孔通過凹槽44，通孔53與54的軸線與螺紋孔22與23的軸線平行。
在所描述的實施例中，通孔53與54以及螺紋孔22與23形狀基本上全同，這在圖8中可以看出，圖8表示沿著圖7中VIII-VIII與VIII′-VIII′與刀具相同的橫截面圖。如圖所示，各個通孔53、54都有錐口孔部分55，最好是非對稱形狀且有一夾緊面56，它比其余的錐口孔部分更靠近孔邊。通孔53與54的夾緊面56根據(jù)這些孔軸線的位置安排在相對于參考平面XY不同的一側(cè)。
從圖4，5及6可以看出，刀座安裝部位42有刀座軸向冷卻液孔57延伸在冷卻液進(jìn)入孔58(圖6)與冷卻液撐出孔59(在圖2中也表示出)之間，進(jìn)液孔58位置鄰近刀座端部43，并與冷卻液橫向孔27的出口部分29對齊，而冷卻液出口孔59位置鄰近刀塊卡定部位40并在其上方，以便將冷卻液引導(dǎo)到切削刃7附近。
重新回到圖1，夾緊螺釘5，6的每一個都有一夾緊頭60，適于自由地安裝在刀座安裝部分42對應(yīng)的通孔53、54中；而螺紋部分61則被擰入刀把夾持部位8的螺紋孔22，23里。夾緊頭60有一錐形夾緊部分63，其夾角和通孔53，54的錐口部分55的夾角對應(yīng)。
參看圖7及10，刀座2與刀把1的配合模式現(xiàn)在加以說明。當(dāng)?shù)蹲惭b部分42連接到刀把夾持部位8時，凸臺10就被卡在凹槽44內(nèi)，留出間隙65(圖8)。從圖8可看出，通孔53與54對螺紋孔22與23基本上是對齊的，但這種安排是通過通孔53與54的軸線與相應(yīng)螺紋孔22與23的軸線相比略有偏移，不僅在沿著刀把縱軸方向如此，在垂直于參考平面方向內(nèi)也是如此，因而，每個通孔53，54的軸線比與之相應(yīng)螺紋孔的軸線更靠近刀塊卡定部位40，孔53的軸線布置得靠近刀塊卡定部位40，被安排得稍高于參考平面，而孔54的軸線靠近刀座安裝部位42的端頭43，且略低于參考平面。
參看圖9及10，在把緊定螺釘5及6以任何先后順序擰入螺紋孔22與23時，接合面45與46靠在刀把夾持部位的支承面12與13上，同時，如圖8中所示，各個螺釘5，6的螺紋頭60的夾緊部位63卡緊在相應(yīng)通孔夾緊區(qū)56的錐口部分55上，由于找正的孔及該處夾緊面56相互偏移，每個螺釘5，6與通孔的錐孔部分55的夾緊部位63的這種接合出現(xiàn)在預(yù)定的位置70a，70b(圖7)，預(yù)定的位置70a與70b一方面是布置在刀座端部43一邊的孔的范圍內(nèi)，從而保證刀座安裝部位在向刀把夾持部位支承面15的方向受壓偏移，而在另一方面靠近刀塊卡定部位的接觸位置70a安排在參考平面以下，而靠近刀座端部43的接觸位置70b則安排在參考平面以上，由于夾緊螺絲5與6和通孔53與54之間接觸位置這樣一種安排，可以得到刀座在橫向支承面12與13上稍有轉(zhuǎn)動，于是側(cè)墻17與18在預(yù)定的位置80a與80b處和凹槽墻49與50相配合，而80a與80b分別在參考平面的兩側(cè)，這樣，靠近切削刃7的接觸面80a在參考平面(圖10)以上，而靠近端部43的接觸面80b在參考平面以下(圖9)，結(jié)果就得到夾緊力平衡，而保證了刀座穩(wěn)定而牢固地卡定在刀把上。
這樣，本發(fā)明保證極簡單而又對用戶友好的夾刀機(jī)構(gòu)，而且這夾刀機(jī)構(gòu)所用的刀具組件零件數(shù)比較少，并由此而小型化，使用維護(hù)方便，由于制造允差可以比較大因而操作簡便且容易制造，刀座在刀具組件中定位精確而且重復(fù)性好，從而保證了可靠而且牢固的定位。
鑒于刀把在所述金屬切削刀具組件中是圓柱形的，特別有利的是在夾緊過程中涉及到的組件的所有元件即緊定螺釘，凸臺與凹槽都是分布在刀具的參考平面附近，這點對有小直徑的刀具，即為了在工件上深而小的孔內(nèi)加工深而窄的槽特別有利。
圖11所示就是上面所述的刀具切削時的情形。圖上方的箭頭表示刀具可能的相對運動方向，陰影線區(qū)域示意代表冷卻液如何通過刀把和刀座送到切削刃附近的切削區(qū)。這樣，由于采用了上述的刀具結(jié)構(gòu)，特別是刀塊夾緊機(jī)構(gòu)體積小的自夾緊刀塊，就提供了一種把冷卻液送到切削區(qū)的有效方法，因而可使刀塊得以冷卻和切削區(qū)的切屑得以清除，這點在加工小直徑深孔或槽時特別有利。
應(yīng)該指出，切削刀具組件可以以與以上所描述和圖中所表示的不同的特點來設(shè)計。例如，圖中所表示的雖然是左切刀具，同一刀把也可用作右切刀具，刀把可以有矩形截面形狀，如圖12所示，而不是圓柱形。刀座，尤其是它的刀塊夾緊片部分可以是平直的而不是弧形。
凸臺可以在刀座安裝部分形成而凹槽在刀把夾持部位形成，刀座的安裝部位和刀把夾持部位的靠貼表面和支承表面可以由凹槽和凸臺的基面構(gòu)成而不是由刀座安裝部位和刀把夾持部位的橫向表面來承擔(dān)，凹槽和凸臺的諸墻可以不是平直的，而且對參考平面并不平行，也不互相平行。凸臺與凹槽當(dāng)用小的允差制造時可以配合緊密，這時只要用一個緊定螺釘，因而只要用一對對齊的孔，刀座的通孔與刀把夾持部分的螺紋孔都基本上布置在參考平面內(nèi)。
對齊的兩孔，以及緊定螺釘，都可以是傾斜的，特別是在相對于刀把的縱向軸線以及相對于所述參考平面的不同方向內(nèi)，諸螺釘可以是不同的直徑的，為了得到兩通孔的夾緊部位在夾緊過程中的預(yù)定位置，也就是，兩通孔錐口形部分的夾緊區(qū)和對齊的兩孔軸線之間的偏置關(guān)系，可以分別采用而非一起使用，也可以設(shè)計成任何其他適當(dāng)?shù)男问?。例如，為以上目的，可以采用偏心凸輪鎖緊裝置，諸通孔的軸線可以都在參考平面的同一側(cè)而不是在不同的側(cè)面。
刀座冷卻液孔可以縱向延伸，穿過整個刀座，而冷卻液出口則在刀塊卡定部位內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有可換刀座的刀具組件，其特征在于，所述螺紋孔的軸線基本上位于所述參考平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的切削刀具組件，其特征在于刀具組件包括兩個緊定螺釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的切削刀具組件，其特征在于位于刀塊卡定部位附近的通孔軸線安排在上述參考平面的稍上方，在刀具側(cè)視圖方向中可以看出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的切削刀具組件，其特征在于位于刀座終端鄰近的通孔軸線安排在所述參考平面稍下方，在刀具側(cè)視圖方向中可以看出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的切削刀具組件，其特征在于凸臺與凹槽的諸側(cè)墻基本上都平行于刀具的參考平面。
全文摘要
一切削刀具組件包括一長刀把(1)，上面有刀把夾持部位(8)和一可換的刀座(2)，上有為卡定可更換刀塊(3)的刀塊卡定部位和刀座安裝部位(42)，它用兩個緊定螺釘(4)可卸地裝到刀把夾持部位(8)上去。緊定螺釘(4)先后分別插入刀座安裝部位的通孔(53，54)和螺紋孔(22，23)中。螺紋孔(22，23)基本上分別對準(zhǔn)各自的刀座通孔(53，54)。在參考平面通過工件相對于刀具組件的相對轉(zhuǎn)動的軸線。一個刀座安裝部位(42)和刀把夾持部位(8)上有凹槽，而另一個有凸臺(10)與凹槽相配并卡入其中。
文檔編號B23B29/04GK1724196SQ200410052990
公開日2006年1月25日 申請日期2004年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者茅金官 申請人:上海德奎久保田模具有限公司