專利名稱：一種平衡可調(diào)的切削刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬切削加工領(lǐng)域，尤其涉及一種平衡可調(diào)的切削刀具。
背景技術(shù)：
人們發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)類切削刀具切削過(guò)程中，高速切削(尤其是線速度V > 5000m/min 時(shí))可以極大的提高加工效率、改善加工表面質(zhì)量。在高速切削過(guò)程中，偏心質(zhì)量產(chǎn)生較大 的不平衡離心力，使切削刀具容易產(chǎn)生振動(dòng)從而降低加工表面質(zhì)量。此類現(xiàn)有刀具一般采 用如圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)，為了降低不平衡離心力，需要降低切削刀具相對(duì)回轉(zhuǎn)中心的偏 心質(zhì)量，因此刀體1采用一種密度小的材料(一般為鋁合金)，較普通切削刀具材料(一般為 鋼材)而言，該類材料具有密度小、強(qiáng)度低、硬度低、不耐磨的特點(diǎn)，為了減小緊固件和刀體1 的摩擦、延長(zhǎng)切削刀具的使用壽命，同時(shí)又不降低緊固件對(duì)切削刀片3的夾緊力，一般緊固 件不直接作用在刀體1上，而是將切削刀片3直接連在強(qiáng)度較好的刀夾2上后，用刀夾緊固 件5穿過(guò)刀體1上的一個(gè)柱孔36連接一鋼套37，該鋼套37外表面上有若干錐孔38，正交于 鋼套軸線39的螺釘40通過(guò)和刀體1上的螺紋孔配合壓入錐孔38，使鋼套37和刀體1固定 連接，刀夾緊固件5通過(guò)和鋼套37內(nèi)螺紋面作用，將刀夾2和切削刀片3夾緊在刀體1上。 刀夾緊固件5通過(guò)鋼套37和刀體1間接相連，加大了刀夾緊固件5的夾緊力，能有效避免 刀夾緊固件5和刀體1直接相連時(shí)因刀體1上的螺紋面不耐磨而降低切削刀具的壽命。雖 然，采用這種密度小的材料來(lái)制作刀體1可以有效降低切削刀具的偏心質(zhì)量，但無(wú)法完全 消除。為了保證加工表面質(zhì)量，此類刀具一般都有動(dòng)平衡調(diào)整結(jié)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡切削， 通常在切削刀具的非切削端附近處的外周面上，分布有與切削刀片3具有同等數(shù)量的平衡 件6，該平衡件6均布于與切削刀具中心軸正交的圓上，通過(guò)平衡件6在該圓的徑向方向上 移動(dòng)，可以調(diào)整切削刀具的偏心質(zhì)量。這種具有動(dòng)平衡可調(diào)的結(jié)構(gòu)，能有效的避免不平衡離 心力給切削帶來(lái)的影響。但是，在刀體1中鑲有一鋼套37，使切削刀具結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，對(duì)刀體1的裝配精度 要求較高，極大地提高了切削刀具的制作和使用成本；同時(shí)，高速切削過(guò)程中，隨著切削速 度的增大，平衡件6所受的離心力逐漸增大，由于刀體1強(qiáng)度不足，所能提供的向心力有限， 平衡件6易飛出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、便于 加工制作、生產(chǎn)成本低的平衡可調(diào)的切削刀具。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種平衡可調(diào)的切削刀具，包括刀體、刀夾、切削刀片和刀夾緊固件，所述刀體上設(shè)有 至少一組刀槽和平衡件，所述切削刀片固定于刀夾上并與刀夾一同置于刀槽內(nèi)，所述刀體 上設(shè)有與刀槽相通的沉頭孔，所述刀夾上設(shè)有與所述沉頭孔對(duì)應(yīng)的緊固螺紋孔，所述刀夾 緊固件裝設(shè)于沉頭孔內(nèi)并與所述緊固螺紋孔螺紋連接，所述刀夾通過(guò)刀夾緊固件壓緊固定。所述刀夾上設(shè)有連接螺紋孔，所述切削刀片通過(guò)與所述連接螺紋孔連接的連接 緊固件固定于刀夾上，所述緊固螺紋孔與所述連接螺紋孔沿刀體徑向方向上的夾角為α， 所述緊固螺紋孔與所述連接螺紋孔沿刀體軸向方向上的夾角為β，0° < α <45°， 0° < β < 25°。所述刀槽由槽底面、定位面和光順面圍成，所述槽底面上設(shè)有與所述連接螺紋孔 同軸布置的淺孔，所述定位面與淺孔中心軸線的夾角為Y，所述刀夾上設(shè)有凸臺(tái)，所述刀夾 外側(cè)設(shè)有與所述槽底面接觸的下底面以及與所述光順面接觸的接觸面，所述刀夾的凸臺(tái)外 側(cè)設(shè)有與所述定位面接觸的外周面，所述外周面與所述連接螺紋孔中心軸線的夾角為λ， 0. 25° < λ — γ < 3°。所述刀槽的定位面與槽底面之間設(shè)有一斜面，所述刀夾的外周面與下底面之間設(shè) 有余隙面，所述斜面與所述余隙面之間設(shè)有預(yù)緊間隙。所述斜面與所述余隙面平行。所述光順面與所述槽底面正交，所述接觸面與所述下底面正交。所述刀夾的凸臺(tái)上設(shè)有平衡螺紋孔，所述刀體上設(shè)有與平衡螺紋孔對(duì)應(yīng)的刀體螺 紋孔，所述平衡件穿過(guò)刀體螺紋孔與平衡螺紋孔螺紋連接。所述刀體螺紋孔的中心軸線與所述刀體的回轉(zhuǎn)中心軸線共面。所述刀體螺紋孔一端與所述平衡螺紋孔相接，另一端與所述刀體中心的安裝孔相 通，所述切削刀片遮擋于刀夾的平衡螺紋孔處。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
本發(fā)明的平衡可調(diào)的切削刀具，通過(guò)在刀體上開(kāi)設(shè)沉頭孔，用裝入沉頭孔的刀夾緊固 件和刀夾直接連接，不僅取消了現(xiàn)有鋼套連接方式的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化、降低生 產(chǎn)成本，而且可以更加穩(wěn)固的將刀夾和切削刀片夾緊在刀體上，從而提高切削刀具在高速 切削中的切削精度。通過(guò)對(duì)刀夾上緊固螺紋孔與連接螺紋孔沿刀體徑向方向和軸向方向上 的夾角進(jìn)行合理設(shè)置，可有效防止刀夾緊固件在隨刀體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)受離心力影響飛出，同 時(shí)可使刀夾對(duì)刀槽產(chǎn)生法向、徑向和軸向的壓力，有效的減小刀體與刀夾之間的接觸間隙。 通過(guò)在刀槽的定位面與刀夾上凸臺(tái)的外周面之間設(shè)置一定的夾角，在固定刀夾時(shí)可使凸臺(tái) 產(chǎn)生彈性形變，使刀夾與刀槽的連接更加緊密、穩(wěn)固。在刀夾的下底面和外周面間設(shè)有余隙 面，該余隙面在減小刀夾質(zhì)量的同時(shí)可減小凸臺(tái)的彈性壁厚，使凸臺(tái)更容易發(fā)生彈性形變， 在刀夾的余隙面和刀體的一斜面之間設(shè)有預(yù)緊間隙，通過(guò)凸臺(tái)的彈性形變可使刀體和刀夾 的在刀體的徑向方向上完全接觸，在消除預(yù)緊間隙、提高連接穩(wěn)定性的同時(shí)還提高了切削 刀具在徑向進(jìn)給時(shí)的穩(wěn)定性。平衡件穿過(guò)刀體上的刀體螺紋孔與刀夾的凸臺(tái)上所設(shè)平衡螺 紋孔螺紋連接，平衡件不但可以調(diào)整切削動(dòng)平衡，還可以將刀體和刀夾連接在一起，使刀夾 和刀體形成一種過(guò)定位結(jié)構(gòu)，從而使切削刀具具有較強(qiáng)的耐沖擊能力。在高速切削過(guò)程中， 當(dāng)切削速度達(dá)到刀體的刀體螺紋孔不足克服平衡件的離心力時(shí)，可由強(qiáng)度較好的刀夾上的 平衡螺紋孔幫助平衡件克服離心力，為提高切削速度上限提高了有利條件。切削刀片遮擋 于刀夾的平衡螺紋孔處，當(dāng)?shù)扼w的刀體螺紋孔和刀夾上的平衡螺紋孔兩者都不足以克服平 衡件的離心力時(shí)，由切削刀片抑止平衡件飛出，可保護(hù)操作人員的安全。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中切削刀具的第一立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中切削刀具的第二立體結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明切削刀具的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明切削刀具中刀槽的放大示意圖； 圖5是本發(fā)明切削刀具中刀槽的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明切削刀具中刀夾的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明切削刀具中刀夾的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明切削刀具中切削刀片的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是圖5的A—A剖視圖； 圖10是圖7的B— B剖視圖； 圖11是圖7的C —C剖視圖。圖中各標(biāo)號(hào)表示
1、刀體；2、刀夾；3、切削刀片；4、連接緊固件；5、刀夾緊固件；6、平衡件；7、容屑槽；8、 刀槽；9、光順面；10、定位面；11、刀體螺紋孔；12、淺孔；13、沉頭孔；14、槽底面；15、斜面； 16、接觸面；17、外周面；18、安裝孔；19、平衡螺紋孔；20、連接螺紋孔；21、下底面；22、緊固 螺紋孔；23、內(nèi)周面；24、徑向面；25、余隙面；26、預(yù)緊間隙；27、上底面；28、凸臺(tái)；30、端面； 31、側(cè)面；32、基面；36、柱孔；37、鋼套；38、錐孔；39、鋼套軸線；40、螺釘。
具體實(shí)施例方式圖3至圖11示出了本發(fā)明的一種平衡可調(diào)的切削刀具實(shí)施例，該切削刀具包括刀 體1、刀夾2、切削刀片3和刀夾緊固件5，刀體1上設(shè)有至少一組刀槽8和平衡件6，刀夾2 具有由徑向面24、內(nèi)周面23和上底面27組成的三內(nèi)側(cè)定位面，切削刀片3的端面30與徑 向面24配合，切削刀片3的側(cè)面31與內(nèi)周面23配合，切削刀片3的基面32與上底面27 配合，刀夾2上設(shè)有連接螺紋孔20，切削刀片3通過(guò)與連接螺紋孔20連接的連接緊固件4 固定于刀夾2上，各刀槽8內(nèi)安裝一組切削刀片3和刀夾2，本實(shí)施例僅設(shè)有一組刀槽8和 平衡件6以及一組與之對(duì)應(yīng)的切削刀片3和刀夾2，刀槽8旁設(shè)有排屑槽7，刀槽8、平衡件 6、切削刀片3和刀夾2的數(shù)量可根據(jù)具體切削情況的需要而定，刀體1上設(shè)有與刀槽8相 通的沉頭孔13，刀夾2上設(shè)有與沉頭孔13對(duì)應(yīng)的緊固螺紋孔22，刀夾緊固件5裝設(shè)于沉頭 孔13內(nèi)并與緊固螺紋孔22螺紋連接，刀夾2通過(guò)刀夾緊固件5壓緊固定。本發(fā)明的平衡 可調(diào)的切削刀具，通過(guò)在刀體1上開(kāi)設(shè)沉頭孔13，用裝入沉頭孔13的刀夾緊固件5和刀夾 2直接連接，不僅取消了現(xiàn)有鋼套連接方式的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化、降低生產(chǎn)成本， 而且可以更加穩(wěn)固的將刀夾2和切削刀片3夾緊在刀體1上，從而提高切削刀具在高速切 削中的切削精度。本實(shí)施例中，緊固螺紋孔22與連接螺紋孔20沿刀體1徑向方向上的夾角為α， 緊固螺紋孔22與連接螺紋孔20沿刀體1軸向方向上的夾角為β，0° ≤α ≤45°， 0° ^≤β≤25°，本實(shí)施例中，α為10°，β為15°。通過(guò)對(duì)刀夾2上緊固螺紋孔22與 連接螺紋孔20沿刀體1徑向方向和軸向方向上的夾角進(jìn)行合理設(shè)置，可有效防止刀夾緊固 件5在隨刀體1高速旋轉(zhuǎn)時(shí)受離心力影響飛出，同時(shí)可使刀夾2對(duì)刀槽8產(chǎn)生法向、徑向和軸向的壓力，有效的減小刀體1與刀夾2之間的接觸間隙。本實(shí)施例中，刀槽8由槽底面14、定位面10和光順面9圍成，光順面9與槽底面 14正交，槽底面14上設(shè)有與連接螺紋孔20同軸布置的淺孔12，定位面10與淺孔12中心 軸線的夾角為Y，刀夾2上設(shè)有凸臺(tái)28，刀夾2外側(cè)設(shè)有下底面21和接觸面16，接觸面16 與下底面21正交，刀夾2的凸臺(tái)28外側(cè)設(shè)有外周面17，外周面17與連接螺紋孔20中心 軸線的夾角為λ，0.25° ^ λ - y ^ 3°，本實(shí)施例中，λ - y為0.75°，該差值使刀槽 8的定位面10與刀夾2上凸臺(tái)28的外周面17之間形成一定的夾角，通過(guò)刀夾緊固件5固 定刀夾2時(shí)凸臺(tái)28產(chǎn)生彈性形變，使下底面21與槽底面14緊密接觸、接觸面16與光順面 9緊密接觸、外周面17與定位面10緊密接觸，確保刀夾2與刀槽8的連接更加緊密、穩(wěn)固。 在刀槽8的定位面10與槽底面14之間設(shè)有一斜面15，刀夾2的外周面17與下底面21之 間設(shè)有余隙面25，該余隙面25在減小刀夾2質(zhì)量的同時(shí)可減小凸臺(tái)28的彈性壁厚，使凸臺(tái) 28更容易發(fā)生彈性形變，斜面15與余隙面25之間設(shè)有預(yù)緊間隙26，斜面15與余隙面25 平行，通過(guò)凸臺(tái)28的彈性形變可使刀體1和刀夾2在刀體1的徑向方向上完全接觸，在消 除預(yù)緊間隙26、提高連接穩(wěn)定性的同時(shí)還提高了切削刀具在徑向進(jìn)給時(shí)的穩(wěn)定性。本實(shí)施例中，刀夾2的凸臺(tái)28上設(shè)有平衡螺紋孔19，刀體1上設(shè)有與平衡螺紋孔 19對(duì)應(yīng)的刀體螺紋孔11，平衡件6穿過(guò)刀體螺紋孔11與平衡螺紋孔19螺紋連接，刀體螺 紋孔11的中心軸線與刀體1的回轉(zhuǎn)中心軸線共面，刀體螺紋孔11 一端與平衡螺紋孔19相 接，另一端與刀體1中心的安裝孔18相通，平衡件6沿刀體螺紋孔11和平衡螺紋孔19軸 向移動(dòng)可以調(diào)整切削動(dòng)平衡，平衡件6還起到了將刀體1和刀夾2連接在一起的作用，使刀 夾2和刀體1形成一種過(guò)定位結(jié)構(gòu)，從而使切削刀具具有較強(qiáng)的耐沖擊能力。在高速切削 過(guò)程中，當(dāng)切削速度達(dá)到刀體1的刀體螺紋孔11不足克服平衡件6的離心力時(shí)，可由強(qiáng)度 較好的刀夾2上的平衡螺紋孔19幫助平衡件6克服離心力，為提高切削速度上限提高了有 利條件。切削刀片3遮擋于刀夾2的平衡螺紋孔19處，當(dāng)?shù)扼w1的刀體螺紋孔11和刀夾 2上的平衡螺紋孔19兩者都不足以克服平衡件6的離心力時(shí)，由切削刀片3抑止平衡件6 飛出，可保護(hù)操作人員的安全。根據(jù)工藝要求，本發(fā)明的平衡可調(diào)的切削刀具中平衡螺紋孔 19可以由一直徑略大于平衡件6外徑的通孔替代，平衡件6可以在該通孔內(nèi)移動(dòng)，但不受 其限制，由刀體螺紋孔11克服平衡件6在高速切削過(guò)程中所受的離心力，當(dāng)?shù)扼w螺紋孔11 不足克服該離心力時(shí)，直接通過(guò)切削刀片3阻擋平衡件6飛出；另外，切削刀片3不僅可以 如本實(shí)施例所述通過(guò)連接緊固件4固定在刀夾2上，還可以通過(guò)如焊接等方法使切削刀片 3和刀夾2永久性連接。上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明 已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫 離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許 多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案 的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落 在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種平衡可調(diào)的切削刀具，包括刀體(1)、刀夾(2)、切削刀片(3)和刀夾緊固件(5)，所述刀體(1)上設(shè)有至少一組刀槽(8)和平衡件(6)，所述切削刀片(3)固定于刀夾(2)上并與刀夾(2)一同置于刀槽(8)內(nèi)，其特征在于所述刀體(1)上設(shè)有與刀槽(8)相通的沉頭孔(13)，所述刀夾(2)上設(shè)有與所述沉頭孔(13)對(duì)應(yīng)的緊固螺紋孔(22)，所述刀夾緊固件(5)裝設(shè)于沉頭孔(13)內(nèi)并與所述緊固螺紋孔(22)螺紋連接，所述刀夾(2)通過(guò)刀夾緊固件(5)壓緊固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡可調(diào)的切削刀具，其特征在于所述刀夾(2)上設(shè)有連 接螺紋孔(20)，所述切削刀片(3)通過(guò)與所述連接螺紋孔(20)連接的連接緊固件(4)固定 于刀夾(2)上，所述緊固螺紋孔(22)與所述連接螺紋孔(20)沿刀體(1)徑向方向上的夾角 為a，所述緊固螺紋孔(22)與所述連接螺紋孔(20)沿刀體(1)軸向方向上的夾角為3， 0° ^ a ^ 45° ,0° ^ ^ ^ 25°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡可調(diào)的切削刀具，其特征在于所述刀槽(8)由槽底面 (14)、定位面(10)和光順面(9)圍成，所述槽底面(14)上設(shè)有與所述連接螺紋孔(20)同軸 布置的淺孔(12)，所述定位面(10)與淺孔(12)中心軸線的夾角為Y，所述刀夾(2)上設(shè)有 凸臺(tái)(28)，所述刀夾(2)外側(cè)設(shè)有與所述槽底面(14)接觸的下底面(21)以及與所述光順 面(9)接觸的接觸面(16)，所述刀夾(2)的凸臺(tái)(28)外側(cè)設(shè)有與所述定位面(10)接觸的外 周面(17)，所述外周面(17)與所述連接螺紋孔(20)中心軸線的夾角為入，0.25° ^ A -Y 彡 3°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平衡可調(diào)的切削刀具，其特征在于所述刀槽(8)的定位面 (10)與槽底面(14)之間設(shè)有一斜面(15)，所述刀夾(2)的外周面(17)與下底面(21)之間 設(shè)有余隙面(25 )，所述斜面(15)與所述余隙面(25 )之間設(shè)有預(yù)緊間隙(26 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平衡可調(diào)的切削刀具，其特征在于所述斜面(15)與所述余 隙面(25)平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平衡可調(diào)的切削刀具，其特征在于所述光順面(9)與所述槽 底面(14)正交，所述接觸面(16)與所述下底面(21)正交。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的平衡可調(diào)的切削刀具，其特征在于所述刀夾 (2)的凸臺(tái)(28)上設(shè)有平衡螺紋孔(19)，所述刀體(1)上設(shè)有與平衡螺紋孔(19)對(duì)應(yīng)的刀 體螺紋孔(11)，所述平衡件(6 )穿過(guò)刀體螺紋孔(11)與平衡螺紋孔(19 )螺紋連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平衡可調(diào)的切削刀具，其特征在于所述刀體螺紋孔(11)的 中心軸線與所述刀體(1)的回轉(zhuǎn)中心軸線共面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平衡可調(diào)的切削刀具，其特征在于所述刀體螺紋孔(11)一 端與所述平衡螺紋孔(19)相接，另一端與所述刀體(1)中心的安裝孔(18)相通，所述切削 刀片(3)遮擋于刀夾(2)的平衡螺紋孔(19)處。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種平衡可調(diào)的切削刀具，包括刀體、刀夾、切削刀片和刀夾緊固件，所述刀體上設(shè)有至少一組刀槽和平衡件，所述切削刀片固定于刀夾上并與刀夾一同置于刀槽內(nèi)，所述刀體上設(shè)有與刀槽相通的沉頭孔，所述刀夾上設(shè)有與所述沉頭孔對(duì)應(yīng)的緊固螺紋孔，所述刀夾緊固件裝設(shè)于沉頭孔內(nèi)并與所述緊固螺紋孔螺紋連接，所述刀夾通過(guò)刀夾緊固件壓緊固定。該平衡可調(diào)的切削刀具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、便于加工制作、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23B27/16GK101992305SQ201010533218
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者宋步光, 楊德圖, 江愛(ài)勝, 王社權(quán) 申請(qǐng)人:株洲鉆石切削刀具股份有限公司