專利名稱：具有夾持機(jī)構(gòu)的切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有夾持機(jī)構(gòu)的切削工具領(lǐng)域，更特別地涉及保持器與柄桿之間的夾持機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
夾持機(jī)構(gòu)廣泛適用于切削工具行業(yè)。針對各式各樣的用途存在著許多類型的夾持機(jī)構(gòu)。在一些切削工具中，通常由硬質(zhì)合金或其他堅(jiān)硬材料制成的切削刀片被保持在通常由鋼制成的刀片保持器中。在大的懸伸的情況下，當(dāng)切削工具的長度與直徑比相對高時(shí)， 為了增加切削工具的總體剛性而使用硬質(zhì)合金柄桿是有好處的。不過，在具有較短懸伸的切削工具中，這種硬質(zhì)合金柄桿的使用也是有益的。對于這種類型的切削工具，一個(gè)切削刀片或多個(gè)切削刀片被保持在鋼制的刀片保持器內(nèi)，而所述刀片保持器被保持到硬質(zhì)合金柄桿。存在若干種類型的用于將刀片保持器附接到硬質(zhì)合金柄桿的機(jī)構(gòu)。在一些機(jī)構(gòu)中，通過沿柄桿內(nèi)的通孔延伸的夾持螺栓將刀片保持器向后拉。刀片保持器對柄桿的夾持是通過從柄桿的后側(cè)擰緊夾持螺栓來實(shí)現(xiàn)的。這種夾持方式的不利之處在于，為了更換刀片保持器，必須將柄桿從其機(jī)床位置移走以便能夠松開夾持螺栓。這樣的工作自然是辛苦而且耗時(shí)的。在其他機(jī)構(gòu)中，刀片保持器的收緊是通過穿過刀片保持器前側(cè)或周側(cè)的夾持螺栓來進(jìn)行的。夾持螺栓可接合到刀片保持器或柄桿內(nèi)。這樣的夾持需要制出另外的螺紋，在硬質(zhì)合金柄桿上這是代價(jià)相對高昂的任務(wù)。而且，刀片保持器中額外的孔降低了順利移除機(jī)加工期間產(chǎn)生的切屑的能力。在其他切削工具中，鋼刀片保持器的后端被銅焊到硬質(zhì)合金柄桿的前端。這樣連接的不利之處是機(jī)加工期間在硬質(zhì)合金柄桿與切削刀片上的施力點(diǎn)之間有相對大的距離。 當(dāng)施加到切削刀片的力主要為徑向時(shí)，這種相對大的距離減少了具有剛性柄桿的好處并能使刀片保持器內(nèi)出現(xiàn)變形及振動(dòng)。授予Guy的美國專利第6，394，465號(hào)公開了用于可釋放地將插入構(gòu)件(9、27、38) 與柄桿部分夾持的夾持設(shè)備(1、25、35)。所述夾持設(shè)備包括夾持構(gòu)件，所述夾持構(gòu)件具有由入孔部分(19A、31A、41A)與夾鉗孔部分(19B、31B、41B)聯(lián)合構(gòu)成的插入孔(11、沈、40)，以便關(guān)于入孔部分自由滑動(dòng)插入柄桿部分和從柄桿部分抽出，并且在其從入孔部分被強(qiáng)迫移位進(jìn)入夾鉗孔部分時(shí)被夾鉗孔部分的夾持表面所夾持。具有縱向軸線(20A、20B ；32A、32B ； 43A、43B)的入口孔與夾鉗孔部分至少沿其一部分隔開。美國專利6，394，465的夾持設(shè)備使得能夠通過夾鉗孔部分牢固夾持柄桿部分。不過，所述牢固夾持通過由諸如套管、夾持螺絲或扳手(17、四、35)這樣的額外設(shè)備所施加的外力來維持。所述外力保證柄桿保持壓靠夾鉗孔部分。在無額外設(shè)備的情況下，美國專利 6，394，465的夾持設(shè)備不能這樣運(yùn)作，因?yàn)?，沿橫向于柄桿縱向方向的方向施加到被夾鉗柄桿上的任何外力都會(huì)將柄桿拉出夾鉗孔部分外。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種明顯降低或克服前述不利之處的夾持機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的是提供一種無須任何額外設(shè)備的情況下保持安全鎖定的夾持機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的又一目的是提供一種簡單易用的夾持機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的再一目的是提供一種夾持機(jī)構(gòu)，其通過陽形部分特別是通過硬質(zhì)合金柄桿對陰形部分具有延伸支撐。本發(fā)明還有一目的是提供一種切削工具，其具有無須額外設(shè)備的情況下保持安全鎖定的夾持機(jī)構(gòu)。這樣的切削工具提供一種簡單易用的夾持機(jī)構(gòu)，以及通過柄桿的延伸支撐而對切削頭具有額外支持的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)在使用支撐鋼刀片保持器的硬質(zhì)合金柄桿時(shí)特別適用。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種包括陽形部分和陰形部分的夾持機(jī)構(gòu)； 所述陽形部分包括
主體部分，在其前部具有柄桿前表面；
從所述柄桿前表面向前延伸的鎖定突起，所述鎖定突起具有繞鎖定突起軸線的旋轉(zhuǎn)對稱性、在垂直于所述鎖定突起軸的給定第一截面處的鎖定突起直徑和鎖定突起半徑、以及在其前部的鎖定突起前表面；以及
相對于所述鎖定突起前表面向前延伸的對準(zhǔn)突起，所述對準(zhǔn)突起具有繞對準(zhǔn)突起軸線的旋轉(zhuǎn)對稱性并且具有在給定第二截面處的對準(zhǔn)突起直徑；以及所述陰形部分包括 陰形主體，在其后部具有保持器后表面；
鎖定孔，在其前部具有鎖定孔前端并從所述保持器后表面向前延伸，所述鎖定孔包
括
插入孔部分，其具有在給定第三截面處的插入孔半徑并具有插入孔軸線；以及夾鉗孔部分，其具有在給定第三截面處的夾鉗孔半徑并具有夾鉗孔軸線，所述夾鉗孔軸線與所述插入孔軸線隔開非零的第一距離；以及
相對于所述鎖定孔前端向前延伸的對準(zhǔn)孔，所述對準(zhǔn)孔具有對準(zhǔn)孔軸線和在給定第四截面處的對準(zhǔn)孔直徑，所述對準(zhǔn)孔軸線與所述夾鉗孔軸線隔開第二距離；其中 在所述夾持機(jī)構(gòu)的非夾持位置，所述夾鉗孔半徑小于所述鎖定突起半徑； 在所述夾持機(jī)構(gòu)的夾持位置，所述給定第一截面的軸向位置與所述給定第三截面的軸向位置重合；以及
在所述夾持機(jī)構(gòu)的夾持位置，所述給定第二截面的軸向位置與所述給定第四截面的軸向位置重合。有利地，在所述夾持機(jī)構(gòu)的夾持位置，所述鎖定突起沿大于180°的夾鉗角范圍在所述夾鉗孔部分的夾鉗表面處鄰接所述夾鉗孔部分，并且所述對準(zhǔn)突起鄰接所述對準(zhǔn)孔的一部分。通常，所述夾鉗角范圍大于180°并小于190°。
當(dāng)組裝所述夾持機(jī)構(gòu)時(shí)，在第一組裝步驟，所述陰形構(gòu)件被軸向帶向所述陽形構(gòu)件，使得對準(zhǔn)孔被自由地軸向引導(dǎo)在對準(zhǔn)突起上，并且所述插入孔部分被自由地軸向引導(dǎo)在所述鎖定突起上；
在第二組裝步驟，所述插入孔部分關(guān)于所述對準(zhǔn)孔軸線旋轉(zhuǎn)，使得所述夾鉗孔部分受迫定位在所述鎖定突起上。有利地，陰形部分的夾鉗孔部分在無須任何額外設(shè)備的情況下保持鎖定在陽形部分的鎖定突起上。如需要，在夾持位置，所述保持器后表面鄰接所述柄桿前表面。在一個(gè)實(shí)施例中，所述鎖定突起關(guān)于鎖定突起軸線以第一突起角向后會(huì)聚； 所述鎖定孔關(guān)于所述夾鉗孔軸線以第一孔角向后會(huì)聚；以及
所述第一孔角可相似或稍大于所述第一突起角。通常，所述第一突起角在1°到20°的范圍內(nèi)。如需要，所述保持器后表面鄰接所述柄桿前表面。在一個(gè)實(shí)施例中，所述對準(zhǔn)突起以第二突起角向前會(huì)聚； 所述對準(zhǔn)孔以第二孔角向前會(huì)聚；以及
所述第二孔角可相似或稍大于所述第二突起角。通常，所述第二突起角在2°到30°的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，在夾持位置，所述保持器后表面保持不鄰接所述柄桿前表面。通常，所述第一距離在從0. 2 mm到2 mm的范圍內(nèi)。另外，通常，所述鎖定突起具有鎖定突起長度； 所述對準(zhǔn)突起具有對準(zhǔn)突起長度；并且
所述對準(zhǔn)突起長度大于所述鎖定突起長度。另一方面，本發(fā)明涉及一種具有夾持機(jī)構(gòu)的切削工具，所述夾持機(jī)構(gòu)包括形成兩個(gè)部件的陽形構(gòu)件和陰形構(gòu)件。所述切削工具還可包括切削刀片，并且所述對準(zhǔn)突起可向前延伸到相對于所述切削刀片大致徑向向內(nèi)的點(diǎn)。


現(xiàn)在將參照附圖來更好地理解本發(fā)明并示出如何在實(shí)踐中實(shí)施本發(fā)明，附圖中 圖1是由根據(jù)本發(fā)明的夾持機(jī)構(gòu)夾持的切削工具的透視圖2是圖1的切削工具的分解透視圖； 圖3是圖1的切削工具的分解后部透視圖； 圖4是柄桿的前視圖； 圖5是柄桿的局部側(cè)視圖； 圖6是刀片保持器的后視圖7是沿圖6的線VII-VII剖切的刀片保持器的側(cè)剖面圖； 圖8是沿圖7的線VIII-VIII剖切的刀片保持器的剖面圖； 圖9是沿圖10的線IX-IX剖切的已組裝柄桿與刀片保持器的縱向剖面圖； 圖10是沿圖9的線X-X剖切的已組裝柄桿與刀片保持器的剖面圖； 圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的已組裝柄桿與刀片保持器的縱向剖面圖；以及圖12是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的已組裝柄桿與刀片保持器的縱向剖面圖。
具體實(shí)施例方式首先關(guān)注圖1到5。圖1到3示出由根據(jù)本發(fā)明的夾持機(jī)構(gòu)12夾持的切削工具 10。切削工具10具有切削工具軸線A并包括柄桿14和可拆卸地連接到所述柄桿14的刀片保持器16。本公開將夾持機(jī)構(gòu)的陽形部分描述為柄桿14并將夾持機(jī)構(gòu)的陰形部分描述為刀片保持器16。但是，應(yīng)理解，在一般情況下，陽形部分不過是第一部件而陰形部分是第二部件。根據(jù)本發(fā)明的柄桿14由硬質(zhì)合金制成。然而，本發(fā)明不限制柄桿由硬質(zhì)合金制成，也同樣可以應(yīng)用其他柄桿材料，例如硬質(zhì)鋼或工具鋼等。根據(jù)本發(fā)明的刀片保持器16由工具鋼制成。然而，本發(fā)明不限制刀片保持器僅由工具鋼制成，也同樣可以應(yīng)用其他材料，但是，刀片保持器的材料比柄桿材料較軟是有利的。刀片保持器16設(shè)置有第二部件主體17，并在刀片保持器16的前部20內(nèi)設(shè)置有刀片凹穴(pocket)18。切削刀片22利用夾持螺絲M牢固地保持在刀片凹穴18內(nèi)。切屑槽26從切削刀片22向后延伸以便充分移除機(jī)加工期間產(chǎn)生的切屑。在切屑槽沈處設(shè)置刀片保持器冷卻孔27以便在機(jī)加工期間向切削刀片22提供冷卻劑。刀片凹穴18及切削刀片22到刀片凹穴18的保持形式并不構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)質(zhì)特征，從而不進(jìn)一步描述。此外，并不必須通過夾持螺絲M將切削刀片22保持到刀片保持器 16，其他保持方法也同樣可以采用。例如，可使用夾具來保持切削刀片22。替代性地，切削刀片可銅焊到刀片凹穴，或可以與刀片保持器集成以具有整體的單件結(jié)構(gòu)。在這種情況下， 整個(gè)保持器實(shí)際上構(gòu)成可替換的刀片。如圖2中清晰可見的，柄桿14具有柄桿軸線B并具有伸長的柄桿體觀，柄桿體觀具有柄桿體直徑D1。在機(jī)加工期間，通過適配器或直接由切削機(jī)(未示出)保持柄桿體觀。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，柄桿體觀為圓柱形。在這種情況下，柄桿體觀可以設(shè)置有柄桿凹口 30以便有利于柄桿體觀固定到切削機(jī)。應(yīng)理解，其他形狀的柄桿體觀是可行的。例如，柄桿體觀可以是錐形、方形、六邊形或其他任何所需的形狀。柄桿體觀的前部32設(shè)置有環(huán)狀的柄桿前表面34。柄桿前表面34可以是平面的并垂直于柄桿軸線B。鎖定突起36從柄桿前表面34向前延伸。鎖定突起36是圓柱形的，具有鎖定突起直徑D2，并具有與柄桿軸線B重合的鎖定突起軸線C。鎖定突起直徑D2具有鎖定突起半徑 r2，并且小于柄桿體直徑Dl。鎖定突起36從柄桿前表面34向前延伸鎖定突起長度Ll并以鎖定突起前表面38為終止。鎖定突起前表面38可以是平面的并垂直于鎖定突起軸線C。對準(zhǔn)突起40從鎖定突起前表面38向前延伸。對準(zhǔn)突起是圓柱形的，具有對準(zhǔn)突起直徑為D3，并具有對準(zhǔn)突起軸線E。如圖4及5中可見的，對準(zhǔn)突起直徑D3遠(yuǎn)小于鎖定突起直徑D2。對準(zhǔn)突起軸線E可平行于鎖定突起軸線C。但是，對準(zhǔn)突起軸線E與鎖定突起軸線C不重合且與其隔開軸線距離L。對準(zhǔn)突起40從鎖定突起前表面38向前延伸對準(zhǔn)突起長度L2并以對準(zhǔn)突起前表面42為終止。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5中所示，對準(zhǔn)突起長度L2大于鎖定突起長度Li。然而，在其他實(shí)施例中，對準(zhǔn)突起長度L2可等于或小于鎖定突起長度Li。在一個(gè)實(shí)施例中，對準(zhǔn)突起40設(shè)置有鄰近于鎖定突起前表面38的加強(qiáng)部分44。 以同樣的方式，鎖定突起36可設(shè)置有鄰近于柄桿前表面34的第二加強(qiáng)部分46。在一些實(shí)施例中，柄桿14還設(shè)置有從柄桿14的柄桿后表面50延伸到鎖定突起前表面38的柄桿冷卻孔48?，F(xiàn)在來看圖6到8，示出了刀片保持器16。如圖所示，刀片保持器16包括通向刀片保持器16的保持器后端的鎖定孔52。所述保持器后端具有保持器后表面M，其可為平面的且垂直于保持器軸線G。鎖定孔52包括兩個(gè)孔部分，S卩，夾鉗孔部分56和插入孔部分58。如圖6中最佳可見的，夾鉗孔部分56與插入孔部分58合并。夾鉗孔部分56具有與保持器軸線G重合的夾鉗孔軸線H并具有夾鉗孔半徑Rl。夾鉗孔部分56的外圍包絡(luò)構(gòu)成夾鉗表面60。鎖定孔 52從保持器后表面M向前延伸鎖定孔長度L3并終止于鎖定孔前端62。鎖定孔前端62可以是平面的并垂直于保持器軸線G。夾鉗孔半徑Rl略小于鎖定突起半徑r2，S卩，Rl < r2。通常，夾鉗孔半徑Rl比鎖定突起半徑r2小約0. 001 mm到0. 05 mm。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，夾鉗孔半徑Rl比鎖定突起半徑 r2 小 0. 005 mm。夾鉗孔部分56具有大于180°的夾鉗角范圍α。通常，夾鉗角范圍α大于180° 并小于190°。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，夾鉗角范圍是184°，偏差士0.5°。插入孔部分58具有可平行于保持器軸線G的插入孔軸線K并具有插入孔半徑R2。 插入孔半徑R2大于鎖定突起半徑r2并大于夾鉗孔半徑R1，即，R2 > r2 > R1。通常，插入孔半徑R2比鎖定突起半徑r2大0.01 mm到1 mm。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，插入孔半徑R2比鎖定突起半徑r2大0. 1 mm。如圖6中所示，插入孔軸線K與夾鉗孔軸線H隔開非零的第一距離Μ。如刀片保持器16的后視圖中所示，插入孔軸線K和夾鉗孔軸線H之間連接的線可以形成夾鉗角范圍 α的二等分線。第一距離M通常在從0.2 mm到2 mm的范圍內(nèi)。不過，可根據(jù)切削工具10 的尺寸選擇更大或更小量值的第一距離M。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一距離M約為0.9 mm。對準(zhǔn)孔64從鎖定孔52向前延伸對準(zhǔn)孔長度L4，并以對準(zhǔn)孔前端66為終止。如圖 7中所示，對準(zhǔn)孔長度L4大于鎖定孔長度L3。但是，在其他實(shí)施例中，對準(zhǔn)孔長度L4可等于或小于鎖定孔長度L3。對準(zhǔn)孔64具有對準(zhǔn)孔軸線N和對準(zhǔn)孔直徑D4，對準(zhǔn)孔直徑D4具有對準(zhǔn)孔半徑R3。 對準(zhǔn)孔直徑D4稍大于對準(zhǔn)突起直徑D3以便能夠?qū)?zhǔn)突起40自由插入到到對準(zhǔn)孔64內(nèi)。 在一些實(shí)施例中，對準(zhǔn)孔直徑D4比對準(zhǔn)突起直徑D3大0. 005 mm到0. 5 mm。對準(zhǔn)孔軸線N可平行于夾鉗孔軸線H。如圖6中所示，對準(zhǔn)孔軸線N與夾鉗孔軸線 H不重合且與其隔開第二距離Q。在一個(gè)實(shí)施例中，對準(zhǔn)孔64在其后部設(shè)置有孔增大部分68。孔增大部分68用于兩個(gè)目的。第一，它有利于對準(zhǔn)突起40容易地插入到對準(zhǔn)孔64內(nèi)。第二，它與鎖定突起36 和對準(zhǔn)突起40之間的加強(qiáng)部分44匹配。通常，刀片保持器16可以設(shè)置有至少一個(gè)保持器凹口 70以便有利于使用扳手(未示出)將刀片保持器16最終上緊到柄桿14上?，F(xiàn)在描述夾持機(jī)構(gòu)12的使用方法，即，將刀片保持器16組裝到柄桿14上的方法。首先，刀片保持器16與柄桿14軸向?qū)?zhǔn)使得對準(zhǔn)突起40被插入到對準(zhǔn)孔64內(nèi)， 并且對準(zhǔn)突起軸E與對準(zhǔn)孔軸線N大致重合。術(shù)語“大致重合”是指對準(zhǔn)突起軸線E可與對準(zhǔn)孔軸線N重合，直到對準(zhǔn)突起40和對準(zhǔn)孔64之間的制造余隙。其次，鎖定突起36與插入孔部分58軸向?qū)?zhǔn)。在下一階段，軸向地推進(jìn)刀片保持器16朝向柄桿14直線運(yùn)動(dòng)，直至保持器后表面 54鄰接抵靠柄桿前表面34。應(yīng)理解，直到此階段，刀片保持器16和柄桿14之間不牽涉張力。接下來，刀片保持器16繞對準(zhǔn)突起軸線E沿刀片保持器16的鎖定方向關(guān)于柄桿 14偏心地旋轉(zhuǎn)，使得對準(zhǔn)孔64保持對準(zhǔn)突起40作為軸，鄰接其一部分，且鎖定突起36被強(qiáng)迫插入夾鉗孔部分56內(nèi)。由于夾鉗孔半徑Rl略小于鎖定突起半徑r2，刀片保持器16不得不通過例如夾緊保持器凹口 70的扳手來受迫旋轉(zhuǎn)，使得夾鉗孔部分56因刀片保持器16 的彈性而略微擴(kuò)大。刀片保持器16偏心地旋轉(zhuǎn)直至鎖定突起36完全鄰接抵靠夾鉗孔部分 56的夾鉗表面60，從而形成圓周干涉配合，其中，鎖定突起36的圓周外表面鄰接夾鉗孔部分56的圓周內(nèi)表面。在此位置，刀片保持器16和柄桿14之間的相對旋轉(zhuǎn)停止，由于對準(zhǔn)突起鄰接對準(zhǔn)孔的一部分，可移除外面的收緊扳手，并且由于夾鉗孔部分56的夾鉗角范圍α大于180°， 鎖定突起36獨(dú)立地并安全地被夾鉗孔部分56保持住。因此，切削工具10提供無須任何額外設(shè)備的情況下保持安全鎖定的夾持機(jī)構(gòu)12， 所以兩個(gè)構(gòu)件14、16在無固定螺絲或其他機(jī)構(gòu)將刀片保持器16固定到鎖定突起36或?qū)?zhǔn)突起40的情況下相互固定。另外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可清楚理解的，夾持機(jī)構(gòu)12簡單易用， 因?yàn)橹恍枰镀３制?6和柄桿14之間的非常小的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(通常約2° )以從解鎖位置來到鎖定位置(反之亦然)，從而實(shí)現(xiàn)圓周干涉配合。如圖3及6中所示，其中刀片保持器16是從其后方看過來，目的是使刀片保持器 16處于關(guān)于柄桿14的鎖定位置，刀片保持器16如鎖定方向72所示沿逆時(shí)針方向偏心地旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)地，為了使刀片保持器16處于關(guān)于柄桿14的解鎖位置，刀片保持器16如解鎖方向74所示沿順時(shí)針方向偏心地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)切削工具10在切削過程中運(yùn)行時(shí)，機(jī)加工期間作用于切削刀片22的切向力FT 傾向于將刀片保持器16保持收緊到柄桿14從而有利于夾持機(jī)構(gòu)12的收緊強(qiáng)度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，在機(jī)加工期間作用于切削刀片22的徑向力FR和軸向力FA也傾向于將刀片保持器16保持收緊到柄桿14。 切削頭16簡單容易地夾持到柄桿14，使得刀片保持器16能夠容易地更換，而柄桿 14保持夾持到切削機(jī)。因此，可在刀片保持器16的更換期間節(jié)省時(shí)間和人力。
為了從柄桿14移除刀片保持器16，簡單地利用扳手關(guān)于柄桿14沿解鎖方向74偏心地旋轉(zhuǎn)刀片保持器16。這導(dǎo)致充當(dāng)軸的對準(zhǔn)突起40在對準(zhǔn)孔64內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并導(dǎo)致鎖定突起36從夾鉗孔部分56脫開并且自由地?cái)R置在插入孔部分58內(nèi)。在這個(gè)階段，刀片保持器 16和柄桿14之間沒有張力，并且刀片保持器16可以被自由地直線向前拉并從柄桿14移除。
另外，由于在鎖定位置中鎖定突起36牢固地鄰接在夾鉗孔部分56內(nèi)，而對準(zhǔn)突起鄰接對準(zhǔn)孔的一部分，刀片保持器16的位置且由此切削刀片22的有效切削刃的位置被很好地限定在可允許的公差內(nèi)。所以，當(dāng)柄桿14保持夾持到切削機(jī)且只替換刀片保持器16 時(shí)，新的刀片保持器16將以切削刀片22的相同位置和方向指向夾持在柄桿14上，從而獲得了良好的可重復(fù)性。因此，實(shí)現(xiàn)了刀片保持器16的快速經(jīng)濟(jì)的更換，并有利地避免了調(diào)整新切削刀片22的切削刃的耗時(shí)任務(wù)。由于只需要略微的角運(yùn)動(dòng)以使刀片保持器16從解鎖位置來到鎖定位置，對于難以夠到的地方(在那里，可用于拆卸刀片保持器16的空間有些受限)，使用根據(jù)本發(fā)明的夾持機(jī)構(gòu)12的切削工具10是尤其有用的。由于刀片保持器16容易更換，必要時(shí)使用幾種類型的刀片保持器是有利的，即， 使用給定的刀片保持器后可以容易地更換為可具有其他功能并在其內(nèi)保持不同種類切削刀片的另一種刀片保持器。所以，生產(chǎn)具有用于與單一柄桿14接合的相同夾持部分的幾種所謂“坯件”刀片保持器可能是經(jīng)濟(jì)的。然后，每個(gè)刀片保持器的前部可被容易地加工以滿足特定功能的需要。如圖7中所示，對準(zhǔn)孔64的對準(zhǔn)孔前端66幾乎向前延伸到刀片保持器16的前部 20。在一些實(shí)施例中，例如圖7和9中所示，對準(zhǔn)孔64通向作為刀片凹穴18 —部分的刀片凹穴釋放孔76。該特征實(shí)際上意味著，在柄桿14上的刀片保持器16的鎖定位置，對準(zhǔn)突起 40向前延伸到或幾乎向前延伸到相對于切削刀片22徑向向內(nèi)的點(diǎn)。該特征也適用于圖11和12中所示的實(shí)施例。也就是說，即使對準(zhǔn)孔不通向刀片凹穴釋放孔76，對準(zhǔn)突起仍向前延伸到或幾乎向前延伸到相對于切削刀片22徑向向內(nèi)的點(diǎn)ο由于柄桿14的材料通常比刀片保持器16的材料硬得多(例如，硬質(zhì)合金相比工具鋼)，對準(zhǔn)孔64由對準(zhǔn)突起40支撐實(shí)質(zhì)地增加刀片保持器16的整體剛度。因此，本發(fā)明提供一種具有柄桿的延伸支撐的夾持機(jī)構(gòu)。當(dāng)柄桿由硬質(zhì)合金制成時(shí)，柄桿的延伸支撐尤其有利。以此方式，切削工具10在兩方面是有益的。首先，由工具鋼制成的刀片保持器16 使它相對便宜，易于生產(chǎn)且易于更換。第二，硬質(zhì)合金柄桿的延伸支撐給切削工具10提供了高剛度，類似于其全部由硬質(zhì)合金制成時(shí)所具有的剛度。所以，通過提高切削工具10的剛度，其不易受到彎曲及振動(dòng)的影響，并從而能夠以更高的精度工作。圖9是由根據(jù)本發(fā)明夾持機(jī)構(gòu)12夾持的已組裝的柄桿14和刀片保持器16的縱向剖面圖。如圖所示，在夾持位置，鎖定突起36被保持在鎖定孔52內(nèi)，對準(zhǔn)突起40被保持在對準(zhǔn)孔64內(nèi)，保持器后表面M鄰接柄桿前表面34。圖10示出當(dāng)?shù)镀３制?6組裝在柄桿14上時(shí)穿過鎖定突起36和鎖定孔52的剖面圖。如圖10中所示，在鎖定突起36的夾持位置，其由夾鉗孔部分56夾持并沿著大于 180°的夾鉗角范圍α完全鄰接夾鉗表面60。在此位置，插入孔部分58保持不鄰接。如已提過的，對準(zhǔn)突起鄰接對準(zhǔn)孔(此圖中未示出)的一部分且刀片保持器16在不涉及任何額外的設(shè)備或力的情況下保持夾持到柄桿14。所以，為了使刀片保持器16相對于柄桿14處于未夾持位置，必須使用扳手以相對于柄桿14沿解鎖方向74偏心地旋轉(zhuǎn)刀片保持器16。
圖11是根據(jù)本發(fā)明夾持機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施例夾持的已組裝柄桿和刀片保持器的縱向剖面圖。在此實(shí)施例中，指定與圖1到10中示出的實(shí)施例所用的附圖標(biāo)記相似的附圖標(biāo)記，只是數(shù)字上相差100。在此實(shí)施例中，刀片保持器116被夾持在柄桿114上。柄桿114包括柄桿前表面 134。鎖定突起136從柄桿前表面134向前延伸。對準(zhǔn)突起140從鎖定突起136向前延伸。 鎖定突起136向后會(huì)聚并關(guān)于柄桿軸線B以第一突起角β傾斜。第一突起角β可在1° 到20°的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，第一突起角β是10°。刀片保持器116具有保持器后表面154。鎖定孔152從保持器后表面154向前延伸。鎖定孔152向后會(huì)聚并關(guān)于保持器軸線G以第一孔角γ傾斜。第一孔角Y可以和第一突起角度β相似或稍大。對準(zhǔn)孔164從鎖定孔152向前延伸。除了以第一孔角Y向后會(huì)聚外，鎖定孔152的結(jié)構(gòu)類似于參照圖1到10中示出的實(shí)施例所描述的鎖定孔52的結(jié)構(gòu)。因此，鎖定孔152包括夾鉗孔部分和插入孔部分，其剖面圖與圖10中示出的剖面圖相似。柄桿114上的刀片保持器116的鎖定以與參照圖1到10中所示實(shí)施例相同的方式執(zhí)行。但是，由于鎖定突起136和鎖定孔152向后會(huì)聚，刀片保持器116被強(qiáng)制地鎖定在柄桿116上。因此，即使刀片保持器116在機(jī)加工期間受到趨于將刀片保持器116拉出其凹穴的大的軸向力，刀片保持器116也將會(huì)抵抗不從柄桿114分離。圖12是根據(jù)本發(fā)明的夾持機(jī)構(gòu)的又一實(shí)施例夾持的已組裝柄桿和刀片保持器的縱向剖面圖。在此實(shí)施例中，指定與圖1到10中示出的實(shí)施例所用附圖標(biāo)記相似的附圖標(biāo)記，只是數(shù)字上相差200。在此實(shí)施例中，刀片保持器216被夾持在柄桿214上。柄桿214包括柄桿前表面 234。鎖定突起236從柄桿前表面234向前延伸。鎖定突起236向后會(huì)聚并關(guān)于柄桿軸線 B以第一突起角β傾斜，該第一突起角β與關(guān)于圖11所述第一突起角β相似。對準(zhǔn)突起240從鎖定突起236向前延伸。對準(zhǔn)突起MO向前會(huì)聚并關(guān)于對準(zhǔn)突起軸線E以第二突起角δ傾斜。第二突起角δ可以在2°到30°的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，第二突起角δ是10°。刀片保持器216具有保持器后表面254。鎖定孔252從保持器后表面254向前延伸。鎖定孔252向后會(huì)聚并關(guān)于保持器軸線G以第一孔角γ傾斜，該第一孔角Y與關(guān)于圖11所述的第一孔角Y相似。對準(zhǔn)孔264從鎖定孔252向前延伸。對準(zhǔn)孔沈4向前會(huì)聚并以第二孔角Φ傾斜。第二孔角Φ可與第二突起角δ相似或稍大。除了以第一孔角Y向后會(huì)聚外，鎖定孔252的結(jié)構(gòu)類似于前面參照圖1到10中示出的實(shí)施例所描述的鎖定孔52的結(jié)構(gòu)。因此，鎖定孔252包括夾鉗孔部分和插入孔部分， 其剖面圖與圖10中示出的剖面圖類似。為了使刀片保持器216來到與柄桿214的夾持位置，刀片保持器216與柄桿214 軸向?qū)?zhǔn)。然后，刀片保持器朝柄桿214軸向移動(dòng)直到對準(zhǔn)孔264抵靠對準(zhǔn)突起Μ0。在該位置，以及在最終夾持位置，保持器后表面2Μ保持與柄桿前表面234隔開。柄桿214上的刀片保持器216的鎖定以與參照圖1到10中示出實(shí)施例所述相同的方式執(zhí)行。但是，由于鎖定突起236和鎖定孔252向后會(huì)聚，刀片保持器216被強(qiáng)制地鎖定在柄桿216上。因此，即使刀片保持器216在機(jī)加工期間受到趨于將刀片保持器216拉出其凹穴的大的軸向力，刀片保持器216的脫離也會(huì)得以防止。另外，由于對準(zhǔn)孔264和對準(zhǔn)突起240的共同的向前會(huì)聚使得對準(zhǔn)孔264牢固地鄰接抵靠對準(zhǔn)突起MO，將會(huì)在機(jī)加工期間對切削刀片施加進(jìn)一步的支撐，這是因?yàn)閷?zhǔn)突起240和對準(zhǔn)孔264之間的即便輕微的間隙也被避免。雖然本發(fā)明已經(jīng)描述到一定的具體程度，但應(yīng)理解在不偏離此后所要求保護(hù)的本發(fā)明的精神或范圍的情況下可進(jìn)行各種變更與修改。例如，鎖定方向72和解鎖方向74不必如附圖中所示，對于刀片保持器相對于柄桿的反方向鎖定，可以對它們作相反的設(shè)計(jì)。夾持機(jī)構(gòu)12不必僅用于將構(gòu)成陰形部分的刀片保持器夾持到構(gòu)成陽形部分的柄桿。因此，夾持機(jī)構(gòu)12可以用來將適配器和延長桿等的兩個(gè)凸形和陰形部分夾持在一起， 這兩個(gè)凸形和陰形部分包括互補(bǔ)的部件。如圖所示，鎖定突起以及鎖定孔通?？梢允菆A柱形或錐形。同樣，對準(zhǔn)突起以及對準(zhǔn)孔通?？梢允菆A柱形或錐形。也就是說，它們都具有關(guān)于給定縱向軸線的旋轉(zhuǎn)對稱性。所以，為了在各自柄桿突起及其相應(yīng)保持器孔是錐形情況下描述它們之間的直徑關(guān)系，關(guān)于垂直于各自縱向軸線的給定截面測量該關(guān)系，并且在夾持機(jī)構(gòu)的夾持位置，所述柄桿突起的給定截面與保持器孔的各自截面重合。
權(quán)利要求
1.一種夾持機(jī)構(gòu)(12)，包括能在未夾持位置與夾持位置之間相對于彼此調(diào)整的陽形部分(14、114、214)與陰形部分(16、116、216)；所述陽形部分包括第一部件主體(28)，具有限定前后方向的第一部件軸線(B)和第一部件前表面(34)； 相對于所述第一部件前表面(34)向前延伸的鎖定突起(36、136、236)，所述鎖定突起具有鎖定突起軸線(C)和鎖定突起前表面(38)；以及相對于所述鎖定突起前表面(38)向前延伸的對準(zhǔn)突起(40、140、對0)，所述對準(zhǔn)突起具有對準(zhǔn)突起軸線(E)和對準(zhǔn)突起前表面(42)；以及所述陰形部分包括第二部件主體(17)，具有限定前后方向的第二部件軸線(G)和第二部件后表面(54、 154,254)；相對于所述第二部件后表面(54、154、254)向前延伸并具有鎖定孔前端(62)的鎖定孔 (52、152、252)，所述鎖定孔包括具有插入孔軸線(K)的插入孔部分(58)；以及具有夾鉗孔軸線(H)的夾鉗孔部分(56)，所述夾鉗孔軸線(H)與所述插入孔軸線(K)隔開非零的第一距離(M)，所述夾鉗孔部分與所述插入孔部分合并；以及相對于所述鎖定孔前端(62)向前延伸的對準(zhǔn)孔(64、164、沈4)，所述對準(zhǔn)孔具有對準(zhǔn)孔軸線(N)，所述對準(zhǔn)孔軸線(N)與所述夾鉗孔軸線(H)隔開非零的第二距離(Q)； 其中在所述未夾持位置所述對準(zhǔn)突起占據(jù)所述對準(zhǔn)孔；所述鎖定突起占據(jù)所述鎖定孔的所述插入孔部分；以及在所述鎖定突起與所述鎖定孔之間不形成干涉配合；以及在所述夾持位置所述對準(zhǔn)突起鄰接所述對準(zhǔn)孔的一部分； 所述鎖定突起占據(jù)所述鎖定孔的所述夾鉗孔部分； 所述鎖定突起鄰接所述夾鉗孔部分的夾鉗表面(60 )；以及在所述鎖定突起與所述鎖定孔之間形成干涉配合。
2.如權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)(12)，其中在所述夾持位置，所述鎖定突起(36)沿大于180°的夾鉗角范圍(α )鄰接所述夾鉗表面(60)。
3.如權(quán)利要求2所述的夾持機(jī)構(gòu)(12)，其中 所述夾鉗角范圍(α)大于180°并小于190°。
4.如權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)(12)，其中在所述未夾持位置，所述夾鉗孔部分的夾鉗孔半徑(Rl)小于所述鎖定突起的鎖定突起半徑(r2)。
5.如權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中在所述夾持位置，所述夾鉗孔部分(56)無須任何額外設(shè)備而保持鎖定在所述鎖定突起 (36)上。
6.如權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中在所述夾持位置，所述第二部件后表面(54、154)鄰接所述第一部件前表面(34、134)。
7.如權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中所述鎖定突起(136、236)以第一突起角(β )向后會(huì)聚； 所述鎖定孔(152、252)以第一孔角(Y )向后會(huì)聚；并且所述第一孔角(Y )與所述第一突起角(β )相似。
8.如權(quán)利要求7所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中所述第一突起角(β)在1°到20°的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中在所述夾持位置，所述第二部件后表面(154)鄰接所述第一部件前表面(134)。
10.如權(quán)利要求7所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中 所述對準(zhǔn)突起(240)以第二突起角(δ )向前會(huì)聚； 所述對準(zhǔn)孔(264)以第二孔角(Φ )向前會(huì)聚；并且所述第二孔角(Φ )與所述第二突起角(δ )相似。
11.如權(quán)利要求10所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中所述第二突起角(S )在2°到30°的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中在所述夾持位置，所述第二部件后表面(2Μ)保持不鄰接所述第一部件前表面(234)。
13.如權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中 所述第一距離(M)在從0.2 mm到2 mm的范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中 所述鎖定突起(36)具有鎖定突起長度(Li)； 所述對準(zhǔn)突起(40)具有對準(zhǔn)突起長度(L2)；并且所述對準(zhǔn)突起長度(L2)大于所述鎖定突起長度(Li)。
15.如權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其中所述陽形部分由硬質(zhì)合金制成而所述陰形部分由鋼制成。
16.一種切削工具(10)，包括能在未夾持位置與夾持位置之間相對于彼此調(diào)整的柄桿 (14、114、214)和刀片保持器(16、116、216)；所述柄桿包括柄桿主體(28)，具有限定前后方向的柄桿軸線(B)和柄桿前表面(34)； 相對于所述柄桿前表面(34)向前延伸的鎖定突起(36、136、236)，所述鎖定突起具有鎖定突起軸線(C)和鎖定突起前表面(38)；以及相對于所述鎖定突起前表面(38)向前延伸的對準(zhǔn)突起(40、140、對0)，所述對準(zhǔn)突起具有對準(zhǔn)突起軸線(E)和對準(zhǔn)突起前表面(42)；以及所述刀片保持器包括保持器主體，具有限定前后方向的保持器軸線(G)和保持器后表面(54、154、254)； 相對于所述保持器后表面(54、154、254)向前延伸并具有鎖定孔前端(62)的鎖定孔 (52、152、252)，所述鎖定孔包括具有插入孔軸線(K)的插入孔部分(58)；以及具有夾鉗孔軸線(H)的夾鉗孔部分(56)，所述夾鉗孔軸線(H)與所述插入孔軸線(K)隔開非零的第一距離(M)，所述夾鉗孔部分與所述插入孔部分合并；以及相對于所述鎖定孔前端(62)向前延伸的對準(zhǔn)孔(64、164、沈4)，所述對準(zhǔn)孔具有對準(zhǔn)孔軸線(N)，所述對準(zhǔn)孔軸線(N)與所述夾鉗孔軸線(H)隔開非零的第二距離(Q)； 其中在所述非夾持位置所述對準(zhǔn)突起占據(jù)所述對準(zhǔn)孔；所述鎖定突起占據(jù)所述鎖定孔的所述插入孔部分；以及在所述鎖定突起與所述鎖定孔之間不形成干涉配合；以及在所述夾持位置所述對準(zhǔn)突起鄰接所述對準(zhǔn)孔的一部分； 所述鎖定突起占據(jù)所述鎖定孔的所述夾鉗孔部分； 所述鎖定突起鄰接所述夾鉗孔部分的夾鉗表面(60 )；以及在所述鎖定突起與所述鎖定孔之間形成干涉配合。
17.如權(quán)利要求16所述的切削工具，其中 所述刀片保持器包括切削刀片(22)。
18.如權(quán)利要求17所述的切削工具，其中所述切削刀片(22)是可移除地固定到所述刀片保持器的可替換切削刀片。
19.如權(quán)利要求17所述的切削工具，其中所述對準(zhǔn)突起向前延伸到所述切削刀片(22)徑向向內(nèi)的點(diǎn)。
20.如權(quán)利要求16所述的切削工具，其中在所述夾持位置，所述鎖定突起(36)沿大于180°的夾鉗角范圍(α )鄰接所述夾鉗表面(60)。
21.如權(quán)利要求20所述的切削工具，其中所述夾鉗角范圍(α)大于180°并小于190°。
22.如權(quán)利要求16所述的切削工具，其中在所述未夾持位置，所述夾鉗孔部分的夾鉗孔半徑(Rl)小于所述鎖定突起的鎖定突起半徑(r2)
23.如權(quán)利要求1所述的切削工具，其中在所述夾持位置，所述夾鉗孔部分(56)無須任何額外設(shè)備而保持鎖定在所述鎖定突起 (36)上。
24.如權(quán)利要求16所述的切削工具，其中在所述夾持位置，所述保持器后表面(154)鄰接所述柄桿前表面(134)。
25.如權(quán)利要求16所述的切削工具，其中所述鎖定突起(136、236)以第一突起角(β )向后會(huì)聚； 所述鎖定孔(152、252)以第一孔角(Y )向后會(huì)聚； 所述第一孔角(Y )與所述第一突起角(β )相似；并且所述第一突起角(β)在1°到20°的范圍內(nèi)。
26.如權(quán)利要求25所述的切削工具，其中4在所述夾持位置，所述保持器后表面(154)鄰接所述柄桿前表面(134)。
27.如權(quán)利要求25所述的切削工具，其中 所述對準(zhǔn)突起(240)以第二突起角(δ )向前會(huì)聚； 所述對準(zhǔn)孔(264)以第二孔角(Φ )向前會(huì)聚； 所述第二孔角(Φ )與所述第二突起角(δ )相似；并且所述第二突起角(S )在2°到30°的范圍內(nèi)。
28.如權(quán)利要求27所述的切削工具，其中在所述夾持位置，所述保持器后表面(2Μ)保持不鄰接所述柄桿前表面(234)。
29.如權(quán)利要求16所述的切削工具，其中 所述第一距離(M)在從0.2 mm到2 mm的范圍內(nèi)。
30.如權(quán)利要求16所述的切削工具，其中 所述鎖定突起具有鎖定突起長度(Li)； 所述對準(zhǔn)突起具有對準(zhǔn)突起長度(L2)；并且所述對準(zhǔn)突起長度(L2)大于所述鎖定突起長度(Li)。
全文摘要
一種夾持機(jī)構(gòu)(12)包括陽形部分(14)和陰形部分(16)，所述陰形部分(16)具有通過兩個(gè)部分的相對旋轉(zhuǎn)而與所述陽形部分(14)協(xié)作的凸輪的或偏心的側(cè)表面。所述陽形部分(14)具有向前延伸的鎖定突起(36)以及在所述鎖定突起(36)前面延伸的對準(zhǔn)突起(40)。所述陰形部分的后部具有向前延伸的鎖定孔以及從所述鎖定孔的前端向前延伸的對準(zhǔn)孔。所述鎖定孔具有與偏心夾鉗孔部分合并的插入孔部分。在夾持位置，所述對準(zhǔn)突起(40)鄰接所述對準(zhǔn)孔，并且所述鎖定突起(36)沿夾鉗角范圍鄰接所述夾鉗孔部分，從而形成圓周干涉配合。
文檔編號(hào)B23B31/117GK102300659SQ201080005648
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月28日
發(fā)明者H.古伊 申請人:伊斯卡有限公司