本專利申請(qǐng)要求2014年5月5日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.14/269,808的優(yōu)先權(quán)并要求其權(quán)益，該美國(guó)專利申請(qǐng)以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及切削刀頭和包括切削刀頭的刀具。

背景技術(shù)：

通常，模塊化切削刀頭與可重復(fù)使用的刀架一起用于切削操作。然而，切削操作通常會(huì)對(duì)切削刀頭和刀具形成很高的應(yīng)力，造成刀具性能降低并且/或者刀具壽命縮短。在許多情況下，切削刀頭與刀架之間的連接機(jī)制并不可靠。因此，需要可提供可靠連接機(jī)制的改善型切削刀頭和/或刀具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一方面，本文描述的切削刀頭相較于現(xiàn)有切削刀頭能提供一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，本文所述切削刀頭可以使切削操作過程中形成的應(yīng)力平衡分布，由此促成更高的扭矩能力，提高生產(chǎn)率。另外，本文所述的切削刀頭可以具有一種能夠?qū)崿F(xiàn)切削操作之間的可互換性的結(jié)構(gòu)。此外，本文所述切削刀頭可搭配大小和/或形狀不同的各種刀具和/或刀架一起使用。

本文所述切削刀頭具有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)主體部分，該細(xì)長(zhǎng)主體部分具有切削端以及與切削端間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分。該連接部分包含芯部和大體上螺旋延伸的多頭螺紋，其中所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞芯部周向設(shè)置。該連接部分的各頭螺紋可以具有正方形、三角形或梯形螺紋牙型。在有些實(shí)施例中，連接部分具有至少雙頭螺紋。另外，連接部分可以具有至少三頭螺紋，如可具有四頭螺紋或五頭螺紋。此外，各頭螺紋可包含或限定起始位置、螺距、螺紋導(dǎo)程、小徑、大徑、中徑或它們的組合。

本文所述切削刀頭可以具有變化的橫截面形狀。例如，連接部分的橫截面可以為大致圓形?；蛘撸B接部分的橫截面是非圓形的。類似地，連接部分的芯部可以具有變化的橫截面形狀。在有些實(shí)施例中，芯部的橫截面為大致圓形。在其他實(shí)施例中，芯部的橫截面是非圓形的。

另一方面，本文描述的刀具在切削操作過程中可以使在刀具的刀架和/或刀具的頭部中形成的應(yīng)力平衡分布。因此，在有些實(shí)施例中，本文所述刀具在刀具操作過程中提供改善的應(yīng)力分布，從而允許實(shí)現(xiàn)更高的扭矩能力，提高生產(chǎn)率。另外，本文所述刀具可以具有使得能夠?qū)崿F(xiàn)切削操作之間的切削刀頭可互換性的結(jié)構(gòu)。

本文所述刀具包含刀架和模塊化的切削刀頭，其中，刀架用于限定帶螺紋的接納部，模塊化的切削刀頭可旋擰到帶螺紋的接納部之中。模塊化的切削刀頭包含一個(gè)細(xì)長(zhǎng)主體部分，該細(xì)長(zhǎng)主體部分具有切削端以及與切削端間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分；其中連接部分包含芯部、以及大體上螺旋延伸的多頭螺紋，所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞所述芯部周向設(shè)置。另外，模塊化的切削刀頭還可包含具有切屑槽以及切削刃和刀片座中的至少一者的切削端。在有些情況下，模塊化的切削刀頭的每頭螺紋都限定了螺距、螺紋導(dǎo)程、大徑、小徑和中徑。另外，在有些情況下，帶螺紋的接納部包含限定螺距、螺紋導(dǎo)程、大徑、小徑和中徑的帶螺紋的內(nèi)表面。

這些和其他實(shí)施例在下文的具體實(shí)施方式中更詳細(xì)地描述。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的刀具的剖視圖。

圖2A示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的透視圖。

圖2B示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的透視圖。

圖3示出本文所述螺紋構(gòu)造。

圖4A示出本文所述的切削刀頭的螺紋構(gòu)造的一部分。

圖4B示出本文所述的切削刀頭的螺紋構(gòu)造的一部分。

圖4C示出本文所述的切削刀頭的螺紋構(gòu)造的一部分。

圖5示出本文所述現(xiàn)有螺紋構(gòu)造的示意圖。

圖6示出根據(jù)本文所述切削刀頭的一個(gè)實(shí)施例的螺紋構(gòu)造的示意圖。

圖7示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的透視圖。

圖8A示出本文所述現(xiàn)有切削刀頭的剖視圖。

圖8B示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的剖視圖。

圖9示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的一部分的剖視圖。

具體實(shí)施方式

參考以下具體實(shí)施方式和附圖，可更容易地理解本文所述的實(shí)施例。然而，本文所述的元件、裝置和方法并不限于具體實(shí)施方式和附圖中所展示的具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這些實(shí)施例僅示例性地說明本發(fā)明的原理。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，多種修改和變更對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。

一方面，本文描述的切削刀頭在有些實(shí)施例中展現(xiàn)出了改善的耐久性、模塊性和扭矩能力。另外，本文所述切削刀頭可提供允許更高螺紋芯部直徑與頭部直徑比的構(gòu)造。一些僅具有一頭螺紋的現(xiàn)有切削刀頭連接部分要求相對(duì)較小的芯部直徑與頭部直徑比。較大的螺紋芯部直徑與頭部直徑比通常會(huì)使刀具強(qiáng)度和刀具性能得到改善。隨著所使用的螺紋頭數(shù)的增多，可相對(duì)于頭部直徑使用更大的螺紋芯部直徑，形成更高的螺紋芯部直徑與頭部直徑比，這樣可讓切削刀頭具有更高的強(qiáng)度和性能，對(duì)連接部分來說尤其如此。在有些實(shí)施例中，本文所述切削刀頭包含一個(gè)細(xì)長(zhǎng)主體部分，該細(xì)長(zhǎng)主體部分具有切削端以及與切削端間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分。本文所述的切削刀頭的連接部分包含芯部和大體上螺旋延伸的多頭螺紋，其中所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞芯部周向設(shè)置。該連接部分的各頭螺紋可以具有正方形、三角形或梯形螺紋牙型。該連接部分具有至少雙頭螺紋或至少三頭螺紋。在有些實(shí)施例中，連接部分具有四頭螺紋或五頭螺紋。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)至特定部件，本文所述切削刀頭包含一個(gè)細(xì)長(zhǎng)主體部分。切削刀頭的細(xì)長(zhǎng)主體部分可包含或由不違背本發(fā)明目的的任何材料形成。例如，細(xì)長(zhǎng)主體部分可包含或由硬化碳化物、高速鋼、陶瓷、金屬陶瓷、燒結(jié)碳化物或它們的組合構(gòu)成，或基本由此類材料組成。細(xì)長(zhǎng)主體部分可以包含具有不違背本發(fā)明目的的任何形狀、構(gòu)造或設(shè)計(jì)的切削端。例如，切削端可以包含切屑槽、以及切削刃和刀片座中的至少一者，在某些實(shí)施例中，對(duì)于某些切削操作期望整體切削端構(gòu)造的情況，可使用切削刃。在有些實(shí)施例中，對(duì)于期望利用可替換刀片的情況，可使用至少一個(gè)刀片座?！暗镀笔堑毒咔邢鞫松弦粋€(gè)被構(gòu)造用于接納和/或固定可移除切削刀片的區(qū)域。可使用不違背本發(fā)明目的的任何刀片座構(gòu)造。本文所述的切削刀頭的刀片座可被構(gòu)造用于接納任何切削刀片、銑削刀片或車削刀片。例如，刀片座可構(gòu)造用于接納和/或固定可轉(zhuǎn)位切削刀片或銑削刀片。在有些實(shí)施例中，被設(shè)置在單個(gè)切屑槽中的多個(gè)刀片座可形成包含多個(gè)切削刀片、銑削刀片或車削刀片的切削刃。在其他實(shí)施例中，可在切削刀頭的多個(gè)切屑槽的每一個(gè)之內(nèi)設(shè)置一個(gè)刀片座。另外，在有些實(shí)施例中，可以使用至少一個(gè)切削刃和至少一個(gè)刀片座的組合。刀片座可被構(gòu)造用于通過永久性或可移除的機(jī)械構(gòu)造來與刀片連接。

切削刀頭的細(xì)長(zhǎng)主體部分還包含與切削端間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分。該連接部分包含芯部和大體上螺旋延伸的多頭螺紋，其中所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞芯部周向設(shè)置。切削刀頭的連接部分的芯部是連接部分的中心部件或中心區(qū)域，這個(gè)中心部件或中心區(qū)域上可設(shè)置有螺紋。芯部沿旋轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離切削刀頭細(xì)長(zhǎng)主體部分的切削端軸向延伸。至少雙頭螺旋延伸螺紋圍繞芯部周向設(shè)置。另外，在有些實(shí)施例中，本文所述的切削刀頭的連接部分具有至少三頭螺紋，如四頭螺紋或五頭螺紋。本文所述切削刀頭的連接部分的芯部可以具有不違背本發(fā)明目的的任何橫截面形狀。例如，在有些實(shí)施例中，芯部沿垂直于該芯部的旋轉(zhuǎn)軸的平面的橫截面為大致圓形。在有些實(shí)施例中，芯部的橫截面是非圓形的。例如，芯部的橫截面可為橢圓形的，或可具有不規(guī)則圓形。

切削刀頭的具有多頭螺紋的連接部分可以具有不違背本發(fā)明目的的任何起始位置。“起始位置”是指刀具上的各頭螺紋的起始位置。在有些實(shí)施例中，起始位置圍繞芯部以基本上相等的距離或在基本上相等的徑向/周向位置處彼此間隔開。例如，在具有三頭螺紋的實(shí)施例中，每頭螺紋可以圍繞連接部分周向地轉(zhuǎn)向成彼此之間分開120°?；蛘撸鹗嘉恢靡圆幌嗟鹊木嚯x或在徑向位置分開。

連接部分的每頭螺紋可以限定螺距、螺紋導(dǎo)程、大徑、小徑和中徑。一頭螺紋的“螺距”是一條螺紋的兩個(gè)相鄰螺紋牙頂在平行于旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向的距離。如果是具有單頭螺紋的帶螺紋的刀具，兩個(gè)牙頂對(duì)應(yīng)于同一螺紋。如果是具有多于一頭螺紋的帶螺紋的刀具，形成螺距的兩個(gè)牙頂對(duì)應(yīng)于不同螺紋。一頭螺紋的“螺紋導(dǎo)程”是該頭螺紋圍繞刀具的周向旋轉(zhuǎn)一整圈時(shí)沿刀具的帶螺紋部分的軸向方向覆蓋的距離。如果是具有單頭螺紋的帶螺紋的刀具，則螺距和螺紋導(dǎo)程相同。如果是具有雙頭或更多頭螺紋的帶螺紋的刀具，則螺紋導(dǎo)程大于螺距。一頭螺紋的“大徑”是界定在橫截面上觀察到的螺紋牙型的高度的兩個(gè)極限直徑中較大的那個(gè)。相反，一頭螺紋的“小徑”是螺紋的最小極限直徑。換句話說，一頭螺紋的小徑對(duì)應(yīng)的是本文所述切削刀具連接部分的芯部的圓周表面。特定螺紋的“中徑”是在螺紋脊的寬度等于螺紋槽的寬度的水平線切割螺紋牙型得到的直徑。

本文所述的切削刀具的連接部分的螺距、螺紋導(dǎo)程、大徑、小徑和中徑的尺寸、取向和構(gòu)造可以采用不違背本發(fā)明目的的任何形式。例如，在有些實(shí)施例中，至少一頭螺紋的小徑在遠(yuǎn)離切削端的軸向方向上保持恒定。在有些實(shí)施例中，至少一頭螺紋的小徑在遠(yuǎn)離切削端的軸向方向逐漸減小。類似地，在有些實(shí)施例中，至少一頭螺紋的大徑在遠(yuǎn)離切削端的軸向方向上保持恒定。在某些實(shí)施例中，至少一頭螺紋的大徑在遠(yuǎn)離切削端的軸向方向逐漸減小。另外，在有些實(shí)施例中，至少一頭螺紋的中徑在遠(yuǎn)離切削端的軸向方向上保持恒定。在有些實(shí)施例中，至少一頭螺紋的中徑在遠(yuǎn)離切削端的軸向方向逐漸減小。在有些情況下，大徑、小徑和中徑中的兩者或更多者在遠(yuǎn)離切削部分的軸向逐漸減小，從而形成錐體，并且這種錐形連接部分可形成圓錐形或截頭圓錐形的形狀。

本文所述的切削刀頭的連接部分的橫截面可以采用不違背本發(fā)明目的的任何形狀。例如，沿垂直于連接部分旋轉(zhuǎn)軸的平面的橫截面可以為大致圓形。在某些其他實(shí)施例中，連接部分的橫截面是非圓形的，諸如是橢圓形或不規(guī)則圓形的形狀。此外，螺紋導(dǎo)程可為螺距的倍數(shù)，該倍數(shù)等于圍繞芯部周向設(shè)置的螺紋頭數(shù)。例如，在有些實(shí)施例中，本文所述的具有雙頭螺紋的連接部分具有為螺距兩倍的螺紋導(dǎo)程。

另外，本文所述各頭螺紋可以具有不違背本發(fā)明目的的任何橫截面形狀或構(gòu)造。例如，各頭螺紋可以具有可具有正方形、三角形或梯形形狀的螺紋牙型。正方形螺紋橫截面形狀具有基本上平行于芯部徑向外部部分的平直部分。正方形螺紋橫截面形狀還具有基本上垂直于該平直部分的側(cè)邊。三角形螺紋橫截面形狀可以具有等腰三角形、等邊三角形和/或不等邊三角形形狀。在有些實(shí)施例中，形成的是梯形螺紋形狀，其基本形狀對(duì)應(yīng)于被截去頂部的三角形螺紋牙型形狀。在三角形螺紋牙型延伸成為尖銳“V”形的地方，梯形螺紋牙型具有基本上平行于芯部徑向外表面的平直部分。在具有梯形螺紋牙型的實(shí)施例中，平直部分形成螺紋牙型的大徑。在有些情況下，螺紋的大徑等于中徑。在其他情況下，螺紋的大徑大于中徑。

可在不違背本發(fā)明目的的情況下使用上述材料、形狀和螺紋牙型的任何組合。例如，在有些實(shí)施例中，切削刀頭的連接部分的大徑、小徑和中徑在遠(yuǎn)離切削部分的軸向方向上逐漸減小，連接部分形成截頭圓錐形形狀。此類實(shí)施例還可具有梯形螺紋牙型形狀，其中螺紋牙型的平直部分或截頂部分提供比中徑更大的大徑，并且其中平直部分基本上平行于芯部的外表面。

另一方面，本文描述的刀具具有切削、銑削或研磨實(shí)用性，同時(shí)還能使在切削操作過程中在刀具的刀架和/或刀具的頭部中形成的應(yīng)力平衡分布，由此增強(qiáng)高扭矩的操作下刀具的可用性和耐久性，并且提供期望的模塊性。本文所述刀具包含刀架和模塊化的切削刀頭，其中，刀架限定帶螺紋的接納部，而模塊化的切削刀頭可旋擰到帶螺紋的接納部之中，以便直接地連接到彼此。模塊化的切削刀頭包含一個(gè)細(xì)長(zhǎng)主體部分，該細(xì)長(zhǎng)主體部分具有切削端以及與切削端間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分。該細(xì)長(zhǎng)主體部分的連接部分包含芯部和大體上螺旋延伸的多頭螺紋，其中所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞芯部周向設(shè)置。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)至特定部件，本文所述刀具包含限定帶螺紋的接納部的刀架。帶螺紋的接納部包含限定螺距、螺紋導(dǎo)程、大徑、小徑和中徑的帶螺紋的內(nèi)表面。由于帶螺紋的接納部在內(nèi)部具有螺紋，因此小徑對(duì)應(yīng)一頭螺紋上的牙頂，大徑對(duì)應(yīng)螺紋牙底?？墒褂貌贿`背本發(fā)明目的的任何尺寸、取向或構(gòu)造。例如，大徑、小徑和中徑中的一者或多者可以在遠(yuǎn)離于刀架中的開口的軸向方向上保持恒定，其中開口被構(gòu)造用于接納切削刀頭。在有些情況下，大徑、小徑和中徑中的一者或多者可以在遠(yuǎn)離于開口的軸向方向上逐漸減小。另外，大徑、小徑和中徑中的兩者或更多者可以在遠(yuǎn)離于開口的軸向方向上逐漸減小，從而在帶螺紋的接納部中形成錐體。

本文所述刀具還包含模塊化的切削刀頭，所述模塊化的切削刀頭可旋擰到帶螺紋的接納部之中。模塊化的切削刀頭包含一個(gè)細(xì)長(zhǎng)主體部分，該細(xì)長(zhǎng)主體部分具有切削端以及與切削端間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分。該連接部分包含芯部和大體上螺旋延伸的多頭螺紋，其中所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞芯部周向設(shè)置。可使用與前述內(nèi)容相符的任何切削刀頭。例如，在有些實(shí)施例中，本文所述的切削刀頭的連接部分具有圍繞芯部周向設(shè)置的至少雙頭螺紋。在有些實(shí)施例中，本文所述的切削刀頭的連接部分具有圍繞芯部周向設(shè)置的至少三頭螺紋。刀架連接部分的螺紋牙型可以形成與本公開相符的任何橫截面形狀。例如，螺紋牙型可以具有正方形、三角形或梯形形狀。

刀架和切削刀頭可被構(gòu)造或形成彼此對(duì)應(yīng)的尺寸、參數(shù)或取向。另外，刀架和切削刀頭可被構(gòu)造用于在無另外的部件或結(jié)構(gòu)的情況下，直接地連接到彼此。例如，帶螺紋的內(nèi)表面可以具有對(duì)應(yīng)于設(shè)置在模塊化的切削刀頭的連接部分上的螺紋頭數(shù)的多頭螺紋。在有些情況下，帶螺紋的內(nèi)表面具有至少雙頭螺紋。在有些實(shí)施例下，帶螺紋的內(nèi)表面包括至少三頭螺紋。另外，在有些實(shí)施例中，帶螺紋的接納部的螺紋導(dǎo)程等于本文所述刀具的連接部分的螺紋導(dǎo)程?；蛘?，帶螺紋的接納部的螺紋導(dǎo)程與連接部分的螺紋導(dǎo)程不相等。切削刀頭連接部分和刀架連接部分的螺紋牙型的一個(gè)或多個(gè)尺寸可被構(gòu)造為彼此對(duì)應(yīng)。在有些情況下，切削刀頭的各頭螺紋和帶螺紋的接納部的各頭螺紋可以具有大徑、小徑和/或中徑相匹配的螺紋。根據(jù)螺紋牙型形狀以及相匹配的大徑、小徑和/或中徑而定，在切削刀頭的各頭螺紋和帶螺紋的接納部的螺紋的相互作用中可能會(huì)有不同的接觸面。例如，如果在具有相匹配小徑的切削刀頭連接部分和刀架連接部分兩者中使用梯形螺紋牙型，則沿與帶螺紋的接納部中各頭螺紋的大徑接觸的連接部分每條螺紋的大徑形成接觸表面。在具有匹配中徑的實(shí)施例中，沿螺紋側(cè)面形成接觸表面，而非沿各頭螺紋的大徑和小徑形成接觸表面。在有些情況下，沿各頭螺紋的大徑、小徑和側(cè)面形成接觸表面。

另外，刀架和切削刀頭的構(gòu)造可被構(gòu)造用于提供期望的配合特性。例如，切削刀頭連接部分的大徑、小徑和中徑可大于對(duì)應(yīng)刀架的大徑、小徑和中徑。在此類實(shí)施例中，切削刀頭和刀架的直接連接造成刀架產(chǎn)生彈性變形，從而形成過盈配合。另外，在有些實(shí)施例中，切削刀頭連接部分的錐體可以大于刀架連接部分的錐體。

下文將參考附圖進(jìn)一步描述部分實(shí)施例。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的那樣，附圖中描繪的各種元件和/或部件僅是示意圖，并且未必按比例繪制，圖1示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的刀具的剖視圖。圖1中的刀具100包含限定帶螺紋的接納部310的刀架300、以及模塊化的切削刀頭200，其中模塊化的切削刀頭可旋擰到帶螺紋的接納部310之中。模塊化的切削刀頭200包含細(xì)長(zhǎng)主體部分201，該細(xì)長(zhǎng)主體部分具有切削端210以及與切削端210間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分220。連接部分220包含芯部221以及大體上螺旋延伸的多頭螺紋222，所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞芯部221周向設(shè)置。

圖2A示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的透視圖。圖2A的實(shí)施例示出切削刀頭200，切削刀頭包含細(xì)長(zhǎng)主體部分201，該細(xì)長(zhǎng)主體部分具有切削端210以及與切削端210間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分220。切削端210具有至少一個(gè)切屑槽211和至少一個(gè)切削刃212。連接部分220包含芯部221以及大體上螺旋延伸的多頭螺紋222，所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞芯部周向設(shè)置。

圖2B示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的透視圖。圖2B的實(shí)施例示出切削刀頭200，切削刀頭包含細(xì)長(zhǎng)主體部分201，該細(xì)長(zhǎng)主體部分具有切削端210以及與切削端210間隔開的細(xì)長(zhǎng)連接部分220。切削端210具有至少一個(gè)切屑槽213和至少一個(gè)刀片座214。連接部分220包含芯部221以及大體上螺旋延伸的多頭螺紋222，所述大體上螺旋延伸的多頭螺紋圍繞芯部周向設(shè)置。

圖3示出本文所述螺紋構(gòu)造。圖3示出螺紋構(gòu)造的小徑(d₁)、大徑(d)和中徑(d₂)。

圖4A示出具有單頭螺紋的本文所述切削刀頭的螺紋構(gòu)造。圖4B示出具有雙頭螺紋的本文所述切削刀頭的螺紋構(gòu)造。圖4C示出具有三頭螺紋的本文所述切削刀頭的螺紋構(gòu)造。結(jié)合來看，圖4A、4B和4C示出在形成多頭螺紋的方法的一個(gè)非限制性實(shí)例中，本文所述切削刀頭的一個(gè)實(shí)施例的連接部分的各個(gè)階段。雖然可使用其他方法或工藝來形成本文所述切削刀頭，但是圖4A、圖4B和圖4C所繪方法示出了在本文所述的切削刀頭的一個(gè)實(shí)施例中多頭螺紋相對(duì)于彼此的定位。

圖5示出本文所述現(xiàn)有螺紋構(gòu)造的示意圖。如圖5所示，在切削操作過程中沿一個(gè)平面施加力，所施加的力的方向由箭頭F_a指定。如圖5所示，該力未對(duì)稱地施加在連接部分內(nèi)，這造成沿切削刀頭旋轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力分布以及跨90°橫截面內(nèi)的應(yīng)力分布不平衡。

圖6示出根據(jù)本文所述切削刀頭的一個(gè)實(shí)施例的螺紋構(gòu)造的示意圖。圖6的實(shí)施例具有形成一定螺距和一定螺紋導(dǎo)程的雙頭螺紋。在圖6的實(shí)施例中，螺紋導(dǎo)程是螺距長(zhǎng)度的兩倍。另外，圖6中還示出了在切削操作過程中施加的力，用箭頭F₁和F₂指示。F₁和F₂展示了沿橫截面平面施加的對(duì)稱的力，這樣的力使得沿切削刀頭旋轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力分布是平衡的。

圖7示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的透視圖。圖7的實(shí)施例具有三頭螺紋，這三頭螺紋的螺紋起始位置圍繞連接部分的圓周等距分布。

圖8A示出本文所述現(xiàn)有切削刀頭的剖視圖。圖8B示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的剖視圖。如圖8A和圖8B所示，在有些實(shí)施例中，增加圍繞連接部分周向設(shè)置的螺紋頭數(shù)會(huì)造成愈發(fā)對(duì)稱的橫截面形狀。在有些實(shí)施例中，隨著螺紋頭數(shù)的增加，橫截面形狀會(huì)變得越來越圓。圖8B示出具有三頭螺紋的本文所述切削刀頭的一個(gè)實(shí)施例的橫截面。

圖9示出根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的切削刀頭的一部分的剖視圖。圖9示出芯部直徑與頭部直徑之間的關(guān)系。

實(shí)例1

切削刀頭

兩個(gè)切削刀頭以電子方式建模，并且對(duì)兩個(gè)切削刀頭進(jìn)行平衡分析。兩個(gè)切削刀頭模型被建模為具有不包含切削幾何形狀的16mm頭部直徑。模型A被制備為現(xiàn)有連接部分構(gòu)造的比較例，具有單頭螺紋連接構(gòu)造。模型B根據(jù)本文所述的切削刀頭的一個(gè)實(shí)施例制備，其連接部分具有雙頭螺紋。兩個(gè)模型在30,000.0RPM的操作條件下，以密度為14.5g/cm³的坯料進(jìn)行仿真。模型A的刀具總重為98.112g，在分析過程中展現(xiàn)出-115.112°的角位移、0.005mm的徑向位移，并且提供12.964g的不平衡力。模型B的刀具總重為103.612g，展現(xiàn)出-108.234°的角位移、0.0mm的徑向位移，并且提供0.002g的不平衡力。

模型B表明，切削刀頭連接部分中的多頭螺紋在力和應(yīng)力的分布方面能提供改善特性。另外，平衡分析結(jié)果表明，有多頭螺紋的連接部分也可適用于高RPM應(yīng)用。

本公開所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員在得益于上述描述以及關(guān)聯(lián)附圖中呈現(xiàn)的教導(dǎo)的情況下將想到本文所述的公開內(nèi)容的許多修改形式以及其他實(shí)例。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本公開不限于所公開的特定具體實(shí)施，并且修改形式以及其他具體實(shí)施旨在包括在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。此外，雖然上述描述以及關(guān)聯(lián)附圖在元件和/或功能的某些例示性組合的上下文中描述了示例性的具體實(shí)施，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不背離隨附權(quán)利要求書的范圍的情況下，可由替代具體實(shí)施來提供元件和/或功能的不同組合。