專利名稱：銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種端銑刀，該端銑刀包括一個具有一根拉桿固定于其上的端銑刀頭和一個帶孔的刀柄，拉桿裝配在此孔中，所述端銑刀頭具有切削刃，而所述端銑刀具有中心軸線。本發(fā)明還涉及一種端銑刀頭及把端銑刀頭固定在刀柄上的方法。
現(xiàn)有技術(shù)在日本專利文件57-189713中公開了一種先前已知的具有可裝卸頭的端銑刀。此已知工具包括一個與端銑刀頭成一體的頸部，該頸部構(gòu)成工具的潛在破損部位。這種現(xiàn)有技術(shù)的另一問題是由于在徑向外表面上缺少支撐，因而發(fā)現(xiàn)它在某些高速應(yīng)用場合不穩(wěn)定。此外，在頸部不必要地使用了昂貴的工具材料。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提出一種性能和使用壽命都改進(jìn)的球形刀尖端銑刀。
本發(fā)明的另一目的是提出一種球形刀尖端銑刀，它具有十分好的穩(wěn)定性，以致于獲得的加工表面基本沒有振紋。
本發(fā)明再另一目的是提出一種安裝容易的球形刀尖端銑刀。
本發(fā)明還有另一目的是提出一種球形刀尖端銑刀，由于其形狀，它能節(jié)省昂貴的切削工具材料。
附圖概述現(xiàn)將參考附圖對本發(fā)明加以更詳盡的說明，其中

圖1A是一個分解剖面?zhèn)纫晥D，它表示本發(fā)明提出的球形端銑刀的一個實施例；圖1B為表示組裝后的圖1A的球形端銑刀的放大側(cè)視圖2為本發(fā)明提出的端銑刀頭的俯視圖；圖3A和3B為端銑刀頭的側(cè)視圖；圖4為端銑刀頭下側(cè)的仰視圖；圖5為沿圖3A中Ⅴ-Ⅴ線的端銑刀頭的橫剖面圖；圖6為端銑刀頭的透視圖；圖7A是一個分解剖面?zhèn)纫晥D，它表示本發(fā)明提出的球形端銑刀的另一個實施例；圖7B為表示組裝后的圖7A的球形端銑刀的放大側(cè)視圖；圖8為本發(fā)明提出的另一端銑刀頭的俯視圖；圖9A和9B為另一端銑刀頭的側(cè)視圖；圖10為另一端銑刀頭下側(cè)的仰視圖；圖11是另一端銑刀頭的橫剖面圖；圖12是沿圖9A中Ⅻ-Ⅻ線的另一端銑刀頭的橫剖面圖；圖13為另一端銑刀頭的透視圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明圖1A和1B展示了本發(fā)明提出的可裝卸球形刀尖端銑刀10的一個實施例。端銑刀10包括銑刀頭11、拉桿或螺桿12以及刀柄13。拉桿12擰入在銑刀頭11中，拉桿還連接至刀柄13上。刀柄最好夾持在銑床或鉆床(未顯示)的可旋轉(zhuǎn)主軸中。刀柄13具有一個孔14，拉桿12裝配在其中。端銑刀頭11具有切削刃裝置15，諸如至少從銑刀頭的最外點向刀具中心軸線17伸展的兩個相同的切削刃16。切削刃裝置15可替代地包括三個或四個相同的切削刃。切削刃16最好在中心軸線17鄰近相交。端銑刀頭和刀柄包括相互鄰接表面19和20。鄰接表面最好是平面，并一般是垂直端銑刀的中心軸線17而伸展。切削刃裝置15最好沿著一條大于180°的軌跡，從而得以在向上指向的送進(jìn)期間進(jìn)行向外的仿形加工。軌跡最好是圓形的，且其最大直徑大于鄰接表面19的直徑和刀柄的直徑。銑刀頭鄰接表面19的最大直徑與刀柄鄰接表面20的外徑基本相同。每一切削刃16位于一個平面P內(nèi)，如由圖3B可見，平面P與中心軸線形成一個銳角β。此角β為5至15°，最好約為10°。拉桿通過螺紋18或銷釘裝置可與端銑刀頭分開，但后者未示出。端銑刀頭不向表面19和20的平面后方軸向伸展。拉桿和端銑刀頭具有錐形的相配合定中心表面21和22。定中心表面21和22相對中心軸線17成銳角α向著拉桿軸向向前自由端34逐漸變尖，見圖1B。角α位于1至20°之間，但最好為5-10°。端銑刀頭由比拉桿材料堅硬的材料制成。端銑刀頭的制作過程是這樣的，即首先將燒結(jié)硬質(zhì)合金或金屬陶瓷的粉末和諸如塑膠的有機(jī)粘結(jié)劑相混合，并使這種混合物形成小丸或顆粒，然后按注模工藝對小丸或顆粒進(jìn)行模壓，接著對所獲產(chǎn)品在1300至1500℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)。拉桿最好由鋼制成，它相對便宜。拉桿的自由端包括如螺紋23和25的緊固裝置和/或銷釘裝置以便分別與端銑刀頭和刀柄中的相應(yīng)的緊固裝置18和24相嚙合。端銑刀頭具有孔26，用以促進(jìn)諸如空氣或液體的加壓介質(zhì)去除切屑，而介質(zhì)則是從工具夾持器(未顯示)供給。端銑刀頭包括安裝和拆卸用的外扳手夾緊裝置27。
用于在其圍繞中心軸線17旋轉(zhuǎn)期間切削材料的端銑刀頭11還包括后角裝置28、在其中具有定中心裝置22的第一凹口29、以及在其中具有緊固裝置18的第二凹口30。在端銑刀頭中還設(shè)置至少兩條基本平行的沖洗通道26，它們從第二凹口30延伸，終止于端銑刀頭的出切屑槽或傾斜面31。凹口29、30制作成一個伸入的盲孔，即一個具有某個深度的孔，沖洗通道26在此深度與其連接。所述孔朝著切削刃裝置15方向有一個基本上是減小的橫截面積。
在可旋轉(zhuǎn)球形刀尖端銑刀中使用的細(xì)長拉桿還在第一自由端34和第二自由端35分別包括諸如六角扳手用的六角扳手孔的扳手夾緊裝置32和33。定中心表面21設(shè)置成與拉桿的第二自由端35相比更靠近第一自由端34。第一自由端34的直徑小于第二自由端35的直徑。在拉桿中設(shè)置有沿縱向伸展的孔36，所述孔從一個自由端伸展至另一自由端以促進(jìn)諸如液體或空氣的加壓介質(zhì)的流通。用于去除切屑的介質(zhì)通過孔36及沖洗通道加入。
現(xiàn)在將主要結(jié)合圖1A和1B對可裝卸的球形刀尖端銑刀的安裝和拆卸方法加以說明。拉桿12的安裝是通過將拉桿插入刀柄13的孔14中，并使用一個扳手(未顯示)在夾緊裝置32或33中將拉桿旋轉(zhuǎn)至預(yù)定深度而完成。于是拉桿的螺紋25將嚙合刀柄的螺紋24。部分37和38制成帶有小的間隙，從而形成滑移裝配并使相對徑向運動達(dá)到最小。螺紋24和25中最好至少有一個設(shè)置有諸如塑膠的鎖緊介質(zhì)，以增加抵制擰松的阻力。
然后將端銑刀頭11放置在拉桿的自由端34上，并將其轉(zhuǎn)動，使螺紋18和23的嚙合能將銑刀頭軸向移向刀柄，直至定中心表面21和22嚙合并使銑刀頭位于中心。借助自外側(cè)作用在扳手夾緊裝置27上的扳手繼續(xù)轉(zhuǎn)動銑刀頭將引起拉桿12也轉(zhuǎn)動，直到鄰接表面19和20接觸并制止拉桿和銑刀頭的進(jìn)一步軸向運動。
在另一個安裝程序中，端銑刀頭和拉桿是這樣地連接在一起，先使定中心表面21、22嚙合，然后拉桿和銑刀頭作為一個組件擰入刀柄孔14，直至鄰接表面19、20嚙合并制止拉桿和銑刀頭的進(jìn)一步軸向運動。
上述螺紋被設(shè)置成，假如它們未被擰緊，則作用于切削刃裝置15上的力會將它們進(jìn)一步擰緊。假如使用的是另一種緊固裝置，如銷釘連接件的話，則此情況也同樣適用。
當(dāng)切削刃裝置15已磨損，銑刀頭11需更換時，則上述有關(guān)銑刀頭的程序按反方向進(jìn)行。由于鎖緊介質(zhì)的存在，使螺紋24和25相互連接得更緊，因此在擰松銑刀頭時，這些螺紋不會擰松。這樣，無需松動拉桿12就可安裝一個新的銑刀頭。
以下將說明另一種較好的可裝卸球形刀尖端銑刀的安裝和拆卸方法。首先將銑刀頭和拉桿通過螺紋18和23連接在一起，直至定中心表面21、21相互接觸。然后將拉桿和銑刀頭作為一個組件擰入刀柄孔14，直至鄰接表面19、20嚙合并制止拉桿和銑刀頭的進(jìn)一步軸向運動。
現(xiàn)請參考圖7A至圖13，以下將對本發(fā)明提出的工具的另一個實施例加以說明。應(yīng)注意，類似與將標(biāo)明與前述實施例類似的部件。圖7A和7B表示一把可拆裝球形刀尖端銑刀10的一個實施例，該端銑刀10包括銑刀頭11’、拉桿或螺桿12’和刀柄13’。拉桿12’擰入在銑刀頭11’中，接著拉桿再與刀柄13’連接。刀柄13’具有孔14’，拉桿12’裝配在其中。端銑刀頭11’具有切削刃裝置15’，諸如至少從銑刀頭的最外點向著工具的中心軸線17’伸展的兩條相同的切削刃16’。切削刃裝置15’可替代性地包括三條或四條相同的切削刃。切削刃16’最好在中心軸線17’附近相交。端銑刀頭和刀柄包括相配合的鄰接表面19’和20’。鄰接表面最好是平面，并通常垂直端銑刀的中心軸線17’而伸展。切削刃裝置15’最好沿著一條大于180°的軌跡，從而得以在向上指向的送進(jìn)期間進(jìn)行向外的仿形加工。軌跡最好是圓形的，且其最大直徑大于鄰接表面19’的直徑和刀柄的直徑。銑刀頭鄰接表面19’的最大直徑與刀柄鄰接表面20’的外徑基本相同。每一切削刃16’位于平面P’內(nèi)，如由圖9B可見，平面P’與中心軸線形成一個銳角β’。此角β’為5至15°，最好為約10°。拉桿12’通過螺紋18’或銷釘裝置可與端銑刀頭分開，但后者未示出。端銑刀頭在表面19’和20’的平面之后部分地軸向伸展。刀柄和端銑刀頭各自包括基本為圓柱形的相配合定中心表面21’和22’。刀柄的定中心表面21’位于刀柄前自由端中的凹口40’中。銑刀頭的定中心表面22’位于在鄰接表面19’之后伸展L距離的突出部41’上的外側(cè)。定中心表面21’和22’基本平行中心軸線17’而伸展。端銑刀頭由比拉桿材料堅硬的材料制成。然后拉桿的螺紋25’將嚙合刀柄的螺紋24’。端銑刀頭的制作過程是這樣的，即首先將燒結(jié)硬質(zhì)合金或金屬陶瓷的粉末和諸如塑膠的有機(jī)粘結(jié)劑相混合，并將這種混合物形成小丸或顆粒，然后按注模工藝對小丸或顆粒進(jìn)行模壓，接著對所獲產(chǎn)品在1300至1500℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)。拉桿最好由鋼制成，它相對便宜。拉桿的自由端包括如螺紋23’以及25’和/或銷釘裝置的緊固裝置以便分別與端銑刀頭和刀柄中的相應(yīng)緊固裝置18’和24’相嚙合。端銑刀頭具有孔26’，用以促進(jìn)諸如空氣或液體的加壓介質(zhì)去除切屑，而介質(zhì)則是從工具夾持器(未示出)供給。端銑刀頭包括安裝和拆卸用的外部扳手夾緊裝置27’。
用于在其圍繞中心軸線17’旋轉(zhuǎn)期間切削材料的端銑刀頭11’還包括后角裝置28’，在其中具有定中心裝置22’的第一凹口29’，以及在其中具有緊固裝置18’的第二凹口30’。在端銑刀頭中還至少設(shè)置有兩條沖洗通道26’，它們從第二凹口30’延伸，終止于端銑刀頭的出切屑槽或傾斜面31’。
在可旋轉(zhuǎn)球形刀尖端銑刀中使用的細(xì)長拉桿還在第一自由端34’和第二自由端35’分別包括諸如六角扳手用的六角扳手孔的扳手夾緊裝置。第一自由端34’的直徑小于第二自由端35’的直徑。在拉桿中設(shè)置有沿縱向伸展的孔36’，所述孔從一個自由端伸展至另一自由端以促進(jìn)諸如液體或空氣的加壓介質(zhì)的流通。用于去除切屑的介質(zhì)通過孔36’及沖洗孔26’加入。
現(xiàn)在將主要結(jié)合圖7A和7B對可裝卸的球形刀尖端銑刀的安裝和拆卸方法加以說明。拉桿12’的安裝是通過將其插入刀柄13’的孔14’中，并從前部或從后部應(yīng)用扳手(未示出)分別進(jìn)入夾緊裝置32’或33’將拉桿旋轉(zhuǎn)至預(yù)定深度而完成。于是拉桿的螺紋25’將嚙合刀柄的螺紋24’。
然后將端銑刀頭11’放置拉桿的自由端34’上并將其轉(zhuǎn)動，使螺紋18’和23’的嚙合能將銑刀頭軸向移向刀柄，直至定中心表面21’和22’嚙合并使銑刀頭位于中心。表面21’和22’制成帶有小的間隙，從而形成滑移裝配并使相對徑向運動達(dá)到最小。螺紋24’和25’中最好至少有一個設(shè)置有諸如塑膠的鎖緊介質(zhì)，以增加抵制擰松的阻力。借助自外側(cè)作用在扳手夾緊裝置27’上的扳手繼續(xù)轉(zhuǎn)動銑刀頭將引起拉桿12’也轉(zhuǎn)動，直至鄰接表面19’和20’接觸并制止拉桿和銑刀頭的進(jìn)一步軸向運動。
上述螺紋被設(shè)置成，假如它們未被擰緊，則作用于切削刃裝置15’上的力會將它們進(jìn)一步擰緊。假如使用的是另一種緊固裝置，如銷釘連接件的話，則此情況也同樣適用。
當(dāng)切削刃裝置15’已磨損，銑刀頭11’需更換時，則上述有關(guān)銑刀頭的程序按反方向進(jìn)行。由于鎖緊介質(zhì)的存在，使螺紋24’和25’相互連接得更緊，因此在擰松銑刀頭時，這些螺紋不會擰松。這樣，無需松動拉桿12’就可安裝一個新的銑刀頭。
以下將說明另一種較好的可裝卸球形刀尖端銑刀的安裝和拆卸方法。首先通過螺紋18’和23’將銑刀頭和拉桿連接在一起最好直至拉桿到達(dá)螺紋18’的底部。接著將拉桿和銑刀頭作為一個組件擰入刀柄孔14’，直至鄰接表面19’、20’嚙合并制止拉桿和銑刀頭的進(jìn)一步軸向運動。
在上述本發(fā)明提出的一種工具的兩個實施例中有若干共同特點。端銑刀頭最好由注模碳化鎢制成，并具有軸向設(shè)置在平面鄰接表面之前的一體螺紋。銑刀頭描述整個工具的最大直徑。在銑刀頭和刀柄之間沿著工具的旋轉(zhuǎn)方向僅設(shè)置了摩擦性連接。拉桿在其所有自由端外側(cè)均車有螺紋，它們包括一條中央通道，用于將要輸送的沖洗介質(zhì)分配至變寬的空間，并繼續(xù)地通過沖洗通道輸向切削刃區(qū)域。拉桿置于每一刀柄的前端附近。設(shè)置了扳手夾緊裝置用于在組裝時轉(zhuǎn)動每一端銑刀頭。
但是，本發(fā)明提出的工具每一實施例的定中心原理是不同的，在第一種情況，定中心表面設(shè)置在銑刀頭內(nèi)側(cè)和拉桿的外側(cè)，同時向前變尖。而在另一種情況，定中心表面設(shè)置在銑刀頭的外側(cè)和刀柄的內(nèi)側(cè)，且與工具的旋轉(zhuǎn)軸線相平行。
雖然已結(jié)合其最佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員都能理解到，在不偏離所附權(quán)利要求限定的精神和范圍，都可對本發(fā)明進(jìn)行不經(jīng)特定說明的添加、刪除、修改和替代。
權(quán)利要求
1.一種端銑刀(10；10’)，該端銑刀(10；10’)包括端銑刀頭(11；11’)、拉桿(12；12’)和刀柄(13；13’)，刀柄(13；13’)具有拉桿裝配在其中的孔(14；14’)，所述端銑刀頭具有切削刃裝置(15；15’)和緊固裝置(18；18’)，所述端銑刀具有中心軸線(17；17’)，其特征在于，端銑刀頭(11；11’)由注模材料制成，緊固裝置(18；18’)和切削刃裝置(15；15’)與端銑刀頭成一體；拉桿(12；12’)可與端銑刀頭(11；11’)分開，且端銑刀頭和刀柄(13；13’)包括相配合的鄰接表面(19,20；19’,20’)，所述鄰接表面通常垂直端銑刀的中心軸線(17；17’)而伸展。
2.如權(quán)利要求1的端銑刀，其特征在于，整個端銑刀頭由比拉桿材料堅硬的材料制成；拉桿的自由端包括諸如螺紋和/或銷釘裝置的緊固裝置，用于嚙合端銑刀頭和刀柄中的相應(yīng)緊固裝置；端銑刀頭(11)和拉桿(12)包括相配合的定中心表面(21,22)，所述定中心表面相對所述中心軸線(17)成銳角(α)向前逐漸變尖，或者端銑刀頭(11’)和刀柄(13’)包括相配合的定中心表面(21’,22’)，所述定中心表面基本平行于所述中心軸線(17’)。
3.如權(quán)利要求1或2的端銑刀，其特征在于，端銑刀包括沖洗通道，用于促進(jìn)諸如空氣或液體的加壓介質(zhì)去除切屑，介質(zhì)從刀柄(13；13’)中的第一通道(14；14’)通過拉桿(12；12’)中的第二通道(36；36’)、再經(jīng)端銑刀頭中的中間加寬空間(30；30’)通過端銑刀頭(11；11’)中的第三通道(26；26’)供給。
4.如權(quán)利要求1、2或3的端銑刀，其特征在于，切削刃裝置(15；15’)圍繞一條大于180°的軌跡，端銑刀頭(11；11’)的材料是一種注模燒結(jié)硬質(zhì)合金或金屬陶瓷，端銑刀頭包括用于安裝和拆卸的外扳手夾緊裝置(27；27’)；諸如兩條相同的切削刃(16；16’)的切削刃裝置(15；15’)至少從銑刀頭的最外點向中心軸線(17；17’)延伸；以及切削刃最好在中心軸附近相交。
5.一種端銑刀頭，該銑刀頭用于在其圍繞中心軸線(17；17’)旋轉(zhuǎn)期間切削材料，它包括切削刃裝置(15；15’)、后角裝置(28；28’)和緊固裝置(18；18’)，其特征在于，端銑刀頭由注模材料制成；端銑刀頭(11；11’)包括徑向定中心裝置(22；22’)；緊固裝置(18；18’)和切削刃裝置(15；15’)是與端銑刀頭成一體的；以及端銑刀頭包括一個鄰接表面(19；19’)，所述鄰接表面通常垂直中心軸線(17；17’)而伸展。
6.如權(quán)利要求5的端銑刀頭，其特征在于，諸如兩條相同的切削刃(16；16’)的切削刃裝置(15,15’)至少從銑刀頭的最外點向中心軸線(17；17’)延伸；切削刃最好在中心軸線附近相交；定中心表面相對所述中心軸線(17)成銳角(α)向前逐漸變尖，或者基本與中心軸線(17’)相平行；切削刃裝置(15；15’)圍繞一條大于180°的軌跡；端銑刀頭的材料是一種注模燒結(jié)硬質(zhì)合金或金屬陶瓷；端銑刀頭包括外部扳手夾緊裝置(27；27’)；緊固裝置(18；18’)包括螺紋或銷釘裝置，它們基本布置在鄰接表面(22,22’)之前；以及在端銑刀頭中至少設(shè)置有兩條沖洗通道(26；26’)，它們從端銑刀頭的第一凹口(30；30’)伸展至傾斜面(31)或后角面(28’)。
7.如權(quán)利要求5或6的端銑刀頭，其特征在于，銑刀頭(11’)的定中心表面(22’)位于在鄰接表面(19’)之后伸展距離(L)的突出部(41’)的外側(cè)上。
8.將可裝卸端銑刀頭安裝至端銑刀刀柄上的方法，其中端銑刀包括端銑刀頭(11；11’)、拉桿(12；12’)和刀柄(13；13’)，刀柄(13；13’)具有拉桿可裝配在其中的孔(14；14’)，所述端銑刀頭具有切削刃裝置(15；15’)，所述端銑刀具有中心軸線(17；17’)，其特征在于，該方法包括的步驟有；用注模燒結(jié)碳化物生產(chǎn)端銑刀頭，它具有與端銑刀頭成一體的緊固裝置(18,18’)和切削刃裝置(15；15’)；通過將拉桿插入至刀柄(13；13’)的孔(14；14’)中，以及通過將拉桿固定在刀柄前自由端中的預(yù)定深度上以安裝拉桿(12；12’)；將端銑刀頭(11；11’)放置在拉桿的自由端(34；34’)上，并相對刀柄轉(zhuǎn)動端銑刀頭，使緊固裝置(18,23；18’,23’)的嚙合將銑刀頭軸向移向刀柄，直至定中心表面(21,22；21’,22’)嚙合；繼續(xù)轉(zhuǎn)動銑刀頭，從而引起銑刀頭和拉桿作為一個組件轉(zhuǎn)動，直至鄰接表面(19,20；19’,20’)相接觸并制止拉桿和銑刀頭的進(jìn)一步軸向運動。
9.將可裝卸端銑刀頭安裝至端銑刀刀柄上的方法，其中端銑刀包括端銑刀頭(11；11’)、拉桿(12；12’)和刀柄(13；13’)，刀柄(13；13’)具有拉桿可裝配在其中的孔(14；14’)，所述端銑刀頭具有切削刃裝置(15；15’)，所述端銑刀具有中心軸線(17；17’)，其特征在于，該方法包括的步驟有用注模燒結(jié)碳化物生產(chǎn)端銑刀頭，它具有與端銑刀頭成一體的緊固裝置(18；18’)和切削刃裝置(15、15’)；通過將拉桿(12；12’)的一端(34；34’)插入端銑刀頭的緊固裝置(18；18’)中，以及通過將拉桿固定在端銑刀頭后端中的預(yù)定深度上以安裝端銑刀頭；將端銑刀頭(11；11’)和拉桿作為一個組件放置在刀柄(13；13’)的自由端上并相對刀柄轉(zhuǎn)動組件，使緊固裝置(24,25；24’,25’)的嚙合將銑刀頭軸向移向刀柄，直至鄰接表面(19,20；19’,20’)相接觸并制止拉桿和銑刀頭的進(jìn)一步軸向運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種端銑刀,它包括一個具有一根拉桿固定于其上的端銑刀頭(11’)和一個帶孔(14’)的刀柄(13’),拉桿裝配在此孔中。端銑刀頭具有切削刃。拉桿(12’)可與端銑刀頭(11’)分開,而端銑刀頭和刀柄(13’)包括相配合的鄰接表面(19’;20’)。鄰接表面一般垂直端銑刀的中心軸線而伸展。本發(fā)明還涉及一種端銑刀頭和將端銑刀頭固定至刀柄上的方法。
文檔編號B23Q11/00GK1231627SQ9719831
公開日1999年10月13日 申請日期1997年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月27日
發(fā)明者卡爾-埃里克·貝里勒夫, 斯文·?？寺〉?申請人:塞科機(jī)床公司