專利名稱：銑削刀具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一個銑削刀具，其包括一個可以圍繞著幾何中心軸線旋轉的支撐體，所述支撐體具有一個在兩個相反端表面之間延伸的環(huán)繞圓周表面，多個相互間隔的刀座被可分離地安裝到所述的圓周表面上，每個刀座包括一個具有兩個切削刃的可分離的切削嵌塊。
現(xiàn)有技術以上所限定的這個類型的銑削刀具可以從專利SE9301399-3中已知。類似的使用楔入體夾緊切削嵌塊的銑削刀具可以從專利US20376412、US3214825和US3501822中得知。所有這些已公開的刀具的共同特點是切削嵌塊被容納在徑向槽或凹陷之中并從那里向外突起，所述槽和凹陷的開口在支撐體的圓周表面上。
當制造旋轉銑削刀具時，通常希望將機械加工能力提高到最優(yōu)化。針對這個目的，對于給定的直徑支撐體應當裝備最大數(shù)量的切削嵌塊，因為在刀具中具有較大數(shù)量的切削嵌塊可以使每個切削嵌塊的應力降低。換句話說，通過增加切削嵌塊的數(shù)量可以使銑削刀具在更高的機械加工速度下工作。銑削刀具的另一個重要的因素是支撐體的重量。支撐體的材料重量較輕，可以更快地起動和停止。一些材料對于便于工作是特別重要的，例如鋁合金。如果支撐體具有較輕的重量，就會抵消有害的振動趨勢。
對于從上述專利已知的銑削刀具，必須在每對相鄰的用于切削嵌塊的凹槽之間的支撐體自身上設置有相當數(shù)量的材料，以便使支撐體的圓周區(qū)域抵抗較大的切向力，該切向力通過切削嵌塊和刀座作用在支撐體上。通常本技術領域的普通技術人員會計算在相鄰凹槽之間的單個材料的切向延伸應當至少與凹槽的寬度或切向延伸相等。這意味著應用在支撐體圓周上的切削嵌塊的數(shù)量以不令人滿意的方式被限制。
已知的銑削刀具通常選擇鋼作為支撐體的材料。這個材料的優(yōu)點是它可以抗沖擊；這意味著在每對向外突出的切削嵌塊之間的暴露在外的部分圓周表面具有良好的抵抗機械加工的機械應力以及甩到所述部分表面上的熾熱的切屑的能力。然而使用鋼的缺點是這個材料具有相對高的密度。這意味著由于支撐體組成銑削刀具的整個容積的主要部分，所以總體上銑削刀具就會變得較重。重的刀具的結果是機械加工速度受到限制。此外，從相關銑削機械上安裝和拆卸銑削刀具的操作就會變得復雜不方便。
對于以上專利文件中的已知的銑削刀具，應當指出的是，用于將切削嵌塊調整到精確的加工位置的操作就會相當復雜，這意味著定位的調整工作要花費大量的時間。
本發(fā)明的目的和特點本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有的銑削刀具的上述缺點并提供一個改進的銑削刀具。本發(fā)明的主要目的是制造一個在給定直徑上能夠裝備大數(shù)量的切削嵌塊的銑削刀具，最終提高加工的速度。本發(fā)明的另一個目的是提供一個具有支撐體的銑削刀具，當需要時，其可以用低密度的材料制造，例如鋁合金，以便減少支撐體的重量從而便于安裝和拆卸工作并減少振動的危險。本發(fā)明的再另一個目的是制造一個具有切削嵌塊的銑削刀具，該切削嵌塊能夠以簡便省時的方式被精確調整。
最后，本發(fā)明的主要目的可以借助于在權利要求1所述的特征來實現(xiàn)。在從屬的權利要求中進一步限定了優(yōu)選的實施例。
如在獨立權利要求中所述的，本發(fā)明依靠于將在支撐體的圓周表面外側的刀座彼此比較靠近的概念，以便借助于刀座遮蓋最大可能的圓周表面部分。通過刀座在圓周表面的外側彼此相互鄰近的定位，即不需要將它們容納在任何徑向凹槽之內，不但能夠對給頂?shù)闹睆绞勾髷?shù)量的切削嵌塊固定到支撐體上，而且可以用具有限定的抗沖擊能力的材料制造支撐體本身。因此，實際上支撐體可以用鋁合金或其它的輕的材料制造，同時刀座用機械性能比鋁合金更高的鋼來制造。于是鋼保護了支撐體的材料。
附圖簡述在附圖中

圖1是本發(fā)明的銑削刀具的透視圖，顯示了所述銑削刀具帶有全部的刀座，除了兩個刀座從支撐體上卸去以外，圖2是一個透視分解圖，顯示了支撐體的一部分和從支撐體上分離的一個刀座和一個切削嵌塊，圖3是一個局部的透視圖，顯示了切削嵌塊相對于相關的刀座是如何調節(jié)的，圖4是一個局部的透視圖，顯示了刀座的細節(jié)，圖5是本發(fā)明的一個可替換的實施例的銑削刀具的俯視圖，以及圖6是一個分解圖，顯示了圖5的銑削刀具的切削嵌塊和刀座。
在附圖中公開的實施例被詳細描述以前，要說明的是，應當能夠將所有銑削刀具的切削嵌塊調節(jié)到非常精確的工作位置。實際上的問題是存在1/100mm左右的數(shù)量級的公差。關于這個銑削刀具，即作為角度銑削刀具和面銑刀具，重要的是在工作期間所有銑削刀具的切削刃被精細地調節(jié)，不但將一個單個的面垂直于支撐體的旋轉軸線，而且與旋轉的軸線間隔一個精密的徑向限定距離。
從本發(fā)明的以下描述中可以很明顯地看到使用裝置以便能夠快速簡便地將切削嵌塊在軸向和徑向兩個方向精密地調整。
本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述圖1-4所示的銑削刀具包括一個支撐體1，其可以圍繞著幾何中央軸線A旋轉，所述支撐體1具有一個基本圓柱的形狀(所述支撐體還經(jīng)常被指定銑削刀具頭)。在兩個相反的平面端表面2、3之間(參見圖1和2)具有一個環(huán)繞的圓周表面4，所述表面不需要構造為一個圓柱或光滑表面，但是具有包絡表面的特征。在所述包絡表面或圓周表面4上設置有多個刀座5。每個刀座5又支撐一個切削嵌塊6。本實施例的刀具由一個角度切削刀片構成，而每個切削嵌塊6又包括兩個切削刃7、8。切削刃8形成一個平行于旋轉軸線A延伸的主切削刃，和切削刃7形成一個副切削刃。對于副切削刃7，應當指出的是，所述切削刃由所謂的刀片的短刃構成，其相對于主切削刃8完全垂直延伸，而同時向著銑削刀具的中心延伸的切削刃7的一個部分形成一個傾斜間隙的部分。可是，由于刻度的原因，不能清楚地將刀片或副切削刃從間隙部分分離。
現(xiàn)今所描述的公開的銑削刀具是現(xiàn)今已知的全部基本的銑削刀具。
本發(fā)明的銑削刀具的特征是單個刀座通過一對相互配合的鋸齒狀的表面9、10與支撐體相連接，第一個所述表面被設置在支撐體的圓周表面上和第二表面被設置在刀座的內側。在已知的方式中，每個鋸齒表面或鋸齒面包括多個被中間槽分隔的長方形的軸向的平行的脊。一個鋸齒面的脊可以與其它鋸齒面的槽相嚙合。盡管可以精確地確定第一鋸齒面9的切向位置，即垂直于從支撐體的旋轉軸線延伸的假想的半徑，實際上所述鋸齒表面相對于與旋轉軸線橫截的半徑或一個徑向平面，可以具有在65-90°的范圍內的一個任意的角度，適合的范圍為70-85°，優(yōu)選為75°左右。鋸齒表面9的傾斜可以是負的，也可以是正的。在圖1-4的實施例中，鋸齒表面9具有一個所示的正的傾斜，而同時圖5為一個具有負的傾斜角度的實施例。鋸齒表面9應當沿著支撐體的軸向伸展的主要部分延伸(即在相反平面表面2、3之間的整個距離)和具有一個對應于刀座5的寬度的寬度或切向伸展。同時在刀座的內側的鋸齒面10應當沿著刀座的整個寬度以及整個長度延伸。
對于每個刀座，在支撐體中設置有螺紋孔11，所述螺紋孔11的開口位于鋸齒表面9。此外，在刀座5中具有用于緊固的夾緊螺釘13的通孔12，該螺釘13可以被允許在螺紋孔11中擰緊。在實施例中，使用的螺釘在與螺紋桿分開的位置處包括一個頭部14，該頭部14具有用于Allen鑰匙的凹陷的夾槽15?？?2一方面具有一個窄的內部部分，以允許螺釘?shù)臈U穿過該部分，另一方面具有一個寬的外部部分，其設置有容納螺釘?shù)念^14的凹入16。底部17提供一個抵靠可以被擰緊的螺釘頭的接合表面?？?2的特征是一個橢圓形的以便只要螺釘不被最后擰緊，允許刀座相對于螺釘沿著支撐體的軸向方向移動一些角度。
對本領域的普通技術人員，如果支撐體被驅動高速旋轉，在旋轉支撐體上可分離安裝的部件具有潛在的安全危險是已知的，即在一些不幸的環(huán)境下所述部件在很大力作用下從支撐體上松解并脫離。盡管通過一個預定的扭矩可以將夾緊螺釘充分鎖緊，本發(fā)明的銑削刀具對夾緊螺釘提供了抵抗離心力的的固定。這樣對每個刀座和夾緊螺釘，在支撐體1上形成一個第二螺紋孔18。這個第二孔一方面在平的端表面2開口，另一方面在與夾緊螺釘13的第一孔相通。一方面在第二孔中可以插入一個輔助螺釘19，所述螺釘可以從外側接近，另一方面可以通過在孔18中擰緊輔助螺釘使一個壓塊20壓靠在夾緊螺釘13的螺紋軸。在使用中壓塊20優(yōu)選由銅或其它的軟材料制成，以便不損壞夾緊螺釘?shù)穆菁y。因為輔助螺釘19不承受任何切向力，所以在擰緊后可以確保夾緊螺釘13的滿意的固定，即使所述螺釘承受較大的離心力。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例，設置了一個特殊的機構以便有助于刀座5相對于支撐體1的軸向精確調整。所述機構可以以多種不同的方式實現(xiàn)，但是在實施例中，其具有螺釘?shù)男螤睿环矫媛菁y軸(未視出)可以嚙合在支撐體的螺紋孔41中，另一方面頭部21具有一個用于具有多個突葉形狀的鎖的面向外的夾槽。這個螺釘?shù)奶攸c是，頭部的包絡表面相對于軸的中心軸線是非對稱的。例如，包絡表面可以是圓柱形的并且頭部相對于軸一般是偏心的。包絡表面也可以是橢圓形狀。在圖4中可以明顯看到，螺釘頭部的包絡表面處于與刀座5的橫向鄰接表面23接觸的位置。當螺釘承受一個旋轉運動時，螺釘能夠用小的精確軸向運動移動刀座。
第二表面24以一個角度延伸到鄰接表面23，其與所述的第二表面24一起限定了一個在刀座上的角部的凹陷。在這個角部的凹陷的面積上，刀座具有一個突起的凸緣部分25，其部分地覆蓋螺釘頭部21的圓周部分。通過這個凸緣部分25，螺釘被給定一個抵抗離心力的固定。換句話說，所述螺釘不能從銑削刀具中拋出脫離，即使所述刀具在以高速旋轉。
在實施例中切削嵌塊6由一個鋼材料體組成，該鋼材料體具有一個成為整體的較小的刀片26，刀片26的材料具有特別高的硬度和高的耐磨性能，例如為全部或部分由金剛石或氮化硼晶體組成的材料。在所述刀片26上形成的上述的切削刃7、8由切削嵌塊的實際邊緣構成。如上所述，實例的切削嵌塊適合于角度銑削，所述的切削刃7、8相對于彼此垂直延伸。
通過第二對鋸齒表面27、28的部件，切削嵌塊6可以連接到刀座上，其中第一個鋸齒表面設置在刀座的自由端，而另一個鋸齒表面被設置在切削嵌塊6的內側。與所述鋸齒表面9、10相一致的是，所述鋸齒表面27、28包括由槽所間隔的長方形的脊。鋸齒表面28優(yōu)選沿著切削嵌塊6的整個內側延伸，所述鋸齒表面27具有與鋸齒表面28的尺寸基本相對應的尺寸。夾緊螺釘30的螺紋孔29的開口在鋸齒表面27中，所述夾緊螺釘30被用于將切削嵌塊固定到刀座上。除了螺紋桿31以外，所述螺釘包括一個頭部32，該頭部32具有一個用于適合的鑰匙的面向外的夾槽33。在切削嵌塊6中具有一個通孔34，與孔12類似，其具有一個橢圓的形狀，以便相對于螺釘能夠移動切削嵌塊。另外，在這個情況下孔具有一個凹陷以容納螺釘?shù)念^部，該頭部可以靠在位于凹陷的底部的環(huán)形鄰接表面35而被擰緊。
第二對鋸齒表面27、28的脊和槽相對于在刀座和支撐體之間的第一對鋸齒表面的9、10的脊和槽傾斜一個45°角度。這意味著切削嵌塊6相對于刀座相對支撐體移動的軸線方向正好沿著一個45°角度的方向移動。換句話說，切削刃7、8的平分線角度為45°。如果在所述切削刃之間的設置角度不同于90°(一個銳角或鈍角)，鋸齒表面的脊相應地傾斜。如果假設在切削刃之間的設置角度為120°，則鋸齒表面的脊應當相對于垂直于旋轉軸線A延伸的虛構平面沿著一個60°的角度定向。
如圖2和3所示，切削嵌塊6沿著它的一個縱向側面具有一組齒或鋸齒36，其在切削嵌塊的固定位置中面向一個在壁表面38的部分圓形的凹陷37，壁表面38在刀座中限定了一個用于切削嵌塊6的座。如標號39所示，可以將一個多凸葉鑰匙引入到凹陷37中，以便與一組齒36嚙合。通過旋轉該鑰匙使切削嵌塊相對于刀座前后移動是顯而易見的。
銑削刀具的每個切削嵌塊6的精確調節(jié)通過以下方式來實現(xiàn)在刀座被固定和切削嵌塊在支撐體上被夾緊以后，首先將兩個螺釘13、30在各自的螺孔中輕微擰緊。在第一步驟中，沿著徑向方向調整切削嵌塊。它可以通過切削嵌塊6借助于鑰匙39相對于相關的刀座的移動來實現(xiàn)。更準確地說，切削嵌塊相對于刀座的縱向方向沿著一個45°的方向向外或向內移動。當所有的切削嵌塊被調整和校準時，即它們切削刃8處于與支撐體的旋轉軸線正好相距所要的距離(例如在0.01mm的公差范圍之內)而將它們定位，然后將螺釘30最終擰緊。在這個階段，當?shù)蹲膴A緊螺釘13仍然被輕微擰緊時，切削嵌塊可以相對于支撐體沿著徑向方向不被移動。在下一個步驟，切削嵌塊仍然沿著軸向方向被調整。其可以借助于螺釘?shù)念^部21來實現(xiàn)，即當旋轉時其通過極其精確的運動能夠使刀座軸向移動。當?shù)蹲_到精確的所需要的軸向位置時，夾緊螺釘13被最終擰緊。在結束的步驟中，輔助螺釘19與壓塊20一起被引入到第二孔18中以便固定夾緊螺釘?shù)挚闺x心力。
在圖1所示的實施例中，在相鄰的刀座與隨后的鋸齒表面9之間設置有V形截面的凹槽，所述的V形凹槽要求一定的間隔。然而這些彼此相鄰的刀座間隔得比已知具有徑向凹槽以容納徑向突出的切削嵌塊的銑削刀具的刀座之間的間隔近。換句話說，對于給定的直徑，支撐體或銑削刀具頭1可以裝備有更多數(shù)量的切削嵌塊。
在圖5和6所顯示的另外的實施例中，刀座5’以這樣的方式彼此相互緊鄰，即全部刀座一起基本上覆蓋了支撐體1’的整個圓周表面。在這個情況下，鋸齒表面9’相對于穿過銑削刀具的旋轉軸線虛擬半徑沿著一個負的角度延伸，借此在相鄰鋸齒表面9’的前和后端部之間設置短的過渡表面40，所述短表面40相對于鋸齒表面沿著一個陡的角度延伸。
在這個實施例中，特別優(yōu)選的是用鋁合金制造支撐體1’和用鋼制造刀座。因為鋼比鋁具有更高的耐沖擊性能，可以更好地保護支撐體免受從切削嵌塊處甩出的切屑的破壞影響。這樣所有刀座圍繞著支撐體形成一個基本完全的覆蓋和保護屏障。
對于沿著軸向方向精確地調整刀座的可能性，刀座5’與前面描述的刀座5基本類似。因為切削嵌塊與所述類型的銑削刀具一起不需要被徑向調整，然而所述鑲塊借助于一個單個夾緊螺釘30’在一個給定的位置被固定到刀座上。在這個情況下，切削嵌塊6’可以包括一個傳統(tǒng)的優(yōu)選為可分度的硬質合金體。
本發(fā)明的銑削刀具的基本優(yōu)點是，對于任何給定的直徑，支撐體通過刀座的外部和暴露的定位能夠裝備有大數(shù)量的刀座。通過使用在刀座的內側和支撐體的周圍上的相互配合的鋸齒表面可以使這個刀座外部定位，因為這個鋸齒表面能夠吸收大的切向力。當以在圖5中所示的方式刀座彼此緊鄰固定時，本發(fā)明具有特別明顯的優(yōu)點。在這個情況下，刀座形成了圓周保護屏障，于是可以使用具有較低耐沖擊和耐磨損性能的鋁合金或其它材料制造支撐體。另外，兩組鋸齒表面使刀具的切削嵌塊的精確調整變得簡單省時，所述鋸齒表面彼此之間以一個角度延伸。
本發(fā)明可行的改進本發(fā)明不只是局限于以上所描述的在附圖中所公開的實施例?？梢允褂闷渌臋C構進行刀座的精確軸向調整，以代替具有非對稱頭部的螺釘。甚至完全取消調整機構而用手調整也是可行的。另外，應當指出的是，除了一個橢圓孔和固定在支撐體上的螺釘?shù)膸椭酝?，所述螺釘可以軸向固定，以便實現(xiàn)刀座相對于支撐體的軸向移動。于是，使用一方面具有固定在刀座上的傳統(tǒng)的螺孔中的螺紋軸，另一方面具有容納在刀座的內腔中的頭部的螺釘是可行的，并且從內腔延伸出的一個孔是橢圓的，以便使螺釘以及刀座軸向移動。另外對于大型的銑削刀具，借助于從圓柱凹陷內側接近的螺釘固定刀座是可行的，所述凹陷被支撐體的外圍的環(huán)形部分所限定(見圖1)。此外，切削嵌塊6的夾緊螺釘30可以抵抗離心力而被固定，例如以與刀座的夾緊螺釘13的方式相同。
權利要求
1.一個銑削刀具，包括圍繞幾何中心軸線旋轉的支撐體(1)，所述支撐體(1)具有一個環(huán)繞的圓周表面(4)，該圓周表面(4)在相反的端表面(2、3)之間延伸，一些相互分隔的刀座(5)被可分離的固定在所述圓周表面(4)上，每個所述刀座(5)包括一個可分離地切削嵌塊(6)，該切削嵌塊(6)至少具有一個切削刃(7、8)，其特征在于設置有兩個鋸齒表面(9、10)以便將單個的刀座(5)連接在支撐體(1)上，所述鋸齒表面(9、10)以已知的方式包括被槽所間隔的長方形的平行的脊，所述鋸齒表面的第一個(9)通過相對于旋轉的軸線的虛擬的半徑沿著一個在65-90°之間的角度延伸而更加精確在支撐體(1)的圓周表面(4)上定位并且從支撐體面向外，而另一個鋸齒表面(10)形成在刀座(5)的內側，在刀座上至少具有一個用于一個夾緊螺釘(13)的孔(12)，該螺釘(13)處于一個輕微擰緊的狀態(tài)-當一個鋸齒表面的脊與另一個鋸齒表面的槽嚙合并且反之亦然時-允許刀座相對于支撐體的至少一個確定的軸向移動，以便能夠使刀座被精確調整。
2.按照權利要求1所述的銑削刀具，其特征在于，刀座中的孔(12)是一個通孔，夾緊螺釘(13)一方面具有一個頭部(14)，其適應地被擠壓在與孔(12)相關的接合表面(17)上，另一方面具有一個螺紋桿，其適應地被擰緊在螺孔(11)中，螺孔(11)的開口在支撐體的圓周表面的鋸齒表面(9)上，在刀座上的所述孔(12)是橢圓的以便允許刀座的所述軸向移動。
3.按照權利要求2所述的銑削刀具，其特征在于，接合表面(17)構成凹陷(16)的底部，該凹陷(16)設置在刀座的外表面中，螺釘?shù)念^部(14)被容納在所述凹陷(16)中。
4.按照權利要求2或3所述的銑削刀具，其特征在于，在支撐體中設置有一個帶螺紋的第二孔(18)，所述孔(18)一方面在支撐體(1)的端表面上開口并且在另一方面與用于夾緊螺釘(13)的第一孔(11)相連通，在第二孔中設置有一個輔助螺釘(19)和一個壓塊(20)，所述壓塊(20)通過所述輔助螺釘?shù)臄Q緊被壓靠在夾緊螺釘?shù)穆輻U上，以便防止夾緊螺釘從給定位置上的非有意的松開。
5.按照前述權利要求中的任一項所述的銑削刀具，其特征在于，設置一個用于精確調整刀座的機構，其與支撐體的鋸齒表面(9)相關聯(lián)。
6.按照權利要求5所述的銑削刀具，其特征在于，所述精確調整機構包括一個安裝在螺孔中的螺釘，所述螺釘具有一個帶有一個包絡表面的頭部，該包絡表面相對于螺釘?shù)男D的幾何軸線是非對稱的，所述包絡表面被應用壓靠在刀座的橫截表面上(23)，以便當螺釘旋轉時帶動刀座軸向移動。
7.按照權利要求6所述的銑削刀具，其特征在于，在所述橫截表面的區(qū)域中，所述刀座具有突出的邊緣(25)，該邊緣(25)部分地覆蓋螺釘?shù)念^部(21)，以便固定螺釘?shù)挚闺x心力。
8.按照前述權利要求中的任一項所述的銑削刀具，其特征在于，設置有第二對鋸齒表面(27、28)以便將切削嵌塊(6)連接到刀座(5)上，所述鋸齒同樣地包括被槽所分隔的脊，所述鋸齒表面中的第一表面(27)被設置在刀座上，另一個表面(28)被設置在切削嵌塊(6)的一個內側，第二對鋸齒表面(27、28)的所述脊和槽相對于在刀座與支撐體之間第一對鋸齒表面(9、10)的所述脊和槽沿著一個銳角延伸。
全文摘要
一個銑削刀具,包括具有可分離的刀座(5)的支撐體(1),在刀座(5)上安裝有可分離的切削嵌塊(6),該切削嵌塊(6)具有切削刃。設置有兩個鋸齒表面(9、10)以便將單個的刀座(5)連接在支撐體(1)上,所述鋸齒表面的第一個(9)在支撐體(1)的圓周表面上定位并且從支撐體面向外,而另一個鋸齒表面(10)形成在刀座(5)的內側。通過刀座的定位,支撐體上可以裝備的刀座要多于現(xiàn)有技術中的數(shù)量。
文檔編號B23C5/16GK1275936SQ98810229
公開日2000年12月6日 申請日期1998年10月8日 優(yōu)先權日1997年10月15日
發(fā)明者英厄馬爾·夸茨, 拉爾斯－埃里克·恩奎斯特 申請人:桑德維克公司