專利名稱：切削工具及裝配切削工具的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及切削工具及裝配切削工具的方法。具體地，本 發(fā)明是關(guān)于切削工具和將切削工具裝配在切削工具保持器上的方法。
背景技術(shù)：
用于切削堅(jiān)硬的表面，例如巖石和瀝青的工具組件，通常包括旋 轉(zhuǎn)輪或鼓輪，圍繞輪子或鼓輪的圓周安裝多個(gè)切削工具。每個(gè)切削工 具可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在旋轉(zhuǎn)鼓輪的圓柱孔內(nèi)。然而，通過(guò)這種工具切削材 料磨損嚴(yán)重以致在僅一天的使用中，切削工具就變得磨壞，并且需要 頻繁地更換。因此，這些工具的更換必須相對(duì)容易地完成。
每個(gè)切削工具通常包括錐形向前切削刃，所述切削刃帶有硬質(zhì)合 金刀片，以及與硬質(zhì)合金刀片間隔開(kāi)的主擴(kuò)張直徑部分。在硬質(zhì)合金 刀片和主擴(kuò)張直徑部分之間設(shè)置拔出器槽。所述拔出器槽用于利用拔 除工具從保持器上拔出切削工具。當(dāng)沒(méi)有充分接觸工具的后部以壓出 它們時(shí)，這是最理想的方法。在切削工具中，該槽通常是被機(jī)加工， 因此成本非常高。另外，由于該槽在接近切削工具的尖端被機(jī)加工， 所以容易磨損。
切削工具在向后的端處還包括柄?？蓧嚎s襯套設(shè)置在柄的周圍以 將工具安裝在工具保持器的孔內(nèi)。當(dāng)襯套被裝配到工具保持器內(nèi)時(shí)， 可使用墊圈幫助壓縮襯套。當(dāng)裝配時(shí)，切削工具的主擴(kuò)張直徑部分鄰 近墊圈設(shè)置。
使用時(shí)，切削工具在可壓縮彈簧襯套內(nèi)旋轉(zhuǎn)。這樣，主擴(kuò)張直徑 部分靠著墊圈摩擦。因?yàn)榍邢鞴ぞ叩淖畲蟛糠粥徑鼔|圈設(shè)置，因此兩者的接觸面被達(dá)到最大，導(dǎo)致墊圈和切削工具之間過(guò)度摩擦。
因此，本領(lǐng)域中對(duì)于切削工具需要在墊圈和切削工具之間有最小 的接觸面。另外，本領(lǐng)域中對(duì)于切削工具主體需要其可通過(guò)鍛造來(lái)制 造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是關(guān)于用于插入工具保持器的切削工具。工具主 體包括用于容納切削刀片的第一端和用于安裝在工具保持器內(nèi)的第二 端。工具主體包括錐形向前切削刃。主擴(kuò)張直徑部分鄰近向前切削刃 設(shè)置。減小直徑部分鄰近主擴(kuò)張直徑部分設(shè)置。柄鄰近減小直徑部分 設(shè)置?？蓧嚎s襯套設(shè)置在柄的周圍。當(dāng)切削工具保持在工具保持器內(nèi) 時(shí)，墊圈鄰近減小直徑部分設(shè)置。
本發(fā)明的另一方面是關(guān)于裝配切削工具的方法。具有工具主體的 切削工具被提供，該工具主體具有接收切削工具的第一端和用于安裝 在工具保持器內(nèi)的第二端。工具主體包括漸縮的向前的切削刃，主擴(kuò) 張直徑部分鄰近向前切削刃設(shè)置，減小直徑部分鄰近主擴(kuò)張直徑部分 設(shè)置，并且柄鄰近減小直徑部分設(shè)置?？蓧嚎s襯套被安裝在切削工具 的柄的周圍。墊圈被安裝在切削工具的周圍。
本發(fā)明的另一方面是關(guān)于切削工具和保持器。工具主體包括用于 接收切削刀片的第一端和安裝在切削工具保持器上的第二端。工具主 體包括錐形向前切削刃。該切削刀片設(shè)置在工具主體的第一端上。主
擴(kuò)張直徑部分鄰近向前切削刃設(shè)置。減小直徑部分鄰近主擴(kuò)張i:徑部 分設(shè)置。柄鄰近減小直徑部分設(shè)置。可壓縮襯套設(shè)置在柄的周圍。當(dāng) 切削工具保持在工具保持器內(nèi)時(shí)，墊圈被鄰近減小直徑部分設(shè)置。


附圖提供了直觀表示，它們將被用于較全面描述這里公開(kāi)的代表
7性實(shí)施例，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能較好的理解這些實(shí)施例和他們內(nèi)在 的優(yōu)點(diǎn)。在這些附圖中，相同的參考標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。
圖1是示出了本發(fā)明的示例性切削工具和保持器的部分橫切面的 側(cè)視圖2示出了本發(fā)明的示例性的切削工具的側(cè)視圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性的切削工具的側(cè)視圖
圖4示出了本發(fā)明的示例性的工具主體的側(cè)視圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性的可壓縮襯套的側(cè)視圖
圖5A是沿線5A-5A截取的圖5中的可壓縮襯套的剖面圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性的墊圈的俯視圖6A是沿線6A-6A截取的圖6的墊圈的剖視圖7示出了標(biāo)準(zhǔn)拔除工具的側(cè)視圖8示出了本發(fā)明的切削工具帶有沿著可壓縮襯套中部設(shè)置的墊 圈的側(cè)視圖9示出了本發(fā)明的切削工具帶有鄰近減小直徑部分設(shè)置的墊l蜀 的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2示出了本發(fā)明切削工具組件IO和切削工具12的示例 性實(shí)施例。雖然切削工具組件10總體上被描述成適用于路面銑削工具， 但應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的切削工具組件IO可應(yīng)用于除路面銑削工具 之外的切削工具。例如，采礦工具和挖溝工具。
切削工具組件IO包括安裝在工具保持器14內(nèi)的切削工具12。當(dāng) 用作路面銑削工具時(shí)，多個(gè)切削工具圍繞鼓輪的周圍安裝，且可繞縱 向軸旋轉(zhuǎn)，以使由而能切削堅(jiān)硬的表面(未示出)。這種工具的結(jié)構(gòu)在現(xiàn) 有技術(shù)中已被公知，例如，在美國(guó)專利No.6，113，195和No.6，481，803 中示出，對(duì)該兩個(gè)美國(guó)專利的描述被結(jié)合在此，作為參考。切削工具12包括具有用于接收切削刀片20的第一端18的工具主 體16。優(yōu)選地，切削刀片20是碳化鎢切削刀片。然而，應(yīng)當(dāng)理解，切 削刀片20可由任何硬質(zhì)材料制造，這可根據(jù)其應(yīng)用和設(shè)計(jì)偏好的需要。 工具主體16包括錐形向前切削刃22和鄰近向前切削刃22的主擴(kuò)張直 徑部分24。減小直徑部分或拔出器槽26被鄰近主擴(kuò)張直徑部分24設(shè) 置，且其尺寸被設(shè)置成可接收標(biāo)準(zhǔn)拔除工具的卡爪(參見(jiàn)圖7)，這在后 面將被較詳細(xì)地描述。
切削工具12包括第二端28，用于將切削工具12安裝在工具保持 器14上。切削工具12的第二端28包括柄部30，該柄部將被接收在工 具保持器14的孔32內(nèi)。設(shè)置在柄部30周圍的是可壓縮襯套34，該可 壓縮襯套34優(yōu)選由彈簧鋼制造。襯套34是彈簧支撐式，以靠著工具 保持器14的孔32的內(nèi)表面徑向膨脹襯套。
墊圈36設(shè)置在可壓縮襯套34周圍且起作用以壓縮襯套34,以致 切削工具12能被安裝在工具保持器14上，這將在后面被較詳細(xì)地描 述。優(yōu)選地，切削工具12可在工具保持器14的孔32內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并保持 在孔中。切削工具12在孔32內(nèi)的旋轉(zhuǎn)使得切削工具12對(duì)稱地磨損， 這增加了切削工具12的使用壽命。
參照?qǐng)D2和3，將本發(fā)明的切削工具12與現(xiàn)有技術(shù)的切削工具40 作比較。特別參照?qǐng)D3，現(xiàn)有技術(shù)的切削工具40包括錐形向前切削刃 42，其在它的端部接收切削刀片44。減小直徑部分46設(shè)置在錐形向前 切削刃42和主擴(kuò)張直徑部分48之間，并具有能接收標(biāo)準(zhǔn)拔除工具49 的卡爪(參見(jiàn)圖7)?？蓧嚎s保持襯套50設(shè)置在切削工具40的柄部52 周圍，以由此使切削工具40保持在工具保持器內(nèi)(參見(jiàn)例如圖1)。墊圈 54設(shè)置在可壓縮襯套50周圍，其預(yù)先壓縮保持襯套54，以便于將切 削工具40安裝和保持在工具保持器內(nèi)。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的切削工具40，減小直徑部分46必須被機(jī)加工，因?yàn)椴豢赡芡ㄟ^(guò)冷成型工藝產(chǎn)生這樣的帶槽部分。特別是，當(dāng)冷成型 時(shí)，帶槽部分不允許從模具沖壓出切削工具，然而，機(jī)加工非常昂費(fèi)，
應(yīng)當(dāng)被避免。另外，主擴(kuò)張直徑部分48和墊圈54之間的接觸表面相 當(dāng)大，由此增加了切削工具40在工具保持器內(nèi)的摩擦力并且負(fù)面影響 旋轉(zhuǎn)，引起過(guò)早磨損。此外，減小直徑部分或拔出器槽46相對(duì)接近切 削刀片44定位，其引起槽的頂面被磨損，從而使得對(duì)于用拔出器來(lái)拔 除工具也是無(wú)用的。
相反，本發(fā)明的切削工具12在減小直徑部分或者拔出器槽26上 面包括主擴(kuò)張直徑部分24。同樣地，墊圈36用作拔出器槽26的底面 36A，且主擴(kuò)張直徑部分24用作拔出器槽26的頂面24A。另外，如圖 2中所示，拔出器槽26的頂面與主擴(kuò)張直徑部分24和切削工具12之 間的摩擦力被最小化，因?yàn)樗麄儽舜酥g的表面接觸顯著地減小。作 業(yè)時(shí)，主擴(kuò)張直徑部分24用作拔出器槽26的一側(cè)，且從切削刀片20 移開(kāi)較遠(yuǎn)，由此降低了頂面24A和主擴(kuò)張直徑部分24的磨損。
參照?qǐng)D4，將進(jìn)一步描述本發(fā)明的切削工具12。特別地，切削工 具12包括具有第一端18和第二端28的工具主體16。第一端18包括 用于在其中接收切削刀片(未示出)的底座56。第一端18包括鄰近主擴(kuò) 張直徑部分24的漸縮的向前的切削部分22。減小直徑部分或拔出器槽 26設(shè)置在主擴(kuò)張直徑部分24的下面。橋接減小直徑部分26和主擴(kuò)張 直徑部分24的肩部構(gòu)成用于接合拔除工具49的頂面24A。優(yōu)選地， 減小直徑部分26為圓柱形。然而，應(yīng)當(dāng)理解，減小直徑部分26可根 據(jù)應(yīng)用和設(shè)計(jì)偏好的需要采用其它形狀。
工具主體16也包括用于安裝在工具保持器14內(nèi)的柄部30(見(jiàn)閣 1)。鄰近柄部30設(shè)置階梯狀部分60。優(yōu)選地，階梯狀部分60的直徑 大于柄部30的直徑，但小于減小直徑部分26的直徑。當(dāng)可壓縮襯套 安裝在切削工具12周圍時(shí)，階梯狀部分60提供可壓縮襯套被保持靠 著的表面。因?yàn)橹鲾U(kuò)張直徑部分24設(shè)置在拔出器槽上方，所以工具主體16 可通過(guò)冷成型形成，其中金屬坯可形成所需要的形狀，由此避免了機(jī) 加工的巨大成本。特別地，坯被插入限定切削工具外表面的沖模中， 之后，坯被沖壓成與沖模的形狀相符。然而，應(yīng)當(dāng)理解，工具主體16 可利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它方法制造，且不局限于冷成型。
參照?qǐng)D5、 5A、 6和6A，本發(fā)明的可壓縮襯套34和墊圈36與現(xiàn) 有技術(shù)中的可壓縮襯套和墊圈相類似。特別參照?qǐng)D5和5A，可壓縮襯 套34優(yōu)選由彈簧鋼制造并包括開(kāi)口 70，該開(kāi)口允許襯套通過(guò)墊圈36 被壓縮。參照?qǐng)D6和6A，墊圈36包括斜面72，該斜面向下以一定角 度成錐形，這使墊圈36和切削工具的減小直徑部分或拔出器槽26之 間的接觸減少到最小。例如，在美國(guó)專利No.6，113，195中所示的墊圈 的結(jié)構(gòu)，其描述被結(jié)合在此，作為參考。該角度優(yōu)選為大致45度，但 可根據(jù)應(yīng)用和設(shè)計(jì)偏好的需要可以是更大或更小的角度。襯套34也包 括許多棘爪74(見(jiàn)圖5和5A),這些棘爪與設(shè)置在切削工具12的柄部 30上的凹槽76(見(jiàn)圖4)嚙合，由此使襯套34保持在切削工具12上。
參照?qǐng)D8和9，本發(fā)明的在工具保持器14上裝配切削工具12的 方法包括，在切削工具12的柄部30的周圍安裝可壓縮襯套34，以使 襯套34鄰近切削工具12的階梯狀部分60設(shè)置。將墊圈36配合在可 壓縮襯套34上工具主體16的第二端28的周圍，直到墊圈36設(shè)置在 沿可壓縮襯套34的大約中部的周圍為止。
—旦墊圈36在可壓縮襯套大致中部安裝在可壓縮襯套34周圍， 切削工具12的第二端28才插進(jìn)工具保持器的孔內(nèi)，直到墊圈36的第 一端80鄰接工具保持器的頂面(未示出)。接著向切削工具12的第--端 18和切削刀片20作用力，直到墊圈36的第二端82抵接減小直徑部分 或拔出器槽26，如圖9中所示。墊圈36沿可壓縮襯套的長(zhǎng)度預(yù)先壓iS 可壓縮襯套34，以由此便于切削工具插入工具保持器的孔內(nèi)，如圖1中所示。
在目前應(yīng)用的切削工具12中，切削工具12和墊圈36之間的接觸 面小于墊圈36和工具保持器14的之間的接觸面。這樣，墊圈36將不 會(huì)移動(dòng)或在保持器上轉(zhuǎn)動(dòng)，而只是利用保持器的頂面保持固定。這將 減小保持器和墊圈的接觸面的磨損。墊圈和保持器之間增加的表面積 將防止墊圈轉(zhuǎn)動(dòng)，由此降低了保持器的頂部的磨損。這樣，在工具和 墊圈的接觸面磨損壞以及接觸面產(chǎn)生破壞性故障之前很久，工具就將 需要更換。當(dāng)切削工具更換時(shí)，墊圈也被更換。
目前公開(kāi)的實(shí)施例是在示意性的并且非限定性的所有方面被考 慮。保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求指出而不是通過(guò)前面的描述，并且屬 于本發(fā)明等同物的含義和范圍內(nèi)的所有改變都用于包含于保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于插入到工具保持器中的切削工具，包括工具主體，所述工具主體具有用于接收切削刀片的第一端和用于安裝在所述工具保持器內(nèi)的第二端，所述工具主體包括錐形向前切削刃；鄰近所述向前切削刃設(shè)置的主擴(kuò)張直徑部分；鄰近所述主擴(kuò)張直徑部分設(shè)置的減小直徑部分；鄰近所述減小直徑部分設(shè)置的柄；設(shè)置在所述柄的周圍的可壓縮襯套；和墊圈，當(dāng)所述切削工具被保持在所述工具保持器內(nèi)時(shí)，所述墊圈鄰近所述減小直徑部分設(shè)置。
2. 如權(quán)利要求l所述的切削工具，其中所述減小直徑部分的尺寸 設(shè)置為可接收標(biāo)準(zhǔn)拔除工具。
3. 如權(quán)利要求l所述的切削工具，其中所述減小直徑部分是圓杵 形或其它形狀。
4. 如權(quán)利要求l所述的切削工具，其中所述減小直徑部分通過(guò)鍛 造或其它方法形成。
5. 如權(quán)利要求l所述的切削工具，其中所述墊圈包括斜面，所述 斜面離開(kāi)與所述減小直徑部分鄰近的表面成錐形，從而使得所述墊圈 和所述減小直徑部分之間的接觸最小化。
6. 如權(quán)利要求5所述的切削工具，其中所述墊圈的所述斜面是大 約45度。
7. 如權(quán)利要求l所述的切削工具，還包括鄰近所述柄和所述減小直徑部分的階梯狀部分，其中所述階梯狀部分的直徑大于所述柄的直 徑，并且所述階梯狀部分的直徑小于所述減小直徑部分的直徑。
8. —種裝配切削工具組件的方法，包括如下步驟 提供切削工具，所述切削工具具有工具主體，所述工具主體具有用于接收切削刀片的第一端和用于安裝在工具保持器內(nèi)的第二端， 所述工具主體包括錐形向前切削刃；鄰近所述向前切削刃設(shè)置的主擴(kuò) 張直徑部分，鄰近所述主擴(kuò)張直徑部分設(shè)置的減小直徑部分和鄰近 所述減小直徑部分設(shè)置的柄；將可壓縮襯套配合在所述切削工具的所述柄的周圍；和在所述切削工具的周圍提供墊圈。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述切削工具是冷成型或通過(guò) 其它方法形成。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述墊圈在所述可壓縮襯套 上設(shè)置在沿所述可壓縮襯套的近似中部。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟 將所述切削工具的所述第二端插入到工具保持器的孔內(nèi)，直到所述墊圈的第一端鄰接所述工具保持器的前表面為止和向所述切削工具的所述第一端施加力，直到所述墊圈的第:-:端抵 靠所述減小直徑部分為止。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述墊圈以與所述切削工具 的縱向軸線成近似45度的角度離開(kāi)所述減小直徑部分成錐形。
13. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中通過(guò)用拔除工具的卡爪抓住 所述切削工具的所述減小直徑部分來(lái)移走所述切削工具。
14. 一種切削工具和保持器，包括工具主體，所述工具主體具有用于接收切削刀片的第一端和用于 安裝在工具保持器內(nèi)的第二端，所述工具主體包括錐形向前切削刃； 設(shè)置在所述工具主體的所述第一端中的切削刀片； 鄰近所述向前切削刃設(shè)置的主擴(kuò)張直徑部分； 鄰近所述主擴(kuò)張直徑部分設(shè)置的減小直徑部分； 鄰近所述減小直徑部分設(shè)置的柄； 設(shè)置在所述柄的周圍的可壓縮襯套；和墊圈，當(dāng)所述切削工具被保持在所述工具保持器內(nèi)時(shí)，所述墊圈 鄰近所述減小直徑部分設(shè)置。
15. 如權(quán)利要求14所述的切削工具和保持器，其中所述減小直徑 部分的尺寸設(shè)置為可接收標(biāo)準(zhǔn)拔除工具。
16. 如權(quán)利要求14所述的切削工具和保持器，其中所述減小直徑 部分是圓柱形或其它形狀。
17. 如權(quán)利要求14所述的切削工具和保持器，其中所述減小直徑 部分通過(guò)鍛造或其它方法形成。
18. 如權(quán)利要求14所述的切削工具和保持器，其中所述墊圈包括 斜面，所述斜面離開(kāi)與所述減小直徑部分鄰近的表面成錐形，從而使 得所述墊圈和所述減小直徑部分之間的接觸最小化。
19. 如權(quán)利要求18所述的切削工具和保持器，其中所述墊圈的斜 面是大約45度。
20. 如權(quán)利要求14所述的切削工具和保持器，還包括鄰近所述柄 和所述減小直徑部分的階梯狀部分，其中所述階梯狀部分的直徑大于 所述柄的直徑，并且所述階梯狀部分的直徑小于所述減小直徑部分的直徑，所述墊圈在被保持在所述工具保持器內(nèi)時(shí)設(shè)置在所述階梯狀部 分的周圍。
全文摘要
切削工具組件(10)包括工具主體(16)，該工具主體具有鄰近切削工具(12)的切削刃(22)設(shè)置的主擴(kuò)張直徑部分(24)和在主擴(kuò)張直徑部分(24)下方設(shè)置的拔出器槽(26)?？蓧嚎s襯套(34)設(shè)置在切削工具(12)的柄部(30)周圍，所述柄部安裝在工具保持器(14)內(nèi)。墊圈(36)安裝在可壓縮襯套(34)周圍，并用作拔出器槽(26)的一側(cè)。主擴(kuò)張直徑部分(24)下方的拔出器槽(26)的位置允許切削工具(12)通過(guò)冷成型或類似方法制造。
文檔編號(hào)E21C35/18GK101438028SQ200780016727
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者丹尼爾·J·穆薩, 肯尼斯·S·莫尼亞克 申請(qǐng)人:山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司