專利名稱：切削工具緊固機構及其所用的組裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及切削工具，并且具體地涉及用于將一個元件緊固至另一個元件的切削工具緊固機構。
背景技術：
US6394465公開了一種工具緊固設備,包括具有插孔的夾持元件,插孔由操作孔部和夾持孔部聯合構成。具有柱狀柄部的插件可以插入到操作孔內，柄部的直徑小于操作孔部的直徑。柄部的直徑略大于夾持孔部的直徑。當緊固機構被轉移至緊固位置時，插件就通過由軸承套筒或緊固螺釘加在柄部上的外力而被強行裝入夾持孔部內。通過外力保持柄部和夾持孔部之間的可靠緊固。外力確保在操作切削工具期間保持將柄部壓向夾持孔部。如果沒有附加的外力，’465中的緊固機構就不能完成這樣的工作，原因是沿橫向于柄部縱向的方向加在被夾持柄部上的任何外力都可能會將柄部從夾持孔部中拉出。 在緊固螺釘被用于將柄部強行壓入夾持孔部內的緊固方法中，在其中擰入緊固螺釘的壁部必須具有最小厚度，目的是為了讓螺紋正常工作。本發(fā)明的目標是提供一種新型和改進的切削工具緊固機構，其中無需單獨的元件例如螺釘施加外力即可保持柄部和夾緊孔部之間的可靠緊固。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明，提供了一種第一元件和第二元件之間的切削工具緊固機構。第一元件包括位于第一元件前端的前部和從前部向后延伸的凸部。凸部包括具有桿直徑D3的柱狀桿。桿包括桿的外周面。第二元件包括
位于第二元件前端的凹部，凹部包括前表面以及開向前表面并且由操作孔口和夾持孔聯合構成的緊固腔。緊固腔包括內部耦合凹口，內部耦合凹口包括驅動面；以及從凹部向后延伸的后部。夾持孔在凹部的端視圖內具有夾持孔直徑為D2的圓形截面，夾持孔包括具有大于180度弧角的夾持面。操作孔口包括齒操作孔口和操作孔，操作孔在第二元件的端視圖內具有操作孔直徑為Dl的圓形截面，其中D1>D3>D2。齒操作孔口被成形在前表面并且向后延伸。操作孔和夾持孔具有各自的至少沿其一部分的間隔開的縱向軸線。其中凸部進一步包括從桿的外周面凸出用于被容納在齒操作孔口和耦合凹口內的耦合齒，并且耦合齒包括用于與驅動面接合的從動面。根據本發(fā)明的實施例，耦合齒的從動面沿朝向桿后表面的方向從桿的外周面升起。根據本發(fā)明的實施例，耦合齒的從動面在桿的端視圖中沿順時針方向升起。根據本發(fā)明的實施例，操作孔與夾持孔在兩條交線處相交。根據本發(fā)明的實施例，夾持面與夾持孔縱向延伸相同的長度。根據本發(fā)明的實施例，α等于181度。
根據本發(fā)明的實施例，在未緊固位置，耦合齒位于齒操作孔口內。根據本發(fā)明的實施例，在緊固位置，耦合齒的從動面與耦合凹口的驅動面相接合。根據本發(fā)明的實施例，在緊固位置，夾持孔的夾持面沿著弧角至少為180度的區(qū)域與桿的外周面相接合。根據本發(fā)明的實施例，在緊固位置，前部的后表面與凹部的前表面相接合。根據本發(fā)明的實施例，操作孔和夾持孔的縱向軸線平行。根據本發(fā)明的實施例，操作孔和夾持孔的縱向軸線以距離L間隔開。根據本發(fā)明的實施例，夾持孔朝向前表面漸縮。根據本發(fā)明的實施例，耦合凹口的驅動面具有截頭圓錐體的形狀。 根據本發(fā)明的實施例，夾持孔具有圓柱體的形狀。根據本發(fā)明的實施例，操作孔具有圓柱體的形狀。根據本發(fā)明還進一步提供了一種用于組裝切削工具緊固機構的方法，包括以下步驟
a)將桿插入操作孔口內，直到耦合齒沿軸向與耦合凹口對齊為止；然后
b)在前部的端視圖內相對于第二元件順時針轉動第一元件，直到桿已完全從操作孔口轉移至夾持孔并且通過耦合齒的從動面與耦合凹口的驅動面完全接合而使桿的外周面與夾持面完全接合為止。第一元件可以是切削頭。第二元件可以是工具柄。切削頭和工具柄可以共同構成切削工具。


為了更好地理解本發(fā)明并示出如何才能在實踐中實現本發(fā)明，現參照附圖進行說明，在附圖中
圖I是根據本發(fā)明實施例具有第一和第二元件的切削工具緊固機構的等距分解視圖； 圖2是第一元件的等距視 圖3是第一元件的端視 圖4是第二元件的概括等距視 圖5是第二元件的端視 圖6是組裝好的切削工具緊固機構處于未緊固位置時的側視 圖7是沿圖6中的VII-VII線截取的截面 圖8是組裝好的切削工具緊固機構處于緊固位置時的側視 圖9是沿圖8中的IX-IX線截取的截面 圖10是第二元件實施例的側視圖；以及 圖11是第二元件實施例的端視圖。應該意識到為了圖示的簡單和清楚起見，附圖中所示元件并非一定是按比例繪制。例如，某些元件的尺寸可能為了清楚起見而相對于其他元件有所放大，或者幾個物理部件可以被包含在一個功能塊或功能元件中。而且，在認為合適時，附圖標記可以在各附圖中重復出現以表示相應或類似的元件。
具體實施例方式在以下的說明內容中將介紹本發(fā)明的各種應用。為了進行說明，闡述具體結構和細節(jié)的目的在于提供對本發(fā)明的全面理解。但對于本領域技術人員來說顯而易見的是無需本文中給出的特定細節(jié)即可實踐本發(fā)明。而且，為了不使本發(fā)明含糊不清，公知的特征可以被省略或簡化。參照圖I至圖5進行說明，示出了根據本發(fā)明的實施例的第一元件12和第二元件14之間的切削工具緊固機構10。第一元件12例如可以是切削頭12，具有一定的旋轉方向并且在其前端27設有一個或多個切削刀片、切削刃等(未示出)。同時，第二元件16例如可以是工具柄16，具有一定的旋轉方向并且被設置用于沿所述旋轉方向旋轉驅動切削頭12，切削頭12和柄14共同構成了切削工具。
第一元件12具有位于前端的前部16和從前部16向后延伸的凸部18。凸部18包括柱狀桿20，具有桿直徑D3和縱向桿軸線A3。桿20具有桿的外周面22，其延伸在前部16的后表面24和桿的后表面26之間。根據某些實施例,后表面24和桿的后表面26面朝后方。根據某些實施例，后表面24和桿的后表面26都垂直于桿軸線A3取向。凸部18進一步包括從桿的外周面22凸出的耦合齒28。耦合齒28包括相對的齒前表面和齒后表面(30，32)、相對的齒側面34、齒的外周面36和從動面38。根據某些實施例，從動面38延伸在齒前表面30、齒的外周面36和齒側面34之間。根據某些實施例，從動面38沿朝向桿后表面26的方向從桿的外周面22升起(參見圖2)。根據某些實施例，從動面38在桿20的端視圖中沿順時針方向升起(參見圖I)，界定出較低和較高的齒部(40，42)。因此，在某些實施例中，從動面38在沿桿軸線A3向后的軸向上徑向向外傾斜并且沿第一元件12旋轉的周向徑向向外傾斜。注意力轉至圖4和圖5，示出了第二元件14。第二元件14包括位于前端的凹部44以及從凹部44向后延伸的后部46。凹部44包括位于前端面朝前的前表面48以及向后延伸并且向外開向前表面48的縱向緊固腔50。緊固腔50由操作孔口 52和夾持孔54聯合構成并且包括緊固腔的后表面56。夾持孔54具有縱向夾持孔軸線A2以及垂直于夾持孔軸線A2截取的具有夾持孔直徑D2的圓形截面。操作孔口 52與夾持孔54在兩條交線58處相交，界定出的夾持面60沿其整個長度具有大于180度的弧角α。角度α優(yōu)選地選擇為181 度。根據某些實施例，夾持面60是半圓柱形。根據某些實施例，夾持面60與夾持孔54縱向延伸相同的長度。操作孔口 52包括具有操作孔軸線Al的操作孔62，操作孔62具有垂直于操作孔軸線Al截取的具有操作孔直徑Dl的圓形截面。在垂直于任何一條軸線Al，Α2和A3截取的任意截面內，操作孔62的操作孔直徑Dl都大于桿20的桿直徑D3，桿直徑D3則大于夾持孔54的夾持孔直徑D2 (D1>D3>D2)。操作孔口 52進一步包括成形在前表面48內的齒操作孔口 64用于接納第一元件12的耦合齒28。根據某些實施例，齒操作孔口 64延伸在前表面48和緊固腔后表面56之間。操作孔軸線Al和夾持孔軸線A2平行并且以距離L間隔開(參見圖7)。緊固腔50進一步包括軸向位于緊固腔后表面56和前表面48之間的周向延伸的內部耦合凹口 66。耦合凹口 66在凹部44的端視圖內具有圓形截面。耦合凹口 66與夾持孔軸線A2同軸并且包括驅動面68，驅動面68被成形用于接合耦合齒28的從動面38。根據某些實施例，驅動面68具有正截頭圓錐體的形狀，被設計用于接納耦合齒28的從動面38的形狀并與之鄰接。在組裝切削工具緊固機構10時，驅動面68被設計為具有這樣的尺寸以允許操作從動面38的較低齒部40并避免操作從動面38的較高齒部42?，F參照圖6和圖7進行說明，圖6和圖7示出了處于未緊固位置的切削工具緊固機構10和第一元件12。在該位置，凸部18位于緊固腔50內，桿28位于操作孔62內并且耦合齒28位于齒操作孔口 64內。桿20的縱向軸線A3與操作孔62的縱向軸線Al基本相互對準，第一元件12可以自由滑動以在操作孔口 52內相對于第二元件14沿軸向移動并且夾持孔54的夾持面60不鄰接桿的外周面22。第一元件12的凸部18被插入緊固腔50內，直到耦合齒28沿軸向與耦合凹口 66對齊為止。
現參照圖8和圖9進行說明，圖8和圖9示出了處于緊固位置的切削工具緊固機構10和第一元件12。桿20位于夾持孔54內并且夾持孔54的夾持面60鄰接桿的外周面
22。桿20的縱向軸線A3與夾持孔軸線A2重合(參見圖9)。在該位置，耦合齒28位于耦合凹口 66內并且耦合凹口 66的驅動面68鄰接耦合齒28的從動面38以使驅動面68與從動面38處于驅動接合狀態(tài)。而且，根據某些實施例，前部的后表面24可以鄰接前表面48。通過在第一元件12的前部16的端視圖內相對于第二元件14順時針轉動第一元件12，即可實現將切削工具緊固機構10或第一元件12從未緊固位置轉移至緊固位置。轉動只能沿順時針方向進行，原因在于如上所述，從動面38的較高齒部42不能穿過耦合凹口66。隨著轉動的進行，耦合齒28被從齒操作孔口 64轉移至耦合凹口 66，直到在某一位置從動面38開始鄰接驅動面68為止。由于桿20的桿直徑D3大于夾持孔54的夾持孔直徑D2(D3>D2)，因此桿20必須被強行壓入夾持孔54內。正如以上公開的那樣，從動面38在桿20的端視圖內沿順時針方向升起。因此，當從動面38開始鄰接耦合凹口 66時，就沿朝向夾持面60的大致方向生成法向力N(參見圖9)。隨著進一步轉動第一元件12而累積的作用力N推送桿20經過兩條交線58并進入夾持孔54內，同時夾持孔54被略微膨脹。應該說明的是根據某些實施例，夾持孔54被設計為具有這樣的公差以允許夾持孔54的這種膨脹。根據某些實施例，緊固腔50由操作孔口 52和夾持孔254聯合構成，夾持孔254朝向前表面48漸縮以有助于夾持孔254(參見圖10)在緊固腔的后表面56附近膨脹。根據某些實施例，在凹部的端視圖中截取的截面內，夾持面60是連續(xù)的(參見圖1，5-9)，而根據某些實施例，夾持面160是不連續(xù)的并且包括縱向凹陷161 (參見圖11)。而且，在驅動面68具有正截頭圓錐體形狀的那些實施例中，作用力N沿離開前表面48的方向還具有向后指向的分量。這能實現前表面48和后表面24之間的可靠鄰接，確保第一元件12和第二元件14之間軸向鎖定。根據某些實施例，進入和離開夾持孔54可以通過桿20經過操作孔和夾持孔(62，54)之間的交線58時可以聽到的咔嗒聲來證明。盡管已經參照一個或多個具體實施例介紹了本發(fā)明，但是本說明書整體上應該被認為是說明性的而不應被解讀為將本發(fā)明限制成圖示的實施例。應該意識到本領域技術人員可以得出各種修改，盡管這些修改并未在本文中明確給出，但是仍然都落在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.第一元件(12)和第二元件(14)之間的切削工具緊固機構(10)， 第一元件(12)包括 位于第一元件(12)前端的前部(16);和 從前部(16)向后延伸的凸部(18)，凸部(18)包括具有桿直徑D3的柱狀桿(20);桿(20)包括桿的外周面(22)； 第二元件(14)包括 位于第二元件(14)前端的凹部(44)，凹部(44)包括前表面(48)以及向外開向前表面(48)并且由操作孔口 (52)和夾持孔(54)聯合構成的緊固腔(50)； 緊固腔(50)包括內部耦合凹口(66)，內部耦合凹口(66)包括驅動面(68);以及從凹部(44)向后延伸的后部(46);夾持孔(54)在凹部(44)的端視圖內包括具有夾持孔直徑D2的圓形截面，夾持孔(54)包括具有大于180度弧角(α)的夾持面(60)； 操作孔口 (52)包括齒操作孔口 (64)和操作孔(62),操作孔(62)在第二元件(14)的端視圖內包括具有操作孔直徑Dl的圓形截面，其中D1>D3>D2 ;齒操作孔口 ￠4)被成形在前表面(48)內并且向后延伸； 操作孔(62)和夾持孔(54)具有各自的至少沿其一部分的間隔開的縱向軸線； 其中 凸部(18)進一步包括從桿的外周面(22)凸出并且被設置成被接納在齒操作孔口(64)和耦合凹口出6)內的耦合齒(28)，耦合齒(28)包括適合用于與驅動面￠8)接合的從動面(38);并且 第一元件可以在緊固位置和未緊固位置之間移動，其中在未緊固位置時凸部(18)位于操作孔口(52)內，并且在緊固位置時夾持孔(54)的夾持面(60)與桿的外周面(22)相接合。
2.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中耦合齒(28)的從動面(38)沿朝向桿后表面(26)的方向從桿的外周面(22)升起。
3.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中耦合齒(28)的從動面(38)在桿(20)的端視圖中沿順時針方向升起。
4.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中操作孔(62)具有圓柱體的形狀。
5.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中操作孔(62)與夾持孔(54)在兩條交線(58)處相交。
6.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中夾持孔(254)朝向前表面(48)漸縮。
7.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中夾持孔(54)具有圓柱體的形狀。
8.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中夾持面(60)與夾持孔(54)縱向延伸相同的長度。
9.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中夾持面(160)包括縱向凹陷(161)。
10.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中弧角(α)等于181度。
11.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中在緊固位置，前部(16)的后表面(24)與凹部(44)的前表面(48)相接合。
12.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中操作孔(62)和夾持孔(54)的縱向軸線平行。
13.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中操作孔(62)和夾持孔(54)的縱向軸線以一定的距離(L)間隔開。
14.如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)，其中耦合凹口(66)的驅動面(68)具有截頭圓錐體的形狀。
15.一種用于組裝如權利要求I所述的切削工具緊固機構(10)的方法，包括以下步驟 a)將桿(20)插入操作孔口(52)內，直到耦合齒(28)沿軸向與耦合凹口(66)對齊為止；然后b)在前部(16)的端視圖內相對于第二元件(14)順時針轉動第一元件(12)，直到桿(20)已完全從操作孔口(52)轉移至夾持孔(54)并且通過耦合齒(28)的從動面(38)與耦合凹口(66)的驅動面(68)接合而使桿的外周面(22)與夾持面(60)完全接合為止。
全文摘要
工具緊固機構(10)將第一元件(12)連接至第二元件(14)。第一元件(12)具有柱狀桿(20)以及從桿(20)凸出的耦合齒(28)。第二元件(14)具有由夾持孔(54)和操作孔口(52)聯合構成的緊固腔(50)。操作孔口(52)具有操作孔(62)和齒操作孔口(64)，分別成形用于容納桿(20)和耦合齒(28)。桿(20)的桿直徑(D3)大于夾持孔(54)的夾持孔直徑(D2)。緊固腔(50)進一步具有用于容納耦合齒(28)的耦合凹口(66)。耦合凹口(66)具有驅動面(68)用于接合位于耦合齒(28)上的從動面(38)以形成將桿(20)從操作孔(62)推入夾持孔(54)內并幫助避免兩個元件(12,14)分離的作用力。
文檔編號B23B31/113GK102791407SQ201180008569
公開日2012年11月21日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權日2010年2月8日
發(fā)明者H.蓋伊 申請人:伊斯卡有限公司