專利名稱：金屬切削工具及其可換墊片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬切削工具，其包括一個(gè)帶有一個(gè)或多個(gè)刀片承納凹座的刀夾，每個(gè)凹座均提供有一個(gè)可換墊片。
背景技術(shù)：
對(duì)于這樣一種切削工具，那個(gè)或每個(gè)切削刀片是借助于例如一個(gè)夾緊螺釘，或借助于其它合適的夾緊系統(tǒng)，以可拆裝的形式夾持在刀夾上形成的相應(yīng)的凹座內(nèi)，螺釘穿過(guò)刀片上的一個(gè)中心孔，擰入刀夾上形成的一個(gè)合適的螺紋孔中。設(shè)置在刀片和刀夾凹座的底面之間的墊片起到保護(hù)較為昂貴的刀夾主體在使用過(guò)程中免于變形或損壞的作用。墊片可以采用具有不同厚度的，從而根據(jù)需要來(lái)改變切削刀片和特別是切削刀刃相對(duì)于刀夾的特定位置。一般來(lái)講，對(duì)于用螺釘固定的刀片所采用的墊片而言，墊片是借助固定刀片所用的同一個(gè)螺釘夾持在位的，螺釘穿過(guò)墊片上與刀片的孔對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)孔。可以明顯地感到，這種將墊片固定到刀夾上的方法是不方便的，特別是在更換刀片的過(guò)程中，墊片不再固定在刀夾上，當(dāng)操作人員忘記重新放上墊片時(shí)，它或被遺失或被遺忘。已有建議(見(jiàn)歐洲專利文件EP247，011)，在這種情況下，可以通過(guò)提供一個(gè)帶有內(nèi)螺紋和外螺紋的特殊套筒使墊片即使在拆下刀片之后也保持在位，但是這種結(jié)構(gòu)既復(fù)雜又昂貴。
為了克服這個(gè)難題，而且即使刀片用中心螺釘以外的其它裝置把持時(shí)仍然保證墊片有效地固定在刀夾上，已有建議(見(jiàn)歐洲專利文件EP161，505)將墊片以完全獨(dú)立于刀片的可拆裝狀態(tài)的形式相對(duì)于刀夾把持在位，而這是通過(guò)一個(gè)插入刀夾而將墊片把持在位的位于中心的管狀開(kāi)口銷完成的。但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，該定位銷在使用中經(jīng)常會(huì)折斷，而這本身也會(huì)使切削工具的使用出現(xiàn)不可預(yù)料的結(jié)果。另外，這樣夾持墊片，在拆下墊片進(jìn)行更換時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到困難，而這種更換也變得費(fèi)時(shí)間。
在美國(guó)專利No．5，129，767中建議給底座墊片提供一個(gè)與其構(gòu)成整體的開(kāi)口管狀聯(lián)接部分，它具有彈簧壓力，且插入到凹座內(nèi)形成的相應(yīng)的管狀凹槽內(nèi)。一旦插入，聯(lián)接部分漲開(kāi)壓靠在凹槽的壁上，保證墊片在凹座內(nèi)的有效而獨(dú)立的定位。
但是對(duì)于現(xiàn)有美國(guó)專利所建議的底座墊片，一般來(lái)說(shuō)大多數(shù)，即使不是全部，先有技術(shù)底座墊片，都是用鑄鋼制成的，因此在熱處理后必須要經(jīng)過(guò)大量的金屬切削操作，例如鉆孔和磨削，以使其能適于應(yīng)用。結(jié)果，這種墊片不易于大批量生產(chǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種新的經(jīng)過(guò)改進(jìn)的金屬切削工具及其所用的基本克服了上述缺點(diǎn)的刀片底座墊片。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明，提供了一種切削工具，它包括一個(gè)刀夾；一個(gè)在上述刀夾上構(gòu)成的承納定位或保持凹座；上述凹座的底面和側(cè)壁；在上述凹座的底面和側(cè)壁的結(jié)合區(qū)形成的一圓柱凹槽，與上述凹座共同擴(kuò)展，且通過(guò)具有橫向尺寸D1的狹口敞開(kāi)到上述凹座內(nèi)，并具有大體呈圓弧形的橫截面，其直徑為d1，而d1＞D1，且所對(duì)的角度大于180°；和一個(gè)用金屬粉末經(jīng)壓縮和燒結(jié)制成的可換墊片，并包括一板狀主體部分，它具有頂面、底面和側(cè)壁；一肋狀件，其與上述側(cè)壁之一構(gòu)成一體且突出到上述主體部分的上述底面之外，上述肋狀件的外表面，沿上述肋的長(zhǎng)度方向大體對(duì)稱布置的上述外表面的相互橫向?qū)χ貌糠?，處于所?duì)角度至少為180°的直徑d2的正圓柱包絡(luò)面上，上述肋還有軸向延伸部分，其位于上述橫向?qū)χ貌糠种g，且具有橫向尺寸D2，而D1≥D2＜d2，而d2稍大于d1，使得當(dāng)上述墊片的底面相對(duì)于上述凹座的底面呈一定角度時(shí)，上述肋可以自由地插入到上述凹槽內(nèi)，而上述墊片相對(duì)于上述凹槽樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使上述肋的至少是上述對(duì)置的圓周表面部分與上述凹槽的壁呈緊密摩擦接觸，從而保證上述墊片在上述凹座內(nèi)固定在位，同時(shí)使墊片與凹座的底面緊密接靠。
上述對(duì)置部分最好由軸向取向的圓柱狀條構(gòu)成，該條可沿肋的整個(gè)長(zhǎng)度延伸，亦可沿其中心段或端頭段延伸。這個(gè)或各個(gè)軸向延伸的部分可以形成于肋上軸向延伸的大體呈平面的表面之間，它們每對(duì)之間可相互垂直。這些平面表面可大體平行于那些與主體部分的頂面基本平齊中的一個(gè)。
由于根據(jù)本發(fā)明的墊片形狀上的優(yōu)點(diǎn)，它可以通過(guò)包括壓縮和燒結(jié)的粉末冶金技術(shù)制成，其制成品要比以前生產(chǎn)的鑄鋼墊片硬得多。再者，該產(chǎn)品可以以較低的成本大量生產(chǎn)，只需要磨削上表面和打磨四周。再者，呈一體構(gòu)成的定位夾持肋可容易且自由地插入刀片夾持凹座上與其相對(duì)應(yīng)形成的圓柱凹槽內(nèi)。該肋相對(duì)于凹槽進(jìn)行簡(jiǎn)單的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)即可使其在凹槽內(nèi)摩擦夾卡，且使墊片在承納凹座內(nèi)得到效果頗佳的定位，同時(shí)墊片與凹座的底面呈緊密接靠。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明為了更好地理解本發(fā)明，以及表示它在實(shí)際中是如何使用的，現(xiàn)在請(qǐng)參閱附圖，其中

圖1是銑刀的一部分比例放大的立體圖，它構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的切削工具的一部分，圖中切削刀片在可換墊片上安置在位；圖2是表示圖1所示切削工具細(xì)節(jié)的比例放大的零件分解圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明的可換墊片的頂視立體圖；圖3b是根據(jù)本發(fā)明的可換墊片的底視立體圖；圖3c是圖3a和3b所示刀片底座墊片的側(cè)面正視圖；圖4是刀夾的刀片夾持凹座的示意性側(cè)面正視圖，表示凹槽的相對(duì)尺寸關(guān)系；圖5是刀夾的承納凹座的立體圖；圖6是工具部分連帶圖3a、3b和3c所示的可換墊片的立體圖，其所示的定位肋狀件是插在形成于圖1所示銑刀的凹座上相對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)；圖7是圖6所示工具部分的側(cè)面正視圖，表示定位肋和凹槽相互配合部分的相對(duì)尺寸關(guān)系；圖8是可換墊片位于并夾持在刀夾凹座內(nèi)的正視圖；圖9a和9b是根據(jù)本發(fā)明的可換墊片經(jīng)過(guò)改進(jìn)的形式分別從上、下兩方向看的立體圖；及圖10是根據(jù)本發(fā)明的可換墊片經(jīng)改進(jìn)形式的示意性側(cè)面正視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明現(xiàn)在參見(jiàn)圖1和圖2，圖中給出了本發(fā)明應(yīng)用于切削工具的情況，切削工具的形式為基本標(biāo)準(zhǔn)的銑刀1，它具有多個(gè)沿圓周布置的凹窩2，每個(gè)凹窩均在其中形成一個(gè)刀片夾持凹座3，圖3所示更加清楚。每個(gè)凹座3由一對(duì)側(cè)壁4和5及一個(gè)底面6構(gòu)成。在側(cè)壁5和底面6的結(jié)合處形成有一個(gè)圓柱狀長(zhǎng)凹槽7，而且該凹槽通過(guò)一狹長(zhǎng)開(kāi)口8開(kāi)放至凹座3，狹長(zhǎng)開(kāi)口8是與如果沒(méi)有它時(shí)側(cè)壁5和底面6的接合線同方向的。螺孔9從中心延伸到底面6之內(nèi)。
一個(gè)用金屬粉末(例如硬質(zhì)金屬碳化物粉末)壓制和燒結(jié)制成的刀片底座墊片11由一大體呈矩形的板狀主體部分12構(gòu)成，該主體部分有一呈平面的上表面13、一下底面14和一環(huán)繞周圍的側(cè)表面15。底面14的尺寸大體與凹座3的底面6的一致。主體部分12上有一個(gè)通孔12a。與主體部分12的側(cè)表面15構(gòu)成一體的是肋狀定位件16，它和與其呈一體的側(cè)表面共同擴(kuò)展。
現(xiàn)在參閱圖3至圖8，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的刀片底座墊片11，及其在凹座3中的插入和固定在位進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
正如由圖中可見(jiàn)，肋狀件16有一外表面，它具有大體為圓弧形的橫斷面，由圖3c和圖7可見(jiàn)，有直徑d2，其所對(duì)的角大于180°。該肋狀件16有一呈平面的上表面，如圖所示，它最好是與底座墊片11主體部分12的平面上表面13平齊。該肋狀件16突出到主體部分12的下表面14之外，具有位于最下端、大體平直、軸向取向的表面18，該表面與上表面17以及主體部分12的頂面和底面13和14大體平行。平直表面17和18之間相隔距離為D2。
由圖3a、3b和3c可見(jiàn)，在平直表面18的兩側(cè)是圓柱狀條部分19和20，而上表面17與圓柱狀條部分21融合。條部分19、20和21位于具有軸23的直徑d2的正圓柱包絡(luò)面上。圓柱狀條部分21和20有平直部分22間隔開(kāi)。
平直部分22相對(duì)于圓柱包絡(luò)面是嵌入的，且其與表面17和18基本垂直，位于相對(duì)于軸23對(duì)稱之處。
由圖3b和圖4中可見(jiàn)，墊片主體部分12的底面14在其最靠外的角部有一對(duì)接靠表面25。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖4和圖5，對(duì)圓柱狀長(zhǎng)凹槽7進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，其形成在沒(méi)有它將是側(cè)壁5和底面6的交匯處。該圓柱凹槽具有大體是圓弧形的橫截面形狀，所對(duì)角度大于180°，直徑為d1。在刀夾上形成的圓柱凹槽7通過(guò)與其共同擴(kuò)展的狹長(zhǎng)開(kāi)口8朝向凹座敞開(kāi)。狹口8橫向尺寸為D1，而d1≥D1。
由圖7可見(jiàn)，肋狀件16的平表面部分17和18的間距D2必須不得大于狹口8的橫向尺寸D1。圓柱狀條部分19、20和21所處的正圓柱包絡(luò)面的直徑d2稍稍大于凹槽的直徑d1。
如圖6和圖7所示，如果現(xiàn)在墊片11的方向相對(duì)于凹座3的底面6呈一銳角α，則肋狀件16可以容易地插入凹槽7，因?yàn)槠渥钚〉臋M向尺寸D2不大于狹口的橫向間距D1。
當(dāng)處于圖6和圖7所示的位置時(shí)，如果現(xiàn)在墊片11相對(duì)于凹槽7逆時(shí)針樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向凹座3的底部6，則條部分19、20和21滑入圓柱凹槽7并與其內(nèi)表面呈緊密摩擦接觸，因此當(dāng)墊片11的主體部分12的底面14達(dá)到其最終位置，即接靠面25與凹座3的底面6緊密接靠時(shí)，則肋狀件16被牢固地夾持在凹槽7內(nèi)，結(jié)果，整個(gè)墊片11在凹座3內(nèi)被固定在位，如圖8所示。
在此位置時(shí)，切削刀片26可放置在墊片11上，且可通過(guò)將鎖緊螺釘27穿過(guò)刀片和墊片緊固到凹座內(nèi)而螺紋固定到刀夾上。
在實(shí)際應(yīng)用中，凹槽內(nèi)的肋狀件的接靠區(qū)域是朝向主切削力作用區(qū)域的，同時(shí)，保證墊片穩(wěn)定地坐落在凹座內(nèi)是處在合理的公差級(jí)別內(nèi)。
拆除刀片26對(duì)墊片11在凹座3內(nèi)的定位沒(méi)有影響，而當(dāng)想要從凹座3上取下墊片11時(shí)，可使墊片11離開(kāi)凹座3的底面6順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至肋14的平面部分17和18對(duì)準(zhǔn)狹口8的邊緣，使肋狀件16可從凹槽7內(nèi)抽出。
盡管在剛剛進(jìn)行了說(shuō)明的實(shí)施例中肋狀件16沿其整個(gè)長(zhǎng)度，即在沿肋狀件16整個(gè)長(zhǎng)度延伸的圓柱狀曲條部分19、20和21上具有均勻的橫向尺寸，但在圖10a和10b所示的實(shí)施例中，肋狀件30上所形成的圓柱狀條部分32、33和34是由大體平直的部分35和36相互間隔開(kāi)的。各條部分32、22和34均位于中心段37上，該中心段處于直徑d2的圓柱包絡(luò)面上，而各條部分32、33和34的端頭段38處于直徑較小的圓柱包絡(luò)面上。肋狀件30的放入、夾緊和固定在位均以與結(jié)合前面附圖所示實(shí)施例所述相似的方式進(jìn)行，可以理解，只有條部分32、33和34的中心段37相對(duì)于圓柱凹槽7的鄰接表面摩擦滑動(dòng)。
另一種情況，可以在肋狀件的端頭部分提供圓弧狀條部分，其直徑是適于在圓柱凹槽內(nèi)摩擦滑動(dòng)的，這些端頭部分由直徑較小的中間部分分隔開(kāi)。
在兩種情況下，限制與圓柱凹槽內(nèi)面摩擦配合的條部分的長(zhǎng)度，保證了與圓柱狀凹槽表面的接觸面積的縮小，減少了肋狀件插入圓柱凹槽，并在其中樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力。
在圖10所示的另一個(gè)實(shí)施例中，圖3a、3b和3c中所示的圓柱狀曲條部分20被一個(gè)倒棱部分39代替，而不再與圓柱狀凹槽的鄰接表面接觸。通過(guò)將這種接觸限制到只剩下位于相對(duì)兩處的條部分19和21，降低了對(duì)肋狀件的公差要求，使制造簡(jiǎn)單。
在再一種改進(jìn)型式中，圓柱狀曲條部分與凹槽表面的一個(gè)接觸部分可以用一等效的線接觸來(lái)代替，其位置也處在與相對(duì)布置的曲條部分相同的圓柱包絡(luò)面上。
盡管上述實(shí)施例中與墊片的側(cè)表面構(gòu)成一體的肋狀件16、31在工具中是指向該工具的徑向的，但是可以理解，如果肋狀件帶有軸向取向的側(cè)表面，而凹槽在刀夾的凹座內(nèi)也是軸向構(gòu)成的，那么墊片在刀夾中的定位效果同樣良好。
在一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的金屬切削工具的特定例子中，工具設(shè)計(jì)為具有如下尺寸D1=4．72mmd1=5．00mmD2=4．50mmd2=5．02mm再者，在圖10a和10b所示的實(shí)施例中，與凹槽的鄰接表面相接觸的肋的中心段32、33和34的長(zhǎng)度不應(yīng)少于肋全長(zhǎng)的0．25。
容易理解，將定位肋設(shè)計(jì)為帶有具有有限的圓周長(zhǎng)度且由平直部分分隔開(kāi)的圓柱狀曲條部分的形式，方便了用傳統(tǒng)的粉末金屬壓縮和燒結(jié)技術(shù)生產(chǎn)墊片。在一優(yōu)選實(shí)施例中，采用的是硬質(zhì)合金，事實(shí)上可以使用廢舊硬質(zhì)合金粉末。
權(quán)利要求
權(quán)利要求書(shū)1．一種切削工具，其包括一個(gè)刀夾；一個(gè)在上述刀夾上構(gòu)成的承納定位凹座；上述凹座的底面和側(cè)壁和一個(gè)以可拆卸形式固定于上述凹座內(nèi)的可換墊片；其特征在于，一圓柱凹槽(7)形成于與其共同擴(kuò)展的上述凹座(3)的底面(6)和側(cè)壁(5)的結(jié)合區(qū)，通過(guò)具有橫向尺寸D1的狹口(8)敞開(kāi)到上述凹座內(nèi)，且具有大體呈圓弧形的橫截面，直徑為d1，而d1＞D1，且所對(duì)的角度大于180°；上述可換墊片(11)用金屬粉末經(jīng)壓縮和燒結(jié)制成，并包括一板狀主體部分(12)，它具有上表面、底面和側(cè)壁(13、14和15)；一肋狀件(16)，它與上述側(cè)壁(15)之一構(gòu)成一體且突出到上述主體部分(12)的上述底面(14)之外，上述肋狀件(16)的外表面，上述外表面的軸向取向的圓周部分(19、21；32、33)沿上述肋(16)的長(zhǎng)度方向大體對(duì)稱布置，相對(duì)于肋(16)的長(zhǎng)度方向相互間橫向?qū)χ茫姨幱谥睆絛2的所對(duì)角度至少為180°的正圓柱包絡(luò)面上，上述肋(16)還有軸向延伸部分(17、18)，它位于上述橫向?qū)χ玫膱A周部分(19、21；32、33)之間，且具有橫向尺寸D2，而D1≥D2＜d2，而d2稍大于d1，使得當(dāng)上述墊片(11)的底面相對(duì)于上述凹座(3)的底面(6)呈一定角度時(shí)，上述肋(16)可以自由地插入到上述凹槽(7)內(nèi)，而上述墊片(11)相對(duì)于上述凹槽(7)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得至少是上述肋(16)的上述圓周部分(19、21；32、33)與上述凹槽(7)的壁呈緊密摩擦接觸，從而保證上述墊片(11)在上述凹座(3)內(nèi)固定在位，同時(shí)墊片(11)與凹座(3)的底面(6)緊密接靠。
2．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削工具，其特征在于，上述肋狀件(11)和上述凹槽(7)相對(duì)于刀夾的縱軸是大體垂直取向的。
3．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削工具，其特征在于，上述肋狀件(11)和上述凹槽(7)相對(duì)于刀夾的縱軸是大體平行取向的。
4．一種可換墊片，其特征在于它通過(guò)對(duì)金屬粉末壓縮和燒結(jié)制成，且其包括一板狀主體部分(12)，并有頂面、底面和側(cè)壁(13、14、15)；一肋狀件(16)與上述側(cè)壁(15)之一構(gòu)成一體且突出到上述主體部分(12)的上述底面(14)之外，上述肋狀件(16)的外表面，上述外表面的軸向取向的圓周部分(19、21；32、33)沿上述肋(16)的長(zhǎng)度方向大體對(duì)稱布置，相對(duì)于肋(16)的長(zhǎng)度方向相互間橫向?qū)χ?，且處于直徑d2的所對(duì)角度至少為180°的正圓柱包絡(luò)面上，上述肋(16)還有軸向延伸部分(17、18)，位于上述橫向?qū)χ玫膱A周部分(19、21；32、33)之間，且具有橫向尺寸D2，而d2＞D2。
5．一種根據(jù)權(quán)利要求4所述的可換墊片，其特征在于，上述圓周部分(19、21；32、33)由軸向取向的圓柱條構(gòu)成。
6．一種根據(jù)權(quán)利要求4的可換墊片，其特征在于，上述相互對(duì)置的部分至少有一個(gè)是基本線接觸部分。
7．根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的可換墊片，其特征在于，上述部分(19、21)至少有一個(gè)是大體沿上述肋的整個(gè)長(zhǎng)度延伸的。
8．根據(jù)權(quán)利要求4、5或6的可換墊片，其特征在于上述部分(32、33)至少有一個(gè)是大體沿上述肋身的中間段(37)延伸的。
9．根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的可換墊片，其特征在于，上述這些部分至少有一個(gè)大體是沿上述肋身的端頭段延伸。
10．根據(jù)權(quán)利要求4、5或6任一項(xiàng)所述的可換墊片，其特征在于，上述軸向延伸的部分構(gòu)成于上述肋的大體呈平面的表面之間，而且還提供一個(gè)或多個(gè)軸大伸展的大體呈平面的部分，分別處于上述軸向延伸部分之間。
11．根據(jù)權(quán)利要求4、5或6任一項(xiàng)所述的可換墊片，其特征在于，上述肋(16)包括至少一對(duì)相互垂直、軸向延伸的部分。
12．一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的可換墊片，其特征在于，上述平面部分是大體平行的，上述平面部分之一與上述主體部分的頂面是大體平齊的。
全文摘要
一種金屬切削工具,其包括一個(gè)刀夾,其上至少有一個(gè)刀片承納凹座和一個(gè)由粉末壓縮和燒結(jié)而成的可換墊片,墊片有一沿其邊緣形成并與其構(gòu)成一體的長(zhǎng)肋,且以可拆卸的形式定位于沿上述凹座的一個(gè)邊緣構(gòu)成的長(zhǎng)凹槽內(nèi)。
文檔編號(hào)B23C5/16GK1204975SQ97191360
公開(kāi)日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1997年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月30日
發(fā)明者A·沙特蘭, Y·艾什 申請(qǐng)人:伊斯卡有限公司