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CN1231627A - 铣刀 - Google Patents

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CN1231627A
CN1231627A CN97198311A CN97198311A CN1231627A CN 1231627 A CN1231627 A CN 1231627A CN 97198311 A CN97198311 A CN 97198311A CN 97198311 A CN97198311 A CN 97198311A CN 1231627 A CN1231627 A CN 1231627A
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斯文·埃克隆德
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Abstract

本发明涉及一种端铣刀,它包括一个具有一根拉杆固定于其上的端铣刀头(11’)和一个带孔(14’)的刀柄(13’),拉杆装配在此孔中。端铣刀头具有切削刃。拉杆(12’)可与端铣刀头(11’)分开,而端铣刀头和刀柄(13’)包括相配合的邻接表面(19’;20’)。邻接表面一般垂直端铣刀的中心轴线而伸展。本发明还涉及一种端铣刀头和将端铣刀头固定至刀柄上的方法。

Description

铣刀
发明领域
本发明涉及一种端铣刀，该端铣刀包括一个具有一根拉杆固定于其上的端铣刀头和一个带孔的刀柄，拉杆装配在此孔中，所述端铣刀头具有切削刃，而所述端铣刀具有中心轴线。本发明还涉及一种端铣刀头及把端铣刀头固定在刀柄上的方法。
现有技术
在日本专利文件57-189713中公开了一种先前已知的具有可装卸头的端铣刀。此已知工具包括一个与端铣刀头成一体的颈部，该颈部构成工具的潜在破损部位。这种现有技术的另一问题是由于在径向外表面上缺少支撑，因而发现它在某些高速应用场合不稳定。此外，在颈部不必要地使用了昂贵的工具材料。
发明目的
本发明的目的是提出一种性能和使用寿命都改进的球形刀尖端铣刀。
本发明的另一目的是提出一种球形刀尖端铣刀，它具有十分好的稳定性，以致于获得的加工表面基本没有振纹。
本发明再另一目的是提出一种安装容易的球形刀尖端铣刀。
本发明还有另一目的是提出一种球形刀尖端铣刀，由于其形状，它能节省昂贵的切削工具材料。
附图概述
现将参考附图对本发明加以更详尽的说明，其中：
图1A是一个分解剖面侧视图，它表示本发明提出的球形端铣刀的一个实施例；
图1B为表示组装后的图1A的球形端铣刀的放大侧视图；
图2为本发明提出的端铣刀头的俯视图；
图3A和3B为端铣刀头的侧视图；
图4为端铣刀头下侧的仰视图；
图5为沿图3A中Ⅴ-Ⅴ线的端铣刀头的横剖面图；
图6为端铣刀头的透视图；
图7A是一个分解剖面侧视图，它表示本发明提出的球形端铣刀的另一个实施例；
图7B为表示组装后的图7A的球形端铣刀的放大侧视图；
图8为本发明提出的另一端铣刀头的俯视图；
图9A和9B为另一端铣刀头的侧视图；
图10为另一端铣刀头下侧的仰视图；
图11是另一端铣刀头的横剖面图；
图12是沿图9A中Ⅻ-Ⅻ线的另一端铣刀头的横剖面图；
图13为另一端铣刀头的透视图。
发明的详细说明
图1A和1B展示了本发明提出的可装卸球形刀尖端铣刀10的一个实施例。端铣刀10包括铣刀头11、拉杆或螺杆12以及刀柄13。拉杆12拧入在铣刀头11中，拉杆还连接至刀柄13上。刀柄最好夹持在铣床或钻床(未显示)的可旋转主轴中。刀柄13具有一个孔14，拉杆12装配在其中。端铣刀头11具有切削刃装置15，诸如至少从铣刀头的最外点向刀具中心轴线17伸展的两个相同的切削刃16。切削刃装置15可替代地包括三个或四个相同的切削刃。切削刃16最好在中心轴线17邻近相交。端铣刀头和刀柄包括相互邻接表面19和20。邻接表面最好是平面，并一般是垂直端铣刀的中心轴线17而伸展。切削刃装置15最好沿着一条大于180°的轨迹，从而得以在向上指向的送进期间进行向外的仿形加工。轨迹最好是圆形的，且其最大直径大于邻接表面19的直径和刀柄的直径。铣刀头邻接表面19的最大直径与刀柄邻接表面20的外径基本相同。每一切削刃16位于一个平面P内，如由图3B可见，平面P与中心轴线形成一个锐角β。此角β为5至15°，最好约为10°。拉杆通过螺纹18或销钉装置可与端铣刀头分开，但后者未示出。端铣刀头不向表面19和20的平面后方轴向伸展。拉杆和端铣刀头具有锥形的相配合定中心表面21和22。定中心表面21和22相对中心轴线17成锐角α向着拉杆轴向向前自由端34逐渐变尖，见图1B。角α位于1至20°之间，但最好为5-10°。端铣刀头由比拉杆材料坚硬的材料制成。端铣刀头的制作过程是这样的，即首先将烧结硬质合金或金属陶瓷的粉末和诸如塑胶的有机粘结剂相混合，并使这种混合物形成小丸或颗粒，然后按注模工艺对小丸或颗粒进行模压，接着对所获产品在1300至1500℃的温度下进行烧结。拉杆最好由钢制成，它相对便宜。拉杆的自由端包括如螺纹23和25的紧固装置和/或销钉装置以便分别与端铣刀头和刀柄中的相应的紧固装置18和24相啮合。端铣刀头具有孔26，用以促进诸如空气或液体的加压介质去除切屑，而介质则是从工具夹持器(未显示)供给。端铣刀头包括安装和拆卸用的外扳手夹紧装置27。
用于在其围绕中心轴线17旋转期间切削材料的端铣刀头11还包括后角装置28、在其中具有定中心装置22的第一凹口29、以及在其中具有紧固装置18的第二凹口30。在端铣刀头中还设置至少两条基本平行的冲洗通道26，它们从第二凹口30延伸，终止于端铣刀头的出切屑槽或倾斜面31。凹口29、30制作成一个伸入的盲孔，即一个具有某个深度的孔，冲洗通道26在此深度与其连接。所述孔朝着切削刃装置15方向有一个基本上是减小的横截面积。
在可旋转球形刀尖端铣刀中使用的细长拉杆还在第一自由端34和第二自由端35分别包括诸如六角扳手用的六角扳手孔的扳手夹紧装置32和33。定中心表面21设置成与拉杆的第二自由端35相比更靠近第一自由端34。第一自由端34的直径小于第二自由端35的直径。在拉杆中设置有沿纵向伸展的孔36，所述孔从一个自由端伸展至另一自由端以促进诸如液体或空气的加压介质的流通。用于去除切屑的介质通过孔36及冲洗通道加入。
现在将主要结合图1A和1B对可装卸的球形刀尖端铣刀的安装和拆卸方法加以说明。拉杆12的安装是通过将拉杆插入刀柄13的孔14中，并使用一个扳手(未显示)在夹紧装置32或33中将拉杆旋转至预定深度而完成。于是拉杆的螺纹25将啮合刀柄的螺纹24。部分37和38制成带有小的间隙，从而形成滑移装配并使相对径向运动达到最小。螺纹24和25中最好至少有一个设置有诸如塑胶的锁紧介质，以增加抵制拧松的阻力。
然后将端铣刀头11放置在拉杆的自由端34上，并将其转动，使螺纹18和23的啮合能将铣刀头轴向移向刀柄，直至定中心表面21和22啮合并使铣刀头位于中心。借助自外侧作用在扳手夹紧装置27上的扳手继续转动铣刀头将引起拉杆12也转动，直到邻接表面19和20接触并制止拉杆和铣刀头的进一步轴向运动。
在另一个安装程序中，端铣刀头和拉杆是这样地连接在一起，先使定中心表面21、22啮合，然后拉杆和铣刀头作为一个组件拧入刀柄孔14，直至邻接表面19、20啮合并制止拉杆和铣刀头的进一步轴向运动。
上述螺纹被设置成，假如它们未被拧紧，则作用于切削刃装置15上的力会将它们进一步拧紧。假如使用的是另一种紧固装置，如销钉连接件的话，则此情况也同样适用。
当切削刃装置15已磨损，铣刀头11需更换时，则上述有关铣刀头的程序按反方向进行。由于锁紧介质的存在，使螺纹24和25相互连接得更紧，因此在拧松铣刀头时，这些螺纹不会拧松。这样，无需松动拉杆12就可安装一个新的铣刀头。
以下将说明另一种较好的可装卸球形刀尖端铣刀的安装和拆卸方法。首先将铣刀头和拉杆通过螺纹18和23连接在一起，直至定中心表面21、21相互接触。然后将拉杆和铣刀头作为一个组件拧入刀柄孔14，直至邻接表面19、20啮合并制止拉杆和铣刀头的进一步轴向运动。
现请参考图7A至图13，以下将对本发明提出的工具的另一个实施例加以说明。应注意，类似与将标明与前述实施例类似的部件。图7A和7B表示一把可拆装球形刀尖端铣刀10的一个实施例，该端铣刀10包括铣刀头11’、拉杆或螺杆12’和刀柄13’。拉杆12’拧入在铣刀头11’中，接着拉杆再与刀柄13’连接。刀柄13’具有孔14’，拉杆12’装配在其中。端铣刀头11’具有切削刃装置15’，诸如至少从铣刀头的最外点向着工具的中心轴线17’伸展的两条相同的切削刃16’。切削刃装置15’可替代性地包括三条或四条相同的切削刃。切削刃16’最好在中心轴线17’附近相交。端铣刀头和刀柄包括相配合的邻接表面19’和20’。邻接表面最好是平面，并通常垂直端铣刀的中心轴线17’而伸展。切削刃装置15’最好沿着一条大于180°的轨迹，从而得以在向上指向的送进期间进行向外的仿形加工。轨迹最好是圆形的，且其最大直径大于邻接表面19’的直径和刀柄的直径。铣刀头邻接表面19’的最大直径与刀柄邻接表面20’的外径基本相同。每一切削刃16’位于平面P’内，如由图9B可见，平面P’与中心轴线形成一个锐角β’。此角β’为5至15°，最好为约10°。拉杆12’通过螺纹18’或销钉装置可与端铣刀头分开，但后者未示出。端铣刀头在表面19’和20’的平面之后部分地轴向伸展。刀柄和端铣刀头各自包括基本为圆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。铣刀头的定中心表面22’位于在邻接表面19’之后伸展L距离的突出部41’上的外侧。定中心表面21’和22’基本平行中心轴线17’而伸展。端铣刀头由比拉杆材料坚硬的材料制成。然后拉杆的螺纹25’将啮合刀柄的螺纹24’。端铣刀头的制作过程是这样的，即首先将烧结硬质合金或金属陶瓷的粉末和诸如塑胶的有机粘结剂相混合，并将这种混合物形成小丸或颗粒，然后按注模工艺对小丸或颗粒进行模压，接着对所获产品在1300至1500℃的温度下进行烧结。拉杆最好由钢制成，它相对便宜。拉杆的自由端包括如螺纹23’以及25’和/或销钉装置的紧固装置以便分别与端铣刀头和刀柄中的相应紧固装置18’和24’相啮合。端铣刀头具有孔26’，用以促进诸如空气或液体的加压介质去除切屑，而介质则是从工具夹持器(未示出)供给。端铣刀头包括安装和拆卸用的外部扳手夹紧装置27’。
用于在其围绕中心轴线17’旋转期间切削材料的端铣刀头11’还包括后角装置28’，在其中具有定中心装置22’的第一凹口29’，以及在其中具有紧固装置18’的第二凹口30’。在端铣刀头中还至少设置有两条冲洗通道26’，它们从第二凹口30’延伸，终止于端铣刀头的出切屑槽或倾斜面31’。
在可旋转球形刀尖端铣刀中使用的细长拉杆还在第一自由端34’和第二自由端35’分别包括诸如六角扳手用的六角扳手孔的扳手夹紧装置。第一自由端34’的直径小于第二自由端35’的直径。在拉杆中设置有沿纵向伸展的孔36’，所述孔从一个自由端伸展至另一自由端以促进诸如液体或空气的加压介质的流通。用于去除切屑的介质通过孔36’及冲洗孔26’加入。
现在将主要结合图7A和7B对可装卸的球形刀尖端铣刀的安装和拆卸方法加以说明。拉杆12’的安装是通过将其插入刀柄13’的孔14’中，并从前部或从后部应用扳手(未示出)分别进入夹紧装置32’或33’将拉杆旋转至预定深度而完成。于是拉杆的螺纹25’将啮合刀柄的螺纹24’。
然后将端铣刀头11’放置拉杆的自由端34’上并将其转动，使螺纹18’和23’的啮合能将铣刀头轴向移向刀柄，直至定中心表面21’和22’啮合并使铣刀头位于中心。表面21’和22’制成带有小的间隙，从而形成滑移装配并使相对径向运动达到最小。螺纹24’和25’中最好至少有一个设置有诸如塑胶的锁紧介质，以增加抵制拧松的阻力。借助自外侧作用在扳手夹紧装置27’上的扳手继续转动铣刀头将引起拉杆12’也转动，直至邻接表面19’和20’接触并制止拉杆和铣刀头的进一步轴向运动。
上述螺纹被设置成，假如它们未被拧紧，则作用于切削刃装置15’上的力会将它们进一步拧紧。假如使用的是另一种紧固装置，如销钉连接件的话，则此情况也同样适用。
当切削刃装置15’已磨损，铣刀头11’需更换时，则上述有关铣刀头的程序按反方向进行。由于锁紧介质的存在，使螺纹24’和25’相互连接得更紧，因此在拧松铣刀头时，这些螺纹不会拧松。这样，无需松动拉杆12’就可安装一个新的铣刀头。
以下将说明另一种较好的可装卸球形刀尖端铣刀的安装和拆卸方法。首先通过螺纹18’和23’将铣刀头和拉杆连接在一起最好直至拉杆到达螺纹18’的底部。接着将拉杆和铣刀头作为一个组件拧入刀柄孔14’，直至邻接表面19’、20’啮合并制止拉杆和铣刀头的进一步轴向运动。
在上述本发明提出的一种工具的两个实施例中有若干共同特点。端铣刀头最好由注模碳化钨制成，并具有轴向设置在平面邻接表面之前的一体螺纹。铣刀头描述整个工具的最大直径。在铣刀头和刀柄之间沿着工具的旋转方向仅设置了摩擦性连接。拉杆在其所有自由端外侧均车有螺纹，它们包括一条中央通道，用于将要输送的冲洗介质分配至变宽的空间，并继续地通过冲洗通道输向切削刃区域。拉杆置于每一刀柄的前端附近。设置了扳手夹紧装置用于在组装时转动每一端铣刀头。
但是，本发明提出的工具每一实施例的定中心原理是不同的，在第一种情况，定中心表面设置在铣刀头内侧和拉杆的外侧，同时向前变尖。而在另一种情况，定中心表面设置在铣刀头的外侧和刀柄的内侧，且与工具的旋转轴线相平行。
虽然已结合其最佳实施例对本发明进行了说明，但本领域的一般技术人员都能理解到，在不偏离所附权利要求限定的精神和范围，都可对本发明进行不经特定说明的添加、删除、修改和替代。

Claims (9)

1、一种端铣刀(10；10’)，该端铣刀(10；10’)包括端铣刀头(11；11’)、拉杆(12；12’)和刀柄(13；13’)，刀柄(13；13’)具有拉杆装配在其中的孔(14；14’)，所述端铣刀头具有切削刃装置(15；15’)和紧固装置(18；18’)，所述端铣刀具有中心轴线(17；17’)，其特征在于，端铣刀头(11；11’)由注模材料制成，紧固装置(18；18’)和切削刃装置(15；15’)与端铣刀头成一体；拉杆(12；12’)可与端铣刀头(11；11’)分开，且端铣刀头和刀柄(13；13’)包括相配合的邻接表面(19,20；19’,20’)，所述邻接表面通常垂直端铣刀的中心轴线(17；17’)而伸展。
2、如权利要求1的端铣刀，其特征在于，整个端铣刀头由比拉杆材料坚硬的材料制成；拉杆的自由端包括诸如螺纹和/或销钉装置的紧固装置，用于啮合端铣刀头和刀柄中的相应紧固装置；端铣刀头(11)和拉杆(12)包括相配合的定中心表面(21,22)，所述定中心表面相对所述中心轴线(17)成锐角(α)向前逐渐变尖，或者端铣刀头(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轴线(17’)。
3、如权利要求1或2的端铣刀，其特征在于，端铣刀包括冲洗通道，用于促进诸如空气或液体的加压介质去除切屑，介质从刀柄(13；13’)中的第一通道(14；14’)通过拉杆(12；12’)中的第二通道(36；36’)、再经端铣刀头中的中间加宽空间(30；30’)通过端铣刀头(11；11’)中的第三通道(26；26’)供给。
4、如权利要求1、2或3的端铣刀，其特征在于，切削刃装置(15；15’)围绕一条大于180°的轨迹，端铣刀头(11；11’)的材料是一种注模烧结硬质合金或金属陶瓷，端铣刀头包括用于安装和拆卸的外扳手夹紧装置(27；27’)；诸如两条相同的切削刃(16；16’)的切削刃装置(15；15’)至少从铣刀头的最外点向中心轴线(17；17’)延伸；以及切削刃最好在中心轴附近相交。
5、一种端铣刀头，该铣刀头用于在其围绕中心轴线(17；17’)旋转期间切削材料，它包括切削刃装置(15；15’)、后角装置(28；28’)和紧固装置(18；18’)，其特征在于，端铣刀头由注模材料制成；端铣刀头(11；11’)包括径向定中心装置(22；22’)；紧固装置(18；18’)和切削刃装置(15；15’)是与端铣刀头成一体的；以及端铣刀头包括一个邻接表面(19；19’)，所述邻接表面通常垂直中心轴线(17；17’)而伸展。
6、如权利要求5的端铣刀头，其特征在于，诸如两条相同的切削刃(16；16’)的切削刃装置(15,15’)至少从铣刀头的最外点向中心轴线(17；17’)延伸；切削刃最好在中心轴线附近相交；定中心表面相对所述中心轴线(17)成锐角(α)向前逐渐变尖，或者基本与中心轴线(17’)相平行；切削刃装置(15；15’)围绕一条大于180°的轨迹；端铣刀头的材料是一种注模烧结硬质合金或金属陶瓷；端铣刀头包括外部扳手夹紧装置(27；27’)；紧固装置(18；18’)包括螺纹或销钉装置，它们基本布置在邻接表面(22,22’)之前；以及在端铣刀头中至少设置有两条冲洗通道(26；26’)，它们从端铣刀头的第一凹口(30；30’)伸展至倾斜面(31)或后角面(28’)。
7、如权利要求5或6的端铣刀头，其特征在于，铣刀头(11’)的定中心表面(22’)位于在邻接表面(19’)之后伸展距离(L)的突出部(41’)的外侧上。
8、将可装卸端铣刀头安装至端铣刀刀柄上的方法，其中端铣刀包括端铣刀头(11；11’)、拉杆(12；12’)和刀柄(13；13’)，刀柄(13；13’)具有拉杆可装配在其中的孔(14；14’)，所述端铣刀头具有切削刃装置(15；15’)，所述端铣刀具有中心轴线(17；17’)，其特征在于，该方法包括的步骤有；
用注模烧结碳化物生产端铣刀头，它具有与端铣刀头成一体的紧固装置(18,18’)和切削刃装置(15；15’)；
通过将拉杆插入至刀柄(13；13’)的孔(14；14’)中，以及通过将拉杆固定在刀柄前自由端中的预定深度上以安装拉杆(12；12’)；
将端铣刀头(11；11’)放置在拉杆的自由端(34；34’)上，并相对刀柄转动端铣刀头，使紧固装置(18,23；18’,23’)的啮合将铣刀头轴向移向刀柄，直至定中心表面(21,22；21’,22’)啮合；
继续转动铣刀头，从而引起铣刀头和拉杆作为一个组件转动，直至邻接表面(19,20；19’,20’)相接触并制止拉杆和铣刀头的进一步轴向运动。
9、将可装卸端铣刀头安装至端铣刀刀柄上的方法，其中端铣刀包括端铣刀头(11；11’)、拉杆(12；12’)和刀柄(13；13’)，刀柄(13；13’)具有拉杆可装配在其中的孔(14；14’)，所述端铣刀头具有切削刃装置(15；15’)，所述端铣刀具有中心轴线(17；17’)，其特征在于，该方法包括的步骤有：
用注模烧结碳化物生产端铣刀头，它具有与端铣刀头成一体的紧固装置(18；18’)和切削刃装置(15、15’)；
通过将拉杆(12；12’)的一端(34；34’)插入端铣刀头的紧固装置(18；18’)中，以及通过将拉杆固定在端铣刀头后端中的预定深度上以安装端铣刀头；
将端铣刀头(11；11’)和拉杆作为一个组件放置在刀柄(13；13’)的自由端上并相对刀柄转动组件，使紧固装置(24,25；24’,25’)的啮合将铣刀头轴向移向刀柄，直至邻接表面(19,20；19’,20’)相接触并制止拉杆和铣刀头的进一步轴向运动。
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