專利名稱：切削刀具的制作方法
技術領域：
本文中公開的主題涉及刀具，例如用于金屬切削機械加工的切削刀具。更具體地講，本文中公開的主題涉及包括刀架和可拆卸的切削部分的切削刀具。
背景技術：
在美國專利No. 5，971，670中公開了包括可拆卸的切削部分和刀架的切削刀具。切削部分包括設有切削刃的第一部分和設有外螺紋的第二部分，該外螺紋用于連接到在形成于刀架中的內凹部分中提供的內螺紋。提供了圓柱形表面和平面鄰接面，以用于使這兩部分相互定位和穩定地緊固在彼此上。在優選的實施例中，這種已知刀具的外螺紋和內螺紋是圓錐形的。美國公開2006/0073744公開了相似的切削刀具，其進一步包括延伸穿過刀架和切削部分的軸向通道，且與在切削部分的尖端處提供的孔口流體連通，以便分配冷卻劑或 者潤滑劑液體。這兩種已知的刀具都需要雙圓柱表面，以便在可拆卸的切削部分和刀架之間連接的過程中實現好的偏心率控制(run-out control),并且需要高精度的制造。

發明內容
在一個實施例中，本發明提供了包括可拆卸的切削部分和刀架的刀具，所述可拆卸的切削部分適合可更換地安裝于刀架上。可拆卸的切削部分包括具有至少一個切削刃的第一部分和用于連接到所述刀架上的第二部分，所述第二部分設有外圓錐形鄰接面和外圓柱形螺紋。可拆卸的切削部分意圖用來執行金屬工件等的切屑移除機械加工一例如通過銑、鉆或者其它的機械加工操作。而刀架設有內圓柱形螺紋，當可拆卸的切削部分和刀架連接到彼此上的時候，所述外圓柱形螺紋可移除地旋擰在該內圓柱形螺紋上。刀架還包括與切削部分的外圓錐形鄰接面共同作用的內圓錐形鄰接面。外圓錐形鄰接面和圓錐形內鄰接面可相互接合，以用于使切削部分和刀架相對于彼此定位。外圓柱形螺紋和內圓柱形螺紋比現有技術的圓錐形螺紋制造更簡單。在可拆卸的切削部分和刀架連接的過程中，相互接合的外圓錐面和內圓錐面兩者提供好的偏心率控制。根據一些實施例，所述外螺紋和內螺紋是梯形的且自定心的螺紋。根據一些優選實施例，可拆卸的切削部分包括第一軸向鄰接面，且所述刀架包括第二軸向鄰接面，所述第一軸向鄰接面和所述第二軸向鄰接面可相互接合，以用于使可拆卸的切削部分和刀架相對于彼此沿軸向定位。在一些實施例中，第一軸向鄰接面形成在面向所述刀架的環狀肩部的平面側，且第二軸向鄰接面形成在面向所述可拆卸的切削部分的所述刀架的前平面端。第一和第二軸向鄰接面與刀具的軸線垂直。優選的是，第一和第二軸向鄰接面是連續的環形表面。在其它的實施例中，軸向鄰接面可例如由徑向凹口中斷。可拆卸的切削部分的外圓錐形鄰接面可被布置成使其從所述切削部分的所述第一軸向鄰接面凸出。軸向鄰接面和內圓錐形鄰接面以及外圓錐形鄰接面布置成使得當可拆卸的切削部分與刀架以螺紋的方式接合時，軸向鄰接面和圓錐形鄰接面兩者都相互接觸，以提供可拆卸的切削部分相對于刀架的相互對中和刀具剛度。在有利的實施例中，外圓柱形螺紋具有比圓錐形外鄰接面的最小直徑更小的外徑；且內圓柱形螺紋具有比所述內圓錐形鄰接面的最小直徑更小的直徑。根據本發明的特別有利的實施例，刀架包括用于冷卻劑或者潤滑劑流體的至少一個縱向通道。縱向通道應理解為沿著刀架的縱向發展延伸的通道，且優選大體上與刀架的軸線平行。可提供不止一個通道，即使單個通道就足夠且更容易制造。在優選實施例中，縱向通道從所述內圓柱形螺紋延伸到所述刀架的相反端。在一些實施例中，可拆卸的切削部分包括至少一個導管，當所述可拆卸的切削部分安裝在所述刀架上時，該至少一個導管與所述縱向通道流體連通，且在至少一個切削刃附近，與所述可拆卸 的切削部分的側面流體連通。在切削刃附近應理解為定位在離切削刃足夠小的距離處，以用于將潤滑劑或者冷卻劑流體引導向機械加工區域，且特別用于冷卻或者潤滑切削刃(一個或多個)。優選提供多個導管。導管的數量和位置可取決于在刀具的可拆卸的切削部分上提供的切削刃的形狀、數量和位置。根據另一方面，可拆卸的切削部分包括多個側孔，其與導管流體連通，且在所述至少一個切削刃附近在可拆卸的切削部分側面上的不同位置處終止。根據本發明的進一步改進，刀架包括從所述刀架中提供的所述至少一個縱向通道延伸到刀架側面的至少一個孔。優選的是，所述刀架的所述至少一個孔靠近所述可拆卸的切削部分而終止于刀架的所述側面上。靠近意味著離可拆卸的切削部分這樣的距離(該距離)使得從所述孔流出的冷卻劑或者潤滑劑流體的射流可到達由刀具進行機械加工的工件的區域。根據一些實施例，刀架的所述至少一個孔從所述刀架的軸線發散，且定向為以便將冷卻劑或者潤滑劑流體的射流引導向機械加工區域，以及沿著從刀架的軸線發散的方向引導。提供與刀架的縱向通道流體連通且在刀架側面上處于表面處的一個或者多個孔允許借助于一個或者多個冷卻劑或者潤滑劑流體射流來清潔機械加工區域，使得用于清洗機械加工區域的單獨的器件，諸如與刀具分開來布置的噴嘴，可被省去。因此實現了對機械加工區域更高效的清潔和更好的可達性(accessibility)。根據優選實施例，刀架包括多個所述孔，它們優選均勻地相互間隔開，以改善清潔功能。根據另一方面，本發明還涉及意圖連接到刀架上的用于切屑移除刀具的可拆卸的切削部分，其包括具有至少一個切削刃的第一部分和用于連接到所述刀架的第二部分，所述第二部分設有圓錐形外鄰接面和外圓柱形螺紋。上述簡要描述闡明了本發明的不同實施例的特征，以便可更好地理解隨后的詳細描述，及以便可更好地了解對本領域的目前貢獻。當然，存在本發明的其它特征，將在下文中描述它們，并且將在所附的權利要求中闡述它們。在這方面，在詳細解釋本發明的幾個實施例之前，要理解，本發明的不同實施例在它們的應用方面不局限于結構細節和隨后的描述中闡述或者附圖中示出的部件的布置。本發明能夠有其它實施例，并能用不同的方式實踐和實施。而且，將理解的是，本文使用的措辭和術語是用于描述的目的，而不應該被看作是限制性的。這樣，本領域技術人員將了解，這種構思(本發明公開基于此構思)可容易地用作設計其它結構、方法和/或系統的基礎，以實現本發明的幾種目的。因此，重要的是認為權利要求包括了這樣的等效的結構(在它們不背離本發明的精神和范圍的限度內)。


對本發明的所公開的實施例和它的許多伴隨優點的更完整的理解將會容易地獲得，因為當結合附圖考慮時，它們通過參考隨后的詳細描述會變得更好理解，其中· 圖I示出了具有連接到刀架上的可拆卸的切削部分的刀具的部分側視圖和部分縱斷剖面 圖2以部分縱斷剖面圖和部分側視圖示出了圖I的可拆卸的切削刀具部分的放大；
圖3以與圖2相似的部分縱斷剖面圖和部分側視圖示出了可結合刀架來使用的不同的可拆卸的切削刀具部分的放大；以及
圖4示出了圖I的刀架的縱斷剖視圖的放大，移除了可拆卸的切削部分。
具體實施例方式對示例性的實施例的以下詳細描述參照了附圖。不同附圖中的相同參考標號表示相同的或者相似的元件。另外，附圖不一定按比例繪制。而且，隨后的詳細描述不限制本發明。相反，本發明的范圍由所附的權利要求限定。貫穿說明書對“一個實施例”或者“實施例”或者“一些實施例”的引用表示結合實施例描述的特定的特征、結構或者特性包括在所公開的主題的至少一個實施例中。因此，在貫穿說明書不同的地方出現短語“在一個實施例中”或者“在實施例中”或者“在一些實施例中”不一定指的是相同的實施例(一個或多個)。此外，特定的特征、結構或者特性可以任何合適的方式結合在一個或者多個實施例中。在圖I中的部分側視圖和部分縱斷剖面圖中示出了刀具I的實施例。刀具I由刀架3和可拆卸的切削部分5組成。刀架3的軸線標注為A-A。當安裝在刀架3上時，可拆卸的切削部分5的軸線與軸線A-A大體上重合，其代表了刀具I的旋轉軸線。在一些實施例中，刀架3具有帶有第一末端3A和第二末端3B的細長形狀。第一末端3A設有具有內圓柱形螺紋9的螺紋孔7。第二末端3B具有平面軸向鄰接面10。帶有形成內圓錐形鄰接面的截頭圓錐形壁12的孔11從刀架3的本體中的所述平面軸向鄰接面10向內延伸。孔11在刀架內部中在13處進一步延伸。孔13的圓柱形內表面帶有螺紋而形成內圓柱形螺紋15。在優選實施例中，內圓柱形螺紋15具有梯形的自對中截面。縱向地延伸的通道17從孔7延伸到孔13。通道17可用來朝向機械加工區域供給冷卻劑或者潤滑劑液體。在一些實施例中，刀架3具有朝向末端3A逐漸變細的第一外平截頭體形表面19和朝向刀架3的末端3B逐漸變細的第二外平截頭體形表面20。在第一和第二平截頭體形表面19、20之間的中間位置，刀架3具有環形的凸出部分21，其設有扁平的區域22，該扁平的區域22意圖用作扳手夾持部(key grips)，以便將刀架上緊到機床(未顯示)上及從機床上松開。可拆卸的切削部分5由第一前部部分5A和第二后部部分5B構成。第一部分5A設有一個或者多個切削刃25，其數量、位置和形狀取決于可拆卸的切削部分所意圖用于的機械加工的種類。在中間位置，可拆卸的切削部分5設有環狀或者環形肩部27。環狀肩部形成了與刀架3的軸向鄰接面10共同作用的優選平面的軸向鄰接面。在環狀肩部27和切削刃(一個或多個)25之間，布置了圓柱形或者優選截頭圓錐形的中間區段29。中間區段29的扁平部分29A沿著它的周圍表面提供，作為用于通過合適的扳手(未顯示)相對于刀架3上緊和松開可拆卸的切削部分5的扳手夾持部。截頭圓錐形凸出部分31從環狀肩部27延伸，其外表面形成了意圖與刀架3的圓錐形內鄰接面12共同作用的圓錐形外鄰接面。圓柱形附加物35從截頭圓錐形凸出部分31延伸。圓柱形附加物35設有外圓柱形螺紋37，當可拆卸的切削部分與刀架接合的 時候，其旋入刀架3的內圓柱形螺紋15中。切削刃(一個或多個)25和中間區段29屬于可拆卸的切削部分5的第一部分5A，而截頭圓錐形凸出部分31和帶有外螺旋的圓錐形附加物35屬于可拆卸的切削部分5的第二部分5B。環形槽39優選提供在環狀肩部27和截頭圓錐形凸出部分31之間。另一個環形槽41優選提供在截頭圓錐形凸出部分31和帶有外螺紋的圓柱形附加物35之間。在一些實施例中，如附圖中所示，可拆卸的切削部分5包括用于冷卻劑或者潤滑劑流體的導管45。導管45具有在帶有外螺旋的圓柱形附加物35的前表面上的入口開口，且取決于切削刃25的形狀，可具有在可拆卸的切削部分5的部分5A的前末端上的出口開口或者是盲孔。在這兩種情況下，導管45都可與在可拆卸的切削部分5的前部部分5A的外側面上處于表面上(surface)的一個或者多個側孔47流體連通。當可拆卸的切削部分5將連接到刀架3上時，帶螺紋的圓柱形附加物35被引導進孔11中，且外圓柱形螺紋37接合內圓柱形螺紋15。可拆卸的切削部分5相對于刀架3的旋轉使外圓柱形螺紋37和內圓柱形螺紋15相互接合，直到圓錐形外鄰接面33靠接圓錐形內鄰接面12A，且同時兩個軸向鄰接面10、27彼此相互接合。這一方面由于圓錐形鄰接面33和12A的相互作用而確保了切削刃25相對于刀架3的軸線的對中，且另一方面由于平面軸向鄰接面10、27的相互作用而向刀具提供了剛度。在制造刀具時正確的機械加工精度確保足夠小的誤差，以達到表面對10、27及12A、33之間的同時接觸。在優選實施例中，刀架3設有至少一個孔51，其從縱向通道17延伸至刀架3的外平截頭體形表面20。在附圖中示出的實例中，提供了四個在角度上錯開的孔51。可采用孔51的不同數量和布置，來替代附圖中經由實例示出的數量和布置，比如三個孔或者兩個孔51。各個孔51的出口在末端3B附近布置的平截頭體形表面20上。優選的是，孔51相對于軸線A-A是傾斜的。孔51或者各個孔51可沿著軸線B-B形成，軸線B-B與刀架3的軸線A-A形成角β。角β的范圍可介于10°與90°之間，且更具體地講，介于15°與90°之間，且進一步更具體地講，介于20°與90°之間，例如介于20°與60°之間。孔形成了冷卻劑或者潤滑劑流體分配噴嘴，其布置在距可拆卸的切削部分5的切削刃25 —定距離處。孔51的定向和其距刀架3的末端3B的距離使得在機械加工期間從孔射出的冷卻劑或者潤滑劑流體的射流清洗機械加工區域。流體射流輕微地從刀具I的旋轉軸線A-A發散，并將因此高效地從刀具I的可拆卸的切削部分周圍的相對廣闊的區域的移除碎屑。清洗可在機械加工期間執行，且如果需要也可在后續的機械加工操作之間的單獨的附加工序期間執行。 本書面描述使用實例來公開本發明，包括最好的模式，且還使本領域任何技術人員能夠實踐本發明。保護范圍由權利要求限定，且可包括本領域技術人員想到的其它實例。·
權利要求
1.一種包括可拆卸的切削部分(5)和刀架(3)的刀具(I)，所述可拆卸的切削部分(5)適于可更換地安裝到所述刀架(3)上，其中 所述可拆卸的切削部分(5)包括具有至少一個切削刃(25)的第一部分(5A)和用于連接到所述刀架(3)的第二部分(5B)，所述第二部分(5B)設有圓錐形外鄰接面(33)和外圓柱形螺紋(37)； 所述刀架(3)設有內圓柱形螺紋(15)，所述外螺紋(37)可移除地旋擰到所述內圓柱形螺紋(15)上；和圓錐形內鄰接面(12A)，所述圓錐形外鄰接面(33)與所述圓錐形內鄰接面(12A)能夠相互接合，以用于使所述切削部分(5)與所述刀架(3)相對于彼此定位。
2.根據權利要求I所述的刀具，其特征在于，所述可拆卸的切削部分(5)包括第一軸向鄰接面(27)，且所述刀架(3)包括第二軸向鄰接面(10)，所述第一軸向鄰接面(27)和所述第二軸向鄰接面(10)能夠相互接合，以相對于彼此沿軸向定位所述可拆卸的切削部分(5)和所述刀架(3)。
3.根據權利要求2所述的刀具，其特征在于，所述第一軸向鄰接面(27)和所述第二軸向鄰接面(10)垂直于所述刀具的旋轉軸線(A-A)。
4.根據權利要求2或3所述的刀具，其特征在于，所述第一軸向鄰接面(27)和所述第二軸向鄰接面(10)的位置及所述圓錐形外鄰接面(33)與所述圓錐形內鄰接面(12A)的位置使得當所述刀具的所述可拆卸的切削部分(5)接合到所述刀架(3)上時，所述第一軸向鄰接面(27)與所述第二軸向鄰接面(10)呈面接觸接合，且所述圓錐形內鄰接面(12A)與所述圓錐形外表面(33)呈面接觸接合。
5.根據權利要求2或3或4所述的刀具，其特征在于，所述第一軸向鄰接面(27)形成在環狀肩部(29)的面向所述刀架(3)的平面側，且所述第二軸向鄰接面(10)形成在所述刀架(3)的面向所述可拆卸的切削部分(5)的前平面端(3B)。
6.根據權利要求2到5中的一項或者多項所述的刀具，其特征在于，所述外圓錐形鄰接面(33)從所述可拆卸的切削部分(5)的所述第一軸向鄰接面(27)凸出。
7.根據前述權利要求中的一項或者多項所述的刀具，其特征在于，所述外圓柱形螺紋(37)具有比所述圓錐形外鄰接面(33)的最小直徑更小的外徑；且其中，所述內圓柱形螺紋(15)具有比所述圓錐形內鄰接面(12A)的最小直徑更小的直徑。
8.根據前述權利要求中的一項或者多項所述的刀具，其特征在于，所述刀架(3)包括用于冷卻劑或者潤滑劑流體的至少一個縱向通道(17)。
9.根據權利要求7所述的刀具，其特征在于，所述縱向通道(17)從所述內圓柱形螺紋(15)延伸到所述刀架(3)的相反端(3A)。
10.根據權利要求9所述的刀具，其特征在于，所述可拆卸的切削部分(5)包括至少一個導管(45)，當所述可拆卸的切削部分(5)安裝在所述刀架(3)上時，所述至少一個導管(45)與所述縱向通道(17)流體連通，且在所述至少一個切削刃(25)附近與所述可拆卸的切削部分(5)的側面流體連通。
11.根據權利要求10所述的刀具，其特征在于，所述可拆卸的切削部分(5)包括多個所述導管。
12.根據權利要求10所述的刀具，其特征在于，所述可拆卸的切削部分(5)包括多個側孔(47)，它們與所述導管(45)流體連通且在所述至少一個切削刃(25)附近終止于所述可拆卸的切削部分(5)的所述側面上的不同位置處。
13.根據權利要求8到12中的一項或者多項所述的刀具，其特征在于，所述刀架(3)包括從所述至少一個縱向通道(17)延伸到所述刀架(3)的側面(20)的至少一個孔(51)。
14.根據權利要求13所述的刀具，其特征在于，所述刀架(3)的所述至少一個孔(51)在所述可拆卸的切削部分(5)附近終止于所述刀架(3)的所述側面(20)上。
15.根據權利要求13或14所述的刀具，其特征在于，所述刀架(3)的所述至少一個孔(51)從所述刀架(3)的軸線(A-A)發散。
16.根據權利要求13或14或15所述的刀具，其特征在于，所述刀架(3)的所述至少一個孔(51)定向成以便朝向機械加工區域且沿著從所述刀架(3)的軸線(A-A)發散的方向引導冷卻劑或者潤滑劑流體的射流。
17.根據權利要求13到16中的一項或者多項所述的刀具，其特征在于，所述刀架(3)包括繞著所述刀架(3)的軸線(A-A)均勻地相互間隔開的多個所述孔(51)。
18.根據前述權利要求中的一項或多項所述的刀具，其特征在于，所述外圓柱形螺紋(37)和所述內圓柱形螺紋(15)是梯形自定心螺紋。
19.一種意圖連接到刀架(3)上的用于切屑移除刀具的可拆卸的切削部分(5)，包括具有至少一個切削刃(25)的第一部分(5A)和用于連接到所述刀架(3)上的第二部分(5B)，所述第二部分(5B)設有圓錐形外鄰接面(33)和外圓柱形螺紋(37)。
20.根據權利要求19所述的可拆卸的切削部分，其特征在于，包括垂直于所述可拆卸的切削部分(5)的旋轉軸線且位于所述至少一個切削刃(25)與所述圓錐形外鄰接面(27)之間的軸向鄰接面(27)。
全文摘要
本發明涉及一種切削刀具。刀具(1)包括可拆卸的切削部分(5)和刀架(3)，所述可拆卸的切削部分(5)適合于可更換地安裝在刀架上。可拆卸的切削部分(5)包括具有至少一個切削刃(25)的第一部分(5A)和用來連接到刀架(3)上的第二部分(5B)，且該第二部分(5B)設有圓錐形外鄰接面(33)和外圓柱形螺紋(37)。刀架(3)設有外螺紋(37)可移除地旋擰到其上的內圓柱形螺紋(15)和圓錐形內鄰接面(12A)，所述圓錐形外鄰接面(33)與所述圓錐形內鄰接面(12A)可相互接合，以用于使切削部分(5)與刀架(3)相對于彼此定位。
文檔編號B23B51/00GK102896339SQ20121025909
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月25日 優先權日2011年7月25日
發明者E.奇尼 申請人:諾沃皮尼奧內有限公司