专利名称：去毛边刀具及其切削刀片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括用于去除孔径毛边的弹簧加载的切削刀片(cutting insert)的刀具。
背景技术：
US5,755,538揭示了这种去毛边刀具的实例，根据该专利，具有切削部分的，由配合在刀片的后沟槽的弹簧加载的切削刀片保持在刀夹内径向、向外封口的窗口内。在第一实施例中，刀片在刀夹内引导滑动并且因此可以通过径向滑行或摆动出刀夹的窗口而进行移进或移出。刀片设计为具有与其纵轴线垂直定位的横向沟槽。在这个沟槽区域，拉力销与切削部分纵向轴线垂直配合并且与刀夹平齐，以及由在窗口滑行方向上刀片滑行路径的刀片滑行方向上的沟槽尺寸固定。刀片仅具有包括两切削边的一个切削部分。一切削边沿正向运转而另一切削边沿反向。
发明内容
本发明的一个目的是提供具有四个用于去毛边操作的切削边的可转换的切削刀片。
本发明的进一步目的是提供包括双边可转换的切削刀片的去毛边刀具。
根据本发明提供了一种可转换的切削刀片，该切削刀片包括顶面，底面以及在它们之间的周向面；以及两个相同相对的切削部分，各切削部分包括两相同的切削边，各切削边定位在前刀面和离隙面之间，两切削部分关于切削刀片的主中央平面映象对称，各切削部分的两相同的切削边关于切削刀片的次中央平面P2映象对称；底面包括两底面部和在它们之间的单一引导构件，引导构件包括至少一个沿远离顶面方向突出超过底面部的脊部，引导构件具有指向为垂直于主中央平面的纵轴线。
如果需要，切削刀片设有经过顶面和底面之间的通孔，通孔将引导构件分隔成定位在主中央平面的各侧的两引导构件部分。
根据本发明，前刀面定位在顶面上而离隙面定位在切削刀片的周向面上。
优选地，两底面部是平的并且共面。
进一步如果需要，切削刀片设有处于顶面内的凹部。
优选地，切削刀片在切削刀片的俯视图上是八边形的。
根据本发明还提供了一种去毛边刀具，该去毛边刀具包括根据本发明的至少一个切削刀片；以及具有至少一个刀片槽的刀具主体，至少一个切削刀片可滑动地保持在刀片槽内，至少一个刀片槽经由孔展开到刀具主体的周向面，至少一个刀片槽包括开槽和引导槽，引导构件将引导槽以及至少部分设置在开槽内的切削刀片相配合；切削刀片通过将切削刀片向伸出位置偏置的弹簧可在缩回位置和伸出位置之间滑动，其中在伸出位置已知的切削部分从孔突出超过周向面。
根据本发明，弹簧是压缩弹簧。
通常地，切削刀片通过夹持构件保持在伸出位置内。
优选地，在伸出位置的夹持构件邻接切削刀片的夹持面。
如果需要，夹持面是形成在切削刀片内刀片通孔的孔表面的一部分。
进一步如果需要，夹持面是顶面内凹部的一部分。
根据本发明的一个应用，去毛边刀具的刀具主体包括钻头柄部分。
为了更好的理解，现在仅通过示例方式参考附图描述本发明，其中图1是根据本发明的去毛边刀具的侧视图；图2是示于图1的去毛边刀具的分解透视图；图3是根据本发明切削刀片的一个实施例的顶部透视图；图4是示于图3的切削刀片的底部透视图；图5是示于图3的切削刀片的俯视图；图6是示于图3的切削刀片的仰视图；图7是根据本发明切削刀片的备选实施例的顶部透视图；图8是示于图7的切削刀片的底部透视图；图9是示于图1的去毛边刀具去除切削刀片并旋转90°的局部侧视图；图10是沿示于图9的去毛边刀具的线X-X的截面图；图11是示于图9的去毛边刀具的示意图，其中切削刀片保持在刀片槽内；图12沿示于图11的去毛边刀具的线XII-XII的截面图；以及图13是结合有根据本发明的去毛边刀具的钻头。
具体实施例方式
首先请留意图1和图2，显示了根据本发明的去毛边刀具20。去毛边刀具20具有形成了从前到后方向的旋转纵轴线A，并包括大致圆柱形的刀具主体22，该刀具主体22具有在刀具主体22前端26处的刀片槽24，可转向的切削刀片28可滑动地保持在刀片槽24内。在图3到图6中更详细地显示了切削刀片28，并且其包括顶面30、底面32和在顶面、底面30、32之间沿伸的周向面34。需要说明的是贯穿说明书及权利要求中的方向术语，例如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”等，是用于方便区分相互相对的不同表面的术语。虽然这些术语关于特别组件方向可能是有意义的，它们仅用于说明目的，并且并不意图限制所附权利要求的范围。在俯视图和仰视图上切削刀片28是八边形并且具有两个相同且相对的切削部分36，各切削部分36包括两相同的切削边38，各切削边38定位在前刀面40和离隙面42之间。因此，切削刀片28总共具有四个全与切削刀片28的顶面30关联的切削边38。各离隙面42定位在周向面34内且各前刀面40设置在顶面30内并且形成顶面30内分屑槽44的一部分。各分屑槽44与顶面30的主顶面部46并接。主顶面部46通常是平的。两个切削部分36关于切削刀片28的主中央平面P1映象对称，并且各切削部分36的两个相同的切削边38是关于切削刀片28的次中央平面P2映象对称。
周向面34包括两个关于主中央平面P1映象对称的相对端面48，各端面48属于已知切削部分36；以及两个关于次中央平面P2映象对称的相对侧面50，侧面50定位在切削部分36之间。
切削刀片28的底面32包括两个底面部52以及在两个底面部52之间中心定位的引导构件54。两个底面部52通常是平的、共面、平行于主顶面部46并且定位在次中央平面P2的每一侧。引导构件54沿远离主顶面部46的方向突出超过底面部52，向外突出形成脊部，平行于次中央平面P2伸展并且具有位于次中央平面P2内的纵轴线B。如图6所示，纵轴线B与相对端面48相交。
次中央平面P2组成了引导构件54的纵向中央平面，并将其纵向地分隔开。因此，切削刀片28包括具有突出引导构件54的主体部分56。引导构件54包括定位在次中央平面P2每一侧的相对平坦邻接面58，邻接面58远离底面部52向外延伸并且与在邻接面58之间跨接的纵向延伸凸起表面60并接。为了稍后讨论，需要注意(见图6)各侧面50具有第一长度L1，引导构件54具有第二长度L2；在引导构件54的纵轴线B的方向上测量各长度，第一长度L1小于第二长度L2。
经过顶面和底面30、32之间的刀片通孔62将引导构件54分隔成两个引导构件部分54′，即，将脊部分隔成设置在主中央平面P1两侧的两个脊部。刀片通孔62具有形成切削刀片28的夹持面65的孔表面64。在示于图7和8的备选实施例中，代替通孔62，切削刀片28在顶面30内设有凹部66。凹部66包括从切削刀片28的顶面30向内延伸到凹部66的底面70的凹部侧面68。在这个实施例中，凹部侧面68形成夹持面65。如图8所示，在这个实施例中，引导构件54包括单一不间断的脊部。
现在请注意图9和图10。刀片槽24具有大致T状的开槽，开槽包括大致矩形开槽72(″T″的臂)以及引导槽74(″T″的脚)。大致矩形开槽72具有第一宽度W1，而引导槽74具有第二宽度W2，在去毛边刀具20的旋转纵轴线A的方向上测量两个宽度；第一宽度W1大于第二宽度W2。刀片槽24经由第一孔78展开到刀具主体22的周向面76。刀片槽24从刀具主体22的周向面76沿相对于去毛边刀具20的旋转轴线A基本径向的方向向内延伸。在示于图10的截面部分中，刀具主体22的周向面76是具有已知半径R的大致圆形，旋转轴线A定位在圆形的起点O。大致矩形开槽72包括相对的由侧壁84连接的上壁和下壁80、82。下壁82包括平行于上壁80的两个下壁部86。引导槽74定位在两个下壁部86之间并且包括相对的平坦沟槽支撑表面88，平坦沟槽支撑表面88沿远离上壁80的方向从各自的下壁部86延伸，并且与形成引导槽74的纵轴线C、在两个沟槽支撑表面88之间跨接的纵向延伸凹面90并接。参考图9，大致矩形开槽72具有第一宽度W1，而引导槽74具有第二宽度W2；在去毛边刀具20的旋转轴线A的方向上测量各宽度。第一宽度W1大于第二宽度W2。
两个孔径与刀片槽24连通。主孔径92从刀具主体22的周向面76内的第二孔94延伸到刀片槽24。主孔径92的第二孔94与刀片槽24的第一孔78基本正相反地相对。主孔径92具有垂直于去毛边刀具20旋转A轴线的纵轴线D。去毛边刀具20的旋转轴线A穿过与刀片槽24连通的主孔径92。螺纹次孔径96从刀具主体22的周向面76内的第三孔98向刀片槽24延伸。次孔径96具有与主孔径92的纵轴线D形成锐角的纵轴线E。
现在请注意图11和图12。切削刀片28可滑动地保持在刀片槽24内，其中，引导构件54配合引导槽74，切削刀片28的主体部分56定位在大致矩形开槽72内。在主孔径92的后端，在第二孔94的附近，主孔径92具有螺纹部分100，其中，第一螺杆102可旋入螺纹部分100内。弹簧104，例如螺旋状的压缩弹簧，定位在第一螺杆102和切削刀片28之间的主孔径92内用于在预定压力下径向向外推进切削刀片28通过第一孔78。弹簧104邻接切削刀片28的内端面48′。内端面48′是向内面向刀片槽24的端面48，与向外面向远离刀片槽24的方向的外端面48″相对。弹簧104施加的压力可以通过调节第一螺杆102的位置调节，第一螺杆102也可以作为插销防止弹簧104离开主孔径92通过第二孔94。
如图10所示，主孔径92和刀片槽24并不完全排成一行以便与刀片槽24相邻的主孔径92的前端部分闭合形成弹簧夹持面106。因此，即使当切削刀片28从刀片槽24移除，弹簧104保持在弹簧夹持面106和第一螺杆102之间的位置。如图1所示，切削刀片28通过防止弹簧104完全将切削刀片28推出刀片槽24的夹持构件108保持在伸出位置，一个切削部分36从第一孔78突出。在实施例所示，夹持构件108是旋入次孔径96内的第二螺杆。
为在伸出位置内保持切削刀片28，第二螺杆108设置在第一位置内，其前端向次孔径96的前端114外突出并且部分定位在刀片通孔62内(或在凹部66内，用于示于图7和图8的切削刀片28)以便其配合切削刀片28的夹持面65。通过施加径向向内导向力到切削刀片28的外端面48″，切削刀片28可被径向向内推进到刀片槽24内并到达缩回位置。为了从刀片槽24移除切削刀片28，为了转换或代替它，通过旋开第二螺杆108直到其前端112从刀片通孔62(或凹部66)缩回，使第二螺杆108设置到第二位置，从而使切削刀片28自由地滑出刀片槽24。在切削刀片28在缩回和伸出位置之间滑动的去毛边操作中，第二螺杆108保持在第一位置。
根据本发明，切削刀片28在缩回和伸出位置之间的滑行移动主要由在引导槽74内的引导构件54的滑动完成。这种安排具有多个优点。它使得能够不损害切削刀片28的自由滑行移动而实现紧凑的切削刀片设计。换句话说，切削刀片28侧面50的第一长度L1与大致矩形开槽72的第一宽度W1相比可以相对小。
如果切削刀片28仅包括不含突出引导构件54的主体部分56，那么切削刀片28的滑行移动将通过切削刀片28的侧面50与大致矩形开槽72的侧壁84的滑行邻接发生。根据本发明，切削刀片28的侧面50的第一长度L1，小于大致矩形开槽72的第一宽度W1。根据非限制性实例，第一宽度W1大约是第一长度L1的五到六倍。在这种情况下，切削刀片28可以容易地楔入大致矩形开槽72内。为了避免楔入(wedging)，第一长度L1将不得不大于第一宽度W1。由于四个切削边38的需求并且由于切削刀片28的关于主中央平面P1的映象对称的约束(即，切削刀片28是在各端具有切削部分36的“双端”切削刀片，各切削部分36具有两个切削边38)，切削刀片28约束为具有示于图5和图6的八边形状，并且任何尝试设计第一长度L1大于第一宽度W1将产生不切实际的较大切削刀片。
通过传递切削刀片28的滑行移动到引导槽74内的引导构件54的滑行，决定楔入可能性的尺寸是引导构件54的第二长度L2和引导槽74的第二宽度W2。根据非限制性实例，第二长度L2大约是第二宽度W2的三倍。选择第二长度L2大于第二宽度W2以防止引导槽74内引导构件54的楔入并且因此防止刀片槽24内的切削刀片28的楔入。
无疑地，通过将切削刀片28的滑行移动从切削刀片28的主体部分56和刀片槽24的大致矩形开槽72部分之间的滑动接触传递到引导槽74内引导构件54的滑动接触，楔入约束与切削刀片28的主体部分56的几何形状相分离，从而可实现紧凑的“双端”切削刀片设计。此外，通过将切削刀片28的滑行移动传递到引导槽74内引导构件54的滑动，由于刀片槽24的侧壁84和切削刀片28的侧面50在切削刀片28的滑行移动中并不扮演实质角色，它们不需要制成高精度。
由于切削刀片28的滑行移动由引导槽74内引导构件54的滑行实现，在刀片槽侧壁84和切削刀片侧面50之间设计间隙以保证在这些表面间没有接触。在这些表面间的任何接触可能导致在矩形开槽77内刀片的楔入。在刀片槽24的下壁部86和切削刀片28的底面部52之间以及在刀片槽24的上壁80和切削刀片28的主顶面部46之间也设计间隙。在引导槽74的凹面90和引导构件54的凸面60之间也设计间隙。在滑行移动中仅在引导槽74的沟槽支撑表面88和引导构件54的邻接面58之间设计接触。然而，在孔径去毛边期间由于作用在切削边38的切削力，或者在随着去毛边刀具20的前端26旋转并穿过孔径时由于作用在切削刀片28上的力，在刀片槽24的下壁部86和切削刀片28的底面部52之间并且也在刀片槽24的上壁80和切削刀片28的主顶面部46之间将出现一些不可控制的接触。然而，由于在上述不可控制接触内涉及到的元件的有利相对尺寸，这些不可控制的接触形式不会引起切削刀片28的楔入。
从图2、图11和图12可以理解本发明去毛边刀具20的“去毛边机器”，即，上文描述的切削刀片28、弹簧104以及第一和第二螺杆102、108，局部化在刀具主体22的较小区域内。对于普通技术人员来说，通过在刀具主体内形成刀片槽24以及次孔径、主孔径96、92在任何必需的刀具主体内定位“去毛边机器”很明显是简单的设计，如同上文所描述的去毛边刀具20。图13显示了结合本发明的“去毛边机器”的钻头116，显示了处于伸出位置的切削刀片28。
虽然本发明已经描述到某种详细程度，在没有脱离如下文主张的本发明的范围下进行不同的变更和修改是可以理解的。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种去毛边刀具(20)包括至少一个切削刀片(28)和刀具主体(22)；所述切削刀片(28)包括顶面(30)，底面(32)以及在它们之间的周向面(34)；以及两个相同的相对切削部分(36)，各切削部分(36)包括两个相同的切削边(38)，各切削边(38)设置在前刀面(40)和离隙面(42)之间，所述两个切削部分(36)关于所述切削刀片(28)的主中央平面(P1)映象对称，各切削部分(36)的所述两个相同切削边(38)关于所述切削刀片(28)的次中央平面(P2)映象对称；所述底面(32)包括两个底面部(52)和在它们之间的单一引导构件(54)，所述引导构件(54)包括沿远离顶面(30)方向上突出超过底面部(52)的至少一个脊部，所述引导构件(54)具有定向为垂直于所述主中央平面(P1)的纵轴线B；所述刀具主体(22)具有在其内可滑动地保持至少一个切削刀片(28)的至少一个刀片槽(24)，所述至少一个刀片槽(24)经由孔展开到所述刀具主体(22)的周向面(76)，所述至少一个刀片槽(24)包括开槽(72)和引导槽(74)，所述引导构件(54)将所述引导槽(74)和至少部分设置在所述开槽(72)内的所述切削刀片(28)相配合；所述切削刀片(28)通过将所述切削刀片(28)向伸出位置偏置的弹簧(104)可在缩回位置和伸出位置之间滑动，其中，在所述伸出位置内，已知切削部分(36)从所述孔突出超过所述刀具主体(22)的周向面(76)。
2.根据权利要求1所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述弹簧(104)是压缩弹簧。
3.根据权利要求1所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述切削刀片(28)通过夹持构件(108)保持在所述伸出位置。
4.根据权利要求3所述的去毛边刀具(20)，其特征在于在所述伸出位置内所述夹持构件(108)邻接所述切削刀片(28)的夹持面(65)。
5.根据权利要求4所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述切削刀片(28)进一步包括穿过所述顶面和所述底面(30，32)的通孔(62)，所述通孔(62)将所述引导构件(54)分隔成设置在所述主中央平面(P1)各侧的两个引导构件部分(54′)。
6.根据权利要求5所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述刀片通孔(62)具有形成所述切削刀片(28)的所述夹持面(65)的孔表面(64)。
7.根据权利要求4所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述切削刀片(28)进一步包括处于所述顶面(30)内的凹部(66)。
8.根据权利要求7所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述夹持面(65)是所述顶面(30)内的所述凹部(66)的一部分。
9.根据权利要求1所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述切削刀片(28)在切削刀片(28)的俯视图内是八边形的。
10.根据权利要求1所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述去毛边刀具(20)的所述刀具主体(22)包括钻头(116)的柄部分。
11.根据权利要求1所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述前刀面(40)设置在所述顶面(30)内而所述离隙面(42)设置在所述切削刀片(28)的所述周向面(34)内。
12.根据权利要求1所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述两个底面部(52)是平的且共面。
权利要求
1.一种可转换的切削刀片(28)，包括顶面(30)，底面(32)和在它们之间的周向面(34)；以及两个相同的相对切削部分(36)，各切削部分(36)包括两个相同的切削边(38)，各切削边(38)定位在前刀面(40)和离隙面(42)之间，所述两个切削部分(36)关于所述切削刀片(28)的主中央平面(P1)映象对称，各切削部分(36)的所述两个相同的切削边(38)关于所述切削刀片(28)的次中央平面(P2)映象对称；所述底面(32)包括两个底面部(52)和在它们之间的单一引导构件(54)，所述引导构件(54)包括沿远离顶面(30)方向上突出超过底面部(52)的至少一个脊部，所述引导构件(54)具有定向为垂直于所述主中央平面(P1)的纵轴线B。
2.根据权利要求1所述的切削刀片(28)，其特征在于进一步包括穿过所述顶面和所述底面(30，32)的通孔(62)，所述通孔(62)将所述引导构件(54)分隔成设置在所述主中央平面(P1)各侧的两个引导构件部分(54′)。
3.根据权利要求1所述的切削刀片(28)，其特征在于进一步包括在所述顶面(30)内的凹部(66)。
4.根据权利要求1所述的切削刀片(28)，其特正在于所述前刀面(40)设置在所述顶面(30)内而所述离隙面(42)设置在所述切削刀片(28)的周向面(34)内。
5.根据权利要求1所述的切削刀片(28)，其特征在于所述两个底面部(52)是平的且共面。
6.根据权利要求1所述的切削刀片(28)，其特征在于所述切削刀片(28)在切削刀片(28)的俯视图内是八边形的。
7.一种去毛边刀具(20)包括根据权利要求1所述的至少一个切削刀片(28)；以及具有至少一个切削刀片(28)在其内可滑动地保持的至少一个刀片槽(24)的刀具主体(22)，所述至少一个刀片槽(24)经由孔展开到所述刀具主体(22)的周向面(76)，所述至少一个刀片槽(24)包括开槽(72)和引导槽(74)，引导构件(54)将所述引导槽(74)与至少部分定位在所述开槽(72)内的所述切削刀片(28)相配合；所述切削刀片(28)通过将所述切削刀片(28)向伸出位置偏置的弹簧(104)在缩回位置和所述伸出位置之间滑动，其中，在所述伸出位置内，已知切削部分(36)从所述孔突出超过所述刀具主体(22)的周向面(76)。
8.根据权利要求7所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述弹簧(104)是压缩弹簧。
9.根据权利要求7所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述切削刀片(28)由夹持构件(108)保持在所述伸出位置内。
10.根据权利要求9所述的去毛边刀具(20)，其特征在于在所述伸出位置内所述夹持构件(108)邻接所述切削刀片(28)的所述夹持面(65)。
11.根据权利要求10所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述切削刀片(28)进一步包括穿过所述顶面和所述底面(30，32)的通孔(62)，所述通孔(62)将所述引导构件(54)分隔成定位在所述主中央平面(P1)各侧的两个引导构件部分(54′)。
12.根据权利要求11所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述刀片通孔(62)具有形成所述切削刀片(28)的夹持面(65)的孔表面(64)。
13.根据权利要求10所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述切削刀片(28)进一步包括在所述顶面(30)内的凹部(66)。
14.根据权利要求13所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述夹持面(65)是所述顶面(30)内所述凹部(66)的一部分。
15.根据权利要求7所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述切削刀片(28)在切削刀片(28)的俯视图内是八边形的。
16.根据权利要求7所述的去毛边刀具(20)，其特征在于所述去毛边刀具(20)的所述刀具主体(22)包括钻头(116)的柄部分。
全文摘要
一种去毛边刀具包括具有四个切削边的可转换切削刀片。切削刀片具有主体部分及突出的引导构件(54)。切削刀片可滑动地保持在刀片槽内，刀片的主体部分定位在刀片槽的大致矩形开槽部分内，并且引导构件定位于刀片槽的引导槽部分(74)内并与其配合。切削刀片通过将切削刀片向伸出位置偏置的弹簧在缩回位置和伸出位置之间可移动。切削刀片的滑行移动由在引导槽内的引导构件的滑行实现。
文档编号B23B51/08GK1871090SQ200480030756
公开日2006年11月29日 申请日期2004年9月22日 优先权日2003年10月20日
发明者G·赫彻特 申请人:伊斯卡有限公司