专利名称：可旋转切削工具的制作方法
发明的背景发明的领域本发明涉及可旋转切削工具，特别是涉及具有可更换的切削刀刃或刀片的工具，该切削刀刃或刀片由工具主体内的夹紧装置以可释放方式紧固。
背景技术：
公知的是提供一种可旋转工具，它包括一个工具主体和一个或多个可更换的切削刀刃或刀片，以用于机加工操作。这些工具的刀片包括由较长磨损材料制成的切削元件并包括一个或多个刀刃，选择该磨损材料以便适合待切削材料。刀片还可以包括用于将切削元件安装到工具主体上的固定器。这种工具的工具主体包括至少一个用于接纳可更换刀片的凹槽，该工具还包括用于将刀片以可释放方式夹固在工具主体上的装置。这种类型的工具包括钻孔工具，钻具，扩孔工具和铣刀。
特定类型的可旋转工具是用于机加工内燃机汽缸盖中的阀座的工具，以及具有布置在工具周边上的切削刀片的工具和用于机加工阀杆导孔的扩孔工具。当每个气缸的阀数量增加，且总发动机尺寸减少时，阀直径降低。因此，用于实施阀座机加工操作的工具需要将切削刀刃或刀片保持在直径减少的工具主体上。这种用途的公知工具，例如在美国专利5704741中公开，包括用于保持可换切削刀片的可更换盒。由于存在较小直径阀的需求，因此，需要较小直径的工具，从而降低刀片保持装置占据的工具主体体积。
图1a和1b表示一种公知的工具，其中可更换刀片通过夹紧螺钉固定在工具主体内的凹槽中。在图1a中，可更换刀片112和114保持在工具主体110的凹槽内。如图所示，相对于可更换刀片112，夹紧螺钉116横过凹槽118(图1b)，并可与工具主体110螺纹接合。当可更换刀片112布置在凹槽118中时，夹紧螺钉116进入工具主体110内，这样将刀片112(图1b虚线所示)顶住凹槽118的侧壁夹固。如图1a所示，使用多个螺钉，并且这些螺钉分隔，以便在刀片的长度上分配夹紧力，从而改进刀片对由切削力导致的移动阻力，和避免由夹紧力导致的扭曲。
图1c和1d表示用于将可更换工具保持在工具主体中的一种替代的公知的夹紧构造。在图1c中，可更换刀片122和124保持在工具主体120的凹槽中。如图所示，相对于可更换刀片122，楔128通过螺钉126固定在靠近刀片容纳凹槽132(图1d)的凹槽130中。螺钉126与工具主体120螺纹接合。当可更换刀片122布置在凹槽132中时，螺钉126进入工具主体120内，这样使楔128的前边缘前进，以便将刀片122(图1d中虚线所示)顶住凹槽132的侧壁夹固。每个楔128用来将来自每个螺钉126的力分配在刀片122的大部分上，而不是像图1a的布置那样由单个螺钉实施。然而，尽管较大的楔将提供改进的力的分布，由于伴随着工具主体的削弱，例如凹槽130的大楔容纳凹槽并非是期望的。
考虑到图1a和1c所示的公知的夹紧装置的缺点，因此需要用于旋转工具中的可更换刀片的改进的夹紧装置。
发明的概述本发明的一个目的是提供一种可旋转切削工具主体，它用于以可释放方式保持至少一个可更换切削刀片，其中工具主体包括用于每个所述刀片的弹性可变形夹，该夹可操作以便向刀片施加夹紧力，从而以可释放方式将刀片保持在工具主体内。
本发明的另一个目的是提供一种可旋转切削工具主体，它用于以可释放方式保持至少一个可更换切削刀片，其中工具主体包括用于每个所述刀片的弹性可变形夹，该夹可操作以便施加用于以可释放方式保持刀片的夹紧力，并包括与主体形成整体的叶片和用于使叶片变形的夹紧装置。
通过附图和下面的描述，本发明的其它目的和优点将变的更清楚。
根据前述目的，本发明提供一种包括切削工具主体的可旋转切削工具，该切削工具主体具有用于容纳可更换刀片的至少一个凹槽。凹槽具有由可变形的叶片限定的壁，该叶片除了叶片底部外通过工具主体内的隔离通道与工具主体隔离。工具还包括可调节夹紧装置，以便使叶片弹性变形，从而以可释放方式将可更换刀片保持在凹槽内。
附图的简要描述图1a-1d表示具有可更换刀片的公知的可旋转切削工具。
图2是根据本发明的第一可旋转切削工具的立体图。
图3a和3b是沿图2的线A-A和B-B截取的放大的剖视图。
图4是根据本发明的第二可旋转切削工具的一个部段的立体图。
图5a和5b是沿图4的线A-A和B-B截取的放大的剖视图。
优选实施例的详细描述参考附图来描述本发明的切削工具，它图示了特定类型的工具。尽管本发明用于这种工具是有利的，它适合用于其它可旋转切削工具，该切削工具以可释放方式保持可更换切削刀刃或刀片。如这里使用的，术语“可更换刀片”应包括切削刀刃，刀片，和用于承载刀片的刀片盒。
图2表示用于机加工内燃机气缸盖的阀座的切削工具。切削工具10具有包括柄部20(仅部分图示)和切削部分22的工具主体12。典型的这种工具，其切削部分22配有三个刀片，例如具有刀刃30和32的刀片14和16，以便对阀座表面的至少一部分进行机加工。另外，钻孔器24(图2中仅局部图示)由前部18支撑，以提供对阀导杆孔机加工的刀刃。柄部20包括用于将工具主体12安装在工具驱动装置例如机器心轴上的元件，或者用于将工具主体12安装在工具联结装置从而安装在工具驱动装置上的元件，这也是公知的。切削部分22包括凹槽(图3a，3b中的凹槽44)，其中容纳可更换刀片或切削刀刃例如刀片14和16。刀片14和16邻接深度调节止挡50和52，每个止挡可调节以设置刀片的邻接表面与工具主体12上的基准面(未图示)间的隙距。刀片的邻接表面可以是平坦的，并形成刀片端部或肩部的一部分。适当的止挡例如止挡50和52是公知的，例如与工具主体12内的螺纹孔接合的平头螺钉，和安装在工具主体12上具有头部件的双头螺栓，其中双头螺栓和/头部件可调节，以便相对于工具主体12定位刀片邻接表面。
参考图2，3a和3b，弹性可变形叶片40通过沟槽42和凹槽44在工具主体12内成形。沟槽42限定了叶片40和工具主体12的主要部分之间的间隙，凹槽44同样如此，叶片40从工具主体12径向伸展，并除了其底部外与工具主体隔离。螺纹孔46(图3b)形成于工具主体12内，并靠近叶片40的纵向中心和骑跨凹槽42。螺纹孔46容纳夹紧螺钉48(图2)，锥头螺钉(图3b中虚线所示的锥体)。在孔46入口处的斜面58和60分别形成叶片40和工具主体12上。为了提供自锁能力，斜面58和60的角度比螺钉48头部的坡度略陡。入口下的孔46的斜切部分中的直径小于螺钉48头部的直径。当螺钉48头部前进到斜面58和60下面时，叶片40弹性变形，即向凹槽44弯曲。为了确保靠近叶片40顶部弯曲，壁43以浅间隙角54倾斜，以确保叶片40和刀片之间的间隙在叶片40底部比在其顶部附近宽。当刀片布置在凹槽44内时，螺钉48前进进入工具主体12内，这使叶片40弯曲靠住刀片，从而使凹槽44的宽度变窄，并至少在叶片40顶部消除叶片40和刀片之间的间隙。一旦在叶片40和刀片之间形成接触，刀片就座抵靠凹槽44的侧壁，并且螺钉48的进一步前进通过叶片40抵靠刀片而产生压缩力。
继续参考图2，3a和3b，螺纹孔46和凹槽42向叶片40的底部倾斜一个浅角56。该倾角在叶片40底部使工具主体12横截面变窄，从而降低了围绕叶片底部使叶片40弯曲的阻力。
图4表示铣刀，例如端铣刀的一个部段，其中可更换的切削刀刃或刀片保持在工具主体的周边上，以便在每个这种切削刀刃或刀片上暴露至少一个刀刃。可以理解图4的部段包括完整的切削工具的一个切削部分80。切削部分80包括刀片固定盘62和底座82，它们安装在工具的柄部或包括工具的柄部，以便安装工具驱动装置。固定盘62包括周边上的凹槽，例如用于容纳可更换切削刀刃或刀片的凹槽64-68，该刀片例如是刀片100-104或切削刀刃或刀片盒，这是提供安装可更换切削刀刃或刀片的底座表面的部件。每个凹槽在一侧由可变形叶片例如叶片72-76定界，并与固定盘62的前后交叉。每个可变形叶片从靠近刀片接纳凹槽的固定盘62径向伸展，并与固定盘62隔离，以便自由地弯曲到相邻的刀片容纳凹槽内。底座82靠近凹槽64-68后端，并有利的，在每个凹槽64-68的靠近端提供每个刀片的调节装置(未图示)，以便设定每个刀片的邻接表面与底座82的隙距。
参见图5a和5b，如叶片74所示，每个叶片由穿过固定盘62的狭槽，例如狭槽86，和刀片容纳凹槽例如凹槽66限定。狭槽84和凹槽64限定了叶片72，且狭槽88和凹槽68限定了叶片76。至少一个螺纹孔在固定盘62内形成，以跨过每个狭槽，每个孔的上部接纳夹紧螺钉的顶端，该顶端在孔内螺纹接合。如图4所示，两个螺钉与每个狭槽联系，例如狭槽86中的螺钉90。螺纹孔78(图5b)容纳夹紧螺钉，例如夹紧螺钉90(图4)，该夹紧螺钉具有锥形头(图5b中的虚线所示)。在孔78入口的斜面92和94分别形成于叶片74和固定盘62内。为提供“自锁定”能力，斜面92和94的角度比螺钉90的头的锥度略陡。在入口下的孔78的斜面部分的直径小于螺钉90的头的直径。当螺钉90的头前进到斜面92和94下时，叶片74弹性变形，即向凹槽66弯曲。为确保靠近叶片74的顶部弯曲，壁75以一个浅的间隙角110倾斜，以确保叶片74和切削刀刃或刀片之间的间隙在叶片74底部比在靠近其顶部宽。当刀片102(图5a和5b中虚线所示)布置在凹槽66内时，螺钉90进入固定盘62内使叶片74弯曲抵靠刀片102，从而使凹槽66的宽度变窄，并至少在叶片74的顶部消除叶片74和刀片之间的间隙。一旦在叶片74和刀片之间形成接触，抵靠凹槽66的侧壁，螺钉90进一步的前进通过叶片74抵靠刀片102施加压缩力。
参考图2和4的工具，本发明的共同特征包括具有至少一个凹槽以容纳可更换刀片的工具主体；限定了所述凹槽的壁的至少一个可变形叶片，例如叶片40和叶片74；除了在叶片的底部外用于使可变形叶片与工具主体隔离的隔离通道，例如沟槽42和狭槽86；可调节夹紧装置，例如在斜面58和60上起作用的锥形螺钉46，和在斜面92和94上起作用的锥形螺钉90。尽管可调节夹紧装置有利的包括夹紧螺钉头的锥度和工具主体与叶片内的斜面的结合，也可使用其它布置。例如，锥头螺钉可与叶片上的单个斜面结合使用。作为替换，圆柱头调节螺钉可与单个楔部件结合，其中调节螺钉设定工具主体和叶片之间的楔部件的深度。
尽管参考附图所示的特殊的切削工具来描述本发明，申请人不期望本发明限定在这种特定的工具。相反，申请人期望本发明由附后的权利要求书和其等效范围来限定。
权利要求
1.一种可旋转切削工具，它用于以可释放方式保持至少一个可更换刀片，该刀片保持在工具中，以暴露出该刀片的刀刃，该工具包括具有用于接纳可更换刀片的至少一个凹槽的工具主体，从工具主体径向伸展并限定了刀片接纳凹槽的一个壁的弹性可变形夹，和用于使夹变形以便以可释放方式将可更换刀片保持在凹槽内的可调节夹紧装置。
2.如权利要求1所述的可旋转切削工具，其特征在于弹性可变形夹包括叶片，该叶片由刀片接纳凹槽限定，和隔离通道，除了在叶片底部外，该隔离通道使叶片与工具主体隔离。
3.如权利要求2所述的可旋转切削工具，其特征在于由叶片限定的凹槽的壁以一个浅角倾斜，以便在壁和最靠近叶片底部的可更换刀片之间形成间隙。
4.如权利要求2所述的可旋转切削工具，其特征在于隔离通道以一个浅角倾斜，以便在叶片底部使工具主体横截面的宽度变窄。
5.如权利要求2所述的可旋转切削工具，其特征在于可调节夹紧装置还包括至少一个锥头螺钉，该锥头螺钉与工具主体内的螺纹孔接合，螺纹孔跨过隔离通道，螺钉头的直径大于叶片和工具主体之间的间隙。
6.如权利要求5所述的可旋转切削工具，其特征在于可调节夹紧装置还包括在螺纹孔入口处的至少叶片上的斜面。
7.如权利要求6所述的可旋转切削工具，其特征在于斜面的倾角比螺钉头的锥度陡。
8.如权利要求6所述的可旋转切削工具，其特征在于隔离通道以一个浅角倾斜，以便在可变形叶片的底部使工具主体的横截面变窄。
9.如权利要求6所述的可旋转切削工具，其特征在于叶片限定的凹槽的壁以一个浅角倾斜，以便在壁和最靠近叶片底部的可更换刀片之间形成间隙。
10.如权利要求5所述的可旋转切削工具，其特征在于隔离通道以一个浅角倾斜，以便在叶片底部使工具主体的横截面变窄。
11.如权利要求5所述的可旋转切削工具，其特征在于叶片限定的凹槽的壁以一个浅角倾斜，以便在壁和最靠近叶片底部的可更换刀片之间形成间隙。
12.一种用于可旋转切削工具的工具主体，该工具主体包括用于接纳可更换刀片的至少一个凹槽，从工具主体径向伸展并限定了刀片接纳凹槽的一个壁的弹性可变形夹，和用于使夹变形的可调节夹紧装置。
13.如权利要求12所述的工具主体，其特征在于弹性可变形夹包括叶片，该叶片由刀片接纳凹槽限定，和隔离通道，除了在叶片底部外，该隔离通道使叶片与工具主体隔离。
14.如权利要求13所述的工具主体，其特征在于由叶片限定的凹槽的壁以一个浅角倾斜，以便在靠近叶片的底部扩宽凹槽。
15.如权利要求13所述的工具主体，其特征在于隔离通道以一个浅角倾斜，以便在叶片底部使工具主体的横截面的宽度变窄。
16.如权利要求13所述的工具主体，其特征在于可调节夹紧装置还包括至少一个锥头螺钉，该锥头螺钉与工具主体内的螺纹孔接合，螺纹孔跨过隔离通道，螺钉头的直径大于叶片和工具主体之间的间隙。
17.如权利要求16所述的工具主体，其特征在于可调节夹紧装置还包括在螺纹孔入口处的至少叶片上的斜面。
18.如权利要求17所述的工具主体，其特征在于斜面的倾角比螺钉头的锥度陡。
19.如权利要求16所述的工具主体，其特征在于隔离通道以一个浅角倾斜，以便在可变形叶片的底部使工具主体的横截面变窄。
20.如权利要求16所述的工具主体，其特征在于叶片限定的凹槽的壁以一个浅角倾斜，以便在靠近叶片底部扩宽凹槽。
全文摘要
一种可旋转切削工具，它包括具有用于接纳可更换刀片(102)的至少一个凹槽(44)的切削工具主体(12)。凹槽(44)具有由可变形夹限定的壁，该可变形夹从工具主体(12)径向伸展，夹包括除了叶片(40)底部外通过工具主体(12)内的隔离通道与工具主体(12)隔离的叶片(40)。工具还包括并用于使叶片(40)弹性变形以便将可更换刀片(102)保持在凹槽(44)内的可调节夹紧装置。
文档编号B23C5/24GK1592668SQ02823461
公开日2005年3月9日 申请日期2002年11月26日 优先权日2001年11月26日
发明者詹姆斯·J·鲁宾逊, 肯尼斯·A·格雷奇, 拉里·A·布劳 申请人:瓦莱尼特股份有限公司