用于切削嵌件的夹紧装置的制作方法

专利名称：用于切削嵌件的夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将切削嵌件(cutting insert)夹紧至刀架的装置。该种刀 架尤其适用于一种带有中央孔的可转位嵌件，所述中央孔将被紧固至刀架的安装基座。
背景技术：
—个可转位嵌件被安装在切削刀架上以加工工件，该可转位嵌件可以采用各种 形状，例如正方形、三角形，其中嵌件周围棱角相同，或者是带有锐角凸出点(acute nose point angles)的菱形或偏菱形。 通常，安装有这种可转位嵌件的加工工具被用于钻孔、铣削和车削。在这些不同的 加工方法中，切削嵌件通过夹紧装置被紧固在刀架基座上，且提供与工件接触的切削刃。
在EP 0759826B1中，已公开了一种将带有中央孔的嵌件紧固至刀架的夹紧装置。 这种夹紧装置旨在于将嵌件保持在型腔中的适当位置处，使得夹紧力作用在上表面和嵌件 的中央孔壁二者中，使嵌件没有任何与刀架基座的其底部支撑表面分离的趋势。并且这种 夹紧装置的后端部分适于与设在刀架主体上的后斜面接触。 然而，这种夹紧的特征在于如下的点接触，S卩，通过布置具有一对称轴线——其相 对于孔的轴线成一倾斜角(e)——的向前突出部，而实现的嵌件的孔壁和前夹紧伸出部之 间的于一个远离嵌件上表面的点处的点接触。在这种夹紧结构中，压在孔壁上的接触点仅 具有极微小的区域。相应地，当切削工具被长时间使用时，接触点易于磨损，且该夹紧装置 变松。因此，如果该夹紧装置偶尔没有进一步地被紧固，则可能会使所述夹紧相对于适当的 切削操作而言过于松弛。 同时，对于上述嵌件，平坦的底部表面不能保证能实现与嵌件上表面的平坦的表
面邻接。换句话说，由于倾斜接触表面上的后突出部的端表面的接触位置是根据嵌件或夹
紧装置的制造差异而变化的，在平坦的底部表面和嵌件的上表面之间的接触可能不是一个
实际的平面接触，而导致在平坦表面的前边沿位置"A"或后边沿位置"B"处产生点接触，如
图6所示。如果是这种情况，在工具的长时间使用的情况下，该接触点也易于磨损，且夹紧
会变松。特别地，当接触发生在前边沿位置"A"时，由于施加在嵌件凸出部分(nose)上的
剪切力，将嵌件的后部抬起使之与嵌件型腔(pocket)底面分开的力没有被有效地抵消，可
能导致最终的嵌件失效。同时，由于剪切力主要施加在邻近于凸出部分的两个刃中一个主
动刃上，因此存在一个将与主动刃相对的嵌件的一部分抬起使之与嵌件型腔底面分开的趋
势。然而，前述夹紧装置对于抑制这种趋势是低效的，并且如果嵌件是三角形形状 一 其中
仅有一个该嵌件型腔的直立的支撑表面，那么这种情况会变得更有问题。 另一方面，在韩国登记的专利NO. 0450439中，发明人提出了一种接触结构，在该
接触结构中，形成于向前突出部内侧上的接触部分与嵌件中央孔的内壁具有特定长度的表
面接触，因此减少了磨损。同时，在向前突出部的两侧上设置平坦表面的加压部，以压紧嵌件。 然而，在这个结构中，由于后突出部的端面被放置在倾斜接触表面上，因此不能在接触部分和中央孔的内壁之间实现平滑的表面接触，但是可能在顶部位置"C"或底部位置 "D"处产生点接触，如图7所示。在这种情况下，在工具长时间使用的情况下，该接触点也易 于磨损，且夹紧会变松。特别地，当接触发生在顶部位置"D"时，接触点很接近于嵌件的上 表面，使得用于横向夹紧力的支撑点变得不稳定。同时，由于压紧点在中央孔的侧缘产生， 所以所述力不足以抵消由于施加在嵌件凸出部分上的剪切力而将嵌件后部抬起使之与嵌 件型腔底面分开的力，且可能最终发生嵌件失效。

发明内容
发明丰题 本发明被构思以解决现有技术中因接触点磨损和接触点的严重移位而使夹紧失 效的前述问题，以及相应地，本发明的一个目的是提供一种带有简单结构的嵌件夹紧装置， 以将切削嵌件可靠且稳定地夹紧至刀架。
解决方案 根据本发明，提供一种用于将切削嵌件紧固至刀架的嵌件夹紧装置，所述切削嵌 件具有一个其轴线垂直于上表面的中央孔，该嵌件夹紧装置包括一个向前突出部，其将被 接收在嵌件的中央孔中；一个中央主体部分，其设有一加压部以向下压嵌件的上表面，以及 设有一个用于使夹紧螺钉通过的螺钉孔；以及一个后突出部，其具有一与刀架的后倾表面 接触的后接触表面；其中向前突出部在嵌件夹紧装置的前端形成，向前突出部的内表面以 与嵌件中央孔的内壁空间间隔开的状态向下延伸，且向前突出部内表面的末端部分设有一 个凸曲面的隆起以与嵌件的内壁相切接触；以及加压部在嵌件夹紧装置的中央主体部分的 底面上形成，且其具有凸曲面以与嵌件的上表面——在被通过向前突出部和螺钉孔的中心 线二等分的中央主体部分的底面的两个区域上——相切接触。 根据本发明的一个特征，所述加压部是一对半球形状的隆起，该对隆起被分开间 隔一个跨越嵌件上表面区域内的中心线的长度。 根据本发明的一个特征，连接所述一对隆起的线垂直于所述中心线，并在向后方 向上与向前突出部间隔开。 根据本发明的另一个特征，所述加压部是一个具有细长的半圆柱形状的隆起，该 隆起延伸跨过中心线，具有横跨嵌件上表面区域内侧的长度。 根据本发明的另一个特征，所述隆起沿垂直于中心线的方向延伸，并在向后方向 上与向前突出部间隔开。 根据本发明的再一个特征，所述后突出部的后接触表面在横切接触表面的横断面 及通过中心线的垂直横截面上是凸出弯曲的。 根据本发明的再一个特征，向前突出部的外侧末端部分是斜切的或圆形的。
有益效果 根据本发明的嵌件夹紧装置具有以下技术效果。 根据本发明的嵌件夹紧装置具有防止接触点处的磨损和提供持久的夹紧功能的 效果。而且，本发明的嵌件夹紧装置具有如下效果当横向夹紧力的作用点被稳定地固定在 嵌件孔的中间高度时，能确保向前突出部和嵌件孔的内壁之间的平滑的表面接触。这种结 构还允许嵌件孔的上边缘和夹紧底面的角部之间存在间隙，使得夹紧装置和嵌件可实现一种良好的配合。 在本发明中，'平滑的表面接触'是相对于现有技术中的'点接触'而言的，且在此 定义为一种其中两个曲面之间或一曲面和一平面之间实现相切接触，以使得对磨损的抵抗 力增强至高于点接触的的表面接触。 根据本发明的夹紧装置具有以下效果防止具有移位的接触位置的点接触，使得 在固定的位置下保证平滑的表面接触。特别地，提供一个有效的反作用力，来克服由于施加 在嵌件凸出部分上的剪切力而将嵌件的后部抬起使之与嵌件型腔的底面分开的力。而且， 尽管剪切力主要施加在邻近于凸出部分的两个刃中的一个主动刃上，还是提供一有效反作 用力以克服将与主动刃部分相对的嵌件的一部分抬起使之与嵌件型腔的底面分开的趋势。 如果嵌件是三角形形状——对此嵌件型腔中仅有一个直立的支撑表面，那么这种效果变得 更为显著。 在根据本发明的嵌件夹紧装置中，后接触表面和在底面上的两个隆起构成一个坚 固和稳定的支撑结构，称之为'三角支撑结构'。特别地，甚至在两个相应接触部分不对称和 两个接触部分在其高度上颇不相等的情况下，这种'三角支撑结构'也提供了一种确保有稳 定且坚固的夹紧状态的效果。 由于这种'三角支撑结构'还在向前突出部的隆起和底面上的两个隆起之间形成， 根据本发明的嵌件夹紧装置具有如下效果提供一种持久且稳定的夹紧结构，嵌件夹紧装 置的整个主体不具有活动性。


图1是示出了使用本发明的嵌件夹紧装置的刀架组件的截面图。 图2-5是示出了本发明的嵌件夹紧装置的多个实施方案的平面或立体图。 图6和7是示出了相关的现有技术的截面图。
具体实施例方式
图1是示出了使用本发明的嵌件夹紧装置的刀架组件的截面图。并且图2到5以 平面或立体图的方式示出了本发明的嵌件夹紧装置的多个实施方案。 如图1所示，本发明的嵌件夹紧装置20被用于将切削嵌件10紧固至刀架40，所述 切削嵌件10具有一个其轴线垂直于上表面11的中央孔12。该嵌件夹紧装置20包括一 个向前突出部21，其将被接收在嵌件10的中央孔12中；一个中央主体部分，其设有一加压 部22以向下压嵌件10的上表面11，以及设有一个用于使夹紧螺钉30通过的螺钉孔23 ;以 及一个后突出部24，其具有一与刀架40的后倾表面41接触的后接触表面25。
向前突出部21在嵌件夹紧装置20的前端形成，向前突出部的内表面21a以与嵌 件中央孔的内壁12a空间间隔开的状态向下延伸，且向前突出部内表面的末端部分设有一 个凸曲面的隆起21b以与嵌件的内壁相切接触。 在此，向前突出部21优选地基本以圆柱形形状以小于嵌件中央孔内径的直径向 下延伸形成。向前突出部21的延伸长度优选地确定为，使隆起21b被大致定位在中央孔21 的中间高度。这将把作用于嵌件的横向夹紧力的作用点引致合适的位置。隆起21b的凸曲 面的曲率半径优选地足够大，以使得与嵌件中央孔的内壁12a有平滑的表面接触。
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向前突出部的内表面21a，除了隆起21b部分，优选地大致平行于嵌件中央孔的内 壁12a而形成。另一方面，向前突出部的外表面并不必需平行于嵌件中央孔的内壁12a。该 外表面优选地是如图1所示的圆的，或者向前突出部21的底端表面的外部被加工成斜面， 如图2-5中所示。这些设置使得向前突出部21方便地被引入至嵌件的中央孔中。在本发 明中，用于方便引入至中央孔的向前突出部21的上述形状被理解为一种向前突出部21的 外部底端21d的倒角(chamfering)。总之，向前突出部21的最前端21e优选地不突出在嵌 件的中央孔前面。 根据本发明的加压部22在嵌件夹紧装置的中央主体部分的底面上形成，且其具 有凸曲面，以与嵌件的上表面——在被通过向前突出部21和螺钉孔23的中心线二等分的 中央主体部分的底面的两个区域上——相切接触。 如图2所示，加压部22的一个实施方案是一对半球形状的隆起22a，该对隆起被分 开间隔一个跨越嵌件上表面区域内的中心线的长度。联接所述一对隆起22a的线优选地垂 直于所述中心线，并在向后方向上与向前突出部21间隔开。 如图2，加压部22的另一个实施方案是一个具有细长的半圆柱形状的隆起22b，该 隆起延伸跨过中心线，具有横跨嵌件上表面区域内侧的长度。该隆起22b优选地沿垂直于 中心线的方向延伸，并在向后方向上与向前突出部21间隔开。 半球形状的隆起22a和细长半圆柱形状的隆起22b的凸曲面的曲率半径优选地足 够大，以使得与嵌件中央孔的内壁12a有平滑的表面接触。 根据本发明的后突出部24的后接触表面25在通过中心线的垂直横截面上是凸出 弯曲的，使得后接触表面25与刀架40的后倾表面41相切接触，在图1中可以看出。甚至 更优选地是，后突出部24的后接触表面25在横切接触表面的横断面及通过中心线的垂直 横截面上是凸出弯曲的，如图4和5中可以看出。 另一方面， 一个延伸销26在后突出部24的底端形成，且其被接收在刀架的凹进部 43中，使得甚至当夹紧螺钉20没有被稳固地拧紧时，嵌件夹紧装置20也不会从其自身位置 脱落。 根据本发明的嵌件夹紧装置具有以下的技术效果。 由于向前突出部内表面的末端部分设有一个凸曲面的隆起21b以与嵌件的内壁 相切接触，根据本发明的嵌件夹紧装置具有以下效果防止接触点处的磨损，以及因此提供 持久的夹紧，所述磨损可能发生在图6所示的现有技术中。而且，通过排除图7所示的现有 技术中的较低点(点"C")或较高点(点"D")处的具有移位的接触的点接触，根据本发明 的嵌件夹紧装置具有如下效果当横向夹紧力的作用点被稳定地固定在嵌件孔12的中间 高度时，能确保向前突出部21和嵌件孔的内壁12a之间的平滑的表面接触。这种结构还允 许嵌件孔12的上边缘lla和夹紧底面的角部21c之间存在间隙，使得夹紧装置20和嵌件 IO可实现一种良好的配合。 由于在嵌件夹紧装置的中央主体部分的底面上的隆起22a、22b具有凸曲面以与 嵌件的上表面相切接触，所以根据本发明的夹紧装置具有如下效果防止图6所示的现有 技术中的前部位置(点"A")或后部位置(点"B")的移位点接触，由此在固定的位置保证 了平滑的表面接触。特别地，由于隆起22a的平滑表面接触位于与嵌件孔壁12a分离的后 部，从而提供了一个有效的反作用力来克服由于施加在嵌件凸出部分上的剪切力而将嵌件的后部抬起使之与嵌件型腔的底面分开的力。而且，因为与嵌件上表面相切接触引起的下 压力在被通过向前突出部21和螺钉孔23的中心线二等分的中央主体部分的底面两个区域 上相切接触，尽管剪切力主要施加在邻近于凸出部分的两个刃中的一个主动刃上，也能提 供有效反作用力以克服将与主动刃相对的嵌件的一部分抬起使之与嵌件型腔的底面分开 的趋势。如果嵌件是三角形形状——对此该嵌件型腔中仅有一个直立的支撑表面，那么这 种效果变得更为显著。 在根据本发明的嵌件夹紧装置的一个实施方案中，由于后突出部24的后接触表 面25在横切接触表面的横断面及通过中心线的垂直横截面上是凸出弯曲的，后接触表面 25和后倾表面41在中心线的一个特定位置上产生平滑表面接触。因此，后接触表面25和 底面上的两个隆起22a构成一个坚固和稳定的支撑结构，称之为'三角支撑结构'。特别地， 甚至在两个相应接触部分相对于图1所示的包含中心线的横截面平面不对称且两个接触 部分在其高度上颇不相等的情况下，这种'三角支撑结构'也提供了一种确保有稳定且坚固 的夹紧状态的效果。 由于这种'三角支撑结构'还在向前突出部21的隆起21b和底面上的两个隆起 22a之间构成，根据本发明的嵌件夹紧装置20具有如下效果提供一种持久且稳定的夹紧 结构，嵌件夹紧装置的整个主体不具有活动性。'三角支撑结构'的效果对于具有细长的半圆柱形状的隆起22b的嵌件夹紧装置而
言也是适用的。 工业应用性 本发明适用于切削刀架组件工业领域。
权利要求
一种用于将切削嵌件紧固至刀架的嵌件夹紧装置，所述切削嵌件具有一个其轴线垂直于上表面的中央孔，该嵌件夹紧装置包括一个向前突出部，其将被接收在嵌件的中央孔中；一个中央主体部分，其设有一加压部以向下压嵌件的上表面，以及设有一个用于使夹紧螺钉通过的螺钉孔；以及一个后突出部，其具有一与刀架的后倾表面接触的后接触表面；其中向前突出部在嵌件夹紧装置的前端形成，向前突出部的内表面以与嵌件中央孔的内壁空间间隔开的状态向下延伸，且向前突出部内表面的末端部分设有一个凸曲面的隆起以与嵌件的内壁相切接触；以及加压部在嵌件夹紧装置的中央主体部分的底面上形成，且其具有凸曲面以与嵌件的上表面——在被通过向前突出部和螺钉孔的中心线二等分的中央主体部分的底面的两个区域上——相切接触。
2. 根据权利要求1所述的嵌件夹紧装置，其中所述加压部是一对半球形状的隆起，该对隆起被分开间隔一个跨越嵌件上表面区域内的中心线的长度。
3. 根据权利要求2所述的嵌件夹紧装置，其中连接所述一对隆起的线垂直于所述中心 线，并在向后方向上与向前突出部间隔开。
4. 根据权利要求1所述的嵌件夹紧装置，其中所述加压部是一个具有细长的半圆柱形 状的隆起，该隆起延伸跨过中心线，具有横跨嵌件上表面区域内侧的长度。
5. 根据权利要求4所述的嵌件夹紧装置，其中所述隆起沿垂直于中心线的方向延伸， 并在向后方向上与向前突出部间隔开。
6. 根据权利要求1-5之任一项所述的嵌件夹紧装置，所述后突出部的后接触表面在横 切接触表面的横断面及通过中心线的垂直横截面上是凸出弯曲的。
7. 根据权利要求1-5之任一项所述的嵌件夹紧装置，所述前向突出部的外侧末端部分 是斜切的或圆形的。
8. —种使用根据权利要求1-5之任一项所述的嵌件夹紧装置的刀架组件。
全文摘要
本发明提供一种嵌件夹紧装置，包括一个向前突出部，其将被接收在嵌件的中央孔中；一个中央主体部分，其设有一加压部以向下压嵌件的上表面，以及设有一个用于使夹紧螺钉通过的螺钉孔；以及一个后突出部，其具有一与刀架的后倾表面接触的后接触表面；其中向前突出部在嵌件夹紧装置的前端形成，向前突出部的内表面以与嵌件中央孔的内壁空间间隔开的状态向下延伸，且向前突出部内表面的末端部分设有一个凸曲面的隆起以与嵌件的内壁相切接触；以及加压部在嵌件夹紧装置的中央主体部分的底面上形成，且其具有凸曲面以与嵌件的上表面—在被通过向前突出部和螺钉孔的中心线二等分的中央主体部分的底面的两个区域上—相切接触。
文档编号B23B29/12GK101795802SQ200780100202
公开日2010年8月4日 申请日期2007年8月10日 优先权日2007年8月10日
发明者曹昊铉, 朴弘植 申请人:特固克有限会社