专利名称：旋转切削刀具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转切削刀具、特别是一种钻头，它包括一个柄以及可以以形状配合的方式连接到该柄上的一个可互换的切削刃尖。
背景技术：
这样一种切削刀具从例如WO 2006/046227 Al中是已知的。这些切削刃尖一旦它们变得严重磨损就使用一种工具以不破坏的方式从柄中移除并且用一个新的切削刃尖来替换。这些切削刃尖通过形状配合的锁定被紧固，类似于卡销座，其中在柄中提供一个与旋转方向相反的凹切，该切削刃尖的一个锁定凸起在旋转锁定过程中伸入该凹切中。该旋转运动同样通过一种形状配合被传输到切削刃尖。为了吸收横向切削力，将一个支撑表面提供在切削刃尖的后侧末端的区域中，更精确地说是在该锁定几何形状的区域中。该切削刃尖在锁定表面与钻尖之间轴向地具有一个圆柱形部分，所述部分通过一个间隙而与柄相距一个微小的距离。EPO 984 841 Bl示出了一个替代实施方案，其中一个小的、短柱状的预定中心的延伸部分从切削刃尖的后侧末端面伸出，所述预定中心的延伸部分完成了将该切削刃尖关于该柄粗略定中心的任务。此类销钉正常地以径向间隙被定位在对应的开口中以避免双重配合。
发明内容
本发明的目标是实现切削刃尖在切削刀具中的甚至更好的锁定。根据本发明的旋转切削刀具(具体被设计为一种钻头)具有一个柄以及可以以形状配合的方式被连接到该柄上的一个可互换的切削刃尖。该柄具有一种锁定几何形状， 该锁定几何形状具有一个与旋转方向相反的凹切，该切削刃尖的一个锁定凸起伸入该凹切中，以便将该切削刃尖轴向固定在该柄上。此外，该柄具有从该锁定几何形状上处于轴向偏置的一个横向第一支撑表面以及在轴向上处于该锁定几何形状的区域内的一个横向第二支撑表面，其中该切削刃尖的一个第一反作用表面以及一个第二反作用表面以一种过盈配合对应地抵靠在这些支撑表面上。在根据本发明的切削刀具中，横向切削力不仅被该锁定凸起的区域中的支撑表面所吸收而且还另外地、与此轴向偏置地被一个第一支撑表面所吸收，这样使得该第一和第二支撑表面发生相互作用。在两个支撑表面处的过盈配合确保了当将该切削刃尖进行更换并且面临着不可避免地出现的生产公差时，两个支撑表面均还具有一种支撑效果。这种支撑以组装的状态完成，即使横向力仍然没有施加到切削刀具上。根据一个优选的实施方案，第一和第二支撑表面实质性地处于相同的直径范围内。具体地，它们最多距离彼此的距离是小于这两个支撑表面中较大一个的直径的15%。至少一个支撑表面、优选两个支撑表面均由环圆周彼此分离的多个支撑部分形成。在这些支撑表面的各个或一个的支撑部分之间，不存在切削刃尖与柄之间的接触。这可以或者通过柄中的一个轴向沟槽或者通过一个轴向槽缝来实现。这些支撑表面优选地是在直径上彼此相反地安排的。此外，在优选的实施方案中， 仅提供两个支撑部分。该过盈配合具体由这样的柄来相对简单地实现，该柄具有多个轴向伸出的指状部，在其轴向内侧上提供了至少该第二支撑表面、优选是两个支撑表面。因为这些轴向指状部(它们是环圆周彼此分离的)实现了某种径向挠性，这样使得当切削刃尖被紧固时这些指状部容易弹性地、径向向外地弯曲。该弹性由于以下事实而在特定的程度上得以实现根据一个实施方案，这些指状部具有一个轴向长度，该长度大于/等于径向指状部的厚度、优选是其至少两倍大。此外，这种锁定几何形状也应当形成在这些指状部上。至少第一支撑表面和第一反作用表面、可替代地或另外地还有这些第二表面可以具有当在轴向方向上观看时彼此偏离的几何形状。这些几何形状的设计方式为使得在旋转锁定的过程中、即当将切削刃尖紧固到柄上时，该反作用表面在该第一支撑表面上施加一个渐增的径向压力。然而在此方面，一种偏离的几何形状并不意味着仅在相同形状中提供不同的尺寸。与此相反，一种偏离的几何形状意味着在切削刃尖一侧上的反作用表面在旋转锁定过程中渐增地更靠近地移向该支撑表面，以便向最后触及它并且渐增地向外压迫它，以确保这种过盈配合。这样一对不同几何形状的实例在于以下事实至少该第一支撑表面具有一个圆柱形区段的几何形状并且该对应的反作用表面具有当在该轴向方向观看时相对于一个圆柱形区段径向向外凸出的几何形状。这样一种向外突出的几何形状可以例如通过一个椭圆区段来实现，其中在未锁定位置中与这些支撑部分相对的这些反作用部分距该旋转轴线比该圆柱形区段是处于更小的距离，并且这些向外突出的部分距该旋转轴线为一个最大距离， 该距离大于圆形的圆柱区段的距离。当然，两个表面(即支撑表面及其反作用表面)也可以均具有与圆柱不同的几何形状，或者该反作用表面具有一个圆柱形区段，其中该支撑表面具有椭圆形设计。当在同一个柄上进行大量的钻尖更换时，重要的是这些部件的磨损是轻微的并且关于崭新状态下的柄和高度磨损的柄二者，首先这种更换容易发生并且可靠的锁定也得到持续保证。为了能够满足这些不同的要求，该第一支撑表面在旋转锁定方向上具有一个插入斜面。当将一个钻尖锁定在一个崭新的柄上时，这个插入斜面避免了压碎或卡扣。在径向上观看时，该锁定凸起优选在圆周方向上以楔形延伸；也就是说，该楔形在朝向锁定几何形状的方向上延伸。另外地或可替代地，该锁定凸起抵抗在一个在该柄上的在圆周方向上延伸的轴向停止表面上。在此方面，该锁定几何形状应当尽可能地确保在柄与切削刃尖之间的一种轴向约束是精确的，有可能只在一个轴向停止表面处，这样使得双重配合不会发生。该轴向停止表面可以并入一个接合斜面中，该接合斜面在该旋转锁定方向上位于该停止表面前方，这样在这个区域中也确保了崭新柄上的容易的钻尖锁定。优选的实施方案提供该轴向停止表面是在指状部上的一个台阶的一部分，所述台阶在圆周方向上自由伸出。第二支撑表面应当比第一支撑表面更靠近钻尖，这通过提供一个在切削刃尖上在后侧伸出的支撑销是有可能的，第一支撑表面被提供在该支撑销上。配备一个更小直径(也就是说比支撑销的直径更小)的一个定心销也可以从支撑销后侧伸出，所述定心销接合在柄内的一个匹配开口中并且因此在插入时将该切削刃尖预定中心。然而，这个定心销相对于柄内的对应开口具有一种间隙配合，以消除双重配合。该第一支撑表面的轴向长度和/或面积大于第二支撑表面的。另外，该第一和第二支撑表面应当尽可能地在轴向方向上彼此直接邻接并且最多彼此分隔一个小的间距。这个间距可以由一个斜面来形成。
以下的说明和所参考的附图给出了本发明的进一步的特征以及优点，在附图中-图1示出了一种根据本发明的旋转切削道具的侧视图，该刀具由一个柄以及一个可互换的切削刃尖组成；-图2示出了图1的柄的尖端侧末端的一个透视图；-图3示出了根据图1的旋转切削刀具的切削刃尖的一个透视图；-图4示出穿过根据图1的旋转切削刀具的一个轴向剖面；-图5示出了根据本发明的旋转切削刀具的尖端的一个侧视图，其中切削刃尖仍未锁定；-图6示出了根据本发明的切削刀具的一个径向截面，具有插入的、未锁定的切削刃尖；并且-图7示出了根据本发明的切削刀具的一个径向截面，其中所插入的切削刃尖位于锁定的位置中。
具体实施例方式图1示出了一种钻头形式的旋转切削刀具10，具有一个柄12以及一个切削刃尖 14，二者被制造为分离的部件。该切削刃尖可以由一种类型的卡销座以可拆开的并且可互换的方式来紧固到柄12上。类似地，旋转切削刀具也可以被设计成一种尖底锪孔、铣削或铰孔刀具。切削刀具10具有在柄12以及切削刃尖14上延伸的一个槽16，该切削刃尖还具有钻尖17。在图2中可以看见柄12的尖端侧末端，柄12被一个轴向槽缝18分成两个轴向伸出的指状部20。轴向槽缝18在这个情况下的安排方式为使得它并入槽16之中。这些指状部20在圆周方向上具有“锁定几何形状” 22。这些锁定几何形状22具有与切削刀具10的旋转方向相反的多个凹切24。如后面将解释的，切削刃尖14的对应的锁定凸起与这些凹切M接合，以便将切削刃尖14锁定在柄12上。这些凹切M优选是由平坦表面沈，观形成的，这些表面在圆周方向上朝向彼此延伸，这样使得当在径向方向上观看时，每个凹切M以一种楔形延伸。此外，这些指状部20概括地说大约在其轴向范围的中心处具有多个轴向停止表面30，它们面向随后的钻尖17。这些停止表面3具体被定向为相对于该切削刀具10的中心轴线A(见图1)成直角。
这些停止表面30优选地位于凹切M的外部并且通过一个轴向和径向延伸的沟槽 32而与后者分离。在其与凹切M相反的末端上，每个停止表面30并入一个“接合斜面” 34中，这形成了(就好像)该停止表面30到指状部20的一个侧壁36的过渡。接合斜面34可以被设计为(例如)一个斜切的或优选地修圆的边缘。如后面将解释的，它旨在防止或减少在柄 12上的插入和锁定过程中对切削刃尖14的损坏。对于图2，侧壁36在轴向方向上倾斜地向下延伸到该柄末端并且也在凹切M的方向上延伸。因此侧壁36与停止表面30—起当在径向方向上朝该轴向中心观看时(见图 5)形成了一个台阶38，该台阶在圆周方向上自由伸出。停止表面30将每个指状部20分成一个底部(第一部分)以及一个顶部(尖端侧)(第二部分)。在这些在直径上相反的指状部20之间的区域中，柄12具有一个用于切削刃尖14 的圆柱形定位开口 40。这个开口的底部(第一部分)由一个第一支撑表面42形成，该第一支撑表面在内侧上径向地形成在指状部20上并且(由于槽缝18)被细分为两个环圆周地分开的第一支撑部分。将一个支撑部分提供(就好像)在一个指状部20上并且将另一个在直径上相反的支撑部分提供在另一个指状部20上。两个第一支撑部分一起形成第一支撑表面42。在锁定方向上，在每个“第一支撑部分”的起始处提供一个倾斜地并且径向向外地延伸的一个插入斜面44，所述插入斜面44 (就好像)在第一支撑部分与侧壁36之间形成了过渡区。在停止表面30水平处的轴向方向上，第一支撑表面42与一个轻微倾斜的台阶46 合并进入“第二支撑表面”48中，该第二支撑表面同样在内侧上径向地形成在指状部20上但是轴向地位于锁定几何形状22的水平处。在此，也由于槽缝18，第二支撑表面48被细分为两个部分的表面，下面称之为第二支撑部分。这些第二支撑部分也处于在直径方向上彼此相反。槽缝18在轴向方向上终止于一个优选平面的基础表面50处，该表面具有一个定心开口 52。关于图2，还应该提到的是这些支撑表面42、48实质性地位于相同的直径范围内， 即它们至多只是轻微地彼此径向偏离。在所示实例中，第二支撑表面48比第一支撑表面42 多少更进一步地径向地位于外侧。除此之外，该第二支撑表面48比第一支撑表面42更小并且轴向地更短。图3示出由比柄更硬的材料制成的切削刃尖。用于切削刃尖14的合适材料特别是碳化物、金属陶瓷、陶瓷以及HSS，在各自的情况下是涂覆的或未涂覆的，但具有PCD或CBN 的尖端也是可能的。该切削刃尖14可以通过金属注塑模制(MIM工艺)来制造或者可以以传统方式通过研磨来精加工。切削刃尖14在图3中示出。它具有一个轴向倾斜延伸的凹陷(其形成了槽16) 以及两个径向伸出的瓣M(其具有切削边缘)。在旋转锁定方向V上(旋转锁定方向与该刀具的随后旋转方向是相反的)，这些瓣M具有多个锁定凸起55，这些锁定凸起当在径向上观看时在圆周方向上以楔形延伸。每个凸起阳朝该锁定几何形状22定向并且它的表面 56、58优选地在其倾斜方向上对应地适配于表面28和26。在瓣M前方的旋转锁定方向V 上，刃尖14具有一个优选的圆柱形支撑反作用表面60，该反作用表面是由两个第一支撑反作用部分(即在各自的情况下是在对应的瓣M的前方的一个部分)形成的。在被锁定的状态下，这个支撑反作用表面20抵靠在柄12的第二支撑表面48上并且因此被指定为第二支撑反作用表面60。一个“支撑销”62整体地形成在瓣M的、轴向地背向钻尖17的一侧上。在被锁定的状态下，这个支撑销位于第一支撑表面42的区域内并且因此具有一个第一支撑反作用表面64，该反作用表面被槽16细分为两个第二支撑反作用部分。支撑销62如在轴向上观看时具有一个椭圆截面，所述截面仅被两个槽16中断，其中支撑表面42形成了一个圆柱，考虑到该槽缝18，更精确地说是多个圆柱形区段。相对于这种椭圆形几何形状，还应该提到的是该椭圆的主轴与这些第一支撑反作用部分的中心大致地相符合。因此该椭圆的次轴在槽16的区域内(见图6)。支撑销62的背向钻尖17的那一侧具有一个定心销66，该定心销具有比支撑销42 显著更小的直径。将定心销66穿入其中的这个定心开口 52被提供用于以相对于定心销66 的超尺寸来预定中心。图4示出了带有被插入的切削刃尖14的柄12，其中可以看出一方面定心销66以一个间隙位于对应定心开口 52中并且另一方面刃尖14经由第一支撑表面42以及第二支撑表面48而被横向地无间隙地保持在柄12中，是通过这些表面以一种过盈配合对应地抵靠在这些第一和第二支撑反作用表面64和60上。这种抵靠接触在这种情况下甚至优选地直达到指状部20的自由端。也可看出这些瓣M的径向最靠外的部分相对于指状部20横向地伸出。在图4中不能看出轴向安装，所述轴向安装是通过表面68抵靠在停止表面30上而实现的，所述表面 68在图3中是位于这些瓣M的下面。然而，基础表面50是位于距支撑销62的底部末端面一个小距离处(见图4)。图5示出了柄12中的处于仍然未锁定的但已被插入的位置中的切削刃尖14。可以看到接合斜面34使得更容易将切削刃尖14在锁定方向V上转动，甚至是在未使用的柄 12的情况下。除此外，这种锁定也通过第一支撑表面42的区域中的插入斜面44而得以改进。当切削刃尖14在旋转锁定方向V上转动时，该锁定凸起55接合在所分派的凹切 24中，这样使得将这两个部件在轴向方向上被锁定在一起。结果是，切削刃尖14被固定在柄12上，并且来自柄12的扭矩(对于钻孔或铣削所要求的)可以被传输至切削刃尖14。 这两个表面58和沈相对于彼此轴向地定位，其方式为使得在锁定过程中，一个轴向夹紧力被施加在切削刃尖14上，这将切削刃尖14压靠在停止表面30上。此外，在锁定过程中，位于该锁定凸起55前方的第二支撑反作用表面60在相关联的指状部20后面移动并且压靠在第二支撑表面48上。支撑表面42在被锁定的状态下也以一种过盈配合抵靠在第一支撑反作用表面64 上，如借助图6和图7所示的。如所述的，支撑销62具有一种椭圆形几何形状并且被插入为该椭圆的主轴朝向槽缝18被定向。这种未锁定的状态在图6中示出。在这个情况下，在支撑销62与指状部20之间最多存在轻微的接触、但尚没有任何过盈配合。然而，在锁定方向上的旋转过程中(见图7)，该椭圆的主轴在这些指状部20之间移动。因为该椭圆的主轴长度大于第一支撑表面42的直径，所以支撑销42将这些指状部20径向地轻微压向外，这样使得(在此也是)在第一支撑表面42与第一支撑反作用表面 64之间形成一种过盈配合。在锁定的过程中，施加在这些指状部20上的径向力因此增大了 (参见图6和图7)。这些指状部20 (环圆周地彼此分离)的结果是，实现了某种径向的灵活性，出于这个原因这些指状部20(如已经提到的)在一种固定的切削刃尖14的情况下被容易地弹性地、径向向外地弯曲。为了实现足够的弹性，这些指状部20具有一个轴向长度，该长度大于/等于该径向指状部的厚度、优选是至少两倍大。因此，这些指状部20在轴向方向上具有狭长形状。在一个崭新的切削刃尖14的插入过程中，定心销66仅仅用于预定中心。在切削操作中没有力通过定心销66来传输。
权利要求
1.一种旋转切削刀具，特别是一种钻头，包括一个柄(1 以及能够以一种形状配合的方式连接到该柄(1 上的一个可互换的切削刃尖(14)，其中该柄(1 具有一种锁定几何形状(22)，该锁定几何形状具有与旋转方向相反的一个凹切(M)，该切削刃尖(14)的一个锁定凸起(55)伸入该凹切之中以便将该切削刃尖(14)轴向地固定到该柄(12)上，并且其中该柄(1 具有从该锁定几何形状0 上处于轴向偏置的一个横向第一支撑表面G2) 以及在轴向上处于该锁定几何形状0 的区域内的一个横向第二支撑表面(48)，该切削刃尖(14)的一个第一反作用表面(64)以及一个第二反作用表面(62)以一种过盈配合对应地抵靠在这些支撑表面(42，48)上。
2.如权利要求1所述的旋转切削刀具，其特征在于，这些支撑表面(42，48)中的至少一个是由环圆周彼此分离的多个支撑部分形成的、和/或这些反作用表面(62，64)中的至少一个是由环圆周彼此分离的多个反作用部分形成的。
3.如权利要求2所述的旋转切削刀具，其特征在于，提供了多个在直径上相反的支撑部分和/或多个在直径上相反的反作用部分。
4.如以上权利要求之一所述的旋转切削刀具，其特征在于，该柄(12)具有多个轴向伸出指状部(20)，在其径向内侧上提供了至少该第二支撑表面08)。
5.如权利要求4所述的旋转切削刀具，其特征在于，这些指状部OO)具有一个轴向长度，该长度大于/等于径向指状部的厚度，优选地至少是其两倍大。
6.如权利要求4或5所述的旋转切削刀具，其特征在于，该锁定几何形状02)是形成在这些指状部OO)上。
7.如以上权利要求之一所述的旋转切削刀具，其特征在于，至少该第一支撑表面G2) 以及该第一反作用表面(64)具有以下几何形状，这些几何形状当在该轴向方向观看时彼此偏离并且被设计的方式为使得该反作用表面(64)在旋转锁定的过程中在该第一支撑表面0 上施加一个径向压力。
8.如权利要求7所述的旋转切削刀具，其特征在于，至少该第一支撑表面02)具有一个圆柱形区段的几何形状，并且该第一反作用表面(64)具有一种几何形状，该几何形状当在该轴向方向观看时相对于一个圆柱形区段径向地向外凸出、优选是处于一种椭圆区段的形式。
9.如以上权利要求之一所述的旋转切削刀具，其特征在于，该第一支撑表面G2)在该旋转锁定方向上具有一个插入斜面G4)。
10.如以上权利要求之一所述的旋转切削刀具，其特征在于，该锁定凸起(55)当在该径向方向观看时以一种楔形在圆周方向上朝向该锁定几何形状0 延伸、和/或轴向地抵靠在该柄上(1 上的在该圆周方向上延伸的一个轴向停止表面(30)上。
11.如权利要求10所述的旋转切削刀具，其特征在于，该停止表面(30)并入一个接合斜面(34)，该接合斜面在该旋转锁定方向(V)上位于该停止表面(30)的前方。
12.如权利要求10或11、并且另外如引用权利要求4的以上权利要求之一所述的旋转切削刀具，其特征在于，该轴向停止表面(30)是该指状部OO)上的一个台阶06)的一个部分，所述台阶G6)在该圆周方向上自由伸出。
13.如以上权利要求之一所述的旋转切削刀具，其特征在于，该第二支撑表面G8)位于比该第一支撑表面G2)更接近该钻尖(17)，并且其特征在于，该切削刃尖(14)具有一个轴向支撑销(62)，在该销上提供了该第一停止表面02)。
14.如权利要求13所述的旋转切削刀具，其特征在于，配备有更小直径的一个定心销 (66)在后侧上从该支撑销(62)上伸出。
15.如以上权利要求之一所述的旋转切削刀具，其特征在于，该第一支撑表面G2)的轴向长度和/或面积大于该第二支撑表面G8)的轴向长度和/或面积。
全文摘要
一种旋转切削刀具、特别是一种钻头，具有一个柄(12)以及能够连接到柄(12)上的一个可互换的切削刃尖(14)。柄(12)具有一个带凹切(24)的锁定几何形状(22)，切削刃尖(14)的一个锁定凸起(55)伸入该凹切中。提供了众多的横向支撑表面以及支撑反作用表面用于将切削刃尖(14)横向固定在柄(12)中。
文档编号B23B51/00GK102310214SQ201110107700
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月28日 优先权日2010年6月30日
发明者H·M·耶格尔 申请人:钴碳化钨硬质合金公司