专利名称：具有可调节冷却机构的旋转切削工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及旋转切削工具例如扩槽口铣刀。更具体地，本发明涉及具有内部冷却通道的这种切削工具。
背景技术：
扩槽口铣刀是工业领域内公知的。它们允许使用一组或多组切削刀片，每一组都包括彼此轴向重叠地设置在刀具周边的几个相邻的切削刀片，目的是为了构成用于铣削例如深肩部的长周边有效切削刃，深肩部的深度大于单个切削刀片的 侧切削刃的长度。沿铣刀的周向，每一个切削刀片都被认为是属于一个周向列(“列”)，每一列通常都具有至少与组数一样多的切削刀片。由于对高生产率切削工具的需求日益增长，很多市场上可获得的扩槽口铣刀都设有内部冷却通道，目的是为了给切削刀片提供冷却介质。某些铣刀在其中安装的每一个切削刀片附近都设有冷却剂孔，目的是为了给每一个切削刀片的起作用的切削刃有效地提供冷却介质。在某些应用中，例如在铣削其深度小于扩槽口铣刀长度的浅肩部时，并未用到所有的切削刀片列。例如，如果铣刀设有五列切削刀片，那么可以只有轴向最前方的前两列起作用，而轴向最后方的三列则不起作用也就是不参与切削过程。在这样的情况下，轴向最后方的切削刀片列就不必进行冷却。因此，冷却剂的体积流速就被无效地使用，原因在于全部的冷却剂本应该全部都只被引导至起作用的列。这就当然地会导致本来可以节约的不必要操作成本。由若干工具制造商提出的对于该缺陷的一种解决方案是加工具有螺纹的冷却孔。由此，如果需要避免使用几列切削刀片，那么就用与冷却孔中的螺纹螺接在一起的螺栓来堵住相应的冷却孔。尽管这种解决方案的结果是只冷却起作用的切削刀片列，但是该解决方案可能并不实用，原因在于它在每一次需要改变切削深度时可能都需要螺接或拆卸大量非常小的螺栓，这是一项相当耗时的任务。本发明的目标是提供一种克服上述缺点的扩槽口铣刀。本发明进一步的目标是提供一种用于限制通过内部冷却孔接受冷却的切削刀片列数量的快速和简易的方法。
发明内容
根据本发明提供了一种切削工具，包括具有主体中心孔的工具主体，安置在主体中心孔内的中心销，以及安置在中心销上的可再定位密封件；其中
当可再定位密封件被沿中心销安置在第一密封位置时，主体中心孔与第一数量的切削刀片列流体连通；并且
当可再定位密封件被沿中心销安置在第二密封位置时，主体中心孔与第二数量的切削刀片列流体连通，第二数量的切削刀片列不同于第一数量的切削刀片列。可再定位密封件实际上是0形环。在某些实施例中，中心销孔向后延伸至中心销的后端。有利地，中心销的中心开槽部分包括与中心销孔流体连通的至少一个销冷却出□。如果需要，中心销孔的前端可插有插塞。
在某些实施例中，中心销的后部包括后螺纹部分。通常，中心销的前部包括螺栓头。在某些实施例中，中心销包括位于中心开槽部分后方的销轴向接合面。如果需要，切削工具可包括安置在主体中心孔的孔前向面中副密封槽内的辅助密封件。更进一步地，根据本发明提供了一种用于调节切削工具内冷却机构的方法，切削工具具有连通至切刀上安装的多个切削刀片列的主体中心孔，以及安置在主体中心孔内的中心销，中心销在其上安置有可再定位密封件，可再定位密封件沿中心销的位置可以被改变，所述方法包括以下步骤
将可再定位密封件沿中心销的位置从第一密封位置改变到第二密封位置以由此改变与主体中心孔流体连通的切削刀片列数。用于调节冷却机构的方法进一步包括在改变可再定位密封件的位置之前先从铣刀上拆除中心销。
为了更好地理解，现参照附图仅通过示例来介绍本发明，在附图中
图I是根据本发明的切削工具的透视 图2是其上装有可再定位密封件的中心销的透视 图3是切削工具的分解 图4是切削工具的侧截面 图5是在可再定位密封件的第一位置截取的切削工具截面 图6是在可再定位密封件的第二位置截取的切削工具截面图；以及 图7是在可再定位密封件的第三位置截取的切削工具截面图。
具体实施例方式将注意力转向图I至图7，根据本发明示出了切削工具10。切削工具10具有确定前后方向的旋转轴线A，并且包括工具主体12，具有通常垂直于旋转轴线A的主体前面14、与主体前面14相对的主体后面16以及从主体前面14延伸至主体后面16的主体周面18。工具主体12设有成形在主体周面18上并且从主体前面14向后延伸的多个槽口20。图中示出的切削工具10设有五个槽口 20。但是应该理解根据本发明的切削工具10并不局限于具有五个槽口 20，而是可以等价地采用任意数量的槽口 20例如一个、两个、三个
坐寸o每一个槽口 20都包括相对于彼此轴向移位的多个刀片槽22。应该注意的是本发明可具体应用于具有至少两个刀片槽22的槽口 22，不过具有更多数量刀片槽22的槽口 20也可以类似地应用。切削刀片24通过紧固螺栓26固定在每一个刀片槽22内。图中所示的切削工具类型在本领域内经常被称为扩槽口铣刀，原因在于如上所述切削刀片被设置为使它们彼此轴向重叠，目的是为了与相关的轴向延伸槽口一起形成长周边有效切削刃。刀片槽的结构和形成长周边有效切削刃的方式不构成本发明的关键特征并且因此不再进一步介绍。但是，一般性地说，在指定槽口内的切削刀片可以被认为是构成了切削刀片“组”。每一个切削刀片24如果参与到机械加工过程中，那么其周边切削刃就构成了起 作用的周边切削刃28。冷却孔30与每一个切削刀片24相关联，其目的是为了向每一个起作用的周边切削刃28直接提供冷却剂流体。正如图5，6和7中清楚可见的那样，每一个冷却孔30都与主体中心孔32流体连通。根据一个具体实施例，如图中所示，主体中心孔32从主体前面14延伸至主体后面16并且包括第一孔部34、第二孔部36、第三孔部38和第四孔部40，分别具有第一直径Dl、第二直径D2、第三直径D3和第四直径D4。构成前孔部的第一孔部34从主体前面14向后延伸。第一孔部34的后部构成基本上垂直于旋转轴线A的孔前向面42。孔前向面42包括围绕旋转轴线A延伸的环形副密封槽44。构成具有中心孔部壁46的中心孔部的第二孔部36从第一孔部34向后延伸。第二孔部36的第二直径D2小于第一孔部34的第一直径Dl。第二孔部36设有通过冷却通道50与冷却孔30流体连通的内部冷却剂孔48。通常，为了便于加工，冷却通道50沿直线从冷却孔30延伸至其对应的内部冷却剂孔48。第二孔部36的后端构成前向的孔轴向接合面52。在一个实施例中，孔轴向接合面52可以垂直于旋转轴线A。但是，在其他的实施例中，孔轴向接合面也可以相对于旋转轴线A倾斜。构成中间孔部的第三孔部38从第二孔部36向后延伸。第三孔部38的第三直径D3小于第二孔部36的第二直径D2。构成后孔部的第四孔部40从第三孔部38向后延伸。第四孔部40的第四直径D4大于第三孔部38的第三直径D3。中心销54被安置在主体中心孔32内。中心销54关于销轴线B基本对称并且包括前盖部分56、从前盖部分56向后延伸的中心开槽部分58以及从中心开槽部分58向后延伸的后螺纹部分60。中心销孔62沿中心销54的整个长度延伸穿过中心销54。前盖部分56具有构成盖帽直径的第五直径D5。第五直径D5大于第二直径D2且小于第一直径D1。前盖部分56具有前盖面64、相对的后盖面66以及其间的周边盖面68。中心销孔62开向前盖面64并且可以插有插塞70。插塞70可以通过例如以下的一种方法固定至中心销孔62:与其螺接，粘接至其上或焊接至其上，或通过这些方式的组合。周边盖面68可以被成形为螺栓头72，目的是为了能够夹持并且将中心销54螺接到机械心轴内(图中未示出)。后盖面66包括销的后向面74。中心开槽部分58的前部设有通过销冷却通道78与中心销孔62流体连通的多个销冷却出口 76。通常，销冷却通道78围绕中心销孔62平均分布，目的是为了提供足够的冷却剂流通过中心销孔62并流入主体中心孔32的第二孔部36内。中心开槽部分58的前端设有前销肩80，具有类似于第二直径D2并且比其略小的直径。中心开槽部分58的后部设有后销肩82，具有类似于第二直径D2并且比其略小的直径。前销肩80和后销肩82使得能够将销轴线B与旋转轴线A对齐并且阻止中心销54相对于主体中心孔32的径向位移或角位移。后销肩82的后端包括销轴向接合面84。中心开槽部分58设有多个彼此轴向移位的销槽86。销槽86基本上围绕中心开槽部分58沿周向延伸。在某些实施例中，销槽86如果不与切削刀片的数量相同，那也至少与切削刀片列数一样多。在图示的实施例中，中心开槽部分58设有三个槽，也就是邻接销冷却出口 76的第一销槽88，在第一销槽88后方的第二销槽90以及在第二销槽90后方并且邻接后销肩82的第三销槽92。形式为0形环的弹性可再定位密封件94被安置在其中一个销槽86内。在可再定位密封件94的未压缩位置也就是在将其安装到指定销槽86内并且中心销54尚未插 入主体中心孔32内时，可再定位密封件94的外径略大于第二孔部36的第二直径D2。可再定位密封件94的横截面可以是圆形、四边形或任意其他合适的形状。在将切削工具10组装到机械心轴上时，心轴(未示出)的突出部分伸入工具主体12的后孔部40内。然后，中心销54被插入穿过主体前面14，由螺栓头72转动并螺接到心轴内。在该位置，销轴向接合面84紧靠在孔轴向接合面52上，因此中心销54被紧固在所需位置。而且无论是否存在可再定位密封件94均可避免冷却剂通过第二孔部36的后部泄漏。在第一孔部34，销后向面74可以被定位成邻接孔前向面42，由此在其间形成非常小的间隙并将通过主体前面14的任何冷却剂泄漏减少为最小值。但是，在希望绝对避免通过第一孔部有任何冷却剂泄漏的情况下，可以将形式为0形环的辅助密封件96插入副密封槽44内。在此情况下，销后向面74压向辅助密封件96，并且阻止了销后向面74和孔前向面42之间的冷却剂泄漏。现介绍调节扩槽口铣刀10中冷却机构的方法。在图示的铣刀10的实施例中设有五个槽口 20。在图示的具体应用中，每一个槽口 20都包括相对于彼此轴向移位的三个切削刀片24以形成长周边有效切削刃28。为了清楚起见，邻接主体前面14安装的切削刀片24可以被称为第一切削刀片列98。轴向安装在第一列98后方的切削刀片24可以被称为第二切削刀片列100。轴向安装在第二列100后方的切削刀片24可以被称为第三切削刀片列 102。切削工具10可以被用于只用起作用的第一切削刀片列98来切削相对较浅的肩部。在此情况下，第一深度Hl可以由第一列98切出。为了让切削深度更深，也可以使用第二切削刀片列100以切出第二深度H2。为了切出通过切削工具10可实现的最深切口，还可以使用第三切削刀片列102并且可以切出第三深度H3。在仅使用第一切削刀片列98时，可能希望只向第一列98提供冷却剂。在此情况下，可再定位密封件94如图5所示被安置在第一销槽88上。在该位置，可再定位密封件94在第一销槽88和中心孔部壁46之间被加正压，由此避免任何冷却剂从中流过。因此，冷却剂流将流过中心销孔62并通过销冷却通道78流入第二孔部36内。通过消除任何其他的冷却剂通道，即可迫使冷却剂只进入第一列98的内部冷却剂孔48内，流过第一切削刀片列98的冷却通道50，然后通过与第一切削刀片列98相对应的冷却孔30排出。用这种方式，冷却剂流只被有效引导至起作用的切削刀片并且成功避免了对不起作用的切削刀片的不必要冷却，从而导致节约了冷却剂流体并相应地降低了生产成本。当仅使用了第一切削刀片列98和第二切削刀片列100时，切削工具10中冷却机构的改变也变得非常简单和实用。将中心销54从心轴上拧开并从主体中心孔32移除。在下一个步骤中，可再定位密封件94从第一销槽88移动至第二销槽90并且用如上所述相同的方式将中心销54重新组装到工具主体12内。图6中示出了该位置。现在，用类似于参照图5所述的方式迫使冷却剂仅流至第一切削刀片列98和第二切削刀片列100，并且成功避免了对第三列102的不必要冷却。当使用所有的切削刀片列时，可再定位密封件94用如上所述相同的方式移动至第三销槽92至图7所示的位置。根据以上说明，本领域技术人员能够理解本发明提供了有效和简单的使用方法以调节扩槽口铣刀中的冷却机构，成功克服了现有技术方法中的缺点。尽管已经具体到一定程度地介绍了本发明，但是应该理解可以进行各种变形和修 改而并不背离如所附权利要求所述的本发明的实质或保护范围。例如，主体中心孔32不必设有比中心孔部更宽的前孔部34并且可以使用其他形状的主体中心孔32。中心销孔62不必延伸至中心销54的后端。在此情况下，冷却介质可以通过径向引导的连接而不是通过中心销54后端轴向连接而提供给中心销孔62。中心销孔62不必沿中心销54的整个长度延伸并且它可以仅沿一部分中心销54延伸。在此情况下，当中心销孔62被加工为未开向前盖面64的盲孔时，就可以避免使用插
70。冷却通道50不必沿直线从内部冷却剂孔48延伸至其对应的冷却孔30。因此，冷却通道50例如可以由以不同方向取向汇合在一起的两个独立部分构成，此时第一部分从冷却孔30延伸到工具主体10内，并且第二部分从内部冷却剂孔48延伸到工具主体10内
并与第一部分汇合。图中示出并且详细介绍的切削工具10并不局限于切削肩部并且可以等价地应用于其他的铣削操作例如侧铣、槽铣等。
权利要求
1.一种切削工具(10)，包括具有主体中心孔(32)的工具主体(12)，安置在主体中心孔(32)内的中心销(54)，以及安置在中心销(54)上的可再定位密封件(94);其中 当可再定位密封件(94)被沿中心销(54)安置在第一密封位置时，主体中心孔(32)与第一数量的切削刀片列流体连通；并且 当可再定位密封件(94)被沿中心销(54)安置在第二密封位置时，主体中心孔(32)与第二数量的切削刀片列流体连通，第二数量的切削刀片列不同于第一数量的切削刀片列。
2.如权利要求I所述的切削工具(10)，其中 工具主体(12)包括 主体前面(14)； 与主体前面(14)相对的主体后面(16)； 从主体前面(14)向后延伸的主体周面(18);以及 成形在主体周面(18)上并且从主体前面(14)向后延伸的至少一个槽口(20)，所述至少一个槽口包括邻接主体前面(14)的第一列刀片槽以及相对于第一列轴向向后移位的至少第二列刀片槽，其中每一个刀片槽(22)都与跟主体中心孔(32)流体连通的冷却孔(30)相关联； 固定在每一个刀片槽(22)内的切削刀片(24)，固定在第一列刀片槽内的切削刀片(24)构成第一切削刀片列(98)，且固定在第二列刀片槽内的切削刀片(24)构成第二切削刀片列(100);其中 中心销(54)具有销轴线(B)并且包括沿销轴线(B)纵向延伸的中心销孔(62);并且 可再定位密封件(94)被限制在中心销(54)和主体中心孔(32)之间； 其中 主体中心孔(32)沿工具主体(12)的前后方向延伸； 中心销(54)具有中心开槽部分(58)，其包括彼此轴向间隔开的至少两个销槽(86);并且 可再定位密封件(94)可以在第一密封位置和第二密封位置之间调节 在第一密封位置，可再定位密封件被安置在所述至少两个销槽中的第一销槽内且主体中心孔(32)与跟第一数量的切削刀片列相关联的冷却孔(30)流体连通；并且 在第二密封位置，可再定位密封件被安置在所述至少两个销槽中的第二销槽内且主体中心孔(32)与跟第二数量的切削刀片列相关联的冷却孔(30)流体连通。
3.如权利要求2所述的切削工具(10)，其中 可再定位密封件(94)是O形环。
4.如权利要求2所述的切削工具(10)，其中 中心销孔(62)向后延伸至中心销(54)的后端。
5.如权利要求2所述的切削工具(10)，其中 中心销(54)的中心开槽部分(58)包括与中心销孔(62)流体连通的至少一个销冷却出口(76)。
6.如权利要求2所述的切削工具(10)，其中 中心销孔￠2)的前端插有插塞(70)。
7.如权利要求2所述的切削工具(10)，其中中心销(54)的后部包括后螺纹部分(60)。
8.如权利要求2所述的切削工具(10)，其中 中心销(54)的前部包括螺栓头(72)。
9.如权利要求2所述的切削工具(10)，其中 中心销(54)包括位于中心开槽部分(58)后方的销轴向接合面(84)。
10.如权利要求2所述的切削工具(10)，进一步包括安置在主体中心孔(32)的孔前向面(42)中副密封槽(44)内的辅助密封件(96)。
11.一种用于调节切削工具(10)内冷却机构的方法，切削工具具有连通至切刀上安装的多个切削刀片列的主体中心孔(32)，以及安置在主体中心孔内的中心销，中心销(54)在其上安置有可再定位密封件(94)，可再定位密封件沿中心销的位置可以被改变，所述方法包括以下步骤 将可再定位密封件(94)沿中心销(54)的位置从第一密封位置改变到第二密封位置以由此改变与主体中心孔(32)流体连通的切削刀片列数。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括 在改变可再定位密封件(94)的位置之前先从铣刀(10)上拆除中心销(54)。
全文摘要
一种具有可调节冷却机构的铣刀(10)，包括具有主体中心孔的工具主体。至少一个槽口被成形在主体周面上。每一个槽口都包括第一列刀片槽以及相对于第一列轴向向后移位的至少第二列刀片槽。冷却机构包括中心销(54)，其具有沿中心销的长度彼此轴向间隔开的至少两个凹槽。可再定位密封件(94)被安置在其中一个凹槽内。当可再定位密封件被安置在第一凹槽内时，主体中心孔(32)与跟第一数量的刀片列相关联的冷却孔流体连通；当可再定位密封件(94)被安置在第二凹槽内时，主体中心孔(32)与跟第二数量的刀片列相关联的冷却孔流体连通。
文档编号B23C5/28GK102770224SQ201180011848
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月13日 优先权日2010年3月2日
发明者C.格拉德勒, F.邦纳兰格 申请人:伊斯卡有限公司