专利名称：刀具组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有可更换切削头的刀具组件。
这样的刀具是早就已知的，特别是切削头以可以更换的方式通过螺纹夹紧形式安装在刀杆上或者刀杆中。对于绝大多数已知刀具组件来说，经常遇到的一个困难是取下或者更换切削头，它通常包括松开、取下和螺旋插入夹紧螺旋件，同时又要拿住切削头。此外，对许多类型的刀具来说，夹紧螺旋件在使用过程中常常会承受施加在切削头的力矩的相当部分。
在小型刀具中，上述问题显得更为突出。这样的小型刀具通常用于进行外加工或者外加工，例如进行车、铣、刨、钻等等。这样的刀具通常包括一个中空的刀杆，其长形前杆部分具有相对较小的直径(例如6至14mm)。
通常，切削头以可以取下的方式螺旋安装在前杆部分的前端。例如，国际专利申请WO94/23874号上公开了这样刀具。
采用这样的结构，连接螺旋件必须能够承受将切削头以螺旋安装方式安装在前杆部分带来的轴向预负载所产生力矩负载。此外，随着切削头尺寸的不断减小，必须采用越来越小的连接螺旋件，随之而来的危险是随着力矩的增大而使螺旋件受到剪切破坏。另外，采用这样的小型螺纹机构需要同样小型的防转键。需要指出的是，采用这样的小型键所能够施加的夹紧力是十分有限的。这样的小型键也容易受到损坏和磨损。
切削头的更换和安装涉及到操纵螺旋件，它可能是很小的，很容易掉下丢失，在采用很小的切削头和夹紧键时也很容易产生类似的问题。
德国专利申请DE3402547号公开了一种刀具，其中切削头以螺旋方式安装在刀具前轴上，由于在切削头下表面上形成的径向肋与前轴相邻表面上形成的对应径向槽相配合，该肋和槽承受了力矩，从而减小了连接螺旋件的应力。然而，采用这样的小型螺纹连接件，特别是小型螺纹机构也存在上面所述的缺点。
德国专利申请DE4026651号披露了另一种不同的刀具，它通过一个长形拉杆将切削头安装在刀杆上，该拉杆穿过前轴部分进入到后杆部分的一个中空部分，并被有效地卡住，以防止它相对于轴转动。该拉杆与一个夹紧机构相连接，该夹紧机构位于后轴部分中，能够予以操作，以便将切削头安装在前轴部分上，或者将切削头从前轴部分上取下来。力矩由与轴前端相连接的相对较小的拉杆承受，切削头的安装和取下则是通过一个相对复杂的夹紧机构来实现。
本发明的目的是提供一种新和和经过改进的刀具组件，该组件显著地克服了上述将切削头装配到刀杆上以及从刀杆上取下所存在困难和缺点。
本发明提供了一种刀具组件，包括一个切削头，以可拆卸的方式安装在刀杆上，所述刀杆和切削头具有相互连接的连接件，其中一个连接件形成在端部开放的空腔内，刀杆的连接件具有多个径向延伸的啮合翼，切削头的连接件具有相应一组彼此分开并沿圆周分布的径向延伸支持翼，通过将一个连接件插入到另一个连接件的空腔中，使所述啮合翼分别穿过相邻的支持翼并使所述一个连接件转动，让啮合翼啮合并靠在所述支持翼上，从而实现所述切削头与所述刀杆的装配连接。
较为理想的是，所述移动装置是用螺纹操纵的，并通过螺纹方式安装在所述刀杆中，用于操作所述连接件，通过所述装置在两个相反方向上的螺旋转动，产生所述沿相反方向上的轴向移动。
根据本发明的刀具组件的一种最佳实施例，涉及一种小型刀具，后者包括整体形成的中空后杆部分和前杆部分，所述前杆部分是长形刀杆，其直径显著小于后杆部分的直径；切削头以可拆卸的方式对中定并被卡住，以防止相对于前杆部分的自由端转动；一个长形拉杆穿过所述前杆部分，其一端与切削头相连接，其相反的另一端与以可滑动方式安装在所述后杆部分中的可移动主体件固定连接，从而该主体件能够与所述拉杆一起在所述后杆部分的轴向方向上移动；螺旋移动装置以螺纹方式安装在所述后杆部分上，以靠在所述可移动主体件上，从而所述装置在相反方向上的螺旋转动使所述可移动主体件分别朝着离开或者靠近切削头的方向移动，从而将切削头夹持在所述前杆部分上或者从前杆部分上释放下来。
最好提供一个弹簧偏置件，以便将所述可移动主体件朝着切削头弹簧性地偏置，该偏置方向是使切削头从所述前杆部分上释放下来，所述螺旋件包括一个内端，它靠在所述可移动主体件上，所述螺旋件朝内的螺旋转动使可移动主体件克服弹簧偏置力，朝着离开所述切削头的方向移动。
根据本发明的另一种实施例，可轴向移动的主体件形成有一个横向延伸的空腔，在所述空腔的横向彼此间隔的部位上形成有一对倾斜的凸轮随动表面，所述螺旋移动装置具有穿过所述空腔的长形凸轮件，在其横向彼此间隔的部位上形成有对应的滑动凸轮表面，该凸轮表面与相应所述凸轮随动表面形成滑动的关系，所述螺旋件能够以螺旋转动的方式在所述空腔内朝内和朝外移动，从而使一对凸轮表面和凸轮随动表面产生相对滑动移动，进而使所述可移动主体件产生离开和靠近切削头的移动。
在上述后一个实施例中，所述凸轮随动表面分别形成有一对位于所述空腔内部的横向间隔的锥形凹部，所述凸轮表面分别由所述凸轮件的一对彼此横向间隔的锥形表面构成。
采用本发明的小型刀，由于切削头在键定位在前杆部分上，因此全部力矩有前杆部分承受，而不是由中间螺纹连接件承受。此外，确保将切削头夹持在前杆部分上以及将切削头从前杆部分上释放下来的整个机构位于后杆部分的能够接触到的部位上，只需要通过一个朝某一方向的简单螺旋动作，就能够将切削头夹持在前杆部分上，而通过朝另一方向的简单螺旋动作，就能够将切削头从前杆部分上释放下来，要么是通过一个压缩弹簧的作用，要么是通过一个凸轮随动件在凸轮表面上的运动。由于采用卡销连接方式将切削头装配在拉杆上，因此只需通过简单的旋转动作就可以将切削头从拉杆上释放下来，从而避免了将小螺丝取下装上所带来的问题。
为了更好地理解本发明，并说明如何实施本发明，下面参照附图通过实施例对本发明的小型刀具进行说明，其中
图1是本发明的刀具组件第一种实施例的透视图，该图显示出了经过组装后的小型刀具；图2是如图1所示刀具组件的部分纵向剖视图；图3是如图1、2所示刀具组件的分解视图；图4是前面视图所示刀具组件刀杆的透视图5是如图1至图3所示刀具组件中采用的切削头的下视透视图；图6是本发明的刀具组件的一种经过改进的实施例的纵向剖视图，该组件构成了一种小型刀具；图7是如图6所示刀具组件部分的纵向剖视图；图8是对应于图7的视图，在该图中所示的可轴向移动的主体件移动到右侧；图9是本发明的刀具组件的再一种经过改进的实施例的纵向剖视图，该组件构成了一种小型刀具；图10是如图6所示刀具组件的侧视图，其中一部分做了纵向剖视。
如图1、2、3所示，用于进行诸如内加工的小型刀具包括刀杆1，它具有圆柱形前杆部分1A和中空的圆筒形后杆部分1B，两部分形成一个整体，前杆部分1A的直径明显小于后杆部分1B的直径。
如图2、3、4、5所示，切削头2具有径向延伸的切削刀片3，在切削头2的基面上形成了三个径向分布的圆顶形定位凸起4，凸起4与前杆部分1A的端缘上形成的对应径向分布圆顶形定位凹部5相配合，当切削头2装配在前杆部分1A的端缘上时，它能够相对于前杆部分1A对中，并能够防止切削头相对于前杆部分1A转动。
切削头2除了包括切削刀片3和定位凸起4之外，还包括一个大致为圆筒形的主体部分6，它具有一个开放的端部空腔6A，在空腔6A的内壁圆周上形成了多个彼此分开的径向朝内延伸的支持翼7。
长形拉杆8在其一端形成连接件，它具有相应一组彼此分开的径向延伸啮合翼9，啮合翼9所在圆周的直径小于主体部分6中形成的圆筒形空腔的内径，每一个啮合翼9的周缘大小使之能够容易地插入到支持翼7之间。
长形拉杆8包括基本上为圆柱形并与啮合翼9相接的第一部分10，中部的长形螺纹部分11，以及具有多边形截面形状的端部12。
可以轴向移动的长形主体件15形成了一个贯穿的螺孔16，拉杆8以螺旋方式插入到螺孔16中。主体件15有一对彼此相对的圆周表面17和一对彼此相对的基本上平坦的表面19。
在主体件15的前端端面20上形成了一个径向延伸的槽21。槽21最好具有V形截面形状，可以具有基本上平坦的基部，但也可以不是这样。这样的形状对于在切削过程中防止出现不希望的螺纹脱扣来说特别有用。
刀杆1具有中间部分22，该中间部分22将前杆部分1A和后杆部分1B彼此分开。在中间部分22上有一个螺孔22A，螺孔内有螺纹23。
刀具组件具有压缩弹簧24，它安装在拉杆8的端部12上，还具有一个啮合件，在这一实施例中为一个马蹄形夹子25，它可以通过孔26插入到后杆部分1B中，以使弹簧24保持在压缩状态。
如图3所示，刀具的初始组装方式如下将拉杆8的端部12由前杆部分1A的开放端部插入到刀杆1中。将主体件15通过后杆部分1B的开放端部插入到后杆部分1B中。将拉杆8旋进到主体件15的螺孔16中，直到其端部由主体件15中突出为止。同时，将螺丝23拧入到孔22A中，使其头部进入到槽21中，从而防止主体件15转动，同时防止主体件15朝前杆部分1A的端部移动。将弹簧24插入到后杆部分1B中，并将其保持在压缩状态，然后将夹子25通过孔26插入到后杆部分1B中，使其夹在拉杆8的端部12上，将弹簧24保持在压缩状态。最好使主体件15转动到这样一个位置，使槽21的位置与螺孔22A相对，在插入夹子25之前，弹簧24的压缩是通过采用附送的叉形板手(图中未示)来实现的。
在这一状态下，压缩弹簧24将主体件15和拉杆8朝彼此分开的方向予以偏压，径向啮合翼9略微突出于前杆部分1A的端部。切削头2现在可以安装到位，拉杆8的连接端9A穿过空腔6A，啮合翼9位于相邻的支持翼7之间。随后，转动切削头2，直到定位凸起4进入定位凹部5为止，在这一位置上，通过使啮合翼9以卡销方式在支持翼7上配合，从而使切削头2装配到位不会脱落。
如果此时将螺丝23朝内拧入，顶在主体件15的槽21上，就会使主体件15克服压缩弹簧24的偏压力，朝着离开切削头2的方向移动，这样就使能够在两个方向上移动的拉杆8朝内拉动，有效地将切削头2夹持在前杆部分1A的端部上，切削头2的凸起4与前杆部分1A的凹部5的啮合有效地防止了切削头2的转动。
以这种方式，在切削加工过程中作用在切削头2上的力矩几乎不会作用在拉杆8上，而是作用在体积更大的前杆部分1A上。
当需要更换切削头2时，需要作的仅仅是略为拧动螺丝23，以使主体件15在弹簧24的弹簧力作用下朝着切削头2的方向略为移动，这样就会使切削头2离开前杆部分1A的有槽端部，使之能够通过简单的旋转从拉杆8上取下来。只需采用一只手就能够完成上述更换，不需要将螺丝23从刀杆上拧下来。与已知技术相比较，这一点是一个明显的优点，因为已知刀具需要采用两只手来进行操作，而且其完全拧下来的小螺丝很容易丢失。
由于能够轴向移动的主体件15具有基本上平坦的相对表面19，它使得冷却液能够通过平坦表面19与后杆部分1B的内壁之间的空间流过后杆部分1B。该冷却液通过前杆部分1A流到切削头2。
在图6至图10所示的实施例中，刀具包括刀杆31，它具有圆柱形的前杆部分31A和圆筒形中空后杆部分31B，两者形成一个整体，前杆部分31A的直径明显小于后杆部分31B的直径。后杆部分31B的圆筒形外壁上形成了两个在直径方向上相对的孔32A和32B，它们与后杆部分31B的圆筒形内部空间33相通连。孔32A的内壁上有螺纹。
基本上为圆柱形的主体件34能够在刀杆31中轴向滑动，其靠近前杆部分31A的端部具有与之形成一个整体的长形拉杆35，拉杆35的形状和作用与前面所述实施例中的拉杆8相对应。
在主体件34上形成了一个横向通孔36，其具有一对彼此相对的倾斜的凸轮从动表面37A、37B，上述表面形成了通孔36的表面的一部分。
从图10中可以清楚地看出，通孔36包括一个中心部分36A和上下准圆锥形部分36B、36C，该上下准圆锥形部分相对于中心部分36A对称地分布，表面37A、37B构成了准圆锥凹部36B、36C的一部分。
螺纹调节件38包括圆柱形的中间连接部分39和上螺纹部分40，上螺纹部分40通过锥形部分41与中间部分39形成一个整体，以及下圆柱形部分42，它通过锥形部分43与中间部分39形成一个整体。
从图6至图10可以清楚地看出，螺纹调节件38位于后杆部分31B中，其上螺纹部分40通过螺纹装配在螺孔32A内，下锥形部分42以可以滑动的方式与孔32B相配合。中间部分39位于通孔36的中心部分36A中，锥形部分41的锥形表面(构成了一个凸轮表面)坐落在倾斜的凸轮跟随表面37A上，锥形部分43的锥形表面(构成了另一个凸轮表面)坐落在倾斜的凸轮跟随表面37B上。
当螺纹调节件38被朝外拧出到图7所示的位置时，锥形部分43的凸轮跟随表面坐落在倾斜的凸轮表面37B上，使主体件34朝左移动，从而使切削头2离开前杆部分1A(图中未示)的相邻表面。
当螺纹调节件38朝内拧入到图8所示的位置时，锥形部分41的凸轮跟随表面坐落在倾斜的凸轮表面37A上，使主体件34朝右移动，从而使拉杆35朝右移动，进而使切削头紧压在前杆部分1A的相邻表面上。
在图9所示的另一种不同的实施例中，可以轴向移动的主体件44和螺纹调节件45的基本结构与图6、7、8、10所示的结构相同，但是在这一实施例中，主体件44的横向孔46和螺纹调节件45的孔均与刀具的轴线形成了一个倾斜角度，其优点在于能够更加方便地操作螺纹调节件45以便使之转动，从而使主体件44移动。此外，在这一实施例中，螺纹调节件45能够对主体件44施加更大的轴向力，从而能够导致更大的轴向移动。
下面结合图10，更为详细地说明该装置的结构和模式，以及螺纹调节件38插入到后杆部分1B中，更为具体地说通过主体件34插入的方式。
如图10所示，主体件38实质上由两个彼此分开的部分38A和38B构成，其中第一部分38A包括上螺纹部分40、锥形部分41和中心部分39，从所述中心部分39伸出一个与之构成一个整体的分叉连接销子51，销子51具有上部51A和下部51B，其中下部51B与上部51A相比在其径向方向上略为扩张，两部分通过肩部51C分界。
第二部分38B包括下圆柱形部分42和锥形部分43，其具有一个中心孔52，孔52具有上下部分52A和52B，其中下部52B的直径大于上部52A的直径，上部52A的轴向长度不大于连接销子51的上部51A的轴向长度。
为了进行组装，可轴向移动的主体件34位于后杆部分31B的区域33中(参见图6)，其通孔36对准后杆部分31B的径向相对孔32A和32B。将螺纹调节件的第一部分38A通过横向孔36插入到后杆部分31B中，使连接销子51进入螺纹调节件的第二部分38B。需要指出的是，也可以采用其他等同方式来组装螺纹调节件。
上面结合图6至图10所述的装置可以用于有选择性地移动切削头，使之与前杆部分的相邻表面夹紧或者放松，不论切削头是以何种方式固定在拉杆上的。
结合实施例予以说明的本发明可以很好地应用于进行外加工和内加工的小型刀具。
上面通过实施例所述的刀具的特征在于其移动结构，该结构，特别是关于有效地夹紧和释放切削头的结构，能够很容易地其他类型的刀具，以便有效地实现刀具部件的有控制的局部移动。
权利要求
1.一种刀具组件，包括一个切削头，以可拆卸的方式安装在刀杆上，所述刀杆和切削头具有相互连接的连接件，其中一个连接件形成了在端部开放的空腔内，刀杆的连接件具有多个径向延伸的啮合翼，切削头的连接件具有相应一组彼此分开并沿圆周分布的径向延伸支持翼，通过将一个连接件插入到另一个连接件的空腔中，使所述啮合翼分别穿过相邻的支持翼并使所述一个连接件转动，让啮合翼啮合并靠在所述支持翼上，从而实现所述切削头与所述刀具保持件的装配连接。
2.如权利要求1所述的刀具组件，其中所述刀杆的连接件固定在刀杆上以便轴向移动，并进一步包括使刀杆的连接件在相反方向上作轴向滑动的移动装置，从而分别将所述切削头夹持在刀杆上以及将切削头从刀杆释放下来。
3.如权利要求1或者2所述的刀具组件，其中所述端部开放的空腔在切削头的连接件上形成。
4.如上述任何一项权利要求所述的刀具组件，其中所述移动装置由螺旋件构成，该螺旋件螺纹安装在所述刀杆上，以便对所述连接件产生作用，所述螺纹装置在相反方向上的螺旋转动产生相反方向上的轴向移动。
5.如上述任何一项权利要求所述的刀具组件，构成了一种小型刀具，包括整体形成的中空后杆部分和前杆部分，所述前杆部分是长形刀杆，其直径显著小于后杆部分的直径；切削头以可释放地对中并键定位，以防止相对于前杆部分的自由端转动；所述连接件由一个长形拉杆构成，该拉杆延伸穿过所述前杆部分，其一端以卡销方式与切削头相连接，其相反的另一端与以可滑动安装在所述后杆部分中的可移动主体件固定连接，从而该主体件可与所述拉杆一起沿所述后杆部分的轴向方向移动；所述移动装置由一个螺旋件构成，它螺纹安装在所述刀具的中部，以便靠在所述可移动主体件上，所述螺旋件沿相反方向的螺旋转动使所述可移动主体件分别朝着离开或者靠近切削头的方向移动，从而将切削头夹持在所述前杆部分上或者从前杆部分上释放下来。
6.如权利要求5所述的刀具组件，其中设置弹簧偏置装置，以便将所述可移动主体件朝着切削头弹性地偏压，该预置方向是使切削头从所述前杆部分上释放下来，所述螺旋件包括一个内端，它靠在所述可移动主体件上，所述螺旋件朝内的螺纹旋转使可移动主体件克服弹簧偏压力，朝着离开所述切削头的方向移动。
7.如权利要求6所述的刀具组件，其中在可移动主体件的前端形成了一个槽形部分，该槽形部分与所述螺旋件相配合。
8.如权利要求6或者7所述的刀具组件，其中所述可移动主体件以螺纹方式安装在所述拉杆上，拉杆突出于所述可移动主体件，在拉杆的所述突出部分上安装一个压缩弹簧，弹簧的一端靠在所述主体件上，另一端靠在一个固定安装在所述后杆部分的啮合件上。
9.如权利要求8所述的刀具组件，其中所述啮合件由一个夹子构成，它能够横向插入到所述后杆部分中，以便与所述突出部分相接合。
10.如权利要求5所述的刀具组件，其中所述可移动主体件形成了一个横向延伸的空腔，在所述空腔的横向彼此隔开的部位上形成了倾斜的凸轮随动表面，所述螺旋件具有穿过所述空腔的长形凸轮装置，在其横向彼此相距的部位上形成了对应的滑动凸轮表面，该凸轮表面与相应所述凸轮随动表面形成了滑动的关系，所述螺旋件能够以旋转的方式在所述空腔内朝内和朝外移动，从而使一对凸轮表面和凸轮随动表面产生相对滑动移动，从而使所述可移动主体件产生离开和靠近切削头的移动。
11.如权利要求10所述的刀具组件，其中所述凸轮随动表面分别形成一对位于所述空腔内部的横向间隔的锥形凹部，所述凸轮表面分别由所述凸轮件的一对彼此横向间隔的锥形表面构成。
12.如权利要求10或者11所述的刀具组件，其中所述锥形表面中的一个在一个可拆卸的凸轮件组件上形成，该组件以可拆卸地与凸轮件的其余部分相连接。
13.如权利要求10、11、12中任何一项所述的刀具组件，其中所述凸轮件的一个端部形成有螺纹，以便以螺纹方式与后杆部分的内螺纹孔相配合。
14.如权利要求5至13中任何一项所述的刀具组件，其中所述切削头和前杆部分的相邻表面分别形成有可相互配合的凹部和凸起，以便确保所述的卡住和对中定位。
15.一种移动机构，包括一个壳体；一个安装在所述壳体中可轴向滑动的主体件；一个与所述主体件相连接的移动件；一个在所述主体件中形成的横向延伸空腔，在所述空腔的横向彼此间隔的部位上具有倾斜凸轮随动表面；一个穿过所述空腔的长形凸轮件，在横向彼此间隔的部位上形成了倾斜的凸轮表面，该凸轮表面分别与所述凸轮随动表面形成滑动关系；以及一个选择地使所述凸轮件进入或者推出所述空腔的装置，从而使所述主体件沿相反的方向上移动。
16.如权利要求15所述的的移动机构，其中所述凸轮随动表面分别形成了一对位于所述空腔内部的横向彼此间隔的锥形凹部，所述凸轮表面分别由所述凸轮件的一对横向彼此间隔的锥形表面构成。
17.如权利要求15或者16所述的移动机构，其中所述锥形表面中的一个在一个可拆卸的凸轮件组件上形成，该组件以可拆卸地与所述凸轮件的其余部分相连接。
18.如权利要求15、16、17中任何一项所述的移动机构，其中所述凸轮件的一个端部形成有螺纹，以便以螺纹方式与所述壳体上的一个内螺纹孔相配合。
19.如权利要求16至18中任何一项所述的移动机构，其中所述可以基本上为圆筒状。
全文摘要
一种切削刀具,其中通过相互作用的连接件将一个切削头以可拆卸的方式装配在一个刀杆上,其中一个连接件插入到另一个连接件的空腔中,使所述一个连接件的径向延伸啮合翼插入到另一个连接件的相应支持翼之间,使所述一个连接件转动,以使啮合翼啮合和靠在支持翼上,从而实现所述切削头和刀杆之间的装配连接。
文档编号B23B29/04GK1254303SQ98804762
公开日2000年5月24日 申请日期1998年4月23日 优先权日1997年5月2日
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