本发明的目的
本发明的一个目的是要提供一种新型结构的铣削刀具,尤其是铣削
槽的刀具,其结构不仅保留了原有夹持装置的基本特点,而且还具有不
易疲劳的更好的夹持性能。
本发明概要
这一新发明是基于对可分离的镶插刀片保持体或类似物体的实验
而作出的,其中一镶插刀片被设置在一个凹槽中并通过一个在镶插刀片
的杆部的上方延伸的突伸部分而保持在凹槽中,其中,镶插刀片的杆部
具有一个配合表面,该表面相对于插入的方向而倾斜,以及有弹性的突
伸部分具有一与该表面相配合的配合部分。在配合位置,突伸部分的配
合部分偏离其初始位置;并通过其自身固有的弹性将镶插刀片保持住,
于是阻止该镶插刀片相对于刀片引导部分的移动。
根据本发明,一铣削槽的刀具包括一个大致为盘形的承接装置,其
具有多个沿着其周边的镶刀插座,在每一镶插座处有一个可作弹性位移
的突伸部分。该突伸部分大致沿着径向延伸,其有一个位于径向内部的
根部,以及该突伸部分在周向上朝着镶插刀片的位置有些偏置,它还有
一个向外逐渐变细的主体部分,一在周向上有侧移的鼻状部,该鼻状部
具有一朝着周向方向的配合部分,这个配合部分设置成用来与镶插刀片
上朝着相反的周向方向的一对配合表面相配合。
另外,突伸部分的形状以及镶插刀片的镶插插座的形状应是这样
的:由于切削力的径向分力而使得作用于镶插刀片上的夹持力随着切削
力的增加而增加,也就是由其鼻状部施加的夹持力将随着切削力的增加
而增加,这使得夹持力将根据加工类型而变化,随着切削功率和应力的
增加而增加。
作为镶插刀片保持体的铣削刀盘1是由优质钢材或类似材料制成
的,它的厚度通常为2~6毫米。
铣削刀盘1具有一个带一键槽的中央轴孔2。
沿着铣削刀盘1的周边为镶插刀片4设置有多个刀片镶插座3。在
图1中仅示出了一个镶插刀片,其布置如下所述。
镶插座最好包括一个V形的引导部分5,该引导部分自铣削刀盘1
的周边沿着一条线延伸,这条线从刀盘边缘开始偏离半径的方向,因
此,沿转动方向看去,引导部分5的内端位于所述半径的一边。
一突伸部分7是通过在盘1上切出两个槽9和10而形成的,突伸
部分7具有一与镶插刀片4相配合的鼻状部8。各槽的内端均为圆切口
11,它们用以防止在材料上出现裂缝。突伸部分7具有一宽度递减的主
体部分12,其外端顺着周边的方向弯曲,以形成所述的鼻状部8。
鼻状部8具有一面朝上方/外方的侧部14,它呈现出一弧形,用以
连接镶插刀片4的上侧及刀盘1的边缘处的一邻接凹部15,从而为切
屑提供了基本上不间断的引导面。
鼻状部8朝着相反的另一方向的侧部具有两个基本上平的表面16
和17,它们彼此相交于一结合棱18,而靠前的表面17与一横向支承
面19相接。
镶插刀片4是已知类型的,它有一前刃20和一个与前刃相连的上
刀面21,上刀面设置成用于使切屑产生断裂。镶插刀片的下部呈现一V
形的脊部22,它适合于用来与引导部分5相配合,从而实现支承和导
向。在镶插刀片4的后端有一刀片的杆部23,该杆部的上侧具有一后
端表面24和一配合表面25。沿着刀片的插装方向看去,表面24向前
倾斜,而表面25则朝着相反方向倾斜。这两个表面彼此相交于一脊部
26。在镶插刀片的杆部23和头部27连接处的附近有一个横向表面28,
用以构成支承。形成突伸部分7的材质通常是非常硬的,以至不用工具
便无法拆下或装上镶插刀片。因此,使用一个工具29。图3示出了该
工具的立体图,其有两个分开的销30。其中一个销用于插入到位于引
导部分5的下方并越过其的一孔31中,而另一个销则插入到由沿着槽
10的外侧局部的延伸段所形成的一开口中。槽10就是在一个方向上限
定伸突部分7的那个槽。开口在外部由一曲状边缘面32界定出而在内
部由伸突部分7的一边缘部分33界定出。
在工具使用的一开始位置,一个销30A位于开口的内端如以一虚线
圆所示的一初始位置,而另一个销30B则位于一孔31中。当围绕着由
孔31中的销30B构成的其支点转动该工具时,销30A将沿着以孔31
为圆心的一段圆弧的呈曲线状的边缘表面32滑动,同时也将靠压着突
伸部分7的弧形边缘部分33滑动。于是销30A将通过一锲入作用使突
伸部分7由表面32升起,因而使鼻状部抬离引导部分5。通过使销30A
在沿着突伸部分的边缘表面33滑动的同时也贴靠着边缘表面32滑动,
销30A就基本上不承受径向应力,它只受到沿其运动方向的应力,这一
应力来源于各结合表面的摩擦力。通过突伸部分7所述的向上弯曲以及
鼻状部8移离开引导部分5,就可以沿着引导部分5将镶插刀片4插装
或取下,从而无需克服任何弹性力。在插装镶插刀片时,镶插刀片沿着
引导部分5滑动,直到鼻状部8的支承面19与镶插刀片4的横向支承
面28相互接合。然后将工具反向转动,使得鼻状部8上的结合棱18与
位于脊线26的前面的朝外倾斜设置的接合面25相抵靠,从而使镶插刀
片保持与引导部分5相配合。各元件尺寸之间的相互关系是这样配合
的,使得鼻状部分5只需保持零点几毫米的弯曲就足以产生将镶插刀片
保持就位所需的夹持力。因此鼻状部8只受到很小的疲劳应力。拆卸时
的动作与插装时的动作相同,只是顺序相反。
在本发明的铣削槽的刀具中,由于镶插座3的位置以及因此而决定
的切削刃20相对于径向轴线X的位置,使得切削力的作用点位于沿突
伸部分7的径向轴线的半径的下方,或者说,对着加工方向看去,作用
点位于该半径的后面。这意味着,通过镶插刀片4和两个配合表面28,
17而作用于鼻状部8以及作用于突伸部分7的径向分力K是在沿径向
轴线X的半径的下方或沿其起作用的。该分力K欲将鼻状部8向内压
向刀盘的中心,但是这将由于鼻状部8顺着盘边弯曲导致由一个与分力
K成正比的作用力将鼻状部8沿着周边方向压向镶插刀片4。也可以
说,分力K欲使突伸部分7使其根部13弯曲。因此,镶插刀片的夹持
力,也就是将镶插刀片4压在引导部分5上的作用力将随着切削力/切削
载荷的大小而变化。如果载荷增大,于是镶插刀片也将被更紧地压在镶
插座上。很容易看出,尤其对于象铣削中常发生的那种间断的加工作
业,上述的这一特征是非常重要的。
因此,按照本发明的结构,可以完全消除本说明书开始部分中提及
的在现有技术装置中存在的危险,即由于离心力而使一个或几个镶插刀
片松动并飞出。突伸部分7的鼻状部8与一表面25相配合,该表面相
对于镶插刀片的引导部分5是这样倾斜布置的:表面25的内端,即更
靠近铣削刀具转动中心的那端距引导部分5的垂直距离大于同一表面的
外端距引导部分5的垂直距离。由于保持体,即刀盘上的镶插刀片的形
状,或者更准确地说是由于镶插刀片的负的锁定楔角,使得鼻状部的结
合棱18与相对于可能的飞出方向而倾斜设置的表面25之间的相互配合
产生了互锁作用。由结合棱18与倾斜设置的表面之间的配合所实现的
锁定是如此有力,使得镶插刀片无论如何也无法飞离其保持体1。
在铣削槽的刀具或类似刀具中使用的传统的镶插刀片保持体包括
许多诸如螺旋夹紧臂之类的元件,这些元件的制造既困难又昂贵。本发
明的铣刀盘(或称保持体)由于其各部位的形状非常适合于通过电火花
切割工艺来加工,因此它的制作是非常简单和经济的。