具有排屑段的刀架 |
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申请号 | CN200780015386.1 | 申请日 | 2007-03-21 | 公开(公告)号 | CN101448595A | 公开(公告)日 | 2009-06-03 |
申请人 | 钴碳化钨硬质合金公司; | 发明人 | J·M·韦格尔; D·W·麦克纳玛拉; R·L·杜德金斯基; L·R·米南; L·R·莫里森; | ||||
摘要 | 一种用于 金属加工 操作的刀架(100),该刀架包括沿纵轴线(110)延伸的一个本体(105)和在本体的第一末端(115)内延伸的一个凹陷(120)。至少一个壁(135)与适配为在凹陷(120)中接纳一个 切削刀片 (130)刀片凹座(125)相邻,该壁的一部分具有一个表面,该表面带有多个中断部分(142)以形成一个排屑段(145)。该排屑段(145)可以是刀架本体(105)的一个整体的部分或者可以是一个可拆卸地附装在刀架的本体上的分离的部分。还显示了使刀架(100)生成这种排屑段(145)的一种方法。 | ||||||
权利要求 | 1.一个用于金属加工操作的刀架,包括: |
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说明书全文 | 技术领域背景技术[0002]金属加工操作的一个主要目的是使工件成形。在机加工过 程中,大量注意力用于金属屑片的形成,即使该屑片是废品。屑片的 形成不仅提供金属切削操作效率的一种指示物,而且此外,如果这些 屑片没有从工作的区域适当地排出离,这些屑片可以通过刮擦一个完 成的金属表面或通过在工作区聚积l来干扰金属加工操作。 [0003]本发明的目的是提供一种机制,用于将金属加工操作过程 中形成的屑片有效地从工作区排除。 发明内容[0004]本发明是针对用于固定在金属加工操作中使用的切削刀 片的一种刀架,该刀架包括沿纵轴线延伸的一个本体。该本体具有一 个第一末端和延伸进入该第一末端的一个凹陷,其中该凹陷具有被适 配为用于接纳切削刀片的一个刀片凹座。该本体还具有与凹座相邻的 至少一个壁,而壁的一部分具有一个表面,该表面带有多个中断部分 以形成一个排屑段。 [0005]本发明还针对一种方法,该方法使用于金属切削操作的一 个刀架生成一个排屑段。该刀架具有沿纵轴线延伸的一个本体。该本 体具有一个第一末端和延伸进入该第一末端的一个凹陷,其中有一个 适配为用于接纳切削刀片的一个刀片凹座。该方法包括的步骤在凹陷 的至少一壁内并且在与该凹座邻近的一个位置使一个表面生成多个中 断部分以构成一个排屑段。附图说明 [0006]图1是先有技术并且代表加工一个工件的旋转刀架的透视 图; [0007]图2是根据该本主题发明的一个优选实施方案的刀架的透 视图; [0008]图3是图2中所示刀架的侧视图; [0009]图4是图2中所示刀架的一张底部视图; [0010]图5是部分3中的箭头V-V标明的铣刀部分的一张放大视 图; [0011]图6是由环绕的部分标明的铣刀底部部分的视图,但是此 外,展示了排屑段可以起作用的一种机制; [0012]图7是根据本主题发明的第二实施方案的一个刀架的透视 图; [0013]图8是根据本主题发明的第三实施方案的一个刀架的透视 图; [0014]图9是根据本主题发明的第四实施方案的一个刀架的透视 图; [0015]图10是图7中的刀架的透视图的一部分,但是具有弧形 的壁; [0016]图11-19代表作为排屑段的不同的多个中断部分;并且 [0017]图11A是图11的一个侧视图,显示了这些中断部分的轮 廓。 具体实施方式[0018]图1是先有技术并且展示了一个铣刀1,它有沿纵轴线3 延伸的本体2。本体2具有一个第一末端4,它带有延伸在其中的凹陷 5。凹陷5具有一个用于接纳切削刀片7的刀片凹座6。至少有一个壁 8与凹座6相邻。总体上来说,凹陷5的目的是为屑片提供间隙,在 在工件9上的金属加工操作过程中当本体2围绕纵轴线3转动时产生 了这些屑片。 [0019]诸位发明人已经发现从工作区排出的屑片可以受在凹陷5 内一个或多个壁上存在的特征的影响。 [0020]特别是,将注意力转向图2-5,一个刀架100包括沿纵轴 线110延伸并且由具有第一末端115的一个本体105。一个凹陷120 延伸进入第一末端115。该凹陷120具有被适配为容纳切削刀片130 的一个刀片凹座125。该切削刀片130可以具有在其中延伸穿过的一 个孔131以接受一个安装螺钉132。该安装螺钉132可以与一个螺纹 孔126螺纹接合,该孔延伸穿过凹座125的凹座底面127。 [0021]一个切削刀片包络135限定了切削刀片130安装入刀片凹 座125的空间。该包络135具有与凹座底面127邻接的一个底面137, 以及由包络135的顶面周长145限定的与之相对的一个顶面140。 [0022]邻近刀片凹座125的一个第一壁150包括具有一个表面 155的部分153,该表面有多个中断部分157,它们形成一个排屑段160。 如图2-5所示,该排屑表面155与纵轴线110总体上是平行的。该排 屑表面155可以与凹座底部127形成45-100度之间的一个径向角A(图 4)。在一个优选实施方案中,该径向角A近似为90度。 [0023]在图6中展示的主题刀架的一种用途中,将切削刀片130 安装在刀片凹座125内,切削刀片130的底部切削刃133被工件与接 合,并且屑片(例如屑片134)被指向排屑段160。当屑片134成形时, 多个中断部分157中的至少一个与之接合,这样使屑片134变得被弹 性地压缩,并且当屑片134最终与工件分离时,屑片134解除压缩并 且从第一壁150弹开并从凹陷120排出。以此方式,排屑段160促使 屑片134从凹陷120排出。 [0024]图5展示了图3中沿箭头“5-5”的刀架100的一张侧视图。 切削刀片130安装在刀片凹座125中。一个切削刀片包络135限定了 切削刀片130安装在刀片凹座125中的空间,并且为了图5的目的, 该切削刀片包络135和切削刀片130是完全相同的。这一区别的目的 是独立于切削刀片130来限定刀架100。包络135具有与凹座底部127 邻接的底面137以及由包络135的顶部周边145限定的与之相对的一 个顶面140。在排屑段160与切削刀片包络135之间是邻近包络135 的顶面140的一个通道165。通道165从该包络135的顶面140延伸 一个距离D到达排屑段160,其中该距离D可以在0.06和0.25英寸 之间,优选在0.06和0.14英寸之间。另外,该通道165可以具有从该 排屑表面155的顶部到该通道165的底部167的一个深度Y,它在0.01 与0.12英寸之间,该深度Y优选在0.01与0.06之间。另外,从该包 络135的下缘139的最径向向内的点138到该通道165的底面167有 4英尺的深度,它在在0.01与0.06之间。该包络的下缘139对应于一 个切削刀片130的下缘133(图3),该刀片应安装在该凹座125中。 该通道165的深度促进在与排屑段160接触之前屑片的形成。 [0025]图3所示,刀片包络135有一个顶面140与通道165邻接, 并且通道165可以沿包络135的顶面140部分地延伸一个长度X。该 通道165可以延伸长度X直到顶面140的大约2/3的长度。这种设计 的目的是允许当屑片134在刀架100的凹陷120内移动时有更大的间 隙。在替代方案中,并且再次将注意力转向图3,可以容易地想象出 通道165不是部份沿刀片130的顶面140延伸,可以在延伸进入凹陷 120的方向变得更宽。通道165趋于提供对抗屑片134的摩擦力以使 它减慢,并且促进与排屑段160的接合。 [0026]图7展示了一个用于金属加工操作的一个刀架200,它具 有沿纵轴线210延伸的刀架本体205。本体205具有第一末端215,它 有一个延伸在其中的凹陷220。一个屑片凹座225被适配为用于接纳 一个切削刀片230。为了清晰的目的,虽然可以使用一个垫片来支持 切削刀片230,然而,这样一个垫片没有示出。 [0027]与凹座225邻接风一个第一壁250包括具有表面255的一 个部分253,该表面有多个中断257以形成一个排屑段260。正如关于 图2-5所披露的安排,排屑表面255与纵轴线210总体上是平行的。 此外,该刀片凹座225具有一个凹座底面227,并且该排屑表面255 与凹通道底面227形成45-100度之间的一个径向角度A,类似于图4 展示的方式。再一次,在一个优选实施方案中,径向角度A是大约90 度。 [0028]到目前为止被披露的是一个排屑表面,它与刀架的纵轴线 基本上是平行的。可以在刀架的凹座内安置有可能使排屑表面有不同 的朝向。 [0029]将注意力转向图8,用于金属加工操作的一个刀架300具 有沿一个纵轴线310延伸的本体305。该本体305具有第一末端315。 一个凹陷320从第一末端315内延伸,并且具有一个刀片凹座325, 它被适配为用于接纳切削刀片330。该凹陷320具有与该凹座325邻 接的一个第一壁350,该壁的一个部分353具有一个平面355,该平面 有多个中断部分357以构成一个排屑段360。然而,不同于在图2-5 以及7中披露的安排,该排屑表面355总体上是垂直(而不是平行) 于纵轴线310。该屑片凹座325具有一个凹座底面327。该排屑表面 355与底面327构成在45-100度之间的一个纵向角度B。在一个优选 实施方案中,该径向角度B近似为90度。应该认识到该刀架100的 本体105(如图2-5所示)可以被设计为使该排屑段160以类似于图8 所示的方式定位为垂直于纵轴线110。 [0030]到目前为止已经讨论了排屑表面155位置的朝向总体上平 行于纵轴线110(图2)并且屑片排屑表面355总体上垂直于纵轴线 310(图6)。有可能使一个单一的刀架具有朝向这两个方向的一个排 屑段。 [0031]将注意力转向图9,用于金属加工操作的一个刀架400具 有沿纵轴线410延伸的一个本体405。该本体具有一个第一末端415 以及在其中延伸的一个凹陷420。该凹陷具有一个刀片凹座425适配 为用于接纳切削刀片430。邻接凹座425的一个壁450具有一个部分 453,该部分有一个表面455,它具有多个中断部分457以构成一个排 屑表面460,该表面有总体上平行于纵轴线410的第一部分465以及 总体上垂直于该纵轴线410的第二部分470。 [0032]刀片凹座425具有一个底面427,并且该排屑段460的部 分465,470与底面427构成在45-100度之间的一个角度C。在一个 优选实施方案中,该排屑段460的部分465,470与底面427构成大约 90度的一个角度C。有可能使排屑段460的第一部分465以及第二部 分470相互汇合以形成一个弧472,如图10所示。 [0033]暂时回到图2,应该认识到该多个中断部分157被直接形 成在刀架本体105的壁135上。另外一方面,将注意力转到图7,该 排屑段260是与刀架210的本体205分开的一个分离件,这样通过仅 仅更换分离部分就有可能替换该排屑段。在本主题申请中发现的排屑 段260的每个情况中,应该理解该排屑段260可以与刀架的本体是一 体的,或者,在替代方案中,可以是固定到刀架本体上的一个分离部 件。如检查图7可以看到,该刀架200具有一个长方形的本体205, 并且,其结果是,该刀架200总体上被称为一个正方形柄的刀架。另 一方面,将注意力转向图2,刀架100是一个旋转刀架,并且在这个 图中是一个铣刀。 [0034]到目前为止已经说明了在刀架本体的凹陷内排屑段的安 置。现在将注意力针对排屑段自身的构造。 [0035]图11展示了图2-5中显示的排屑段160的表面155的一个 部分的放大草图。将注意力转向图11,12以及13,该凹座的该底面 127是由一个线表示,并且该排屑段160包括多个间隔开的槽158,与 凹座底面127构成在0-180度之间的一个角度D。特别是,图11展示 了90度的角度D,图12展示了180度的角度D,而图13战胜了大约 45度的角度D。图11A是图11的侧视图,展示了分隔开的槽158的 轮廓。这些槽162的轮廓可以类似于图12-17中在不同排屑轮廓中发 现的槽。然而,应当指出,这种槽的目的是在屑片形成时阻碍它,而 迫使屑片弹性地压缩并且然后,在断裂时,弹性地扩展并且从凹陷中 排出。 [0036]图14是排屑段1160的一个部分的放大草图,该排屑段具 有一个带滚花图案的表面1155。 [0037]图15展示了排屑段2160的一部分的放大草图,该排屑段 具有带多个槽的一个表面2155,这些槽限定了一种锯齿构形。 [0038]图16展示了排屑段3160的一部分的放大草图,该排屑段 具有一个表面3155,该表面包括安排成一种波浪形式的多个槽。 [0039]图17展示了排屑段4160的一部分的放大草图,该排屑段 具有一个表面4155,它由磨料构成,例如,沙纸。 [0040]图18展示了排屑段5160的一部分的放大草图,该排屑段 具有一个表面5155,它包括多个突起5162,从而限定一个凹凸不平的 表面。 [0041]图19是排屑段6160的一个部分的一张放大草图,它包括 具有多个凹陷6163的一个表面6155。 [0042]图11-19限定的每个表面都可以在刀架壁以任何在金属加 工操作过程中对于有效地排除屑片适当的方式来限定朝向。 [0043]最后,本主题申请是针对一种方法,该方法使一个刀架100 产生用于金属加工操作的一个排屑段160。该刀架100具有一个沿纵 轴线110延伸的本体105。该本体具有一个第一末端115以及延伸进 入该第一末端115的一个凹陷120,其中有一个刀片凹座125。该刀片 凹座125被适配为用于接纳一个切削刀片130。该方法包括的步骤在 至少一个壁150之内在凹陷120之内并在凹座125附近使表面155生 成以多个中断部分157以形成屑片排屑段160。 |