旋转切削刀具组件及使用方法技术

可在金属加工操作中使用环绕其轴（１０５）旋转的切削刀具（１００），使其抵住旋转工件（１０），以提高刀具性能。采用一种包括有装到刀夹（５０）上的旋转刀具（１００）组件的方法可达到这种效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及金属加工操作，更具体地说，涉及在金属加工操作期间用于切削刀具(cutting insert)环绕刀具中心轴旋转的方法和组件。本专利技术还涉及切削刀具本身，具有刀夹(toolholder)及该刀具的组件，以及该组件的操作。
技术介绍
在金属加工操作期间，例如车削操作期间，即固定的切削刀具极力对抗正在旋转的工件，刀具对工件起作用的切削刃由于工件而加热，直到操作完成或直到切削刃由于机构损坏而开始断损，例如月牙洼磨损或塑性变形。在过去，为了避免这些破坏模式，并使切削刀具能更有效地运转，将圆形切削刀具安装到刀夹上，从而使切削刀具环绕刀具中心轴自由地旋转。此后使特定的切削刀具朝向工件，并以这样的方式定向，使得例如在车床上工件的旋转运动传给切削刀具一种力作用在与刀具相切的方向上。工件对抗切削刀具的运动不仅对工件进行机械加工，并且此外还使圆形的切削刀具旋转，这样使刀具的切削刃持续不断地得到恢复。结果，在理想条件下，切削刃的各个部分都不会长时间地受到工件的影响。另外，由于切削刃在较低温度下操作，从而提供更大的切削力，并提高了金属加工操作的效率。这种类型的旋压刀具可在异常速度中表现出格外长的刀具寿命。然而，当切削条件稍微发生改变，或当用于使切削刀具旋转的夹头轴承(cartridge bearings)开始损坏的时候，上述这种旋压刀具得到同样明显的失败。美国专利No.4,178,818涉及一种利用具有圆形切削刀片的旋转切削工具回转切削固体的方法。将切削刀具固定在主轴上，该主轴与轴承一起安装在壳体内。利用主轴将冷却剂引导到风轮机(wind turbine)内，由此使切削刀具旋转。然而，使刀具旋转的切削力所引起的扭矩比使切削刀具旋转的冷却剂流所产生的扭矩要高很多。主要通过与工件的相互作用使切削刀具发生旋转。风轮机的作用能使圆形的切削刀具继续旋转，即使是在切削中断期间，此时在切削刀具与工件之间没有提供摩擦旋转的接触。结果，这种切削刀具设计取决于从旋转工件上分离出使切削刀具旋转的切向力。需要一种方法和组件，能在金属加工操作期间使切削刀具环绕其自身的轴旋转，其中旋转的速度和方向并不由工件自身的旋转来确定，而是根据作用在切削刀具上的单独的力来确定。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及一种组件，其包括切削刀具，该刀具具有贯穿其中的中心轴，其中刀具由具有顶表面、底表面、在两者之间的至少一个侧面，和位于至少一个侧面与顶表面相交处的切削刃的主体组成。该组件还具有在其上安装有刀具的刀夹，其中该刀夹适合于使刀具环绕中心轴以预定转动速度旋转。本专利技术的另一实施例涉及一种方法，其中利用了切削刀具，该切削刀具由具有顶表面、底表面、在两者之间的至少一个侧面，位于至少一个侧面与顶表面相交处的切削刃，和贯穿顶表面和底表面的中心轴的主体组成，该机械加工方法由以下步骤组成对准刀具，使中心轴与旋转工件的纵轴形成一定角度；使刀具环绕该刀具的中心轴旋转；并使刀具极力抵住工件，以开始进行机械加工操作。本专利技术的再一实施例涉及一种切削刀具，该切削刀具由主体组成，该主体具有贯穿其中的中心轴，并具有顶表面、底表面、在两者之间的至少一个侧面，位于至少一个侧面与顶表面相交处的切削刃，和从顶表面延伸的至少一个突出部，其与中心轴等距径向和分开布置，并从切削刃向内间隔开，以在车削操作中使用的刀具环绕其中心轴旋转并抵住旋转工件时起到断屑台(chip breakers)的作用。附图说明图1是刀夹的透视图，其上具有在旋转工件上操作的旋转刀具；图1A是示意图，示出安装到旋转轴上的刀夹和定位在车床上的工件；图2是刀夹和与切削刀具固定到刀夹上相关联的部件分解透视图；图2A是图2中一部分的放大图；图3是根据本专利技术的刀具俯视图；图4是图3中所示刀具的侧视图；图5表示具有外围凹口并利用螺钉固定到刀夹上的切削刀具透视图；图6是根据本专利技术一个实施例的椭圆形刀具透视图；图7是根据本专利技术一个实施例的八边形刀具透视图；图8是具有起到切削刀具功能成形为整体端的刀夹透视图；图9是刀夹和切削刀具的分解透视图，其中切削刀具具有可配合到刀夹内的截头圆锥体基部；图10是刀夹的剖面透视图，在该刀夹上安装的刀具具有贯穿其中的冷却剂孔；图11是切削刀具的部分透视图，该切削刀具具有断屑台和截头圆锥体基部；图12是切削刀具的部分透视图，该切削刀具具有贯穿其中的冷却剂孔和截头圆锥体基部；图13是刀夹的剖面透视图，在该刀夹上安装的刀具具有部分贯穿其中的冷却剂孔；图14是示意图，示出从旋转工件端的车削操作对旋压刀具的定向；图15是图14中所示的配置平面图；图16是示意图，示出从平面图看的旋转工件和车螺纹操作对旋压刀具的定向；和图17是图16中所示的配置端视图。具体实施例方式图1示出工件10环绕中心线15在箭头20所示的方向旋转，其中，例如工件10安装在车床上。刀夹50上已经安装了切削刀具100。切削刀具100具有中心轴105。刀具100以不可旋转的方式固定到刀夹50上，使得刀夹50的旋转直接转换为切削刀具100的旋转。作为一个实例，刀具100和刀夹50可在箭头110所示的方向旋转。组件的一部分由具有贯穿其中的中心轴105的切削刀具100组成。如图2-4中所示，刀具具有主体115，该主体115具有顶表面117和底表面119以及两者之间的至少一个侧面120。切削刃125限定在至少一个侧面120与顶表面117的相交处。切削刀具100安装到刀夹50上，并且该刀夹50适合于使刀具100环绕切削刀具中心轴105以预定的转动速度旋转，转动速度在10RPM以上到机器性能的范围内，优选的是60-20,000RPM，更优选的是250-10,000RPM。预定的转动速度可以大于、小于或等于工件10的转动速度。切削刀具100的转动速度还可在金属加工操作期间变化。另外，切削刀具100的速度可以是工件10速度的函数，并可与工件10的速度成正比。切削刀具100的转动速度也可完全独立于工件10的转动速度。简短回顾图1，刀夹50可固定在主轴75中，然后安装到可使主轴75在预期方向并以预定转动速度旋转的机床上。利用旋转刀具领域中技术人员已知的任一技术可将刀夹50固定在主轴内。然而，如图1中所示，主轴75具有内孔76，在此内孔76内接收刀夹50，并利用锁定螺母80将刀夹50固定在主轴75内，该锁定螺母80可螺接地固定到主轴75主体上并在其中对刀夹50加力。用于将刀夹固定到主轴内的机构可以是多种不同机构中的一种，包括筒(collet)夹或锁定螺钉，并且这种机构在旋转刀具领域技术人员中众所周知。图1A表示固定在主轴75内的刀夹50。由主轴驱动器77来驱动主轴75。控制器78利用来自于驱动器77的闭环反馈监测并控制主轴75的转动速度，并因而监测并控制刀夹50的转动速度。可利用夹盘12将工件10固定到以预定速度旋转工件10的车床14上。通过这种配置，有可能以预定速度旋转工件10，并且也有可能以预定速度独立转动切削刀具100，并将刀具100旋转的速度保持在负载以下。另外，有可能使刀具100的旋转与工件10的旋转同步。标准作法包括用于对在车床14和其他机床上工件10的转动速度进行监测和控制的闭环反馈系统。根据本专利技术具有三类能支撑主轴75的现有机床。这些机床中每类都可包括闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组件，包括：　　　　ａ）切削刀具，其具有贯穿其中的中心轴线，其中，刀具包括有主体，该主体具有：　　　　１）顶表面和底表面；　　　　２）两者之间的至少一个侧面；和　　　　３）切削刃，位于所述至少一个侧面与顶表面的相交处；以及　　　　ｂ）刀夹，切削刀具安装在该刀夹上，其中，该刀夹适合于使刀具以预定的转动速度环绕中心轴线旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA海厄特，LR安德拉斯，TR马萨，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]