组合刀具制造技术

一种组合刀具，它包括以凹凸件连接一起的第一、二刀具组合件，各连接件包括有具有中部的一个扭矩传递件，以及至少一个自该中部朝相应连接件外周延伸的臂。该连接件的臂有与连接件接触的第一侧面和其间有间隙的第二侧面。第一侧面至少在接触区是大致按组合件的纵轴径向定向。至少是凸连接件上至少一臂上的第二侧面定位于离开纵轴距离不小于凸连接件中部内接圆半径的垂线上。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种组合式刀具，该刀具由多个组件活动连接而成。即将预制好的各旋转刀具组件经过组装连接成为组合式刀具，这种刀具能把旋转运动从一个组件传到另一个组件。上述的这种旋转组合式刀具，一般至少包括一个预制刀体和一个与刀体一端相连接的刀杆，刀杆的另一端安装在机床的主轴中。当机床运转时，组合刀具也随之转动，扭矩通过刀杆传递给预制刀体。为了满足机床的强度要求，该刀具必须具备足够的刚性。此外，这种连接能使各组件之间精确地调整其同轴度，使得该组刀具有同一个旋转轴心。上述的各种组件，例如，已知的榫头传动装置，其结构在1978年的英国标准122条第5部分已介绍过，该装置各元件的连接是通过榫槽来实现的。加拿大分开的第2,103,071号组合式铣刀，其可换式端头及中间元件与基座的连接，各组件间的连接均是采用销钉结构，即利用元件上的销钉与基座上销孔的配合实现其连接。可是，由于传递扭矩的销钉的截面积小，其承载能力有限，因此，这种结构的组件存在一定的缺陷。美国专利第4,834,597号和第4,934,883号公开一种用于铣削和钻削的组合刀具，该刀具包括一个有圆锥形凸台的刀体和一个与之相应的有圆锥形凹槽的刀杆。所述的凸台与凹槽配合，其横截面形状为非圆形。因此，这种组件的各元件之间不会产生相对转动。在这种组件中，锥体配合面间的接触可以出现在沿其母线上的任何位置，也就是说各元件的配合面的实际接触部位是不定的。因此，不能精确的预测出作用于各接触部位的夹紧力，该力由机床运转时产生。然而，为了使各元件连接稳定，则必须沿轴向加长其接触面。可是，对于具有凹槽的旋转铣刀，采用这种方法延长凸台，则是很不可取的。因为，该铣刀的槽与凸台的配合空间是很有限的。而且，加工这些元件最常见的要求是高精度，由此生产成本也很高。WO94/19132中披露了一种旋转组合刀具，该刀具克服了上述的许多缺点。它由第一和第二刀具组件沿轴向组装而成，且从第一元件传递扭矩给第二元件。这些元件间有凸凹形连接结构，它们包括沿径向和轴向延长的扭矩传递力臂、中心及定心连接装置，用连接装置依靠轴向夹紧力把各元件一个对一个的衔接起来。通常每一个力臂都是对称的，且力臂的两侧面成凹形曲面，这种结构使得连接元件的凸凹形力臂的两侧面之间的接触更密切。调整力臂的端点即从轴到力臂最远处，可以确定各元件相对轴向的转动位移。同时在接触面上的压力角与上述已知结构的压力角相比则大大减小。由于这种力臂的特殊形状的侧面所具有的优越性，故可以设计出一种结构较简单、稳定可靠的连接装置。就是说，各元件间的连接接触面是确定的，且能传递较大的扭矩。而且压力角较小，传动效率比一般的高。可是，这种对称的、侧面为凹形的、压力角较小的力臂，其侧面沿轴向越集中，该力臂的结构就越薄弱。在此，本专利技术提供一种组合式刀具，该刀具的组件上设有扭矩传递装置，各组合元件的压力角较小，且各元件的结构强度较大，实际上，本专利技术所述的组合式刀具其主要优点在于结构紧凑，连接装置强度大，因而基本上用于小型旋转刀具。本专利技术提供一种组合式刀具，它由第一和第二刀具组合单元组成，在每个单元里设置有凸形和凹形连接体，对应的连接各单元并使其同轴，则第一单元能够传递扭矩给第二单元；每个连接体都包括一个扭矩传递元件，该元件有一个在径向上有一定尺寸的中心部分即内接圆，且至少有一个力臂从所述的中心部分延伸至相应的连接体的外缘；凸形和凹形连接体的力臂均有第一、第二两个侧面，它们的第一侧面相互接触，而第二侧面之间有间隙，第一侧面能被定向，至少在它们的接触部位处，即在所述的纵向轴的径向方向；其特征在于所述的凸形连接体的至少一个力臂，其第二侧面的方向由法线确定，该法线延至纵向轴，它的长度不小于凸形连接体的中心部分的内切圆的半径。更确切地说，所述的力臂的第二侧面实际上是延伸至相应的中心部分并与之相切，即所述的第二侧面与所述的中心部分平滑过渡。于是，凸形连接体上的力臂的第一侧面所确定的方向基本上是朝着纵向轴，而第二侧面的方向却不是，这有利于增强力臂的结构强度。如上所述，凸形和凹形连接体的力臂的第一侧面的方向已确定，故凸凹形两个侧面的接触部位也是确定的，它基本上是在径向方向，并向外延伸到接触部分的极限接触点(以下称为“极限点”)。和所述的接触部分相切并通过极限点的平面与通过极限点及纵向轴的径向平面之间的夹角称为压力角，第一侧面的方向一确定，则压力角基本上是在-10°-+10°范围内。更进一步时压力角等于0°。力臂的第一侧面，特别是接触部分可以是平面或是曲面。这时在接触部分，第一侧面是同平面或有相同的曲率，故负载触沿整个相关的大面积分布。在最佳实施例中，凸形连接体上有一个中心旋转凸台，该凸台与凹形连接体上的中心孔相应并滑动连接，从而使凸形和凹形连接体能进行同轴调节。确切地说，每个连接体至少有两个相对设置的力臂。在最佳实施例中，组合刀具是一个旋转组件，它的纵向轴也就是该刀具的旋转轴，各刀具单元被同轴连接，因此，转动力矩的传递是从第一单元到第二单元，这种非对称式结构的力臂能被调整，以致于与组合刀具的转动方向相一致。在此，本专利技术涉及的就是一种非对称性的力臂，这种结构的力臂压力角几乎为0°，在扭矩传递中，接触压力能最大的发挥作用，因此，用这种连接装置的组合刀具具有最大的负荷传递能力。由于力矩的传递是有限的，这就要求连接组件更加小型和紧凑，预制的刀具的直径才能更小。在另一方面，在刀具的固定尺寸受到限制时，采用本专利技术所述的连接组件所传递的扭矩将远大于同样尺寸的已知的连接组件所传递的扭矩。为了更好的理解和实现本专利技术，下面将对各附图予以说明附图说明图1a和图1b是本专利技术的透视图；图2是图1a、1b的组合刀具局部剖视图，其中刀杆为整体结构；图3是图2的IIIIII截面剖视图；图4是图3的另一实施例的结构示意图。图1a、图1b及图2所示附图是旋转铣刀1沿纵向轴A的结构图，其中包括相互连接的预制铣刀体2a、2b以及与刀杆4前端为一体的铣刀连接单元3，刀杆4的另一端与机床主轴孔连接(图中未画出)。由图可见，铣刀体2a，2b及连接体3上有螺旋向凹槽5a、5b及5c，连接这三个元件，则形成一个连续延长的螺旋凹槽5。如图2所示，该铣刀有两个延长的螺旋凹槽5；为了简化附图，图1a、1b中只显示了一个凹槽。在铣刀体2a、2b及连接体3上均有凹槽，故在其凹处均嵌接有刀片6，且是沿轴向依次排列，当各单元体相互连接时，刀片沿螺旋凹槽5连接排列。各刀片嵌接在凹处，致使这些刀片的切削刃被设置在一个圆柱形包络面上。前端刀体2b与中间刀体2a的连接方法与中间刀体2a与连接体3的连接方法相同。故在图中，将只对后者的连接装置进行描述。如图1b图2所示，中间刀体2a有一凸形连接元件7，元件7是底面8中心上的一个凸台。该凸形连接元件7是台阶形结构，即它包括一个凸形的扭矩传递元件9以及圆柱形凸台10，该凸台10位于中心处。所述的凸形扭矩传递元件有一中心部分11和两个相对力臂12，两个力臂12与中心部分11相汇合，并延伸至刀体2a的外缘上的端点13。如图1a和图2所示，所述的连接体3有一个凹形的连接槽17，它是由连接体3上端面18下凹形成的，该凹槽的形状与凸形连接元件7相对应，起连接作用。该凹形体由一个凹形扭矩传递元件19和圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式刀具，包括第一和第二刀具组件单元，每个单元里设置有凸形和凹形连接体，对应的同轴连接各单元，则第一单元能够传递扭矩给第二单元；每个连接体都包括一个扭矩传递元件，该元件有一个由其中一个内接圆所确定的径向尺寸的中心部分，并至少有一个 力臂从所述的中心部分延伸至相应的连接体的外缘；凸形和凹形连接体的力臂均有第一、第二两个侧面，它们的第一侧面相互接触，第二侧面之间有间隙，第一侧面至少在它们的接触部位大体上能在相对纵向轴的径向定位；其特征在于所述的凸形连接体的至少 一个力臂的第二侧面的方向能由一根垂线确定，该垂线从纵向轴至第二侧面的距离不小于凸形连接元件的中心部分的内接圆的半径。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A萨特兰，Y艾津，
申请(专利权)人：伊斯卡有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]