1.本技術的主題涉及一種類型的旋轉切削刀具，在這種類型的旋轉切削刀具中，具有公聯接構件的可替換切削頭通過螺紋聯接機構可移除地固持在刀具保持器的母聯接構件中。
背景技術：
2.旋轉切削刀具可以設置有螺紋聯接機構或“刀具接頭”，用于將可替換切削頭牢固地固持在刀具保持器內。
3.可替換切削頭可以包括公聯接構件，并且刀具保持器可以包括母聯接構件。公聯接構件可以包括外螺紋。母聯接構件可以包括與公聯接構件上的外螺紋相對應的內螺紋。
4.在一些這樣的旋轉切削刀具中，內螺紋和外螺紋都是直螺紋。這種旋轉切削刀具的一個示例在例如us 6,485,220中公開。
5.在其他這樣的旋轉切削刀具中，內螺紋和外螺紋都是前向漸縮式圓錐形螺紋。這種旋轉切削刀具的示例公開在例如us 7,611,311、us 7,713,004、us 9,643,262和us 9,643,264中。
6.在又一種這樣的旋轉切削刀具中，外螺紋是前向漸縮式圓錐形螺紋，并且外螺紋是直螺紋。在us 10,105,771中公開了這種旋轉切削刀具的一個示例。
技術實現要素：
7.根據本技術主題的第一方面，提供了一種可替換切削頭，其具有在前向方向至后向方向上延伸的頭縱向軸線，包括形成切削部分的前向部分；以及形成安裝部分的后向部分，安裝部分包括公聯接構件，公聯接構件具有外螺紋并從頭基座表面向后突出，頭基座表面相對于頭縱向軸線橫向延伸，并限定在切削部分與安裝部分之間的邊界，其中：外螺紋包括外螺紋脊，外螺紋脊圍繞外螺紋軸線螺旋延伸，并包括前向外齒腹表面和后向外齒腹表面以及在前向外齒腹表面與后向外齒腹表面之間延伸的外頂表面；前向外齒腹表面和后向外齒腹表面大體上面向相反的軸向方向，并界定包括外底表面的螺旋外螺紋槽；以及公聯接構件的外螺紋是后漸縮式圓錐形螺紋，其具有至少一個在后向方向增大的螺紋直徑。
8.根據本技術主題的第二方面，提供了一種旋轉切削刀具，該旋轉切削刀具具有縱向軸線并且在前向方向至后向方向上延伸，該旋轉切削刀具包括：具有保持器縱向軸線的刀具保持器和螺紋接合到刀具保持器的上述類型的可替換切削頭。
9.應該理解的是，上述內容是概述，并且下文描述的特征可以以任何組合應用于本
申請的主題，例如，以下特征中的任何特征都可以應用于可替換切削頭或旋轉切削刀具：外螺紋脊和外螺紋槽中的至少一個可以圍繞具有一定錐角的相應錐體延伸。
10.外螺紋脊和外螺紋槽可以分別圍繞相應的錐體、外錐體和內錐體延伸。
11.內錐體和外錐體的錐角可以相同。
12.錐角可以大于或等于0.02
°
且小于或等于1.0
°
。
13.錐角可以恰好等于0.4
°
。
14.在沿包含外螺紋軸線的軸向平面截取的截面圖中，外頂表面形成多個外螺紋牙頂，多個外螺紋牙頂可以相對于外螺紋軸線傾斜并且彼此共線。外底表面形成多個外螺紋牙底，多個外螺紋牙底可以相對于外螺紋軸線傾斜并且彼此共線。
15.在包含頭縱向軸線的軸向平面中截取的截面視圖中，外螺紋限定了可以是梯形的外螺紋形式。
16.外螺紋可以具有恒定的外螺紋螺距。
17.刀具保持器可以具有母聯接構件，該母聯接構件具有從保持器前向表面向后延伸的內螺紋，保持器前向表面相對于保持器縱向軸線橫向延伸。旋轉切削刀具可以在以下位置之間調節：a)釋放位置，在該位置，內螺紋與外螺紋不能彼此螺紋接合；以及b)鎖定位置，在該位置，公聯接件可以可移除地固持在母聯接構件中，內螺紋與外螺紋彼此螺紋接合。
18.母聯接構件的內螺紋可以是直螺紋。
19.外螺紋與內螺紋之間的摩擦接合可以在從外螺紋的最前一圈向外螺紋的最后一圈的方向上增加。
20.內螺紋可包括內螺紋脊，該內螺紋脊繞內螺紋軸線螺旋延伸，并包括前向內齒腹表面和后向內齒腹表面以及在前向內齒腹表面與后向內齒腹表面之間延伸的內頂表面。前向內齒腹表面和后向內齒腹表面可以大致面向相反的軸向方向，并且界定包括內底表面的螺旋內螺紋槽。前向外齒腹表面和前向內齒腹表面可以面向前向方向。后向外齒腹表面和后向內齒腹表面可以面向后向方向。在鎖定位置，后向內齒腹表面可以抵接前向外齒腹表面。
21.在鎖定位置：前向內齒腹表面可以與后向外齒腹表面間隔開后向齒腹距離。內頂表面可以與外底表面間隔開上距離。內底表面可以與外頂表面間隔開下距離。
22.后向齒腹距離、上距離和下距離都可以在后向方向上減小。
23.內螺紋可以具有與外螺紋螺距相同的恒定內螺紋螺距。
附圖說明
24.為了更好地理解本技術并示出如何可以在實踐中執行本技術，現在將參考附圖，其中：圖1是旋轉切削刀具的透視縱向截面圖；圖2是圖1所示旋轉切削刀具的分解透視縱向截面圖；圖3是圖1和圖2所示的可替換切削頭的側視圖；圖4是圖3的細節；圖5是圖1和圖2中所示的刀具保持器的透視圖；圖6是圖5中所示母聯接構件的縱向截面圖；
圖7是當旋轉切削刀具處于鎖定位置時，圖1所示旋轉切削刀具的縱向截面圖的細節；以及圖8是當旋轉切削刀具處于釋放位置時，后漸縮式圓錐形外螺紋的外螺紋形式的示意圖，其中直內螺紋的內螺紋形式的內螺紋形式疊加在該外螺紋形式上。
25.應當理解，為了說明的簡單和清楚，圖中所示的元件不一定按比例繪制。例如，為了清楚起見，元件中一些元件的尺寸可能相對于其他元件被放大，或者幾個物理部件可以被包括在一個功能塊或元件中。在認為合適的地方，附圖標記可以在圖中重復，以指示相對應或類似的元件。
具體實施方式
26.在以下描述中，將描述本技術主題的各個方面。出于解釋的目的，足夠詳細地闡述了具體構造和細節，以提供對本技術主題的透徹理解。然而，對于本領域的技術人員來說，也顯而易見的是，本技術的主題可以在沒有本文給出的具體構造和細節的情況下實施。
27.首先關注圖1和圖2，圖1和圖2示出了根據本技術主題的實施例的用于銑削操作，特別是端銑的旋轉切削刀具20。旋轉切削刀具20具有刀具縱向軸線l，刀具圍繞刀具縱向軸線沿旋轉方向r旋轉。
28.旋轉切削刀具20包括具有頭縱向軸線a的可替換切削頭22，可替換切削頭22圍繞該頭縱向軸線a沿旋轉方向r旋轉。頭縱向軸線a在前向df至后向方向dr上延伸?？商鎿Q切削頭22通?？梢杂捎操|合金制成。
29.旋轉切削刀具20還包括刀具保持器24，刀具保持器24具有保持器縱向軸線c。刀具保持器24通?？梢杂射撝瞥??？商鎿Q切削頭22可以通過螺紋聯接機構可移除地固持在刀具保持器24中。這種螺紋聯接機構可能有利于除上述之外的其它類型的旋轉切削操作，例如像鉸削或鉆削。
30.應當理解，在說明書和權利要求中使用的術語“前向”和“后向”指的是可替換切削頭22相對于組裝好的旋轉切削刀具20的刀具保持器24的相對位置，如圖1中所見的。術語“前向”和“后向”也可以分別應用于圖3和圖4中頭縱向軸線a向左和向右的方向，以及也可以分別應用于圖5和圖6中保持器縱向軸線c向左和向右的方向。應當理解，刀具保持器24也沿著其自身的前向至后向的方向沿著保持器縱向軸線c延伸。
31.現在參考圖3和圖4?？商鎿Q切削頭22具有形成切削部分26的前向部分和形成安裝部分28的后向部分。根據本技術主題的一些實施例，可替換切削頭22可以形成為具有整體的一體式單件結構。這提供了一個優點，該優點在于可替換切削頭22沒有可拆卸的切削刀片(未示出)。
32.參考圖3，切削部分26包括至少一個周邊切削刃30。在附圖所示的這個非限制性示例中，可以正好有四個周邊切削刃。每個周邊切削刃30形成在周邊離隙面32與周邊前刀面34的相交處。周邊離隙面32旋轉地位于周邊切削刃30的后方，并且周邊前刀面34旋轉地位于周邊切削刃30的前方，二者都相對于旋轉方向r。周邊切削刃30的取向允許進行金屬切削操作。
33.根據本技術主題的一些實施例，切削部分26可以包括至少一個出屑槽36，用于排出切削操作過程中產生的切屑(未示出)。一個出屑槽36與每個周邊切削刃30相關聯?？商?br/>換切削頭22可以在切削部分26的端面37處包括一個或多個端部切削刃30b。在附圖所示的非限制性示例中，可替換切削頭22可以包括正好四個端部切削刃30b。
34.現在參考圖3和圖4，安裝部分28包括從頭基座表面40向后突出的公聯接構件38。頭基座表面40相對于頭縱向軸線a橫向延伸，并且限定了切削部分26與安裝部分28之間的邊界。也就是說，切削部分26形成在頭基座表面40的前方，并且安裝部分28形成在頭基座表面40的后方。根據本技術主題的一些實施例，公聯接構件38可以是剛性的。頭基座表面40可以垂直于頭縱向軸線a。當旋轉切削刀具20處于鎖定位置時，頭基座表面40旨在抵接刀具保持器24上的相對應表面70(下面將進一步描述)，如下文將描述的。
35.公聯接構件38包括外螺紋42。參考圖3，外螺紋42包括圍繞外螺紋軸線b螺旋延伸的外螺紋脊44。外螺紋軸線b與頭縱向軸線a重合。因此，外螺紋部分42與可替換切削頭22是同軸的。參考圖4，外螺紋脊44包括前向外齒腹表面46和后向外齒腹表面48以及在它們之間延伸的外頂表面50。前向外齒腹表面46和后向外齒腹表面48面向相反的軸向方向df、dr，前向外齒腹表面46面向前向方向df，并且后向外齒腹表面48面向后向方向dr。前向外齒腹表面46和后向外齒腹表面48界定了外螺紋槽52。外螺紋槽52繞外螺紋軸線b螺旋延伸，并包括外底表面54。外螺紋42具有外螺紋螺距pe。根據本技術主題的一些實施例，外螺紋螺距pe可以是恒定的。
36.如圖7所示，在沿軸向平面(即包含外螺紋軸線b的平面)截取的截面圖中，外頂表面50形成多個外螺紋牙頂56，以及外底表面54形成多個外螺紋牙底58。
37.在同一截面圖中，前向外齒腹表面46和后向外齒腹表面48可以相對于垂直于外螺紋軸線b的徑向平面以外齒腹角α傾斜。優選地，外齒腹角α可以在28
°??
34
°
之間，并且更優選地為31
°
。外螺紋42限定了可以是梯形的外螺紋形式60。在本技術中，“梯形”是指四條邊中的兩條邊相互平行的四邊形幾何形狀，而“不規則四邊形”是指沒有兩條邊相互平行的四邊形幾何形狀。外頂表面50和外底表面54可以分別平滑地過渡到前向外齒腹表面46和后向外齒腹表面48，從而限定半徑。替代地，外螺紋形式60可以是三角形的，外頂表面50和外底表面54形成邊緣。
38.外螺紋42是后漸縮式圓錐螺紋。應當理解，貫穿說明書和權利要求的術語“后漸縮式圓錐螺紋”涉及其中螺紋脊和螺紋槽中的至少一個圍繞相應的錐體延伸的螺紋，該錐體的表面在后向方向上朝著螺紋軸線徑向向外漸縮，并且因此螺紋牙頂和螺紋牙底中的至少一個在后向方向上距離螺紋軸線的距離增加。因此，在后漸縮式圓錐螺紋中，至少一個螺紋直徑(外螺紋脊44的螺紋直徑d1或外螺紋槽52的螺紋直徑d2，或兩者)在切削頭22的后向方向df上增加。這種后漸縮式圓錐螺紋可以通過將圓柱形鋼桿的中空前向端部與外部車削刀片螺紋連接而形成。當鋼桿旋轉并沿軸向移動以形成外螺紋時，它也沿徑向移動遠離“靜態”切削刀片，使得螺紋具有圓錐形構造。錐體和螺紋是同軸的。在圖8所示的非限制性示例中，外螺紋脊和外螺紋槽都圍繞相應的錐體延伸。具體地，螺紋槽圍繞由外底表面54過渡到前向外齒腹表面46中的點限定的內錐體k1延伸。外螺紋脊圍繞由外頂表面50過渡到前向外齒腹表面46中的點限定的外錐體k2延伸。類似地，應該理解，貫穿說明書和權利要求的術語“前向漸縮式圓錐螺紋”涉及其中外螺紋脊圍繞錐體延伸的螺紋，該錐體的表面在后向方向上朝著螺紋軸線徑向向內漸縮，并且因此螺紋牙頂在后向方向上與螺紋軸線的距離減小。
39.外螺紋形式60的每一圈偏離外螺紋軸線b一定徑向距離，由于外螺紋42是后漸縮
式圓錐螺紋，因此該徑向距離隨著外螺紋42在后向方向dr上繞螺紋軸線螺旋延伸而增加。因此，前向外齒腹表面46在后向方向dr上徑向向外盤繞。
40.外螺紋脊44和外螺紋槽52中的至少一個可以圍繞具有錐角γ的相應錐體k1、k2延伸。錐角γ可以在0.02
°
≤γ≤1.0
°
的范圍內。有利的是，錐角γ可以恰好等于0.4
°
。外螺紋脊44和外螺紋槽52都可以圍繞相應的錐體k1、k2延伸。內錐體k1和外錐體k2的錐角γ可以是相同的。還應該理解，在整個說明書中使用的術語“錐角”指的是在縱向截面中由錐體的漸縮表面形成的角度。注意，術語“縱向截面”是指在包含縱向軸線的平面中截取的截面。這種縱向截面得到包含縱向軸線的軸向平面。
41.分別地，多個外螺紋牙頂56限定了外螺紋42的大直徑，以及多個外螺紋牙底58限定了外螺紋42的小直徑。大直徑減去小直徑，除以二，等于外螺紋42的外螺紋高度he。外螺紋高度he可以是恒定的，或者在后向方向dr上增加或減少，這取決于外螺紋脊44和外螺紋槽52中的哪一個圍繞相應的錐體延伸。在附圖所示的非限制性示例中，外螺紋高度h
e 在后向方向上是恒定的。根據本技術主題的一些實施例，外螺紋42可以在軸向方向上具有大約三圈到四圈之間。
42.根據本技術主題的一些實施例，多個外螺紋牙頂56可以相對于外螺紋軸線b傾斜并且彼此共線。因此，外頂表面50可以位于外錐體k2上。多個外螺紋牙底58可以相對于外螺紋軸線b傾斜，并且彼此共線。因此，外底表面54可以位于內錐體k1上。
43.如圖3和圖4所示，公聯接構件38包括前向軸承部分62。前向軸承部分50位于外螺紋42的前向側上。前向軸承部分62包括前向頭抵接表面64，該前向頭抵接表面64在后向方向dr上朝著頭縱向軸線a徑向向內漸縮。也就是說，前向頭抵接表面64具有徑向面向外的圓錐形形狀。應當注意的是，當旋轉切削刀具20處于鎖定位置時，前向頭抵接表面64旨在抵接刀具保持器24上的相對應表面94(下面將進一步描述)，如下文將描述的。
44.應當理解，在整個說明書和權利要求中使用的術語“徑向向內/向內”和“徑向向外/向外”指的是在相對于頭縱向軸線a和/或保持器縱向軸線c的垂直方向上朝向和遠離相應軸線的相對位置，如圖3至圖4和圖6所示。
45.現在參考圖5和圖6，刀具保持器24具有沿前向df至后向方向dr延伸的保持器縱向軸線c。刀具保持器24包括從保持器前向表面70向后延伸的母聯接構件68。保持器前向表面70相對于保持器縱向軸線c橫向延伸。根據本技術主題的一些實施例，保持器前向表面70可以垂直于保持器縱向軸線c。
46.母聯接構件68包括內螺紋72。如包含內螺紋軸線d的母聯接構件68的縱向截面圖所示(即圖6)，內螺紋72包括圍繞內螺紋軸線d螺旋延伸的內螺紋脊74。內螺紋軸線d與保持器縱向軸線c重合。因此，內螺紋72與刀具保持器24同軸。內螺紋脊74包括前向內齒腹表面76和后向內齒腹表面78以及在它們之間延伸的內頂表面80。前向內齒腹表面76和后向內齒腹表面78面向相反的軸向方向df、dr，其中前向內齒腹表面76面向前向方向df，以及后向內齒腹表面78面向后向方向dr。前向內齒腹表面76和后向內齒腹表面78界定內螺紋槽82。內螺紋72具有內螺紋螺距pi。根據本技術主題的一些實施例，內螺紋螺距pi可以是恒定的。內螺紋螺距pi可以與外螺紋螺距pe相同。
47.內螺紋槽82繞內螺紋軸線d螺旋延伸，并包括內底表面84。在沿軸向平面(即包含內螺紋軸線d的平面)截取的截面圖中，內頂表面80形成多個內螺紋牙頂88，以及內底表面
84形成多個內螺紋牙底90。根據本技術主題的一些實施例，多個內螺紋牙頂88可以平行于內螺紋軸線d并且彼此共線。多個內螺紋齒底90可以平行于內螺紋軸線d并且彼此共線。
48.在沿包含內螺紋軸線d的軸向平面截取的截面圖中(即圖6)，前向內齒腹表面76和后向內齒腹表面78可以相對于垂直于內螺紋軸線d的徑向平面以內齒腹角β傾斜。優選地，內齒腹角β可以是31
°
。內螺紋72限定了可以是梯形的內螺紋形式86?，F在參考圖8，不規則四邊形的邊可以是長度不相等。內頂表面80和內底表面84可以分別平滑地過渡到前向內齒腹表面76和后向內齒腹表面78中，從而限定半徑。替代地，內螺紋形式86可以是三角形的，內頂表面80和內底表面84形成邊緣。
49.根據本技術主題的一些實施例，內螺紋72可以是直螺紋。應當理解，貫穿說明書和權利要求的術語“直螺紋”涉及其中螺紋脊和螺紋槽圍繞相應的圓柱體延伸的螺紋，并因此所有螺紋牙頂88與螺紋軸線等距，所有螺紋牙底90也是如此。具體地，內螺紋脊74圍繞由內頂表面80過渡到前向內齒腹表面和后向內齒腹表面78的點限定的內圓柱c1延伸。內頂表面80可以位于內圓柱c1上。內螺紋槽82圍繞由內底表面84過渡到后向內齒腹表面78的點限定的外圓柱c2延伸。內底表面84可以位于外圓柱c2上。
50.分別地，多個內螺紋牙頂88限定了內螺紋72的小直徑，并且多個內螺紋牙底90限定了內螺紋72的大直徑。大直徑減去小直徑，除以二，等于內螺紋72的內螺紋高度hi。內螺紋高度hi可以是恒定的。根據本技術主題的一些實施例，內螺紋72可以在軸向方向上具有大約三到四圈之間。
51.如圖5和圖6所示，母聯接構件68包括前向支撐部分92。前向支撐部分92位于內螺紋72的前向側上。前向支撐部分92包括前向保持器抵接表面94，該前向保持器抵接表面94在后向方向dr上朝著保持器縱向軸線c徑向向內漸縮。也就是說，前向保持器抵接表面94具有徑向面向內的圓錐形狀。前向保持器抵接表面94的構造和尺寸與上文所討論的前向頭抵接表面64互補。
52.旋轉切削刀具20的組裝例如從us 6,485,220 b2中獲知，該專利以其全文引用的方式并入到本文中。注意，旋轉切削刀具20可在釋放位置與鎖定(或組裝)位置之間調節。
53.現在注意圖8，其示出了后漸縮式圓錐形外螺紋42的外螺紋形式60的示意圖。借助于虛線，彼此螺紋脫離的直內螺紋的內螺紋形式86疊加在其上(即，旋轉刀具處于釋放位置)。注意，形成外螺紋形式60的外螺紋42的錐角γ被夸大，以便清楚地顯示螺紋形式60、98彼此之間的關系，并因此距離不代表真實值。根據本技術主題的一些實施例，前向外齒腹表面46與相應的后向內齒腹表面78相距齒腹距離e。此外，齒腹距離e在后向方向dr上的大小減小。也就是說，對于在后向方向dr上的連續螺紋圈，齒腹距離e的大小減小。
54.為了將旋轉切削刀具20調節到鎖定位置，外螺紋42被擰入(即轉動)至內螺紋72中。由于齒腹距離e的減小，前向外齒腹表面46最初在最后的螺紋圈處抵接后向內齒腹表面78。通過隨后將外螺紋42擰入內螺紋72中，在前向方向df上的每個順序螺紋圈處，前向外齒腹表面46逐漸抵接后向內齒腹表面78，直到螺紋聯接被完全擰緊并且旋轉切削刀具20處于鎖定位置。
55.在鎖定位置，公聯接構件38可移除地固持在母聯接構件68中。同樣，外螺紋42和內螺紋72彼此螺紋接合?，F在參考圖7，前向頭抵接表面64抵接前向保持器抵接表面94。根據本技術主題的一些實施例，面向后的頭基座表面40可以抵接面向前的保持器前向表面70。
后向內齒腹表面78可以抵接前向外齒腹表面46。前向內齒腹表面76可以與后向外齒腹表面48間隔開后向齒腹距離d1。內頂表面80可以與外底表面54間隔開一上距離d2。內底表面84可以與外頂表面50間隔開一下距離d3。后向齒腹距離d1、上距離d2和下距離d3大小都可以在后向方向dr上減小。
56.由于所提供的減小的齒腹距離e構造(如上面所描述)，當組裝時(即，螺紋接合)，外螺紋42與內螺紋72之間(即，后向內齒腹表面78與前向外齒腹表面46之間)的摩擦接合在從外螺紋42的最前一圈朝向最后一圈的方向上增加。特別地，具有在0.02
°?
≤γ≤ 1.0
°
范圍內的錐角γ的構造確保了外螺紋42與內螺紋72沿著其整個軸向范圍螺紋接合，在聯接的前向端具有足夠的摩擦接合用于牢固的附連。
57.再次由于減小的齒腹面距離e的構造，有利地，當旋轉切削刀具20被組裝和工作時，與常規螺紋(例如，與直內螺紋螺紋接合的直外螺紋)相比，接觸力在后向方向dr上更加高度集中。由于這種螺紋接合，旋轉切削刀具20提高了抵抗側向切削力的穩定性。
58.盡管已經在一定程度上詳細描述了本技術的主題，但是應當理解，在不脫離如后文所要求的本發明的精神或范圍的情況下，可以進行各種改變和修改。