專利名稱：切削刀具及其切削刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削刀具，尤其是能夠在高進給速度和長刀柄下進行端面銑削操作的銑刀。本發(fā)明還公開了一種用于該切削刀具的可轉(zhuǎn)位的切削刀片。
背景技術(shù)：
授予Masaharu的日本專利出版物No.2000202703A公開了一種鏜孔刀具，其具有兩個相同的大致平行四邊形片形式的刀頭。各刀頭具有一對第一切削刃15和一對第二切削刃16，它們設(shè)置成旋轉(zhuǎn)對稱并通過前部17相連。第一切削刃15在前部17一側(cè)具有圓弧形的切削刃15a，還具有通過第一彎曲部分15與切削刃15a相匯合的直線形切削刃15b。第二切削刃16具有兩條直的切削刃16a和16b，它們通過第二彎曲部分16c相匯合。
專利’703中所使用的各刀頭相對于刀具設(shè)置成不同，這是因為各切削刃具有不同的性能。由于切削刃設(shè)置成180°的旋轉(zhuǎn)對稱，因此各刀頭在其刀槽中只能轉(zhuǎn)位兩次。此外，如果專利’703中所使用的刀頭用于進行順銑(ramp-down milling)的話，它們便無法針對徑向向外的切削力而受到適當?shù)闹?，這一切削力趨于使各刀頭脫離其刀槽。
授予Yoshimitsu的日本專利出版物No.2000-005921在其圖4中顯示了一種具有三個角部的切削刀片。三條切削刃中的各條均包括較小的彎曲切削刃部分7和較大的直線切削刃部分8。專利’921中的切削刀片不具有專門設(shè)計用于進行順銑的切削刃。此外，切削刀片無法針對徑向向外的切削力而受到適當?shù)闹?，這一切削力在順銑操作過程中趨于使切削刀片脫離其刀槽。
在授予Bylund的歐洲專利No.EP0091408B1中顯示了另一類型的刀具，其具有用于防止切削刀片圍繞夾緊螺釘?shù)妮S線旋轉(zhuǎn)的裝置。在專利’408中公開了具有三條凸出的切削刃16，17和18的切削刀片12。各切削刃在其后端處與輔助切削刃32相連，該輔助切削刃橫向地延伸到切削刃中并與之形成鈍角。輔助切削刃32用于在刀片和工件之間的反向相對運動期間切削工件。切削刀片12的切削刃在切削刀片的上表面周圍并非周向上連續(xù)。相反，它們被中間周向間隙24，25和26分隔開。切削刀片12未設(shè)有用于進行順銑操作的切削刃，并且無法針對趨于使切削刀片脫離其刀槽的徑向向外的切削力而受到特別的支撐。為了防止切削刀片轉(zhuǎn)動，切削刀片設(shè)有支撐面27，其基本上指向切削刀片的中心。支撐面27與刀具主體的對接面28相接，該對接面28安放在中間周向面上。
專利’408所述刀具的一項缺點是，為了防止切削刀片轉(zhuǎn)動，切削刃應(yīng)形成有凹槽，這就使切削刀片更復(fù)雜并削弱了刀具。
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠顯著地減少或克服上述缺點的切削刀具及其切削刀片。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有縱向軸線(A)的切削刀具(10)，該切削刀具包括刀具主體(12)，刀具主體具有至少一個形成于其前端(16)處的安裝支腳(14)，所述至少一個安裝支腳(14)具有在其中夾持了切削刀片(20)的刀片容納槽(18)；刀片容納槽包括底壁(24)以及橫向地朝向該底壁(24)的第一和第二后側(cè)壁部分(40，42)，基本上圓形的凹腔(28)從底壁(24)上向下延伸，該凹腔具有由周向壁(32)所限定的下壁(30)，周向壁(32)從下壁(30)上直立地延伸到底壁(24)上，切削刀片包括上表面(60)、下表面(62)以及在上表面和下表面之間延伸的側(cè)面(64)，上表面(60)和側(cè)面(64)在切削刃(66)處相交，具有圓柱形周向面(84)的圓柱形突出部(82)從下表面(62)向下延伸到突出部(82)的底面(86)，其中，通過使刀片容納槽(18)的第一、第二和第三對接面(52，56，58)與切削刀片(20)對接，就可將切削刀片(20)夾持在刀片容納槽(18)中，第一對接面(52)位于第一后側(cè)壁部分(40)上并與切削刀片的側(cè)面(64)上的第一支撐面(52’)對接，第二對接面(56)位于第二后側(cè)壁部分(42)上并與切削刀片的側(cè)面(64)上的第二支撐面(56’)對接，第三對接面(58)位于凹槽(28)的周向壁(32)上并與切削刀片(20)的突出部(82)的圓柱形周向面(84)上的第三支撐面(58’)對接。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，切削刃(66)包括至少三個切削刃部分(68)，它們通過角部切削刃(70)相互間分開，各切削刃部分包括在第二切削刃(74)和相鄰的角部切削刃(70)之間延伸的第一切削刃(72)。
最好，第一切削刃(72)是凸出的。
如果需要的話，第二切削刃(74)可以是直的。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，側(cè)面(64)包括側(cè)面部分，其中第一側(cè)面部分(76)相鄰于第一切削刃(72)，第二側(cè)面部分(78)相鄰于第二切削刃(74)，以及側(cè)面角部部分(80)相鄰于角部切削刃(70)，各個側(cè)面部分從其相關(guān)的切削刃朝向下表面(62)延伸。
根據(jù)一個優(yōu)選實施例，第一和第二后側(cè)壁部分(40，42)通過第一凹進區(qū)域(44)而分隔開。
另外，根據(jù)一個優(yōu)選實施例，第一支撐面(52’)和第二支撐面(56’)位于共有的側(cè)面角部部分(80)的兩側(cè)。
通常來說，共有側(cè)面角部部分(80)的一部分處于第一凹進區(qū)域(44)中。
最好，凹槽(28)的周向壁(32)包括具有主要半徑R1的主要部分(34)和具有次要半徑R2的次要部分(36)。
另外，次要半徑R2最好小于主要半徑R1。
另外，次要部分(36)的角度范圍最好小于主要部分(34)的角度范圍。
根據(jù)一個優(yōu)選實施例，螺孔(38)從凹槽(28)的下壁(30)中向下延伸。
通常來說，具有刀片軸線(B)的通孔(88)在切削刀片(20)的上表面(60)和突出部(82)的底面(86)之間延伸。
另外，通常來說，定位螺釘(22)位于通孔(88)中并與螺孔(38)螺紋式接合。
根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例，第一切削刃(72)對著刀片軸線(B)形成了70°的第一角(α)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例，第二切削刃(74)對著刀片軸線形成了35°的第二角(β)。
通常來說，第一切削刃(72)與相鄰的第二切削刃(74)在內(nèi)部形成了鈍角的第三角(γ)。
根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例，第三角為153°。
同樣根據(jù)本發(fā)明，提供了一種切削刀片(20)，其包括上表面(60)、下表面(62)以及在上表面和下表面之間延伸的側(cè)面(64)，上表面(60)和側(cè)面(64)在切削刃(66)處相交，具有圓柱形周向面(84)的圓柱形突出部(82)從下表面(62)向下延伸到突出部(82)的底面(86)，切削刀片具有穿過上表面(60)和底面(86)的刀片軸線(B)；切削刃(66)包括至少三個切削刃部分(68)，它們通過角部切削刃(70)相互間分開，各切削刃部分包括在第二切削刃(74)和相鄰的角部切削刃(70)之間延伸的凸出的第一切削刃(72)。
如果需要的話，第二切削刃(74)可以是直的。
根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例，第一切削刃(72)對著刀片軸線(B)形成了70°的第一角(α)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例，第二切削刃(74)對著刀片軸線(B)形成了35°的第二角(β)。
通常來說，第一切削刃(72)與相鄰的第二切削刃(74)在內(nèi)部形成了鈍角的第三角(γ)。
根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例，第三角為153°。
通常來說，具有刀片軸線(B)的通孔(88)在切削刀片(20)的上表面(60)和突出部(82)的底面(86)之間延伸。
附圖簡介為了更好地理解本發(fā)明并顯示出如何將本發(fā)明應(yīng)用到實踐中，應(yīng)當參考附圖，在圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的切削刀具的透視圖；圖2是圖1所示切削刀片的底部透視圖；圖3是圖1所示切削刀具的局部分解視圖，其顯示了從其容納槽中移出來的一個切削刀片；圖4是圖1所示切削刀具的局部視圖，顯示了處于其容納槽中的一個切削刀片；圖5是與圖4相同的視圖，但切削刀片的位置顯示為虛線，因此可在頂視圖中看到刀片容納槽；和圖6是在取出定位螺釘時沿圖4中的線VI-VI的剖視圖。
優(yōu)選實施例的詳細介紹現(xiàn)在來看附圖。切削刀具10包括刀具主體12，其具有多個形成于刀具主體12的前端16處的安裝支腳14。各安裝支腳14具有刀片容納槽18，切削刀片20通過定位螺釘22夾持在刀片容納槽18中。切削刀具10具有與前端16相對的后端23，旋轉(zhuǎn)軸線A穿過前端16和后端23并定義了前-后方向。
刀片容納槽包括底壁24和橫向地朝向該底壁24的側(cè)壁26?；旧蠄A形的凹槽28從底壁24中向下延伸。凹槽28具有由周向壁32所限定的下壁30，周向壁32從下壁30直立地延伸到底壁24上。凹槽28的周向壁32最好包括半徑不同但具有相同圓心的兩個圓形部分。周向壁32包括具有主要半徑R1的主要部分34和具有次要半徑R2的次要部分36。次要半徑R2小于主要半徑R1。根據(jù)本發(fā)明的一個特定應(yīng)用，次要半徑R2比主要半徑R1小0.25毫米。次要部分36的角度范圍小于主要部分34的角度范圍。根據(jù)一個特定應(yīng)用，周向壁32的次要部分36具有約40°的角度范圍。具有孔軸線C的螺孔38用于容納定位螺釘22，其從凹槽28的下壁30上向下延伸。主要部分34和次要部分36所處的兩個圓的圓心與軸線C重合。
側(cè)壁26包括三個側(cè)壁部分，即兩個后側(cè)壁部分和一個邊側(cè)壁部分46，第一后側(cè)壁部分40和第二后側(cè)壁部分42通過第一凹進區(qū)域44分開。第一后側(cè)壁部分40與邊側(cè)壁部分46相鄰，并通過第二凹進區(qū)域48與之分隔開。第一后側(cè)壁部分40具有與第一凹進區(qū)域44相鄰的區(qū)域50，區(qū)域50的至少一部分構(gòu)成了用于與切削刀片20相接的第一對接面52。類似的，第二后側(cè)壁部分42具有與第一凹進區(qū)域44相鄰的區(qū)域54，區(qū)域54的至少一部分構(gòu)成了用于與切削刀片20相接的第二對接面56。另外，次要部分36的至少一部分構(gòu)成了用于與切削刀片20相接的第三對接面58。如下面所詳細介紹的那樣，第一、第二和第三對接面設(shè)計用于以明確且可靠的方式將切削刀片20夾持在刀片容納槽18中。
來看圖5。應(yīng)當注意，次要部分36以及第三對接面58位于邊側(cè)壁46的附近并朝向刀片容納槽18的前部。按照模擬時鐘來描述的話，次要部分大約處于七點鐘和八點鐘之間。應(yīng)當理解，次要部分36的精確位置是設(shè)計和切削力分布方面的問題。實際上，次要部分36的所示位置為優(yōu)選的位置。然而，它也可位于該優(yōu)選位置到與第二凹進區(qū)域48大致相鄰的部分之間的其它位置處。
切削刀片20包括上表面60，下表面62以及在上表面60和下表面62之間延伸的側(cè)面64。上表面60和側(cè)面64在切削刃66處相交，切削刃66包括三個切削刃部分68，它們通過角部切削刃70相互間分開。各切削刃部分均包括凸出的第一切削刃72，其在直的第二切削刃74和相鄰的角部切削刃70之間延伸。側(cè)面64被分成與各個切削刃相對應(yīng)的部分。因此，側(cè)面64具有相鄰于第一切削刃72的第一側(cè)面部分76、相鄰于第二切削刃74的第二側(cè)面部分78，以及相鄰于角部切削刃70的側(cè)面角部部分80。具有圓柱形周向面84的圓柱形突出部82從下表面62向下延伸到突出部82的底面86。周向面84與下表面62垂直。位于中心的通孔88具有刀片軸線B，其在上表面60和底面86之間延伸。突出部82具有突出部半徑R3。突出部半徑R3小于主要半徑R1并大約等于次要半徑R2。
這三個切削刃部分68相對于刀片軸線B旋轉(zhuǎn)對稱地設(shè)置。第一切削刃72比第二切削刃74大很多。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，第一切削刃72對著刀片軸線B形成了70°的第一角α，第二切削刃74對著刀片軸線B形成了35°的第二角β。給定切削刃部分68的第一切削刃72和第二切削刃74相互間在其內(nèi)部形成了153°的第三角δ。切削刀片20是可轉(zhuǎn)位的，并具有三個轉(zhuǎn)位位置。
為了將切削刀片20固定在刀片容納槽18中，將突出部82插入到凹槽28中，直到切削刀片的下表面62靠在刀片容納槽的底壁24上，并且給定的側(cè)面角部部分80的一部分位于第一凹進區(qū)域44中。然后將定位螺釘22置于切削刀片的通孔88中并與螺孔38螺紋式接合，并且擰緊以將切削刀片牢固地夾持在刀片容納槽18中。當切削刀片20牢固地夾持在刀片容納槽18中時，第一對接面52和第二對接面56分別在第一支撐面52’和第二支撐面56’處與給定側(cè)面角部部分80兩側(cè)的第一側(cè)面部分76和第二側(cè)面部分78對接，該給定側(cè)面角部部分80為第一側(cè)面部分76和第二側(cè)面部分78所共有，并且第三對接面58在第三支撐面58’處與突出部82的圓柱形周向面84對接。
螺孔38的孔軸線C稍稍偏離于刀片軸線B。這種偏離即偏心使得當擰緊定位螺釘22時，由對接面52，56，58施加在切削刀片上的對接力可提供切削刀片20的預(yù)張緊，以便為切削刀片20提供處于刀片容納槽18內(nèi)的明確的位置。由于第三對接面58位于與孔軸線C同心的表面上，因此由其施加在切削刀片的突出部82上的對接力指向刀片軸線B，并因此不會使切削刀片圍繞刀片軸線B旋轉(zhuǎn)。第一對接面52和第二對接面56的位置和方向設(shè)計成使得在工作條件下，由這些對接面施加在刀片側(cè)面64上的凈對接力不會使切削刀片圍繞刀片軸線B轉(zhuǎn)動。換句話說，第一對接面52和第二對接面56的對接力的作用線圍繞刀片軸線B沿相反的方向作用并相互抵消。因此，本發(fā)明可保證切削刀片20在刀片容納槽18具有唯一且穩(wěn)定的位置。
切削刀具10尤其適用于由第一切削刃72進行端面銑削和由第二切削刃74進行順銑。由于第一切削刃72是凸出的且具有較大的曲率半徑，因此切削刀片20可在較小的切深和較大的進給速度下進行切削。在這種情況下作用在切削刀片上的切削力基本上處于軸向上，因此，可以使用具有較長懸伸量的刀具來進行切削，不會超過趨于使刀具彎曲和導致振動的容許徑向力。
雖然在上文中帶有一定程度的特殊性而介紹了本發(fā)明，然而應(yīng)當理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神或范圍的前提下，可對本發(fā)明進行多種變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種具有縱向軸線(A)的切削刀具(10)，所述切削刀具包括刀具主體(12)，所述刀具主體具有至少一個形成于其前端(16)處的安裝支腳(14)，所述至少一個安裝支腳(14)具有在其中夾持了切削刀片(20)的刀片容納槽(18)；所述刀片容納槽包括底壁(24)以及橫向地朝向所述底壁(24)的第一和第二后側(cè)壁部分(40，42)，基本上圓形的凹腔(28)從所述底壁(24)上向下延伸，所述凹腔具有由周向壁(32)所限定的下壁(30)，所述周向壁(32)從所述下壁(30)上直立地延伸到所述底壁(24)上，所述切削刀片包括上表面(60)、下表面(62)以及在所述上表面和下表面之間延伸的側(cè)面(64)，所述上表面(60)和側(cè)面(64)在切削刃(66)處相交，具有圓柱形周向面(84)的圓柱形突出部(82)從所述下表面(62)向下延伸到所述突出部(82)的底面(86)，其中，通過使所述刀片容納槽(18)的第一、第二和第三對接面(52，56，58)與所述切削刀片(20)對接，就可將所述切削刀片(20)夾持在所述刀片容納槽(18)中，所述第一對接面(52)位于第一后側(cè)壁部分(40)上并與所述切削刀片的側(cè)面(64)上的第一支撐面(52’)對接，所述第二對接面(56)位于第二后側(cè)壁部分(42)上并與所述切削刀片的側(cè)面(64)上的第二支撐面(56’)對接，所述第三對接面(58)位于所述凹槽(28)的周向壁(32)上并與所述切削刀片(20)的突出部(82)的圓柱形周向面(84)上的第三支撐面(58’)對接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀具，其特征在于，所述切削刃(66)包括至少三個切削刃部分(68)，它們通過角部切削刃(70)相互間分開，各所述切削刃部分包括在第二切削刃(74)和相鄰的角部切削刃(70)之間延伸的第一切削刃(72)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削刀具，其特征在于，所述第一切削刃(72)是凸出的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切削刀具，其特征在于，所述第二切削刃(74)是直的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削刀具，其特征在于，所述側(cè)面(64)包括側(cè)面部分，其中第一側(cè)面部分(76)相鄰于所述第一切削刃(72)，第二側(cè)面部分(78)相鄰于所述第二切削刃(74)，并且側(cè)面角部部分(80)相鄰于所述角部切削刃(70)，各所述側(cè)面部分從其相關(guān)的切削刃朝向所述下表面(62)延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的切削刀具，其特征在于，所述第一和第二后側(cè)壁部分(40，42)通過第一凹進區(qū)域(44)而分隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切削刀具，其特征在于，所述第一支撐面(52’)和第二支撐面(56’)位于共有的側(cè)面角部部分(80)的兩側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的切削刀具，其特征在于，所述共有側(cè)面角部部分(80)的一部分處于所述第一凹進區(qū)域(44)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切削刀具，其特征在于，所述凹槽(28)的周向壁(32)包括具有主要半徑R1的主要部分(34)和具有次要半徑R2的次要部分(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切削刀具，其特征在于，所述次要半徑R2小于所述主要半徑R1。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切削刀具，其特征在于，所述次要部分(36)的角度范圍小于所述主要部分(34)的角度范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削刀具，其特征在于，所述螺孔(38)從所述凹槽(28)的下壁(30)中向下延伸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的切削刀具，其特征在于，具有刀片軸線(B)的通孔(88)在所述切削刀片(20)的上表面(60)和所述突出部(82)的底面(86)之間延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切削刀具，其特征在于，定位螺釘(22)位于所述通孔(88)中并與所述螺孔(38)螺紋式接合。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切削刀具，其特征在于，所述第一切削刃(72)對著所述刀片軸線(B)形成了70°的第一角(α)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的切削刀具，其特征在于，所述第二切削刃(74)對著所述刀片軸線形成了35°的第二角(β)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的切削刀具，其特征在于，所述第一切削刃(72)與相鄰的第二切削刃(74)在內(nèi)部形成了鈍角的第三角(γ)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的切削刀具，其特征在于，所述第三角為153°。
19.一種切削刀片(20)，其包括上表面(60)、下表面(62)以及在所述上表面和下表面之間延伸的側(cè)面(64)，所述上表面(60)和側(cè)面(64)在切削刃(66)處相交，具有圓柱形周向面(84)的圓柱形突出部(82)從所述下表面(62)向下延伸到所述突出部(82)的底面(86)，所述切削刀片具有穿過所述上表面(60)和底面(86)的刀片軸線(B)；所述切削刃(66)包括至少三個切削刃部分(68)，它們通過角部切削刃(70)相互間分開，各所述切削刃部分包括在第二切削刃(74)和相鄰的角部切削刃(70)之間延伸的凸出的第一切削刃(72)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的切削刀片，其特征在于，所述第二切削刃(74)是直的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削刀片，其特征在于，所述第一切削刃(72)對著所述刀片軸線(B)形成了70°的第一角(α)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的切削刀片，其特征在于，所述第二切削刃(74)對著所述刀片軸線(B)形成了35°的第二角(β)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的切削刀片，其特征在于，所述第一切削刃(72)與相鄰的第二切削刃(74)在內(nèi)部形成了鈍角的第三角(γ)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的切削刀片，其特征在于，所述第三角為153°。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的切削刀片，其特征在于，具有刀片軸線(B)的通孔(88)在所述切削刀片(20)的上表面(60)和所述突出部(82)的底面(86)之間延伸。
全文摘要
一種切削刀具(10)，其具有夾持于刀片容納槽(18)中的可更換的可轉(zhuǎn)位切削刀片(20)。各刀片容納槽(18)具有底壁(24)以及第一和第二后側(cè)壁(40，42)。具有周向壁(32)的大致圓形的凹槽(28)從底壁(24)向下延伸。位于第一后側(cè)壁部分(40)上的第一對接面(52)與切削刀片(20)的側(cè)面(64)上的第一支撐面(52’)對接，位于第二后側(cè)壁部分(42)上的第二對接面(52)與切削刀片(20)的側(cè)面(64)上的第二支撐面(56’)對接，而位于凹槽(28)的周向壁(32)上的第三對接面(58)與位于切削刀片(20)的圓柱形突出部(82)上的第三支撐面(58’)對接。
文檔編號B23C5/06GK1568240SQ02820309
公開日2005年1月19日 申請日期2002年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月16日
發(fā)明者R·莫古里斯, G·赫奇特 申請人:伊斯卡有限公司