專利名稱：切削刀具和其上的部分以及制造這種刀具部分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削刀具，該切削刀具的類型為包括兩個(gè)部分，這兩個(gè)部分具有鋸齒形的配合連接表面，連接表面單獨(dú)地包括多個(gè)脊或頂部，這些脊或頂部由凹槽相互分開，且各個(gè)連接表面中的脊之間的間距相同。
背景技術(shù)：
用于最初金屬工件去屑加工的上述類型的刀具通常包括支承或夾持基體，例如刀頭、鉆柄、旋轉(zhuǎn)桿等，以及安裝在基體中的所謂的刀片座中的一個(gè)或多個(gè)可更換切削刀片。最通常地，所述刀片座形成在基體自身中，但是在特定情形中，它也可以包括在特定的墊板中，而墊板又會(huì)相對(duì)于基體固定。切削刀片可以具有非常不同的形狀并且可以轉(zhuǎn)位以能夠使用切削刀片中包括的兩個(gè)或多個(gè)切削刃。四邊形或多邊形切削刀片具有至少三個(gè)或四個(gè)側(cè)面支承或余隙面，它們?cè)谇邢鞯镀南嗷テ叫械捻斆婧偷酌嬷g延伸。在切削刀片由非常堅(jiān)硬和耐磨的材料例如模制和燒結(jié)硬質(zhì)合金制造時(shí)，基體會(huì)由更具彈性的材料特別是鋼制造。
為了實(shí)現(xiàn)就被加工工件的精確性和表面光潔度而言的良好加工效果，非常重要的一點(diǎn)是切削刀片的工作刃相對(duì)于基體獲得確切的預(yù)定位置。在許多應(yīng)用中，就切削刃相對(duì)于基體的位置而言，對(duì)尺寸精度的要求達(dá)到了0.001毫米而非0.01毫米。
在正被討論技術(shù)的進(jìn)展中的另一種趨勢(shì)是硬質(zhì)合金刀片已經(jīng)與壓力成型和燒結(jié)結(jié)合以獲得越來(lái)越好的尺寸精度。為了獲得切削刀片的良好精確性，此前需要使切削刀片經(jīng)受昂貴的研磨操作，但是通過(guò)改進(jìn)的壓力成型和燒結(jié)技術(shù)，出于經(jīng)濟(jì)上的原因，設(shè)法擺脫精確研磨的需要已經(jīng)變得越來(lái)越引起關(guān)注。然而，不可避免的是現(xiàn)今的直接沖壓即不進(jìn)行研磨的切削刀片具有約為切削刀片長(zhǎng)度的名義尺寸的(+/-)0.5％的尺寸偏差。當(dāng)切削刀片形成有最初提及類型的鋸齒形連接表面時(shí)，這種尺寸偏差導(dǎo)致切削刀片并因此導(dǎo)致切削刃相對(duì)于基體中刀片座的位置不能以令人滿意的方式預(yù)定。在制造結(jié)果良好的特定情形中，切削刃可以在期望位置中結(jié)束，但是當(dāng)結(jié)果較差時(shí)，切削刃相對(duì)于刀片座的位置可以由期望位置偏離至加工精確性變得不那么好的這種程度。
在這方面，應(yīng)該指出，在形成基體的刀片座的鋸齒形連接表面中的脊的精確性始終具有良好的精確性，因?yàn)樗鲞B接表面是由去屑精密加工特別是銑削而不是通過(guò)壓縮成型/燒結(jié)生成的。
在引入在切削刀片和基體之間的接觸面中具有鋸齒形連接表面的切削刀具之前，工作切削刃的確切位置是由刃部和置于切削刀片的相對(duì)側(cè)上的余隙面之間的距離測(cè)定的，且這些余隙面壓在刀片座中的配合支撐表面上。在這種情形下(當(dāng)所述余隙面形成測(cè)定刃部的位置的參考點(diǎn)時(shí))，如果切削刀片不進(jìn)行研磨，刃部的位置精確性就會(huì)變得極差，因?yàn)楣ぷ魅胁亢拖鄬?duì)的余隙面之間的距離(在該情形中)是相當(dāng)大的，尤其是在大型切削刀片上。在引入鋸齒形連接表面作為切削刀片的固定裝置之后，就可以使切削刃的位置精確性加倍(相當(dāng)于公差減半)，更精確地說(shuō)是由于切削刀片的鋸齒形連接表面中的中間脊被選為切削刃位置的參考點(diǎn)。通過(guò)所述中間脊位于切削刀片上的相對(duì)的側(cè)面/切削刃的中間，因此工作切削刃和位置測(cè)定參考點(diǎn)之間的距離也會(huì)相應(yīng)減半，因此確保容許誤差減半。然而，同樣地，這種位置精確性在要求越來(lái)越好的加工結(jié)果的許多應(yīng)用中是不能令人滿意的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在排除最初所提及類型的此前已知切削刀具的上述缺陷，并且旨在提供一種改進(jìn)的切削刀具。因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種切削刀具，該切削刀具能夠使用直接沖壓即未研磨的硬質(zhì)合金刀片，同時(shí)保證工作切削刃在所安裝的切削刀片上的良好的位置精確性。另一個(gè)目的是提供一種切削刀具，該切削刀具能夠獲得良好的精確性而絕對(duì)不會(huì)有與制造相關(guān)的任何極高成本的加工操作。
依照本發(fā)明，上述目的是通過(guò)如權(quán)利要求1所述的特征部分限定的特征實(shí)現(xiàn)的。
在第二方面，本發(fā)明還涉及預(yù)計(jì)用于切削刀具的部分，其類型為包括用作刀片座的鋸齒形連接表面。所述刀具部分可以由基體、墊板等組成。在獨(dú)立權(quán)利要求2中可以看到依照本發(fā)明的刀具部分的特征。刀具部分的優(yōu)選實(shí)施例可以參見從屬權(quán)利要求3-6。
在第三方面，本發(fā)明還涉及正被討論類型的刀具部分的制造方法。在獨(dú)立權(quán)利要求7中可以看到依照本發(fā)明的方法的特征。
本發(fā)明基于如下思想形成鋸齒形連接表面用作刀片座，其方式為在一個(gè)系列中相繼的兩個(gè)或多個(gè)凹槽的寬度從第一凹槽到系列中的最后一個(gè)凹槽逐漸增大，而保持凹槽之間的預(yù)定間距。通常，就連接表面中所有凹槽之間的中心距離是等大的這一點(diǎn)而言，這種間距是不變的。然而，間距也可以是不一致的，例如，連接表面中的一個(gè)或多個(gè)脊例如中間脊比其它脊寬。


圖中圖1是以銑刀的形式示例的切削刀具的簡(jiǎn)化透視圖，圖中顯示為刀片座具有被釋放的連接到其上的切削刀片；圖2是以放大的比例顯示了相同的切削刀片和刀片座的透視分解圖；
圖3是處于裝配狀態(tài)下的切削刀片和刀片座的剖面圖，以及圖4是另外放大的相同切削刀片和刀片座的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，可旋轉(zhuǎn)的切削刀具具體顯示為銑刀，它包括形式為刀頭的基體1和多個(gè)切削刀片2。為了簡(jiǎn)化，僅僅顯示了這樣的一個(gè)切削刀片，但是實(shí)際上銑刀可以裝備有多個(gè)沿周邊的并且切向間隔開的切削刀片。單個(gè)切削刀片安裝在由3指定的刀片座中，該刀片座在基體1的周邊內(nèi)形成得鄰接容屑槽4。刀片座3由鋸齒式的第一連接表面構(gòu)成，該表面布置成與在切削刀片2的底側(cè)上形成的第二鋸齒形連接表面5相配合。實(shí)際上，切削刀片通過(guò)適當(dāng)?shù)膴A緊構(gòu)件例如螺釘或者夾具固定。然而，用來(lái)將切削刀片固定在刀片座內(nèi)部的夾緊構(gòu)件的類型對(duì)于理解本發(fā)明是不重要的，因而在圖中將其省略。
在詳細(xì)描述兩個(gè)鋸齒形連接表面3、5之前，應(yīng)該簡(jiǎn)要地描述切削刀片2的總體形狀。在所選取的實(shí)例中，切削刀片具有扁平和四邊形(矩形)的基本形狀，該形狀由大體上為平面并且相互平行的頂側(cè)和底側(cè)6和7確定。在這些表面之間，延伸了四個(gè)側(cè)面8、9，其中的至少一對(duì)相對(duì)的側(cè)面即表面8形成余隙面。在切削刀片的兩個(gè)相對(duì)的較短的端部處，這些表面8比側(cè)面9長(zhǎng)。在切削刀片頂側(cè)和每個(gè)側(cè)面8之間具有主切削刃10和一個(gè)或多個(gè)副切削刃11。在實(shí)例中，切削刀片可以在兩個(gè)位置之間轉(zhuǎn)位。在這些位置之一中，在圖2中可見的切削刃10向前轉(zhuǎn)位至工作狀態(tài)，在該狀態(tài)下它位于基體的外表面區(qū)域中，這在圖1和2中以12標(biāo)示。
兩個(gè)連接表面3和5的每一個(gè)都以傳統(tǒng)的方式包括由凹槽相互隔開的多個(gè)脊。每個(gè)連接表面中的脊的數(shù)目可以有相當(dāng)大的變化。然而，在依照?qǐng)D1和2的實(shí)例中，連接表面3顯示為具有由五個(gè)凹槽14分開的六個(gè)脊13。連接表面5包括由六個(gè)凹槽16相互分開的七個(gè)脊15。脊15中與余隙面8鄰接的兩個(gè)最外的脊大體上切為一半，而另外五個(gè)具有完整的剖面輪廓。
在圖3和4中，可以看出，兩個(gè)相配合的連接表面的每一個(gè)中的各個(gè)凹槽是如何由兩個(gè)脊上的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)表面或者側(cè)面(沒(méi)有參考標(biāo)志)界定的，其中側(cè)面圍繞著各個(gè)凹槽。各個(gè)脊上的這些側(cè)面自脊的頂部開始擴(kuò)張，通常與彼此形成60°的角，但是其它角度也是切實(shí)可行的。兩個(gè)連接表面之一的脊的頂部不在另一個(gè)連接表面的凹槽中觸底是很重要的。兩個(gè)連接表面之間的脊之間的間距相同的也很重要，原因是否則連接表面之一就不能裝配到另一個(gè)上。
應(yīng)當(dāng)再次指出的是，基體1由鋼等制成，而且連接表面3由對(duì)脊和凹槽13、14進(jìn)行精密加工例如銑削而形成。然而，切削刀片2通過(guò)對(duì)硬質(zhì)合金進(jìn)行壓力成型和燒結(jié)而產(chǎn)生，從而連接表面5可以獲得它的最終形狀。換句話說(shuō)，就不需要在燒結(jié)之后經(jīng)受任何精密的研磨這一點(diǎn)而言，切削刀片直接沖壓而成。這又會(huì)意味著各個(gè)切削刀片的尺寸偏差(取決于生產(chǎn)結(jié)果)可以達(dá)到約為長(zhǎng)度量度的0.5％(+/-)。
就迄今已經(jīng)描述的所示刀具而言，在所有主要方面均與先前已知的相同。
在圖2-4中，14a表示包括在連接表面3中的最接近基體自由表面12的凹槽，該自由表面12形成刀片座的外極限邊緣。凹槽14a形成一系列凹槽中的第一凹槽，該系列凹槽除了第一凹槽之外還包括四個(gè)其它的凹槽(所有凹槽都由14指定)。兩個(gè)鄰近的凹槽之間的間距由P指定。因此，在該系列中第一凹槽和第二凹槽之間的距離等于P毫米。第一和第三凹槽之間的距離為2×P，而第一和第四和第五凹槽之間的距離分別為3P和4P。在切削刀片可以轉(zhuǎn)位至兩個(gè)不同的位置的實(shí)例中，就連接表面3中的凹槽之間的間距相同這一點(diǎn)而言，間距是均勻，并且與切削刀片的連接表面5中的脊(以及凹槽)之間的間距相對(duì)應(yīng)。在此前已知的鋸齒形連接中，用作刀片座的連接表面3中的一系列凹槽中的所有凹槽具有同一個(gè)寬度。
然而，一般而言，本發(fā)明的特征是包括在連接表面3中的一系列凹槽14、14a中的不同凹槽并不具有相同的寬度。更精確的是，從第一(右)凹槽14a至相同系列中的最后一個(gè)(左)凹槽14的寬度逐漸增大。跟隨第一凹槽14a的凹槽14這樣漸進(jìn)的寬度增大由各個(gè)凹槽距離第一凹槽的距離來(lái)確定。更精確地說(shuō)，有利的是，寬度增大可以大約達(dá)到系列中各個(gè)凹槽14距離第一凹槽14a的距離的0.5％(＝各個(gè)切削刀片的期望的尺寸偏差)。
假定連接表面3中的凹槽之間的間距P的絕對(duì)數(shù)為200毫米并且系列凹槽中的第一凹槽14a具有給定的寬度，該尺寸的絕對(duì)數(shù)是不重要的，它取決于如何測(cè)量寬度(測(cè)量寬度的一種方法是，測(cè)定鄰接各個(gè)凹槽的兩個(gè)側(cè)表面的外極限線和內(nèi)極限線之間的中間假想線之間的距離)。因此，依照本發(fā)明，系列中在與第一凹槽距離P的位置處的第二凹槽14形成有大于第一凹槽14a的寬度0.5×2.0/100＝0.01毫米的寬度。圖3中，該寬度增量由T1指定。位于與第一凹槽14a相距2P的距離處的下一個(gè)凹槽14給出的寬度增量T2為2×0.5×2.00/100＝0.02毫米。在這之后位于與凹槽14a相距3P處的凹槽給定的寬度增量T3為3×0.5×2.00/100＝0.03毫米，系列中最后一個(gè)凹槽給定的寬度增量T4為4×0.5×2.00/100＝0.04毫米。換句話說(shuō)，從第一(右)凹槽至相同系列中的最后一個(gè)(左)凹槽，凹槽的寬度逐漸增大。
因?yàn)榘ㄔ谛纬傻毒叩牡镀倪B接表面3中的凹槽系列中的第一凹槽14a位于最接近基體的外表面12的地方，所以僅僅第一凹槽14a位于最接近切削刀片的外工作切削刃10的地方。更精確地說(shuō)，凹槽14a和切削刃10之間的距離由尺寸M確定。當(dāng)切削刀片應(yīng)用在刀片座中時(shí)，切削刀片本身可以在一定的范圍內(nèi)圍繞著通過(guò)與凹槽14a接合的脊15形成的支軸或者旋轉(zhuǎn)中心發(fā)生傾斜；所有都取決于各個(gè)切削刀片相對(duì)于連接表面5中的脊的不可預(yù)期的尺寸偏差的性能而定。在某些情形下，切削刀片的頂側(cè)可以準(zhǔn)確地定位成平行于刀片座，但是在一些情形下也可以出現(xiàn)特定的傾斜。然而，在所有主要方面，這種傾斜可以忽略，因?yàn)檫@個(gè)傾斜量最大為0.5°。
圖4中，S1表示凹槽14a和連接表面5中相應(yīng)的脊15之間的0.003毫米的理論間隙。脊15和與左側(cè)相距最遠(yuǎn)的最后一個(gè)凹槽14之間的相應(yīng)的間隙S2可以為0.0138，即大約大于間隙S1的4至5倍。
雖然，有利的是，優(yōu)選的逐漸的寬度增大如上所述為0.5％，但是也可以選擇小于或者大于0.5％。然而，寬度增大應(yīng)該至少為0.2％。另一方面，它應(yīng)該不超過(guò)1.5％。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是切削刃相對(duì)于基體的位置在所有主要方面由切削刃和形成于切削刀片的底側(cè)的凹槽系列中的第一凹槽之間的適度距離(M)確定。在切削刀片的這種有限部分中，公差誤差的風(fēng)險(xiǎn)非常小，雖說(shuō)不上可以忽略。在切削刀片的鋸齒形連接表面中出現(xiàn)的從系列脊的第二脊中開始的這種公差誤差(最大為測(cè)量長(zhǎng)度的0.5％)，不會(huì)影響切削刃的空間幾何位置，因?yàn)樾螤钫`差由形成刀片座的鋸齒形連接表面中的越來(lái)越寬的凹槽吸收了。通過(guò)改變形成刀片座的切削刀具的幾何尺寸這種簡(jiǎn)單的措施就能夠獲得非常希望的效果，更精確地說(shuō)，是通過(guò)使凹槽逐漸越來(lái)越寬而不是等寬的這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。換句話說(shuō)，根本不需要極高成本、特別的加工操作就能實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。
本發(fā)明的切實(shí)可行的改進(jìn)雖然實(shí)例中形成有寬度逐漸增大的凹槽的連接表面顯示為形成在刀具的基體(刀頭)中，但是在墊板或者另一個(gè)部分中形成連接表面以實(shí)現(xiàn)與直接沖壓而成的切削刀片配合的目的仍然是切實(shí)可行的。在附圖所示的實(shí)例中，兩個(gè)連接表面的每個(gè)的脊都是細(xì)長(zhǎng)的而且在相對(duì)端之間不間斷地延伸。然而，本發(fā)明還適用于包括具有格子圖案或者格子狀的連接表面的這種連接，即包括位于一行又一行中的多個(gè)金字塔形的頂部的連接表面。因此，從第一凹槽至系列中的最后一個(gè)凹槽，行之間的凹槽可以形成有逐漸增大的寬度。
參考標(biāo)志列表1＝基體2＝切削刀片3＝鋸齒形連接表面(刀片座)4＝容屑槽5＝(切削刀片上的)鋸齒形連接表面6＝切削刀片的頂側(cè)7＝切削刀片的底側(cè)8＝切削刀片的側(cè)面9＝切削刀片的側(cè)面10＝切削刀片上的主切削刃11＝副切削刃12＝基體上的外部13＝(刀片座中的)脊14＝(刀片座中的)凹槽15＝(切削刀片上的)脊16＝(切削刀片中的)凹槽
權(quán)利要求
1.一種切削刀具，包括具有鋸齒形式的相互配合的連接表面(3，5)的兩個(gè)部分(1，2)，各個(gè)連接表面包括由凹槽(14，16)彼此分開的多個(gè)脊或頂部(13，15)，各個(gè)連接表面中的脊之間的間距(P)相同，其特征在于，從其中一個(gè)連接表面(3)中的一系列凹槽中的第一凹槽(14a)至最后一個(gè)凹槽(14)，在該系列中相繼設(shè)置的兩個(gè)或多個(gè)凹槽(14)的寬度逐漸增大。
2.一種切削刀具的部分(1)，包括預(yù)計(jì)用于接收切削刀片(2)的形式為鋸齒形連接表面(3)的刀片座，該表面包括多個(gè)脊(13)，脊(13)由凹槽(14)相互分開并且具有給出的間距(P)，其特征在于，從一系列凹槽中的第一凹槽(14a)至最后一個(gè)凹槽(14)，在該系列中相繼設(shè)置的兩個(gè)或多個(gè)凹槽(14)的寬度逐漸增大，其中脊之間具有不變的間距(P)。
3.如權(quán)利要求2所述的刀具部分，其特征在于，在所述系列中跟隨第一凹槽(14a)之后的凹槽(14)的漸進(jìn)的寬度增大由其它各個(gè)凹槽距離第一凹槽(14a)的距離(n×P)來(lái)確定。
4.如權(quán)利要求3所述的刀具部分，其特征在于，寬度增大為各個(gè)凹槽(14)距離所述第一凹槽(14a)的距離(n×P)的至少0.2％。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的刀具部分，其特征在于，寬度增大為各個(gè)凹槽(14)距離所述第一凹槽(14a)的距離(n×P)的至多1.5％。
6.如權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的刀具部分，其特征在于，凹槽系列中的所述第一凹槽(14a)沿著刀片座(3)位于最接近自由邊緣(12)的位置處，以便當(dāng)切削刀片應(yīng)用在刀片座中時(shí)，脊(15)在相同的位置處最接近切削刀片(2)上的工作切削刃(10)。
7.一種制造用于切削刀具的部分(1)的方法，并且這種部分(1)包括預(yù)計(jì)用于接收切削刀片(2)的形式為鋸齒形連接表面(3)的刀片座，該連接表面包括多個(gè)脊或頂部(13)，所述脊(13)由凹槽(14)相互分開并且具有給出的間距(P)，其特征在于，如此形成該連接表面(3)，使得從一系列凹槽中的第一凹槽(14a)至最后一個(gè)凹槽(14)，在該系列中相繼設(shè)置的兩個(gè)或多個(gè)凹槽(14)的寬度逐漸增大，其中脊之間具有不變的間距。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括具有鋸齒形式的相互配合的連接表面的兩個(gè)部分(1，2)的這種切削刀具，各個(gè)連接表面包括由凹槽(14，16)彼此分開的多個(gè)脊或者頂部(13，15)，各個(gè)連接表面中的脊之間的間距(P)相同。依照本發(fā)明，從第一凹槽(14a)至系列中的最后一個(gè)凹槽(14)，一個(gè)連接表面中的在一個(gè)系列中相繼設(shè)置的兩個(gè)或多個(gè)凹槽(14)的寬度逐漸增大。另外，本發(fā)明涉及這樣的刀具部分及其制造方法。
文檔編號(hào)B23B27/16GK1913997SQ200580003562
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者戈蘭·潘薩爾 申請(qǐng)人:山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司