專利名稱：雙面切削刀片與銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于金屬切割工藝的雙面可轉(zhuǎn)換切削刀片和銑刀。

背景技術(shù)：
在WO 97/17157中公開了一種采用雙面可轉(zhuǎn)換切削刀片的端面銑削刀具，這種端面銑削刀具具有棱柱體外形，且兩個相對的大致呈矩形的前刀面由幾個側(cè)面連接。該切削刀片具有基本的“負(fù)向”幾何形狀，以在安裝于端面銑刀中且切削刀片以反軸向前角定位時，在切削刀片與工件之間提供必要的縫隙。不過，反軸向前角也有缺陷，例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在涉及切削材料難度較大的用途時切削效率并不高。
US 5,333,972中公開了一種用于鏜孔刀頭的雙面可轉(zhuǎn)換切削刀片。刀片設(shè)在每個末端，每個末端有一個突出的平臺。每個長的切削刃以相對于突出平臺3°的角度傾斜，因此限定“刀片軸向前角”。每個切削刃的后部是下降刃面，該下降刃面與上升入射角表面結(jié)合，以形成斷屑槽底。每個上升入射角表面從其關(guān)聯(lián)下降刃面延伸到相鄰的刃面，該相鄰的刃面既可以在切削刀片的頂部，也可在其底部。該切削刀片向左或向右旋轉(zhuǎn)。在制造時制成向右旋轉(zhuǎn)，而在翻轉(zhuǎn)過來后就是向左旋轉(zhuǎn)?？梢岳斫?，刀片軸向前角的大小由于實(shí)踐中的原因而受到限制。刀片軸向前角的任何加大將會導(dǎo)致該上升入射角表面“垂直”范圍的加大(見US 5,333,972圖3)，而“垂直”范圍的加大可能對屑片的形成和移除造成不利影響。
WO 96/35536公開了一種雙面可轉(zhuǎn)換切削刀片，當(dāng)安裝在端面銑刀中時，這種刀片有一個正向軸向前角，即使在切削刀片與工件之間提供必要的間隙時也是如此。這種切削刀片在右旋轉(zhuǎn)端面銑刀中表現(xiàn)為兩個周向刃邊，在左旋轉(zhuǎn)端面銑刀中表現(xiàn)為兩個周向刃邊。在側(cè)視圖(見圖9)中，該切削刀片的外形大致呈偏菱形。每個端面的主切削刃10相互平行(見圖7和圖8)，并且與位于中央的突出鄰接構(gòu)件12平行。將該切削刀片保持在刀片槽中，且不工作端面和相鄰不工作離隙面的鄰接構(gòu)件分別與該刀片槽的支承表面鄰接。不工作端面和相鄰不工作離隙面的鄰接構(gòu)件在銳角安裝棱角結(jié)合。為了改變工作切削刃的軸向前角，必須使刀片槽旋轉(zhuǎn)，或者必須采用具有安裝棱角的切削刀片，該安裝棱角具有不同的安裝角。在任何一種情況下，均必須采用不同的銑刀。此外，該軸向前角和離隙角相互依存并且軸向離隙角中的任何變化會導(dǎo)致離隙角中相應(yīng)的變化，這通常并不是我們所希望的。
US 5,853,267描述了一種具有側(cè)面的單面“反向離隙”可轉(zhuǎn)換切削刀片，該側(cè)面具有上初級離隙，這些上初級離隙與切削刃相鄰并且以內(nèi)銳角即正刀片的反面向刀片底座傾斜。具有以內(nèi)鈍角向刀片底座傾斜的側(cè)面的切削刀片稱為“正”刀片。具有與刀片底座成直角的側(cè)面的切削刀片稱為“負(fù)”刀片或者“中性”刀片。負(fù)刀片的主要優(yōu)點(diǎn)在于可以設(shè)計(jì)成雙面，因此，與正刀片相比，能夠提供兩倍的可轉(zhuǎn)換切削刀片?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的還有雙正刀片，與正刀片相比，這種雙正刀片也能夠提供兩倍的可轉(zhuǎn)換切削刀片。不過，這些刀片的切削刃可能要弱于負(fù)刀片的切削刃，因?yàn)殡p正刀片的切削楔角小于負(fù)刀片的切削楔角。
US 5,853,267中所描述的切削刀片類型，即單面反向離隙刀片的優(yōu)點(diǎn)在于這些刀片的切削刃一般強(qiáng)于負(fù)或正刀片的切削刃。不過，US5,853,267公開的切削刀片是一種單面斜離隙切削刀片。而且，容納緊固螺絲的通孔向外打開而對著上屑片表面。這樣就對切削刀片的最小寬度(主切削刃之間的距離)設(shè)置了限制。此外，US 5,853,267公開的切削刀片在固定到銑刀中時呈“徑向”。在這種切削刀片中，切削刃與切削刀片底座之間的距離限定了切削刀片的最小尺寸。在切削操作過程中，通常沿著次尺寸來引導(dǎo)切削力。另一方面，將切向切削刀片在刀夾內(nèi)定向，以在工件的切削操作過程中沿著切削刀片的主(較厚的)尺寸來引導(dǎo)切削力，這種切向切削刀片也稱為直立切削刀片或疊置切削刀片。這種排列的優(yōu)點(diǎn)在于切削刀片能夠承受的切削力大于沿著切削刀片的次(較薄的)尺寸引導(dǎo)切削力來將切削刀片定向時切削刀片所能夠承受的切削力。本發(fā)明優(yōu)選涉及雙面反向離隙切削刀片。
雖然可以構(gòu)思出通過研磨鄰近于負(fù)刀片兩個末端的切削刃的主離隙來獲得雙面反向離隙切削刀片，但研磨是額外的制造操作，而且會延長切削刀片的制造時間、增加制造成本。
本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)的雙面切削刀片和改進(jìn)的銑刀。
用符合各項(xiàng)權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)這個目的。特別地，本發(fā)明提供一種雙面切向反向離隙切削刀片，優(yōu)選這種刀片壓成或模制成其最終外形，并具有容納緊固螺絲的通孔，該緊固螺絲并不穿過屑片表面。由于雙面刀片并不具有與屑片表面相對的底座，所以按照切削刀片的中間平面來測量主離隙的角度。


發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選提供一種用于銑刀的雙面切削刀片，該切削刀片包括 兩個相同的相對端面和在它們之間延伸的周向側(cè)面，該周向側(cè)面包括兩個相對的相同主側(cè)面，一個通孔在這兩個相對的相同主側(cè)面之間延伸并且向外打開而對著這兩個相對的相同主側(cè)面； 四個隔開的主切削刃，每個主切削刃在每個主側(cè)面與每個端面的相交處形成； 與每個主切削刃相鄰的初級離隙面，其中 在從大體上與該主側(cè)面垂直的平面截取的切削刀片的每個截面中，與每個初級離隙面相切的、從與每個初級離隙面相鄰的主切削刃伸出的線以內(nèi)銳角向該切削刀片的中間平面傾斜。
根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施例，在從大體上與該主側(cè)面垂直的平面截取的切削刀片的每個截面中，每個初級離隙面的截面是直線。
根據(jù)另一個優(yōu)選實(shí)施例，在從大體上與該主側(cè)面垂直的平面截取的切削刀片的每個截面中，每個初級離隙面的截面是凸曲線。
根據(jù)另一個實(shí)施例，每個端面可包括與每個主切削刃相鄰的前刀面，該前刀面以切削刀片的大體向內(nèi)方向從主切削刃延伸到內(nèi)端面。
根據(jù)另一個優(yōu)選實(shí)施例，在從大體上與該主側(cè)面垂直的平面截取的切削刀片的每個截面中，每個前刀面的截面是直線。
根據(jù)另一個優(yōu)選實(shí)施例，在從大體上與該主側(cè)面垂直的平面截取的切削刀片的每個截面中，每個前刀面的截面是凹曲線。
通常地，周向側(cè)面還包括兩個相對的相同次側(cè)面，且次切削刃在每個次側(cè)面與每個端面的相交處形成。
通常地，該主側(cè)面可大體上是平行四邊形。
如果需要，每個端面的內(nèi)端面是平直的，且每個端面的內(nèi)端面相互平行。
根據(jù)本發(fā)明，每個端面有四個角，兩個對角相對的低角和兩個對角相對的凸角，低角比凸角離該中間平面更近。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種銑刀，優(yōu)選這種銑刀包括 根據(jù)本發(fā)明的至少一個切削刀片；以及 具有至少一個刀片槽的刀體，該至少一個切削刀片保持在該刀片槽中，該至少一個刀片槽包括大體上橫穿底座的相鄰側(cè)壁和后壁；該底座設(shè)有螺紋孔，以容納將切削刀片固定在該刀片槽中的緊固螺絲，該側(cè)壁設(shè)有與該至少一個切削刀片的給定次側(cè)面鄰接的軸向定位表面；該后壁設(shè)有兩個切向定位凸面，這兩個切向定位凸面位于該后壁中央凹區(qū)的每一側(cè)，并且與該至少一個切削刀片的給定內(nèi)端面鄰接。



為了更好的理解，現(xiàn)在僅通過示例方式參考附圖描述本發(fā)明，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的切削刀片的透視圖； 圖2是圖1中切削刀片的第一側(cè)視圖； 圖3是示于圖1的切削刀片的端視圖； 圖4是示于圖1的切削刀片的第二側(cè)視圖； 圖5A是示于圖1的切削刀片的、沿圖3中VA-VA線的局部截面圖； 圖5B是示于圖1的切削刀片的、沿圖3中VB-VB線的局部截面圖； 圖5C是示于圖1的切削刀片的、沿圖3中VC-VC線的局部截面圖； 圖6是類似于圖5A到圖5C的截面圖，但具有初級離隙曲面； 圖7是類似于圖5A到圖5C的截面圖，但具有前刀曲面； 圖8是根據(jù)本發(fā)明的銑刀的側(cè)視圖； 圖9是根據(jù)本發(fā)明的銑刀刀體的一部分的透視圖，切削刀片從刀片槽移去。

具體實(shí)施例方式 首先請參看圖1到圖7，這些圖示出了根據(jù)本發(fā)明的切削刀片10。該切削刀片10是可轉(zhuǎn)換的，且優(yōu)選通過預(yù)壓或者通過注塑和燒結(jié)碳化物粉末來制造。該切削刀片10包括兩個相同的相對端面12，在該切削刀片10的端視圖中，這兩個端面12大體上呈矩形。每個端面12具有在第一軸A1周圍的180°旋轉(zhuǎn)對稱，該第一軸A1穿過這兩個端面12。
周向側(cè)面14在這兩個相對的端面12之間延伸并包括兩個相對的相同次側(cè)面16、大體上呈平行四邊形的兩個相對的相同主側(cè)面18和位于相鄰的次和主側(cè)面16和18之間的角側(cè)面20。這兩個相同的相對主側(cè)面18中的每一個都具有在第二軸A2周圍的180°旋轉(zhuǎn)對稱，該第二軸A2垂直于該第一軸A1并穿過這兩個相對的主側(cè)面18。類似地，這兩個相同的相對次側(cè)面16中的每一個都具有在第三軸A3周圍的180°旋轉(zhuǎn)對稱，該第三軸A3穿過這兩個相對的次側(cè)面16。該第三軸A3垂直于該第一軸A1和第二軸A2。該切削刀片10的次平面P1由該第一軸A1和第二軸A2所限定，且該切削刀片10的中間平面M由該第二軸A2和第三軸A3所限定。該切削刀片10設(shè)有通孔22，該通孔22在主側(cè)面18之間延伸且向外打開而對著主側(cè)面18。該通孔有一個與第二軸A2重合的孔軸B。該通孔22用于容納緊固螺絲24，以將該切削刀片10固定到銑刀26，這將在下面通過參考圖8和圖9進(jìn)行描述。
每個端面12有四個角，兩個對角相對的凸角28和兩個對角相對的低角30。每個端面12的凸角28位于端面平面P中。中間平面M與幾個端面平面P平行并位于這幾個端面平面P中間。低角30比凸角28更接近于中間平面M。每個角側(cè)面20在兩個相對端面12之一的給定凸角28與兩個相對端面12的另一個的給定低角30之間延伸。
周向邊32在每個端面12與周向側(cè)面14的相交處形成。對于每個端面12來講，該周向邊32包括由該主側(cè)面18與該端面12的相交處形成的兩個主切削刃34、由該次側(cè)面16與該端面12的相交處形成的兩個次切削刃36和由該角側(cè)面20與該端面12的相交處形成的四個角邊38，其中包括兩個凸角邊40和兩個低角邊42。這兩個凸角邊40是角切削刃。如果需要，這兩個低角邊42以可以是角切削刃。在這些圖所示出的實(shí)施例中，每個主切削刃34在給定的凸角邊40與給定的低角邊42之間延伸。類似地，每個次切削刃36在給定的凸角邊40與給定的低角邊42之間延伸。如果需要，該次切削刃36可以是直的。
切削刀片10的主尺寸D1限定在端面平面P之間，且切削刀片10的次尺寸D2限定在切削刀片10的主側(cè)面18之間(見圖2)。優(yōu)選本發(fā)明中的切削刀片10是切向切削刀片10，即優(yōu)選主尺寸D1大于次尺寸D2。
前刀面44在與主和次切削刃34和36以及角切削刃40(42)相鄰的每個端面中形成。前刀面44從主和次切削刃34和36伸出并從角切削刃40(42)以切削刀片10的向內(nèi)方向伸向內(nèi)端面46。如果需要，每個端面12的內(nèi)端面46是平直的，且每個端面12的內(nèi)端面46相互平行。優(yōu)選地，在切削刀片10的端視圖中，內(nèi)端面46具有變形的平行四邊形外形(見圖3)。在金屬切削操作期間，從工件切下的屑片從與工件接觸的切削刀片部分流出，沿著前刀面44流向內(nèi)端面46并大體上沿著內(nèi)端面46的至少一部分繼續(xù)流動。因此，前刀面44與內(nèi)端面46形成切削刀片10的排屑表面48。在多種類型的雙面刀片中，通孔22在主側(cè)面18之間延伸而不是在刀片端面之間延伸，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于排屑表面完全獨(dú)立于通孔22之外。因此，切削刀片10的次尺寸D2可設(shè)計(jì)成遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于非切向切削刀片的次尺寸，在非切向切削刀片中，通孔22在排屑表面之間延伸并且向外打開而對著排屑表面，這樣就限制了可將次尺寸D2減小的范圍。所以，本發(fā)明中的切削刀片10可更好地用在銑刀中，這種銑刀的直徑比非切向切削刀片可用在的銑刀的直徑更小。
每個主側(cè)面18包括初級離隙面50，該初級離隙面50與每個主切削刃34相鄰并從該主切削刃34伸向主中間平面M。在從大體上垂直于該主側(cè)面18的平面(或者等效地，從平行于切削刀片10的次平面P1的平面)中截取的切削刀片10的每個截面中，在主切削刃34處與初級離隙面50相切的線L(LA、LB和LC)以內(nèi)銳角α(αA、αB和αC)向切削刀片10的中間平面M傾斜。該內(nèi)角α可以是恒定的，也可以沿著主切削刃34不斷地變化。內(nèi)角α的變化可按照任何希望的限定進(jìn)行，例如，它可以以限定螺旋扭轉(zhuǎn)的初級離隙面50的方式沿著主切削刃34而變化。初級離隙面50的截面可以是直的，如圖5A到圖5C所示，或者它們可以凸起彎曲，如圖6所示。前向面44的截面可以是直的，如圖5A到圖5C所示，或者它們可以凸起彎曲，如圖7所示。
在圖5A到圖5C中，從大體上垂直于該主側(cè)面18的平面中截取的切削刀片10的截面以直線與每個初級離隙面50相交。因此，在主切削刃34處與初級離隙面50相切的線L(LA、LB和LC)與由大體上垂直于該主側(cè)面18的平面和初級離隙面50的相交所形成的直線重合。如果初級離隙面50像在圖6中所示出的那樣凸起彎曲，那么該內(nèi)角α就是與在主切削刃34處與初級離隙面50相切的線之間的量。
參看圖8，該圖示出了具有旋轉(zhuǎn)軸R的銑刀26，該銑刀26有一個刀體54，該刀體54設(shè)有多個刀片槽56。在每個刀片槽56中，根據(jù)本發(fā)明的切削刀片10通過緊固螺絲24固定。該刀片槽56包括大體上橫穿底座62的相鄰側(cè)壁和后壁58和60。側(cè)壁58設(shè)有軸向定位表面64，且后壁60設(shè)有兩個凸出的切向定位表面66，這兩個凸出的切向定位表面66位于后壁60的中央凹入?yún)^(qū)68的兩側(cè)。刀片槽56的底座62設(shè)有用于容納緊固螺絲24的螺紋孔70，以將切削刀片10固定在刀片槽56中。在將切削刀片10固定在刀片槽56中時，給定的主側(cè)面18將鄰接于刀片槽56的底座62，兩個切向定位表面66鄰接于給定的內(nèi)端面46，且軸向定位表面64鄰接于切削刀片10的給定次側(cè)面16。
根據(jù)本發(fā)明的切削刀片10優(yōu)選用碳化物粉末制成，并且壓制或注塑成其最終外形，然后進(jìn)行燒結(jié)。可對切削刀片10的主側(cè)面18進(jìn)行研磨，以提高切削刀片10在刀片槽56中的定位精度。類似地，也可對次側(cè)面16進(jìn)行研磨，以提高切削刀片10在刀片槽56中的定位精度。不過，初級離隙面50不必進(jìn)行研磨。
雖然本發(fā)明已經(jīng)描述到某種詳細(xì)程度，在沒有脫離如下文主張的本發(fā)明的范圍下進(jìn)行不同的變更和修改是可以理解的。
權(quán)利要求
1.一種用于銑刀的雙面切削刀片(10)，包括
兩個相同的相對端面(12)和在它們之間延伸的周向側(cè)面(14)，所述周向側(cè)面(14)包括兩個相對的相同主側(cè)面(18)；
四個隔開的主切削刃(34)，每個主切削刃(34)在每個主側(cè)面(18)與每個端面(12)的相交處形成；
與每個主切削刃(34)相鄰的初級離隙面(50)，其中
在從大體上與所述主側(cè)面(18)垂直的平面截取的所述切削刀片(10)的每個截面中，與每個初級離隙面(50)相切的、從與每個初級離隙面(50)相鄰的主切削刃(34)伸出的線(L、LA、LB和LC)以內(nèi)銳角(α、αA、αB和αC)向該切削刀片(10)的中間平面(M)傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀片(10)，其特征在于在從大體上與所述主側(cè)面(18)垂直的平面截取的切削刀片(10)的每個截面中，每個初級離隙面(50)的截面是直線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀片(10)，其特征在于在從大體上與所述主側(cè)面(18)垂直的平面截取的切削刀片(10)的每個截面中，每個初級離隙面(50)的截面是凸曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀片(10)，其特征在于每個端面(12)包括與每個主切削刃(34)相鄰的前刀面(44)，所述前刀面(44)以切削刀片(10)的大體向內(nèi)方向從所述主切削刃(34)延伸到內(nèi)端面(46)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切削刀片(10)，其特征在于在從大體上與所述主側(cè)面(18)垂直的平面截取的切削刀片(10)的每個截面中，每個前刀面(44)的截面是直線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切削刀片(10)，其特征在于在從大體上與所述主側(cè)面(18)垂直的平面截取的切削刀片(10)的每個截面中，每個前刀面(44)的截面是凹曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀片(10)，其特征在于所述周向側(cè)面(16)還包括兩個相對的相同次側(cè)面(16)，且次切削刃(36)在每個次側(cè)面(16)與每個端面(12)的相交處形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀片(10)，其特征在于所述主側(cè)面(18)的外形大體上是平行四邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切削刀片(10)，其特征在于每個端面(12)的所述內(nèi)端面(46)是平直的，且每個端面(12)的所述內(nèi)端面(46)相互平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切削刀片(10)，其特征在于每個端面(12)有四個角(28和30)，兩個對角相對的低角(30)和兩個對角相對的凸角(28)，低角(30)比凸角(28)離所述中間平面(M)更近。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切削刀片(10)，其特征在于每個端面(12)包括由角側(cè)面(20)與每個端面(12)的相交處所形成的兩個凸角邊(40)和兩個低角邊(44)，所述凸角邊(40)是角切削刃。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削刀片(10)，其特征在于所述低角邊(42)是角切削刃。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削刀片(10)，其特征在于每個主切削刃(34)在給定的凸角邊(40)與給定的低角邊(42)之間延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削刀片(10)，其特征在于每個次切削刃(36)在給定的凸角邊(40)與給定的低角邊(42)之間延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的切削刀片(10)，其特征在于所述次切削刃(36)是直的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀片(10)，其特征在于通孔(22)在所述主側(cè)面(16)之間延伸并向外打開而對著所述主側(cè)面(16)。
17.一種銑刀(52)，包括
根據(jù)權(quán)利要求1到16中的任何一個的至少一個切削刀片(10)；以及
具有至少一個刀片槽(56)的刀體(54)，該至少一個切削刀片(10)保持在該刀片槽(56)中，該至少一個刀片槽(56)包括大體上橫穿底座(52)的相鄰側(cè)壁和后壁(58和60)；該底座(62)設(shè)有螺紋孔(70)，以容納將切削刀片(10)固定在該刀片槽(56)中的緊固螺絲(24)，該側(cè)壁(58)設(shè)有與該至少一個切削刀片(10)的給定次側(cè)面(16)鄰接的軸向定位表面(64)；該后壁(60)設(shè)有兩個切向定位凸面(66)，這兩個切向定位凸面(66)位于該后壁(60)中央凹區(qū)(68)的每一側(cè)，并且與該至少一個切削刀片(10)的給定內(nèi)端面(46)鄰接。
全文摘要
一種用于銑刀(26)的雙面切削刀片(10)，這種雙面切削刀片(10)具有兩個相同的相對端面(12)和兩個相對的相同主側(cè)面(18)，這兩個相對的相同主側(cè)面(18)有一個在它們之間延伸的通孔(22)，該通孔(22)并向外打開而對著該主側(cè)面。主切削刃(34)在每個主側(cè)面與每個端面的相交處形成。在每個主側(cè)面中，與每個主切削刃相鄰的是初級離隙面(50)。在從大體上與該主側(cè)面垂直的平面截取的切削刀片的每個截面中，與該初級離隙面在該主切削刃相切的線(L、LA、LB和LC)以內(nèi)銳角(X、XA、XB和XC)向該切削刀片的中間平面(M)傾斜。
文檔編號B23C5/22GK1913998SQ200580003889
公開日2007年2月14日 申請日期2005年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月4日
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