專利名稱：切削刀片、切削刀具及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明背景本發(fā)明涉及一種用于切屑成形加工、尤其用于銑削的切削刀具，包括刀夾和切削刀片，所述切削刀片具有大體圓形的基本形狀，并包括至少一個(gè)切削刃，其由切削刀片的上表面和側(cè)面之間的過(guò)渡形成，所述上表面為前刀面，所述側(cè)面為后刀面，所述刀夾和切削刀片具有第一裝置，用于防止刀片繞中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明還涉及一種切削刀片和用于防止切削刀片轉(zhuǎn)動(dòng)的方法。
在用于金屬切削的刀具中，這些刀具具有由堅(jiān)硬且耐磨材料制成的可轉(zhuǎn)位切削刀片，切削刃很容易磨損，而且有時(shí)一些部分或整個(gè)切削刃會(huì)崩碎。如果一個(gè)小刀片破裂，僅僅是切削刃崩碎而對(duì)刀具本體不會(huì)有任何破壞的危險(xiǎn)。如果一個(gè)大刀片破裂，對(duì)刀具本體的破壞會(huì)增加到一個(gè)非常危險(xiǎn)的程度。如果切削刀片沒(méi)有刀墊，刀片的破裂經(jīng)常會(huì)增加對(duì)刀具本體的破壞。為了避免這種破壞，通常使切削刀片位于硬質(zhì)合金的刀墊上。一種普通的合并為厚度約為5毫米的刀片與厚度約為3-5毫米的刀墊合并。這會(huì)導(dǎo)致切削刀片與刀墊的總厚度為8-10毫米。
在美國(guó)專利US-A-5,147,1 58中，我們公開(kāi)了一種多邊形切削刀片，其具有一體的刀墊從而提供破裂區(qū)。
美國(guó)專利US-A-5,346,336中示出了一種圓形金屬切削刀片，其在后刀面上設(shè)有五個(gè)等距的平面。當(dāng)切削刀片轉(zhuǎn)位時(shí)，這些面被設(shè)置以形成限定位置。每個(gè)面相對(duì)于切削刀片的中心線形成一個(gè)銳角。固位螺栓使刀片固定在刀夾的刀片座上。在公知的刀具中，摩擦力并不起主要作用，以防止所不期望的刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用過(guò)程中，刀片的定位表面將磨損，以使在刀片座中的刀片的定位精度不斷降低。而且，所公知的刀片缺乏破裂區(qū)以防止刀片的破損傳遞到刀片座或刀墊。
本發(fā)明目的本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種切削刀片，可以克服上述的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種切削刀片、切削刀具及方法，其包括適用于防止刀片轉(zhuǎn)動(dòng)的雙重限制的裝置。
本發(fā)明的另一目的還在于提供一種切削刀片，其具有一體的刀墊，可實(shí)現(xiàn)三種不同的作用，即破裂、轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)位的控制。
這些和其它目的將通過(guò)一種在權(quán)利要求中給出特征的切削刀片得以實(shí)現(xiàn)。
附圖簡(jiǎn)述根據(jù)本發(fā)明的切削刀具的實(shí)施例將在以下結(jié)合附圖進(jìn)行描述，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的切削刀片的仰視圖；圖2為圖1中沿II-II線的剖面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的切削刀體中刀片座的俯視圖；圖4為圖3中沿IV-IV線的剖面圖；圖5為圖3中沿V-V線的剖面圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的銑削刀具的側(cè)視圖7為圖6中刀具的剖視圖。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1和2中的切削刀片10具有一大致圓形的基本形狀，且包括上表面11、下表面12和側(cè)面13，其通常分別與上、下表面11、12相連接。切削刀片10具有一個(gè)正的幾何形狀，即側(cè)面13與上表面11形成一銳角。上表面11為前刀面，側(cè)面13為后刀面。上表面11包括一個(gè)圓形切屑翻轉(zhuǎn)面14，其位于切削刀片10的周邊。上表面11還包括切屑面15，其從圓形切屑翻轉(zhuǎn)面14向內(nèi)、向下傾斜。作為選擇，上表面還可以有其它形狀，如平面形。面14和15構(gòu)成了上表面11的最外緣部分。切屑翻轉(zhuǎn)面14和側(cè)面13之間的交線形成了圓形切削刃16。側(cè)面13與假想圓錐C的一部分重合。圓錐頂點(diǎn)與切削刀片10的中心線20在下表面12的下方相交。
在公開(kāi)的實(shí)施例中，切削刀片10具有一通孔17，以用來(lái)容納夾緊螺栓(未示出)，使切削刀片10固定于刀夾。
側(cè)面13具有一臺(tái)階18。側(cè)面13的第一部分13a位于臺(tái)階18的上方，它具有正的幾何形狀，以提供必要的刀具后角，而側(cè)面13的第二部分13b具有負(fù)的幾何形狀，即第二部分13b垂直于下表面12，且后角為0°。側(cè)面13的第二部分13b在徑向上比上述假想圓錐短。也就是說(shuō)，如果后刀面被磨，則側(cè)面不需要被磨，因而節(jié)約了能量。而且，臺(tái)階在徑向上足夠大，以便對(duì)在機(jī)加工過(guò)程中產(chǎn)生的任何裂紋提供有利的控制。
臺(tái)階18設(shè)有尖內(nèi)角19，它構(gòu)成了一個(gè)對(duì)斷裂的指示，通過(guò)切削刃可能的斷裂控制破裂，并使切削刀片的下部不受破壞。因此，第二部分或下部13b保護(hù)了刀具本體。
下面將描述圖2中所示的尺寸。高h(yuǎn)1為高h(yuǎn)的15-60％，最好約為25％。由于“刀墊”構(gòu)成了切削刀片10的一個(gè)整體部分，即高h(yuǎn)1相當(dāng)于完整的刀墊22的高，因此這是可能的。為了使切削刀片10獲得很好的作用，有必要使高h(yuǎn)1作為高h(yuǎn)的一部分不能太大，因?yàn)檫@樣會(huì)降低切削刃的強(qiáng)度。那樣即使在小的載荷下也會(huì)導(dǎo)致切削刃的破裂。在下表面12的平面上從臺(tái)階18到圓錐C的徑向距離e取決于后角。在沿II-II線的剖面上的距離e為間隔0.2-2.5毫米，最好間隔0.2-1.5毫米。e的優(yōu)選值為0.5毫米數(shù)量級(jí)。在圖1中沿A-A線的另一剖面上的距離e為間隔0.1-1.5毫米，最好間隔0.2-1.0毫米。然而，臺(tái)階在所有截面上與假想圓錐C間隔開(kāi)，以提供對(duì)整個(gè)刀片的破損控制。
第二部分13b還與斜角部分21相連，以利于刀片進(jìn)入刀夾槽中，其在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。多個(gè)第二部分13b在刀墊22的外圍形成。在刀墊上可設(shè)有5-12個(gè)部分，最好為7-9個(gè)部分。優(yōu)選值為8個(gè)部分。對(duì)于后者，如圖1所示，沿徑向相對(duì)的兩個(gè)第二部分13b相互平行。兩相鄰部分13b在角部23相交，形成內(nèi)部鈍角約135°。當(dāng)?shù)镀b入刀夾時(shí)，角部23可防止刀片不必要的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，角部相對(duì)于第二部分13b的其余部分在徑向上突出是重要的。所述第二部分13b的其余部分僅指出刀片的適當(dāng)位置，只有當(dāng)切削力超過(guò)摩擦力時(shí)，其才參與防止刀片轉(zhuǎn)動(dòng)。下部外圍描述了一個(gè)增加和減少與刀片中心線間距離的軌跡。例如，只要角部相對(duì)于第二部分的其余部分在徑向上突出，第二部分可以是星形或類(lèi)似結(jié)構(gòu)中的部分。
現(xiàn)在參看圖3、4和5，它們示出了刀夾30。刀夾30為銑削刀具本體，其具有多個(gè)槽31用于容納切削刀片。每個(gè)槽包括一個(gè)基本為平丙的基面32和直立的肩部33、34。每個(gè)肩部露出一個(gè)上凹面35，其被設(shè)置用來(lái)抵靠刀片的第一部分13a，和底切部分36。面35被設(shè)置成與前述的圓錐C重合。至少一個(gè)肩部33具有下部37，其被設(shè)置用來(lái)抵靠刀墊22的角部23。螺紋孔38被設(shè)于靠近但并不在基面32的中心位置，以使公知形式的緊固螺栓迫使刀片靠近肩部和基面?？子幸恢行木€39，其基本垂直于基面32。下部37在與基面32平行的平面內(nèi)最好為直線，且在沿基面向上的方向上與中心線39形成銳角σ，如圖4所示。這是為保證一個(gè)清楚的位置，以便在角部23和下部37之間形成點(diǎn)或線接觸。肩部33、34可被槽40斷開(kāi)。該槽的作用是使肩部上凹面35降低加工過(guò)程中的公差敏感度。
在圖6和7中，切削刀具被裝配起來(lái)，此裝配尤其從圖7中可示出。很明顯可以看出切削刀片和刀夾30是如何配合的。刀片被置于槽31中，以其第二部分13b之一面朝下部37。然后，下表面12抵靠基面32。螺栓41通過(guò)刀片上的孔17插入，并擰入刀夾上的孔38并擰緊。由于刀片的軸線20在徑向上相對(duì)于孔38的軸線39，在遠(yuǎn)離肩部33、34的方向上位移一個(gè)距離1，因此，螺栓可使刀片靠向肩部且靠向基面。當(dāng)螺栓被緊固時(shí)，刀片的后刀面13a將對(duì)上凹面35施加壓力。由此形成的摩擦力在多數(shù)情況下足以保證在銑削過(guò)程中，刀片不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。第一裝置37、13b用于防止刀片轉(zhuǎn)動(dòng)，其包括至少兩個(gè)可能的位置，第一位置和第二位置，其中，在第一位置上，在刀片的下部13b與第一壁37之間設(shè)有一間隙p，該間隙為零毫米級(jí)，在第二位置上，間隙p略大，約0.1-0.3毫米。然而，當(dāng)切削力超過(guò)摩擦力時(shí)，刀片將轉(zhuǎn)動(dòng)直到角部23抵靠住肩部33的下部37。刀片則被阻止繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)對(duì)刀片更換新刀片時(shí)，上述過(guò)程被反過(guò)來(lái)進(jìn)行。
當(dāng)?shù)镀晦D(zhuǎn)位時(shí)，螺栓41被部分?jǐn)Q松，直到下表面12可抬起高于下部37，在刀墊有8個(gè)部分的情況下，刀片可被轉(zhuǎn)動(dòng)一步，相當(dāng)于35°。然后再緊固螺栓。
盡管本發(fā)明的上述實(shí)施例為銑削刀具，本發(fā)明也同樣適用于使用圓形刀片的車(chē)削刀具。
本發(fā)明不僅僅限制于上述實(shí)施例，其可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行自由變化。
權(quán)利要求
1.一種用于切屑成形加工、尤其用于銑削的切削刀片(10)，所述切削刀片(10)具有大體圓形的基本形狀，并包括至少一個(gè)切削刃(16)，其由切削刀片(10)的上表面(11)和側(cè)面(13)之間的過(guò)渡形成，所述上表面(11)為前刀面，所述側(cè)面(13)為大體圓錐形的后刀面，所述后刀面為部分第二裝置，用于防止在使用中刀片繞中心線(20)轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于，側(cè)面(13)設(shè)有臺(tái)階(18)，其被設(shè)置用來(lái)形成對(duì)破裂的指示，該破裂為沿徑向在大體圓錐形后刀面內(nèi)，其特征還在于，刀片包括一個(gè)部分(13b)，其與所述臺(tái)階(18)相連，為部分第一裝置，用于防止在使用中刀片繞中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，用于防止轉(zhuǎn)動(dòng)的第一裝置被設(shè)置與后刀面隔開(kāi)并在徑向上短于后刀面，且在刀片的一部分(22)的外部，該部分與下表面(12)的距離最好小于其上表面(11)的距離，所述臺(tái)階被設(shè)置用來(lái)指示破裂，臺(tái)階(18)被設(shè)計(jì)成使在切削刀片的某一縱向截面上，從切削刀片(10)的中心線(20)到切削刀片(10)的外圍的距離在臺(tái)階(18)之下小于在臺(tái)階(18)之上，所述距離與中心線(20)垂直，從切削刀片(10)的下表面(12)到臺(tái)階(18)的距離(h1)為從下表面(12)到切削刃(16)的距離(h)的15-60％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的切削刀片，其特征在于，后刀面(13a)基本為圓錐形且向刀片的下表面(12)漸細(xì)，第二裝置通過(guò)摩擦力防止刀片轉(zhuǎn)動(dòng)，臺(tái)階(18)在所有截面上與后刀面(13a)間隔開(kāi)，以提供對(duì)整個(gè)刀片的破損控制。
3.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的切削刀片，其特征在于，在臺(tái)階(18)下的側(cè)面部分(13b)與下表面(12)垂直。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的切削刀片，其特征在于，臺(tái)階(18)與臺(tái)階(18)下面的側(cè)面部分(13b)形成一個(gè)尖角部(19)。
5.一種用于切屑成形加工、尤其用于銑削的切削刀具，包括刀夾和切削刀片，所述切削刀片(10)具有大體圓形的基本形狀，并包括至少一個(gè)切削刃(16)，其由切削刀片(10)的上表面(11)和側(cè)面(13)之間的過(guò)渡形成，所述上表面(11)為前刀面，所述側(cè)面(13)為后刀面，所述刀夾和切削刀片具有第一裝置(37、13b)，用于防止刀片繞中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于，后刀面為圓錐形且向刀片的下表面收斂，用于防止轉(zhuǎn)動(dòng)的第一裝置(37、13b)被設(shè)置與后刀面隔開(kāi)并在徑向上短于后刀面，且在刀片的一部分的外部，該部分與下表面(12)的距離最好小于其與上表面(11)的距離，以便用來(lái)指示破裂，該破裂為沿徑向在圓錐形后刀面內(nèi)，刀夾和刀片還包括第二裝置(35、13a)，用于防止刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)，用于防止刀片轉(zhuǎn)動(dòng)的第一裝置包括刀片(10)的下部(13b)與刀夾的第一壁(37)之間的配合，用于防止刀片轉(zhuǎn)動(dòng)的第二裝置包括刀片的圓錐形后刀面(13a)與刀夾(30)的第二壁(35)之間的配合，用于防止刀片轉(zhuǎn)動(dòng)的第一裝置(37、13b)和第二裝置(35、13a)相對(duì)于刀片的中心線(20)沿軸向和徑向隔開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的切削刀具，其特征在于，用于防止刀片轉(zhuǎn)動(dòng)的第一裝置(37、13b)包括至少兩個(gè)可能的位置，第一位置和第二位置，其中，在第一位置上，在刀片的下部和第一壁之間設(shè)有間隙(p)，該間隙為零毫米級(jí)，在第二位置上，間隙(p)略大。
7.用于防止切削刀片繞其中心線在刀夾上轉(zhuǎn)動(dòng)的方法，用于切屑成形加工，尤其是銑削，所述切削刀片(10)具有大體圓形的基本形狀，并包括至少一個(gè)切削刃(16)，其由切削刀片(10)的上表面(11)和側(cè)面(13)之間的過(guò)渡形成，所述上表面(11)為前刀面，所述側(cè)面(13)為后刀面，所述刀夾和切削刀片具有第一裝置(37、13b)，用于防止刀片繞其中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于，該方法包括如下步驟-提供一刀夾，其具有刀片座，該刀片座帶有一個(gè)下部的第一壁和一個(gè)上部的彎曲的第二壁，所述第一和第二壁沿刀片中心線的軸向和徑向間隔開(kāi)，-提供一刀片，其具有一個(gè)下部和一個(gè)彎曲的后刀面，所述下部的外圍描繪了一個(gè)增加與減少與刀片中心線的距離的軌跡，-將所述刀片安裝到所述刀片座，以使所述下部與所述第一壁相配合，-通過(guò)緊固裝置將刀片緊固到所述刀片座，以使所述彎曲的后刀面壓住所述彎曲的第二壁，以及-在切削力大于所述彎曲的后刀面與所述彎曲的第二壁之間的摩擦力時(shí)，在使用中允許刀片轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)微小量，由此封閉所述刀片下部與所述第一壁之間的間隙(p)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種切削刀具,尤其用于銑削。該刀具包括刀夾(30)和切削刀片(10)。切削刀片(10)具有大體圓形的基本形狀,并包括至少一個(gè)切削刃(16),其由切削刀片(10)的上表面(11)和側(cè)面(13)之間的過(guò)渡形成。上表面(11)為前刀面,側(cè)面(13)為后刀面。刀夾和切削刀片具有第一裝置(37、13b),用于防止刀片繞其中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。后刀面為圓錐形且向刀片的下表面收斂。用于防止轉(zhuǎn)動(dòng)的第一裝置被設(shè)置與后刀面隔開(kāi)并在徑向上短于后刀面,且在刀片的一部分上,該部分與下表面的距離最好小于其與上表面的距離,以便用來(lái)指示破裂,該破裂為沿徑向在圓錐形后刀面內(nèi)。刀夾和刀片還包括第二裝置(35、13a),用于防止刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)。而且,所述臺(tái)階形成對(duì)破裂的指示,由此切削刃的破損可以得到很好地控制。本發(fā)明還涉及一種切削刀片和一種用于防止切削刀片繞其中心線在刀夾上轉(zhuǎn)動(dòng)、用于切屑成型加工的方法。
文檔編號(hào)B23C5/22GK1187785SQ9619484
公開(kāi)日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1996年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月21日
發(fā)明者羅伯特·斯泰特, 斯文·?？寺〉? 貝特朗·里維埃 申請(qǐng)人:塞科機(jī)床公司