CN101448594A - 带有凹陷拐角的切削刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明针对一个切削刀片(10)，它带有一个前刀面(20)，一个座表面(25)以及在前刀面与座表面之间延伸的多个后刀面(30a－30d)。该前刀面与多个后刀面的相交处定义了多个切削刃(35a－35d)。该刀片(10)的前刀面(20)具有多个拐角区域(40a－40d)，它们形成于侧切削刃(35a－35d)的相交处以定义多个拐角切削刃(45a－45d)。当从该刀片的侧面观察时，在至少一个拐角区域(40a－40d)中的拐角切削刃(45a－45d)具有一种凹陷的轮廓(50a)。该凹陷的轮廓(50a)具有一种凹入的形状并且从该切削刃(45a)向内延伸。在该切削刃上，该凹陷具有一个圆锥形状以定义一个锥形部分(55a)，并且从该切削刃进一步向内该凹陷可以具有一个圆柱的形状以定义一个圆柱形部分(60a)。

Description

带有凹陷拐角的切削刀片
技术领域
[0001]本发明总体上涉及在金属加工操作中所使用的一种切削刀片，并且更具体地涉及在一个切削刀片上的多个切屑流动控制的特征。
背景技术
[0002]切削刀片是众所周知的，并且它们中的大部分具有丢弃性设计。这类刀片可拆卸地夹在刀架上，并且随后当它们变钝或有缺口时被丢弃。丢弃性刀片通常是可分度的和/或可翻转的，这样一个刀片可以配备至少两个切削刃用于选择性放置在切削位置上。具有多个切削刃的可分度的和/或可翻转的刀片更加经济，因为当一个刃已经使用时，该刀片可以简单地分度或翻转到下一个可用的刃。当考虑到生产刀片的材料的高成本时，这样一个特点是尤为重要的。
[0003]金属加工的主要目的是形成一个新的工作表面。在机加工的过程中，对于切屑的形成给予很多的注意力(虽然切屑是废品)，因为能量的消耗主要发生在切屑的形成和运动中。因此，任何金属加工操作的一个实质性特征是有效的切屑流动。名称为“切削刀片及其制造方法”的美国专利号6,769,844传授了带有一个凸起擦拭器切削刃的一种切削刀片，它有提供于这些切削刃之间的一个斜切的拐角。这个专利被转让给本申请的受让人并特此通过引用结合于此。
[0004]因为切屑流动控制是金属切削操作中的一项重要考虑，开发用在切削刀片上的改进的切屑流动控制表面是金属切削技术中的一个长期持续的目标。
发明内容
[0005]本发明针对一种切削刀片，它包括一个前刀面、一个座表面以及在该前刀面与该座表面之间延伸的多个后刀面。该前刀面与多个后刀面的相交处定义了多个侧切削刃。本体的前刀面具有多个拐角区域，这些拐角区域形成于多个侧切削刃的相交处上以定义多个拐角切削刃。当从该刀片的侧面观察时，至少一个拐角区域中的拐角切削刃具有一个凹陷的轮廓。该凹陷的轮廓具有一个凹入的形状并且从该切削刃向内延伸。在该切削刃上，该凹陷具有一个圆锥的形状以定义一个锥形部分，并且进一步从该切削刃向内该凹陷可以有一个圆柱形状以定义一个柱形部分。
[0006]通过参见附图并考虑以下说明和所附权利要求，本发明的这些和其他特征和特性，连同操作的方法和多种结构的相关元件的功能和多个部分的组合以及制造的经济性将变得更加清楚，所有这些形成了本说明书的一部分，其中类似的参考号标明不同图中相应的部件。除非上下文明确地另有说明，如在说明书和权利要求书中所使用的，“a”、“an”和“the”的单数形式包括复数的指代物。
附图说明
[0007]图1是根据本发明的一个切削刀片的透视图；
[0008]图2A是当沿着图1中的箭头“2”观察时，拐角区域的一个放大的透视图；
[0009]图2B是在图2A中突出显示的拐角的一个顶部平面图；
[0010]图3是沿着图2B的线3-3取出的切削刀片的一个截面视图；
[0011]图4是图1的切削刀片的一个顶部平面视图；
[0012]图5是从一个拐角观察的图1的切削刀片的侧面正视图；
[0013]F图6是从一个侧面观察的图1的切削刀片的一个侧面正视图；
[0014]图7是沿着图2B的线3-3取出的切削刀片的一个截面视图，但展示了另一个实施方案，由此该刀片具有邻近该切削刃的一个台面；以及
[0015]图8是使用根据本发明的切削刀片加工一个工件的一个旋转刀架的透视图。
具体实施方式
[0016]以下为了说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”及其衍生词将涉及按照在这些附图中定向的本发明。然而，应该认识到本发明可以采取不同的替代性变体，除非明确地指定为相反的情况。还应该认识到在这些附图中所示的这些具体的装置以及以下说明中的描述只是本发明的示例性实施方案。因此，具体的尺寸以及涉及在此披露的这些实施方案的其他物理特性不得被视为是限制性的。
[0017]请注意图1，一个切削刀片10具有一个本体15，它包括一个前刀面20和一个座表面25。多个后刀面30a-30d在前刀面20与座表面25之间延伸。由该前刀面20与多个后刀面30a-30d的相交处限定了多个侧切削刃35a-35d。前刀面20具有多个拐角区域40a-40d，这些拐角区域形成于这些侧切削刃35a-35d的相交处上以限定多个切削刃45a-45d。
[0018]如图1所示，本体15具有大致正方的形状。然而，这不得被解释为是限制性的，因为已经考虑了用于切削刀片10的许多其他的切削几何形状(包括八角型与五角形)。应该进一步认识到，在此所描述的这些切削刃中的每一个可以被分度到一个工作的或者起作用的位置上，并且有效地使用于先有技术中已知类型的切削工具中。这种切削刀片10的一个特别的用途可以是用于一种切入式铣刀。
[0019]为了简化的目的，在以下对于拐角区域40a的讨论将应理解这类细节可以应用到该刀片10的其余拐角区域40b-40d上。
[0020]请注意图2A和图5，当从该本体15的侧面观察时，该拐角区域40a中的拐角切削刃45a具有一个凹陷的轮廓50a。如图2A和图5所示，该凹陷的轮廓50a具有一个凹入的形状。请注意图2A和2B，该凹陷的轮廓50a从该拐角切削刃45a向内延伸。凹陷的轮廓50a向内延伸并且从拐角切削刃45a进入前刀面20。如图2A和图3所示，该凹陷的轮廓50a具有一个圆锥的形状以定义一个锥形部分55a。暂时注意图2B，该锥形部分55a从该拐角切削刃45a向内延伸一个距离“A”，它约为0.02-0.030英寸并且优选是在约0.005-0.006英寸的范围中。另外，请注意图2B，该锥形部分55a可以有在约5-45度之间的一个锥角“B”(而优选的角约为20度)。如图3所示，该圆锥体的中心轴线L与平行于本体15的座表面25的一条线26形成一个角“C”，它在大约2-30度之间并且优选地在大约5-10度之间。
[0021]如图2B所示，凹陷的轮廓50a在该前刀面20的整个宽度W上向内延伸。
[0022]进一步如图2B所示，凹陷的轮廓50a可以包括一个圆柱形部分60a，它在该前刀面20之内凹陷并且位于从该锥形部分55a向内。一个交汇部分65a可以使该锥形部分55a与该圆柱形部分60a相连接，以便在这些部分之间提供一种平滑的过渡。
[0023]请注意图5和图6，例如，当从如图6所示的侧面观察时，邻近拐角区域40a的切削刃35a、35b可以是直的或者凸起的。例如，如图6所示的切削刃35a可以具有大约8英寸的曲率半径R。暂时注意图3，可以容易地想像到，当前刀面20从切削刃35a向内延伸时，它也可以具有一个凸起的轮廓。
[0024]到目前为止已经讨论了直接邻近前刀面20的一个切削刃35a，其中该前刀面具有一个正前刀面角，这样该切削刃35a相对锐利并且该刃可以进行珩磨以提供其上一个半径用来增加该切削刃35a的强度。请注意图7，完全有可能在该切削刃35a与该前刀面20之间引入一个台面70，藉此为这些切削刃(如切削刃35a)提供增加的强度。
[0025]如图7所示，凹陷的轮廓50a从拐角切削刃45a向内延伸进入前刀面20。具体地说，该凹陷的部分50a从带有该锥形部分55a的切削刃45a继续向内延伸进入前刀面20。此后，该凹陷的轮廓50a继续向内延伸到交汇部分65a并且进入圆柱形部分60a。在操作中，该切削刃45a跟随切削刃35并导致切削碎屑升高并从工件流走。
[0026]请注意图6，每个后刀面(例如后刀面30d)基本上是平的并且与由这些切削刃35定义的总体上平的表面垂直的一条线形成大约0-30度(优选地约11-20度)之间的一个后角“F”。
[0027]图8示出了切削刀片10安装在一个刀架内并且在加工一个工件。具体地说，图8展示了安装在一个铣刀100之内的切削刀片10。该铣刀100包括一个本体105，该本体沿一个纵向轴线110延伸并且具有一个第一末端115。一个凹陷120延伸进入该第一末端115并且具有一个刀片凹座125，它适配为用于接受切削刀片10。该切削刀片10可以有穿过其中延伸的一个孔80(图4)，以容纳一个安装螺钉132，该安装螺钉可以通过螺纹接合在一个带螺纹的孔内(未示出)，该孔贯穿凹陷120的凹座125中的一个底面。使用这种安排，该铣刀100可以围绕纵向轴线110以顺时针方向旋转，这样该切削刀片10接合该工件130以使工件130形成希望的形状。
[0028]尽管基于当前认为是最实际的并且优选的实施方案为了说明的目的已详细描述了本发明，应该理解，这样的细节仅仅是为了该目的，并且本发明不限于所披露的实施方案，而是正相反，本发明旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内的多种修改和等效安排。例如，应当理解，本发明考虑了(在可能的程度上)任何实施方案的一个或多个特征可以与任何其他实施方案的一个或多个特征相结合。

Claims (19)

1.一种具有本体的切削刀片，包括：
a)前刀面；
b)座表面；
c)在该前刀面与该座表面之间延伸的多个后刀面，其中该前刀面与该多个后刀面的相交处定义了多个侧切削刃；以及
d)其中该本体的前刀面具有多个拐角区域，这些拐角区域形成于这些侧切削刃的相交处以定义多个拐角切削刃，并且其中当从该刀片本体的侧面观察时，在至少一个拐角区域中的拐角切削刃具有凹陷的轮廓。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中该凹陷的轮廓具有凹入的形状。
3.根据权利要求2所述的切削刀片，其中该凹陷的轮廓自该切削刃向内延伸。
4.根据权利要求3所述的切削刀片，其中每个拐角区域具有从该拐角切削刃向内延伸的台面，并且该凹陷的轮廓延伸进入该台面。
5.根据权利要求4所述的切削刀片，其中该凹陷的轮廓从该切削刃向内延伸，并且具有圆锥的形状。
6.根据权利要求3所述的切削刀片，其中该凹陷的轮廓延伸进入该刀片本体的前刀面。
7.根据权利要求6所述的切削刀片，其中该凹陷的轮廓从该切削刃向内延伸，并且具有圆锥的形状以定义锥形部分。
8.根据权利要求7所述的切削刀片，其中该锥形部分从该切削刃向内延伸大约在约0.002-0.030之间。
9.根据权利要求7所述的切削刀片，其中该锥形部分具有在约5-45度之间的锥角。
10.根据权利要求9所述的切削刀片，其中该锥形部分具有中心轴线，并且该中心轴线与该座表面形成在大约2-30度之间的角。
11.根据权利要求7所述的切削刀片，其中该凹陷的轮廓在该前刀面的整个宽度上向内延伸。
12.根据权利要求11所述的切削刀片，其中该凹陷的轮廓进一步包括圆柱形部分，该圆柱形部分在前刀面之内自该锥形部分向内凹陷。
13.根据权利要求12所述的切削刀片，进一步包括使该锥形部分与该圆柱形部分相连接的交汇部分。
14.根据权利要求1所述的切削刀片，其中当从该侧面观察时，这些拐角部分之间的这些切削刃是凸起的。
15.根据权利要求14所述的切削刀片，其中这些切削刃是珩磨的。
16.根据权利要求14所述的切削刀片，其中当该前刀面随其从该切削刃向内延伸而具有凸起的轮廓。
17.根据权利要求1所述的切削刀片，其中这些后刀面基本上是平的。
18.根据权利要求1所述的切削刀片，其中该本体具有大致正方的形状。
19.一种具有本体的切削刀片，包括：
前刀面，该前刀面具有倾斜部分；
多个后刀面，其中这些后刀面中的至少一个具有正后角；
至少两个侧切削刃，该侧切削刃形成于该前刀面与该多个后刀面中的一个之间的相交处，其中这些侧切削刃彼此相邻；以及
至少一个拐角切削刃，其形成于两个相邻的侧切削刃的相交处；
其中，在至少一个拐角切削刃上提供了具有大体上圆锥形状的凹陷的拐角部分。
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