CN102056694A - 切割镶嵌件 - Google Patents

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Abstract

本发明的切割镶嵌件具有带平行四边形形状的顶表面和底表面，以及连接顶表面和底表面的四个侧表面。一个或多个主切割刃形成在顶表面和底表面与两个相对侧表面之间的交接处。副切割刃形成在顶表面和底表面与另外两个相对侧表面之间的交接处。主切割刃相对于与顶表面和底表面平行的中央平面形成第一角。副切割刃相对于中央平面形成第二角。顶表面和底表面均具有安装表面和斜度表面，其中，斜度表面从切割刃向内朝向中央平面延伸。切割镶嵌件的顶表面和底表面均相对于中央平面成镜面对称。

Description

切割镶嵌件
技术领域
本发明涉及一种在诸如铣刀的切割工具中使用的切割镶嵌件(或镶入式切割件，cutting insert)。
背景技术
切割镶嵌件或直接地安装到工具本体上，或通过使用卡头间接地连接到工具本体上。切割镶嵌件包括切割刃，该切割刃在切割过程期间接触工件以便对其进行切割。在切割过程中，采用具有左旋切割刃的切割镶嵌件和具有右旋切割刃的切割镶嵌件。当从工具本体观测时，左旋切割刃用于铣刀的反时针方向旋转，而右旋切割刃用于铣刀的顺时针方向旋转。
图1为设计成用于执行凹槽处理的槽铣刀的侧视图。图2示出了使用图1中所示的槽铣刀的凹槽处理。
如图1中所示，具有右旋切割刃的切割镶嵌件130和具有左旋切割刃的切割镶嵌件120交替地布置在槽铣刀100中。如图2中所示，当槽铣刀100旋转时，具有右旋切割刃的切割镶嵌件130处理凹槽的底表面142和一侧面144。具有左旋切割刃的切割镶嵌件120处理凹槽的底表面142和另一侧面144。因此，凹槽便形成在工件140中。具有左旋切割刃的切割镶嵌件和具有右旋切割刃的切割镶嵌件交替地安装用以处理凹槽，以便调整其间的距离，从而调整所处理凹槽的宽度。
因此，在使用槽铣刀的切割过程如凹槽处理中，通过使用安装在其相应位置上的具有左旋切割刃的切割镶嵌件和具有右旋切割刃的切割镶嵌件来执行切割过程。如果具有右旋切割刃的切割镶嵌件安装在具有左旋切割刃的切割镶嵌件的位置上，或相反，则不能成功地执行切割过程。然而，切割镶嵌件可能由于操作人员的失误等而安装在不适合的位置上。因此，需要防止这种问题。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于解决现有技术的上述问题。本发明针对提供包括左旋切割刃和/或右旋切割刃的切割镶嵌件，其中，所述切割镶嵌件的形状使其仅沿正确的方向才能够安装到卡头(或刀具本体)上。
此外，本发明的目的在于提供具有一定形状的切割镶嵌件，该形状使切割镶嵌件能够牢固地安装到工具本体(或卡头)上。
技术方案
为了实现以上目的，本发明提供了一种切割镶嵌件，其包括：分别具有平行四边形形状的顶表面和底表面；连接顶表面和底表面的四个侧表面；在顶表面和底表面与两个相对的侧表面之间的交接处形成的一个或多个主切割刃；以及在顶表面和底表面与另外两个相对的侧表面之间的交接处形成的一个或多个副切割刃。主切割刃相对于中央平面(或正中平面)形成第一角，该中央平面与顶表面和底表面平行且位于其间。副切割刃相对于中央平面形成第二角。第一角和第二角在3°至13°的范围内。主切割刃与副切割刃相结合而形成连续的切割刃。顶表面和底表面包括安装表面和斜度(rake)表面。斜度表面从切割刃朝向中央平面延伸。顶表面和底表面相对于中央平面成镜面对称。切割镶嵌件关于穿过顶表面和底表面的各自中心的轴线成180°旋转对称。
根据本发明的一个实施例，具有主切割刃的两个相对的侧表面中的各个均包括两个倾斜表面，其中，各所述倾斜表面相对于垂直平面形成范围在5°至15°内的锐角。
根据本发明的一个实施例，用于切割工具的卡头包括用于收容根据本发明的切割镶嵌件的容置部。该容置部包括径向座置表面和底部座置表面。径向座置表面以与顶表面和底表面的主切割刃和副切割刃之间的内角相同的角度倾斜。底部座置表面包括第一倾斜表面和第二倾斜表面，该第一倾斜表面和第二倾斜表面以分别与主切割刃的第一角和副切割刃的第二角相同的角度倾斜。
根据本发明的一个实施例，一种切割工具包括用于收容本发明的切割镶嵌件的容置部。该容置部包括径向座置表面和底部座置表面。径向座置表面以与顶表面和底表面的主切割刃和副切割刃之间的内角相同的角度倾斜。底部座置表面包括第一倾斜表面和第二倾斜表面，该第一倾斜表面和第二倾斜表面以分别与主切割刃的第一角和副切割刃的第二角相同的角度倾斜。
附图说明
图1为用于产生凹槽的槽铣刀的侧视图。
图2示出了使用图1中的槽铣刀的凹槽处理。
图3为根据本发明实施例的切割镶嵌件的透视图。
图4为图3中的切割镶嵌件的顶视图。
图5为从图3中的切割镶嵌件的方向A获得的侧视图。
图6为从图3中的切割镶嵌件的方向B获得的侧视图。
图7为设有根据本发明实施例的切割镶嵌件的槽铣刀的透视图。
图8为图7中的槽铣刀的侧视图。
图9为根据本发明实施例的切割镶嵌件安装于其上的卡头的透视图。
图10为示出安装在图9中的卡头上的切割镶嵌件的截面视图。
具体实施方式
下文将参照附图中所示的实施例来描述本发明的切割镶嵌件。
图3为根据本发明实施例的切割镶嵌件的透视图。图4为图3中的切割镶嵌件的顶视图。图5为从图3中的切割镶嵌件的方向A获得的侧视图。图6为从图3中的切割镶嵌件的方向B获得的侧视图。
如图3中所示，切割镶嵌件10包括平行于彼此延伸的顶表面12和底表面14，以及连接顶表面12和底表面14的四个侧表面16，18。顶表面12和底表面14均具有平行四边形形状。在顶表面12和底表面14与两个相对的侧表面16之间的交接处，形成了第一主切割刃22和第二主切割刃24。此外，在顶表面12和底表面14与另外两个相对的侧表面18之间的交接处，形成了第一副切割刃26和第二副切割刃28。第一主切割刃22与第一副切割刃26相结合而形成第一切割刃，而第二主切割刃24与第二副切割刃28相结合而形成第二切割刃。第一切割刃和第二切割刃成对角地形成在顶表面12和底表面14上。切割镶嵌件10关于穿过顶表面12中心和底表面14中心的轴线成180°旋转对称。切割镶嵌件10相对于中央平面30成镜面对称，该中央平面30定位在顶表面12和底表面14的中间，且与顶表面12和底表面14平行。切割镶嵌件10的顶表面12的第一切割刃和第二切割刃与底表面14的第一切割刃和第二切割刃相对于中央平面30成镜面对称。因此，当顶表面的切割刃为左旋切割刃(或右旋切割刃)时，底表面的切割刃则可用作右旋切割刃(或左旋切割刃)。在所示的实施例中，顶表面12的第一切割刃和第二切割刃为右旋切割刃，而底表面14的第一切割刃和第二切割刃为左旋切割刃。当以与上文相反的方式限定顶表面和底表面时，则顶表面的切割刃可为左旋切割刃，而底表面的切割刃可为右旋切割刃。
如图4中所示，顶表面12和底表面14具有平行四边形形状。当从顶部观察时，形成主切割刃22，24的顶部刃部分相对于形成副切割刃26，28的刃部分成锐角θ倾斜。如图5中所示，第一主切割刃22和第二主切割刃24均相对于中央平面30具有第一角α(非0角度)。因此，第一主切割刃22和第二主切割刃24在切割过程中均相对于工件具有正斜度角(或前角)。作为优选，第一角α在3°至13°的范围内。如图6中所示，第一副切割刃26和第二副切割刃28均相对于中央平面30具有第二角β(非0角度)。因此，第一副切割刃26和第二副切割刃28在切割过程期间均相对于工件具有正斜度角。作为优选，第二角β在3°至13°的范围内。斜度角可具有正值(+)、″0″或负值(-)。当斜度角具有正值时，则切割镶嵌件沿与旋转方向相反的方向倾斜。当斜度角具有负值时，则切割镶嵌件沿旋转方向倾斜。当斜度角为″0″时，则切割镶嵌件并不关于旋转轴线倾斜。为了减小切割阻力，切割刃的斜度角必须至少具有正值。此外，为了避免与工件表面接触，切割镶嵌件10以一定的后角(relief angle)安装。为了容许主切割刃和副切割刃的斜度角在此后角下具有正值，优选的是使第一角α和第二角β都大于3°。相反，由于过大的第一角α和第二角β会使切割镶嵌件的制造很困难，且还会降低切割镶嵌件的强度，故优选的是使第一角α和第二角β都小于13°。
顶表面12和底表面14均包括安装表面34和斜度表面32。斜度表面32从形成在顶表面12和底表面14处的第一切割刃和第二切割刃向内朝向中央平面30延伸，且与安装表面34相结合(或融合)。两个相对的侧表面18垂直地连接到顶表面12和底表面14上。另外两个相对的侧表面16也可垂直地连接到顶表面12和底表面14上。然而，在所示的实施例中，另外两个相对的侧表面16包括两个倾斜表面36、38，该倾斜表面36、38以正锐角γ相对于中央平面30朝向顶表面12和底表面14的第一主切割刃22和第二主切割刃24倾斜。因此，当切割镶嵌件安装在工具本体或卡头上且执行切割过程时，则会产生除由螺钉引起的夹持力之外的用于夹持切割镶嵌件的附加支承力。作为优选，角γ在5°至15°的范围内。当角γ太小时，可能不希望该种附加支承力，且主切割刃的强度变小。因此，角γ优选为大于5°。另一方面，当角γ过大时，则很难在切割过程期间确保足够的后角。因此，角γ优选为小于15°。
在切割镶嵌件10的中心，形成了穿过顶表面和底表面的安装孔40。切割镶嵌件10通过紧固穿过安装孔40的螺钉而固定到工具本体或卡头上。然而，切割镶嵌件也可由其它方式联接到工具本体上。
下文将描述根据本发明一个实施例的切割镶嵌件的使用。
图7为设有根据本发明的切割镶嵌件的槽铣刀的透视图。图8为图7中的槽铣刀的侧视图。根据图3至图7中所示本发明一个实施例的切割镶嵌件10具有位于顶表面12上的右旋切割刃和位于底表面14上的左旋切割刃。如图8中所示，当通过使用切割镶嵌件10来执行凹槽加工时，则将切割镶嵌件10安装在槽铣刀50上，使得顶表面12的右旋切割刃和底表面14的左旋切割刃交替地布置。当具有这种布置的槽铣刀旋转时，则右旋切割刃加工凹槽的底表面和一个侧表面，而左旋切割刃则加工凹槽的底表面和另一侧表面，从而在工件上形成凹槽。
图9为本发明的切割镶嵌件安装于其上的卡头的透视图。卡头60包括用于将切割镶嵌件10收容于其中的容置部。容置部具有对应于切割镶嵌件10的形状。容置部包括径向座置表面62和底部座置表面64。径向座置表面62以与切割镶嵌件10的顶表面和底表面的锐角θ相同的角度倾斜。底部座置表面64包括第一倾斜表面66和第二倾斜表面68。第一倾斜表面66以与第一主切割刃22和第二主切割刃24的第一角α相同的角度倾斜。第二倾斜表面68以与第一副切割刃26和第二副切割刃28的第二角β相同的角度倾斜。切割镶嵌件10可安装在卡头60上，使得仅顶表面12的右旋切割刃用作加工切割刃。当操作人员试图有意地或错误地将切割镶嵌件10底表面14的左旋切割刃安装作为加工切割刃时(即，当切割镶嵌件10的顶表面12邻接卡头60的底部座置表面64时)，则在卡头60容置部的径向座置表面62与切割镶嵌件10的侧表面16之间、卡头60容置部的底部座置表面64的第一倾斜表面66与切割镶嵌件10顶表面12的主切割刃之间，以及卡头60容置部的底部座置表面64的第二倾斜表面68与切割镶嵌件10顶表面12的副切割刃之间产生干涉。因此，切割镶嵌件10的底表面14的左旋切割刃就不能作为加工切割刃安装在卡头60上，从而防止了切割镶嵌件10的不正确安装。尽管并未详细示出，但可以认识到的是，卡头60具有对应于切割镶嵌件的形状，使得切割镶嵌件10安装在其中底表面14的左旋切割刃用作加工切割刃的位置上，从而防止了切割镶嵌件的不正确安装。
图10为示出安装在图9中的卡头60上的切割镶嵌件10的截面视图。切割镶嵌件10侧表面16的倾斜表面36邻接卡头60的径向座置表面62，该径向座置表面62以与倾斜表面36相同的角γ倾斜。因此，径向座置表面62提供除由穿过安装孔40紧固的螺钉造成的紧固力之外的附加支承力，以便克服在切割过程期间产生的切割力F而夹持切割镶嵌件。结果，切割镶嵌件可比仅由螺钉紧固力而固定到卡头上的切割镶嵌件更为稳固地固定到卡头上，因为其侧表面垂直地连接到顶表面和底表面上。此外，由于切割镶嵌件可由较小尺寸的螺钉固定，故切割镶嵌件的强度可通过减小安装孔的尺寸和增大切割镶嵌件的体积来增强。
根据本发明一个实施例的切割镶嵌件10构造成使得第一切割刃和第二切割刃分别成对角地形成在顶表面12和底表面14处。由于顶表面12和底表面14中的各个均具有两个切割刃，故切割镶嵌件是经济的，因为四个侧面可取决于其安装位置而全部使用。
尽管已通过其优选实施例描述了本发明，但这些实施例仅出于举例的目的。本领域普通技术人员将理解的是，可在不脱离本发明范围的情况下作出各种备选方案或改进方案。例如，根据本发明一个实施例的切割镶嵌件在顶表面或底表面与侧表面的所有交接处形成切割刃。然而，本领域技术人员很清楚，如果希望的话，切割刃可仅形成在部分的交接处上。对于根据本发明的一个实施例的切割镶嵌件而言，顶表面和底表面均相对于中央平面成镜面对称，即一个切割镶嵌件一起包括左旋切割刃和右旋切割刃。然而，切割镶嵌件可关于穿过侧表面中心和相对的侧表面中心的轴线成180°旋转对称。在此情况下，切割镶嵌件仅包括左旋切割刃和右旋切割刃中的一个。对于槽铣刀而言，使用了两类切割镶嵌件，即具有左旋切割刃的切割镶嵌件和具有右旋切割刃的切割镶嵌件。尽管根据本发明的一个实施例的切割镶嵌件通常描述为适于作为加工凹槽的槽铣刀使用，但本领域的技术人员将清楚的是，该切割镶嵌件还适于其它切割操作。
工业实用性
如上文所述，本发明提供了包括左旋切割刃和/或右旋切割刃的切割镶嵌件。该切割镶嵌件具有使切割镶嵌件能够安装在适合的位置上且防止切割镶嵌件不正确安装的形状。此外，本发明的切割镶嵌件具有使切割镶嵌件能够直接或利用置于其间的卡头而更为稳固地安装在工具本体上的形状。

Claims (8)

1.一种切割镶嵌件，包括：
分别具有平行四边形形状的顶表面和底表面；
连接所述顶表面和所述底表面的四个侧表面；
形成在所述顶表面和所述底表面与两个相对的侧表面之间的交接处的一个或多个主切割刃；以及
形成在所述顶表面和所述底表面与另外两个相对的侧表面之间的交接处的一个或多个副切割刃；
其中，所述主切割刃相对于平行于所述顶表面和所述底表面且位于其间的中央表面形成第一角，所述副切割刃相对于所述中央平面形成第二角，以及所述主切割刃与所述副切割刃相结合而形成连续的切割刃；
其中，所述顶表面和所述底表面包括安装表面和斜度表面，所述斜度表面从所述切割刃朝向所述中央平面延伸；以及
其中，所述顶表面和所述底表面相对于所述中央平面成镜面对称。
2.根据权利要求1所述的切割刃，其特征在于，所述切割刃关于穿过所述顶表面和所述底表面的各自中心的轴线成180°旋转对称。
3.根据权利要求2所述的切割镶嵌件，其特征在于，具有所述主切割刃的所述两个相对的侧表面中的各个均包括两个倾斜表面，所述倾斜表面中的各个均相对于垂直平面形成锐角。
4.根据权利要求3所述的切割镶嵌件，其特征在于，所述锐角在5°至15°的范围内。
5.根据权利要求1至权利要求4中任何一项所述的切割镶嵌件，其特征在于，所述第一角和所述第二角在3°至13°的范围内。
6.一种在切割工具中使用的卡头，所述切割工具包括用于收容根据权利要求1至权利要求4中任何一项所述的切割镶嵌件的容置部；
其中，所述容置部包括径向座置表面和底部座置表面；
其中，所述径向座置表面以与所述顶表面和所述底表面的主切割刃和副切割刃之间的内角相同的角度倾斜；以及
其中，所述底部座置表面包括分别以与所述主切割刃的第一角和所述副切割刃的第二角相同的角度倾斜的第一倾斜表面和第二倾斜表面。
7.一种切割工具，其包括用于收容根据权利要求1至权利要求4中任何一项所述的切割镶嵌件的容置部；
其中，所述容置部包括径向座置表面和底部座置表面；
其中，所述径向座置表面以与所述顶表面和所述底表面的主切割刃和副切割刃之间的内角相同的角度倾斜；以及
其中，所述底部座置表面包括分别以与所述主切割刃的第一角和所述副切割刃的第二角相同的角度倾斜的第一倾斜表面和第二倾斜表面。
8.根据权利要求7所述的切割工具，其特征在于，所述切割工具为用于凹槽处理的槽铣刀。
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