CN102325620B - 切削刀具和包括其的切削工具 - Google Patents

切削刀具和包括其的切削工具 Download PDF

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Abstract

根据本发明的切削刀具包括：顶面和底面；前侧面部分和后侧面部分，所述前侧面部分和所述后侧面部分连接所述顶面和所述底面；以及通孔，所述通孔贯穿过所述顶面和所述底面，其中切削刃是在所述前侧面部分中形成的，所述后侧面部分设置有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面分别相对于与旋转轴垂直的平面以不同的角度向前倾斜，且所述第一斜面比所述第二斜面长，以便所述后侧面部分具有不对称的凸“V”形。

Description

切削刀具和包括其的切削工具
技术领域
本发明涉及一种切削刀具和一种包括此切削刀具的切削工具，更具体地，本发明涉及这样的切削刀具和包括该切削刀具的切削工具：切削刀具的后侧面部分形成非对称的“V”形以将施加给固定螺栓的力分解，由此防止对固定螺栓造成破坏且使所述切削刀具牢固地固定到刀架上。
背景技术
总的来说，切削工具包括由钢制成的刀架和由硬质合金钢制成的切削刀具，切削刀具通过固定螺栓可转位地安装到刀架上。
这样的转位切削工具是有利的，因为如果其切削刀具的切削刃被磨损，则该切削刀具可以由新的切削刀具替换。然而，当切削刀具和刀架之间的连接有问题时，可能发生比如切削刀具脱离和固定螺栓损坏的问题。
同时，切削刀具安装到工具主体上，切削刀具的后截面垂直于切削刀具的旋转轴。在此结构中，仅通过将切削刀具固定到工具主体上的固定螺栓的夹持力，可以稳固地承受纵向阻力，但与横向切割阻力有关的反作用力被抵消。
在高进给条件下加工工件期间，大切割阻力作用在切削刀具的切削刃上，因此仅通过固定螺栓无法为切割阻力提供足够夹持力。在此情况下，固定螺栓可能损坏。
发明内容
技术问题
构想本发明以解决上述问题，本发明的目的是提供这样的切削刀具和包括该切削刀具的切削工具：其中，切削刀具的后侧面部分形成非对称的“V”形以将施加给固定螺栓的力分解，由此防止对固定螺栓造成破坏且使所述切削刀具牢固地固定到刀架上。
此外，本发明的另一目的是提供一种这样的切削刀具和包括该切削刀具的切削工具：其中所述切削刀具能够通过提供制造的简单性而降级制造公差且具有优良的安装精度。
技术方案
根据用于实现这些目的的本发明的一方面，提供了一种切削刀具，所述切削刀具包括：顶面和底面；前侧面部分和后侧面部分，所述前侧面部分和所述后侧面部分连接所述顶面和所述底面；以及通孔，所述通孔贯穿过所述顶面和所述底面，其中在所述前侧面部分中形成切削刃，所述后侧面部分设置有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面分别相对于与旋转轴垂直的平面以不同的角度向前倾斜，且所述第一斜面比所述第二斜面长，以便所述后侧面部分具有不对称的凸“V”形。
根据用于实现这些目的的本发明的另一方面，提供了一种切削工具，所述切削工具包括：刀架，所述刀架具有在其前端部分上形成的凹腔，所述凹腔具有一对齿板；以及切削刀具，所述切削刀具可转位地安装到所述凹腔上，其中所述切削刀具包括分别对应于每一齿板的顶面和底面、前侧面部分和对应于所述刀架的所述凹腔的后侧面部分，所述前侧面部分和所述后侧面部分连接所述顶面和所述底面，通孔贯穿过所述顶面和所述底面，切削刃形成在所述前侧面部分中，所述后侧面部分设置有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面相对于与旋转轴垂直的平面分别以不同角度向前倾斜，以及所述第一斜面部分比所述第二斜面部分长，因此所述后侧面部分具有不对称的凸“V”形。
有利效果
如上所述，根据本发明的切削刀具和包括该切削刀具的切削工具通过将施加给固定螺栓的力分解来相对于轴向方向提供了稳定的支持结构且防止固定螺栓损坏并将所述切削刀具稳固地固定到刀架上。
此外，根据本发明的切削刀具和包括该切削刀具的切削工具因大制造公差而易于制造且具有优良的安装精度。
附图说明
根据以下结合附图给出的优选实施方式的描述，本发明的上述的和其他的目的、特征、优势将显而易见，其中：
图1是根据本发明的第一实施方式的切削刀具的透视图；
图2是图1中示出的切削刀具的正视图；
图3是图2中示出的切削刀具的后视图；
图4是根据本发明的第二实施方式的切削刀具的正视图；
图5是根据本发明的第三实施方式的切削刀具的正视图；
图6是根据本发明的实施方式的切削工具的分解透视图；
图7是示出以下状态的切削工具的透视图：图4中示出的构件互相连接；以及
图8示出了图4中示出的构件互相连接的状态中的轴向力和径向力。
具体实施方式
下文，将参照附图更详细地描述根据本发明的优选实施方式的隔油池。在附图中，除非上下文有明确指示，否则相同的附图标记通常确定相同的元件。出于简化说明的目的提供附图，且为了清楚，结构构件的形状可以被夸大或缩小。
图1是根据本发明的第一实施方式的切削刀具10的透视图，图2是图1中示出的切削刀具10的正视图，以及图3是图2中示出的切削刀具10的后视图。
根据本发明的第一实施方式的切削刀具10包括顶面11、底面12以及与工件(未示出)相对应的前侧面部分13和与刀架的凹腔(未示出)相对应的后侧面部分14，前侧面部分13和后侧面部分14连接顶面11和底面12，通孔17贯穿过顶面11和底面12。
在此，前侧面部分13设置有一对切削刃13-1和13-2，切削刃13-1和13-2关于旋转轴L旋转对称。
此外，切削刀具10的前侧面部分13还可包括连接面15和16，连接面15和16与旋转轴L平行。
后侧面部分14具有第一斜面14-1和第二斜面14-2，它们自垂直于旋转轴L的平面S、分别以预定倾角α、β向上倾斜地形成。第一斜面14-1比第二斜面14-2长。
即，第一斜面14-1和第二斜面14-2可以形成不对称的凸“V”形。
在此，后侧面部分14的第一斜面14-1的倾角α可以比第二斜面14-2的倾角β小，其中第一斜面14-1可以相对于与旋转轴L垂直的平面S以5-15°的倾角α倾斜，第二斜面14-2可以相对于与旋转轴L垂直的平面S以35-45°的倾角β倾斜。
同时，通孔17的内周面的一部分可以是平面18，其沿与第一斜面14-1相反的方向倾斜。
从切削刀具10的顶面11看(参见图2和图3)，平面18的角度θ是由平面18的延长线与垂直于旋转轴L的平面S形成的钝角。
按以上所述构成的切削刀具10在与刀架接合时提供了优良的接合精度且保持稳固安装以抵抗轴向切割阻力和径向切割阻力。
图4是根据本发明的第二实施方式的切削刀具20的正视图。根据本发明的第二实施方式的切削刀具20包括顶面21、底面(未示出)和前侧面部分23以及后侧面部分24，前侧面部分和后侧面部分连接顶面21和底面，通孔27贯穿过顶面21和底面。
在此，前侧面部分23具有一对切削刃23-1和23-2，它们具有关于旋转轴L旋转对称的结构。
除了根据本发明的第一实施方式的切削刀具10的切削刃13-1和根据本发明的第二实施方式的切削刀具20的切削刃23-1之间的形状不同外，切削刀具20的其他元件的结构和形状和切削刀具10的其他元件的结构和形状相同。
换言之，根据本发明的第一实施方式的切削刀具10是球头立铣刀，根据本发明的第二实施方式的切削刀具20是圆鼻(R)立铣刀。
切削刀具20的前侧面部分23还可以包括连接面25和26，它们与旋转轴L平行。
后侧面部分24具有第一斜面24-1和第二斜面24-2，它们自垂直于旋转轴L的平面S、分别以预定倾角α、β向上倾斜地形成。第一斜面24-1的长度大于第二斜面24-2的长度。
即，第一斜面24-1和第二斜面24-2可以形成不对称的凸“V”形。
在此，后侧面部分24的第一斜面24-1的倾角α可以比第二斜面24-2的倾角β小，其中第一斜面24-1可以相对于与旋转轴L垂直的平面S以5-15°的倾角α倾斜，第二斜面24-2可以相对于与旋转轴L垂直的平面S以35-45°的倾角β倾斜。
通孔27的内周面的一部分可以是平面28，其沿与第一斜面24-1相反的方向倾斜。
例如，从切削刀具20的顶面21看，平面28的角度θ是由平面28的延长线与垂直于旋转轴L的平面S形成的钝角。
图5是根据本发明的第三实施方式的切削刀具30的透视图。根据本发明的第三实施方式的切削刀具30具有和根据本发明的第一实施方式的切削刀具10或根据本发明的第二实施方式的切削刀具20的结构和形状相同的结构和形状，且还可在顶面31和底面(未示出)的至少一个中包括凹槽38以提供冷却剂。
凹槽38的两端是开放的，例如凹槽38的入口部分38-1可以在第一斜面34-1和顶面31之间的边界部分中形成，凹槽38的出口部分38-3可以在切削刃33-1和顶面31之间的边界部分中形成，连接入口部分38-1和出口部分38-2的中间部分38-2可以在通孔37的周围形成。
凹槽38还可以以关于旋转轴旋转对称的形状形成在顶面31和底面(未示出)中。
同时，优选的是，凹槽38的截面积从入口部分38-1(d1：入口部分的截面积)朝出口部分38-3(d2：出口部分的截面积)逐渐减小。因此，凹槽38是朝着切削刃33-1的喷嘴的形状，由此提高冷却剂的流速(切削油或者气体)并有效地注入冷却剂。
参考附图，现在将详细描述包括切削刀具10、20和30的切削工具。
图6是根据本发明的实施方式的切削工具100的分解透视图，图7是示出处于图4中示出的构件互相连接的状态中的切削工具100的透视图，以及图8示出了图4中示出的构件互相连接的状态中的轴向力和径向力。
用于将图1到图5中示出的切削刀具10、20、30中的每一个与刀架120接合的方法是相同的，因此为了便于说明，将利用根据本发明的第一实施方式的切削刀具10作为示例来进行描述。图6中示出的切削刀具110和根据本发明的第一实施方式的切削刀具10是相同的。
根据本发明的实施方式的切削工具100包括刀架120，在刀架120的前端部分中形成具有一对齿板122和123的凹腔121，切削刀具10以可更换的方式安装在凹腔121上。
切削刀具110和刀架120可以通过固定螺栓130接合。
切削刀具110包括分别对应于齿板122和123中的每一齿板的顶面和底面、以及对应于工件的前侧面部分和对应于刀架120的凹腔121的后侧面部分，前侧面部分和后侧面部分连接顶面和底面，且通孔贯穿过顶面和底面。
可以在刀架120的凹腔121中形成接触第一斜面的第一接触面124和接触第二斜面的第二接触面125。
切削刀具110的第一斜面和第二斜面形成不对称的凸“V”形，刀架120的凹腔121的第一接触面124和第二接触面125形成不对称的凹“V”形。
当在切削刀具100的顶面和底面中形成用于提供冷却剂的凹槽时，可以在刀架120中形成冷却剂导向孔(未示出)以将冷却剂提供至刀架120的凹腔121中。
参照图8，P4表示当刀架120和切削刀具110通过固定螺栓130接合时、由固定螺栓130的圆周边和切削刀具110的通孔的内面之间的接触产生的旋转力，P3表示当接合固定螺栓130时、通过由两个齿板122和123支撑的固定螺栓130的弹力沿轴向方向从切削刀具110朝刀架120产生的轴向附着力，P1和P2分别表示沿着与P3垂直的方向施加的分量力以及沿着切线方向施加的分量力。
如图8所示，大的垂直分量力P1提供第一斜面和刀架120的凹腔121(第一接触面124)之间的牢固附着力，相对小的切线分量力P2引起第二斜面和刀架120的凹腔121(第二接触面125)之间的紧密附着。
当接合固定螺栓130时，施加旋转力P4使得第一斜面滑动、同时保持其与凹腔部分121的第一接触面124的表面接触，直到第二斜面接触凹腔121的第二接触面125为止，由此促成牢固且稳定接合结构，即使切削刀具110的“V”形和凹腔部分121的“V”形并不完全相同，因此允许相对大的制造公差。
在此，沿着与所述第一斜面相反的方向倾斜的平面形成在切削刀具110的通孔的内周面的某一部分上，由此固定螺栓130的弹力的方向沿着与所述平面垂直且朝着第二斜面的方向。因此，P1到P3使切削刀具110与第一接触面124良好接触，即使当切削刀具110的第一斜面因固定螺栓130的旋转力P4而在第一接触面124上滑动，可以由第二斜面和凹腔121的第二接触面125之间的接触保证牢固支撑，因此提高接合结构的牢固性和稳定性。
切削刀具110的第一斜面是主要安装面，其通过与刀架120的第一接触面124进行表面接触而提供抵抗轴向切削力来保持稳固安装，且还提供抵抗横向切削力。
切削刀具110的第二斜面是辅助安装面，其通过与刀架120的第二接触面125进行线接触或表面接触来抵抗径向切削力，刀架120的第一接触面124和第二接触面125承受径向切削力，由此降低传递给固定螺栓130的径向切削力。
这样，通过以非对称结构提供明显方向，切削刀具10、20、30和110以及刀架120易于加工、具有大制造公差并防止因切削刀具110和刀架120以错误方向接合而导致精密度下降。切削工具100通过将施加给固定螺栓130的力分解来防止固定螺栓130损坏且将切削刀具牢固地固定到刀架120。
尽管已参照实施方式中的多个说明性实施方式描述实施方式，但应当理解，本领域的专业技术人员可以想出将落在本发明的原理的精神和范围内的多个其他改动和实施实施方式。更具体地，在本说明书、附图和权利要求的范围内，对元件部分和/或主题组合排列的安排做各种修改和改动是可能的。除了元件部分和/或安排的各种修改和改动外，对于本领域的专业技术而言，其他使用也是可能的。

Claims (10)

1.一种切削刀具，所述切削刀具包括：
顶面和底面；
前侧面部分和后侧面部分，所述前侧面部分和所述后侧面部分连接所述顶面和所述底面；以及
通孔，所述通孔贯穿过所述顶面和所述底面;
其中切削刃是在所述前侧面部分中形成的，所述后侧面部分设置有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面分别相对于与旋转轴垂直的平面以不同的角度向前倾斜，且所述第一斜面比所述第二斜面长，以便所述后侧面部分具有不对称的凸“V”形；所述通孔的内圆周面的一部分是平面，所述平面沿着与所述第一斜面相反的方向倾斜，所述通孔的内圆周面的其余部分具有曲率。
2.如权利要求1所述的切削刀具，其中所述前侧面部分包括一对切削刃，所述一对切削刃关于所述旋转轴旋转对称。
3.如权利要求1所述的切削刀具，其中所述第一斜面的倾角小于所述第二斜面的倾角。
4.如权利要求1所述的切削刀具，其中所述后侧面部分的所述第一斜面相对于与所述旋转轴垂直的平面以5度到15度的角度倾斜，所述后侧面部分的所述第二斜面相对于与所述旋转轴垂直的平面以35度到45度的角度倾斜。
5.如权利要求1所述的切削刀具，其中在所述顶面和所述底面中的至少一个中形成用于提供冷却剂的凹槽，所述凹槽的入口部分在所述第一斜面与所述顶面和所述底面这二者中的至少一个之间的边界部分中形成，所述凹槽的出口部分在所述切削刃与所述顶面和所述底面这二者中的至少一个之间的边界部分中形成，连接所述入口部分和所述出口部分的中间部分在所述通孔的周围形成。
6.一种切削工具，所述切削工具包括：
刀架，所述刀架具有在其前端部分上形成的凹腔，所述凹腔具有一对齿板；以及
切削刀具，所述切削刀具可转位地安装到所述凹腔上，
其中所述切削刀具包括分别与每一齿板相对应的顶面和底面、前侧面部分和与所述刀架的所述凹腔相对应的后侧面部分，所述前侧面部分和所述后侧面部分连接所述顶面和所述底面，通孔贯穿过所述顶面和所述底面，
切削刃形成在所述前侧面部分中，
所述后侧面部分设置有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面相对于与旋转轴垂直的平面分别以不同角度向前倾斜，以及
所述第一斜面部分比所述第二斜面部分长，以便所述后侧面部分具有不对称的凸“V”形；所述通孔的内圆周面的一部分是平面，所述平面沿着与所述第一斜面相反的方向倾斜，所述通孔的内圆周面的其余部分具有曲率。
7.如权利要求6所述的切削工具，其中所述第一斜面的倾角小于所述第二斜面的倾角。
8.如权利由要求6所述的切削工具，其中所述刀架的所述凹腔设置有第一接触面和第二接触面，所述第一接触面和所述第二接触面分别接触所述第一斜面和所述第二斜面。
9.如权利要求6所述的切削工具，其中所述第一接触面和所述第二接触面形成不对称凹“V”形。
10.如权利要求6所述的切削工具，其中在所述顶面和所述底面这二者中的至少一个中形成用于提供冷却剂的凹槽，所述凹槽的入口部分在所述第一斜面与所述顶面和所述底面这二者中的至少一个之间的边界部分中形成，所述凹槽的出口部分在所述切削刃与所述顶面和所述底面这二者中的至少一个之间的边界部分中形成，连接所述入口部分和所述出口部分的中间部分在所述通孔的周围形成。
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