CN102421556A - 切削工具以及用于该切削工具的切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切削工具以及用于该切削工具的切削刀片。切削工具包括一个或多个切削部分。每个所述切削部分包括切削刀片和用于安装切削刀片的刀片槽。刀片槽包括具有细齿形状的一个或多个突出部分的顶表面、以及底支撑表面。切削刀片包括与刀片槽的所述突出部分配合的顶表面、与刀片槽的底支撑表面配合的底表面。切削刀片的顶表面包括与刀片槽的突出部分配合的一个或多个向外倾斜的表面、以及离开突出部分的一个或多个向内倾斜的表面。

Description

切削工具以及用于该切削工具的切削刀片

技术领域

本发明涉及用于加工金属材料的切削工具以及构造成用于所述切削工具的切削刀片。

背景技术

传统的切削工具采用各种装置将切削刀片固定于刀具本体。在一些切削工具中，在刀具本体中设有带螺纹的孔，而在切削刀片中设有对应的通孔。切削刀片通过使用螺钉而直接固定到刀具本体。然而，这样一种方法需要各种金属切削操作以便在刀具本体中形成螺纹孔。并且，螺纹孔可能使刀具本体变弱。此外，当切削工具损坏时，折断的螺钉的一部分可能落入刀具本体的螺纹孔中。

其它已知的切削工具可以采用通过楔块来固定卡座的结构。例如，美国专利7390150公开了一种切削工具，其包括带有楔块和细齿的切削刀片。图1和图2示出了根据该现有技术的切削工具。工具保持件本体1是盘形状并包括多个刀片槽3，这些刀片槽3以相同的间隔围绕外周边布置。每个刀片槽3容纳切削刀片2和楔块4。切削刀片2的顶表面包括细齿2'。刀片槽3的顶表面包括与切削刀片2的细齿2'对应的细齿3'。当切削刀片2安装在刀片槽3上时，切削刀片2的细齿2'和刀片槽3的细齿3'相互接合。楔块4在刀片槽3中位于切削刀片2之下。螺钉5通过楔块4的螺纹孔而紧固到刀片槽3的螺纹孔中。随着螺钉5更加进入刀片槽3的螺纹孔中，楔块4被推向刀片槽3的螺纹孔。由于楔块4向内逐渐变细，随着楔块4朝向刀片槽3的螺纹孔前进，切削刀片2由楔块4夹紧在刀片槽3中。

发明内容

在如上所述的现有技术中，切削刀片的径向位置由切削刀片的顶表面上的细齿2'和刀片槽的细齿3'之间的接合来确定。另外，在切削刀片的径向内侧表面和容纳切削刀片的工具保持件本体的内侧表面之间具有间隙。如果没有该间隙，在该两部件（即，切削刀片和工具保持件本体）之间可能有干扰。因此，切削刀片仅由顶表面和底表面支撑，在径向方向没有支撑。也就是说，现有技术的这种结构可能不能为切削刀片提供足够的夹紧力。

另外，当细齿2'和3'变成用于安装的参考位置时，制造切削刀片变得困难。并且，由于制造和组装误差，在调节之后，切削刀片的径向位置变得不一致。因此，显著地降低了切削工艺的精度。

本发明的目的是提供一种能够克服或显著减少以上缺点的切削刀片以及被设计为使用这种切削刀片的切削工具。

为了实现以上目的，本发明提供带有一个或多个切削部分的切削工具。一个或多个切削部分中的每一个包括切削刀片和形成在切削工具的本体上用于安装切削刀片的刀片槽。所述刀片槽包括具有细齿形状的一个或多个突出部分的顶表面、后支撑表面和底支撑表面。所述切削刀片包括顶表面、第一侧表面和底表面，其中，所述顶表面构造成与所述刀片槽的细齿形状的一个或多个突出部分配合，所述第一侧表面构造成与所述刀片槽的后支撑表面配合，所述底表面构造成与所述刀片槽的底支撑表面配合。所述切削刀片的顶表面包括构造成与所述刀片槽的顶表面上的一个或多个突出部分配合的一个或多个向外倾斜的表面、以及离开所述刀片槽的所述一个或多个突出部分的一个或多个向内倾斜的表面。

根据本发明的一个实施例，所述刀片槽的顶表面还包括从所述一个或多个突出部分延伸的平坦表面。所述切削刀片的顶表面还包括当所述切削刀片安装到所述刀片槽时与所述刀片槽的平坦表面接触的平坦表面。

根据本发明的一个实施例，所述刀片槽的顶表面的突出部分包括位于所述刀片槽中的第一突出部分。所述第一突出部分的向内倾斜的表面相对于所述刀片槽的底支撑表面形成30°至45°范围内的角度。

根据本发明的另一实施例，与上述实施例相反，所述刀片槽的顶表面包括细齿形状的一个或多个凹入部分。此外，所述切削刀片的顶表面包括构造成与所述刀片槽的顶表面上的一个或多个凹入部分配合的一个或多个向外倾斜的表面、以及离开所述刀片槽的一个或多个凹入部分的一个或多个向内倾斜的表面。

根据本发明的另一实施例，所述刀片槽的顶表面的上部包括一体地形成在所述切削工具中的螺纹孔、沿着所述螺纹孔形成的缝、以及插入所述螺纹孔中将所述刀片槽的顶表面推向所述切削刀片的顶表面的螺钉。

根据本发明的另一实施例，所述一个或多个切削部分还包括卡座和卡座槽，其中，所述卡座的下部包括所述刀片槽的具有细齿形状的一个或多个突出部分的顶表面，所述卡座槽形成在所述切削工具的本体上用于容纳所述卡座。所述卡座包括形成在所述切削工具的径向外侧表面的朝向内表面的螺纹孔、沿着所述螺纹孔形成的缝、以及插入所述螺纹孔以便将所述刀片槽的顶表面推向所述切削刀片的顶表面的螺钉。

根据本发明，由于切削刀片由三个表面（即，顶表面、底表面和第一侧表面）支撑，与现有技术的由切削刀片的两个表面（即，顶表面和底表面）支撑相比，其能够更稳固地安装。在本发明中，能够提供足够的夹紧力。

另外，与利用楔块方法的现有技术相比，本发明需要更少的部件来夹紧切削刀片。

并且，根据本发明，由于切削刀片的第一侧表面完全地并且紧密地接触刀片槽，并且作为参考表面，因此，切削边缘的位置能够容易地被控制为总是被修正。因此，与现有技术相比，本发明具有更高的切削操作精度。

此外，根据本发明的另一实施例，切削刀片包括至少部分地形成在刀片槽的顶表面上的卡座和用于容纳卡座的卡座槽。当由于与切削刀片的顶表面22频繁接触导致刀片槽的顶表面32的锯齿形突出或凹入部分磨损或破损时，工作人员仅需要更换损坏的卡座而不需要更换整个刀具本体。因此，由于本发明能够延长切削工具的使用寿命，因此，与不使用卡座直接在刀具本体上形成刀片槽的顶表面的方法相比，其更为经济。

附图说明

图1和图2示出了根据现有技术的切削工具。

图3为根据本发明的切削工具的透视图。

图4为根据本发明的切削刀片的透视图。

图5为根据本发明的切削刀片的俯视图。

图6为根据本发明的切削刀片的前视图。

图7为根据本发明的切削刀片的侧视图。

图8显示了切削刀片、固定螺钉和调节螺钉全都安装在根据本发明的刀具本体上。

图9显示了固定螺钉和调节螺钉安装在根据本发明的刀具本体上。

图10和图11显示了切削刀片、固定螺钉和调节螺钉全都安装在根据本发明的刀具本体上之前的状态。

图12显示了仅调节螺钉安装在根据本发明的刀具本体上的状态。

图13显示了固定螺钉安装在根据本发明的刀具本体上之前的状态。

图14显示了根据本发明的切削刀片的支撑力。

图15为根据本发明的另一实施例的切削工具的透视图。

图16为根据本发明的另一实施例的切削工具的侧视图。

图17为根据本发明的另一实施例的切削工具的前视图。

图18是显示于图17的虚线中的部分的放大视图。

具体实施方式

参考附图，以下将详细地描述本发明。

图3为根据本发明的切削工具的透视图。刀具本体10包括安装在研磨机的主轴上的圆柱形安装部分11、第一凸缘部分12、第二凸缘部分14、连接在第一凸缘部分12和第二凸缘部分14之间的圆柱形连接部分13。第一凸缘部分12从圆柱形安装部分11延伸并且外直径大于安装部分11的外直径。第二凸缘部分14从第一凸缘部分12离开刀具本体的端部。圆柱形连接部分13的外直径小于第一和第二凸缘部分12和14的外直径。第二凸缘部分14包括用于容纳切削刀片20的多个刀片槽30，这些刀片槽30形成在第二凸缘部分的周边。切削刀片20通过切削刀片固定螺钉50固定在刀具本体中。缝60形成在切削刀片固定螺钉50和刀片槽30之间。缝60构造成便于切削刀片20的组装。

现在参考图3和图8至图10，螺钉孔71形成在第一凸缘部分12的靠近刀片槽30的底表面上。调节螺钉70插入螺钉孔71中。安装在刀片槽30中的切削刀片20的侧表面与调节螺钉70的头部72接触。当调节螺钉70的头部72旋转时，切削刀片20能够沿着切削工具的轴向方向A移动。调节螺钉70能够容易地且精确地调节切削刀片的轴向位置。以下，切削工具的“轴向方向”意味着图3中“A”所示的轴向方向。此外，“径向方向”指的是从刀具本体的中心朝向其周边的方向。

图4为根据本发明的切削刀片20的透视图。图5至图7分别是切削刀片20的俯视图、前视图和侧视图。切削刀片20包括与定位在刀具本体中心附近的刀片槽表面接触的径向内侧表面21（或第一侧表面）、顶表面22、底表面23、定位在刀具本体的周边的径向外侧表面24、定位在刀具本体的端部附近的端表面25、以及与调节螺钉70的头部72接触的接触表面。切削刀片的顶表面22包括至少一个带有细齿形状的凹入部分40。根据该实施例的切削刀片包括带有细齿形状的两个凹入部分40。然而，带有细齿形状的凹入部分的数量当然不受限于此。

每个带有细齿形状的凹入部分包括径向向外倾斜的表面41（或44）、切角的顶表面43、以及径向向内倾斜的表面42（或45）。如图14所示，当切削刀片20通过切削刀片固定螺钉50安装在刀片槽30上时，在切削刀片的顶表面上的每个凹入部分的三个表面中只有向外倾斜的表面41（或44）接触刀片槽30。即，在每个凹入部分的三个表面中的仅一个表面有接触，而在其它两个表面和刀片槽之间具有微小的间隙。这确保了在切削刀片的径向内侧表面21和底表面23上有完全的表面接触。在径向向外倾斜的表面41和44中，第一向外倾斜的表面41和第二向外倾斜的表面44相对于切削刀片的底表面23形成45°的角度。第一和第二向外倾斜的表面41和44优选相对于切削刀片的底表面23形成30°至45°的角度。如果该角度小于30°，由于切削刀片的径向内部不能够完全地获得紧密接触，当切削工具旋转时，切削刀片可能会脱落。另外，如果该角度大于45°，则切削刀片的顶表面不能够顺利地与刀片槽的顶表面接触。

作为本发明的另一实施例，切削刀片的顶表面22可包括带有细齿形状的至少一个突出部分来替代带有细齿形状的凹入部分。带有细齿形状的每个突出部分包括径向向外倾斜的表面、切角的顶表面、以及径向向内倾斜的表面，如同前一实施例。当切削刀片安装在刀片槽中时，在位于切削刀片顶表面的每个突出部分的三个表面中，仅向外倾斜的表面接触刀片槽。即，仅在每个突出部分的三个表面中的一个表面有接触，而另外两个表面与刀片槽之间具有微小的间隙。这确保了在切削刀片的径向内侧表面21和底表面23上的完全的表面接触。

作为本发明的另一实施例，切削刀片的顶表面22优选还包括从带有细齿形状的突出或凹入部分向径向向外倾斜的表面24延伸的平坦表面46。在这种情况下，当切削刀片安装在刀片槽中时，平坦表面46以及切削刀片的顶表面的突出或凹入部分接触刀片槽。这确保了切削刀片更稳固地夹在刀片槽中。

如图4所示，切削刀片的顶表面22还可以包括切削尖端27。切削尖端27优选由CBN或PCD构成。由CBN或PCD制成的切削尖端用于精确地切削铸铁和铝材料的表面，其用作汽车等的部件。

图8至图10是根据本发明的刀具本体的透视图。图11至图13是从刀具本体的端部看到的刀具本体的前视图。图8示出了切削刀片、固定螺钉和调节螺钉全部安装在刀具本体上的状态。图9示出了安装固定螺钉和调节螺钉之前的状态。图10至图11示出了切削刀片、固定螺钉和调节螺钉全部安装之前的状态。图12示出了仅安装调节螺钉时的状态。切削刀片固定螺钉50所插入的孔51和缝60设置在刀片槽30的上部，切削刀片坐落于该刀片槽30的上部。盘形状的薄片36形成在缝60和刀片槽30之间。刀片槽包括后支撑表面31和底支撑表面33。在根据本发明的刀片槽30中，后支撑表面31垂直于底支撑表面33。刀片槽的顶表面32（即，薄片36的下表面）包括带有细齿形状的一个或多个突出部分34。为了将切削刀片夹紧在刀片槽中，切削刀片首先被插入刀片槽中，并且切削刀片固定螺钉50被插入孔51中。然后，随着固定螺钉50向孔51内前进，螺钉50的头部使孔51的逐渐变细的入口变宽，并且缝60变宽。最终，缝60和刀片槽30之间的薄片36向下弯折，弯折力F造成刀片槽的锯齿形的顶表面32推切削刀片。

图14示出了根据本发明的切削刀片的支撑力。由于螺钉50的夹紧产生的薄片36的弯折力F造成切削刀片的顶表面上的夹紧力F1和F2。夹紧力F1和F2造成垂直于切削刀片的径向内侧表面的分力P1和垂直于切削刀片的底表面的分力P2。分力P1驱使切削刀片紧密地接触刀具本体的内部，从而防止切削工具旋转时产生的离心力造成切削刀片脱落。分力P2允许切削刀片的底表面紧密接触。因此，由于切削刀片被三个表面（即，顶表面、底表面和径向内侧表面）支撑，因此与现有技术中被切削刀片的两个表面（即，顶表面和底表面）支撑相比，其能够更稳固地安装。在本发明中，能够提供足够的夹紧力。

另外，在图1和图2所示的现有技术中，由于形成在切削刀片的顶表面的细齿的加工误差和组装误差，当安装切削刀片时，切削刀片的径向位置会变化。这导致切削操作的精度降低。然而，在本发明中，切削刀片的径向内侧表面紧密地接触刀片槽，并作为参考表面。因此，与现有技术相比，本发明具有更高精度的切削操作。

尽管在该实施例中切削刀片的力F1和F2的方向彼此相同，但F1和F2的方向可以彼此不同，以便使分力P1和P2合理分布。也就是说，两个径向向外倾斜的表面41和44分别与切削刀片的底表面所成的角度可以彼此不同。在另一实施例中，为了使力F2为零，可以调节向外倾斜的表面44和底表面之间的角度或者向外倾斜的表面44和刀片槽的突出部分之间的间隙。

在本发明的另一实施例中，切削刀片的顶表面可以包括带有细齿形状的至少一个突出部分来代替带有细齿形状的凹入部分。刀片槽的顶表面构造成包括带有细齿形状的凹入部分，其对应于该突出部分。在这种情况下，由于切削刀片和刀片槽之间的接合与之前的实施例相同，因此此处省略详细的解释。

在本发明的另一实施例中，刀片槽的顶表面22还包括从带有细齿形状的突出或凹入部分向径向外侧表面24延伸的平坦表面46。如图14所示，由于螺钉50的夹紧产生的薄片36的弯折力F造成切削刀片的顶表面上的夹紧力F1、F2和F3。由于力F3作用在垂直于切削刀片的底表面的方向上，因此，与刀片槽的底支撑表面的紧密接触可以更为可靠。

在本发明的另一实施例中，如图15至图18所示，刀具本体10还包括卡座80以及形成在刀具本体上构造成容纳卡座80的卡座槽90。卡座槽90包括顶表面91、后支撑表面92和底表面93，该底表面93连接到刀片槽30的后支撑表面31。卡座80包括接触卡座槽90的顶表面91的顶表面81、接触卡座槽的后支撑表面92的径向内侧表面82、接触卡座槽93的底表面93并且部分地形成刀片槽的顶表面32的底表面83、以及径向外侧表面85。卡座的底表面83由刀片槽的顶表面32和接触卡座槽的底表面93的底支撑表面84组成。在卡座的径向外侧表面85上，螺钉孔51形成在刀片槽的顶表面32之上。缝60沿着螺钉孔51形成。螺钉50插入螺钉孔51。由于刀片槽的顶表面32夹紧切削刀片的功能已经在上面描述过，因此，此处省略详细解释。根据该实施例，当由于与切削刀片的顶表面22频繁接触而造成刀片槽的顶表面32的锯齿形突出或凹入部分磨损或破损时，工作人员只需要更换损坏的卡座，而不需要更换整个刀具本体。因此，由于本发明能够延长切削工具的寿命，因此，与不使用卡座而直接在刀具本体上形成刀片槽的顶表面的方法相比，其更为经济。

本领域技术人员将清楚的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变型。另外，本发明可以用在使用切削刀片的各种机械加工中，例如孔加工和车削操作。

Claims (8)

1.一种切削工具，包括：

一个或多个切削部分，所述切削部分包括切削刀片和刀片槽，所述刀片槽形成在所述切削工具的本体上用于安装所述切削刀片；

所述刀片槽具有顶表面、后支撑表面和底支撑表面，其中，所述顶表面具有细齿形状的一个或多个突出部分；

所述切削刀片具有顶表面、第一侧表面和底表面，其中，所述顶表面与所述刀片槽的细齿形状的一个或多个突出部分配合，所述第一侧表面与所述刀片槽的后支撑表面配合，所述底表面与所述刀片槽的底支撑表面配合；

其特征在于，所述切削刀片的顶表面包括与所述刀片槽的顶表面上的一个或多个突出部分配合的一个或多个向外倾斜的表面、以及离开所述刀片槽的所述一个或多个突出部分的一个或多个向内倾斜的表面。

2.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，所述刀片槽的顶表面还包括从所述一个或多个突出部分延伸的平坦表面，所述切削刀片的顶表面还包括当所述切削刀片安装到所述刀片槽时与所述刀片槽的平坦表面接触的平坦表面。

3.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，所述刀片槽的顶表面的突出部分包括位于所述刀片槽中的第一突出部分，并且其中，所述第一突出部分的向内倾斜的表面相对于所述刀片槽的底支撑表面形成30°至45°范围内的角度。

4.一种切削工具，包括：

一个或多个切削部分，所述切削部分包括切削刀片和形成在所述切削工具的本体上用于安装所述切削刀片的刀片槽；

所述刀片槽具有顶表面、后支撑表面和底支撑表面，所述刀片槽的顶表面具有细齿形状的一个或多个凹入部分；

所述切削刀片包括顶表面、第一侧表面和底表面，其中，所述切削刀片的顶表面与所述刀片槽的细齿形状的一个或多个凹入部分配合，所述第一侧表面与所述刀片槽的后支撑表面配合，所述底表面与所述刀片槽的底支撑表面配合；

其特征在于，所述切削刀片的顶表面包括与所述刀片槽的顶表面上的一个或多个凹入部分配合的一个或多个向外倾斜的表面、以及离开所述刀片槽的所述一个或多个凹入部分的一个或多个向内倾斜的表面。

5.如权利要求4所述的切削工具，其特征在于，所述刀片槽的顶表面还包括从所述一个或多个凹入部分延伸的平坦表面，所述切削刀片的顶表面还包括当所述切削刀片安装到所述刀片槽时与所述刀片槽的平坦表面接触的平坦表面。

6.如权利要求4所述的切削工具，其特征在于，所述刀片槽的顶表面的凹入部分包括位于所述刀片槽中的第一凹入部分，并且其中，所述第一凹入部分的向内倾斜的表面相对于所述刀片槽的底支撑表面形成30°至45°范围内的角度。

7.如权利要求1或4所述的切削工具，其特征在于，所述刀片槽的顶表面的上部包括一体地形成在所述切削工具中的螺纹孔、沿着所述螺纹孔形成的缝、以及插入所述螺纹孔中将所述刀片槽的顶表面推向所述切削刀片的顶表面的螺钉。

8.如权利要求1或4所述的切削工具，其特征在于，所述一个或多个切削部分还包括卡座和卡座槽，其中，所述卡座的下部包括所述刀片槽的具有细齿形状的一个或多个突出部分的顶表面，所述卡座槽形成在所述切削工具的本体上用于容纳所述卡座；

所述卡座包括形成在所述切削工具的径向外侧表面的朝向内表面的螺纹孔、沿着所述螺纹孔形成的缝、以及插入所述螺纹孔以便将所述刀片槽的顶表面推向所述切削刀片的顶表面的螺钉。

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