CN102470447B - 双侧可转位切削刀片和加强部件的组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双侧可转位切削刀片和加强部件的组件，该组件被用于加工金属材料和类似材料。本发明的多边形双侧可转位切削刀片在每一个角部包括多个凸部。凸部的高度低于角部切削刃的高度。而且，本发明的加强部件包括在每一个角部与切削刀片的凸部形成接触的平坦部分。在将切削刀片和加强部件组装在一起时，加强部件的平坦部分接触切削刀片的至少三个凸部。

Description

双侧可转位切削刀片和加强部件的组件
技术领域
本发明涉及一种双侧可转位切削刀片和加强部件的组件，该组件被用于加工金属材料和类似材料。
背景技术
粗磨是指一种在恶劣的切削条件下粗加工金属的方法。为了使粗磨期间施加的作用力最小化，切削刀片的切削刃被设置在高位并且侧面上的凹槽通常被成形为朝着切削刀片的中心向下倾斜。
在单侧切削刀片中，位于底部的支撑面被磨平从而使其能够被牢固地安装在刀架或加强部件上。但是，在其顶部和底部彼此对称的双侧切削刀片中，此类切削刀片的支撑面位于比切削刃更低的位置。因此，支撑面不能被磨削并且在制造过程期间出现的无法避免的变形可能会造成支撑面的高度偏差。在此情况下，切削刀片就不能被牢固地安装在加强部件或刀架上。
申请号为2008-7026943的韩国专利申请涉及将双侧可转位切削刀片(1)安装在支撑板(2)上。图1示出了根据现有技术的刀架和支撑板。支撑板(2)的上部设有多个平面区域(3a,3b,3c)，而切削刀片(1)的上表面设有与平面区域相接触的接触面(4a,4b,4c)。切削刀片的接触面通过机压成形。但是，由于切削刀片在压制过程期间无法避免的变形以及造成的支撑面的高度偏差，因此可能只有两个接触面可以接触到平面区域并且在余下的接触面和平面区域之间可能会存在间隙。这就会导致切削刀片在切削过程期间振动，相应地就会明显地影响准确性，并且会大大降低切削刀具的寿命。
另外，在以上切削刀片的中心成形有通孔用于将切削刀片安装在加强部件或刀架上。当利用螺栓安装切削刀片时，螺栓即被插入切削刀片的减缩通孔内。在此情况下，由于螺栓啮合被用于安装支撑板的螺栓的内部螺纹，因此固定切削刀片所需的夹紧力有限。而且，由于每一次更换切削刀片时都必须要完全拧下螺栓，因此更换切削刀片就变得很繁琐。此外，螺栓很容易磨损，因此会减小将切削刀片推压在刀架壁部上的夹紧力，这相应地经常会造成切削刀片损坏。当利用轴杆安装切削刀片时，切削刀片的通孔为柱状，也就是说通孔的直径是恒定的。尽管这样提供了对刀架壁部的良好夹紧力，但是对刀架槽底部的夹紧力就有可能不足，从而会导致切削刀片在切削过程期间升高并由此变得容易损坏。因此，利用螺栓或轴杆来安装切削刀片会造成切削刀片在恶劣的切削条件下从刀架槽中脱离的问题。
发明内容
技术问题
本发明的目标是解决上述现有技术中的技术问题。也就是说，本发明试图有效避免切削刀片从其在刀架上的原始位置脱离同时始终确保切削刀片和刀架之间的稳定接合。
本发明进一步试图沿刀架的横向和向下的方向传输足量的作用力以使得能够牢固地紧固切削刀片。
问题解决方案
为了实现上述目标，本发明的多边形双侧可转位切削刀片在每一个角部都包括多个凸部。凸部的高度低于角部切削刃的高度。而且，本发明的加强部件包括在每一个角部与切削刀片的凸部形成接触的平坦部分。在将切削刀片和加强部件组装在一起时，加强部件的平坦部分接触切削刀片的至少三个凸部。
而且，切削刀片在中心处包括通孔，通孔是顶部-底部对称的并且还相对于竖直穿过其中心的中心轴线旋转对称。通孔的直径从通孔的每一端向着中心减小，由此在通孔内形成凸部。为了固定切削刀片，L形轴杆被插入切削刀片的通孔内。L形轴杆接触通孔的凸部并施加横向和向下的压力以将切削刀片固定在刀架上。
本发明的有利效果
根据本发明，双侧可转位切削刀片和加强部件之间的牢固接触即使在恶劣的切削条件下也得以保持，原因在于这样的接触总是在三个或更多个点上实现的。因此，可以在加工期间有更好的精度并且也大大延长了刀具的寿命。
此外，由于L形轴杆在切削刀片上施加了压向刀架的横向和向下的压力，因此即可将切削刀片固定在刀架上，即使在恶劣的切削条件下也不会脱离。
附图说明
图1示出了根据现有技术的一种切削刀具。
图2是本发明的切削刀具的透视图，其包括切削刀片和加强部件的组件。
图3是根据本发明的切削刀片和加强部件的组件的透视图。
图4是穿过图2中A-A线的截面图。
图5是根据本发明的切削刀片的透视图。
图6是根据本发明的切削刀片的俯视图。
图7是穿过图6中A-A线的截面图。
图8是根据本发明实施例1的加强部件的透视图。
图9是根据本发明实施例1的加强部件的俯视图。
图10是穿过图9中A-A线的截面图。
图11根据本发明的实施例1示出了切削刀片和加强部件之间的接触点。
图12是根据本发明实施例2的加强部件的透视图。
图13是根据本发明实施例2的加强部件的俯视图。
图14是穿过图13中B-B线的截面图。
图15根据本发明的实施例2示出了切削刀片和加强部件之间的接触点。
图16示出了通过图4中示出的L形轴杆加至切削刀片的作用力。
具体实施方式
以下将参照附图详细介绍本发明。
图2是根据本发明的切削刀具的透视图，其包括双侧可转位切削刀片和加强部件的组件。图3是根据本发明的切削刀片和加强部件的组件的透视图。图4是穿过图2中A-A线的截面图。如图2中所示，加强部件(30)被安装在刀架(40)上并且双侧可转位切削刀片(20)相应地被安装在加强部件上。如图4中所示，加强部件和切削刀片通过L形轴杆(50)被固定在刀架(40)上。
通孔(24)被成形在切削刀片的中心处用于接合L形轴杆。通孔(24)是顶部-底部对称并且还相对于竖直穿过其中心(O)的中心轴线(I)旋转对称。通孔(24)的直径从通孔(24)的每一端向着中心减小，由此在通孔(24)内形成凸部(21)(参见图5)。L形轴杆(50)通过在凸部(21)上的一点(Q)接触切削刀片而将切削刀片固定刀架上。凸部(21)可以如图4中所示是弧形，或者它也可以包括以一定的前倾角倾斜的平坦表面。
图5是根据本发明的双侧可转位切削刀片的透视图。切削刃被成形在切削刀片的周边部分并且位于最高部分。因此，切削刀片的中部与周边部分相比处于较低的高度。在中部的中心处成形有通孔(24)用于插入紧固切削刀片的部件。根据本发明的切削刀片为矩形，并且圆顶形的凸部(25)在矩形的每一个角部(22)都被成形在角部切削刃(23)附近。
将从切削刀片中心到凸部中心的距离定义为x，并且将从切削刀片中心到切削刀片角端的距离定义为y，x:y的比值在0.7:1到0.95:1之间。如果该比值小于0.7:1，也就是凸部过于靠近切削刀片的中心，那么凸部就无法有效地支持切削作用力。另一方面，如果上述比值大于0.95:1，也就是凸部过于靠近切削刀片的周边部分，那么机械加工凸部和凹槽就会变得很困难。
图6是根据本发明的切削刀片的俯视图。图7是穿过图6中A-A线的截面图。如图7中所示，切削刀片的周边部分位于最高点并且其余部分朝着中心向下倾斜。而且，为了避免在切削过程期间形成的切屑撞击到凸部(25)，角部(22)包括两级凹槽也就是从角部(22)的角部切削刃(23)延伸的第一凹槽(26)以及以比第一凹槽更陡的前倾角从第一凹槽延伸的第二凹槽(27)。由此，在刀刃处形成的切屑即由第一凹槽引导以使它们不会撞击到凸部(25)或粘结到凸部上。
图8是根据本发明实施例1的加强部件(30)的透视图。图9是根据本发明实施例1的加强部件(30)的俯视图。根据本实施例的加强部件(30)与切削刀片一样是矩形。在加强部件的中心处成形有通孔(31)用于插入紧固部件，并且围绕通孔(31)成形有环形的升高部分(32)。由于升高部分(32)增加了加强部件的厚度，因此加强部件的强度也有所改善。此外，平坦部分(33)被成形在环形升高部分的外侧和矩形的每一个角部。
图10是穿过图9中A-A线的截面图。如图10中所示，环形升高部分(32)的高度高于通过机压成形的平坦部分(33)的高度。图11示出了根据本发明的实施例1的切削刀片(20)和加强部件(30)之间的接触点。切削刀片的凸部(25)和加强部件的平坦部分(33)在P点彼此接触。而且，除了平坦部分(33)以外，切削刀片不与加强部件在任何其他点接触。因为三点总在一个平面上，所以切削刀片(20)和加强部件(30)就总是在三个或更多个点彼此接触。因此，在切削过程期间的振动得以避免，由此即可保证加工精度。
图12-15示出了根据本发明的实施例2的加强部件(30)。图12是根据本发明实施例2的加强部件(30)的透视图。图13是根据本发明实施例2的加强部件(30)的俯视图。图14是穿过图13中B-B线的截面图。如图14中所示，根据实施例2的加强部件(30)与实施例1中的加强部件不同，原因在于平坦部分(33)位于比环形升高部分(32)更高的位置。而且，由于平坦部分(33)位于最高点，因此它们可以通过磨削而精确地机械加工。
图15示出了根据本发明的实施例2的切削刀片(20)和加强部件(30)之间的接触点。类似于实施例1，切削刀片的凸部(25)和加强部件的平坦部分(33)在P点彼此接触。而且，除了平坦部分(33)以外，切削刀片不与加强部件在任何其他点接触。
图16示出了通过L形轴杆加至切削刀片的作用力及其分量。F表示通过L形轴杆施加的法向夹紧力，θ表示夹紧力相对于水平面的角度，而FH和FV则分别表示F的水平和竖直分量。L形轴杆在Q点接触切削刀片的通孔(24)，并且在该点施加水平和竖直的夹紧力。水平的夹紧力FH避免切削刀片从刀架的槽中脱离。另外，竖直的夹紧力FV保持切削刀片牢固地压在刀架表面上。因此，切削刀片就能够通过利用L形轴杆以简单的结构沿横向和向下的方向牢固地安装在刀架上。
角度θ优选地在5度到40度之间。如果该角度在优选范围以外，那么水平或竖直夹紧力就会变得不够强从而难以牢固地保持切削刀片就位。
如图16中所示，在将a定义为切削刀片的通孔(24)的长度时，从L形轴杆接触切削刀片的点(Q)到通孔底部的距离(b)即为0.6a到0.8a。如果距离(b)小于0.6a，也就是接触点过低，那么施加切削作用力的切削刃和接触点之间的距离就会变得过大从而不能有效地阻止旋转动作。相反，如果距离(b)大于0.8a，也就是接触点过高，那么通孔的强度就会受到不利影响并且L形轴杆可能会伸出到通孔以上，由此导致它会被切削过程期间形成的切屑击中。
本发明的以上实施例仅仅是为了进行说明而并不是为了将本发明限制为特定的过程和形式，并且基于这些实施例可以有多种修改和变形。例如，本发明并不排除通过其他的夹持装置例如螺栓而不是L形轴杆将切削刀片安装在刀架上，也不排除圆形或其他的多边形切削刀片和加强部件。而且，本发明的切削刀片和加强部件不仅可以用于粗磨，而且也可以用于其他类型的机械加工。

Claims (12)

1.一种矩形双侧可转位切削刀片和矩形加强部件的组件，其中：
所述矩形切削刀片包括四个圆顶形的凸部，每一个凸部位于角部，所述凸部的高度低于在每一个角部的角部切削刃的高度；
所述加强部件包括：位于中心处的柱状通孔；围绕所述通孔的环形的升高部分；和四个被设置用于在每一个角部与切削刀片的凸部相接触的且被设置在所述升高部分的外侧上的平坦部分；并且
加强部件的所述平坦部分中的至少三个在与切削刀片相接合时被设置用于接触切削刀片的至少三个凸部。
2.如权利要求1所述的组件，其中：
所述平坦部分被设置为低于所述升高部分。
3.如权利要求2所述的组件，其中包括所述平坦部分的加强部件通过机压成形。
4.如权利要求1所述的组件，其中：
所述平坦部分被设置为高于所述升高部分。
5.如权利要求4所述的组件，其中所述加强部件的平坦部分通过磨削成形。
6.如权利要求2或4所述的组件，其中所述切削刀片的每一个角部都包括向中心倾斜的第一凹槽以及与所述第一凹槽相比设置得更加靠近中心并且以比第一凹槽更陡的前倾角下倾的第二凹槽，且
其中与所述第二凹槽相比所述凸部设置得更加靠近中心。
7.如权利要求1所述的组件，其中：
x:y为0.7:1到0.95:1，其中从切削刀片中心到凸部中心的距离被定义为x，并且从切削刀片中心到切削刀片角端的距离被定义为y。
8.如权利要求2或4所述的组件，其中所述切削刀片包括位于中心的顶部-底部对称并且还相对于竖直穿过其中心的中心轴线旋转对称的通孔，并且其中所述通孔的直径从通孔的每一端向着中心减小，由此在通孔内形成凸部。
9.如权利要求8所述的组件，其中所述双侧可转位切削刀片和加强部件的组件进一步包括用于固定切削刀片的L形轴杆。
10.如权利要求9所述的组件，其中所述L形轴杆被设置用于接触切削刀片的通孔的凸部，由此将所述切削刀片沿横向和向下的方向压在刀架上。
11.如权利要求10所述的组件，其中：
所述L形轴杆接触切削刀片的点从通孔的底部量起为0.6a到0.8a，其中a被定义为切削刀片的通孔的长度。
12.如权利要求10所述的组件，其中夹紧力相对于L形轴杆接触切削刀片的水平面的角度(θ)在5度到40度之间。
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