CN102947029B

CN102947029B - 切削工具

Info

Publication number: CN102947029B
Application number: CN201180019044.3A
Authority: CN
Inventors: G·赫奇特
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2031-03-16
Also published as: EP2558235B1; IL205091A0; CN102947029A; KR20130052561A; US8696262B2; IL205091A; EP2558235A1; WO2011128888A1; US20110255926A1; KR101713363B1

Abstract

一种用于开槽和车削操作的切削工具，其中，切削刀片能够可拆卸地固定在叶片形刀片保持器中。刀片保持器包括刀片接收槽，其具有纵向延伸的上接收槽表面，该上接收槽表面具有纵向分离的单对凸脊型V形侧向止动表面和上夹持表面，其平表面组成部分形成不同的内角。切削刀片包括上表面，该上表面具有单一一对凹槽型的V形上邻接表面，该对上邻接表面与两对凹槽型的V形侧向邻接表面分离。夹持接触发生在上邻接表面对和上夹持表面对之间，并且侧向接触仅仅在足够大的侧载荷加在切削刀片上时才发生在侧向邻接表面对之一的一个表面组成部分和侧向止动表面对的一个表面组成部分之间。

Description

切削工具

技术领域

本发明涉及一种切削工具，其通常用于金属切削过程，尤其用于开槽和车削操作。

背景技术

在用于开槽和车削操作的金属切削工具领域范围内，典型小宽度的且由第一材料制造的切削刀片可以可移除地固定到刀片保持器的槽部分，该刀片保持器具有相似的小宽度且由第二材料制造，第一材料比第二材料更硬。切削力通常传递通过刀片尖端和刀片保持器下表面的前部，然而，在一些开槽和车削操作中，切削力的横向分量可以引起切削刀片相对于刀片保持器的侧向位移。

US6,086,291公开了用于分割和开槽操作的切削工具，其中，刀片保持器包括槽形刀片座，其具有上和下V形凸出部分，并且切削刀片包括对应的V形凹陷部分。每个V形凸出部分具有凸脊，凸脊具有形成锐角的侧表面，其在两个侧向隔开的第一接触表面之间纵向延伸，两个侧向隔开的第一接触表面形成钝楔角，并且每个V形凹陷部分具有凹槽，凹槽具有形成锐角的侧表面，其在两个侧向隔开的第二接触表面之间纵向延伸，两个侧向隔开的第二接触表面形成钝楔角。

切削刀片和刀片保持器被制造成使得当刀片安装在刀片座中时，在第一和第二接触表面处在V形凸出和凹陷部分之间形成夹持接触，并且在凸脊和凹槽侧表面之间建立小的间隙。在工作模式下，主力被指向通过较宽的形成钝角的第一和第二接触表面，并且横向力可被指向通过较窄的形成锐角的凸脊和凹槽侧表面，导致凸脊侧表面之一与对应的凹槽侧表面接触并且吸收横向力。

由于刀片保持器构造有在较宽的形成钝角的第一接触表面之间纵向延伸的较窄的形成锐角的凸脊，所以为了制造刀片保持器，可需要不期望地困难和耗时的机械加工操作。

而且，由于凸脊和凹槽分别在V形的凸出和凹陷部分的第一和第二接触表面之间纵向延伸，所以这使得在每个V形凸出和凹陷部分上的两个侧向隔开的夹持接触位置之间需要不期望的大距离。

US7,384,218公开了一种用于刀片可拆卸工具的夹持机构，该刀片可拆卸工具用于开槽和切断操作，其中，切削刀片可拆卸地安装在保持器的刀片安装座上。刀片安装座包括上颚和下颚，上颚和下颚具有沿纵向方向延伸的V形接触表面，其中，每个接触表面具有第一对斜面，并且接触表面中的至少一个包括具有第二对斜面的引导部分。

切削刀片具有带V形接触表面的顶和底表面，V形接触表面分别与上颚和下颚的接触表面实现夹持接触，其中，当在剖面中看时，每个接触表面具有一对带圆度的凸面以形成第一对接触位置。在夹持期间，在切削刀片的接触表面和至少一个导向部分的第二对斜面之间通常没有接触，然而，可能在凸面对中的至少一个上的第二对接触位置处发生瞬时接触，以平滑地导向和确保切削刀片在组装到保持器期间的对准。而且，在大载荷沿宽度方向施加于切削刀片的切削操作期间，可能在凸面对中的至少一个上的第二对接触位置处发生接触以稳定地保持刀片。

由于切削刀片构造有沿宽度方向在第一对接触位置之间的第二对接触位置，所以这使得在第一对接触位置之间需要不期望的大距离。

本发明的一个目的是提供一种改进的切削工具。

本发明的另一个目的是提供一种改进的切削工具，其刀片保持器能被高效地制造。

本发明的进一步目的是提供一种改进的切削工具，其具有切削刀片和刀片保持器之间的夹持接触的优化定位。

发明内容

根据本发明，提供了一种切削工具，其包括由第一材料制造的刀片保持器和由更硬的第二材料制造的切削刀片，其中，所述切削刀片能够可拆卸地固定在所述刀片保持器中；

所述切削刀片包括：

上和下表面，所述上和下表面沿着公共纵向方向延伸，周围侧表面在它们之间延伸；

第一平面，所述第一平面平行于所述纵向方向并且与所述上和下表面相交；

上周刃，所述上周刃形成在所述上表面与所述周围侧表面的相交处，其中，至少一个切削刃形成在所述上周刃上；

单一一对上邻接表面，所述单一一对上邻接表面形成在所述上表面上；以及

至少一对侧向邻接表面，所述至少一对侧向邻接表面形成在所述上表面上，

所述刀片保持器包括：

刀片接收槽，所述刀片接收槽开口朝向所述刀片保持器的前端，包括沿所述纵向方向延伸的上和下接收槽表面，其中，所述上接收槽表面包括单一一对侧向止动表面和单一一对上夹持表面，

其中：

夹持接触发生在所述一对上邻接表面和所述一对侧向止动表面的前方或后方的所述一对上夹持表面之间；

当所述切削刀片上没有沿横向于所述第一平面的方向的侧载荷时，所述至少一对侧向邻接表面中的一对的第一和第二侧向邻接表面组成部分与所述一对侧向止动表面的第一和第二止动表面组成部分分别被第一和第二间隙隔开；并且

当所述切削刀片上存在沿横向于所述第一平面的方向的足够大的侧载荷时，仅仅所述侧向邻接表面组成部分中的一个接触所述第一和第二止动表面组成部分中的对应一个，

并且其中：

所述一对上邻接表面和所述至少一对侧向邻接表面是纵向地分离的。

附图说明

为了更好的理解，现在将通过仅仅示例的方式并参照附图来描述本发明，在附图中，点划线代表构件的局部视图的切断边界，并且在附图中：

图1为根据本发明的一些实施例的切削工具的透视图；

图2为图1所示的切削工具的分解透视图；

图3为根据本发明的一些实施例的刀片保持器的透视图；

图4为图3所示的刀片保持器的前端视图；

图5为根据本发明的一些实施例的切削刀片的顶视图；

图6为图5所示的切削刀片沿线VI-VI的剖面图；

图7为图1所示的切削工具侧视图；

图8为图7所示的切削工具沿线VIII-VIII的剖面图；

图9a为图7所示的切削工具沿线IX-IX的典型剖面图；并且

图9b为在侧载荷加在切削刀片上时图7所示的切削工具沿线IX-IX的剖面图。

具体实施方式

首先参照图1和2，示出了根据本发明的一些实施例的一种用于开槽和车削操作的切削工具20。切削工具20具有由第一材料制成的叶片形刀片保持器22和由更硬的第二材料制成的切削刀片24的形式，其中，切削刀片24通过自夹持方式而可移除地固定在刀片保持器22中。可以通过形状压制和烧结碳化物粉末(如碳化钨)来制造切削刀片24。

如图3和4中所示，刀片保持器22包括刀片接收槽26，其开口朝向刀片保持器22的前端28，具有沿公共纵向方向L延伸的上和下接收槽表面30、32。上接收槽表面30包括单一一对侧向止动表面34和单一一对上夹持表面36，其是纵向地分离的且每对可以是大致V形的。

在本发明的其他实施例(未示出)中，刀片保持器22可包括从刀片接收槽26向后延伸的相对薄的分隔槽，切削刀片24借助于与分隔槽横向相交的夹持螺钉可移除地固定在刀片保持器22中。

应当理解，遍及说明书和权利要求使用的术语“V形”不限于具有形成“V”形且在顶点处相交的两个平表面组成部分(当在剖面图中看时)的一对表面，而且也包括两个非平表面组成部分以及连结表面组成部分的额外的平面或曲面的情况。

在本发明的一些实施例中，上夹持表面对36可以是凸出的凸脊型，具有平面的第一和第二夹持表面组成部分38、40，其形成内部第一角α1，并且侧向止动表面对34也可以是凸出的凸脊型，具有平面的第一和第二止动表面组成部分42、44，其形成内部第二角α2，其中，内部第一角α1大于内部第二角α2。

在一些实施例中，第一角α1可以是钝角并且第二角α2可以是锐角。

应该理解，遍及说明书和权利要求使用的术语“内部角”和“外部角”分别指的是在一对表面的两个平表面组成部分之间在两个表面组成部分所形成的物件的内部和外部测量的角。

应当强调的是，上接收槽表面30(其具有纵向地分离的上夹持表面对36和侧向止动表面对34，二者都是具有平面组成部分的凸出凸脊型)使得能够以提高的效率来制造刀片保持器22。

在一些实施例中，侧向止动表面对34可以邻近于刀片接收槽26的后端46，并且上夹持表面对36可以位于其前方。

应当理解，遍及说明书和权利要求使用的术语“前”和“后”分别是指在图1至3和7中沿纵向方向L朝左和朝右的相对位置。

如图5和6所示，切削刀片24包括上表面和下表面48、50，上表面和下表面48、50的每个都沿纵向方向L延伸，周围侧表面52在它们之间延伸，上周刃54形成在上表面48与周围侧表面52的相交处。

在本发明的一些实施例中，切削刀片24可以呈现关于平行于纵向方向L且与上表面和下表面48、50相交的第一平面P1的镜像对称性。

而且，在一些实施例中，切削刀片24也可以呈现关于与第一平面P1垂直的第二平面P2的镜像对称性。

在一些实施例中，切削刀片24可以具有两个切削刃56和单一一对上邻接表面58，两个切削刃56形成在上周刃54的纵向远侧部分处且与第一平面P1相交，并且单一一对上邻接表面58形成在上表面48处且纵向地位于两对侧向邻接表面60之间且与其分离。上邻接表面对58和两对侧向邻接表面60可以各自是大致V形的。因此，在一些实施例中，切削刀片是双端开槽或分割刀片，其能够被接收到工具保持槽中并被夹持在其上和下表面之间。

如图7和8所示，上邻接表面对58可以是凹陷的凹槽型，具有第一和第二上邻接表面组成部分62、64，其分别与上夹持表面对36的第一和第二夹持表面组成部分38、40在第一和第二夹持接触区Z1、Z2形成夹持接触。第一和第二夹持接触区Z1、Z2沿着侧向止动表面对34前方的上接收槽表面30的短部分延伸。

在本发明的其他实施例(未示出)中，上夹持表面对36可以邻近于刀片接收槽26的后端46并且侧向止动表面对34可以位于其前方，使得夹持接触分别在侧向止动表面对34的后方的第一和第二夹持接触区Z1、Z2处发生在第一和第二夹持表面组成部分38、40与第一和第二上邻接表面组成部分62、64之间。

在本发明的一些实施例中，当在剖面中看时，第一和第二上邻接表面组成部分62、64可以是非平面的，每个向外凸并且在沿着第一和第二夹持接触区Z1、Z2的隔开接触距离D的两点处分别与第一和第二夹持表面组成部分38、40接触。当在同一剖面中看时，切削刀片24具有宽度W，并且接触距离D等于或小于0.50W。

在本发明的其他实施例(未示出)中，第一和第二上邻接表面组成部分62、64可以是平面的，形成外部角，该外部角略大于在第一和第二夹持表面组成部分38、40之间形成的内部第一角α1，以确保夹持接触朝向第一平面P1发生。

应该强调的是，刀片保持器22的上接收槽表面30上的上夹持表面对36和侧向止动表面对34的纵向分离以及切削刀片24的上表面48上的上邻接表面对58和侧向邻接表面对60之间的纵向分离使得能够将夹持接触区Z1、Z2定位在侧向止动表面对34的前方或后方并且夹持接触区Z1、Z2之间的接触距离D得以优化。

如图5和6所示，两对侧向邻接表面60可以是凹陷的凹槽型，每个相对于上邻接表面对58凹陷并且具有平面的第一和第二侧向邻接表面组成部分66、68。

图7示出了被保持在刀片保持器22中的切削刀片24的侧视图，并且图9a在没有侧向力沿横向于第一平面P1的方向施加到切削刀片24的情况中示出了在垂直于纵向方向L的第三平面P3中的剖视图。如图9a最佳地看到的，当在剖面图中看时，两对侧向邻接表面60中的位于工作切削刃56最后方的一对分别在它的第一和第二侧向邻接表面组成部分66、68与侧向止动表面对34的第一和第二止动表面组成部分42、44之间形成了相等的第一和第二间隙G1和G2。因此，在没有任何这种侧向力的情况下，或者在没有足够大的力的情况下，第一和第二侧向邻接表面组成部分66、68均不邻接相对的第一或第二止动表面组成部分42、44。

图9b在足够大的侧向力Ft(“侧载荷”)沿横向于第一平面P1的方向施加到切削刀片24的情况中示出了在第三平面P3中的剖面图。在图9b中，由于侧载荷Ft足够大，其引起了切削刀片24相对于刀片保持器22的刀片接收槽26的侧向移动，直到位于工作切削刃56最后方的侧向邻接表面对60的第一和第二侧向邻接表面组成部分66、68中的一个与第一和第二止动表面组成部分42、44中的一个之间发生侧向接触。

图9b示出了作为朝向切削刀片24的周围侧表面52的基本平行于第一平面P1且邻近于上述第二侧向邻接表面组成部分68的一部分施加侧载荷Ft的结果，上述侧向邻接表面对60的第二侧向邻接表面组成部分68与第二止动表面组成部分44形成侧向接触。同时在上述侧向邻接表面对60的第一侧向邻接表面组成部分66和第一止动表面组成部分42之间形成了第三间隙G3，第三间隙G3大于第一和第二间隙G1、G2中的每一个。

虽然已经将本发明描述到了一定的具体程度，但应当理解的是，在不脱离本发明的如后面所要求保护的精神和范围的情况下，可作出各种变形和修改。

Claims

1.一种切削工具（20），包括由第一材料制造的刀片保持器（22）和由更硬的第二材料制造的切削刀片（24），其中，所述切削刀片（24）能够可拆卸地固定在所述刀片保持器（22）中；

所述切削刀片（24）包括：

上和下表面（48，50），所述上和下表面（48，50）沿着公共纵向方向（L）延伸，其中周围侧表面（52）在它们之间延伸；

第一平面（P1），所述第一平面（P1）平行于所述纵向方向（L）并且与所述上和下表面（48，50）相交；

上周刃（54），所述上周刃（54）形成在所述上表面（48）与所述周围侧表面（52）的相交处，其中，至少一个切削刃（56）形成在所述上周刃（54）上；

确切一对上邻接表面（58），所述确切一对上邻接表面（58）形成在所述上表面（48）上；以及

至少一对侧向邻接表面（60），所述至少一对侧向邻接表面（60）形成在所述上表面（48）上，

所述刀片保持器（22）包括：

刀片接收槽（26），所述刀片接收槽（26）开口朝向所述刀片保持器（22）的前端（28），包括沿所述纵向方向（L）延伸的上和下接收槽表面（30，32），其中，所述上接收槽表面（30）包括确切一对侧向止动表面（34）和确切一对上夹持表面（36），

其中：

夹持接触发生在所述一对上邻接表面（58）和所述一对侧向止动表面（34）的前方或后方的所述一对上夹持表面（36）之间，

其中：

所述至少一对侧向邻接表面（60）中的确切一对和所述一对侧向止动表面（34）与垂直于所述纵向方向（L）的第三平面（P3）相交；

其特征在于，在所述切削工具（20）在所述第三平面（P3）中的剖面图中，所述至少一对侧向邻接表面（60）中的所述确切一对中的第一和第二侧向邻接表面组成部分（66，68）与所述一对侧向止动表面（34）的第一和第二止动表面组成部分（42，44）通常分别被第一和第二间隙（G1，G2）完全隔开；并且

仅在所述切削刀片（24）上的沿横向于所述第一平面（P1）的方向的足够大的侧载荷（Ft）的情况下，所述第一和第二侧向邻接表面组成部分（66，68）中的仅一个接触所述第一和第二止动表面组成部分（42，44）中的对应一个，

并且其中：

所述一对上邻接表面（58）和所述至少一对侧向邻接表面（60）是纵向地分离的。

2.根据权利要求1的切削工具（20），其中，所述一对上邻接表面（58）和所述至少一对侧向邻接表面（60）是凹陷凹槽型的大致V形，并且所述一对侧向止动表面（34）和所述一对上夹持表面（36）是凸出凸脊型的大致V形。

3.根据权利要求1的切削工具（20），其中，所述一对侧向止动表面（34）邻近于所述刀片接收槽（26）的后端（46），并且

其中，夹持接触发生在所述一对上邻接表面（58）和所述一对侧向止动表面（34）前方的所述一对上夹持表面（36）之间。

4.根据权利要求1的切削工具（20），其中：

所述一对上夹持表面（36）的第一和第二夹持表面组成部分（38，40）是平面的，其形成内部的第一角（α1），并且所述一对侧向止动表面（34）的第一和第二止动表面组成部分（42，44）是平面的，其形成内部的第二角（α2），并且

其中，所述第一角（α1）和所述第二角（α2）不同。

5.根据权利要求4的切削工具（20），其中，所述第一角（α1）大于所述第二角（α2）。

6.根据权利要求4的切削工具（20），其中，所述第一角（α1）是钝角并且所述第二角（α2）是锐角。

7.根据权利要求1的切削工具（20），其中，所述一对上夹持表面（36）和所述一对侧向止动表面（34）是纵向地分离的。

8.根据权利要求1的切削工具（20），其中，所述第一间隙（G1）等于所述第二间隙（G2）。

9.根据权利要求1的切削工具（20），其中，所述切削刀片（24）呈现关于所述第一平面（P1）的镜像对称性。

10.根据权利要求1的切削工具（20），其中，在所述上周刃（54）上形成两个切削刃（56）并且在所述上表面（48）上形成两对侧向邻接表面（60）。

11.根据权利要求1的切削工具（20），其中，所述切削刀片（24）呈现关于与所述第一平面（P1）垂直的第二平面（P2）的镜像对称性。

12.根据权利要求1的切削工具（20），其中，所述至少一对侧向邻接表面（60）相对于所述一对上邻接表面（58）凹陷。

13.根据权利要求1的切削工具（20），其中，夹持接触分别发生在所述一对上邻接表面（58）的第一和第二上邻接表面组成部分（62，64）上的第一和第二夹持接触区（Z1，Z2）处，

其中，当在剖面图中看时，所述第一和第二夹持接触区（Z1，Z2）形成隔开接触距离（D）的两个点，并且所述切削刀片（24）具有宽度（W），并且

其中，所述接触距离（D）等于或小于0.50W。

14.根据权利要求1的切削工具（20），其中，所述第一平面（P1）与所述至少一个切削刃（56）相交。

15.根据权利要求1的切削工具（20），其中，在所述切削刀片（24）的剖面图中，所述至少一对侧向邻接表面（60）之一相对于所述一对上邻接表面（58）凹陷。