CN103100747A - 具有修整斜坡能力的双面的可转位切削镶片以及用于其的切削刀具 - Google Patents

Abstract

一种用于铣刀的双面的可转位切削镶片包括一个第一表面、一个第二表面以及多个侧表面。多个主切削刃是在该第一表面和第二表面与多个侧表面之间的相交处限定的。多个次级切削刃和修整斜坡用切削刃是在该第一表面和第二表面与多个侧表面之间的相交处限定的。该切削镶片被安装在一个铣刀中，该铣刀具有相对于该铣刀的一条中央旋转轴线成一个正角而形成的一个底部入座表面，它提供了对于铣削和修整斜坡式切削两种操作而言优异的性能。

Description

具有修整斜坡能力的双面的可转位切削镶片以及用于其的切削刀具

技术领域

本发明涉及一种用于切削操作的切削镶片，并且更特别地涉及一种能够执行铣削及修整斜坡（ramping）操作的双面的可转位切削镶片。 

背景技术

用于在金属工件上执行机加工操作的铣刀在现有技术中是众所周知的。这类刀具典型地包括一个圆柱形或盘形本体，该本体是可拆卸地可连接到一个旋转驱动轴上。将多个切削镶片安装在刀具本体的外周边周围以用于在工件上产生一系列的整修金属（metal-shaving）切口。 

以修整斜坡能力著名的常规的可转位铣削镶片仅能以非常轻微的或微小的角度来执行修整斜坡操作。其结果是，以修整斜坡能力著名的常规的可转位铣削镶片执行的修整斜坡操作非常差。 

因此，对于可以充分执行铣削和修整斜坡式切削两种操作的改进型切削镶片存在一种需要。 

发明内容

本发明的诸位发明人已经解决了切削镶片不能充分执行铣削和修整斜坡式切削两种操作的问题，这是通过提供一种具有相对于铣刀的中央旋转轴线成一个正角而形成的底部入座表面的铣刀、并且通过在该入座表面与切削镶片的这些切削刃之间提供间隙来实现的。 

在一个方面，一种用于铣刀的双面的可转位切削镶片包括：一个第一表面、与该第一表面相反的一个第二表面、第一对相反的侧表面 以及第二对相反的侧表面，该第一表面包括一个限定了平面的入座表面。在该第一表面和第二表面与该第一对相反侧表面之间的相交处限定了一个主切削刃。一个拐角半径将该第一对相反侧表面连接到该第二对相反侧表面上。一个切点描绘了来自该第一对相反侧表面的拐角半径。在该第一表面和第二表面与该第二对相反侧表面的一个第一平坦的小面化表面（facet surface）之间的相交处限定了一个次级切削刃。在该第一表面和第二表面与该第二对相反侧表面的一个第二平坦的小面化表面之间的相交处限定了一个修整斜坡用切削刃，该第二平坦的小面化表面相对于该第一平坦的小面化表面是径向地向内的，其中该切削镶片能够执行铣削和修整斜坡式切削两种操作。 

在另一个方面，一个铣刀包括一个杆和具有镶片座的一个上部部分。该镶片座包括一个底部入座表面、一个径向入座表面和一个轴向入座表面。一个切削镶片被安装在镶片座中。该切削镶片包括：一个第一表面、与该第一表面相反的一个第二表面、限定一个平坦的入座表面的第一对相反侧表面、以及包括一个平坦的入座表面的第二对相反侧表面。该切削镶片进一步包括一个主切削刃和一个次级切削刃，该主切削刃是在该第一表面和第二表面与该第一对相反侧表面之间的相交处限定的，并且该次级切削刃是在该第一表面和第二表面与该第二对相反侧表面的一个第一平坦的小面化表面之间的相交处限定的。一个修整斜坡用切削刃是在该第一表面和第二表面与该第二对相反侧表面的一个第二平坦的小面化表面之间的相交处限定的，该第二平坦的小面化表面相对于该第一平坦的小面化表面是径向地向内的，其中该镶片座的底部入座表面是相对于铣刀的一条中央旋转轴线成一个正角而形成的，由此使该切削镶片能够执行铣削和修整斜坡式切削两种操作。 

附图说明

虽然展示了本发明的不同实施方案，但是不应认为所示的具体实施方案限制了权利要求。在此预期可以在不脱离本发明的范围的情况 下进行各种变化和修改。 

图1是根据本发明的一个实施方案的切削镶片（如一种铣削镶片）的等距视图； 

图2是图1的切削镶片围绕Y轴转动约90度的另一个等距视图； 

图3是图1的切削镶片的侧视图； 

图4是图1的切削镶片的前视图（后视图与前视图相同）； 

图5是图1的切削镶片的俯视图； 

图6是根据本发明一个实施方案的铣刀的等距视图，其中为了清晰未将这些切削镶片安装在座中； 

图7是图6的铣刀的另一个等距视图，其中这些切削镶片被安装在座中； 

图8是图6的铣刀的侧视图，其中为了清晰未将这些切削镶片安装在座中；并且 

图9是图6的铣刀的侧视图，其中这些切削镶片被安装在座中。 

具体实施方式

参见这些附图，其中同样的参考字符代表同样的元件，在图1-5中示出了一个切削镶片10，该切削镶片总体上包括：一个第一表面12，与该第一表面12相反的一个第二表面14，以及多个侧表面16、18、20、22。这些侧表面16、18、20、22在该切削镶片10被安装在一个切削刀具（如一个在以下描述的铣刀）中时起到入座表面的作用。应该指出的是，切削镶片10是一个双面的镶片，在该镶片中第一表面12与第二表面14实质上相同。因此，为了简短以下仅描述第一表面12。如本领域所知道的，当被安装在一个刀夹具（未示出）中时，该第一表面12可以变成顶部表面而该第二表面可以变成底部表面，并且反之亦然。切削镶片10包括：一条中央纵向轴线11（Z轴）、垂直于该中央纵向轴线11的一个第二轴线13（Y轴）、以及垂直于该中央纵向轴线11及第二轴线13二者的一个第三轴线15（X轴）。 

切削镶片10包括一个第一主切削刃24以及一个第二主切削刃 26，该第一主切削刃是在侧表面16与第一表面12之间的相交处，并且该第二主切削刃是在侧表面18与第一表面12之间的相交处。类似地，切削镶片10包括一个第三主切削刃28以及一个第四主切削刃30，该第三主切削刃是在侧表面16与第二表面14之间的相交处，并且该第四主切削刃是在侧表面18与第二表面14之间的相交处。因此，这个双面的切削镶片10包括总计四个主切削刃24、26、28和30。 

一个拐角半径32、34将侧表面16、18与侧表面20、22相连接。一个切点36描绘了基本上平坦的侧表面16与弯曲的拐角半径32之间的过渡，并且一个切点38描绘了基本上平坦的侧表面16与弯曲的拐角半径34之间的过渡。类似地，一个拐角半径40、42从侧表面18的每个末端延伸。一个切点44描绘了该基本上平坦的侧表面18与该弯曲的拐角半径40之间的过渡，并且一个切点46描绘了在该基本上平坦的侧表面18与该弯曲的拐角半径42之间的过渡。 

侧表面20包括从拐角半径32径向地向内延伸的一个平坦的小面化表面48、以及从该平坦的小面化表面48径向地向内延伸至一个平坦的入座表面52的一个平坦的小面化表面50。类似地，一个平坦的小面化表面54从拐角半径40径向地向内延伸，并且一个平坦的小面化表面56从该平坦的小面化表面54径向地向内延伸至该平坦的入座表面52。 

应该认识到，切削镶片10是关于X轴镜向对称的。尽管在图1-5中是不可见的，应该理解的是，切削镶片10的侧表面22包括从拐角半径34径向地向内延伸的一个平坦的小面化表面、以及从该平坦的小面化表面径向地向内延伸至一个平坦的入座表面的一个平坦的小面化表面。类似地，一个平坦的小面化表面从拐角半径42径向地向内延伸，并且一个平坦的小面化表面从该平坦的小面化表面径向地向内延伸至该平坦的入座表面。 

切削镶片10包括：在平坦的小面化表面48与第二表面14之间的相交处的一个次级切削刃58、以及在平坦的小面化表面54与第一表面12之间的相交处的一个次级切削刃60。因为该切削镶片10是关于 X轴镜向对称的，应该理解的是，切削镶片10包括在这些平坦的小面化表面之间的相交处的两个额外的次级切削刃62、64，这两个额外的次级切削刃对应地从拐角半径34、42和该第一表面12、第二表面14延伸。因此，双面的切削镶片10包括总计四个次级切削刃58、60、62、64。 

本发明的一个方面在于，该切削镶片10还包括：在平坦的小面化表面50与第二表面14之间的相交处的一个修整斜坡用切削刃66、以及在平坦的小面化表面56与第一表面12之间的相交处的一个修整斜坡用切削刃68。因为切削镶片10是关于X轴镜向对称的，应该理解的是，切削镶片10包括在这些平坦的小面化表面之间的相交处的两个额外的修整斜坡用切削刃70、72，这些切削刃对应地从拐角半径34、42和第一表面12、第二表面14延伸。因此，双面的切削镶片10包括总计四个修整斜坡用切削刃66、68、70、72，这四个修整斜坡用切削刃相对于次级切削刃58、60、62、64是径向地向内的。这些修整斜坡用切削刃使本发明的切削镶片10能够充分执行两种不同类型的切削操作，即修整斜坡操作切削和铣削切削操作。 

第一表面12包括：从主切削刃24向内延伸的一个前刀面74、从主切削刃26向内延伸的一个前刀面76、以及在这些前刀面74、76之间的一个平坦的入座表面78。因为切削镶片10是关于X轴镜像对称的，应该理解的是切削镶片10的第二表面14包括两个前刀面和一个平坦的入座表面。一个埋头孔80从第一表面12上的平坦的入座表面78完全延伸穿过该切削镶片10而到达第二表面14上的平坦的入座表面。埋头孔80被适配为用于接纳一个用于将切削镶片10安装到如本领域已知的切削刀具上的紧固件。应该指出，如图4所示，埋头孔80被居中定位在平坦的入座表面78中，并且轴线11（该轴线平行于Z轴）穿过埋头孔80的中心，并且这些轴线13、15在埋头孔80的中心处与轴线11相交。因此，所有三个轴线-X轴、Y轴和Z轴在埋头孔80的中心处相交。 

本发明的另一个方面是，切削镶片10的次级切削刃58、60、62 和64是相对于一个平面84成一个正的后角82而形成的，该平面基本上平行于轴线11（平行于Z轴），如图3所示。本发明的这个方面使得当切削镶片10以该角度118定位在铣刀100中时，该切削镶片在表面48与工件130之间具有足够的间隙120。另外，主切削刃24、26、28和30是相对于轴线13（平行于Y轴）成一个正的角度86而形成的，如图3所示。 

本发明的另一个方面在于，如图5所示，在由入座表面78限定的一个平面90与该切点36之间的距离88是大于在平面90与切点44之间的距离92。本发明的这个方面使得，当使用切削刃66进行修整斜坡时，以该角118定位在刀具100中的切削镶片10在表面54与工件130之间具有足够的间隙120。因为切削镶片10是关于轴线15镜像对称的（平行于X轴），应该认识到，在由第二表面14的入座表面限定的平面与描绘了来自第二平面14的拐角半径32的这个切点之间的距离是大于该平面与描绘了来自第二表面14的拐角半径42的这个切点之间的距离。 

现在参见图6-9，示出了一个铣刀100，该铣刀能够接纳本发明的切削镶片10。一般而言，铣刀100包括：一个柄102、一个上部部分104以及在柄102与上部部分104之间的一个过渡表面106。刀具100优选是由热处理钢（如H13工具钢）或本领域普通技术人员已知的其他材料制成。所使用的具体材料将随着刀具100的希望的设计特征而改变。刀具100围绕一条中心轴线108旋转。刀具100还包括一个总体上以110示出的镶片座，该镶片座是在刀具100的上部部分104的前导端处形成。如图6所示，该镶片座110包括：一个底部入座表面112、一个径向的入座表面116以及一个轴向的入座表面114。因此，切削镶片10通过三个接触点被安装在座110中。 

在所展示的实施方案中，铣刀100能够将五个切削镶片10安装在对应的镶片座110中。然而，应该认识到铣刀100不会受到可以安装在这些镶片座110中的可转位切削镶片10的数量的限制，并且本发明可以采用仅由铣刀的材料性质的物理局限性所限制的任何希望个数的 切削镶片来实践。 

本发明的一个方面在于该座110的底部入座表面112是相对于铣刀100的中央旋转轴线108成一个正角118而形成的，如图8所示。角118大于0度并且至多为10度。应该指出的是，角118小于主切削刃24、26、28和30与轴线13（平行Y轴）之间的角86。底部入座表面112的角118引起该切削镶片10的与工件130相接合的部分向后倾斜（朝中央轴线108），由此允许切削镶片10以与常规镶片相比更大的攻角来执行修整斜坡操作。 

另外，在切削镶片10的次级切削刃58、60、62和64与入座表面52之间提供了一个间隙120，如图9所示。这个间隙120还允许切削镶片10以与常规镶片相比更大的攻角来执行修整斜坡操作。 

如以上所述，本发明的切削镶片10具有以下几个方面：使切削镶片10能够与常规镶片相比以优异的性能来执行铣削和修整斜坡两种操作。一个方面在于，切削镶片10在这些平坦的小面化表面与该第一表面和第二表面之间的相交处包括多个修整斜坡用切削刃。本发明的另一个方面在于，切削镶片10的这些次级切削刃58、60、62和64是相对于平面84成一个正的后角82而形成的，该平面基本上平行于轴线11（平行于Z轴）。本发明的另一个方面在于，由入座表面78限定的平面90与切点36之间的距离是大于平面88与切点44之间的距离92。本发明的又另一个方面在于，座110的底部入座表面112是相对于刀具100的中心轴线108成一个正角118而形成的。本发明的仍另一个方面在于，在切削镶片10的次级切削刃58、60、62和64与入座表面52之间提供了一个间隙120。本发明的这些方面一起使切削镶片和铣刀能够对铣削和修整斜坡式切削两种操作提供优异的切削性能。 

在此提及的这些专利以及其他文献通过引用结合在此。通过考虑本说明书或通过实施在此披露的发明，本发明的其他实施方案对于本领域技术人员将是清楚的。本说明书和这些实例旨在仅是说明性的而无意限制本发明的范围。本发明的真实范围和精神由以下的权利要求表明。 

Claims (10)

1.一种用于铣刀的双面的可转位切削镶片，该切削镶片包括：

一个第一表面、与该第一表面相反的一个第二表面、第一对相反侧表面以及第二对相反侧表面，该第一表面包括一个限定了平面的入座表面；

一个主切削刃，该主切削刃是在该第一表面和第二表面与该第一对相反侧表面之间的相交处限定的；

一个拐角半径以及一个切点，该拐角半径将该第一对相反侧表面连接到该第二对相反侧表面上并且该切点描绘了来自该第一对相反侧表面的拐角半径；

一个次级切削刃，该次级切削刃是在该第一表面和第二表面与该第二对相反侧表面的一个第一平坦的小面化表面之间的一个相交处限定的；以及

一个修整斜坡用切削刃，该修整斜坡用切削刃是在该第一表面和第二表面与该第二对相反侧表面的一个第二平坦的小面化表面之间的相交处限定的，该第二平坦的小面化表面相对于该第一平坦的小面化表面是径向地向内的，

其中，该切削镶片能够执行铣削和修整斜坡式切削两种操作。

2.如权利要求1所述的切削镶片，其中，在该入座表面的平面与这对相反侧表面之一的切点之间的距离是大于在该入座表面的平面与这对相反侧表面中的另一个的切点之间的距离。

3.如权利要求1所述的切削镶片，其中，这些次级切削刃是相对于一个平面成一个正角而形成的，该平面平行于该切削镶片的一条中央纵向轴线。

4.如权利要求1所述的切削镶片，其中，这些主切削刃是相对于一条轴线成一个正角而形成的，该轴线垂直于该切削镶片的一条中央纵向轴线。

5.如权利要求1所述的切削镶片，进一步包括在该第二对相反侧表面上形成的一个平坦的入座表面。

6.如权利要求1所述的切削镶片，进一步包括从该主切削刃向下延伸的一个前刀面。

7.一种铣刀，包括：

一个柄；

一个上部部分，该上部部分具有一个镶片座，该镶片座包括一个底部入座表面、一个径向入座表面和一个轴向入座表面；

安装在该镶片座中的一个切削镶片，该切削镶片包括：一个第一表面、与该第一表面相反的一个第二表面、限定一个平坦的入座表面的第一对相反侧表面、以及包括一个平坦的入座表面的第二对相反侧表面，该切削镶片进一步包括一个主切削刃和一个次级切削刃，该主切削刃是在该第一表面和第二表面与该第一对相反侧表面之间的相交处限定的，并且该次级切削刃是在该第一表面和第二表面与该第二对相反侧表面的一个第一平坦的小面化表面之间的相交处限定的；以及一个修整斜坡用切削刃，该修整斜坡用切削刃是在该第一表面和第二表面与该第二对相反侧表面的一个第二平坦的小面化表面之间的相交处限定的，该第二平坦的小面化表面相对于该第一平坦的小面化表面是径向地向内的，

其中，该镶片座的底部入座表面是相对于该铣刀的一条中央旋转轴线成一个正角而形成的，由此使该切削镶片能够执行铣削和修整斜坡式切削两种操作。

8.如权利要求7所述的铣刀，其中，该切削镶片进一步包括一个拐角半径以及一个切点，该拐角半径将该第一对相反侧表面连接到该第二对相反侧表面上并且该切点描绘了来自该第一对相反侧表面的拐角半径。

9.如权利要求8所述的铣刀，其中，在该入座表面的平面与这对相反侧表面之一的切点之间的距离是大于在该入座表面的平面与这对相反侧面中的另一个的切点之间的距离。

10.如权利要求7所述的铣刀，其中，这些主切削刃是相对于一条轴线成一个正角而形成的，该轴线垂直于该切削镶片的一条中央纵向轴线，其中该底部入座表面的角度是小于这些主切削刃与该轴线之间的角度。

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