CN103282150B - 具有限定多个支撑面的开槽面的切削刀片 - Google Patents

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Abstract

一种切削刀片（21、21’），包括第一安装面（23、23’）、在该刀片（21、21’）的与该第一安装面（23、23’）相对的一侧上的第二安装面（25、25’）以及在该第一安装面（23、23’）与该第二安装面（25、25’）之间的第一侧面（27、27’）。该刀片(21、21’)进一步包括第一凹槽（35），该第一凹槽（35）大体对角地延伸横跨该第一侧面（27、27’）并且将该第一侧面（27、27’）划分成离散分离的三角形的第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面（37和39），该第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面（37和39）每个均沿着其第一边缘和第二边缘由前刀面（59、65）界定并且沿着其第三边缘由所述第一凹槽（35）界定，其中该前刀面（59、65）与第一侧支撑面和第二侧支撑面形成非零角度。

Description

具有限定多个支撑面的开槽面的切削刀片
技术领域
本发明总的涉及切削刀片，并且更具体地，涉及具有限定多个支撑面的开槽面的可转位切削刀片。
背景技术
通过引用合并的美国专利申请公开US2009/0047078示出具有限定多个支撑面的开槽面的切削刀片。支撑面是平坦的并且在锋利的楔形基座处会合，以形成楔角。
期望的是提供促进从工件切削下来的切屑的有效移除的切削刀片。
发明内容
根据本发明的一方面，切削刀片包括第一安装面、在该刀片的与该第一安装面相对的一侧上的第二安装面以及在该第一安装面与该第二安装面之间的第一侧面。该刀片进一步包括第一凹槽，该第一凹槽大体对角地延伸横跨该第一侧面并且将该第一侧面划分成离散分离的三角形的第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面，该第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面每个均沿着其第一边缘和第二边缘由前刀面界定且包括前刀面，并且沿着其第三边缘由该第一凹槽限定，该前刀面与第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面的其余部分形成非零角度。
附图说明
通过结合附图阅读下列详细描述将很好地理解本发明的特征和优势，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：
图1A-图1D是根据本发明的一方面的切削刀片的透视图、顶视图、第一侧视图和第二侧视图；
图1E是在图1C的截面1E-1E处截取的横截面图；
图1F是在图1C的截面1F-1F处截取的横截面图；
图1G是在图1B的截面1G-1G处截取的横截面图；
图2是根据本发明的一方面的切削刀具的透视图；
图3是图2中所示的切削刀具的一部分的透视图；
图4A-图4C是根据本发明的另一个方面的切削刀片的顶视图、第一侧视图和第二侧视图；并且
图5A和图5B分别是示出刀片的侧面的具有U形凹槽和V形凹槽的部分的示意图。
具体实施方式
图1A-图1F示出根据本发明的一方面的可转位切削刀片21或其部分，结合诸如图2和图3中所示的包括安装有刀片21的刀夹的盘形铣削刀具200的铣削刀具，该可转位切削刀片21或其部分被认为具有特定的应用，但是也可以适于与车削刀具和其它刀具一起使用。为了本发明的目的，术语“刀夹”被限定为广泛地包括具有一体化切削刀片槽的刀夹以及具有适于附接到刀具本体的刀具盒的形式的刀夹，即，所述刀具盒是刀夹的一种形式。
图2示出具有刀片21的盘形铣削刀具200，所述刀片21每个均具有两个“左旋的”切削刃和两个“右旋的”切削刃。刀片21被转位，使得在盘的顶侧上，被称为刀片的左旋的切削刃暴露于工件(未示出)，并且使得在盘形的底侧上，被称为刀片的右旋的切削刃暴露于工件。
刀片21被定位在刀具上，使得，在盘形铣削刀具200的旋转方向上，所述刀片21与该盘形铣削刀具的旋转轴线A形成“正的”轴角，但是它们替代地也可被定位成形成“负的”轴角。在给定的刀具中使用的刀片可以具有均具有相同的“旋向”的切削刃，然而，应了解，替代地也可以在该种刀具中使用具有不同的旋向的刀刃的刀片，诸如刀片21。同样地，所有切削刃具有相同的旋向的刀片也可以被定位在切削刀具上，以便形成正的轴角。图4A-图4C中更详细地示出具有相同旋向的四个切削刃的刀片21’。刀片21和21’共享许多特征，并且相应地，为了简化讨论，将描述刀片21，同时应理解的是，除另有指示之外，描述大体也适用于刀片21’。
刀片21和21’通常由压制且烧结的硬质合金制成，但是可以由其它材料以及由其它工艺(诸如，通过对硬质合金毛坯进行磨削)制成。
参照图1A-图1D，刀片21包括第一安装面23和与该第一安装面相同并且在该刀片的与该第一安装面相对的一侧上的第二安装面25。刀片21进一步包括第一侧面27和第二侧面29，该第一侧面27在第一安装面23与第二安装面25之间，该第二侧面29在第一安装面与第二安装面之间并且在该刀片的与该第一侧面相对的一侧上。该刀片进一步包括第一端面31和第二端面33，该第一端面31在第一安装面23与第二安装面25之间并且在第一侧面27与第二侧面29之间，该第二端面33在该第一安装面与该第二安装面之间并且在该第一侧面与该第二侧面之间并且在该刀片的与该第一端面相对的一侧上。
刀片21进一步包括第一凹槽35，该第一凹槽35大体对角地延伸横跨第一侧面27并且将该第一侧面划分成分别离散分离的第一个第一侧支撑面37和第二个第一侧支撑面39。刀片21进一步包括第二凹槽41，该第二凹槽41大体对角地延伸横跨第二侧面29并且将该第二侧面划分成分别离散分离的第一个第二侧支撑面43和第二个第二侧支撑面45。
在图1A-图1D中示出的刀片21中，第二侧面29(图1D)是第一侧面27(图1C)的镜象。如所看到的，例如，关于图1A和图1B，第一安装面23(在图1A和图1B中隐藏)和相同的第二安装面25每个均具有大体截头三角形形状。相比之下，在图4A-图4C中所示的刀片21’中，第二侧面29’与第一侧面27’相同，并且第一安装面23’和第二安装面25’每个均具有大体长斜方形形状(其可包括正方形或矩形形状)。
刀片21可包括四个切削刃47、49、53、55，该四个切削刃47、49、53、55分别对应于支撑面37、39、43和45中的每个。切削刃47和49将被命名为“左旋的”切削刃，并且切削刃53和55将被命名为“右旋的”切削刃。在图4A-图4C中所示的刀片21’中，切削刃47’、49’、53’和55’均为在此处被命名为左旋的切削刃，然而，应了解，它们可能替代地均是右旋的切削刃(对角凹槽将从不同的拐角延伸)。在刀片21中，第一切削刃47形成在第一个第一侧支撑面37、第一安装面23以及第一端面31的交叉处。第二切削刃49形成在第二个第一侧支撑面39、第二安装面25以及第二端面33的交叉处。第三切削刃53形成在第一个第二侧支撑面43、第一安装面23以及第二端面33的交叉处。第四切削刃55形成在第二个第二侧支撑面45、第二安装面25以及第一端面31的交叉处。
为了说明的目的，参照第一切削刃47，并且如所看到的，例如，在图1C中，每个切削刃可包括第一分量47a和第二分量47b，该第一分量47a沿着第一安装面23和第二安装面25中的相邻的一个(在刀刃47的情况下，沿着第一安装面23)延伸，该第二分量47b沿第一端面31和第二端面33中的相邻的一个(在刀刃47的情况下，沿着第一端面31)延伸。第一切削刃分量47a和第二切削刃分量47b可大体是笔直的并且在一点或在倒圆拐角47c处会合，或第一切削刃分量47a和第二切削刃分量47b可被弯曲并且彼此汇合。当以图2中所示的方式将刀片21安装在切削刀具200中时，第一分量47a通常被称为轴向分量，并且第二分量47b通常被称为径向分量。
如在图1E和图1F中所看到的，支撑面可具有专门设计的几何结构，以促进切屑的形成以及切屑从工件的移除。图1E将第一切削刃分量47a示出为在相邻的第一个第一侧支撑面37上具有恰好在该切削刃分量内的轴向刀棱面57。示出的轴向刀棱面57与能够加强切削刃分量47a的相邻的第一安装面23形成钝角(与第一安装面的垂线形成锐角α)，然而，可以提供其它构造，包括与该第一安装面形成锐角或垂直于该第一安装面或完全被省略的刀棱面区域。
从轴向刀棱面57向内，第一个第一侧支撑面37包括轴向第一前刀面部分59，该轴向第一前刀面部分59与轴向刀棱面区域形成一定的角度，并且在示出的实施例中，该第一前刀面部分59与垂直于第一安装面23的线形成锐角β，并且与该第一安装面本身形成锐角，该构造能够促进工件的切削，然而，可以提供其它构造，包括与该第一安装面形成钝角或垂直于该第一安装面的轴向第一前刀面部分。在示出的实施例中，从轴向第一前刀面部分59向内，设置轴向第二前刀面部分61，该轴向第二前刀面部分61与安装面23的垂线形成锐角γ并且与第一安装面本身形成锐角，在示出的实施例中，该锐角γ是比角度β更大的锐角。应了解，轴向刀棱面57和轴向前刀面部分59和61能够具有不同于所示出的构造的构造。
图1F将第二切削刃分量49b示出为在相邻的第二个第一侧支撑面39上具有恰好在该切削刃分量内的径向刀棱面63。示出的径向刀棱面63与能够加强切削刃分量49b的相邻的第二端面33形成钝角(与第二端面的垂线形成锐角δ)，然而，可以提供其它构造，包括与该第一安装面形成锐角或垂直于该第一安装面或完全被省略的刀棱面区域。
从径向刀棱面63向内，第二个第一侧支撑面39包括径向第一前刀面部分65，该径向第一前刀面部分65与第一端面33的垂线形成角度ε并且与该第一端面本身形成锐角，在示出的实施例中，该角度ε是锐角并且能够促进工件的切削，然而，可以提供其它构造，包括与该第一端面形成钝角或垂直于该第一端面的径向第一前刀面部分。在示出的实施例中，从径向第一前刀面部分65向内，设置径向第二前刀面部分67，该径向第二前刀面部分67与径向第一前刀面部分形成一定的角度，并且在示出的实施例中，与第一端面33的垂线形成与径向第一前刀面部分相比更大的锐角ζ(并且与该第一端面本身形成较小的锐角)。在示出的实施例中，从径向第二前刀面部分67向内，设置径向第三前刀面部分69，该径向第三前刀面部分69与径向第二前刀面部分形成一定的角度，并且在示出的实施例中，与第一端面33的垂线形成与径向第二前刀面部分相比更小的锐角η。径向第三前刀面部分69与第一端面33形成锐角。应了解，径向刀棱面63和径向前刀面65、67和69能够具有不同于所示出的构造的构造。
在由切削刃和前刀面部分提供的任意几何结构的内部(如果提供的话)，支撑面将通常是大体平坦的，直至它们与在第一侧面和第二侧面中的凹槽相交为止。在刀片的当前优选实施例中，凹槽35和41将侧面27和29划分成离散分离的三角形的第一个第一侧支撑面37和第二个第一侧支撑面39、以及43和45。例如，就第一侧面而言，第一个第一侧支撑面37和第二个第一侧支撑面39每个均沿着其第一边缘和第二边缘由前刀面59和65界定并且沿着其第三边缘由凹槽(35)界定，其中前刀面59和65与第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面的其余部分形成非零角度。例如，第一个第一侧支撑面37的平面与第一端面31的平面形成在60度和85度之间的角度，更优选地约79度，并且与第一安装面23的平面形成在45度与85度之间的角度，更优选地77度。
如所看到的，例如，关于图1G，第一凹槽35和第二凹槽41通常是大体U形和大体V形中的一个。为了说明的目的，讨论如图5A(U形凹槽)和图5B(V形凹槽)中所看到的第一凹槽35(应理解，第二凹槽与第一凹槽是相同的或为第一凹槽的镜像)，该第一凹槽具有第一凹槽侧面71和第二凹槽侧面73，该第一凹槽侧面71和第二凹槽侧面73分别与第一个第一侧支撑面37和第二个第一侧支撑面39的相邻的部分形成非零角度θ。形成凹槽侧面71和73使得凹槽相对于侧支撑面是凹进的，能够促进从工件切除的切屑的流动和移除。在示出的示例中，第一凹槽侧面71和第二凹槽侧面73是大体平坦的，然而，它们可以是弯曲的。第一凹槽侧面71和第二凹槽侧面73可以逐渐汇合到第一个第一侧支撑面37和第二个第一侧支撑面39中，如图5A中所示，或它们可以沿着如图5B中所示的线或锐曲线与第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面相交。第一凹槽侧面71和第二凹槽侧面73可以在如图1G和图5A中所示弯曲的底部处、在平坦底部(未示出)处或如图5B中所示在线或锐曲线处会合。
为了说明的目的，再次讨论如图1A和图1C中所看到的第一凹槽35，每个凹槽的相对端75和77分别与第一端面31和第二端面33相交。凹槽的端部75和77可向外扩张到更大的宽度，这尤其促进从工件切除的切屑的移除。
第一端面31和第二端面33通常每个均包括与对应的切削刃相邻的至少一个间隙面部分和远离对应的切削刃的至少一个刀片支撑面部分。例如，如在图1A中所看到的，为了说明的目的，讨论第一端面31和第一切削刃47，该第一端面包括与该第一切削刃相邻的间隙面79，该第一切削刃在此处被称为第一端面31的对应的切削刃。当图2中所示的铣削刀具200绕其旋转轴线沿切削方向转动时，间隙面跟随切削刃。如在图1A中所看到的，第一端面31进一步包括支撑面部分81，当第二切削刃49在使用中时，该支撑面部分81紧靠在铣削刀具上的凹部中的抵靠表面(未示出)上。支撑面部分81也能够远离在此处将被称为其对应的切削刃47的切削刃。以这种方式，用于支撑刀具的在任意端面上的支撑面部分远离最近的(非工作)切削刃，这减小对该切削刃的损害的风险。
第一凹槽35和第二凹槽41中的每个均具有与第一端面和第二端面中的每个相交的两个纵向边缘。再一次，为了说明的目的，讨论如在图1A中所看到的第一凹槽35，该第一凹槽包括与例如第一端面31相交的两个纵向边缘83和85。在第一端面31上的所述至少一个刀片支撑面部分81被布置成与点87平齐或在点87的下方，在该点87处，凹槽35的纵向边缘83中的最靠近对应于该至少一个刀片支撑面81的切削刃47的一个纵向边缘与该第一端面相交。
通孔89通常在第一安装面23与第二安装面25之间延伸。如在图2和图3中所看到的，夹紧螺钉91延伸穿过该通孔，并且在夹紧螺钉上的螺纹与在铣削刀具刀夹本体上的螺纹(未示出)相匹配。螺钉91的扩大头部紧靠该通孔中的夹紧面，以将刀片相对于刀夹本体夹紧。
在本应用中，对诸如“包括”的术语的使用是开放式的并且旨在具有与诸如“包含”的术语相同的意义并且不排除其它结构、材料或作用的存在。类似地，虽然对诸如“能够”或“可以”的术语的使用旨在是开放性的并且用以反映结构、材料或作用不是必要的，但是未使用此类术语不旨在反映结构、材料或作用是必要的。在结构、材料或作用目前被视为必要的程度上，它们是被同样确定的的。
虽然已经根据优选实施例示出并描述了本发明，但是，认识到的是，在不脱离如在权利要求书中阐明的本发明的情况下，可以在本发明中作出变化和改变。
在EP专利申请No.10189749.4和No.10189748.6中的公开内容通过引用并入本文，该申请针对EP专利申请No.10189749.4和No.10189748.6要求优先权。

Claims (15)

1.一种切削刀片(21、21’)，包括：
第一安装面(23、23’)；
第二安装面(25、25’)，所述第二安装面(25、25’)在所述刀片(21、21’)的与所述第一安装面(23、23’)相对的一侧上；
第一侧面(27、27’)，所述第一侧面(27、27’)在所述第一安装面(23、23’)与所述第二安装面(25、25’)之间；
其特征在于，所述刀片(21、21’)包括：
第一凹槽(35)，所述第一凹槽(35)对角地延伸横跨所述第一侧面(27、27’)并且将所述第一侧面(27、27’)划分成离散分离的三角形的第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面(37和39)，所述第一个第一侧支撑面和所述第二个第一侧支撑面(37和39)每个均沿着其第一边缘和第二边缘由前刀面(59、65)界定且包括所述前刀面，并且沿着其第三边缘由所述第一凹槽(35)界定，所述前刀面(59、65)与所述第一个第一侧支撑面和第二个第一侧支撑面的其余部分形成非零角度，所述第一凹槽(35)具有第一凹槽侧面(71)和第二凹槽侧面(73)，所述第一凹槽侧面(71)和所述第二凹槽侧面(73)被形成为使得凹槽相对于所述第一个第一侧支撑面和所述第二个第一侧支撑面凹进。
2.根据权利要求1所述的切削刀片(21、21’)，包括第一端面(31、31’)，所述第一端面(31、31’)在所述第一安装面(23、23’)与所述第二安装面(25、25’)之间并且与所述第一侧面(27、27’)相邻，所述第一个第一侧支撑面(37)的平面与所述第一端面(31、31’)的平面形成在60度与85度之间的角度，并且与所述第一安装面(23、23’)的平面形成在45度与85度之间的角度。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的切削刀片(21’)，其特征在于，所述第一安装面(23’)与所述第二安装面(25’)每个均具有长斜方形形状。
4.根据权利要求1和2中的任一项所述的切削刀片(21’)，包括在所述第一安装面(23’)与所述第二安装面(25’)之间的第二侧面(29’)，其特征在于，所述第二侧面(29’)与所述第一侧面(27’)相同。
5.根据权利要求1与2中的任一项所述的切削刀片(21)，包括在所述第一安装面(23)与所述第二安装面(25)之间的第二侧面(29)，其特征在于，所述第二侧面(29)是所述第一侧面(27)的镜象。
6.根据权利要求1和2中的任一项所述的切削刀片(21)，其特征在于，所述第一安装面(23)与所述第二安装面(25)每个均具有截头三角形形状。
7.根据权利要求1和2中的任一项所述的切削刀片(21、21’)，其特征在于，所述刀片(21、21’)包括四个切削刃(47、49、53、55；47’、49’、53’、55’)，每个切削刃对应于一个支撑面(37、39、43、55)。
8.根据权利要求7所述的切削刀片(21、21’)，包括：
第二侧面(29、29’)，所述第二侧面(29、29’)在所述第一安装面(23、23’)与所述第二安装面(25、25’)之间并且在所述刀片(21、21’)的与所述第一侧面(27、27’)相对的一侧上；
第一端面(31、31’)，所述第一端面(31、31’)在所述第一安装面(23、23’)与所述第二安装面(25、25’)之间并且在所述第一侧面(27、27’)与所述第二侧面(29、29’)之间；
第二端面(33、33’)，所述第二端面(33、33’)在所述第一安装面(23、23’)与所述第二安装面(25、25’)之间并且在所述第一侧面(27、27’)与所述第二侧面(29、29’)之间并且在所述刀片(21、21’)的与所述第一端面(31、31’)相对的一侧上；
其特征在于，每个切削刃(47)的第一分量(47a)沿着所述第一安装面和所述第二安装面(25、25’)中的一个安装面延伸，并且每个切削刃的第二分量(47b)沿着所述第一端面和所述第二端面(31、33；31’、33’)中的一个端面延伸。
9.根据权利要求8所述的切削刀片(21、21’)，其特征在于，所述刀片(21、21’)包括：
第一切削刃(47、47’)，所述第一切削刃(47、47’)形成在所述第一个第一侧支撑面(37)、所述第一安装面(23、23’)以及所述第一端面(31、31’)的交叉处，
第二切削刃(49、49’)，所述第二切削刃(49、49’)形成在所述第二个第一侧支撑面(39)、所述第二安装面(25、25’)以及所述第二端面(33、33’)的交叉处，
第三切削刃(53、53’)，所述第三切削刃(53、53’)形成在第一个第二侧支撑面(43)、所述第一安装面(23、23’)以及所述第二端面(33、33’)的交叉处，以及
第四切削刃(55、55’)，所述第四切削刃(55、55’)形成在第二个第二侧支撑面(45)、所述第二安装面(25、25’)以及所述第一端面(31、31’)的交叉处。
10.根据权利要求1和2中的任一项所述的切削刀片(21、21’)，其特征在于，所述第一凹槽(35)是U形和V形中的一个。
11.根据权利要求1和2中的任一项所述的切削刀片(21、21’)，其特征在于，所述第一凹槽侧面(71)和所述第二凹槽侧面(73)与所述第一个第一侧支撑面和所述第二个第一侧支撑面(37和39)形成非零角度(θ)。
12.根据权利要求11中所述的切削刀片(21、21’)，其中，所述第一侧面和所述第二侧面(71和73)是平坦的。
13.根据权利要求1和2中的任一项所述的切削刀片(21、21’)，其特征在于，所述第一个第一侧支撑面和所述第二个第一侧支撑面(37和39)是平坦的。
14.根据权利要求1和2中的任一项所述的切削刀片(21、21’)，包括：
第二侧面(29、29’)，所述第二侧面(29、29’)在所述第一安装面(23、23’)与所述第二安装面(25、25’)之间并且在所述刀片(21、21’)的与所述第一侧面(27、27’)相对的一侧上；
第一端面(31、31’)，所述第一端面(31、31’)在所述第一安装面(23、23’)与所述第二安装面(25、25’)之间并且在所述第一侧面(27、27’)与所述第二侧面(29、29’)之间；
第二端面(33、33’)，所述第二端面(33、33’)在所述第一安装面(23、23’)与所述第二安装面(25、25’)之间并且在所述第一侧面(27、27’)与所述第二侧面(29、29’)之间并且在所述刀片(21、21’)的与所述第一端面(31、31’)相对的一侧上；
其特征在于，所述第一端面(31)和所述第二端面(33)每个均包括与对应的切削刃(47)相邻的至少一个间隙面部分(79)和远离所述对应的切削刃(47)的至少一个刀片支撑面部分(81)。
15.根据权利要求14中所述的切削刀片(21、21’)，其特征在于，所述第一凹槽(35)具有与所述第一端面(31)和所述第二端面(33)中的每个端面相交的两个纵向边缘(83、85)，并且在所述第一端面(31)和所述第二端面(33)中的每个端面上的所述至少一个刀片支撑面部分(81)被布置成与一点(87)平齐或在所述点(87)下方，其中在所述点(87)处，凹槽(35)的纵向边缘(83)中的最靠近对应于所述至少一个刀片支撑面(81)的所述切削刃(47)的一个纵向边缘与所述第一端面(31)和所述第二端面(33)中的一个端面相交。
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