CN103958100A - 具有正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片和切削刀具 - Google Patents

Abstract

一种切削刀具系统（140）被设计成具有组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃，该切削刃是由多个对齐的共同切削镶片（147c，147b，147d）的组装而形成的，每个共同切削镶片具有一个正弦波形且螺旋形的切削刃。

Description

具有正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片和切削刀具

技术领域

本披露总体上涉及包括切削刀具夹具和切削镶片的切削刀具。具体而言，本披露涉及可转位的且可更换的切削镶片并且涉及被配置成用于接合并固定可转位的且可更换的切削镶片的刀夹具，例如用于旋转式机加工刀具系统的镶片和夹具。

背景

用于切削刀具的可转位切削镶片包括例如由碳化物、陶瓷、涂覆的碳化物、涂覆的陶瓷、或其他硬质材料制成的切削镶片。切削镶片总体上具有单一的结构和一个或多个位于镶片的不同拐角处或围绕着镶片的外围边缘的切削刃。可转位切削镶片被机械地固定至刀夹具上，但这些镶片是相对于该刀夹具可调整的和可移除的。可转位切削镶片可以容易地重新定位（即，转位）以呈现一个新的切削刃来接合工件，或者可以在例如切削刃变钝或破裂时更换刀夹具中的可转位切削镶片。以这种方式，可转位镶片切削刀具是包括至少一个切削镶片和一个刀夹具的模块化切削刀具组件。

包括一个刀夹具和一个或多个可更换的和/或可转位的切削镶片的可转位镶片切削刀具系统一般是比单件式切削刀具更经济的。这是因为，可转位镶片切削刀具系统允许对磨损的和/或受损的切削刃/表面进行转位和更换，而单件式切削刀具在被磨坏或损坏时需要报废整个切削刀具。然而，对于需要沿着刀具的纵向轴线具有复杂的切削刃构型的旋转切削刀具（例如像铣削刀具和其他旋转式机加工刀具），单件式切削刀具的设计和制造是不及可转位镶片切削刀具系统复杂的。这是因为，可转位镶片切削刀具系统的切削刃构型必须由多个分开的切削镶片的组装来形成，这与成型材料的连续整体部件不同。

概述

在一个非限制性实施例中，一种切削镶片包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃。

在另一个非限制性实施例中，一种切削刀具系统包括一个刀夹具和多个共同（common）切削镶片。该刀夹具包括围绕该刀夹具的纵向轴线定位在螺旋形取向中的多个共同镶片凹座。该多个共同切削镶片是可移除地可附接至该刀夹具中的该多个共同镶片凹座上的。当如此附接时，该多个共同切削镶片在该刀夹具上形成了至少一个切削槽。该至少一个切削槽包括被定位在这些镶片凹座中的多个共同切削镶片的一个螺旋形群组。这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该至少一个切削槽包括围绕该刀夹具的纵向轴线定位的一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该至少一个切削槽的正弦波形且螺旋形的切削刃是通过使构成该至少一个切削槽的这些共同切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。

在另一个非限制性实施例中，一种切削刀具系统包括一个刀夹具和多个共同切削镶片。该刀夹具包括两个或更多个共同镶片凹座系列。每个共同镶片凹座系列是围绕该刀夹具的纵向轴线定位在螺旋形取向中的。该多个共同切削镶片是可移除地可附接至该刀夹具中的这些共同镶片凹座上的。当如此附接时，该多个共同切削镶片在该刀夹具上形成了两个或更多个切削槽。该两个或更多个切削槽各自包括被定位在这些镶片凹座中的多个共同切削镶片的一个螺旋形群组。这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该两个或更多个切削槽各自包括围绕该刀夹具的纵向轴线定位的一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该两个或更多个切削槽的这些正弦波形且螺旋形的切削刃是通过使构成该两个或更多个切削槽的这些共同切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。

应理解的是，在本说明书披露和描述的本发明不局限于此概述部分中所归纳的这些实施例。

附图的简要说明

通过参考附图可以更好地理解在本说明书中披露和描述的这些非限制性且非排他性的实施例的不同特征和特点，在附图中：

图1是包括两个可转位切削刃的一种切削镶片的三维透视图，每个切削刃包括一种正弦波形且螺旋形的几何形状；

图2是图1所示的切削镶片的端视图（从图1的透视图中所示的末端观察）；

图3是图1和图2所示切削镶片的俯视图以及两个详图；

图4是图1-3所示的切削镶片的侧视图（从图3所示的切削镶片的左侧观察）；

图5示出了图1-4所示的切削镶片的示意图，展示了该切削镶片的多个正弦波形且螺旋形的切削刃，其中图5（a）是一个示意性端视图而图5（b）是一个示意性俯视图；

图6示出了图1-5所示的切削镶片的示意图，展示了该切削镶片相对于一个坐标系的几何定位，该切削镶片被定位成就好像该切削镶片是固定在一个旋转刀夹具（未示出）上，其中图6（a）是一个俯视图示意图而图6（b）和6（c）是透视图示意图；

图7示出了为建立图1-6所示镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃的数学设计模型而得出的多条曲线的示意图，其中图7（a）、7（b）和7（c）中所示的这些曲线分别对应于在图6（a）、6（b）和6（c）中所示的切削镶片定位；

图8示出了一系列共同切削镶片（如图1-6所示）的相对定位的示意图，这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上从而形成了包括该系列的切削镶片并且具有一个包括正弦波形且螺旋形几何形状的切削刃的一种切削槽，其中图8（a）是该切削槽的侧视图示意图而图8（b）是该切削槽的端视图示意图；

图9示出了一种切削镶片的三个视图，该切削镶片具有两个可转位切削刃并且被配置成作为一个端面切削镶片与图1-6和图8中所示的这些切削镶片组合使用，其中图9（a）是该末端切削镶片的俯视图，图9（b）是从图9（a）中的箭头HH指示的方向上看到的视图，并且图9（c）是从图9（a）中的箭头VV指示的方向上看到的视图；

图10示出了一系列共同切削镶片（如图1-6和图8所示）和一个不同的端面切削镶片（如图9所示）的相对定位的示意图，这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上从而形成了包括该系列的共同切削镶片并且具有一个包括正弦波形且螺旋形几何形状的切削刃的一种切削槽，其中图10（a）是该切削槽的侧视图示意图而图10（b）是该切削槽的端视图示意图；

图11示出了一系列大小不同的端面切削镶片（类似于图9所示的端面切削镶片）的相对定位的示意图，这些端面切削镶片被定位成就好像这些端面切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上，该旋转刀夹具被配置成包括五个切削槽，其中图11（a）是该组件的侧视图示意图而图11（b）是该组件的端视图示意图；

图12示出了五个切削槽的相对定位的示意图，每个槽包括一个大小不同的端面切削镶片（如图9和11中所示）和一系列共同切削镶片（如图1-6和图8所示），这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上，并且每个切削槽具有一个包括正弦波形且螺旋形几何形状的切削刃，其中图12（a）是这五个切削槽的端视图示意图而图12（b）是这五个切削槽的侧视图示意图；

图13示出了包括一个带有五个切削槽的刀夹具的一种可转位镶片切削刀具系统的两个视图，每个切削槽包括一个大小不同的末端切削镶片（如图9和11中所示）和一系列共同切削镶片（如图1-6和图8所示），并且每个切削槽具有一个包括正弦波形且螺旋形几何形状的切削刃，其中图13（a）是该切削刀具系统的端视图而图13（b）是该切削刀具系统的侧视图；

图14示出了包括四个可转位切削刃的一种切削镶片的三个视图，每个切削刃包括一种正弦波形且螺旋形几何形状，其中图14（a）是该切削镶片的俯视图，图14（b）是该切削镶片的侧视图，并且图14（c）是该切削镶片的三维透视图；

图15示出了图14中所示的切削镶片的示意图，展示了该切削镶片相对于一个坐标系的几何定位，该切削镶片被定位成就好像该切削镶片是固定在一个旋转刀夹具（未示出）上，其中图15（a）是一个侧视图示意图，图15（b）是一个俯视图示意图，并且图15（c）是一个透视图示意图；

图16示出了一系列共同切削镶片（如图14和15所示）的相对定位的示意图，这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上从而形成了包括该系列的切削镶片并且具有一个包括正弦波形且螺旋形几何形状的切削刃的一种切削槽，其中图16（a）是该切削槽的侧视图示意图而图16（b）是该切削槽的端视图示意图；

图17示出了具有两个可转位切削刃的一个共同切削镶片和具有两个可转位切削刃的一个不同的端面切削镶片的相对定位的示意图，这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上从而形成了包括这些切削镶片并且形成一个包括正弦波形且螺旋形几何形状的切削刃的一种切削槽，其中图17（a）是该切削槽的端视图示意图并且图17（b）和17（c）是该切削槽的侧视图示意图；

图18示出了包括两个可转位切削刃的一种切削镶片的两个视图，每个切削刃包括一种正弦波形且螺旋形几何形状，其中图18（a）是该切削镶片的三维透视图，而图18（b）是该切削镶片的俯视图；

图19示出了包括两个可转位切削刃的一种切削镶片的两个视图，每个切削刃包括一种正弦波形且螺旋形几何形状，其中图19（a）是该切削镶片的三维透视图，而图19（b）是该切削镶片的俯视图；

图20是类似于图1-6和图8所示的切削镶片并且包括两个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃以及沿着这些切削刃定位的多个凹口的一种切削镶片的三维透视图；

图21（a）是一个示意图，展示了包括两个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃的一种切削镶片相对于刀夹具和一个坐标系的定位；

图21（b）是一个示意图，展示了包括两个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃的一系列共同切削镶片相对于刀夹具和一个坐标系的定位，其中该系列的共同切削镶片形成了包括这些切削镶片并且具有一个包括正弦波形且螺旋形几何形状的切削刃的一种切削槽；并且

图22是一条螺旋线的一个实施例的示意图。

在考虑以下对根据本说明书的不同的非限制性且非排他性实施例的详细说明后，读者将了解上述细节以及其他。

说明

在本说明中描述和展示了不同的实施例，是为了提供对所披露的切削镶片和切削刀具系统的结构、功能、操作、制造以及使用的全面理解。要理解的是在本说明书中描述和展示的这些不同实施例是非限制性的且非排他性的。因此，本发明不是必然由对在本说明书中披露的这些不同的非限制性的且非排他性的实施例的说明所限制。结合不同实施例所展示和/或说明的这些特征和特点可以与其他实施例的特征和特点进行组合。这样的修改和变化旨在包含于本说明书的范围之内。这样，可以对权利要求进行修改以引述在本说明书中明确地或固有地描述出的、或明确地或固有地得到本说明书的支持的任何特征或特点。进一步，诸位申请人保留修改权利要求的权利以便肯定地放弃可能存在于现有技术中的特征或特点。因此，任何这样的修改都符合35U.S.C.§112第一段和35U.S.C.§132（a）的要求。在本说明书中披露和描述的这些不同实施例可以包括如在此不同地描述的特征和特点、由这些特征和特点组成或主要由这些特征和特点组成。

除非另外指明，否则在此确认的任何专利、公开案、或其他披露材料都是通过引用以其全部内容结合在本说明书中，但是仅是在所结合的材料不与本说明中明确提出的现有说明、定义、陈述或其他披露材料相冲突的程度上。这样，并且在必要的程度上，在本说明书中提出的明确披露将取代通过引用结合在此的任何冲突材料。被称为是通过引用结合在本说明书中、但与在此提出的现有定义、陈述、或其他披露材料相冲突的任何材料或其一部分仅在以下程度上被结合：使得在所结合的材料与现有的披露材料之间不发生冲突。诸位申请人保留对本说明书进行修改的权利以便明确地引述通过引用结合在此的任何主题或其一部分。

如在本说明书中使用的语法冠词“一”、“一个/一种（a/an）”、和“该”均旨在包括“至少一个”或“一个或多个”，除非另外指出。因此，这些冠词在本说明书中被用来指代一个或多于一个（即，“至少一个”）的该冠词的语法对象。举例而言，“一个部件”是指一个或多个部件，并且因此有可能设想为多于一个部件并且可以在所描述实施例的实现方式中采用或使用多于一个部件。另外，单数名词的用法包括复数并且复数名词的用法包括单数，除非使用背景中另作要求。

在旋转切削刀具和机加工刀具中，在材料被切割和去除时，螺旋形切削刃逐渐地接合工件直到达到该切削刃的全部长度、并且逐渐地与该工件脱离接合。来自螺旋形切削刃的切削动作产生了光滑的切口以及沿着切削刃均匀分布的应力。相比之下，直的切削刃沿着该切削刃的全部长度同时接合一个工件。这种突然的接合造成迅速的切削齿负荷，这可能导致不希望的振动和刀具“震颤”。

然而，对于包括可转位切削镶片的切削刀具来说，如果组装在刀夹具上并且在刀夹具上对齐的这多个切削镶片的安排没有形成具有真正螺旋形的几何形状的连续切削刃，则该模块化切削刀具可能在机加工后的表面上产生粗糙的表面光洁度和/或阶梯状的/波状的表面形貌。在包括多个切削镶片的模块化旋转切削刀具上生产具有连续的且真正螺旋形的几何形状构型的切削刃是困难的，因为该切削刃的长度是由这多个单独的切削镶片在组装于刀夹具中时的这些相应切削刃形成的。

用包括有一个包含一系列切削镶片的切削槽的一种模块化旋转切削刀具制成的切口的不均匀且粗糙的表面形貌可能被包括另一系列的多个切削镶片的另一个切削槽所抵消。然而，如果由构成这些切削槽的这多个单独的切削镶片的切削刃所形成的这些槽的切削刃不是处于真正的螺旋形式，则这种不均匀且粗糙的表面形貌绝不会被完全抵消。对于具有正弦波形或波浪形切削刃的切削镶片而言这个问题是甚至更突出的，因为这种非线性且非弧形的切削刃图案可能在机加工后的表面中产生起伏特征，特别是当这些单独的切削镶片不对齐时。

具有的切削刃沿着透视的螺旋形路径从切削部分的一端到另一端具有正弦波形或波浪形图案的纯质（solid）（即，整体式的、一件式的）端铣刀可以在旋转铣削应用中显著改善切削作用并且增加刀具寿命。这样的纯质端铣刀的实例在美国专利号4,212,568、4,560,308、5,610,232、7,563,059和7,588,396中有所描述，这些专利通过引用结合在此。然而，这些端铣刀的整体式构造有助于形成真正螺旋形的构型，因为没有可转位的或可移除的部分产生对齐问题，对齐问题将阻碍在多镶片的切削槽上形成螺旋形切削刃。

美国专利号5,221,164、5,772,365和7,101,122描述了在单独的镶片上具有波浪状图案的切削镶片。然而，在这些参考文件中描述的镶片在结构上不能被组装到沿着并且围绕切削刀具夹具的长度定位的切削槽之中。因此，这些镶片不能形成真正螺旋形的切削刃。美国专利号6,773,209和6,811,359描述了在由于使用非螺旋形切削刀具进行旋转铣削操作而造成的机加工后的表面上遇到的问题。这些专利描述了包括的单独切削镶片具有线性/弧形切削刃的螺旋切削系统。然而，这些专利没有在数学上或数量上定义所称的螺旋形切削刃、并且因此不能实现包括可转位镶片和真正螺旋形的切削刃的切削槽的一般设计。

如在《机械工程师手册》26版（工业出版社，纽约，2000）（通过引用结合在此）中所定义的，螺旋线是一个点围绕一个柱面（真实的或假想的）在该圆柱体的纵向轴线的方向上以恒定速率移动所产生的曲线。因此在几何学上，螺旋线是在三维空间中的螺旋形状的曲线。螺旋线具有以下特点：沿着该螺旋曲线的任何一点处的切线相对于空间中的一条固定直线具有恒定的角度。当该固定直线是该螺旋线的中央纵向轴线时，该恒定的角度被定义为“螺旋角”。螺旋线在参数上可以在笛卡尔坐标系和柱面坐标系中如下定义：

在右手笛卡尔坐标系中，当参数t增大时，点（x（t），y（t），z（t））围绕z轴画出了一条半径为a并且螺距为2πb的右手螺旋线，z轴与该螺旋线的纵向轴线平行且重合（即，共线）。螺旋线的螺距是平行于该螺旋线的轴线测量的、螺旋线的一整圈的长度。参照图22，示出了一条柱面螺旋线，其中a=1并且b=1。示出了该螺旋线具有逐渐增大的参数t，从t=0至t=4π（即，跨越该螺旋线的两个螺距）。在柱面坐标系中，当参数t增大时，点（r（t），θ（t），h（t））围绕h轴画出了一条半径为a并且螺距为2πb的右手螺旋线，h轴与该螺旋线的纵向轴线共线。

如在此使用的，术语“螺旋线”和“螺旋形的”涉及柱面螺旋线，即，围绕中央纵向轴线具有恒定半径的螺旋线。真正螺旋形的切削刃可以定义为这样的三维曲线形切削刃：其中该切削刃上的每个点位于与该旋转切削刀具的中央纵向轴线（即，切削轴线）垂直的相同距离处，是在可接受的公差之内。这个垂直距离是该旋转切削刀具的切削半径，这个切削半径沿着该切削刀具的切削长度是恒定的。因此，螺旋形切削刃上的每个点位于一个直径为该旋转切削刀具的切削半径两倍的概念性柱面上。

螺旋形切削刃在概念上可以通过使一个点在切削轴线的纵向方向上以恒定的速率并且以恒定的轴向速率移动、而同时维持距切削刀具夹具的中央纵向轴线（即，切削轴线）的恒定距离（等于切削半径）来形成。以这种方式设计的切削刃是真正螺旋形的切削刃并且只要该切削刃维持真正螺旋形的形状，就不会产生不均匀的或粗糙的机加工后表面形貌。这将在例如旋转机加工应用中产生光滑的且准确的切削路径。进一步，在单一切削刃构型中将正弦波曲线分量与螺旋曲线分量进行组合不会妨碍光滑的且准确的切削路径，因为该切削刃的每个点都将仍与切削半径重合。

在本说明书中披露和说明的这些不同的非限制性实施例一部分是针对包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片以及包括这些镶片的切削刀具系统，其中这些镶片组装在一个刀夹具上形成了包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃的一个切削槽。如在此使用的，术语“一个或多个正弦波形且螺旋形的切削刃”是指一个切削镶片的、与工件相接合并且从该工件上切除材料的切削刃部分，其中这些切削刃具有一种包括正弦波曲线分量和螺旋曲线分量的几何形状。如在此使用的，术语“一个或多个正弦波形且螺旋形的切削刃”还指代包括多个切削镶片的组件的一个切削槽的切削刃部分，其中该切削槽的这些切削刃具有一种包括正弦波曲线分量和螺旋曲线分量的几何形状。

因此应理解的是，一个切削槽的这个或这些正弦波形且螺旋形的切削刃是通过使螺旋形地定位在一个刀夹具中的多个单独的切削镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。此外应理解的是，在本说明书中描述的这个或这些正弦波形且螺旋形的切削刃包括位于切削刀具行业内的普遍可接受的公差之内的正弦波形与螺旋形的组合式几何形状。

在本说明书中披露和描述的这些不同的非限制性实施例提供了改善切削作用并增加刀具寿命的优点，这是由正弦波形的切削刃产生的。在本说明书中披露和描述的这些不同的非限制性实施例还提供了改善表面光洁度和使机加工路径更准确的优点，这是由真正螺旋形的切削刃产生的。进一步地，这些优点在可转位的切削刀具系统中被提供，其中单独的切削镶片可以在必要时由于磨损或失效而进行转位或更换。在本说明书中披露和描述的不同的非限制性实施例提供了一种切削刀具系统，该切削刀具系统的特征为一个正弦波形与真正螺旋形的组合式切削刃，这改进了难以机加工的材料的旋转机加工，该材料是例如钛和钛合金、镍和镍合金、超耐热合金、以及不同的外来金属和金属复合物。

在本说明书中披露和描述的不同的实施例还提供了用于生产一种切削镶片的设计方法，该切削镶片包括至少一个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃。这个设计方法产生了一个数学设计模型，可以使用该数学设计模型来制造具有正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片，这些切削镶片一起形成了具有一个正弦波形且螺旋形的切削刃的切削槽。在本说明书中披露和描述的不同的实施例还提供了一种设计方法：用于将多个切削镶片定位在一个刀夹具中以便在切削刀具系统中形成一种包括组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃的切削槽。这个设计方法产生了一个设计模型，可以使用该设计模型对刀夹具上的镶片凹座进行机加工，这样使得可以将多个可转位的切削镶片组装在一起并且对齐以便形成包括正弦波形且螺旋形的切削刃的一个切削槽。

图1是包括两个可转位切削刃15和16的一个切削镶片10的三维透视图，每个切削刃包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该切削镶片10包括一个中心通孔11以用于将该切削镶片10可移除地固定到一个刀夹具（未示出）上。该正弦波形且螺旋形的切削刃15位于该切削镶片10的顶侧12上。该切削刃15包括一种一波长的正弦波形状。该切削刃15包括切削刃15a和15b，这些切削刃是彼此连续的并且各自包括一种半波长的正弦波形状。该切削刃15包括两个任选的鼻状拐角15c和15d，这两个鼻状拐角位于该正弦波形且螺旋形的切削刃15的相应末端处。

该切削镶片10还包括位于该切削镶片的底侧13上的一个第二切削刃16。该切削刃16包括一种一波长的正弦波形状。该切削刃16包括切削刃16a和16b，这些切削刃是彼此连续的并且各自包括一种半波长的正弦波形状。该切削刃16包括两个任选的鼻状拐角16c和16d，这两个鼻状拐角位于该正弦波形且螺旋形的切削刃16的相应末端处。

这些鼻状拐角15c/15d和16c/16d分别是由正弦波形且螺旋形的切削刃15和16的初始尖锐端点形成的，以防止在机加工工艺过程中该镶片的这些切削刃的末端被损坏。该切削镶片10的这两个正弦波形且螺旋形的切削刃15和16是通过将该镶片围绕垂直于该中心通孔11的轴线、并且平行于这些切削刃15和16的正弦波曲线分量的中线的一条轴线旋转180度而可转位的。图2和3中显示了这个可转位特征。

图2是图1所示的切削镶片10的端视图（从图1的透视图中所示的末端观察）。平面21是该切削镶片10的顶面12与底面13之间的一个中间中间。平面22垂直于该中间平面21并且与该中心通孔11的中央轴线平行并且对齐。该切削镶片10关于由平面21和平面22的相交所限定的轴线具有180度旋转对称性。因此，顶面12和该切削刃15相对于该底面13和切削刃16具有180度旋转对称性，并且这样，该切削镶片10的这两个正弦波形且螺旋形的切削刃15和16是通过将该镶片围绕由平面21和平面22的相交所限定的轴线旋转180度而可转位的。

图3是图1和图2所示切削镶片10的俯视图以及两个详图（从图1的透视图中所示的顶面12观察）。平面22与图2所示的平面22相同。如图3的左手边所示，该正弦波形且螺旋形的切削刃15经过了点P1、P2、和P3（其中在切削刃15b的端点P3处形成该鼻状拐角15d并且在切削刃15a的端点P1处形成该鼻状拐角15c之前，这些点P1和P3被定位在该切削刃的末端处）。如图3的右手边所示，该正弦波形且螺旋形的切削刃16经过了点P4、P5、和P6（其中在切削刃16b的端点P6处形成该鼻状拐角16d并且在切削刃16a的端点P4处形成该鼻状拐角16c之前，这些点P4和P6被定位在该切削刃的末端处）。

线18是部分地限定了切削刃15的该正弦波曲线的纵向轴线（即，该正弦波曲线分量的中线），其中部分15a和部分15b具有相同的参数（即，振幅和波长）。线19是部分地限定了切削刃16的该正弦波曲线的纵向轴线（即，该正弦波曲线分量的中线），其中部分16a和部分16b具有相同的参数（即，振幅和波长）。虽然切削刃15的部分15a和15b的几何参数是分别与切削刃15的部分16a和16b的几何参数相同的，但应理解的是在不同的非限制性实施例中，这些部分可以不必是相同的。

图4是图1-3所示的切削镶片10的侧视图（从图3所示的切削镶片的左侧观察）。图4展示了正弦波形且螺旋形的切削刃15和16相对于该顶面12与底面13之间的中间平面21的取向。该切削刃15具有从该切削刃部分15a上的鼻状拐角15c处的一个高点（相对于中间平面21）到该切削刃部分15b上的鼻状拐角15d处的一个低点（相对于中间面21）的一个逐渐向下的梯度。切削刃15的该逐渐向下的梯度包括该正弦波曲线分量和真正螺旋形的曲线分量的组合式几何形状。同样，切削刃16具有从该切削刃部分16a上的鼻状拐角16c处的一个高点（相对于中间平面21）到该切削刃部分16b上的鼻状拐角16d处的一个低点（相对于中间面21）的一个逐渐向下的梯度。切削刃16的该逐渐向下的梯度包括该正弦波曲线分量和真正螺旋形的曲线分量的组合式几何形状。

图5（a）是切削镶片50的一个示意性端视图而图5（b）是该切削镶片的一个示意性俯视图，展示了该切削镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃51和52。图5（a）和5（b）所示的切削镶片50是与图1-4所示的切削镶片10总体上相同的，区别在于切削镶片50没有圆形的鼻状拐角，而是切削镶片50在该切削镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃51和52的末端处具有多个点56。示出了这些点56是出于展示正弦波形且螺旋形的切削刃51（在顶面53上）以及正弦波形且螺旋形的切削刃52（在底面54上）的几何形状的目的。例如，正弦波形且螺旋形的切削刃51在概念上是通过将一条正弦波形的切削刃修整成具有与螺旋形表面55一致的轮廓而产生的。

该螺旋形表面55在几何形状上被限定成与具有一条纵向轴线57的真正螺旋线（如以上所限定的）一致。该螺旋形表面55的纵向轴线57与该切削镶片50的中心平面60形成了一个螺旋角Ha。该螺旋角Ha是与在沿着该螺旋曲线（该螺旋曲线限定了该螺旋形表面55）的任何点处的切线与该螺旋曲线的中央纵向轴线之间形成的恒定螺旋角相同的。

图6（a）是一个俯视图示意图而图6（b）和6（c）是透视图示意图，展示了该切削镶片50相对于一个笛卡尔坐标系（XYZ）的几何定位，其中该切削镶片被定位成就好像该切削镶片是固定在一个旋转刀夹具（未示出）上。图6（b）是镶片50如图6（a）中定向时的透视端视图（即，沿着图6（a）所示的Y坐标方向观察）。图6（c）是镶片50如图6（a）中定向时的透视侧视图（即，沿着图6（a）所示的X坐标方向观察）。

图6（a）切削镶片50是在围绕该XYZ坐标系的XOY平面的原点O旋转后的取向中示出的。该镶片50的旋转角度等于该螺旋形表面55的螺旋角Ha，该旋转角度限定了该正弦波形且螺旋形的切削刃51的螺旋形几何分量。以此方式，该切削镶片50是在以下取向中被示出：就好像该切削镶片被定位一个具有的切削轴线与该XYZ坐标系（参见图21（a））的Y轴共线的刀夹具（未示出）上。

该螺旋形表面55还与该切削镶片一起旋转了该螺旋角Ha（即，该切削镶片50的中心平面60与该XYZ坐标系的Y轴之间的角度）。以此方式，将在该切削镶片50的中心平面60与限定了该螺旋形表面50（即，该正弦波形且螺旋形的切削刃50的螺旋几何分量）的该螺旋曲线的纵向轴线之间形成的角度设定成等于该螺旋曲线的螺旋角Ha。因此，该螺旋形表面55被定位成与一个概念性柱面一致，该概念性柱面具有与刀夹具（未示出）的切削轴线共线的一条中央纵向轴线并且具有等于一个切削刀具系统（包括一个刀夹具和该切削镶片50）的切削半径R1的一个柱面半径。图6（b）和6（c）分别示出了该切削镶片50在该XYZ坐标系的XOZ平面和YOZ平面中的定位，其中该切削刃51被定位在具有螺旋半径R1的螺旋形表面55内。

因此，该正弦波形且螺旋形的切削刃51从P1到P2的特征是与该切削镶片50同刀夹具（未示出）之间的几何关系直接相关联的。图21（a）和21（b）中进一步展示了这点。图21（a）是一个示意图，展示了一个切削镶片350（包括两个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃）相对于刀夹具300和一个XYZ坐标系的定位。该切削镶片350与图5和6所示的切削镶片50总体上相同。该刀夹具300具有一条中央纵向切削轴线310。将该切削镶片350定位在该刀夹具300上而使得该切削镶片350的中心平面360与轴线310形成一个角度，该角度等于该切削镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃的螺旋分量的螺旋角Ha。

图21（b）是一个示意图，展示了一系列共同切削镶片350、350'和350″相对于刀夹具300和一个XYZ坐标系的定位，每个切削镶片包括两个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃。如在此使用的术语“共同切削镶片”等，是指具有位于切削刀具工业中普遍可接受的公差范围内的相同的几何构型和尺寸的镶片。例如，在不同的非限制性实施例中，在本说明书中描述的这些共同切削镶片可以包括一系列（即，多个）切削镶片，这些切削镶片包括相同的构造材料并且具有位于切削刀具工业中普遍可接受的公差范围内的相同的形状、切削特征和尺寸。

这些共同切削镶片350、350'和350″是与图5和6中所示的切削镶片50总体上相同的，并且这一系列共同切削镶片一起形成了包括这些切削镶片的切削槽。该切削槽包括一个具有正弦波形且螺旋形的几何形状的切削刃，其中该切削槽的该正弦波形且螺旋形的切削刃是通过使这些切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃在该刀夹具上螺旋形地对齐而形成的。切削镶片350、350'和350″的中心平面各自与该刀夹具300的中央纵向切削轴线310形成一个角度Ha。在这些切削镶片350、350'和350″的中心平面与该刀夹具300的中央纵向切削轴线310之间形成的角度Ha等于螺旋线370的螺旋角。螺旋线370限定了这些切削镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃的螺旋几何分量并且限定了由这些对齐的切削镶片形成的该切削槽的组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃的螺旋几何分量。

参照图6，通过在几何上限定该切削镶片50相对于XYZ坐标系的定位，将该切削镶片定位成就好像该切削镶片被安装在刀夹具上，可以使用一种用于产生包括至少一个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片的设计方法来产生一个数学设计模型。可以使用该数学设计模型来制造具有多个正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片，这些切削镶片一起形成了包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃的切削槽。该数学设计模型限定了一个切削刃，该切削刃具有一种包括组合式的正弦波曲线分量和螺旋曲线分量的复杂的三维几何形状。根据该数学模型，沿着一个正弦波形且螺旋形的切削刃（例如，图6中的切削刃51和52）的每个点都精确地定位在由一个切削刀具系统的切削半径所限定的一个概念性柱面（例如，图6中的表面55）上，该切削刀具系统包括一个刀夹具（图6中未示出）以及多个共同切削镶片（例如，图6中的镶片50）。

图7（a）、7（b）和7（c）是展示为建立用于图1-6所示镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃的一个数学设计模型而得出的多条曲线的示意图，其中图7（a）、7（b）和7（c）中所示的这些曲线分别对应于在图6（a）、6（b）和6（c）中所示的切削镶片定位。为了对该正弦波形且螺旋形的切削刃51建立一个方程，引入了两条虚线的正弦波曲线58和59，如图7（a）所示。这两条虚线的曲线58和59都具有与该切削刃51相同的几何形状和尺寸、但是具有相对于该XYZ坐标系的不同取向。正弦波曲线58具有与该XYZ坐标系的X轴共线的一条中线。正弦波曲线59平行于该切削刃51并且在该XYZ坐标系的原点O上定中心。该切削刃51可以被视为曲线58和59的几何变换，如图7（a）所示。

根据图7（a）中的XYZ坐标系的XOY平面可以针对曲线58如下地建立一个数学方程，其中Y轴是与切削刀具的切削轴线共线的：

$Y=B\·\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{A}\right)\·X---\left(1\right)$

其中参数B和A在图7（a）中被定义为该切削刃51的正弦波分量的振幅和半波长。可以以一般形式将方程（1）表示如下：

f₅₈(X,Y)=0                        （2）

方程（2）总体上将曲线58定义为XYZ坐标系的X和Y参数的函数。

通过引入旋转变换（Ro），可以根据曲线58围绕该XYZ坐标系的XOY平面中的原点O旋转来建立以下关于曲线59的方程：

其中Ha是图6（a）、图7（a）、和图21（a）中所示的螺旋角。

通过引入平移变换（Txy），可以根据曲线59在该XOY平面内的平移来建立以下关于该切削刃51的方程：

$f_{51}(X,Y)=f_{59}(X,Y)\·\mathrm{Txy}=f_{59}(X,Y)\·\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& 1& 0\\ -G\·\cos \left(\mathrm{Ha}\right)& G\·\sin \left(\mathrm{Ha}\right)& 1\end{array}\right]---\left(\text{4}\right)$

其中G在图7（a）中被定义为该切削刃51的中线与曲线59的中线之间的垂直距离。Ha是以上所述的螺旋角。

如图7（b）所示，在该XYZ坐标系的XOZ平面中，该切削半径R1限定了该柱面55并且整个切削刃被精确地定位在该柱面55上。如以上所讨论的，如图6和7所示的圆柱形的螺旋形表面55是与图5所示的螺旋形表面55相同的、但是随着该切削镶片50旋转了一个螺旋角Ha（相对于该XYZ坐标系），这样使得该螺旋形表面55变成了与一个切削刀具的切削半径R1几何相关的一个柱面55，该切削刀具包括一个刀夹具和包括正弦波形且螺旋形的切削刃51的至少一个切削镶片50。因此，柱面55在XOY平面中（如图7（b）所示）的方程可以表示如下：

X²+Z²=R1²                      （5）

并且以一般形式表示为，

f₅₅(X,Z)=0                      （6）

其中R1是该柱面55在XOZ平面中的圆形截面的半径，该半径等于一个切削刀具的切削半径，该切削刀具具有的切削轴线在原点O处定中心并且垂直于XYZ坐标系的XOZ平面。

参照图7（b），其中切削轴线是由Y轴表示（垂直于该页面的平面）的并且在原点O处定中心，该切削刃51上从P1到P2的每个点都定位在由方程（5）所限定的柱面55处。如以上所述，该切削刃51上从P1到P2的每个点还被定位在由方程（4）所限定的正弦波曲线上。通过将方程（4）所限定的正弦波曲线（即，该切削刃51的正弦波分量）在+/-Z轴方向上延伸以变成垂直于该XOY平面的一个三维正弦波表面并且通过同时将方程（6）所限定的圆形截面（即，该切削刃51的螺旋分量）在+/-Y轴的方向上延伸以变成垂直于该XOZ平面的一个三维柱面，可以获得两个三维方程。

f₅₁(X,Y,Z)=0              （7）

f₅₅(X,Y,Z)=0              （8）

通过同时求解方程（7）和（8）以获得限定了上述两个三维表面（即，与该XOY平面垂直的三维正弦波形表面和与该XOZ平面垂直的三维柱面）的相交处的一条三维曲线的方程，来获得数学地限定该组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃51从P1至P2（如图6（c）和图7（c）所示）的一个方程：

$f_{51}^{3D-C}(X,Y,Z)=\left\{\begin{array}{c}{f}_{51}(X,Y,Z)=0\\ f_{55}(X,Y,Z)=0\end{array}\right.---\left(9\right)$

其中上标3D-C表示一条三维曲线。

可以将参照图5-7和方程（1）-（9）所述的数学设计方法和所得的设计模型用于设计并且制造具有正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片。该数学设计模型限定了一种切削刃，该切削刃具有一种包括组合式的正弦波曲线分量和螺旋曲线分量的复杂的三维几何形状。可以将该方法总结如下。

首先，将该切削镶片在概念上定位成就好像它位于一个刀夹具上并且相对于该刀夹具的纵向轴线形成一个螺旋角。第二，将该初始螺旋形表面（例如，图5中的表面55）在概念上旋转该相同螺旋角。第三，建立一个XYZ三维坐标系，其中Y轴与由一个切削半径所限定的一个切削刀具系统的切削轴线是共线的，该切削半径（例如图6和7中的半径R1）在该切削轴线处定中心。第四，得出限定了相对于该坐标系的该切削刃的正弦波分量和螺旋分量的多个方程。以此方式，将螺旋形表面（例如，图5中的表面55）转化成柱面（例如，图6和7中的表面55），该柱面呈现了由该切削刀具系统的切削半径限定的切削路径，并且与该柱面相交的正弦波形表面在数学上限定了一个组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃。

在本说明书中披露和描述的不同的实施例还提供了一种设计方法：用于将多个切削镶片定位在一个刀夹具上以便在一个切削刀具系统中形成包括组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃的一种切削槽。这个设计方法产生了一个设计模型，可以使用该设计模型来在该刀夹具上机加工出处于螺旋形取向中的多个镶片凹座，这样使得可以将多个可转位的切削镶片组装在一起并且对齐以便形成包括正弦波形且螺旋形的切削刃的一种切削槽。该设计方法还基于参照图6-7所建立的XYZ坐标系、并且可以被用来规定多个切削镶片在该刀夹具上的组装，以使得每个切削镶片围绕该纵向切削轴线形成一个正弦波形且螺旋形的切削刃的一部分。

图8（a）和8（b）是示出了一系列共同切削镶片50和62-66的相对定位的示意图，这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上、并且螺旋形地对齐从而形成了包括该系列的切削镶片并且具有包括一个包括正弦波形且螺旋形的几何形状的切削刃的一种切削槽。图8（a）是从与该XYZ坐标系的XOY平面垂直的方向上得到的示意图并且图8（b）是从与该XYZ坐标系的XOZ平面垂直的方向上得到的示意图。在图8（a）和8（b）中，Y轴是与该切削刀具系统的纵向切削轴线共线的。

如图8（b）所示，柱面55是由位于原点O处的切削半径R1所限定的。该切削轴线（即，Y轴）在原点O处定中心并且垂直于XOZ平面。根据以上所述的设计来定位具有两个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃51和52的一个第一切削镶片50。将几何形状和尺寸与该切削镶片50相同的一系列共同切削镶片62-66以螺旋形对齐的方式定位以便形成一个切线槽。构成该切削槽的每个镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃是螺旋式对齐的并且在该切削槽上形成了一个组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃。

为了将这些切削镶片62-66定位成形成一个包括组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃的切削槽，可以将这些切削镶片这样定位：（1）围绕该切削轴线（即，Y轴）旋转而同时维持恒定的切削半径R1；并且（2）平行于该切削轴线平移而同时维持恒定的切削半径R1。该多个共同切削镶片62-66中的任何一个的任何其他位置变化都将致使这些切削镶片不对齐并且这些切削镶片的切削刃将不位于该柱面55上。不对齐将在该切削刀具系统的实际切削路径中产生尺寸误差（即，该切削路径将不是由切削半径R1准确地并且精确地限定的）。不对齐还将改变该切削刃的总体正弦波形状并且使该切削槽的总体螺旋形状无效，虽然每个单独的切削镶片具有正弦波形且螺旋形的切削刃。

在几何上，相对于该XYZ坐标系将每个切削镶片62-66的位置初始地设定在与该切削镶片50相同的位置处，其中切削刃51是由方程（9）限定的。接着通过在维持恒定的切削半径的同时将每个镶片围绕该切削轴线（即，Y轴）进行旋转并且将每个镶片平行于该切削轴线进行平移，在数学上将每个切削镶片62-66的位置调整到一个对齐位置。例如，考虑到紧邻切削镶片50定位的并且具有与该切削镶片50的切削刃51对齐的切削刃72的该切削镶片62，在XYZ坐标系中的第一次运动是围绕该切削轴线（即，Y轴）的一种三维旋转变换并且第二次运动是平行于该切削轴线的一种线性平移变换。从方程（9）中得出了从该切削镶片50的位置开始以限定切削镶片72的位置的多次平移，从而限定了切削镶片50的位置，如下：

$f_{72}^{3D-C}(X,Y,Z)=f_{51}^{3D-C}(X,Y,Z)\·\mathrm{Ry}\left(Q\right)\·\mathrm{Txyz}(J,K,L)---\left(10\right)$

其中Ry表示围绕Y轴的一个三维旋转矩阵并且Txyz表示平行于Y轴的一个三维平移矩阵，并且上标3D-C表示一条三维曲线。

该旋转矩阵和平移矩阵是如下限定的：

$\mathrm{Ry}\left(Q\right)=\left[\begin{array}{cccc}\cos \left(Q\right)& 0& \sin \left(Q\right)& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ -\sin \left(Q\right)& 0& \cos \left(Q\right)& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(11\right)$ $\mathrm{Txyz}(J,K,L)=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ J& K& L& 1\end{array}\right]---\left(12\right)$

其中Q是围绕Y轴的旋转角度，并且J、K、以及L是分别在X、Y、以及Z各自方向上的移动距离。为了将该平移变换的线性运动限制为平行于Y轴的运动，将J和L设为零。

形成该切削槽的这些剩余切削镶片63-66与切削镶片62相同。因此，假设根据方程（1）至（9）以及图6至8所建立的XYZ坐标系来限定并且定位该第一共同切削镶片的接合切削刃（即，进行切削动作的切削刃），则用于多个共同切削镶片例如像切削镶片62至66的一般方程可以被表示为如下方程（13）。

$f_i^{3D-C}(X,Y,Z)=f_1^{3D-C}(X,Y,Z)\·\mathrm{Ry}(i\·Q)\·\mathrm{Txyz}(J,i\·K,L),i=2,...,n---\left(13\right)$

其中i表示在总计n个切削镶片中的第i个共同切削镶片的接合切削刃，并且表示第i个共同切削镶片的接合切削刃在该XYZ坐标系中的位置。

以此方式，在具有一个限定的切削直径（或半径）的刀夹具上每个正弦波形且螺旋形的切削镶片的位置被数学式地限定，这样使得由这些单独的共同切削镶片的组装和对齐所形成的该切削槽的整个切削刃是一个组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃，如图8所示。

可以使用参照图8和方程（10）-（13）所描述的数学设计方法和所得的设计模型来制造具有多个镶片凹座的切削刀具夹具，这些镶片凹座被配置成用于机械地接合和固定具有正弦波形且螺旋形的切削刃的一系列切削镶片而使得这些被固定的镶片是螺旋式对齐的以便在该刀夹具上形成包括正弦波形且螺旋形的切削刃的一个切削槽。该数学设计模型限定了这一系列切削镶片的定位，这样使得该切削槽的切削刃具有包括组合式的正弦波曲线分量和螺旋曲线分量的一种复杂的三维几何形状。

本说明书中描述的用于在刀夹具上限定和定位多个切削镶片的设计方法和模型从根本上区别于并且不同于现有的设计方法，现有的设计方法依赖于多个分立的位置参数，例如像切削直径（或半径）、轴向角度、径向角度等等。使用现有的设计方法来以数学上的准确度和精确度规定一种包括多个切削镶片的复杂的三维的正弦波形且螺旋形的切削刃是不可能的。

在不同的非限制性实施例中，一种用于在切削镶片上设计和/或产生正弦波形且螺旋形的切削刃的方法包括：

（a）将具有正弦波形切削刃的一个切削镶片定位成就好像它以一个螺旋角位于一个刀夹具上；并且

（b）修改该切削镶片的该切削刃的正弦波形状以便与由在一个切削刀具系统的切削轴线处定中心的切削半径所限定的一个柱面一致。

在不同的非限制性实施例中，一种用于设计和/或产生形成了包括正弦波形且螺旋形的切削刃的一个切削槽的多个共同切削镶片（其中每个切削镶片包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃）的组件的方法包括：

（a）将一个第一切削镶片放置在该位置处，其中其切削刃是根据以上所述的用于设计该正弦波形且螺旋形的切削刃的方法限定的；

（b）将一个第二切削镶片（并且在之后将每个随后的切削镶片）围绕一个切削刀具系统的切削轴线旋转；并且

（c）将该第二切削镶片（并且在之后将每个随后的切削镶片）平行于该切削轴线平移。

在不同的非限制性实施例中，一种用于一个切削刀具系统的刀夹具上设计多个镶片凹座以便固定形成了一个包括正弦波形且螺旋形的切削刃的切削槽的多个共同切削镶片的方法包括：

（a）根据该具有正弦波形切削刃的第一共同切削镶片的组装位置将第一镶片凹座的入座表面定位成就好像它以一个螺旋角位于一个刀夹具上；

（b）将一个第二镶片凹座（并且在之后将每个随后的镶片凹座）的入座表面围绕切削刀具系统的切削轴线旋转；并且

（c）将该第二镶片凹座（并且在之后将每个随后的镶片凹座）的入座表面平行于该切削轴线进行平移，而同时维持由该切削刀具系统所限定的恒定的切削半径。

在不同的非限制性实施例中，可以基于通过使用一种用于限定正弦波形且螺旋形的切削刃的方法所形成的一个设计模型来制造切削镶片。在不同的非限制性实施例中，被配置成用于将多个切削镶片接合、固定并且对齐在多个相应的镶片凹座中的一种刀夹具可以基于在用于限定形成了包括正弦波形且螺旋形的切削刃的一种切削槽的多个切削镶片（其中每个切削镶片包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃）的定位的该方法中所形成的设计模型来制造。例如，可以通过使用基于以上参照方程（1）-（9）描述的设计模型的自动化研磨技术制造包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片，并且可以通过使用基于以上参照方程（10）-（13）所述的组装设计模型的计算机数控（CNC）机加工来制造刀夹具。

可以将这些基于该第一设计方法而制造的切削镶片组装在基于第二设计方法而制造的刀夹具上以便形成一个切削刀具系统。在不同的非限制性实施例中，该切削刀具系统可以包括一个刀夹具，该刀夹具包括围绕该刀夹具的纵向轴线被定位在螺旋形取向中的多个共同镶片凹座。如在此使用的术语“共同镶片凹座”等等是指，一个共同切削镶片可以被固定在任何共同镶片凹座中，即便这些共同镶片凹座中的一些在形状上可能是不同的。具体而言，与一个端面切削镶片的镶片凹座相邻的共同镶片凹座和在一个切削槽的近端处（相对于包括该切削槽的切削刀具夹具的柄部而言在近侧）的最后一个共同镶片凹座可以具有不同的几何形状、但仍是共同镶片凹座，因为共同切削镶片是可固定在这些相应的共同镶片凹座中的。该切削刀具系统还可以包括多个共同切削镶片，该多个共同切削镶片可移除地可附接至该刀夹具中的该多个共同镶片凹座上，以便在该刀夹具上形成至少一个切削槽，该至少一个切削槽包括被定位在这些镶片凹座中的多个共同切削镶片的一个螺旋形群组。这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该至少一个切削槽包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃，该切削刃是关于该刀夹具的纵向轴线定位的并且是通过使构成该至少一个切削槽的该共同切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。

在使用了包括多个可转位切削镶片的切削刀具的不同旋转机加工应用中，一个特别的前端面切削镶片可能是有利的。如在此使用的术语“端面切削镶片”是指被配置成有待被定位在一个刀夹具的前面末端处以便在平行于该刀夹具的纵向轴线的方向上轴向地接合一个工件表面的切削镶片。在不同的非限制性实施例中，例如如果一个端面切削镶片被定位在一个刀夹具的前端面的外围处，则该端面切削镶片轴向地并且周向地接合一个工件表面。在不同的非限制性实施例中，一个切削刀具系统包括一个端面切削镶片，该端面切削镶片被配置成在被组装在刀夹具上时用于在机加工操作过程中至少轴向地接合一个工件。

图9（a）-9（c）示出了具有两个可转位切削刃（85和86）的一个端面切削镶片80。该端面切削镶片80被配置成用作一个不同的端面切削镶片来与图8所示的这些共同切削镶片在包括正弦波形且螺旋形的切削刃的切削刀具系统中相结合。

如图9（a）所示，该端面切削镶片80包括一个中心通孔81（被配置成用于将该切削镶片固定到一个刀夹具上）和两个相同的切削刃85和86。切削刃85和86分别位于顶侧82和底侧83上。切削刃85和86是螺旋形的切削刃。切削刃85的两个末端是圆化的、具有鼻状拐角85a和85b。切削刃86的两个末端也是圆化的、具有鼻状拐角。该端面切削镶片80被定位成使得该切削刃85与一条切削轴线84形成了等于限定了切削刃85的螺旋形状的这条螺旋曲线的螺旋角Ha的一个角度。

图10（a）和10（b）是示出了一系列共同切削镶片90-97和一个端面切削镶片80的相对定位的示意图，这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上从而形成了包括该系列的切削镶片并且包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃的一种切削槽。根据方程（9）限定并且定位该共同切削镶片90的接合切削刃100并且根据方程（13）来分别定位这些共同切削镶片91-97的接合切削刃101-107。

根据方程（13）其中i=2来定位该端面切削镶片80，但是使用了一个不同的旋转角度Q和一个不同的平移距离值K，因为该端面切削镶片80的切削刃85与共同切削镶片90-97的切削刃100-107不同。共同切削镶片90-97的切削刃100-107在该刀夹具（未示出）的纵向轴线（即，Y轴）的方向上围绕该纵向轴线形成了一个组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃。如图10（b）所示，共同切削镶片90-97的切削刃100-107、以及该端面切削镶片80的切削刃85全部都精确地并且准确地定位在呈现了一个旋转切削刀具系统的切削直径/半径的柱面99上。

图11（a）和11（b）是示出了一系列大小不同的端面切削镶片80、111、112、113、以及114，的相对定位的示意图，这些端面切削镶片被定位成就好像这些端面切削镶片是组装至并且固定至一个被配置成包括五个切削槽的旋转刀夹具（未示出）上。为了抵消在一个包括这些切削镶片的切削槽中的两个相邻切削镶片之间的任何空隙（例如，多个相邻的共同切削镶片之间的空隙或一个端面切削镶片与一个邻近的共同切削镶片之间的空隙），可能有利的是制造多个端面切削镶片，每个端面切削镶片在切削刃上具有一个不同长度。例如，如图11（a）所示，这多个端面切削镶片80和111-114各自分别具有一个不同的长度L1-L5。

如图11（b）所示，每个端面切削镶片具有至少一个并且在不同的非限制性实施例中具有两个可转位切削刃，即，端面切削镶片80的切削刃85和86、端面切削镶片111的切削刃121和122、端面切削镶片112的切削刃123和124、端面切削镶片113的切削刃125和126、以及端面切削镶片114的切削刃127和128。所有的接合工件的切削刃（即，分别是切削镶片80和111-114的切削刃85、121、123、125和127）被定位在呈现了一个旋转切削刀具系统的切削直径/半径的柱面118上。

图12（a）和12（b）是示出了五（5）个切削槽的的相对定位的示意图，每个切削槽包括一个不同大小的端面切削镶片（80、111-114）以及一系列共同切削镶片，这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上。这五（5）个切削槽各自包括通过这些共同切削镶片的正弦波形且螺旋形的切削刃的组装和对齐而形成的一个正弦波形且螺旋形的切削刃。这些端面切削镶片（例如，镶片80）被定位并且与邻近的共同切削镶片（例如，镶片90）螺旋地对齐。

根据方程（13）限定了每个切削镶片的位置，其中每个端面切削镶片（80、111-114）可以对于Q和K参数具有一组不同的值。所有的接合切削刃（包括端面切削镶片80和111-114的螺旋形切削刃）被定位在呈现了一个旋转切削刀具系统的切削直径/半径的柱面138上。在不同的非限制性实施例中，可能有利的是在构成相邻切削槽的这些镶片之间在纵向切削轴线的方向上使这些切削刃重叠。重叠的切削刃可以提高切削准度和精度，因为尾随的切削槽将把前导切削槽所进行的切削动作留下来的未切削材料去除。以此方式，多个切削槽（每个槽包括多个纵向偏离的共同切削镶片的一个螺旋式对齐的组件）产生了一个完全有效的切削槽。

一个前导切削槽的切削动作而留下来的剩余材料的量可能是与该切削槽的切削镶片的鼻状拐角的圆化程度相关的。在不同的非限制性实施例中，包括圆化的鼻状拐角的多个正弦波形且螺旋形的切削镶片可以在包括这些切削镶片的该切削槽的这个组合式的正弦波形且螺旋形的切削刃中形成多个小空隙。一个尾随的切削槽（包括的共同切削镶片的螺旋式对齐的组件相对于构成了前导切削槽的这些镶片是纵向偏离的）将切削和/或去除任何剩余的材料，因为构成该尾随切削槽的这些镶片的圆化的鼻状拐角是相对于构成该前导切削槽的这些镶片的鼻状拐角而纵向偏离的。换言之，这些切削槽的这些构成性切削镶片之间的连接点在与旋转切削刀具的纵向切削轴线垂直的一个平面中不是对齐的。

图12（b）中示出了多个切削槽，每个槽包括偏离的共同切削镶片的一个对齐的组件。在不同的非限制性实施例中，由于具有不同形状和/或尺寸的端面切削镶片而产生的偏离，一个前导切削槽留下来的剩余材料可以被一个尾随的切削槽切削和/或去除。例如，图11和12中的端面切削镶片80和111-114具有相同的形状和不同的尺寸（即，具有如图11（a）所示的不同长度L1-L5）。这些端面切削镶片80和111-114的不同长度的切削刃将构成这些切削槽的多个相邻切削镶片之间的连接点（并且因此，将由于圆化的鼻状拐角或在一些情况下由于切削镶片的几何形状约束造成的任何空隙）有效地偏离。

在不同的非限制性实施例中，可能希望的是使得构成每个相应切削槽的这些切削镶片在每个相邻切削槽之间（即，不是纵向偏离的）完全重叠。换言之，这些切削槽的构成性切削镶片之间的连接点在与旋转切削刀具的纵向切削轴线垂直的一个平面中是对齐的。通过调整方程（13）中的Q和K参数的值，可以限定多个共同切削镶片以及任选地这些端面切削镶片的组件的安排，以用于一种包括至少一个切削槽的旋转切削刀具系统，该至少一个切削槽包括具有多个共同切削镶片的至少一个组件，其中这些单独的镶片和这些切削槽包括正弦波形且螺旋形的切削刃。

图13（a）和13（b）示出了包括一个刀夹具146和五个切削槽141-145的一个切削刀具系统140的两个视图，每个切削槽包括一个不同大小的端面切削镶片（例如，切削镶片147a）和一系列共同切削镶片（例如，切削镶片147b），并且每个切削槽141-145还包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该刀夹具146包括五个系列的共同镶片凹座（例如，镶片凹座148），每个系列的共同镶片凹座是围绕该刀夹具146的纵向轴线定位在螺旋形取向中的。多个共同切削镶片是可移除地可附接至该刀夹具146中的这些共同镶片凹座上的，以便形成该刀夹具上的五个切削槽141-145。在一些实施例中，由于用于第一共同切削镶片的第一镶片凹座毗邻该用于端面切削镶片的镶片凹座并且用于最后的共同切削镶片的该最后的镶片凹座终止于该槽的近端处，用于第一个共同切削镶片（例如，切削镶片147c）和最后一个共同切削镶片（例如，切削镶片147d）的这些镶片凹座在形状上可能略微不同于其他镶片凹座。这五个切削槽各自包括被定位在这些镶片凹座中的多个共同切削镶片的一个螺旋形群组。这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃。这五个切削槽141-145各自包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃，该切削刃是围绕该刀夹具146的纵向轴线定位的并且是通过使构成这五个切削槽的这些共同切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。

图13（b）中所示的这五个切削槽141-145各自包括具有至少一个可转位的螺旋形切削刃的一个不同大小的端面切削镶片。这五个切削槽141-145还包括多个共同切削镶片，这些切削镶片具有多个正弦波形且螺旋形的切削刃，这些切削刃是对齐的以便形成这些切削槽的这些正弦波形且螺旋形的切削刃。如图13（a）所示，这些切削镶片的接合工件的切削刃（并且因此这些切削槽的切削刃）被定位在呈现了该切削刀具系统的切削直径/半径的柱面149上。如图13（b）所示，这五个大小不同的端面切削镶片具有一个共同的纵向间隙，即，在平行于该刀夹具的纵向轴线的方向上延伸超出该刀夹具146的端面相同的距离。

图14（a）-14（c）示出了包括四个可转位切削刃151-154的一个切削镶片150的三个视图，每个切削刃包括一种正弦波形且螺旋形的几何形状。该切削镶片150包括一个中心通孔155以用于将该切削镶片安装至并且固定至一个刀夹具（未示出）上。该切削镶片150还包括一个顶侧156和一个底侧157。这四个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃151-154位于该切削镶片150的顶侧156上。该切削镶片150关于该通孔155的中央轴线具有90度旋转对称性。

该切削镶片150的这四个正弦波形且螺旋形的切削刃151-154是通过将该镶片围绕该通孔155的中央轴线旋转90度而可转位的。如图14（b）所示，从点N1经过N2至N3的该切削刃151是一条一波长的正弦波曲线，其中线158是该正弦波曲线的纵向中线轴线并且线159是该正弦波曲线的竖直轴线。在一些实施例中，图14中所示的现有的正弦波形的切削刃151可以为关于该纵向中线158为镜像的一种替代性形状，即，其唯一峰值点是沿着该竖直线159定位但位于该正弦波形曲线的纵向线158上方的一个正弦波形的切削刃。

图15（a）-15（c）是示意图，展示了该切削镶片150相对一个XYZ坐标系的几何定位，就好像该切削镶片是固定到一个旋转刀夹具（未示出）上。图15（a）是该切削镶片150被定位在该刀夹具上的一个侧视示意图，其中该正弦波形切削刃151的纵向轴线164与一个切削刀具系统的纵向切削轴线163形成一个螺旋角Ha，该纵向切削轴线与该XYZ坐标系的Y轴是共线的。图15（c）是切削镶片150的透视示意图，是沿着图15（a）中所示的Y轴方向（即，沿着该切削轴线163）观察的。图15（c）展示了该整个正弦波形且螺旋形的切削刃151被定位在由切削半径R4所限定的柱面166上，其中该切削轴线163在图15（c）的原点O处定中心。因此，该切削镶片150的正弦波形且螺旋形的切削刃151-154产生了一条由在该切削轴线163处定中心的切削半径R4所限定的准确切削路径。通过使用以上参照方程（1）-（9）所述的相同设计方法，开发了限定该切削镶片150的正弦波形且螺旋形的切削刃151-154的设计模型和方程。

图16（a）和16（b）是示出了一系列共同切削镶片150和171-175的相对定位的示意图，这些共同切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上从而形成了包括该系列的切削镶片并且包括由该系列共同切削镶片的多个对齐的正弦波形且螺旋形的切削刃所形成的一个正弦波形且螺旋形的切削刃的一种切削槽170。这些共同切削镶片150和171-175各自包括四个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃（例如分别在削镶片150和171-175上的切削刃151和181-185）。虽然图16中未示出一个不同的端面切削镶片，但是应理解的是图16所展示的实施例可以进一步包括一个不同的端面切削镶片。通过使用以上参照方程（10）-（13）所述的相同设计方法，开发了限定这些切削镶片150和171-175的定位以形成包括由这些可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃151和181-185形成的一个正弦波形且螺旋形的切削刃的一种切削槽（包括一个不同的端面切削镶片的定位，未示出）的设计模型和方程。

包括这些切削镶片150和171-175的该旋转切削刀具系统的纵向切削轴线177是与该XYZ坐标系的Y轴线共线的。由这些单独的切削镶片150和171-175的相应地对齐的切削刃151和181-185形成的该切削槽170的正弦波形且螺旋形的切削刃包括在构成该切削槽的相邻切削镶片之间的多个空隙。例如，在该切削槽170的切削镶片172和173的相应切削刃182与183之间示出了在图16（a）中标记为Y空隙的空隙。如图16（b）所示，尽管相邻的切削镶片之间存在空隙，但形成该切削槽170的正弦波形且螺旋形的切削刃的这些接合工件的切削刃151和181-185被定位在由在原点O处定中心的一个切削半径R4所限定的柱面178上，其中切削轴线177也在原点O处定中心。

一个切削槽的相邻切削镶片之间的空隙可以通过使这些切削镶片相对于相邻切削槽在纵向上偏离来进行补偿，如以上所述。例如，可以使包括多个共同切削镶片的组件的一个尾随切削槽沿着Y轴相对于一个前导切削槽是纵向偏离的。换言之，这些切削槽的构成性切削镶片之间的空隙在与包括这些切削槽的旋转切削刀具的纵向切削轴线垂直的一个平面中不是对齐的。

图17（a）和17（b）是示出了具有两个可转位的切削刃195和196的一个共同切削镶片191和具有两个可转位的切削刃197和198的一个不同的端面切削镶片192的相对定位的示意图，这些切削镶片被定位成就好像这些切削镶片是组装至并且固定至一个旋转刀夹具（未示出）上从而形成了包括这些切削镶片并且还形成一个具有正弦波形且螺旋形的几何形状的切削刃的一种切削槽190。切削刃195-198是正弦波形且螺旋形的切削刃。使用通过采用以上参照方程（1）-（9）所述的相同设计方法而得出的一个设计模型，来限定并且定位该共同切削镶片190的接合工件的切削刃195。使用通过采用以上参照方程（10）-（13）所述的设计方法而得出的一个设计模型，来将这些切削镶片定位成形成一个包括正弦波形且螺旋形的切削刃的切削槽。如图17（a）所示，形成了该切削槽190的正弦波形且螺旋形的切削刃的这些接合工件的切削刃197和195被定位在由在原点O处定中心的一个切削半径R2所限定的柱面194上，其中纵向切削轴线193也在原点O处定中心。

图18（a）和18（b）是包括两个可转位切削刃201和202的一个切削镶片200的两个视图，每个切削刃具有一种正弦波形且螺旋形的几何形状。该切削镶片200包括两个中心通孔204和205以用于将该切削镶片固定至一个刀夹具（未示出）上。如图18（b）所示，从点G1经过G2至G3的该切削刃201是一条一波长的正弦波曲线，其中线206是该正弦波曲线的纵向中线轴线并且线207是该正弦波曲线的竖直轴线。如图18（a）所示，经过了点G1、G2、和G3的正弦波曲线遵循在该切削镶片200的顶侧209上的一个螺旋形表面208。

图19（a）和19（b）示出了包括两个可转位切削刃211和212的一个切削镶片210的两个视图，每个切削刃具有一种正弦波形且螺旋形的形状。该切削镶片210包括一个中心通孔215以用于将该切削镶片固定至一个刀夹具（未示出）上。如图19（b）所示，从点H1经过H2至H3的该切削刃210是一条一波长的正弦波曲线，其中线216是该正弦波曲线的纵向中线轴线并且线217是该正弦波曲线的竖直轴线。如图19（a）所示，经过了点H1、H2、和H3的正弦波曲线遵循在该切削镶片210的顶侧219上的一个螺旋形表面218。

图20是包括两个可转位的、正弦波形且螺旋形的切削刃221和22并且进一步包括分别沿着这些切削刃221和222定位的凹口227和228的一个切削镶片220（类似于图1-6和图8所示的切削镶片）的三维透视图。该切削镶片220包括一个中心通孔225以用于将该镶片固定至一个刀夹具（未示出）上。切削刃221位于该切削镶片220的顶侧223上并且包括多个切削刃221a和221b以及多个鼻状拐角221c和221d。切削刃222位于该切削镶片220的底侧224上并且包括多个切削刃222a和222b以及多个鼻状拐角222c和222d。

这些鼻状拐角221c/221d和222c/222d分别是由正弦波形且螺旋形的切削刃221和222的初始尖锐端点形成的，以便防止在机加工工艺中的使用过程中该切削镶片的这些切削刃的末端被损坏。该切削镶片220的这两个正弦波形且螺旋形的切削刃221和222是通过将该镶片围绕垂直于该中心通孔225的轴线且平行于这些切削刃221和222的正弦波曲线的中线的一条轴线旋转180度而可转位的。

沿着切削刃221定位的这些凹口227和沿着切削刃222定位的这些凹口228可以是任何几何形式或形状。在不同的非限制性实施例中，被定位在一个切削刃中的凹口的数量可以是至少一个并且在一些实施例中每个切削刃中的凹口数量可以在1至10的范围内。在不同的非限制性实施例中，凹口可以是沿着一个切削刃均匀分布的或是沿着一个切削刃不均匀地分布的。

在不同的非限制性实施例中，一个切削刀具系统包括一个刀夹具和多个共同切削镶片。该刀夹具包括围绕该刀夹具的纵向轴线定位在螺旋形取向中的多个共同镶片凹座。该多个共同切削镶片是可移除地可附接至该刀夹具中的该多个共同镶片凹座上的。当如此附接时，该多个共同切削镶片在该刀夹具上形成了至少一个切削槽。该至少一个切削槽包括被定位在这些镶片凹座中的多个共同切削镶片的一个螺旋形群组。这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该至少一个切削槽包括围绕该刀夹具的纵向轴线定位的一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该切削槽的正弦波形且螺旋形的切削刃是通过使构成该至少一个切削槽的这些共同切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。

在不同的非限制性实施例中，一个切削刀具系统包括一个刀夹具和多个共同切削镶片。该刀夹具包括两个或更多个系列的共同镶片凹座。每个系列的共同镶片凹座是围绕该刀夹具的纵向轴线定位在螺旋形取向中的。该多个共同切削镶片是可移除地可附接至该刀夹具中的这些共同镶片凹座上的。当如此附接时，该多个共同切削镶片在该刀夹具上形成了两个或更多个切削槽。该两个或更多个切削槽各自包括被定位在这些镶片凹座中的这些共同切削镶片的一个螺旋形群组。这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该两个或更多个切削槽各自包括围绕该刀夹具的纵向轴线定位的一个正弦波形且螺旋形的切削刃。该切削槽的正弦波形且螺旋形的切削刃是通过使构成该两个或更多个切削槽的这些共同切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。

在不同的非限制性实施例，一个共同切削镶片的至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃可以包括一种具有一个正弦波波长的形状。在不同的非限制性实施例，一个切削镶片可以包括两个或更多个在刀夹具的镶片凹座中可转位的正弦波形且螺旋形的切削刃，例如像包括在这些镶片凹座中可转位的两个正弦波形且螺旋形的切削刃或四（4）个正弦波形且螺旋形的切削刃。

在不同的非限制性实施例中，一个切削刀具系统还可以包括可移除地可附接至被定位在刀夹具的接合端处的镶片凹座上的一个端面切削镶片，该端面切削镶片具有与多个共同切削镶片的形状不同的一种形状。在不同的非限制性实施例中，端面切削镶片可以包括一个螺旋形切削刃，该螺旋形切削刃与形成至少一个切削槽的正弦波形且螺旋形的切削刃的多个共同切削镶片的这些正弦波形且螺旋形的切削刃螺旋形地对齐。在不同的非限制性实施例中，一个端面切削镶片可以包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃，该正弦波形且螺旋形的切削刃与形成至少一个切削槽的正弦波形且螺旋形的切削刃的多个共同切削镶片的这些正弦波形且螺旋形的切削刃螺旋形地对齐。

在不同的非限制性实施例中，一个切削刀具系统可以包括具有多个共同切削镶片的相邻螺旋形群组，这些螺旋形群组是沿着刀夹具的纵向轴线彼此偏离的，这样使得构成相邻的螺旋形切削槽的这些镶片在与该纵向轴线垂直的一个截面平面中不是纵向对齐的。在不同的非限制性实施例中，一个切削刀具系统可以包括两个或更多个大小不同的端面切削镶片，这些端面切削镶片以一个共同的纵向间隙被定位在相应的镶片凹座中，这样使得这些共同切削镶片的相邻螺旋形群组是沿着该刀夹具的纵向轴线彼此偏离的，从而构成相邻螺旋形槽的这些镶片在与该纵向轴线垂直的一个截面平面中不是纵向对齐的。

本说明书中所述的这些非限制性实施例是针对于包括正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片和切削刀具系统。本说明书中所述的这些实施例提供了不同的优点，包括例如由于正弦波形的切削刃几何形状而改善了切削动作并且延长了刀具寿命，并且由于螺旋形的切削刃几何形状提高了机加工后的表面的光洁度和机加工路径的准确性。在此描述的包括正弦波形且螺旋形的切削刃的这些切削镶片可以按不同的大小和形状来制造并且被配置成用于多种旋转机加工应用中。应理解的是，根据在此所述的这些实施例而产生的这些切削镶片可以包括在大小、形状以及其他几何参数方面的可接受的制造公差。

已经参照不同的非限制性且非排他性的实施例书写了本说明书。然而，本领域的共同技术人员将认识到，在本说明书的范围内可以对所披露的实施例（或其一部分）的任何一个进行不同的替换、修改或组合。例如，可以将本说明书中所披露的包括形成了至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃的多个共同切削镶片的该切削刀具系统设计成具有不同的螺旋线、不同的螺距或不等距地间隔开的切削槽，并且本发明中所呈现的这些切削镶片可以具有不标准的正弦波形图案，并且相应地，可以具有在几何形状上不同于第一组共同切削镶片的第二组共同切削镶片。因此，应设想并且理解的是，本说明书支持没有在此清楚地阐述的另外的实施例。可以例如通过将本说明书中所述的这些不同的非限制性实施例的所披露步骤、部件、元件、特征、方面、特性、限制因素等等中的任何一者进行组合、修改或重组来获得此类实施例。以此方式，诸位申请人在诉讼期间保留修改权利要求的权利以便添加如本说明书中不同地描述的特征，并且这样的修改符合35U.S.C.§112第一段和35U.S.C.§132（a）的要求。

Claims (28)

1.一种切削刀具系统，包括：

一个刀夹具，该刀夹具包括围绕该刀夹具的纵向轴线定位在螺旋形取向中的多个共同镶片凹座；以及

多个共同切削镶片，该多个共同切削镶片是可移除地可附接至该刀夹具中的该多个共同镶片凹座上的以便在该刀夹具上形成至少一个切削槽，该至少一个切削槽包括被定位在这些镶片凹座中的多个共同切削镶片的一个螺旋形群组；

其中这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃；并且

其中该至少一个切削槽包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃，该切削刃是关于该刀夹具的纵向轴线定位的并且是通过使构成该至少一个切削槽的这些共同切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。

2.如权利要求1所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片的该至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃包括一种包括一个正弦波形波长的形状。

3.如权利要求1所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片各自包括两个或更多个正弦波形且螺旋形的切削刃，这些切削刃是在这些镶片凹座中可转位的。

4.如权利要求1所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片各自包括两个正弦波形且螺旋形的切削刃，这些切削刃是在这些镶片凹座中可转位的。

5.如权利要求1所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片各自包括四个正弦波形且螺旋形的切削刃，这些切削刃是在这些镶片凹座中可转位的。

6.如权利要求1所述的切削刀具系统，进一步包括可移除地可附接至被定位在该刀夹具的一个接合端处的镶片凹座上的一个端面切削镶片，该端面切削镶片具有与该多个共同切削镶片的形状不同的一种形状。

7.如权利要求6所述的切削刀具系统，其中，该端面切削镶片包括一个螺旋形切削刃，该螺旋形切削刃与形成该至少一个切削槽的该正弦波形且螺旋形的切削刃的这多个共同切削镶片的这些正弦波形且螺旋形的切削刃螺旋形地对齐。

8.如权利要求6所述的切削刀具系统，其中，该端面切削镶片包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃，该正弦波形且螺旋形的切削刃与形成该至少一个切削槽的该正弦波形且螺旋形的切削刃的这多个共同切削镶片的这些正弦波形且螺旋形的切削刃螺旋形地对齐。

9.一种切削刀具系统，包括：

一个刀夹具，该刀夹具包括两个或多个共同镶片凹座系列，每个共同镶片凹座系列是围绕该刀夹具的纵向轴线定位在螺旋形取向中的；以及

多个共同切削镶片，该多个共同切削镶片是可移除地可附接至该刀夹具中的这些共同镶片凹座上的以便在该刀夹具上形成两个或更多个切削槽，该两个或更多个切削槽各自包括被定位在这些镶片凹座中的这些共同切削镶片的一个螺旋形群组；

其中这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃；并且

其中该两个或更多个切削槽各自包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃，该正弦波形且螺旋形的切削刃是关于该刀夹具的纵向轴线定位的并且是通过使构成该两个或更多个切削槽的这些共同切削镶片的这些单独的正弦波形且螺旋形的切削刃对齐而形成的。

10.如权利要求9所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片的该至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃包括一种包括一个正弦波形波长的形状。

11.如权利要求9所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片各自包括两个或更多个正弦波形且螺旋形的切削刃，这些切削刃是在这些镶片凹座中可转位的。

12.如权利要求9所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片各自包括两个正弦波形且螺旋形的切削刃，这些切削刃是在这些镶片凹座中可转位的。

13.如权利要求9所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片各自包括四个正弦波形且螺旋形的切削刃，这些切削刃是在这些镶片凹座中可转位的。

14.如权利要求9所述的切削刀具系统，其中，这些共同切削镶片的相邻螺旋形群组是沿着该刀夹具的纵向轴线彼此偏离的，这样使得构成相邻螺旋形槽的这些镶片在与该纵向轴线垂直的一个截面平面中不是纵向对齐的。

15.如权利要求9所述的切削刀具系统，进一步包括两个或更多个端面切削镶片，每个端面切削镶片是可移除地可附接至被定位在该刀夹具的一个接合端处的镶片凹座上的、与该两个或更多个共同镶片凹座系列之一螺旋形地对齐，并且每个端面切削镶片具有与该多个共同切削镶片的形状不同的一种形状。

16.如权利要求15所述的切削刀具系统，其中，该两个或更多个端面切削镶片各自包括一个螺旋形切削刃，该螺旋形切削刃与形成该两个或更多个切削槽的这些正弦波形且螺旋形的切削刃的这多个共同切削镶片的这些正弦波形且螺旋形的切削刃螺旋形地对齐。

17.如权利要求15所述的切削刀具系统，其中，该两个或更多个端面切削镶片各自包括一个正弦波形且螺旋形的切削刃，该正弦波形且螺旋形的切削刃与形成该两个或更多个切削槽的这些正弦波形且螺旋形的切削刃的这多个共同切削镶片的这些正弦波形且螺旋形的切削刃螺旋形地对齐。

18.如权利要求15所述的切削刀具系统，其中，该两个或更多个端面切削镶片具有相同的形状、是大小不同的、并且以一个共同的纵向间隙被定位在相应的镶片凹座中，这样使得这些共同切削镶片的相邻螺旋形群组是沿着该刀夹具的纵向轴线彼此偏离的，而使得构成相邻螺旋形槽的这些镶片在与该纵向轴线垂直的一个截面平面中不是纵向对齐的。

19.一种包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃的切削镶片。

20.如权利要求19所述的切削镶片，其中，该至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃包括一种包括一个正弦波形波长的形状。

21.如权利要求19所述的切削镶片，其中，该切削镶片包括两个或更多个正弦波形且螺旋形的切削刃。

22.如权利要求19所述的切削镶片，其中，该切削镶片包括两个正弦波形且螺旋形的切削刃。

23.如权利要求19所述的切削镶片，其中，该切削镶片包括四个正弦波形且螺旋形的切削刃。

24.一种用于生产切削刀具系统的方法，该切削刀具系统包括：

一个刀夹具，该刀夹具包括围绕该刀夹具的纵向轴线定位在螺旋形取向中的多个共同镶片凹座；以及

多个共同切削镶片，该多个共同切削镶片是可移除地可附接至该刀夹具中的该多个共同镶片凹座上的以便在该刀夹具上形成至少一个切削槽，该至少一个切削槽包括被定位在这些镶片凹座中的多个共同切削镶片的一个螺旋形群组；

其中这些共同切削镶片各自包括至少一个正弦波形且螺旋形的切削刃；

该方法包括：

将具有正弦波形切削刃的一个切削镶片定位成就好像它以一个螺旋角位于该刀夹具上；并且

修改该切削镶片的该切削刃的正弦波形状以便与由在该切削刀具系统的切削轴线处定中心的一个切削半径所限定的一个柱面一致。

25.如权利要求24所述的方法，进一步包括：

将具有正弦波形切削刃的一个第一共同切削镶片定位成就好像它以一个螺旋角位于一个刀夹具上；

将具有正弦波形切削刃的一个第二共同切削镶片定位成就好像它以一个螺旋角位于一个刀夹具上；

围绕该切削刀具系统的切削轴线旋转该第二共同切削镶片，而同时维持由该切削刀具系统所限定的一个恒定切削半径；并且

将该第二切削镶片平行于该切削轴线进行平移，而同时维持由该切削刀具系统所限定的该恒定切削半径。

26.如权利要求25所述的方法，进一步包括：

将具有正弦波形切削刃的多个共同切削镶片接连地定位成就好像这些切削镶片以一个螺旋角位于一个刀夹具上；

围绕该切削刀具系统的切削轴线接连地旋转该多个共同切削镶片中的每一个，而同时维持由该切削刀具系统所限定的该恒定切削半径；并且

将该多个切削镶片中的每一个平行于该切削轴线接连地进行平移，而同时维持由该切削刀具系统所限定的该恒定切削半径。

27.如权利要求24所述的方法，进一步包括：

根据该具有正弦波形切削刃的第一共同切削镶片的一个组装位置将一个第一镶片凹座的入座表面定位成就好像该第一切削镶片以一个螺旋角位于一个刀夹具上；

根据该具有正弦波形切削刃的第二共同切削镶片的一个组装位置将一个第二镶片凹座的入座表面定位成就好像该第二切削镶片以一个螺旋角位于该刀夹具上；

围绕该切削刀具系统的切削轴线旋转该第二镶片凹座的入座表面，而同时维持由该切削刀具系统所限定的一个恒定切削半径；并且

将该第二镶片凹座的入座表面平行于该切削轴线进行平移，而同时维持由该切削刀具系统所限定的该恒定切削半径。

28.如权利要求27所述的方法，进一步包括：

根据具有正弦波形切削刃的多个共同切削镶片的多个组装位置将多个镶片凹座的入座表面定位成就好像该多个共同切削镶片以一个螺旋角位于该刀夹具上；

围绕该切削刀具系统的切削轴线接连地旋转该多个镶片凹座的这些入座表面中的每一个，而同时维持由该切削刀具系统所限定的该恒定切削半径；并且

将该多个镶片凹座的这些入座表面中的每一个平行于该切削轴线接连地进行平移，而同时维持由该切削刀具系统所限定的该恒定切削半径。