CN104043865A - 切削镶片、切削镶片与夹紧元件组件和切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了切削镶片、切削镶片与夹紧元件组件和切削刀具。在此披露了一种切削镶片（30）以及用于将该切削镶片（30）夹紧在一种切削刀具（10）的凹座（16）中的一种夹紧元件（50）。切削镶片（30）包括一个多边形本体（31）、一个顶表面（32）、一个底表面（34）、多个侧表面（36）、从一个切削刃（40）向内延伸的一个前刀面（44）以及邻接前刀面（44）并且被凹槽（48）分开的多个入座表面（46）。夹紧元件（50）包括一个轨道构件（60），轨道构件从一个底表面（54）伸出并且从一个侧表面（56，58）至少部分地延伸。切削镶片（30）的凹槽（48）能够接收夹紧元件（50）的轨道构件（60），以便将切削镶片（30）夹紧在切削刀具（10）的凹座（16）中。

Description

切削镶片、切削镶片与夹紧元件组件和切削刀具

技术领域

本发明涉及可转位切削镶片的领域。更具体的说，本发明涉及一种可转位切削镶片，该可转位切削镶片在顶表面和/或底表面上具有至少一个凹槽以用于与一个夹紧元件的平坦面上的轨道构件合作从而将该切削镶片夹紧在一种切削刀具的凹座中。

背景技术

带有可替换的镶片的常规切削刀具使用不同手段将这些镶片安装到刀具本体上。某些已知镶片是通过使一个锁定螺钉穿过镶片中心并使其紧固在镶片入座表面中的孔中来进行安装的。该孔的轴线可以垂直于镶片和镶片入座表面或者该孔的轴线可以是倾斜的。

将多边形形状的切削镶片夹紧在切削刀具的凹座中的一种已知方法是通过一个楔形件，该楔形件具有接合该切削镶片的平坦入座区域的一个平坦接触面。然而，该镶片不能容易转位并且该镶片在较高切削速度下具有飞出该凹座中的倾向，由此增加了循环时间和相关的费用。

发明内容

将多边形形状的切削镶片夹紧在切削刀具的凹座中的问题是这样解决的：即通过在该切削镶片的顶表面和/或底表面中提供多个凹槽并且在一个夹紧元件上提供与这些凹槽中的至少一个凹槽相接合的一个轨道构件，从而将该镶片牢固地夹持在位。

在本发明的一个方面，一种可转位切削镶片包括：一个多边形本体，该多边形本体是关于中央轴线C_L对称的并且包括一个顶表面、一个底表面和多个侧表面；多个切削刃，这些切削刃是形成于该顶表面以及该底表面之一与每个侧表面之间的相交处；一个拐角，该拐角将每个切削刃与一个邻接的切削刃分开；一个前刀面，该前刀面从每个切削刃向内延伸；以及与该前刀面相邻的多个入座表面，各个入座表面通过一个凹槽分开，其中该凹槽能够接收一个夹紧元件的轨道构件以便将该切削镶片夹紧在一种切削刀具的凹座中。

在本发明的另一个方面，一种切削镶片与夹紧元件组件包括一个可转位切削镶片和一个夹紧元件，这个可转位切削镶片包括：一个多边形本体，该多边形本体是关于中央轴线C_L对称的并且包括一个顶表面、一个底表面和多个侧表面；多个切削刃，这些切削刃是形成于该顶表面以及该底表面之一与每个侧表面之间的相交处；一个拐角，该拐角将每个切削刃与一个邻接的切削刃分开；一个前刀面，该前刀面从每个切削刃向内延伸；以及与该前刀面相邻的多个入座表面，各个入座表面通过凹槽分开；并且该夹紧元件包括：一个弧形顶表面、一个底表面和一对相反的侧表面；以及一个轨道构件，该轨道构件从该底表面伸出并且从这些侧表面中的一个侧表面朝向这些侧表面中的另一个侧表面至少部分地延伸，其中该凹槽能够接收该夹紧元件的轨道构件以便将该切削镶片夹紧在一种切削刀具的凹座中。

在本发明的另一个方面，一种切削刀具包括：一个刀具本体，该刀具本体包括带有多个环圆周间隔开的凹座的一个切削端以及一个与该切削端相反的安装端，每个凹座能够接收一个切削镶片与夹紧元件组件，该切削镶片与夹紧元件组件包括：一个可转位切削镶片和一个夹紧元件，这个可转位切削镶片包括：一个多边形本体，该多边形本体是关于中央轴线C_L对称的并且包括一个顶表面、一个底表面和多个侧表面；多个切削刃，这些切削刃是形成于该顶表面以及该底表面之一与每个侧表面之间的相交处；一个拐角，该拐角将每个切削刃与一个邻接的切削刃分开；一个前刀面，该前刀面从每个切削刃向内延伸；以及邻接该前刀面的多个入座表面，各个入座表面通过凹槽分开；并且该夹紧元件包括：一个弧形顶表面、一个底表面和一对相反的侧表面；以及一个轨道构件，该轨道构件从该底表面伸出并且从这些侧表面中的一个侧表面朝向这些侧表面中的另一个侧表面至少部分地延伸，其中该凹槽能够接收该夹紧元件的轨道构件以便将该切削镶片夹紧在一种切削刀具的凹座中。

附图说明

虽然展示了本发明的不同实施例，但不应认为所示的具体实施例限制了权利要求。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例的一种带有切削镶片与夹紧元件组件的切削刀具的等距视图；

图2是根据本发明的一个实施例的一种切削镶片与夹紧元件组件的等距视图；

图3是根据本发明的一个实施例的一种切削镶片的等距视图；

图4（a）和图4（b）是根据本发明的一个实施例的一种夹紧元件的等距视图；并且

图5是根据本发明的一个实施例的该夹紧元件的正视图。

具体实施方式

现在参见图1，示出了根据本发明的一个实施例的一种切削刀具10，例如铣刀。铣刀10包括一个刀具本体12，该刀具本体包括一个切削端14以及与该切削端14相反的一个安装端18，该切削端带有多个环圆周间隔开的凹座16。刀具本体12被设计成围绕一条中央纵向轴线13可旋转地驱动。在所展示的实施例中，铣刀10包括总计十（10）个凹座16。然而，应该认识到本发明不受凹座16的数目的限制，并且可以使用提供所希望的切削能力的任何希望数目的凹座来实践本发明。每个凹座16能够接收一个切削镶片与夹紧元件组件，该组件总体上以20示出。

现在参见图2至图5，该切削镶片与夹紧元件组件20包括一个总体上以30示出的可转位切削镶片、以及一个总体上以50示出的夹紧元件。

如图2和图3所示，该切削镶片30具有一个由耐磨损材料制成的多边形本体31。尽管其他几何学形状是可能的，该切削镶片30具有关于中央轴线C_L对称的总体上八边形的形状，并且包括一个顶表面32、一个底表面34和多个侧表面36。然而，应该认识到，本发明并不受该切削镶片30的几何学形状的限制，并且本发明可以通过任何希望的几何学形状（如三角形、矩形以及类似形状）来实践。如图3所示，每个侧表面36相对于邻接的侧表面36具有近似四十五（45）度的角度38。因为该切削镶片30是关于所有三条轴线（x-，Y-，z-）对称的，为简短起见，在此将仅对该顶表面32进行详细说明。然而，应该认识到，对顶表面32的任何讨论可应用于底表面34。

在所展示的实施例中，每个侧表面36基本上垂直于顶表面32和底表面34二者。换言之，顶表面32和底表面34是基本彼此平行且均垂直于侧表面36的。即，这些侧表面36具有零（0）度的小面间隙角。因此，该切削镶片30的顶表面32和底表面34可以呈现给工件（未示出）。在切削操作过程中当该切削镶片与夹紧元件组件20被安装在刀具本体12中时，这些侧表面36接合该凹座16。优选的是，当该镶片30在刀具本体12中被适当转位时，该顶表面32和底表面34之一以及至少两个侧表面36应该接合该刀具本体12。

该切削镶片30包括在顶表面32与每个侧表面36之间的相交处形成的多个切削刃40。一个拐角41使每个切削刃40与一个邻接的切削刃40分开。类似的，该切削镶片30包括在底表面34与每个侧表面36之间的相交处形成的多个切削刃42。一个拐角43使每个切削刃42与一个邻接的切削刃42分开。优选的是，每个拐角41、43具有近似在0.5mm至3.0mm范围内的半径。然而，可以通过任何希望的拐角半径来实践本发明。应该认识到，这些切削刃40、42各自可以转位到一个有效位置并且在铣刀10中被有效利用。因此，本发明的切削镶片30可以被转位十六（16）次，这不同于常规的矩形或正方形切削镶片。应该认识到，切削刃40的数目以及该切削镶片30可以被转位的次数取决于该切削镶片30的几何学形状。总之，本发明的切削镶片30可以被转位的次数是等于切削刃40的总数。例如，具有总计十（10）个切削刃的五边形切削镶片可以被转位十（10）次。

顶表面32（并且同样地该底表面34）包括一个前刀面44，这个前刀面可以基本上是平面的并且从切削刃40、42向内且向下延伸。前刀面44形成一个用于有效排屑的流动图案。顶表面32（并且底表面34）还包括由多个凹槽48分开的多个凸起的多边形入座表面46。这些入座表面46可以是任何希望的形状。在所展示的实施例中，这些入座表面46的形状总体上是五边形的，其中从中央轴线C_L延伸并且经过该切削镶片30的拐角41的一个平面39将两条边二等分。这些入座表面46总体上是平面的并且彼此完全相同。这些入座表面46可以基本上与这些切削刃40是共面的、或者可替代的是伸出到高于这些切削刃40一个高度，这个高度优选是在约0.05mm至约1.00mm的范围内。当该切削镶片30被定位在铣刀10中时，这些入座表面46起到一个镶片支架入座表面的作用。这些入座表面46中的一个或多个入座表面可以包括标记49，这些标记在切削操作过程中通过对呈现给工件（未示出）的切削刃40、42进行标识来帮助该切削镶片30在铣刀10中转位。

在所展示的实施例中，在侧表面36的数目与入座表面46的数目以及凹槽48的数目之间存在一对一的关系。因此，八边形的切削镶片30具有八个侧表面36、八个入座表面46和八个凹槽48。应该认识到，本发明不受侧表面36、入座表面46和凹槽48的数目的限制。在一个实例中，可以通过带有六个侧表面、六个入座表面和六个凹槽的切削镶片来实践本发明的原理。在另一个实例中，可以通过带有四个侧表面、四个入座表面和四个凹槽的切削镶片来实践本发明的原理。应该考虑到，任何数目的侧表面、入座表面和凹槽都在本发明的范围之内。

每个凹槽48包括一个基本上平坦的底壁48a和一对基本上平坦的侧壁48b、48c。在所展示的实例中，这些侧壁48b、48c相对于底壁48a是成角度的而不垂直于底壁48a。然而，应该认识到的是凹槽48的轮廓可以是任何希望的轮廓，只要凹槽48的轮廓在形状上与该夹紧元件50的底表面54上的轨道构件60的轮廓互补。

该切削镶片30还可以包括一个中央孔45，该中央孔完全穿过该切削镶片30从顶表面32延伸至底表面34以便使用安装螺钉（未示出）将该切削镶片30安装到一个切削刀具上。在本发明中，因为该切削镶片30是使用本发明的夹紧元件50安装到刀具本体12上的，所以该中央孔45可以省略。在所展示的实施例中，这些凹槽48从中央孔45径向地向外延伸至前刀面44。在一个替代的实施例中，这个中央孔45可以省略，这些凹槽48可以在该前刀面44之间完全延伸。

现在参见图4和图5，该夹紧元件50包括一个弧形顶表面52、一个平坦底表面54和一对相反的侧表面56、58（在图4和图5中仅可清楚地看到侧表面56）。

在本发明的一个方面，如图4（a）所示，底表面54包括一个轨道构件60，这个轨道构件从底表面54伸出并且从侧表面56朝向侧表面58至少部分地延伸。在另一个实施例中，如图4（b）所示，轨道构件60在侧表面56、58之间完全延伸。轨道构件60的长度取决于在刀具本体12中组装所需要的夹紧力和间隙。

如图5所示，轨道构件60包括一个基本平坦的顶壁60a和一对基本平坦的侧壁60b、60c。在所展示的实施例中，这些侧壁60b、60c相对于顶壁60a是成角度的，而不垂直于顶壁60a。然而，应该认识到的是轨道构件60的轮廓可以是任何希望的轮廓，只要轨道构件60的轮廓在形状上与该切削镶片30顶表面32上的凹槽48的轮廓互补。有可能的是轨道构件60可以具有圆化的轮廓形状而凹槽48具有不同的轮廓形状，如图3中的轮廓，只要这些不同的轮廓形状能够将该切削镶片30牢固地夹持在刀具本体12的凹座16中即可。

该夹紧元件50还包括一个孔62，该孔从侧表面56延伸至侧表面58以便接收一个夹紧螺钉64从而将该切削镶片与夹紧元件组件20安装到铣刀10的刀具本体12上（图1）。

返回参见图2，该夹紧元件50的轨道构件60坐在该切削镶片30的凹槽48中，而在该切削镶片与夹紧元件组件20被正确组装时，该夹紧元件50的平坦底表面54与该切削镶片30的这些平坦入座表面46中的至少两个入座表面相接合。以此方式，该轨道构件60对于该切削镶片30在凹座16中的移动提供了必要的阻力。有可能的是该夹紧元件50的平坦底表面54与该切削镶片30的所有平坦入座表面46部分地接合。

应该指出，在该夹紧元件50的相反侧表面56、58之间的距离64（图4（a））小于在该切削镶片30的相反侧表面36之间的距离66（图3）。以此方式，如图1所示，当该切削镶片与夹紧元件组件20被安装在刀具本体12中时，该切削镶片30的这些切削刃40、42将呈现给工件（未示出）。

为了此讨论的目的，呈现了一个具有被确定为八边形几何形状的切削镶片。然而，应该了解的是本发明的构形不应限于正方形并且可以替换为其他几何学形状，例如，正方形，八十（80）度的菱形（该菱形具有两个80度拐角以及两个100度拐角）、五十五（55）度的菱形（该菱形具有两个55度拐角和两个125度拐角），三角或三角形，以及类似形状。

在此所考虑的可转位镶片具有通过侧边进行连接的多边形前表面和后表面。这些侧边表面与这些多边形表面的相交处的至少多个部分限定了该镶片的多个线刃，而多个相继的侧边表面的相交处的至少多个部分限定了该镶片的多个拐角刃。线刃可以是线性的或非线性的，拐角刃可以是圆化的、截去顶端的或其他几何形状。

如以上说明的，一种可转位切削镶片在顶表面和/或底表面上具有至少一个凹槽或槽缝以便与一个夹紧元件的平坦面上的轨道构件合作，从而在该切削镶片被安装在刀夹具的镶片凹座中时对于该切削镶片的运动提供阻力。该切削镶片与夹紧元件组件20有助于该切削镶片30在刀具本体12中容易地转位。此外，该切削镶片与夹紧元件组件20防止该切削镶片30在高速切削操作过程中从凹座16中脱出，由此实现了较少的循环时间。

在此提及的专利以及公开文献通过引用结合在此。

尽管已对当前的优选实施例进行了说明，但是本发明可以在所附权利要求范围内以其他方式来实施。

Claims (11)

1.一种可转位的切削镶片（30），包括：

一个多边形本体（31），该多边形本体是关于一条中央轴线CL对称的并且包括一个顶表面（32）、一个底表面（34）和多个侧表面（36）；

多个切削刃（40），这些切削刃是形成于该顶表面（32）和该底表面（34）之一与每个侧表面（36）之间的相交处；

一个拐角（41），该拐角将每个切削刃（40）与一个邻接的切削刃（40）分开；

一个前刀面（44），该前刀面从每个切削刃（40）向内延伸；

以及

与该前刀面（44）相邻的多个入座表面（46），各个入座表面（46）被一个凹槽（48）分开，

其中，该凹槽（48）能够接收一个夹紧元件（50）的轨道构件（60），以便将该切削镶片（30）夹紧在一个切削刀具（10）的凹座（16）中。

2.根据权利要求1所述的切削镶片，其中该凹槽（48）包括一个底壁（48a）和一对侧壁（48b，48c）。

3.根据权利要求2所述的切削镶片，其中这些侧壁（48b，48c）相对于该底壁（48a）是成角度的。

4.根据权利要求1所述的切削镶片，其中该凹槽（48）在形状上与该轨道构件（60）是互补的。

5.根据权利要求1所述的切削镶片，其中这些入座表面（46）与该多个切削刃（40）是共面的。

6.根据权利要求1所述的切削镶片，其中这些入座表面（46）伸出到高于该多个切削刃（40）。

7.根据权利要求1所述的切削镶片，其中这些入座表面在形状上是多边形的。

8.根据权利要求1所述的切削镶片，进一步包括一个中央孔（45），该中央孔穿过该切削镶片（30）从该顶表面（32）延伸至该底表面（34）。

9.根据权利要求8所述的切削镶片，其中该凹槽（48）从该中央孔（45）径向地向外延伸至该前刀面（44）。

10.一种切削镶片与夹紧元件组件（20），包括：

一个切削镶片（30），该切削镶片包括：

一个多边形本体（31），该多边形本体是关于一条中央轴线C_L对称的并且包括一个顶表面（32）、一个底表面（34）和多个侧表面（36）；

多个切削刃（40），这些切削刃是形成于该顶表面（32）以及该底表面（34）之一与每个侧表面（36）之间的相交处；

一个拐角（41），该拐角将每个切削刃（40）与一个邻接的切削刃（40）分开；

一个前刀面（44），该前刀面从每个切削刃（40）向内延伸；以及

与该前刀面（44）相邻的多个入座表面（46），各个入座表面（46）被一个凹槽（48）分开；以及

一个夹紧元件（50），该夹紧元件包括：

一个弧形顶表面（52）、一个底表面（54）以及一对相反的侧表面（56，58）；以及

一个轨道构件（60），该轨道构件从该底表面（54）伸出并且从这些侧表面（56，58）中的一个侧表面朝向这些侧表面（56，58）中的另一个侧表面至少部分地延伸，

其中，该切削镶片（30）的凹槽（48）能够接收该夹紧元件（50）的轨道构件（60），以便将该切削镶片（30）夹紧在一种切削刀具（10）的凹座（16）中。

11.一种切削刀具（10），包括：

一个刀具本体（12），该刀具本体包括：带有多个环圆周间隔开的凹座（16）的一个切削端（14）以及与该切削端（14）相反的一个安装端（18），每个凹座（16）能够接收一个切削镶片与夹紧元件组件（20），该切削镶片与夹紧元件组件（20）包括：

一个切削镶片（30），该切削镶片包括：

一个多边形本体（31），该多边形本体是关于一条中央轴线C_L对称的并且包括一个顶表面（32）、一个底表面（34）和多个侧表面（36）；

多个切削刃（40），这些切削刃是形成于该顶表面（32）以及该底表面（34）之一与每个侧表面（36）之间的相交处；

一个拐角（41），该拐角将每个切削刃（40）与一个邻接的切削刃（40）分开；

一个前刀面（44），该前刀面从每个切削刃（40）向内延伸；以及

与该前刀面（44）相邻的多个入座表面（46），各个入座表面（46）通过一个凹槽（48）分开；以及

一个夹紧元件（50），该夹紧元件包括：

一个弧形顶表面（52）、一个底表面（54）以及一对相反的侧表面（56，58）；以及

一个轨道构件（60），该轨道构件从该底表面（54）伸出并且从这些侧表面（56，58）中的一个侧表面朝向这些侧表面（56，58）中的另一个侧表面至少部分地延伸，

其中，该切削镶片（30）的凹槽（48）能够接收该夹紧元件（50）的轨道构件（60），以便将该切削镶片（30）夹紧在一种切削刀具（10）的凹座（16）中。