CN104174918B - 具有三角形形状的可转位切削镶片 - Google Patents

具有三角形形状的可转位切削镶片 Download PDF

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Abstract

一种具有三角形形状的可转位切削镶片包括三个侧面和三个切削拐角。一个第一平坦表面和一个第二平行的平坦表面连接了这三个侧面。在一个实施例中，在相应侧面与该第一平坦表面之间的相交处形成了三个主要切削刃。在另一个实施例中，在相应侧面与这些平坦表面之间的相交处形成了六个主要切削刃。在另一个实施例中，在这些侧面与该第一和第二平坦表面之间的相交处形成了六个主要右旋切削刃和六个主要左旋切削刃。

Description

具有三角形形状的可转位切削镶片
技术领域
本发明总体上涉及一种切削镶片，该切削镶片可以可拆卸地安装在一个刀夹具上以用于切削一个工件，并且特别地涉及以一种三角形形状的、多刃的可转位切削镶片，用于在该工件中铣削出一个九十度肩台。
背景技术
具有三角形形状的切削镶片是普遍已知的。然而，传统的三角形切削镶片受切削刃的数目的限制。切削刃的数目是与该切削镶片的成本直接相关的。可用的切削刃越多，该切削镶片的花费就越少。另外，三角形形状的切削镶片对于在工件中机加工出一个九十度肩台提供了最具成本效益的形状。因此，希望的是提供一种可转位的三角形形状的切削镶片，该切削镶片具有多个切削刃并且具有在工件中产生九十度肩台的能力。
发明内容
在本发明的一个方面，一种具有三角形形状的可转位切削镶片包括：三个侧面和在这些侧面的相交处的三个切削拐角，该三个切削拐角形成有一个鼻部半径；连接该三个侧面的一个第一平坦表面以及平行于该第一表面并且也连接该三个侧面的一个第二平坦表面，当该切削镶片被安装在一个铣削本体的镶片座中时该第一和第二平坦表面之一充当了一个入座表面；居中定位在该切削镶片中的一个安装孔，该安装孔穿透该第一和第二平坦表面二者并且具有一条中央轴线；以及在相应侧面与该第一平坦表面之间的相交处形成的、并且延伸了该相应侧面的整个长度L的三个主要切削刃。
在本发明的另一个方面，一种具有三角形形状的可转位切削镶片包括：三个侧面和在这些侧面的相交处的六个切削拐角，每个切削拐角形成有一个倒角；连接该三个侧面的一个第一平坦表面以及平行于该第一表面并且也连接该三个侧面的一个第二平坦表面，其中当该切削镶片被安装在一个铣削本体的镶片座中时该第一和第二平坦表面两者均充当了一个入座表面；居中定位在该切削镶片中的一个安装孔，该安装孔穿透该第一和第二平坦表面二者并且具有一条中央轴线；以及在相应侧面与该第一和第二平坦表面之间的相交处形成的六个主要右旋切削刃和六个主要左旋切削刃，其中这些主要右旋切削刃中的每一个和这些主要左旋切削刃中的每一个从一个相应切削拐角朝向另一个切削拐角延伸了该相应侧面的长度L的大致二分之一。
附图说明
本发明的这些和其他的特征、方面、以及优点在参考附图来阅读以下详细说明时将变得更好理解，其中在所有附图中类似的字符表示类似的部件，在附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的切削镶片的透视图；
图2示出了图1的切削镶片的侧视图；
图3示出了图1的切削镶片的平面图；
图4示出了图1的切削镶片的另一个平面图；
图5示出了图1的切削镶片在安装于切削刀具中时的透视图；
图6示出了根据本发明的一个替代实施例的、带有V形入座表面的切削镶片的透视图；
图7是沿着图6的线7-7截取的截面视图；
图8示出了根据本发明的另一个实施例的切削镶片的透视图；
图9示出了图8的切削镶片的侧视图；
图10示出了图8的切削镶片的平面图；
图11示出了图8的切削镶片在安装于切削刀具中时的透视图；
图12示出了根据本发明的另一个实施例的切削镶片的透视图；
图13示出了图12的切削镶片的侧视图；
图14示出了图12的切削镶片的平面图；
图15示出了图12的切削镶片在安装于切削刀具中时的透视图；并且
图16示出了配备有多个根据本发明的切削镶片的一个切削刀具，例如铣削刀具。
具体实施方式
现在参见图1至图4，示出了根据本发明一个实施例的一个切削镶片10。如图3所示，在平面图中该切削镶片10具有总体上三角形的形状。该切削镶片10具有三个侧面12、14和16以及在这些侧面12、14和16的相交处的三个切削拐角18、20和22。这三个切削拐角18、20和22形成有一个鼻部半径18a、20a、22a。每个侧面12、14和16具有大致相同的长度L并且相对于彼此相互形成了约六十(60)度的角度23，即等边三角形的对应角度，如图3所示。该切削镶片10还包括一个第一平坦表面24，该第一平坦表面连接至该切削镶片10的这三个侧面12、14和16上。对应地，该切削镶片10具有一个第二平坦表面26，该第二平坦表面总体上平行于该第一表面24、也相连至这三个侧面12、14和16上、并且当该切削镶片10被安装在一个铣削本体的镶片座中时充当了一个入座表面。该第一和第二平坦表面24、26实质上具有等边三角形的形状，如图3所示。
为了将切削镶片10安装在铣削本体的镶片座中，该切削镶片10配备有一个安装孔28，该安装孔居中地定位在该切削镶片10中。该安装孔28穿透该第一和第二平坦表面24、26并且具有一条中央轴线30。
在这个实施例中该切削镶片10具有：三(3)个主要切削刃32、34、36；三(3)个次要切削刃38、40、42；以及三(3)个斜面切削刃44、46、48。这三个主要切削刃32、34、36是在相应侧面12、14、16与该第一平坦表面24之间的相交处形成并且从一个切削拐角18、20、22到另一个切削拐角18、20、22基本上延伸了该相应侧面12、14、16的整个长度L。例如，该主要切削刃32基本上延伸了从切削拐角18到切削拐角22整个长度L，如图3所示。
如图1和2所示，这些次要切削刃38、40、42是在一个侧面12、14、16与一个相邻侧面12、14、16之间的相交处形成。这些次要切削刃38、40、42大致垂直于这些主要切削刃32、34、36形成的。在所展示的实施例中，每个次要切削刃38、40、42从相应切削拐角18、20、22向该第二表面26延伸了该切削镶片10的厚度T的大致二分之一。然而，应理解的是，本发明不受这些次要切削刃38、40、42的长度的限制，并且可以使用相对于该切削镶片10的厚度T具有任何希望长度的次要切削刃来实践本发明。例如，在替代的实施例中，这些次要切削刃38、40、42可以延伸该切削镶片的整个厚度T。在这个替代的实施例中，这些次要切削刃38、40、42将提供用于半精加工应用的擦拭动作。
这些斜面切削刃44、46、48也是在一个侧面12、14、16与一个相邻侧面12、14、16之间的相交处形成的。具体而言，每个斜面切削刃44、46、48是由在一个相应侧面12、14、16中形成的一个成角度的倒角49形成的，该成角度的倒角从该第二平坦表面26延伸，如图4所示。例如，斜面切削刃46是由侧面12中的成角度的倒角49形成的，如图1和2所示。每个斜面切削刃44、46、48从一个相应的次要切削刃38、40、42延伸到该第二表面26，延伸了该切削镶片10的厚度T的大致二分之一而到达该第二表面26。然而，应理解的是，本发明不受斜面切削刃44、46、48的长度的限制，并且可以使用具有的长度在该切削镶片10厚度T的约四分之一至约四分之三之间的范围内的斜面切削刃来实践本发明。这些斜面切削刃44、46、48是相对于次要切削刃38、40、42以一个角度50形成的，如图2中所示。角度50可以是在约五(5)度至约三十五(35)度之间的范围内。在这些次要切削刃38、40、42延伸了该切削镶片10的整个厚度T的这个替代实施例中，这些斜面切削刃44、46、48将不存在。
在所展示的实施例中，每个侧面12、14、16包括被一个基本上平坦的连接部分56分开的一对凹陷52、54。凹陷52、54相对于这些切削刃是沉入的并且向这些切削刃给予了一个正的前角以便容易地在切入待机加工的工件中。每个凹陷52、54具有的宽度为切削镶片10的厚度T的大约二分之一。每个凹陷52、54具有一个基本上平坦的入座表面58、60。因此，切削镶片10的每个侧面12、14、16具有两(2)个入座表面58、60。入座表面58、60是相对于平行于该连接部分56(并且也平行于这些主要切削刃32、34、36)的一个平面64以一个角度62形成的。角度62可以是在约五(5)度与约三十五(35)度之间的范围内。另外，入座表面58、60是基本上垂直于该第一和第二平坦表面24、26的。
图5示出了处于切削刀具的安装位置中的切削镶片10。该第二表面26和这两个入座表面58、60用于当该切削镶片10处于该安装位置中时提供三点式接触。如图5所示，次要切削刃38是相对于工件被定位在高于该斜面切削刃44的高度上。这个高度差有助于该斜面切削刃44相对于该次要切削刃38以该角度50形成。在铣削切削操作过程中，主要切削刃32和次要切削刃38是工作的切削刃，而该斜面切削刃44是不工作的。主要切削刃32和次要切削刃38能够在工件172中切削产生一个九十(90)肩台。另外，该切削镶片10能够进行斜面切削操作。在斜面切削操作过程中，该斜面切削刃44也是工作的切削刃。在替代的实施例中，这对凹陷52、54没有被基本上平坦的连接部分56分开并且该连接部分56和每个入座表面58、60是基本上V形的，如图6和7所示。在这个替代的实施例中，该连接部分56和每个入座表面58、60分别包括一对成角度的表面56a、56b、58a、58b、60a、60b，这些成角度的表面是相对于一个平面63以一个在约十(10)度与约二十(20)度之间的角度61形成的，该平面基本上垂直于该第一和第二平坦表面24、26。在一个实施例中，角度61可以是约十五(15)度。
现在参见图8-11，示出了根据本发明另一个实施例的一个切削镶片100。类似于切削镶片10，该切削镶片100在平面图中的总体上三角形的形状，如图10所示。该切削镶片100具有三个侧面102、104和106以及在这些侧面102、104和106的相交处的六(6)个切削拐角108、110、112、114、116和118。每个切削拐角108、110、112、114、116和118分别形成有一个鼻部半径108a、110a、112a、114a、116a、118a。类似于切削镶片10，每个侧面102、104和106具有大致相同的长度L并且相对于彼此相互形成约六十(60)度的角度123，即等边三角形的对应角度，如图10所示。该切削镶片100还包括一个第一平坦表面120，该第一平坦表面连接至该切削镶片100的这三个侧面102、104和106上并且在该切削镶片100被安装在铣削本体中时充当一个入座表面。类似地，该切削镶片100具有一个第二平坦表面122，该第二平坦表面总体上平行于该第一入座表面120、并且也连接至该切削镶片100的这三个侧面102、104和106上、并且当该切削镶片100被安装在该铣削本体中也还充当了一个入座表面。类似于切削镶片10，该第一和第二平坦表面120、122实质上具有等边三角形的形状，如图10所示。
为了将切削镶片100安装在铣削本体的镶片座中，该切削镶片100配备有一个安装孔124，该安装孔居中地定位在该切削镶片100中。该安装孔124穿透该第一平坦表面120和第二平坦表面122。类似于切削镶片10，该安装孔124具有一条中央轴线125，如图10所示。
在这个实施例中该切削镶片100具有六(6)个主要切削刃126、128、130、132、134、136(在图8中未示出主要切削刃136，但示出了相反的切削刃130)以及六(6)个次要切削刃138、140、142、144、146、148。这六个主要切削刃126、128、130、132、134、136是在侧面102、104、106与该第一和第二平坦表面120、122之间的相交处形成的并且基本上延伸了侧面102、104、106的整个长度L，即，从切削拐角108、110、112、114、116、118到另一个切削拐角108、110、112、114、116、118。例如，主要切削刃126基本上延伸了从切削拐角108到切削拐角112整个长度L，如图10所示。
这些次要切削刃138、140、142、144、146、148是在一个侧面102、104、106与一个相邻侧面102、104、106之间的相交处形成的。每个次要切削刃138、140、142、144、146、148从相应的切削拐角108、110、112、114、116、118延伸了该切削镶片10的厚度T的大致二分之一。这些次要切削刃138、140、142、144、146、148是大致垂直于这些主要切削刃126、128、130、132、134、136形成的。例如，次要切削切削刃138从该切削拐角118延伸了该切削镶片10的厚度T的大致二分之一并且是基本上垂直于主要切削刃126的，如图8和9所示。
每个侧面102、104、106包括被一个基本上平坦的连接部分156分开的一对凹陷152、154。凹陷152、154相对于这些切削刃是沉入的并且向这些切削刃给予了一个正的前角以便容易地切入待机加工的工件中。每个凹陷152、154具有的宽度为切削镶片100的厚度T的大约二分之一。每个凹陷152、154具有一个基本上平坦的入座表面158、160。因此，切削镶片100具有总共六(6)个入座表面158、160，即每个侧面102、104、106具有两(2)个入座表面158、160。入座表面158、160是相对于平行于该连接部分156(并且也平行于这些主要切削刃126、128、130、132、134、136)的一个平面164以一个角度162形成的。角度162可以是在约五(5)度与约三十五(35)度之间的范围内。
图11示出了处于切削刀具的安装位置中的切削镶片100。该第一和第二平坦表面120、122之一以及这两个入座表面158、160用于当该切削镶片100处于安装位置中时提供三点式接触。在图11中，该次要切削刃138实质上位于纸面平面内，而相邻的次要切削刃140横向于该纸面平面延伸。在切削拐角114处形成鼻部半径114a使得该次要切削刃140是以该不工作的次要切削刃140与工件172的表面170之间的一个约3.0度至约3.5度的后角166定位的。因此，主要切削刃130和次要切削刃138是工作的切削刃，而相邻的次要切削刃140由于后角166是不工作的。主要切削刃130和次要切削刃140能够在工件172中切削产生一个九十(90)肩台。
现在参见图12-15，示出了根据本发明另一个实施例的一个切削镶片200。类似于切削镶片10、100，该切削镶片200在平面图中具有总体上三角形的形状，如图14所示。该切削镶片200具有三个侧面202、204和206以及在这些侧面202、204和206的相交处的六个切削拐角208、210、212、214、216和218。这六个切削拐角208、210、212、214、216、以及218对应地形成有一个成角度的倒角208a、210a、212a、214a、216a、218a。类似于切削镶片10、100，每个侧面202、204和206具有大致相同的长度L并且相对于彼此相互形成约六十(60)度的角度223，即等边三角形的对应角度，如图14所示。该切削镶片200还包括一个第一平坦表面220，该第一平坦表面连接至该切削镶片200的这三个侧面202、204和206上并且在该切削镶片200被安装在铣削本体中时充当一个入座表面。类似地，该切削镶片200具有一个第二平坦表面222，该第二平坦表面总体上平行于该第一入座表面220、并且也连接至该切削镶片200的这三个侧面202、204和206上、并且当该切削镶片200被安装在该铣削本体中时充当了一个入座表面。类似于切削镶片10、200，该第一和第二平坦表面220、222实质上具有等边三角形的形状，如图14所示。
为了将切削镶片200安装在铣削本体的镶片座中，该切削镶片200配备有一个安装孔224，该安装孔居中地定位在该切削镶片200中。该安装孔224穿透该第一和第二平坦表面220、222并且具有一条中央轴线225，如图14所示。
在这个实施例中该切削镶片200具有：六(6)个主要右旋切削刃226、228、230、232、234、236(在图9中未示出主要切削刃236，但示出了相反的切削刃230)；六(6)个主要左旋切削刃227、229、231、233、235、237(在图9中未示出切削刃237，但示出了相反的切削刃231)；以及六(6)个次要切削刃238、240、242、244、246、148。因此，切削镶片200具有总共十二(12)个主要切削刃(即，六(6)个右旋切削刃226、228、230、232、234、236和六(6)个左旋切削刃227、229、231、233、235、237)。这六(6)个主要右旋切削刃226、228、230、232、234、236和这六(6)个主要左旋切削刃227、229、231、233、235、237是在侧面202、204、206与这些平坦表面220、222之间的相交处形成的。不像切削镶片10、100，该切削镶片200的这些主要右旋和主要左旋切削刃各自从一个切削拐角朝向另一个切削拐角延伸了这些侧面202、204、206的长度L的大致二分之一。例如，主要右旋切削刃226从切削拐角208朝向切削拐角212延伸了侧面202的长度L的大约二分之一，而主要左旋切削刃227从切削拐角212朝向切削拐角208延伸了该侧面202的长度L的大约二分之一。要注意的是主要右旋切削刃226和主要左旋切削刃227一起基本上延伸了侧面202的整个长度L。在一个替代的实施例中，这些主要切削刃将延伸这些侧面202、204、206的整个长度L。在这个替代的实施例中，切削镶片200具有六(6)个主要右旋切削刃或六(6)个主要左旋切削刃。
这些次要切削刃238、240、242、244、246、248是在一个侧面202、204、206与一个相邻侧面202、204、206之间的相交处形成的。每个次要切削刃238、240、242、244、246、248从相应的切削拐角208、210、212、214、216、218延伸了该切削镶片10的厚度T的大致二分之一。这些次要切削刃238、240、242、244、246、248是大致垂直于这些主要切削刃形成的，如图13所示。
每个侧面202、204、206包括被一个基本上平坦的连接部分256分开的一对凹陷252、254。凹陷252、254相对于这些切削刃是沉入的并且向这些切削刃给予了一个正的前角以便容易地切入待机加工的工件中。每个凹陷252、254具有的宽度为切削镶片200的厚度T的大约二分之一。每个凹陷252、254具有一个基本上平坦的入座表面258、260。因此，切削镶片200具有总共六(6)个入座表面258、260，即每个侧面202、204、206具有两(2)个入座表面258、260。入座表面258、260是相对于平行于该连接部分256(并且也平行于这些主要切削刃)的一个平面264以一个角度262形成的。角度262可以是在约五(5)度与约三十五(35)度之间的范围内。
图15示出了处于切削刀具的安装位置中的切削镶片200。该第一和第二平坦表面220、222之一以及这两个入座表面258、260被用于当该切削镶片200处于安装位置中时提供三点式接触。在图15中，次要切削刃238实质上位于该纸面平面内，而相邻的次要切削刃140横向于该纸面平面延伸。在该切削拐角214处形成该成角度的倒角214a使得次要切削刃240是相对于次要切削刃238位于高出了一个距离268的高度上。因此，主要切削刃230和次要切削刃238是工作的切削刃，而相邻的次要切削刃240是不工作的。该主要切削刃230和次要切削刃238能够在工件172中切削产生一个九十(90)肩台。
现在参见图16，示出了根据本发明的一个实施例的一种切削刀具300，例如铣刀。铣刀300具有切向地安装在其上的多个切削镶片10、100或200。如图16所示，例如，铣刀300具有切向地安装在其上的多个切削镶片100，即，这些切削镶片100具有其安装孔124和在基本上径向方向上延伸的中央轴线125。如图16所示，铣刀300在顺时针方向上旋转。
铣刀300包括一个带有多个镶片座(总体上以304示出)的铣削本体302。通过一个安装螺钉306将每个切削镶片100安装在一个相应的镶片座304中。如在图16中看出，工作的主要切削刃130与工件170中的被机加工的表面172形成了一个第二后角168。这个第二后角168处于约十五(15)度至约二十五(25)度的范围内，优选地为约二十(20)度。如图16所示，本发明的切削镶片10、100、200在侧面104与侧面102之间具有约六十(60)的一个楔角174，这意味着切削镶片10、100、200具有真正三角形(triangular)的形状，而不是三边形(trigon)形状。
如上所述，这些成角度的支撑表面58、60、158、160、258、260和平坦表面26、120、122、220、222在该镶片10、100、200被安装在镶片座304中时提供了三点式接触。因此，切削镶片10、100、200在被安装在该铣削本体302中时获得了优越的入座稳定性。另外，切削镶片10、100、200的三角形基本形状比传统的三边形切削镶片提供了更高的切削深度并且从工件172的表面170中去除更多的材料。另外，该切削镶片10能够进行斜面加工操作。另外，切削镶片200能够在左旋或右旋切削本体中进行操作。
在此提及的这些文件、专利以及专利申请通过引用而结合在此。
虽然已经联系某些特定实施例对本发明进行了具体描述，但应该理解这是作为说明而不是作为限制，并且应当如现有技术所允许的那样来宽泛地解释所附权利要求的范围。

Claims (18)

1.一种具有三角形形状的可转位切削镶片，包括：
三个侧面以及在这些侧面的相交处的三个切削拐角，该三个切削拐角形成有一个鼻部半径；
连接该三个侧面的一个第一平坦表面以及平行于该第一平坦表面并且也连接该三个侧面的一个第二平坦表面，当该切削镶片被安装在一个铣削本体的镶片座中时该第一和第二平坦表面之一充当了一个入座表面；
居中定位在该切削镶片中的一个安装孔，该安装孔穿透该第一和第二平坦表面二者并且具有一条中央轴线；
在一个相应侧面与该第一平坦表面之间的相交处形成的并且延伸了该相应侧面的整个长度L的三个主要切削刃；
在一个侧面与一个相邻侧面之间的相交处形成的三个次要切削刃，每个次要切削刃从一个相应的切削拐角朝向该第二平坦表面延伸；以及
在一个侧面与一个相邻侧面之间的相交处形成的三个斜面切削刃，每个斜面切削刃从一个相应的次要切削刃延伸到该第二平坦表面。
2.根据权利要求1所述的切削镶片，其中，每个次要切削刃从相应的切削拐角延伸了该切削镶片的厚度T的大致二分之一。
3.根据权利要求1所述的切削镶片，其中每个斜面切削刃是相对于该相应的次要切削刃以一个角度形成的。
4.根据权利要求1所述的切削镶片，其中，每个斜面切削刃从该相应的次要切削刃延伸了该切削镶片的厚度T的大致二分之一、而到达该第二平坦表面。
5.根据权利要求1所述的切削镶片，其中每个斜面切削刃是由在一个相应侧面中形成的、从该第二平坦表面延伸的一个成角度的倒角形成的。
6.根据权利要求1所述的切削镶片，其中每个侧面包括被一个连接部分分开的一对凹陷。
7.根据权利要求6所述的切削镶片，其中每个凹陷具有一个入座表面。
8.根据权利要求7所述的切削镶片，其中每个凹陷的入座表面是相对于一个平行于该连接部分的平面以一个角度形成的。
9.根据权利要求7所述的切削镶片，其中每个凹陷的入座表面是相对于一个平行于主要切削刃的平面以一个角度形成的。
10.根据权利要求1所述的切削镶片，其中该切削镶片具有一个六十度的楔角。
11.根据权利要求1所述的切削镶片，其中该切削镶片具有在这些侧面的相交处的六个切削拐角，每个切削拐角形成有一个鼻部半径。
12.根据权利要求11所述的切削镶片，其中该切削镶片具有在相应侧面与该第一和第二平坦表面之间的相交处形成的六个主要切削刃。
13.根据权利要求12所述的切削镶片，其中该切削镶片具有在一个侧面与一个相邻侧面之间的相交处形成的六个次要切削刃。
14.根据权利要求13所述的切削镶片，其中该鼻部半径在一个不工作的次要切削刃与一个工件的表面之间提供了一个后角。
15.一种铣削刀具，包括具有多个镶片座的一个铣削本体，其中每个镶片座被配置成用于按以下方式接纳一个根据权利要求1所述的切削镶片，即，使得该切削镶片切向地安装在该铣削本体中。
16.根据权利要求15所述的铣削刀具，其中该切削镶片相对于一个工件的表面具有一个第二后角。
17.根据权利要求16所述的铣削刀具，其中，该第二后角是在十五度与二十五度之间的范围内。
18.一种具有三角形形状的可转位切削镶片，包括：
三个侧面以及在这些侧面的相交处的六个切削拐角，每个切削拐角形成有一个成角度的倒角；
连接该三个侧面的一个第一平坦表面以及平行于该第一平坦表面并且也连接该三个侧面的一个第二平坦表面，其中当该切削镶片被安装在一个铣削本体的镶片座中时该第一和第二平坦表面两者均充当了一个入座表面；
居中定位在该切削镶片中的一个安装孔，该安装孔穿透该第一和第二平坦表面二者并且具有一条中央轴线；以及
在一个相应侧面与该第一和第二平坦表面之间的相交处形成的六个主要右旋切削刃和六个主要左旋切削刃，其中这些主要右旋切削刃中的每一个和这些主要左旋切削刃中的每一个从一个相应的切削拐角朝向另一个切削拐角延伸了该相应侧面的长度L的大致二分之一。
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