CN104364036B - 车螺纹切削刀具及其双面可转位车螺纹镶装刀片 - Google Patents

Abstract

一种双面可转位车螺纹镶装刀片（14），包括两个相反的端部表面（16）以及在它们之间延伸的公共外周（18）。所述外周（18）包括确切的五个相同的外周部段（34）以及确切的五个相同的外周区段（32）。每个外周区段（32）在两个相邻的外周部段（34）之间延伸，每个外周部段（34）包括位于两个前刀面（36）之间的两个相邻的邻接部段（40）。在每个端部表面（16）的平面图中，每个邻接部段（40）位于虚拟的五角星的一部分上，所述五角星包括与五个内顶点（26）交替的五个外顶点（24）。所述镶装刀片（14）包括五个切削部（28），每个切削部（28）与各自的外顶点（24）相关联，每个切削部（28）向外延伸，且每个切削部（28）包括两个相反的割尖（30）。

Description

车螺纹切削刀具及其双面可转位车螺纹镶装刀片

技术领域

本申请的主题涉及制造螺纹或者车螺纹的切削刀具。

背景技术

该领域的切削刀具在例如US5004379中已知并公开。

发明内容

根据本申请的主题，提供了一种双面可转位（indexable）车螺纹镶装刀片（cutting insert，或为“镶入式截坯刀”）。所述镶装刀片包括两个相反的端部表面以及在它们之间延伸的公共外周。所述外周包括确切的五个相同的外周部段以及确切的五个相同的外周区段。每个外周区段在两个相邻的外周部段之间延伸，且每个外周部段包括位于两个前刀面（rake face）之间的两个相邻的邻接部段。在每个端部表面的平面图中，每个邻接部段位于虚拟的五角星的一部分上，所述五角星具有与五个内顶点交替的五个外顶点，所述外顶点位于所述内顶点径向向外的位置，每个外顶点形成所述五角星的尖端点，且可位于一个外周区段内。所述镶装刀片还包括五个切削部，每个切削部与各自的外周区段和外顶点相关联，每个切削部向外延伸，且每个切削部可具有两个相反的割尖（cutting tip）。

根据本申请的主题，还提供了一种刀具本体，所述刀具本体包括在两个侧表面之间延伸的顶表面和底表面。所述刀具本体包括位于刀具本体前端部处的整体一件式兜部（pocket）。所述兜部包括：基表面、从所述基表面延伸的三个隔开的突出部以及分别位于每个突出部上的第一、第二和第三邻接表面。每个邻接表面横向于所述基表面，甚至可垂直于所述基表面。

所述第二和第三邻接表面位于所述第一邻接表面的后方，且远离所述刀具本体前端部向后会聚。所述第一和第二邻接表面位于所述第三邻接表面的下方，且远离所述顶表面向下汇聚。

根据本申请的主题，还提供了一种车螺纹切削刀具，包括所述刀具本体以及通过螺钉固定在其中的镶装刀片。端部表面中的一个与所述基表面邻接，且相邻的外周部段的三个相邻的邻接部段分别与所述第一、第二和第三表面邻接。

应该理解，上述为概要，以上任何方面可进一步包括结合任何其他方面描述的任何特征或者下文描述的任何特征，或者进一步采用结合任何其他方面描述的任何特征或者下文描述的任何特征来限定。例如，以下特征可以应用到本申请的主题的任何上述方面：

所述割尖位于平行的端部平面P之间，所述端部平面P由所述端部表面的最内侧部分限定。

所述镶装刀片可具有对称平面SP以及与其垂直的对称轴线S，对称平面SP位于所述端部表面之间的中间。在每个端部表面的平面图中，所述镶装刀片具有绕对称轴线S的五重旋转对称性。

所述镶装刀片可包括在所述端部表面之间延伸的插入通孔。所述插入孔可具有插入孔轴线B，所述镶装刀片绕插入孔轴线B具有五重旋转对称性。

每个端部表面可包括端部邻接表面，所述端部邻接表面可相邻所述外周设置。

在每个端部表面的平面图中，每个外顶点可具有由两个相反的邻接部段限定的第一内角α，每个邻接部段位于所述外顶点的相应侧。

与给定外顶点相关联的每两个相反邻接部段可向外会聚。

第一内角α可以设定在30°至120°的范围内。

在每个端部表面的平面图中，每个切削部能够具有由两个相反前刀面限定的第二内角β，每个前刀面位于切削部的相应侧。

与给定外顶点相关联的相反前刀面可向内会聚。

第二内角β可以设定在32°至72°的范围内。

在每个端部表面的平面图中，每两个相邻的割尖位于相应外周区段的相反端部。

每个邻接部段可位于前刀面和相邻的邻接部段之间。

每两个相邻的突出部由凹处隔开，分别位于所述兜部的后端部和底端部。

所述第一邻接表面朝向顶表面面向上。

所述兜部可包括夹持孔，所述夹持孔向外通向所述基表面，且所述夹持孔具有纵向的夹持孔轴线。

所述邻接表面可以是平面的。

每个邻接表面可具有能够与其垂直的虚拟的中心线N，所述中心线N取向为使得其不与孔轴线C相交。

附图说明

为了更好地理解本申请的主题，并展示本申请在实践中如何实施，现在将参照附图，其中：

图1是组装的车螺纹切削刀具的正等测图；

图2是图1的车螺纹切削刀具的正等测分解图；

图3是图1的切削刀具的侧视平面图，示出了四个主方向：向上（Du）、向下（Dd）、向前（Df）和向后（Dr）；

图4是图1的切削刀具的前视图；

图5是镶装刀片的正等测图；以及

图6是图5的镶装刀片的平面图。

在被认为适当之处，附图标号可在附图中重复，以指示对应的或者类似的元件。

具体实施方式

在以下的描述中，将会描述本申请的主题的各方面。为了解释的目的，足够详细地列出了特定构造和细节，以提供对本申请的主题的透彻理解。但是，对本领域的技术人员来说，很明显，在不需要在此给出的特定构造和细节的情况下也可实施本申请的主题。此外，在随后的描述中，词语向前、向后、向上和向下及其任何同义词或者类似的方向性措辞将参照图3所示的各方向Df、Dr、Du、Dd。

参照图1和图2。车螺纹切削刀具10包括刀具本体12和双面可转位车螺纹镶装刀片14，双面可转位车螺纹镶装刀片14可通过螺钉15固定到刀具本体12。

镶装刀片14包括两个相反的且相同的端部表面16以及在它们之间延伸的公共外周18。镶装刀片具有虚拟的对称平面SP，对称平面SP位于端部表面16之间的中间。镶装刀片14关于对称平面SP镜像对称（图4）。镶装刀片14的最薄部分限定两个平行端部平面P，平行端部平面P也平行于对称平面SP。换句话说，在镶装刀片14的外周18的平面图中（图4），端部表面16的最内侧部分限定了端部平面P。限定端部平面P的另一种方法是端部表面16最靠近对称平面SP的部分限定端部平面P或者位于端部平面P内。

根据本例子，每个端部表面16包括五个端部邻接表面20。在每个端部表面16的平面图中，端部邻接表面可以相邻外周18设置。每个端部邻接表面20可以从各端部表面16向外突出。端部邻接表面20可以是镶装刀片14在垂直于端部平面P的方向上最靠外的部分（图4）。镶装刀片具有垂直于端部平面P的对称轴线S。在每个端部表面16的平面图中，镶装刀片14具有绕对称轴线S的五重旋转对称性。镶装刀片14可包括插入通孔22，插入通孔22向外通向两个端部表面16。插入孔22具有插入孔轴线B，插入孔轴线B可与对称轴线S共轴。

现在关注图3和6。镶装刀片14具有五个切削部28，每个切削部28能够包括两个相反的割尖30。因此镶装刀片14可具有十个割尖30。每个切削部28远离对称轴线S向外延伸。所有的割尖30位于平面P之间（图4）。

外周18具有五个外周区段32和五个外周部段34。每个外周部段34在两个相邻的外周区段32之间延伸。每个外周部段34可包括两个前刀面36、四个切削刃38以及两个邻接部段40（40a、40b）。

在每个外周部段34中，两个邻接部段40可以是相邻的、相同的，且位于两个前刀面36之间。在端部表面16的给定平面图中，与在顺时针方向上向后（或者“拖动（trailing）”）的顺时针拖动的第二邻接部段40b相比，顺时针引导的第一邻接部段40a在顺时针方向上向前（或者“引导（leading）”）。每个邻接部段40可以位于前刀面36和相邻的邻接部段40之间。

在每个端部表面16的平面图中，邻接部段40可位于虚拟的五角星（参照图6）的侧壁的各部分上，该五角星限定了与五个内顶点26交替的五个外顶点24。在相同的视图中，每个外顶点24与切削部28以及外周区段32相关联，外顶点24位于内顶点26径向向外的位置，每个外顶点24形成五角星的尖端点，且可位于一个外周区段32内。每个内顶点26与外周部段34相关联，且构成了外角，该外角形成于由两个相邻的邻接部段40限定的直线的交叉点处，且每个内顶点26在外周部段34的中间附近靠近镶装刀片14的外表面。在相同的视图中，每个外顶点24具有由两个相反的邻接部段40限定的第一内角α，每个邻接部段40位于外顶点24的相应侧。换句话说，角α可以由每两个相邻的邻接部段40限定，两个邻接部段40中的每一个都属于不同的外周部段34。在相同的视图中，限定了角α的邻接部段40向外会聚，即，远离对称轴线S会聚。角α可以设定在30°至120°的范围内。根据本例子，第一内角α可以被设定为73°。在相同的视图中，每个切削部28具有由两个相反前刀面36限定的第二内角β，每个前刀面36位于切削部28的相应侧。换句话说，角β可以由每两个相邻的前刀面36限定，两个前刀面36中的每一个都属于不同的外周部段34。在相同的视图中，限定了角β的前刀面36向内会聚，即，朝向对称轴线S会聚。角β可以设定在32°至72°的范围内。根据本例子，第二内角β可以被设定为57°。每个切削刃38可形成于每个端部表面16的一部分与外周部段34的一部分的交点或者交叉点处。特别地，每个切削刃38可以形成于每个端部表面16的一部分与前刀面36的一部分之间的交点处。每个前刀面36可以在两个相邻的切削刃38之间延伸。每个割尖30可以形成于相同的外周部段34的两个相邻的切削刃38之间的汇合点、交叉点或者交点处。切削刃38可以在其之间形成锐角（图4）。切削刃38可以是直的。

每个外周区段32可以在单个切削部28上的两个割尖30之间延伸。根据本例子，在每个端部表面16的平面图中，外周区段32可以是直的。在操作位置中，即，当切削刀具10加工工件时，外周区段32可以被配置为从工件退刀。换句话说，每个外周区段32可包括与割尖30相邻的多个部分，这些部分可用作退刀区域（relief region）。根据本例子，在垂直于对称轴线S的视图中（参见图4），割尖30处的每个外周区段32在其离对称轴线S最远的最外侧部分处可具有弯曲形状。

刀具本体12具有顶表面和底表面42、44以及在它们之间延伸的两个侧表面46。在刀具本体前端部48处，刀具本体12包括一件式整体兜部50。换句话说，除了将镶装刀片14夹紧或者固定到兜部50中的螺钉15，兜部50不包括任何可移除的部件。该一件式整体设计可以帮助降低刀具本体12的制造成本。兜部50可包括基表面52以及第一、第二和第三突出部54、55、57。基表面52可平行于侧表面46，且它可包括螺纹夹持孔56，螺纹夹持孔56具有纵向夹持孔轴线C。突出部54、55、57从基表面52向外延伸。每对相邻的突出部54由凹处58隔开，凹处58在镶装刀片14的组装位置中配置为容纳镶装刀片14的切削部28。突出部54、55、57的每一个都具有各自的邻接表面，也就是，第一、第二和第三邻接表面60、62、64。邻接表面60、62、64可以是平面的。邻接表面60、62、64横向于基表面52，且可垂直于基表面52。每个邻接表面60、62、64面向不与夹持孔轴线C相交的方向。换句话说，每个邻接表面60、62、64具有虚拟的中心线N（参见图3），中心线N与邻接表面60、62、64垂直，且取向为使得其不与夹持孔轴线C交叉。在组装位置中，由于邻接表面60、62、64的该朝向，邻接力可以远离夹持孔轴线C而被转移，因此可以生成抵抗镶装刀片14在兜部50中旋转的力。

三个邻接表面60、62、64中的两个，即，第二和第三邻接表面62、64位于第一邻接表面60后方。第二和第三邻接表面62、64远离刀具本体前端部48向后会聚（在方向Dr上）。三个邻接表面中的两个，即，第一和第二邻接表面60、62从第三邻接表面64向下或者位于第三邻接表面64下方。第一和第二邻接表面60、62朝向底表面44向下会聚（在方向Dd上）。第一邻接表面60最靠近刀具本体前端部48。第一邻接表面60可朝向顶表面42面向上。另外说明，垂直于第一邻接表面60的虚拟中心线N可以向上取向。在切削操作期间，第一邻接表面60的这种方向性可以帮助使抵抗加工力的反作用或支撑力最大化。这也减少或者防止镶装刀片14在兜部50中旋转。

在组装位置中，镶装刀片14可以通过螺钉15固定或者夹持在兜部50中，螺钉15螺接到兜部50中的夹持孔56内。一个端部表面16的端部邻接表面20与基表面52邻接。相邻外周部段34的三个邻接部段40分别与兜部50的三个邻接表面60、62、64邻接。特别地，属于两个隔开的外周部段34a和34c的顺时针引导的邻接部段40a分别与邻接表面60和64邻接，而属于介于中间的外周部段34b的顺时针拖动的邻接部段40b与介于中间的邻接表面62邻接。因此，在给定的时间处，属于三个连续的外周部段34a、34b、34c的两个相邻的邻接表面41a、40b中只有一个与兜部邻接。两个切削部28在插入兜部50中位于各自的凹处58中。根据本例子，夹持孔轴线C与插入孔轴线B不共轴。这种偏心被使用，使得螺钉将镶装刀片14推动到兜部中的邻接表面60、62、64上。邻接部段40和邻接表面60、62、64之间的这种三点式邻接提供了牢固的锁定以及可重复性，该牢固的锁定防止镶装刀片14在加工的过程中在兜部50中移动或者转动。

以上描述包括了要求保护的主题的示例性实施例以及用于使其能够实现的细节（如果需要的话），且不将未示例实施例和细节排除在本申请的权利要求范围之外。

Claims (15)

1.一种双面可转位车螺纹镶装刀片（14），包括：

两个相反的端部表面（16）以及在这两个相反的端部表面（16）之间延伸的公共外周（18），所述外周（18）包括确切的五个相同的外周部段（34）以及确切的五个相同的外周区段（32），

每个外周区段（32）在两个相邻的外周部段（34）之间延伸，

每个外周部段（34）包括位于两个前刀面（36）之间的两个相邻的邻接部段（40），

在每个端部表面（16）的平面图中，每个邻接部段（40）位于虚拟的五角星的一部分上，所述五角星具有与五个内顶点（26）交替的五个外顶点（24），所述外顶点（24）位于所述内顶点（26）径向向外的位置，每个外顶点（24）形成所述五角星的尖端点；以及

五个切削部（28），每个切削部（28）与各自的外周区段（32）和外顶点（24）相关联，每个切削部（28）向外延伸，且每个切削部（28）具有两个相反的割尖（30）。

2.根据权利要求1所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，所述割尖（30）位于由所述端部表面（16）的最内侧部分限定的平行端部平面（P）之间。

3.根据权利要求1所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，所述镶装刀片（14）包括在所述端部表面（16）之间延伸的插入通孔（22），所述插入通孔（22）具有插入孔轴线（B），所述镶装刀片（14）绕所述插入孔轴线（B）具有五重旋转对称性。

4.根据权利要求1所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，每个端部表面（16）包括端部邻接表面（20），所述端部邻接表面（20）相邻所述外周（18）设置。

5.根据权利要求1所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，在每个端部表面（16）的平面图中，每个外顶点（24）具有由两个相反的邻接部段（40）限定的第一内角（α），每个邻接部段（40）位于所述外顶点（24）的相应侧，所述第一内角（α）大于等于30°且小于等于120°。

6.根据权利要求5所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，与所述外顶点（24）相关联的两个相反邻接部段（40）向外会聚。

7.根据权利要求1所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，在每个端部表面（16）的平面图中，每个切削部（28）具有由两个相反前刀面（36）限定的第二内角（β），每个前刀面（36）位于所述切削部（28）的相应侧，所述第二内角（β）大于等于32°且小于等于72°。

8.根据权利要求7所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，与所述外顶点（24）相关联的相反前刀面（36）向内会聚。

9.根据权利要求1所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，在每个端部表面（16）的平面图中，两个相反的割尖（30）位于与这两个相反的割尖（30）所属的切削部（28）相关联的所述外周区段（32）的相反端部。

10.根据权利要求1所述的车螺纹镶装刀片（14），其中，每个邻接部段（40）位于前刀面（36）和相邻的邻接部段（40）之间。

11.一种车螺纹刀具（10），包括刀具本体（12）以及根据权利要求1所述的镶装刀片（14），所述镶装刀片（14）通过螺钉（15）固定在所述刀具本体（12）中；所述刀具本体（12）包括在两个侧表面（46）之间延伸的顶表面和底表面（42、44）以及位于刀具本体前端部（48）处的整体一件式兜部（50），所述兜部（50）包括：

基表面（52）；

从所述基表面（52）延伸的三个隔开的突出部（54、55、57）；以及

分别位于每个突出部（54、55、57）上的第一、第二和第三邻接表面（60、62、64），每个邻接表面（60、62、64）横向于所述基表面（52）；

其中，所述第二和第三邻接表面（62、64）位于所述第一邻接表面（60）的后方，且远离所述刀具本体前端部（48）向后会聚；并且

所述第一和第二邻接表面（60、62）位于所述第三邻接表面（64）的下方，且远离所述顶表面（42）向下汇聚。

12.根据权利要求11所述的车螺纹刀具（10），其中，每两个相邻的突出部（54）由凹处（58）隔开，分别位于所述兜部（50）的后端部和底端部。

13.根据权利要求11所述的车螺纹刀具（10），其中，所述第一邻接表面（60）朝向顶表面（42）面向上。

14.根据权利要求11所述的车螺纹刀具（10），其中，所述兜部（50）包括夹持孔（56），所述夹持孔（56）向外通向所述基表面（52），所述夹持孔具有纵向的夹持孔轴线（C）；并且其中，每个邻接表面（60、62、64）具有与其垂直的虚拟的中心线（N），所述中心线（N）取向为使得其不与所述夹持孔轴线（C）相交。

15.根据权利要求11所述的车螺纹刀具（10），其中，

端部表面（16）中的一个与所述基表面（52）邻接；并且

相邻的外周部段（34a、34b、34c）的三个相邻的邻接部段（40）分别与所述第一、第二和第三邻接表面（60、62、64）邻接。