CN104903034A - 带具有非抵接侧边的切削刀片的切削工具 - Google Patents

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Abstract

一种切削工具(100)具有固持在工具架(102)的对应刀片凹穴(104)中的S形切削刀片(112)。刀片凹穴(104)具有沿前到后的方向延伸的纵向主轴线(M)。切削刀片(112)具有纵向第一轴线(I)和侧向第二轴线(L)，具有沿第一轴线(I)的布置的两个相对的切削部分(118)和其间的夹持部分(120)。刀片凹穴(104)包括具有前抵接表面(126)的前夹持部分(124)，以及具有第一后抵接表面(130)和第二后抵接表面(132)的后夹持部分(128)。第一夹持表面(138)和第二夹持表面(140)在刀片(112)的两侧上；在后夹持部分(128)处，它们分别抵接第一后抵接表面(130)和第二后抵接表面(132)。在前夹持部分(124)处，切削刀片(112)的第一夹持表面(130)抵接前抵接表面(126)。

Description

带具有非抵接侧边的切削刀片的切削工具
技术领域
本发明大体上涉及具有切削刀片(cutting insert)和匹配的刀片凹穴的切削工具，并且具体地涉及瑞士型切削工具。
背景技术
切削工具具有工具架，其具有形成凹穴来用于将切削刀片固持在其中。凹穴可具有多个壁来用于切削刀片抵靠，以及用于收纳螺钉的螺孔，螺钉将切削刀片紧固到刀片凹穴上。例如，在瑞士型自动机器中，切削工具具有工具柄，其通常由矩形条制成。
例如在CH664102, CH686935, JP11156605, EP0213076, EP1657012, US4462725, US4890961, US5649579, US5816753, US6155754, US6579043, US6960049, US7001115, US2010/0104390 和JP2007-203379中示出了具有形成的刀片凹穴的切削工具及瑞士型切削工具。
本申请的主题的一个目的在于提供一种具有固持在匹配的刀片凹穴中的切削刀片的切削工具，其中在刀片中心轴线的两侧上，刀片架将切削刀片牢固地固持，且刀片具有非抵接的侧边。
发明内容
根据本申请的主题，提供了一种切削工具，其包括：
工具架，其包括相对的第一侧表面和第二侧表面，以及刀片凹穴，其具有沿前后方向延伸的纵向主轴线和侧向凹穴轴线；以及
切削刀片，其具有纵向第一轴线和侧向第二轴线，且包括两个端面和其间的外周表面，切削刀片具有沿第一轴线布置的两个相对的切削部分和其间的夹持部分；其中：
刀片凹穴包括：
前夹持部分，其与第二侧表面联接、位于凹穴轴线前方，且具有前抵接表面；以及
后夹持部分，其与第一侧表面联接，位于凹穴轴线后方，且具有第一后抵接表面和第二后抵接表面；
切削刀片的外周表面的两个相对的侧边在相反方向上沿切削部分且部分沿夹持部分延伸，且第一夹持表面和第二夹持表面位于相邻的各个侧边附近；以及
在切削工具的组装位置，一个侧边附近的第一夹持表面和第二夹持表面分别抵接第一后抵接表面和第二后抵接表面，另一侧边附近的第一夹持表面抵接前抵接表面，且任一侧边都不抵接工具架。
根据本申请的主题的实施例，凹穴螺孔沿凹穴轴线穿过刀片凹穴；且刀片螺孔沿第二轴线穿过切削刀片的夹持部分。
根据本申请的主题的另一个实施例，夹持螺钉穿过刀片螺孔，且接合凹穴螺孔来将切削刀片紧固到刀片凹穴上。
根据本申请的主题的另一个实施例，在沿凹穴轴线的切削工具的顶视图中，切削刀片的至少一个侧边与工具架的相应一个侧表面齐平。
根据本申请的主题，还提供了一种具有纵向第一轴线和侧向第二轴线的切削刀片，该切削刀片围绕第二轴线呈180°旋转对称，切削刀片包括：
两个端面和其间的外周表面；
沿纵向第一轴线布置的两个相对的切削部分和其间的夹持部分；
沿侧向第二轴线穿过切削刀片的夹持部分的刀片螺孔；
外周表面，其包括：
在相反方向上沿对应的切削部分且部分沿夹持部分延伸的两个相对侧边，各个侧边均限定刀片侧平面，两个相对侧边的刀片侧平面在其间限定刀片宽度；
其中：
各个侧边均具有在与对应切削部分相对的一侧上的与其邻近的第一夹持表面和第二夹持表面，以及
在沿侧向第二轴线的切削刀片的顶视图中，第一夹持表面和第二夹持表面为：
从相邻的刀片侧平面凹入；
关于彼此成角且朝侧向第二轴线会聚，以及
通过非夹持刀片表面与彼此间隔开。
附图说明
为了更好理解本发明且示出其实践中可如何实施本发明，现在将参照附图，在附图中：
图1为处于组装位置的根据本公开技术的实施例的切削工具的透视图；
图2为处于分解位置的图1的切削工具的透视图；
图3为处于组装位置的图1的切削工具的另一个透视图；
图4为处于分解位置的图3的切削工具的透视图；
图5为图1的切削工具的顶视图；
图6为图1的切削工具的底视图；
图7为图1的切削工具的侧视图；
图8为图1的切削工具的另一个侧视图；以及
图9为图1的切削工具的前视图。
将认识到的是，为了图示的简单和清楚，附图中所示的元件不必然按比例绘制。例如，一些元件的大小可为了清楚起见相对其它元件放大，或若干物理构件可包括在一个功能块或元件中。此外，在认为适合的情况下，参考标号在附图间重复来指出对应或相似的元件。
具体实施方式
在以下描述中，将描述本发明的各种方面。为了阐释的目的，阐明了特定构造和细节以便提供本发明的彻底理解。然而，本领域的技术人员还将清楚的是，本发明可在没有本文提到的特定细节的情况下实施。此外，公知的特征可省略或简化，以便不使本发明模糊。
参看图1-9，绘出了处于各种视图和位置的根据本发明的切削工具100。切削工具100包括工具架102和切削刀片112。工具架102具有形成在其前端106中的刀片凹穴104。刀片凹穴104具有沿前到后的方向DF,DR延伸的纵向主轴线M，以及侧向凹穴轴线S。工具架102具有沿纵向延伸的相对的第一侧表面108和第二侧表面110，以及在其间延伸的顶面144和底面154。刀片凹穴104从顶面144敞开。顶面144限定顶平面T。顶平面T可基本垂直于侧表面108,110。底面154与顶面144相对，且限定底平面B。在一些实施例中，底平面B可平行于顶平面T(例如，如垂直于凹穴轴线S截取的图7和8中的侧视图中所示)。
刀片凹穴104具有前夹持部分124和后夹持部分128。前夹持部分124与第二侧表面110联接，位于凹穴轴线S的前方，且后夹持部分128与第一侧表面108联接，位于凹穴轴线S的后方。前夹持部分124具有沿纵向延伸的前抵接表面126。后夹持部分128具有关于彼此成角且朝凹穴轴线S会聚的第一后抵接表面130和第二后抵接表面132。第一后抵接表面130和第二后抵接表面132可通过非抵接架表面131与彼此间隔开。非抵接的架表面131可在顶视图中查看时为凸出的。此外，螺纹凹穴螺孔150沿凹穴轴线S穿过刀片凹穴104。刀片凹穴104还具有凹穴抵接表面146。凹穴抵接表面146可平行于工具架102的顶面144，且与其间隔开凹穴高度H(图7)。
第一后抵接表面130和第二后抵接表面132和前抵接表面126可基本垂直于顶平面T延伸。例如，图5的顶视图中所示，第二后抵接表面132可基本垂直于第一后抵接表面130。如图5中进一步所示，前抵接表面126可基本平行于第二侧表面110延伸。类似地，第一后抵接表面130可基本平行于第一侧表面108延伸。此外，前抵接表面126可基本平行于第一后抵接表面130延伸。
切削刀片112为S形，具有纵向第一轴线I和侧向第二轴线L。 切削刀片112可为可转位的(indexable)，呈现出关于第二轴线L的180°旋转对称。切削刀片112具有两个端面114和在其间延伸的外周表面116。两个相对的切削部分118沿切削刀片112形成，且中心夹持部分120位于其间，沿第一轴线I布置。各个切削部分118均具有切削刃口122。此外，刀片螺孔152沿第二轴线L穿过夹持部分120。切削刀片112的夹持部分120具有位于一个端面114上的刀片抵接表面142。
切削刀片112的外周表面116具有两个相对的侧边134，各个侧边134均限定刀片侧平面P。刀片侧平面P平行于彼此，且间隔开刀片宽度W(图5)。因此，由侧边134限定的刀片宽度沿垂直于假想平面的方向延伸，假想平面由纵向第一轴线I和侧向第二轴线L限定。两个相对的侧边134在相反方向上沿其相关联的切削部分118从切削刃口122延伸，且部分地沿夹持部分120延伸。在沿第二轴线L(见图5)截取的切削刀片112的端视图中，侧边134在向前方向DF和向后方向DR的相反方向上从切削刃口122纵向地延伸。凹入的夹持转角136位于紧随各个侧边134，即，在远离相应切削刃口122的方向上。各个夹持转角136均具有第一夹持表面138和第二夹持表面140(位于相应的侧边134附近)，其关于彼此成角且朝第二轴线L会聚。第一夹持表面138和第二夹持表面140可通过非夹持刀片表面139与彼此间隔开。非夹持刀片表面139可为凹入的(即，在顶视图中)，形成外周表面116上至第二刀片轴线L的最接近点，切削刀片112围绕第二刀片轴线L呈180°旋转对称。
切削工具100可在组装位置(例如，图1和3)与分解位置(例如，图2和4)之间移动。在分解位置，切削刀片112可与工具架102分离。在组装位置，切削刀片112固持在刀片凹穴104中，例如，利用夹持螺钉148。夹持螺钉148沿凹穴轴线S穿过刀片螺孔152，且螺纹地接合凹穴螺孔150来将切削刀片112紧固到刀片凹穴104上。凹穴轴线S可略微穿过切削刀片的第二轴线L的后方，即，沿主轴线M，以便利用后方上紧来固持切削刀片112。
在组装位置，夹持转角136(即，与侧边134相邻且从刀片侧平面P凹入的一个)中的一个的第一夹持表面138和第二夹持表面140分别抵接第一后抵接表面130和第二后抵接表面132。另一个夹持转角136(即，在另一个侧边134附近)的第一夹持表面138抵接前夹持部分124的前抵接表面126。刀片抵接表面142抵接凹穴抵接表面146。特别地，在组装位置，切削刀片112的侧边134都没有抵接工具架102，且因此两个侧边134被视为非抵接侧边134。
两个第二夹持表面140沿纵向位于第一夹持表面138之间。当两个第一夹持表面138相对于刀片凹穴104抵接且成角的第二夹持表面140纵向地位于其间时，这提供了固持切削刀片112中的进一步稳定性。
接近前夹持部分124的夹持转角136的第二夹持表面140不接触前夹持部分124(图7)。以此方式，切削刀片112在围绕第二轴线L的三个位置相对于刀片凹穴104被夹持，即，在前抵接表面126，以及第一后抵接表面138和第二后抵接表面140中。为此，切削刀片112的两个侧边134可保持免于抵接工具架102，因为不需要获得切削刀片112与刀片凹穴104之间的另一抵接位置。
切削刀片112的抵接位置与其切削刃口122间隔开。因此，由于夹持或切削操作施加到抵接位置处的任何力或压力都不会影响切削刃口122。切削刃口122并未受到源于切削刀片112的夹持中的力，且不太容易由于此力破坏，因此加强了切削刀片112的耐用性。此外，如果一个切削刃口122在切削操作期间受损(例如，裂纹或断裂)，则切削刀片112可仍转位且夹持在刀片凹穴104中，且另一个切削刃口122可进一步用于切削操作。
在组装位置，接近前夹持部分124的切削部分118在工具架102的前方延伸。例如，这在如图6中所示的沿凹穴轴线S截取的组装的切削工具100的底视图中清楚。此外，切削刀片112的第一轴线I可与工具架102的主轴线M重合。例如，这在图5的顶视图和图9的前视图(沿主轴线M截取)中清楚。
当在沿凹穴轴线S(见图5)的顶视图中查看组装的切削工具100时，切削刀片112的至少一个侧边134与工具架102的相应一个侧表面108,110齐平。这可在具有有限空间或置于彼此附近的多个柄的机器中使用本发明时需要，这种情况还可限制接近切削工具100。在本申请的图中，且具体是在图5的顶视图中，两个侧边134与工具架102的两个侧表面108,110齐平。然而，可能的是仅一个侧边134将与侧表面108,110的相应一个齐平。
为了将切削刀片112固持在刀片凹穴104中，或从其除去切削刀片112，夹持螺钉148分别与凹穴螺孔150紧固或从其松开。然而，根据本发明的实施例，夹持螺钉148可不必完全从凹穴螺孔150取出，以用于切削刀片112安装到刀片凹穴104中或从其除去。作为替代，可能需要部分地松开夹持螺钉148，同时保持其与凹穴螺孔150螺纹接合至一定程度(例如，图2和4)。在此实施例中，刀片螺孔152设计成允许切削刀片112以特定定向穿过夹持螺钉148的头部。例如，这可在刀片螺孔152沿第二轴线L具有变化的截面时实现，例如，在围绕第一轴线I旋转切削刀片112时，这允许其穿过夹持螺钉148的头部。此外，由于任一侧边134都未抵接工具架102，故有可能使切削刀片112围绕第一轴线I旋转。如果任一侧边134抵接工具架102，则在切削刀片112围绕第一轴线I的此旋转中其可能受阻，且因此防止了在紧固螺钉头上的此刀片除去的使用。
附图中所示的切削工具100为瑞士型切削工具，其中工具架102具有矩形侧截面，这在沿纵向主轴线M截取的图9的前视图中绘出。然而，应当理解的是，本发明绝不限于用于瑞士型自动机器(例如，车床)的类型的切削工具，而是可应用于许多类型的切削工具，其中切削刀片将装固到刀片凹穴上。例如，切削工具100可为不同类型的切削工具，其中工具架102具有非矩形截面，同时仍使用根据本发明的切削刀片和刀片凹穴的特征。
将认识到的是，除刀片抵接表面142之外，切削刀片112的抵接位置在其外周表面116上。因此，不需要形成在刀片端面114和对应的在凹穴抵接表面146上形成任何抵接或夹持结构，如，凸起或凹部。换言之，夹持部分120的切削刀片112的高度(即，端面114之间的侧向距离)基本恒定。以此方式，例如，在切削刀片112通过压制硬质合金(例如，碳化钨)和其随后的烧结来形成时，切削刀片112的制造简化。例如，切削刀片112的制造通过简化切削刀片112压制形成的模具来容易地制造。
将进一步认识到的是，在切削刀片112的侧边134没有抵接或夹持时，不需要在侧边134附近的工具架102上形成任何抵接结构或夹持表面。这允许刀片宽度W制造成大致类似于工具架102的宽度，即，侧表面108,110之间的距离。如果任一个侧边134抵靠工具架102，这将意味着刀片宽度W小于工具架102的宽度。
尽管参照一个或多个特定实施例描述了本发明，但描述仅旨在作为整体来示范，且不能视为将本发明限于所示的实施例。将认识到的是，本领域的技术人员可想到各种改型，其尽管并未在本文中明确示出，但仍在本发明的范围内。

Claims (21)

1.一种切削工具(100)，包括：
工具架(102)，其包括相对的第一侧表面(108)和第二侧表面(110)，以及刀片凹穴(104)，所述刀片凹穴(104)具有在前到后的方向(DF,DR)延伸的纵向主轴线(M)和侧向凹穴轴线(S)；以及
切削刀片(112)，其具有纵向第一轴线(I)和侧向第二轴线(L)，且包括两个端面(114)和其间的外周表面(116)，所述切削刀片(112)具有沿所述第一轴线(I)布置的两个相对的切削部分(118)和其间的夹持部分(120)；其中：
所述刀片凹穴(104)包括：
前夹持部分(124)，其与所述第二侧表面(110)联接，位于所述凹穴轴线(S)前方，且具有前抵接表面(126)；以及
后夹持部分(128)，其与所述第一侧表面(108)联接，位于所述凹穴轴线(S)后方，且具有第一后抵接表面(130)和第二后抵接表面(132)；
所述切削刀片外周表面(116)的两个相对侧边(134)在相反方向上沿对应切削部分(118)且部分地沿所述夹持部分(120)延伸，其中第一夹持表面(138)和第二夹持表面(140)位于各个侧边(134)附近；以及
在所述切削工具(100)的组装位置，一个侧边(134)附近的所述第一夹持表面(138)和所述第二夹持表面(140)分别抵接所述第一后抵接表面(130)和所述第二后抵接表面(132)，另一侧边(134)附近的所述第一夹持表面(138)抵接所述前抵接表面(126)，且任一所述侧边(134)都不抵接所述工具架(102)。
2.根据权利要求1所述的切削工具(100)，其特征在于，所述切削刀片(112)围绕所述第二轴线(L)呈180°旋转对称，且各个切削部分(118)均具有切削刃口(122)。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，在所述组装位置，所述前夹持部分(124)旁的所述侧边(134)附近的所述第二夹持表面(140)未抵接所述工具架(102)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，各个第一夹持表面(138)关于相应的第二夹持表面(140)成角，形成朝所述第二轴线(L)会聚的夹持转角(136)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，所述第一后抵接表面(130)和所述第二后抵接表面(132)关于彼此成角。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，所述第一后抵接表面(130)和所述第二后抵接表面(132)基本关于彼此垂直。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于：
所述切削刀片(112)的夹持部分(120)具有位于所述端面(114)之一上的刀片抵接表面(142)；
所述工具架(102)具有在所述第一侧表面(108)与所述第二侧表面(110)之间延伸且限定顶平面(T)的顶表面(144)；
所述刀片凹穴(104)具有平行于所述顶面(144)且与其间隔开凹穴高度(H)的凹穴抵接表面(146)；以及
所述刀片抵接表面(142)抵接所述凹穴抵接表面(146)。
8.根据权利要求7所述的切削工具(100)，其特征在于，所述顶平面(T)基本垂直于所述侧表面(108,110)。
9.根据权利要求7所述的切削工具(100)，其特征在于，所述第一后抵接表面(130)和所述第二后抵接表面(132)和所述前抵接表面(126)基本垂直于所述顶平面(T)延伸。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于：
凹穴螺孔(150)沿所述凹穴轴线(S)穿过所述刀片凹穴(104)；以及
刀片螺孔(152)沿所述第二轴线(L)穿过所述切削刀片(112)的夹持部分(120)。
11.根据权利要求10所述的切削工具(100)，其特征在于，夹持螺钉(148)穿过所述刀片螺孔(152)，且接合所述凹穴螺孔(150)来将所述切削刀片(112)紧固到所述刀片凹穴(104)上。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，在沿所述凹穴轴线(S)的所述切削工具(100)的顶视图中，所述切削刀片(112)的侧边(134)中的至少一个与所述工具架(102)的相应一个侧表面(108,110)齐平。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，所述第二后抵接表面(132)基本垂直于所述第一后抵接表面(130)。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，所述切削刀片(112)的各个侧边(134)限定侧平面(P)，且所述侧平面(P)平行于彼此且间隔开刀片宽度(W)。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，所述前抵接表面(126)基本平行于所述第二侧表面(110)延伸。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，所述第一后抵接表面(130)基本平行于所述第一侧表面(108)延伸。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于，所述工具架(102)具有与所述顶面(144)相对且限定底平面(B)的在所示第一侧表面(108)与所述第二侧表面(110)之间延伸的底面(154)。
18.根据权利要求17所述的切削工具(100)，其特征在于，所述底平面(B)平行于所述顶平面(T)。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的切削工具(100)，其特征在于：
所述第一后抵接表面(130)和所述第二后抵接表面(132)由非抵接架表面(131)与彼此间隔开；以及
所述第一夹持表面(138)和所述第二夹持表面(140)由非夹持刀片表面(139)与彼此间隔开。
20.一种具有纵向第一轴线(I)和侧向第二轴线(L)的切削刀片(112)，所述切削刀片围绕所述第二轴线(L)呈180°旋转对称，所述切削刀片(112)包括：
两个端面(114)和其间的外周表面(116)；
沿所述纵向第一轴线(I)布置的两个相对切削部分(118)和其间的夹持部分(120)；以及
沿所述侧向第二轴线(L)穿过所述夹持部分(120)的刀片螺孔(152)；
所述外周表面(116)包括：
在相反方向上沿对应的切削部分(118)且部分地沿所述夹持部分(120)延伸的两个相对侧边(134)，各个侧边(134)均限定刀片侧平面(P)，所述两个相对的侧边的刀片侧平面(P)在其间限定刀片宽度(W)；以及
其中：
各个侧边(134)均具有与其相邻的在与所述对应的切削部分(118)相对的一侧上的第一夹持表面(138)和第二夹持表面(140)，以及
在沿所述侧向第二轴线(L)的切削刀片(112)的顶视图中，所述第一夹持表面(138)和所述第二夹持表面(140)为：
从相邻刀片侧平面(P)凹入，
关于彼此成角且朝所述侧向第二轴线(L)会聚；以及
与彼此间隔开非夹持刀片表面(139)。
21.根据权利要求20所述的切削刀片(112)，其特征在于，所述非夹持刀片表面(139)形成所述外周表面(116)上到所述侧向第二轴线(L)的通路上的最近点。
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