CN105473260B - 硬金属切削刀具保持器刀刃和具有该保持器刀刃的切削刀具 - Google Patents

Abstract

一种切削刀具保持器刀刃（100,101）由例如硬质合金的硬金属形成，该切削刀具保持器刀刃（100,101）具有前平面（F）、垂直中平面（P）。保持器刀刃（100,101）的镶件囊（104）具有基爪（106）和夹持爪（110），该夹持爪（110）以整体单件构造弹性地连接到基爪（106）。基爪（106）具有基爪邻接表面（108），并且夹持爪（110）具有朝向相对基爪邻接表面（108）的夹持表面（112）和镶件止动表面（114）。弯曲内表面（116）从基爪邻接表面（108）、朝着且沿着夹持爪（110）延伸，该弯曲内表面（116）具有前末端部分（118）。夹持爪（110）在邻近前末端部分（118）处变窄，使得夹持表面（112）在朝着基爪（106）且远离前平面（F）的方向上悬垂在弯曲内表面（116）的前末端部分（118）之上。

Description

硬金属切削刀具保持器刀刃和具有该保持器刀刃的切削刀具

技术领域

本发明一般涉及切削刀具保持器刀刃和用于其的切削刀具，并且更具体地涉及由硬金属制成的切削刀具保持器刀刃。

背景技术

在车削操作中使用的金属切削刀具包括可移除地固定在刀具保持器刀刃中的切削镶件。切削镶件通常由合适的硬材料、即硬质合金形成，其中刀具保持器可由较软材料（例如钢）或硬材料（例如硬金属）形成，并且在磨损或损坏的切削镶件的处理之后是可再次使用的。

保持器刀刃类型的切削刀具保持器具有用于接收和保持切削镶件的部分。用于接收切削镶件的该部分可具有带有弹性夹持部分的镶件囊，该弹性夹持部分当切削镶件放置在镶件囊内侧时是柔性可移动的。上述的切削刀具保持器刀刃例如在下面专利公开中公开：US4604004，US4909677，US5054967，US7163361以及US7578640。

发明内容

根据本申请的主题，提供具有位于中平面上的纵向中轴线的切削刀具保持器刀刃，所述切削刀具保持器刀刃包括：

至少一个镶件夹持部分，其具有垂直于所述中平面的前平面，所述镶件夹持部分具有至少一个镶件囊，所述镶件囊包括：

基爪（base jaw），其具有基爪邻接表面；

夹持爪（clamping jaw），其以整体单件构造弹性地连接到所述基爪，所述夹持爪具有朝向相对所述基爪邻接表面的夹持表面和镶件止动表面；以及

弯曲内表面，其从所述基爪邻接表面朝着且沿着所述夹持爪延伸，所述弯曲内表面具有前末端部分，

其中：

所述保持器刀刃由硬金属形成，并且

在所述前末端部分和在所述前平面之间的第一最小纵向距离小于在所述夹持表面和所述前平面之间的第二最小纵向距离。

在本发明的一些实施例中，在上面描述的所述切削刀具保持器刀刃关于所述中平面成镜像对称，所述镶件夹持部分具有定位在所述中平面的相对侧面上的两个镶件囊，所述弯曲内表面具有与所述前末端部分隔开的内末端部分，其中最小横向距离在相同的镶件夹持部分中的两个镶件囊的所述内末端部分之间延伸，第三纵向距离在每个镶件囊的所述内末端部分和所述前平面之间延伸，以及所述最小横向距离大于所述第三纵向距离。

根据本申请的主题的另一方面，提供一种切削刀具，其包括：

如上面描述的切削刀具保持器刀刃，和

切削镶件，其弹性地保持在所述切削刀具保持器刀刃的所述至少一个镶件囊的一个中。

所述切削镶件可包括：

切削部分和定位部分，所述切削部分具有在前刀表面和后刀表面的交叉处形成的切削边缘；

上表面、下表面以及在所述上表面和所述下表面之间延伸的周向侧表面，所述定位部分从所述切削部分延伸远离所述上表面，所述定位部分具有相对的前和后定位表面，所述前定位表面定位在所述下表面中，所述周向侧表面包括：

相对的前和后表面以及在所述前表面和后表面之间延伸的相对侧表面，所述后刀表面定位在所述前表面中，所述前刀表面定位在所述上表面中，并且所述后定位表面定位在所述后表面中；以及

下定位表面，其定位在所述下表面中并且与所述上表面相对，以及在所述前表面和所述前定位表面之间延伸。

在这样切削刀具中，所述基爪的所述基爪邻接表面邻接所述切削镶件的所述后表面，所述夹持爪的所述夹持表面邻接所述切削镶件的所述前定位表面，以及所述夹持爪的所述镶件止动表面邻接所述切削镶件的所述下定位表面。

根据本申请的主题的另一方面，提供一种具有相对端部和纵向中轴线的切削刀具保持器刀刃，所述纵向中轴线位于中平面上并且在所述相对端部之间延伸，所述切削刀具保持器刀刃包括：

至少一个镶件夹持部分，其具有至少一个镶件囊，所述镶件囊包括：

基爪，其具有基爪邻接表面；

夹持爪，其以整体单件构造弹性地连接到所述基爪，所述夹持爪具有朝向相对所述基爪邻接表面的夹持表面和镶件止动表面；以及

弯曲内表面，其从所述基爪邻接表面、朝着且沿着所述夹持爪延伸，所述弯曲内表面具有前末端部分，

其中：

所述保持器刀刃由硬金属形成；

所述至少一个镶件夹持部分具有垂直于所述中平面延伸的前平面，所述前平面通过所述至少一个镶件夹持部分的前表面的最前部分；以及

所述夹持表面在朝着所述基爪和远离所述前平面的方向上悬垂（overhang）在所述弯曲内表面的所述前末端部分之上。

附图说明

为了更好的理解本发明和示出在实践中可如何实施本发明，现在将对附图做出参考，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的切削刀具的示意图；

图2是图1的切削刀具保持器刀刃的部分详细侧视图；

图3是图1的切削刀具的部分的详细视图；

图4是图1的切削刀具的部分的侧视图；

图5是在图3示出的切削刀具的部分的第一分解视图；

图6是在图3示出的切削刀具的部分的第二分解视图；

图7是根据本发明的另一个实施例的切削刀具的示意图；以及

图8是图7的切削刀具保持器刀刃的详细侧视图。

将理解为了示出的简化和清晰，在附图中示出的元件没有必要成比例绘制。例如，为了清晰，一些元件的尺寸可相对于其他元件被放大，或若干个物理部件可被包括在一个功能性框或元件中。进一步，在被认为合适的地方，参考标记在附图中可重复以指示对应的或类似的元件。

具体实施方式

在下面的描述中，将描述本发明的各个方面。为了解释的目的，提出具体构造和细节以便提供本发明的彻底理解。然而，对本领域技术人员也将明显的是在没有本文中呈现的具体细节的情况下可实施本发明。此外，公知的特征可被忽略或简化以便不使本发明含混。

现在对图1做出参考，其描述了根据本发明的第一实施例的切削刀具140。切削刀具140是具有切削刀具保持器刀刃100和保持在其中的切削镶件150的车削切削刀具。切削刀具保持器刀刃100是具有相对端部136和四个相同镶件囊104的细长长方形保持器刀刃，在长方形的每个角部中具有一个镶件囊。

进一步对图2-6做出参考，其描述了切削刀具140和其切削刀具保持器刀刃100的各种视图。切削刀具保持器刀刃100由硬金属（例如硬质合金）形成。在硬金属构造中形成的弹性夹持布置在夹持力下由于硬金属的大弹性模量而可倾向于破裂或折断。相比之下，硬质合金的弹性模量是钢的弹性模量的大约三倍。因此，当使用硬金属弹性夹持布置时，希望具有更高的弹性，这将经受由在切削刀具中的切削镶件的弹性夹持引起的弹性形变。

如上提及的，切削刀具140包括切削刀具保持器刀刃100和切削镶件150，该切削镶件150弹性地保持在切削刀具保持器刀刃100的镶件囊104的一个中。切削刀具保持器刀刃100具有纵向中轴线A，其位于中平面P上并且在相对端部136之间延伸。切削刀具保持器刀刃100包括至少一个镶件夹持部分102。镶件夹持部分102具有限定垂直于中平面P的前平面F的前表面122。特别地，前平面F垂直于中轴线A延伸并且通过前表面122的最前部分。

每个镶件夹持部分102具有至少一个镶件囊104。每个镶件囊104包括基爪106和夹持爪110。基爪106具有基爪邻接表面108。夹持爪110以整体的单件构造弹性地连接到基爪106。夹持爪110具有朝向相对基爪邻接表面108的夹持表面112，和朝向横向于夹持表面112的方向的镶件止动表面114。在沿着中轴线A所取的切削刀具保持器刀刃100的侧视图中，镶件止动表面114大体平行于中轴线A延伸。

弯曲内表面116从基爪邻接表面108朝着夹持爪110延伸，进一步沿着夹持爪110朝着镶件止动表面114延伸。弯曲内表面116具有前末端部分118，其与前平面F隔开第一最小纵向距离D1（即，在平行于中轴线A的方向上）。第一最小纵向距离D1是在弯曲内表面116的任何部分和前平面F之间的最短纵向距离。在最靠近中平面P的点处，弯曲内表面116具有与前末端部分118隔开的内末端部分120。

第二最小纵向距离D2是在夹持表面112和前平面F之间的最小距离。第二最小纵向距离D2是在夹持表面112的任何部分和前平面F之间的最短纵向距离。在一些情况下，例如在图2中示出的，夹持表面112相对于中平面P成角度，以便和基爪邻接表面108形成楔形形式。在该情况下，第二最小纵向距离D2在前平面F和最靠近镶件止动表面114的夹持表面112的端部之间延伸。

根据本发明，第一最小纵向距离D1小于第二最小纵向距离D2。也就是说，夹持爪110在纵向方向上在邻近弯曲内表面116的前末端部分118处比在夹持表面112处窄。换句话说，夹持表面112在朝着基爪106和远离前平面F的方向上悬垂在弯曲内表面116的前末端部分118之上。并且如在图3中看到的，甚至当切削镶件150保持在镶件囊104中时呈现该悬垂。此外，所保持的切削镶件150与弯曲内表面116的前末端部分118隔开。以该方式，当切削镶件150插入到镶件囊104中时夹持爪110具有更高的弹性。因为切削刀具保持器刀刃100由硬金属形成，所以希望允许夹持爪110经受住尽可能多的弹性形变，同时避免在保持器刀刃100（例如邻近夹持爪110）中的折断和破裂。

将理解基爪邻接表面108、夹持表面112以及镶件止动表面114中的任意一个可形成为V形表面。为形成V形表面，该表面必须在希望的方向上磨削。使得第一最小纵向距离D1小于第二最小纵向距离D2允许基爪邻接表面108的更安全磨削。当磨削轮进入到镶件囊104中以磨削基爪邻接表面108时，在弯曲内表面116的前末端部分118中存在足够空间，用于磨削轮以避免在弯曲内表面116处与夹持爪110接触。以该方式，可避免磨削轮对夹持爪110的可能损坏。

根据在图1-6中示出的实施例，切削刀具保持器刀刃100关于中平面P成镜像对称。因此，镶件夹持部分102具有位于中平面P的相对侧面上的两个相同镜像的镶件囊104。如在图2中指出的，在相同镶件夹持部分102中的两个镶件囊104的弯曲内表面116的内末端部分120隔开最小横向距离H。最小横向距离H是在两个镶件囊104的弯曲内表面116的任何部分之间的最短横向距离（即，在垂直于中平面P的方向上）。第三纵向距离D3（图2）在内末端部分120和前平面F之间延伸。根据本发明的此实施例，最小横向距离H大于第三纵向距离D3。在特定情况下，最小横向距离H可以是第三纵向距离D3的至少两倍。

前表面122可具有中间凹进部分124，其弯曲远离前平面F到切削刀具保持器刀刃中。第四纵向距离D4在凹进部分124的最里部分和前平面F之间延伸（图2）。第四纵向距离D4是在前表面122的任何部分和前平面F之间的最大纵向距离。邻近弹性夹持爪110的前表面122中的该弯曲的凹进使夹持爪110在中平面P附近变窄。以该方式，夹持爪110的每个还是柔性的并且当夹持切削镶件150时服从弹性形变。

特别参考图5和6，切削镶件150安装到镶件囊104中，例如，从在图5和6中示出的其位置朝着中平面P直到到达在图1中示出的安装位置。切削镶件150具有切削部分152和定位部分154。切削部分152具有在前刀表面158和后刀表面160的交叉处形成的切削边缘156。切削镶件150还包括上表面162、下表面164以及在上表面162和下表面164之间延伸的周向侧表面166。

定位部分154从切削部分152延伸远离上表面162。定位部分154具有相对的前和后定位表面168,170，其中前定位表面168定位在下表面164中。周向侧表面166包括相对的前和后表面172,174以及在前和后表面172,174之间延伸的相对侧表面176。后刀表面160定位在前表面172中，并且前刀表面158定位在上表面162中。后定位表面170定位在后表面174中。此外，下定位表面178定位在下表面164中并且与上表面162相对，以及在前表面172和前定位表面168之间延伸。

当切削镶件150安装到镶件囊104中时，基爪106的基爪邻接表面108邻接切削镶件150的后表面174。夹持爪110的夹持表面112邻接切削镶件150的前定位表面168。夹持爪106的镶件止动表面114邻接切削镶件150的下定位表面178。

参考图7和8，示出根据本发明的第二实施例的另一个切削刀具141，其包括切削刀具保持器刀刃101和切削镶件150。切削刀具保持器刀刃101相似于切削刀具保持器刀刃100，其仅具有定位在长方形的相对的角部中的两个镶件囊104。这样，保持器刀刃101关于垂直于纵向轴线A并且位于中平面P上的中心轴线C成180°旋转对称，但是没有关于中平面P的镜像对称。如在图8中指出的，对于切削刀具保持器刀刃101的镶件囊104的每个而言，与在切削刀具保持器刀刃100中一样，第一最小纵向距离D1小于第二最小纵向距离D2。

切削刀具保持器刀刃100,101还可具有邻近镶件囊104的每个的通孔126。每个通孔126适应于接收相应的致动键构件，其用于使切削镶件150前进到镶件囊104中和到镶件囊104之外。另一个致动键构件构造成同时安装到邻近弯曲内表面116的镶件囊104中或在切削镶件150的上表面162的上面。致动键构造成当另一个构件定位在上表面162的上面以及键在第一方向上旋转时使切削镶件150前进到镶件囊104中，并且当另一个构件定位在邻近弯曲内表面116处以及键在相反方向上旋转时取出切削镶件150。

将理解因为切削刀具保持器刀刃100,101由硬金属形成，所以例如就在金属切削期间对热的耐用性而言硬金属比钢更耐用。因为硬金属对在金属切削期间形成的热耐用，所以不需要外部或内部布置，用于将冷却剂流体应用到切削刀具的切削区域，从而使得保持器刀刃100,101更简单且更易于制造。

此外，具有硬金属保持器刀刃（例如保持器刀刃100,101）的切削刀具在金属切削操作期间是更稳定的且更不倾向于振动。这改善了切削刀具寿命和操作的总共可能时间。当切削刀具保持器刀刃是更稳定时，其可还提供车削切削刀具的更深的车削深度。

在切削刀具140,414中，切削镶件150在被磨损时或在预定时段的操作时间后可被替换。将理解在硬金属切削刀具保持器刀刃100,101中，夹持爪110的弹力和弹性随着时间和重复使用不可能被削弱（即，例如其在钢保持器刀刃中可能发生）。

尽管已经通过参考一个或多个具体实施例描述本发明，但是描述旨在作为整体是示例性的并且不被解释成将本发明限制为示出的实施例。将理解对本领域技术人员来说可想到各种修改，尽管在本文中未具体示出，然而仍然在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种具有相对端部（136）和纵向中轴线（A）的切削刀具保持器刀刃（100,101），所述纵向中轴线（A）位于中平面（P）上并且在所述相对端部（136）之间延伸，所述切削刀具保持器刀刃（100,101）包括：

至少一个镶件夹持部分（102），其具有垂直于所述中平面（P）的前平面（F），所述镶件夹持部分（102）具有至少一个镶件囊（104），所述镶件囊（104）包括：

基爪（106），其具有基爪邻接表面（108）；

夹持爪（110），其以整体单件构造弹性地连接到所述基爪，所述夹持爪（110）具有朝向相对所述基爪邻接表面（108）的夹持表面（112）和镶件止动表面（114）；以及

弯曲内表面（116），其从所述基爪邻接表面（108）朝着且沿着所述夹持爪（110）延伸，所述弯曲内表面（116）具有前末端部分（118），

其中：

所述保持器刀刃（100,101）由硬金属形成，并且

在所述前末端部分（118）和在所述前平面（F）之间的第一最小纵向距离（D1）小于在所述夹持表面（112）和所述前平面（F）之间的第二最小纵向距离（D2），

其中：

所述切削刀具保持器刀刃（100）关于所述中平面（P）成镜像对称，其中所述至少一个镶件夹持部分（102）具有定位在所述中平面（P）的相对侧面上的两个镶件囊（104），

所述弯曲内表面（116）具有与所述前末端部分（118）隔开的内末端部分（120），其中最小横向距离（H）在相同的镶件夹持部分（102）中的两个镶件囊（104）的所述内末端部分（120）之间延伸，

第三纵向距离（D3）在每个镶件囊（104）的所述内末端部分（120）和所述前平面（F）之间延伸，以及

所述最小横向距离（H）大于所述第三纵向距离（D3）。

2.如权利要求1所述的切削刀具保持器刀刃（100），其中，所述最小横向距离（H）至少是所述第三纵向距离（D3）的两倍。

3.如权利要求1所述的切削刀具保持器刀刃（100），其中，前表面（122）沿着所述镶件夹持部分（102）延伸远离所述镶件囊（104），所述前表面（122）具有中间凹进部分（124），所述中间凹进部分（124）凹进远离所述前平面（F）到所述切削刀具保持器刀刃中。

4.如权利要求1所述的切削刀具保持器刀刃（100,101），其中，所述切削刀具保持器刀刃（100,101）由硬质合金形成。

5.如权利要求1所述的切削刀具保持器刀刃（101），其中：

所述保持器刀刃关于垂直于所述纵向轴线（A）并且位于所述中平面（P）上的中心轴线（C）成180°旋转对称，并且

所述保持器刀刃没有关于所述中平面（P）的镜像对称。

6.一种切削刀具（140,141），其包括：

如权利要求1-5中任一项所述的切削刀具保持器刀刃（100,101），和

切削镶件（150），其弹性地保持在所述切削刀具保持器刀刃（100,101）的所述至少一个镶件囊（104）的一个中。

7.如权利要求6所述的切削刀具（140,141），其中：

所述切削镶件（150）包括：

切削部分（152）和定位部分（154），所述切削部分（152）具有在前刀表面（158）和后刀表面（160）的交叉处形成的切削边缘（156）；

上表面（162）、下表面（164）以及在所述上表面（162）和所述下表面（164）之间延伸的周向侧表面（166），所述定位部分（154）从所述切削部分（152）延伸远离所述上表面（162），所述定位部分（154）具有相对的前和后定位表面（168,170），所述前定位表面（168）定位在所述下表面（164）中，所述周向侧表面（166）包括：

相对的前和后表面（172,174）以及在所述前和后表面（172,174）之间延伸的相对侧表面（176），所述后刀表面（160）定位在所述前表面（172）中，所述前刀表面（158）定位在所述上表面（162）中，并且所述后定位表面（170）定位在所述后表面（174）中；以及

下定位表面（178），其定位在所述下表面（164）中并且与所述上表面（162）相对，以及在所述前表面（172）和所述前定位表面（168）之间延伸。

8.如权利要求6所述的切削刀具（140,141），其中：

所述基爪（106）的所述基爪邻接表面（108）邻接所述切削镶件（150）的所述后表面（174），

所述夹持爪（110）的所述夹持表面（112）邻接所述切削镶件（150）的所述前定位表面（168）以及

所述夹持爪（110 ）的所述镶件止动表面（114）邻接所述切削镶件（150）的所述下定位表面（178）。

9.如权利要求6所述的切削刀具（140,141），其中：

所述切削刀具保持器刀刃（100,101）和所述切削镶件（150）两者均由硬质合金形成；以及

所述切削镶件（150）与所述弯曲内表面（116）的所述前末端部分（118）隔开。

10.一种具有相对端部（136）和纵向中轴线（A）的切削刀具保持器刀刃（100,101），所述纵向中轴线（A）位于中平面（P）上并且在所述相对端部（136）之间延伸，所述切削刀具保持器刀刃（100,101）包括：

至少一个镶件夹持部分（102），其具有至少一个镶件囊（104），所述镶件囊（104）包括：

基爪（106），其具有基爪邻接表面（108）；

夹持爪（110），其以整体单件构造弹性地连接到所述基爪，所述夹持爪（110）具有朝向相对所述基爪邻接表面（108）的夹持表面（112）和镶件止动表面（114）；以及

弯曲内表面（116），其从所述基爪邻接表面（108）、朝着且沿着所述夹持爪（110）延伸，所述弯曲内表面（116）具有前末端部分（118），

其中：

所述保持器刀刃（100,101）由硬金属形成；

所述至少一个镶件夹持部分（102）具有垂直于所述中平面（P）延伸的前平面（F），所述前平面（F）通过所述至少一个镶件夹持部分（102）的前表面（122）的最前部分；以及

所述夹持表面（112）在朝着所述基爪（106）且远离所述前平面（F）的方向上悬垂在所述弯曲内表面（116）的所述前末端部分（118）之上，

其中：

所述切削刀具保持器刀刃（100）关于所述中平面（P）成镜像对称，其中所述至少一个镶件夹持部分（102）具有定位在所述中平面（P）的相对侧面上的两个镶件囊（104），

所述弯曲内表面（116）具有与所述前末端部分（118）隔开的内末端部分（120），其中最小横向距离（H）在相同的镶件夹持部分（102）中的两个镶件囊（104）的所述内末端部分（120）之间延伸，

第三纵向距离（D3）在每个镶件囊（104）的所述内末端部分（120）和所述前平面（F）之间延伸，以及

所述最小横向距离（H）大于所述第三纵向距离（D3）。

11.如权利要求10所述的切削刀具保持器刀刃（100），其中，所述最小横向距离（H）至少是所述第三纵向距离（D3）的两倍。

12.如权利要求10所述的切削刀具保持器刀刃（100），其中，所述前表面（122）具有中间凹进部分（124），所述中间凹进部分（124）凹进远离所述前平面（F）到所述切削刀具保持器刀刃中。

13.如权利要求10所述的切削刀具保持器刀刃（100,101），其中，所述硬金属包括硬质合金。

14.如权利要求10所述的切削刀具保持器刀刃（101），其中：

所述保持器刀刃关于垂直于所述纵向轴线（A）并且位于所述中平面（P）上的中心轴线（C）成180°旋转对称，并且

所述保持器刀刃没有关于所述中平面（P）的镜像对称。

15.一种切削刀具（140,141），其包括：

如权利要求10-14中任一项所述的切削刀具保持器刀刃（100,101），和

切削镶件（150），其弹性地保持在所述切削刀具保持器刀刃（100,101）的所述至少一个镶件囊（104）中；其中：

所述切削刀具保持器刀刃（100,101）和所述切削镶件（150）两者均由硬质合金形成；和

所述切削镶件（150）与所述弯曲内表面（116）的所述前末端部分（118）隔开。