CN105478873B

CN105478873B - 具有不对称切削刃的切削刀片

Info

Publication number: CN105478873B
Application number: CN201510638884.8A
Authority: CN
Inventors: B·D·霍弗; J·F·科瓦克
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2019-07-19
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: DE102015116839A1; US9623495B2; US20160096228A1; CN105478873A

Abstract

本发明涉及具有不对称切削刃的切削刀片，切削刀片为大致正方形，具有两个相对表面和四个周向侧表面；在第一表面和第二表面与周向侧表面之间的相交处形成了切削刃；每个切削刃分为第一部分、第二部分和过渡半径；第一部分具有长度L1，并且第二部分具有短于第一部分的长度L2，使得过渡半径不位于切削刃的中点，从而增加可被切削刀片切削的90度肩部的高度。

Description

具有不对称切削刃的切削刀片

技术领域

一般来讲，本发明涉及切削刀片和切削工具，并且具体地讲涉及用于具有线性切削刃和弯曲切角的铣刀的等轴安装的双面正方形可转位的切削刀片。

背景技术

铣刀需要配备具有用于在工件中铣削90度肩部的主切削刃的切削刀片。切削刀片在被夹紧时突出超过可旋转刀架的端面，并且还横向突出，以便能够产生竖直壁部分并且完成切床壁。在大多数铣刀中，可达到的肩部的高度受到主切削刃的长度限制，尤其是在形状不为正方形的切削刀片中。

发明内容

通过提供相对于切削刀片的中心纵向轴线具有不对称切削刃的切削刀片，解决了增加可用于切削刀片切削的肩部的高度的问题。

在本发明的一个方面，切削刀片包括两个相对的端面、第一表面和相对的第二表面。第一表面与第二表面彼此基本上相同。四个周向侧表面完全在第一表面和第二表面之间延伸。四个周向侧表面彼此基本上相同。四个弯曲拐角完全在第一表面和第二表面以及相邻的周向侧表面之间延伸。在第一表面与周向侧表面之间的相交处形成了四个切削刃，并且在第二表面与周向侧表面之间的相交处形成了四个切削刃。每个切削刃分为第一部分和第二部分，具有分离第一部分和第二部分的过渡半径。切削刀片关于穿过两个相对的周向侧表面的第一中心轴线A1、穿过另外两个相对的周向侧表面的第二中心轴线A2以及穿过第一表面和第二表面的第三中心轴线A3对称。第一中心轴线A1垂直于第二中心轴线A2，并且第三中心轴线A3垂直于第一中心轴线A1和第二中心轴线A2。第一部分具有长度L1，并且第二部分具有短于第一部分的长度L2，使得过渡半径不位于切削刃的中点。

在另一方面，铣刀包括具有多个刀片凹座的刀体，并且本发明的切削刀片坐置在所述多个刀片凹座的每一个中。

附图说明

虽然示出了本发明的多个实施例，但是示出的具体实施例不应被解释为限制权利要求。预期可以在不脱离本发明范围的情况下进行各种变化和修改。

图1是本发明的切削刀片的示例性实施例的等轴视图；

图2是图1的切削刀片的示例性实施例的俯视图；

图3是图1的切削刀片的示例性实施例的侧视图；

图4是本发明的切削工具的示例性实施例的前视图；

图5是图4的切削工具的示例性实施例的侧视图；

图6是图4的切削工具的示例性实施例的侧视图，其中图1的切削刀片安装在刀片凹座中；并且

图7是图4的切削工具的示例性实施例的放大视图，其中图1的切削刀片安装在刀片凹座中。

具体实施方式

现在参见图1-图3，根据本发明的实施例示出了切削刀片10。一般来讲，切削刀片10是双面的、可转位的和等距的。通常通过使用本领域已知的方法成形压制和烧结碳化物粉末来制造切削刀片10。切削刀片10的形状为大致正方形，并且具有两个相同的相对的第一表面12和第二表面14，以及完全在第一表面12和第二表面14之间延伸的四个周向侧表面16、18、20、22。第一表面12和第二表面14彼此基本上相同，并且四个周向侧表面16、18、20、22彼此基本上相同。切削刀片10还包括完全在第一表面12和第二表面14以及相邻的周向侧表面16、18、20、22之间延伸的四个弯曲拐角24、26、28、30。第一表面12和第二表面14包括完全延伸穿过切削刀片10的埋头孔32。埋头孔32能够接纳用于将切削刀片10安装到切削工具100(图6)的安装螺钉106。

切削刀片10关于穿过两个相对的周向侧表面18、22的第一中心轴线A1、穿过另外两个相对的周向侧表面16、20的第二中心轴线A2以及穿过第一表面12和第二表面14的第三中心轴线A3对称。第一中心轴线A1垂直于第二中心轴线A2，并且第三中心轴线A3垂直于第一中心轴线A1和第二中心轴线A2。第一中心轴线A1在y轴的方向上，第二中心轴线A2在z轴的方向上，并且第三中心轴线A3在x轴的方向上。第三中心轴线A3还可被认为是穿过切削刀片10的埋头孔32的切削刀片10的中心纵向轴线。

切削刀片10具有在第一表面12分别与周向侧表面16、18、20、22之间的相交处形成的四个切削刃34、36、38、40。切削刀片10还具有在第二表面14分别与周向侧表面16、18、20、22之间的相交处形成的四个切削刃42、44、46、48。第一轴线A1和第二轴线A2穿过每个切削刃34、36、38、40、42、44、46、48的中点。应当注意，切削刃44、46在图1中不可见，但本领域技术人员将清楚地理解，切削刃44、46是存在的，因为切削刀片10关于所有三条轴线(A1、A2和A3)对称。因此，切削刀片10具有总共八(8)个切削刃。

如图3所示，每个切削刃34、36、38、40、42、44、46、48分为第一部分和第二部分，具有分离第一部分和第二部分的过渡半径。例如，切削刃34包括第一部分34a、第二部分34b和分离第一部分34a和第二部分34b的过渡半径34c。又如，切削刃42包括第一部分42a、第二部分42b和分离第一部分42a和第二部分42b的过渡半径42c。因为所有切削刃34、36、38、40、42、44、46、48彼此相同，为简洁起见下文将仅论述切削刃34。

如图2所示，第一部分34a具有长度L1，并且第二部分34b具有短于第一部分34a的长度L2。换句话讲，第一部分34a的长度L1长于第二部分34b的长度L2。因此，过渡半径34c不位于切削刃34的中点(即，沿着中心轴线A2)，而是位于的点不在切削刃34的中点。第一部分34a的长度L1大于第二部分34b的长度L2并且过渡半径34c不位于切削刃34的中点，这样就允许切削刀片10相比于常规切削刀片在工件中切削更大高度的90度肩部。

现在参见图3，切削刃34的轮廓相对于穿过切削刀片10的埋头孔32的中心轴线A3不对称。具体地讲，第一部分34a相对于中心轴线A1(即，垂直于中心轴线A3)以第一角度66从弯曲拐角30连续向下倾斜到过渡半径34c，并且第二部分34b相对于中心轴线A1以第二角度68从过渡半径34c连续向上倾斜到相同周向侧表面16上的弯曲拐角24。第一角度66不同于第二角度68。具体地讲，第一角度66的大小小于第二角度68(即，第二角度68的大小大于第一角度66)。在一个实施例中，第一角度66在约五(5)度至约十五(15)度之间的范围内，并且第二角度68在约十(10)度和约二十(20)度之间的范围内。例如，第一角度66可为约十(10)度，并且第二角度68可为约十五(15)度。然而，应当理解，可以利用任何所需的第一角度66和第二角度68来实施本发明，只要第一角度66的大小小于第二角度68。较大的第一角度66允许切削刀片10以相比于常规的切削刀片更小的切削力进行切削操作。

切削刀片10还具有在第一表面12分别与弯曲拐角24、26、28、30之间的相交处形成的四个弯曲拐角切削刃50、52、54、56。切削刀片10还具有在第二表面14分别与弯曲拐角24、26、28、30之间的相交处形成的四个弯曲拐角切削刃58、60、62、64。应当注意，弯曲拐角切削刃60在图1中不可见，但本领域技术人员将清楚地理解，弯曲拐角切削刃60是存在的，因为切削刀片10关于所有三条中心轴线(A1、A2和A3)对称。因此，切削刀片10具有总共八(8)个拐角切削刃。

参见图1，第一表面12(和第二表面14)包括从切削刃34、36、38、40中的每一个径向向内延伸的前刀面70。在图示实施例中，前刀面70基本上平行于中心轴线A1和A2形成。然而，应当理解，前刀面70可相对于中心轴线A1和A2以一定角度形成，使得前刀面70在切削刃34、36、38、40处的高度较高并且向下倾斜到埋头孔32。还应当理解，前刀面70可包括本领域已知类型的断屑结构。

第一表面12还包括从前刀面66连续延伸到埋头孔32的基本上平坦的坐置表面72。坐置表面72的高度低于前刀面70，使得壁74从坐置表面72向上延伸到前刀面70。由于上文所述的切削刃34、36、38、40的轮廓，壁74在邻近切削刃34、36、38、40的过渡半径34c、36c、38c、40c处具有最小高度，以及在邻近弯曲拐角24、26、28、30处具有最大高度。本领域的技术人员应该理解，因为切削刀片10关于所有三条轴线A1、A2和A3对称，第二表面14具有与第一表面12相同的前刀面和坐置表面，因此为简洁起见本文将不进行论述。

现在参见图4-图7，示出了根据本发明的实施例的切削工具100，例如铣刀。铣刀100具有中心旋转轴线R和具有多个刀片凹座104的刀体102。在图示实施例中，铣刀100包括五(5)个刀片凹座104。然而，应当理解，本发明并不受凹座104的数目的限制，并且可根据切削工具100的尺寸，利用任何所需数目的刀片凹座104来实施本发明。

本发明的切削刀片10借助于安装螺钉106等轴地坐置在刀体102的相应刀片凹座104中。刀片凹座104包括侧壁108、后壁110和底壁112。后壁110大致横向于底壁112。每个壁108、110、112是大致平坦的。当坐置在刀片凹座104中时，切削刀片10的周向侧表面16、18、20、22中的一者接合侧壁108，并且切削刀片10的周向侧表面16、18、20、22中的另一者接合后壁110，并且第一表面12和第二表面14中的一者接合刀片凹座104的底壁112。底壁112包括螺纹孔114，用于接纳将切削刀片10安装到切削工具100的安装螺钉106。

如图4所示，底壁112相对于垂直于中心旋转轴线R的轴线A4以第一角度116形成。在一个实施例中，第一角度116在约二(2)度和约六(6)度之间。例如，第一角度116可为约四(4)度。如图5所示，底壁112也相对于中心旋转轴线R以第二角度118形成。在一个实施例中，第二角度118在约一(1)度和约五(5)度之间。例如，第二角度118可为约三(3)度。

如图6和图7所示，第一角度116和第二角度118导致每个切削刀片10坐置在刀片凹座104中，使得切削刀片10的弯曲切角26旋转到比弯曲切角24、28、30更近(向纸张外)并且弯曲切角30比弯曲切角24、26、28更远(向纸张内)。因此，切削刃34的第一部分34a形成相对于工件200形成等于九十(90)度的角度120，并且切削刃34的第二部分34b相对于工件200形成小于九十(90)度的角度122。

在图示实施例中，切削刀片10安装在刀片凹座104中，使得第一表面12为“顶”表面并且第二表面14为接合刀片凹座104的底壁112的“底”表面。因为本发明的切削刀片10为双面切削刀片，应当理解，切削刀片10可安装在刀片凹座104中，使得第一表面12为“底”表面并且第二表面14为“顶”表面。此外，应当理解，切削刀片10是可转位的，使得当第一表面12为“顶”表面时，弯曲拐角切削刃50、52、54、56中的每一个可变为活动切削刃，并且当第二表面14为“顶”表面时，弯曲拐角切削刃58、60、62、64中的每一个可变为活动切削刃。

如上所述，在切削操作期间，弯曲拐角切削刃56接合工件200。由于刀片凹座104的第一角度116和第二角度118，工件200与邻近切削刀片10的弯曲拐角切削刃54的切削刃40之间存在间隙124。此外，切削刃34(以及切削刃36、38、40)的第一部分34a的较高正角66导致切削刀片10以相对较大的正倾斜角126(即，负轴向前角)坐置在刀片凹座104中，如图6所示。正倾斜角126的大小取决于刀片凹座104的第一角度116和第二角度118，以及切削刃34的第一部分34a的第一角度66的大小。例如，当第一角度116为约四(4)度时，正倾斜角126可为约六(6)度(即，约四(-4)度的负轴向前角)，第二角度118为约三(3)度，并且第一角度66为约十(10)度。相对较大的正倾斜角126允许铣刀100需要更小的力，同时提供相比于常规切削刀片更流畅的切削操作。

本文所提到的专利和出版物据此以引用方式并入。

目前已经描述了优选的实施例，可以在所附权利要求的范围内以其他方式体现本发明。

Claims

1.一种切削刀片，包括：

第一表面和相对的第二表面，第一表面和第二表面彼此基本上相同；

完全在第一表面和第二表面之间延伸的四个周向侧表面，这四个周向侧表面彼此基本上相同；

完全在第一表面和第二表面以及相邻的周向侧表面之间延伸的四个弯曲拐角；

在第一表面与周向侧表面之间的相交处形成的四个切削刃，以及在第二表面与周向侧表面之间的相交处形成的四个切削刃，每个切削刃分为第一部分和第二部分，过渡半径把第一部分和第二部分分开，

其中，切削刀片关于穿过两个相对的周向侧表面的第一中心轴线A1、穿过另外两个相对的周向侧表面的第二中心轴线A2以及穿过第一表面和第二表面的第三中心轴线A3对称，第一中心轴线A1垂直于第二中心轴线A2，并且第三中心轴线A3垂直于第一中心轴线A1和第二中心轴线A2；

其中，第一部分具有长度L1，并且第二部分具有短于第一部分的长度L2，使得过渡半径不位于切削刃的中点；并且

其中，每个切削刃的第一部分，在沿着与相应切削刃邻近的周向侧表面测量时，相对于该相应切削刃的第二部分以角度θ设置，θ小于180°。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，第一部分相对于第一中心轴线A1以第一角度从弯曲拐角连续向下倾斜到所述过渡半径，并且其中，第二部分相对于第一中心轴线A1以第二角度从所述过渡半径连续向上倾斜到同一周向侧表面上的相对的弯曲拐角，并且其中，第一角度不同于第二角度。

3.根据权利要求2所述的切削刀片，其中，第一角度的大小小于第二角度。

4.根据权利要求3所述的切削刀片，其中，第一角度在5度至15度之间的范围内，并且第二角度在10度至20度之间的范围内。

5.根据权利要求1所述的切削刀片，还包括在第一表面与弯曲拐角之间的相交处形成的四个弯曲拐角切削刃，以及在第二表面与弯曲拐角之间的相交处形成的四个弯曲拐角切削刃。

6.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，第一表面和第二表面包括完全延伸穿过切削刀片的埋头孔。

7.根据权利要求6所述的切削刀片，还包括从每个切削刃径向向内延伸的前刀面，以及从前刀面连续延伸到埋头孔的基本上平坦的坐置表面。

8.根据权利要求7所述的切削刀片，其中，坐置表面的高度低于前刀面，使得壁从坐置表面向上延伸到前刀面。

9.根据权利要求8所述的切削刀片，其中，壁在邻近过渡半径处具有最小高度以及在邻近弯曲拐角处具有最大高度。

10.一种铣刀，包括：具有多个刀片凹座的刀体，以及坐置在每个刀片凹座中的根据权利要求1所述的切削刀片。

11.根据权利要求10所述的铣刀，其中，每个刀片凹座包括侧壁、后壁和底壁。

12.根据权利要求11所述的铣刀，其中，底壁相对于垂直于铣刀中心旋转轴线R的轴线A4以第一角度形成，并且其中，底壁也相对于铣刀中心旋转轴线R以第二角度形成。

13.根据权利要求12所述的铣刀，其中，第一角度的大小大于第二角度。