CN105499659A - 具有线性切削刃部分和凹形切削刃部分的切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有线性切削刃部分和凹形切削刃部分的切削刀片，所述切削刀片包括顶面、底面以及多个侧壁，所述多个侧壁在所述顶面与所述底面之间延伸。所述切削刀片的中心轴线延伸穿过所述顶面和所述底面。周边切削刃被限定在每个侧壁与所述顶面的交界部处。每个切削刃包括具有连接到凹形切削刃部分的端部的线性切削刃部分，所述凹形切削刃部分在与包含所述中心轴线的第一平面垂直的平面中向内弯曲，其中至少一个线性切削刃部分及其对应的端部平行于包含所述中心轴线的所述第一平面。

Description

具有线性切削刃部分和凹形切削刃部分的切削刀片

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2014年2月26日提交的美国专利申请No.14/190,454的权益，所述美国专利申请据此以引用方式全文并入本文并要求2013年3月22日提交的印度申请No.1249/CHE/2013的权益，所述印度申请据此以引用方式全文并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种要在加工操作期间用于切削工具的切削刀片。更具体地讲，本发明涉及一种具有线性切削刃部分和凹形切削刃部分的切削刀片。

背景技术

在加工操作期间与多种类型的切削工具一起使用的各种几何形状的切削刀片是众所周知的。一个例子是用于在金属工件中钻削或镗削圆柱孔的各种类型的钻具。钻具的切削或镗削动作可通过细长、基本上圆柱形的钻具进行，所述钻具通常在一个端部上附接到刀架/驱动设备并且在相对的端部上包含用于接合工件的一个或多个切削刀片。可替换切削刀片的使用是众所周知的，并且允许在切削刀片的切削表面磨损时快速更换刀片，以及通过简单更换刀片而非整个钻具组件，允许一种钻具用于多种不同的钻削或镗削应用。另外，通常使用可转位切削刀片，使得切削刀片的多个侧面可用于切削以延长切削刀片的使用寿命。

一旦切削刀片接合工件，就有大量的力作用于或施加于切削刀片。这些力继而直接影响切削操作的性质和质量，即，对工件的切削、钻削或镗削动作的性质和质量。

切削刀片的制造和安装/替换可能是昂贵且耗时的。因此，重要的是切削刀片是耐用且耐磨的，同时仍然能够有效提供所需的切削操作。

因此，持续需要能克服已知切削刀片的缺点、局限性和缺陷的改善切削刀片。例如，持续需要可有效吸收切削力并减少/最小化在切削操作期间作用于切削刀片的力的大小的改善切削刀片。又如，持续需要具有改善的耐用性和耐磨性的改善切削刀片。

发明内容

根据本发明的一个方面，切削刀片包括顶面、底面以及在顶面与底面之间延伸的多个侧壁。切削刀片的中心轴线延伸穿过顶面和底面。在每个侧壁与顶面的交界部处限定周边切削刃。每个切削刃包括线性切削刃部分和凹形切削刃部分，所述凹形切削刃部分在与包含中心轴线的平面垂直的平面中向内弯曲。圆角转角部分连接两个相邻切削刃。每个线性切削刃部分从一个圆角转角部分延伸到凹形切削刃部分，并且每个凹形切削刃部分从线性切削刃部分延伸到另一个圆角转角部分。

根据本发明的另一个方面，切削刀片包括具有顶面、相对的底部座置表面以及在顶面与底部座置表面之间延伸的多个侧壁的可转位多边形刀片主体。切削刀片也包括在每个侧壁与顶面相交处限定的周边切削刃，每个切削刃包括线性切削刃部分以及具有比线性切削刃部分更大长度的凹形切削刃部分。凹形切削刃部分在与包含切削刀片的中心轴线的平面垂直的平面中向内弯曲，所述中心轴线延伸穿过顶面和底部座置表面。刀片主体还包括连接两个相邻切削刃的圆角转角部分。

根据本发明的又一个方面，钻具包括刀体，所述刀体包括具有柄部的轴向向后端部以及限定刀片凹座的轴向向前端部。钻具也包括切削刀片，所述切削刀片被结构化并布置成可拆卸地接纳在刀体的刀片凹座中。切削刀片包括顶面、底部座置表面以及在顶面与底部座置表面之间延伸的多个侧壁。在每个侧壁与顶面的交界部处限定周边切削刃。每个切削刃包括线性切削刃部分和凹形切削刃部分，所述凹形切削刃部分在与包含中心轴线的平面垂直的平面中向内弯曲。圆角转角部分连接两个相邻切削刃。每个线性切削刃部分从一个圆角转角部分延伸到凹形切削刃部分，并且每个凹形切削刃部分从线性切削刃部分延伸到另一个圆角转角部分。

根据本发明的一个方面，切削刀片包括顶面、底面以及在顶面与底面之间延伸的多个侧壁。切削刀片的中心轴线延伸穿过顶面和底面。在每个侧壁与顶面的交界部处限定周边切削刃。每个切削刃包括具有连接到凹形切削刃部分的端部的线性切削刃部分，所述凹形切削刃部分在与包含中心轴线的第一平面垂直的平面中向内弯曲，其中至少一个线性切削刃部分及其对应的端部平行于包含中心轴线的第一平面。圆角转角部分连接两个相邻切削刃。每个线性切削刃部分从一个圆角转角部分延伸到凹形切削刃部分，并且每个凹形切削刃部分从线性切削刃部分延伸到另一个圆角转角部分。

根据本发明的另一个方面，切削刀片包括具有顶面、相对的底部座置表面以及在顶面与底部座置表面之间延伸的多个侧壁的可转位多边形刀片主体。切削刀片也包括在每个侧壁与顶面相交处限定的周边切削刃，每个切削刃包括具有连接到凹形切削刃部分的端部的线性切削刃部分，所述凹形切削刃部分具有比线性切削刃部分更大的长度。凹形切削刃部分在与包含切削刀片的中心轴线的第一平面垂直的平面中向内弯曲，所述中心轴线延伸穿过顶面和底部座置表面，其中至少一个线性切削刃部分及其对应的端部平行于包含中心轴线的第一平面。刀片主体还包括连接两个相邻切削刃的圆角转角部分。

根据本发明的又一个方面，切削刀片包括具有顶面、相对的底部座置表面以及在顶面与底部座置表面之间延伸的多个侧壁的可转位多边形刀片主体。所述切削刀片也包括在每个侧壁与顶面相交处限定的周边切削刃，每个切削刃包括具有连接到凹形切削刃部分的端部的线性切削刃部分，所述凹形切削刃部分具有比线性切削刃部分更大的长度。凹形切削刃部分在与包含切削刀片的中心轴线的第一平面垂直的平面中向内弯曲，所述中心轴线延伸穿过顶面和底部座置表面，其中至少一个线性切削刃部分及其对应端部的至少一部分平行于包含中心轴线的第一平面。刀片主体还包括连接两个相邻切削刃的圆角转角部分。

在阅读本说明书和附图之后，本发明的这些和其他方面将得到更充分的理解。

附图说明

图1是根据本发明的一个方面的切削刀片的等轴视图。

图2是根据本发明的一个方面的图1中所示的切削刀片的俯视图。

图2A是根据本发明的一个方面的图2的转角部分的放大局部俯视图。

图3是根据本发明的一个方面的图1和图2中所示的切削刀片的前正视图。

图4是根据本发明的一个方面的包含图1-3中所示的切削刀片的切削工具例如钻具的视图。

图5是根据本发明的另一个方面的图4中所示的钻具的轴向向前端部的放大分解视图。

图6是根据本发明的一个方面的类似于图2的俯视图，示出了本发明的另外方面。

具体实施方式

以下描述仅出于示出本发明各个方面的目的，而非出于限制本发明的范围的目的。

参见图1–3，示出了根据本发明的一个方面的切削刀片，其一般指定为附图标记10。切削刀片10包括顶面12(其也可称为前刀面)、底面14(其也可称为座置表面或底部座置表面)以及在顶面12与底面14之间延伸的多个侧壁16(其也可称为后面或后刀面)。切削刀片10包括延伸穿过或经过顶面12和底面14的中心轴线A-A。

在一个方面，切削刀片10的主体被结构化并布置成多边形。虽然仅出于举例说明目的而在附图中示出了具有四个侧面的大体方形的切削刀片10，但应当理解，其他多侧面或多边形形状(例如，三角形、矩形、五角形等)可用于本发明的切削刀片。在另一方面，切削刀片10的主体被结构化并布置成可转位类型切削刀片。在本发明的又一个方面，切削刀片10的主体被结构化并布置成使侧壁16大体从顶面12向内倾斜或斜向到底面14，使得底面小于顶面14。

仍然参见图1-3，根据本发明的另一个方面，切削刀片10也包括在每个侧壁16与顶面12的交界部或相交处限定的周边切削刃18。每个切削刃18包括线性切削刃部分18a和凹形切削刃部分18b。在一个方面，凹形切削刃部分18b在与包含中心轴线的平面垂直的平面中向内弯曲，如例如图2所示。在一个例子中，凹形切削刃部分18b在顶面12的平面中向内弯曲，如图2的俯视图所示。

在另一方面，一个或多个凹形切削刃部分18b可在包含一个或多个其他凹形切削刃部分18b的平面中向内弯曲。

切削刀片10还包括连接两个相邻切削刃18的圆角转角部分20。在一个方面，每个圆角转角部分20将一个切削刃18的线性切削刃部分18a连接到相邻切削刃18的凹形切削刃部分18b。

线性切削刃部分18a一般为从对应圆角转角部分20延伸到其与凹形切削刃部分18b相交处的线性刃或直刃。在一个方面，线性切削刃部分18a具有约0.1mm至约12mm范围内的长度L1。

凹形切削刃部分18b一般为从对应圆角转角部分20延伸到其与线性切削刃部分18a相交处的凹形刃或向内弯曲刃。在一个方面，凹形切削刃部分18b具有在约1mm至约30mm范围内的长度L2(例如从与对应圆角转角部分20相邻的凹形切削刃部分18b的一个端部线性地测量到与线性切削刃部分18a相交的凹形切削刃部分18b的相对端部)。在一个方面，凹形切削刃部分18b具有比线性切削刃部分18a的长度L1更大的长度L2，即L2>L1。在另一方面，比率L2/(L1+L2)＝约80％。在又一个方面，切削刃部分18b的长度L2的范围为(L1+L2)的约70％至约90％。在一个例子中，切削刃部分18b的长度L2为(L1+L2)的约80％。

在一个方面，对于各种刀片尺寸而言，线性切削刃18a的长度L1根据如下关系式变化：L1＝(L1+L2)的约20％。换句话讲，L1/(L1+L2)＝约20％。在另一方面，切削刃18a的部分L1的长度可为在(L1+L2)的约10％至约30％的范围内。在一个例子中，切削刃18a的部分L1的长度为(L1+L2)的约20％。

在本发明的另一个方面，每个侧壁16包括直侧壁部分或平坦侧壁部分22，所述直侧壁部分或平坦侧壁部分与线性切削刃部分18a相邻，并且大体从线性切削刃部分18a向下朝底面14延伸。直侧壁部分22为大体平坦的表面。另外，直侧壁部分22可从线性切削刃部分18a连续延伸到底面14，或直侧壁部分22可包括与底面14相邻的下方的直侧壁部分或平坦侧壁部分22a，所述直侧壁部分或平坦侧壁部分22a可比直侧壁部分22更向内倾斜或斜向，以提供例如用于在切削工具中安装切削刀片10的座置表面或构型，如本文将描述的。

在本发明的另一个方面，每个侧壁16也包括凹形侧壁部分24，所述凹形侧壁部分与凹形切削刃部分18b相邻，并且大体从凹形切削刃部分18b向下朝底面14延伸。凹形侧壁部分24为大体凹形或向内弯曲的表面。另外，凹形侧壁部分24可从凹形切削刃部分18b连续延伸到底面14，或凹形侧壁部分24可包括与底面14相邻的下方的凹形侧壁部分24a，所述下方的凹形侧壁部分24a可比凹形侧壁部分24更向内倾斜或斜向，以提供例如用于在切削工具中安装切削刀片10的座置表面或构型。

另外，倒圆转角侧壁26被提供为与每个圆角转角部分20相邻，其中倒圆转角侧壁26将一个侧壁16的凹形侧壁部分18b与相邻侧壁16的直侧壁部分18a连接在一起。倒圆转角侧壁26可从圆角转角部分20连续延伸到底面14，或倒圆转角侧壁26可包括与底面14相邻的下方的倒圆转角侧壁26a，所述下方的倒圆转角侧壁26a可比倒圆转角侧壁26更向内倾斜或斜向。

凹形切削刃部分18b可具有约1mm至约100mm范围内的半径R1(参见例如图2)。凹形侧壁部分24可具有约0.8mm至约100mm范围内的半径R2(参见例如图1)。在一个方面，凹形侧壁部分24的半径R2与凹形切削刃部分18b的半径R1基本上相同。在另一方面，下方的凹形侧壁部分24a也可具有与凹形侧壁部分24的半径R2基本上相同的半径。然而，应当理解，R1、R2和/或下方的凹形侧壁部分24a的半径也可具有不同的半径尺寸。

切削刃18包括切削刀片10的顶面12上或与所述顶面12相邻的顶部表面或部分28。顶部28包括与线性切削刃部分18a相邻的顶部28a和与凹形切削刃部分18b相邻的顶部28b。这些顶部包含在相同平面中。在一个方面，顶部28包含在单个平面中。在另一方面，顶部28a和28b包含在相同平面中以便形成切削刃18的直的、平坦的或连续的顶部28(参见例如图3)。

根据本发明的另一个方面，顶面12可包括形成于其中并且在切削刃18的旁边延伸的断屑槽30。断屑槽30可部分地或完全地围绕顶面12的周边延伸。断屑槽30包括下降壁32和后壁36，所述下降壁32从切削刃18向下，例如从切削刃18的顶部28向下，倾斜到断屑槽30的底部区域34，所述后壁36从断屑槽30的底部区域34向上倾斜。有利的是，断屑槽30使正从工件移除的切屑发生偏转和/或弯曲，以改善切削刀片10的效率。

断屑槽30的后壁36向上延伸到切削刀片10的顶面12的凸起中心顶部表面38。在一个方面，凸起中心顶部表面38高出切削刃18。凸起中心顶部表面38限定沿着轴线A-A轴向地延伸穿过切削刀片10的安装开口40。

参见图4和图5，根据本发明的一个方面，示出了用于采用或利用一个或多个切削刀片10的切削工具，例如钻具42。钻具42可包括细长刀体44，所述细长刀体沿着细长中心轴线B-B轴向地延伸并且包括具有柄部48的轴向向后端部46以及限定至少一个刀片凹座52的轴向向前端部50。刀体44也可包括形成于其中的槽54。切削刀片10被结构化并布置成可拆卸地接纳在刀体44的刀片凹座52中。在一个方面，切削刀片10接纳、定位和/或安装在刀片凹座52中并且通过刀片安装螺钉56保持在适当位置，所述刀片安装螺钉接纳在切削刀片10的安装开口40中。应当理解，除钻具42之外的其他类型切削工具可结合本发明的各方面使用。

因此，应当理解，线性切削刃18a与凹形切削刃18b的组合的使用在切削工具例如钻具42朝工件轴向推进期间，促进刀片10更平滑而渐进地接合到工件中。与此同时，其也有助于稳定切削力并最小化切削操作期间钻具42的侧向或径向漂移。这有助于将工件中的钻孔的尺寸精度保持在紧密公差内。

参见图6，示出了类似于图2但说明本发明的另外方面的俯视图。如图所示，存在包含中心轴线A-A的第一平面X-X以及与第一平面X-X垂直并且也包含中心轴线A-A的第二平面Y-Y。在一个方面，每个线性切削刃部分18a具有连接到凹形切削刃部分18b的端部18c，所述凹形切削刃部分18b在与第一平面X-X和/或第二平面Y-Y垂直的平面中向内弯曲。

在另一方面，至少一个线性切削刃部分18a及其对应的端部18c平行于包含中心轴线A-A的第一平面X-X(例如，如由图6的平面X-X和平面Y-Y限定的右上象限和/或左下象限中所示)。

在另一方面，所述至少一个线性切削刃部分18a与第一平面X-X相距距离Da，并且其对应的端部18c与第一平面X-X相距距离Dc，其中Da＝Dc，即，所述至少一个线性切削刃部分18a及其对应的端部18c到第一平面X-X(例如，如由图6的平面X-X和平面Y-Y限定的右上象限和/或左下象限中所示)等距。

在另一方面，至少一个其他线性切削刃部分18a及其对应的端部18c平行于第二平面Y-Y(例如，如由图6的平面X-X和平面Y-Y限定的左上象限和/或右下象限中所示)。

在另一方面，所述至少一个其他线性切削刃部分18a与第二平面Y-Y相距距离Da，并且其对应的端部18c与第二平面Y-Y相距距离Dc，其中Da＝Dc，即所述至少一个其他线性切削刃部分18a及其对应的端部18c到第二平面Y-Y(例如，如由图6的平面X-X和平面Y-Y限定的左上象限和/或右下象限中所示)等距。

在本发明的另一个方面，所述至少一个线性切削刃部分18a及其对应的端部18c(如由图6的平面X-X和平面Y-Y限定的右上象限和/或左下象限中所示)垂直于至少一个其他线性切削刃部分18a及其对应的端部18c(如由图6的平面X-X和平面Y-Y限定的左上象限和/或右下象限中所示)。换句话讲，彼此相邻的线性切削刃部分18a及其对应的端部18c彼此垂直。

在一个方面，端部18c是基本将线性切削刃部分18a连接到凹形切削刃部分18b的区段。例如，端部18c可为点或直线段。

在另一方面，端部18c可为曲面或单一半径。在其中端部18c为曲面或半径的方面，仅曲面或半径的与18a相连的部分将平行于X-X(或Y-Y)，或等距，即Da＝Dc。在其中端部18c为曲面或半径的该情况中，仅曲面或半径的连接到凹形切削刃部分18b的部分将不满足Da等于Da。在一个此类方面中，例如，Da>Dc。因此，根据如本文所示的本发明的方面，端部18c的至少一部分可平行于X-X(或Y-Y)，和/或等距，即Da＝Dc等。

有利的是，由端部18c连接在一起的线性切削刃18a与凹形切削刃18b的组合，允许整个切削刃18逐渐插入或进入工件中。逐渐进入的方式使得钻削更平滑。否则，进入工件中的方式会不平滑，几乎整个切削刃瞬间进入工件。

尽管上文出于说明目的已描述了本发明的特定方面，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离所附权利要求书中限定的本发明的情况下，可以做出对本发明的细节的许多变型。

Claims (20)

1.一种切削刀片，包括：

顶面；

底面，其中，切削刀片的中心轴线延伸穿过顶面和底面；

在顶面与底面之间延伸的多个侧壁；

周边切削刃，限定在每个侧壁与顶面的交界部处，每个切削刃包括具有连接到凹形切削刃部分的端部的线性切削刃部分，凹形切削刃部分在与包含所述中心轴线的第一平面垂直的平面中向内弯曲，其中，至少一个线性切削刃部分及其对应的端部平行于包含所述中心轴线的第一平面；以及

圆角转角部分，所述圆角转角部分连接两个相邻切削刃，其中，每个线性切削刃部分从一个圆角转角部分延伸到凹形切削刃部分，并且每个凹形切削刃部分从线性切削刃部分延伸到另一个圆角转角部分。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，所述至少一个线性切削刃部分及其对应的端部到包含所述中心轴线的第一平面等距。

3.根据权利要求2所述的切削刀片，其中，至少一个其他线性切削刃部分及其对应的端部平行于第二平面，第二平面垂直于第一平面并且也包含所述中心轴线。

4.根据权利要求3所述的切削刀片，所述至少一个其他线性切削刃部分及其对应的端部到包含所述中心轴线的第二平面等距。

5.根据权利要求4所述的切削刀片，其中，所述至少一个线性切削刃部分及其对应的端部垂直于所述至少一个其他线性切削刃部分及其对应的端部。

6.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，每个侧壁包括与线性切削刃部分相邻的平坦侧壁部分，并且每个侧壁还包括与凹形切削刃部分相邻的凹形侧壁部分。

7.根据权利要求6所述的切削刀片，其中，凹形侧壁部分具有与凹形切削刃部分的半径基本上相同的半径。

8.根据权利要求6所述的切削刀片，还包括与每个圆角转角部分相邻的倒圆转角侧壁，其中，倒圆转角侧壁将一个侧壁的凹形侧壁部分与相邻侧壁的平坦侧壁部分连接在一起。

9.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，凹形切削刃部分具有比线性切削刃部分更大的长度。

10.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，线性切削刃部分和凹形切削刃部分各自包括顶部，所述顶部包含于相同平面中。

11.一种切削刀片，包括：

可转位的多边形刀片主体，具有顶面、相对的底部座置表面以及在顶面与底部座置表面之间延伸的多个侧壁；

周边切削刃，限定在每个侧壁与顶面相交处，每个切削刃包括具有连接到凹形切削刃部分的端部的线性切削刃部分，凹形切削刃部分具有比线性切削刃部分更大的长度，其中，凹形切削刃部分在与包含切削刀片的中心轴线的第一平面垂直的平面中向内弯曲，所述中心轴线延伸穿过顶面和底部座置表面，其中，至少一个线性切削刃部分及其对应的端部平行于包含所述中心轴线的第一平面；以及

刀片主体还包括圆角转角部分，所述圆角转角部分连接两个相邻切削刃。

12.根据权利要求11所述的切削刀片，其中，所述至少一个线性切削刃部分及其对应的端部到包含所述中心轴线的第一平面等距。

13.根据权利要求12所述的切削刀片，其中，至少一个其他线性切削刃部分及其对应的端部平行于第二平面，第二平面垂直于第一平面并且也包含所述中心轴线。

14.根据权利要求13所述的切削刀片，所述至少一个其他线性切削刃部分及其对应的端部到包含所述中心轴线的第二平面等距。

15.根据权利要求14所述的切削刀片，其中，所述至少一个线性切削刃部分及其对应的端部垂直于所述至少一个其他线性切削刃部分及其对应的端部。

16.一种切削刀片，包括：

可转位的多边形刀片主体，具有顶面、相对的底部座置表面以及在顶面与底部座置表面之间延伸的多个侧壁；

周边切削刃，限定在每个侧壁与顶面相交处，每个切削刃包括具有连接到凹形切削刃部分的端部的线性切削刃部分，凹形切削刃部分具有比线性切削刃部分更大的长度，其中，凹形切削刃部分在与包含切削刀片的中心轴线的第一平面垂直的平面中向内弯曲，所述中心轴线延伸穿过顶面和底部座置表面，其中，至少一个线性切削刃部分及其对应端部的至少一部分平行于包含所述中心轴线的第一平面；以及

刀片主体还包括圆角转角部分，所述圆角转角部分连接两个相邻切削刃。

17.根据权利要求16所述的切削刀片，其中，所述至少一个线性切削刃部分及其对应端部的所述至少一部分到包含所述中心轴线的第一平面等距。

18.根据权利要求17所述的切削刀片，其中，至少一个其他线性切削刃部分及其对应端部的至少一部分平行于第二平面，第二平面垂直于第一平面并且也包含所述中心轴线。

19.根据权利要求18所述的切削刀片，所述至少一个其他线性切削刃部分及其对应端部的所述至少一部分到包含所述中心轴线的第二平面等距。

20.根据权利要求19所述的切削刀片，其中，所述至少一个线性切削刃部分及其对应端部的所述至少一部分垂直于所述至少一个其他线性切削刃部分及其对应端部的所述至少一部分。