CN105873704A - 双面可转位切削刀片和用于其的切削工具 - Google Patents

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Abstract

切削刀片（100）具有两个端面（102）和周缘表面（104），两个端面（102）定位在中间平面（P）的相对两侧，每个端面（102）具有三个主顶点（106）和三个次顶点（108）。六个切削部分（110）沿着周缘表面（104）和端面（102）的交线被形成。每个切削部分（110）具有第一切削刃（112）和横向于第一切削刃延伸的第二切削刃（114）。斜面切削刃（118）在每个切削部分（110）的第二切削刃（114）和邻近的切削部分（110）的第一切削刃（112）之间延伸。周缘表面（104）具有从每个第二切削刃（114）朝着中间平面（P）延伸的余隙面（120）。刀片（100）的邻接平面（AP）平行于中间平面（P）。每个第一切削刃（112）位于邻近的邻接平面（AP）和邻近的主顶点（106）之间。

Description

双面可转位切削刀片和用于其的切削工具
技术领域
本发明总的涉及可转位切削刀片和用于其的切削工具，尤其涉及带有六个切削部分的双面可转位切削刀片和用于其的切削工具。
背景技术
例如铣刀、插齿刀和锯的金属切削工具具有多个被夹持在工具体的周缘表面上的切削刀片。切削刀片可具有多个切削刃，并且每个刀片可以是正反两用的（即两表面的）和可转位的以在特定的切削刃磨损或破损时使用另一切削刃。可转位切削刀片在刀片的每一侧可具有多个适于在预定定位切削金属的切削角部。
切削工具体具有适合用来接收切削刀片并在金属切削操作期间夹持它们的相应的刀片夹持槽。以上描述的切削刀片和切削工具被示出在例如US3229349，US4880338，US7455483，US8177460，WO2009/121459，WO2012/147924和WO2012/147923中。
本发明的目标是提供用于铣削操作的新颖的双面可转位切削刀片和切削工具，其中切削刀片具有六个切削部分。
发明内容
根据本申请的主题，提供双面可转位切削刀片，其具有垂直于刀片中间平面延伸的中心刀片轴线，并包含：
两个端面和在两者之间延伸的周缘表面，两个端面定位在中间平面的相对两侧，每个端面具有三个主顶点和三个次顶点；以及
六个切削部分，每个沿着周缘表面与一个端面的交线被形成在每个主顶点处，每个切削部分包含第一切削刃和横向于第一切削刃延伸的第二切削刃，以及在两者之间延伸的尖端切削刃；
其中：
周缘表面具有多个余隙面，每个余隙面从第二切削刃之一沿中间平面的方向延伸，
每个第一切削刃具有从相应的尖端切削刃朝着中间平面延伸的主要部分，和从主要部分延伸并弯曲远离中间平面的弯曲部分，
每个端面在邻接平面上具有刀片邻接表面，这些邻接平面平行于中间平面且距其距离相等，并且
在沿着中心刀片轴线的方向上，每个弯曲部分位于邻近的邻接平面和邻近的主顶点之间。
根据本申请的主题，还提供切削工具，其具有旋转轴线，并包含：
工具体，其具有多个形成在其周缘上、关于旋转轴线对称布置的刀片槽；以及
多个如上描述的、被夹持在刀片槽中的切削刀片；
其中：
每个切削刀片的周缘表面具有多个后刀面，每个在定位在中间平面相对两侧的一对主顶点和邻近的定位在中间平面相对两侧的一对次顶点之间延伸，以及
每个刀片槽包含槽邻接表面和多个横向于槽邻接表面延伸的夹紧壁；并且
其中
对于被夹持在相应刀片槽中的每个切削刀片，切削刀片的后刀面邻接刀片槽的相应夹紧壁，并且刀片邻接表面中的一个邻接槽邻接表面。
附图说明
为了更好理解本发明并显示如何在实践中实现本发明，现将参考附图，其中：
图1是依照本发明实施例的切削工具的透视图；
图2是图1切削工具的透视图，其部分被拆卸；
图3是图1切削工具的侧视图；
图4是图1切削工具的底视图；
图5是图1切削工具的一部分的放大视图；
图6是图1切削工具的刀片槽的放大前视图；
图7是图6刀片槽的放大透视图；
图8是依照本发明实施例的切削刀片的端视图；
图9是图8切削刀片的第一透视图；
图10是图8切削刀片的第二透视图；
图11是图8切削刀片的第一侧视图；
图12是图8切削刀片的第二侧视图；
图13是沿着线XIII-XIII截取的图8切削刀片的截面；
图14是图8切削刀片的一部分的放大视图。
将被理解的是，为了图示简洁和清楚，在图中所示的元件不一定按照比例尺绘制。例如，某些元件的尺寸为了清楚可能相对于其它元件被放大，或者若干物理部件可被包括在一个功能块或元件中。此外，在认为合适的情况下，附图标号可在图中被重复以指示相应或相似元件。
具体实施方式
在以下的描述中，本发明的许多方面将被描述。出于说明目的，特定的构造和细节被陈述以提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域技术人员也显而易见的是，本发明可在没有呈现在本文中的特定细节的情况下被实行。另外，熟知的特征可能被省略或简化以免使本发明不明显。
现在参照图1－4，其绘出依照本发明实施例的切削工具150。切削工具150具有带有旋转轴线R的工具体152。工具体152具有形成在其周缘上的多个刀片槽154，刀片槽154关于旋转轴线R对称布置。多个依照本发明的切削刀片100被夹持在刀片槽154中。通过夹紧构件164穿过处于切削刀片100中的夹紧孔130并穿过处于刀片槽154中的紧固孔162，每个切削刀片100被紧固到相应的刀片槽154。
进一步参照图5－7，每个刀片槽154具有槽邻接表面156和多个横向于槽邻接表面156延伸的夹紧壁158。紧固孔162横向于槽邻接表面156延伸并向其打开。
进一步参考图8－14，其绘出依照本发明实施例的切削刀片100的多种视图。切削刀片100是具有中心刀片轴线A和刀片中间平面P的双面可转位切削刀片100，刀片中间平面P垂直于刀片轴线A延伸。切削刀片100包含两个端面102和在两者之间延伸的周缘表面104。周缘表面104与两个端面102的每个的交线形成一对周缘刃103。两个端面102定位在中间平面P的相对两侧，且关于沿中间平面P延伸的等分线B旋转地对称于彼此。每个端面102具有三角形形状，带有交替布置的三个主顶点106和三个次顶点108。夹紧孔130沿着刀片轴线A延伸，且至少向其中一个端面102打开。在图中示出的实施例中，夹紧孔130是通孔，向两个端面102打开。
切削刀片100的周缘刃103限定六个切削部分110，每个切削部分110被形成在周缘表面104和其中一个端面102之间、在它的其中一个主顶点106处。每个切削部分110包含第一切削刃112和横向于第一切削刃112延伸的第二切削刃114。对应于主顶点106的尖端切削刃116（即角切削刃）在第一和第二切削刃112、114之间延伸，连接两个刀刃。斜面切削刃118在每个切削部分110的第二切削刃114和邻近的切削部分110的第一切削刃112之间延伸。
周缘表面104具有多个余隙面120，每个余隙面120从第二切削刃114之一在中间平面P的方向上延伸。余隙面120通常在中间平面P之前终止。因此，每个第二切削刃114从周缘表面104向内凹进。周缘表面104还具有多个离隙面134，每个离隙面134沿着切削部分110之一延伸。每个离隙面134沿着相应的第一切削刃112和尖端切削刃116朝着中间平面P延伸。
周缘表面104具有形成在其上的六个后刀面136。每个后刀面136在定位在中间平面P相对两侧的一对主顶点106和邻近的定位在中间平面P相对两侧的一对次顶点108之间延伸。后刀面136是平面且平行于刀片轴线A。在每个主顶点106处，每对邻近的后刀面136形成在两者之间的第一锐角α。这在例如图8的顶视图中被标示。在一些实施例中，第一锐角α在82°－86°的范围中，且在特定的实施例中，第一锐角α是84°角。
每个第一切削刃112具有从相应尖端切削刃116朝着中间平面P延伸的主要部分122。在附图中示出的实施例中，主要部分122大致垂直于同一切削部分110的第二切削刃114延伸，使工件中大致直角拐角的金属切削可行。典型地，例如由于制造公差，主要部分122可位于与同一切削部分110的第二切削刃114成89°－90°之间的角度。在图中示出的实施例中，第一切削刃112的主要部分122比第二切削刃114长。在某些实施例中，第一切削刃112的主要部分122可被构造成线性切削刃。弯曲部分124从主要部分122延伸，弯曲离开中间平面P。斜面切削刃118从每个切削部分110的第二切削刃114朝着另一切削部分110的弯曲部分124延伸。
图11绘出沿着中间平面P和沿着经过次顶点108之一和主顶点106之一的等分线B（见图8）截取且从次顶点108看去的切削刀片100的侧视图。在该视图中，每个第一切削刃112的主要部分122与中间平面P形成第二锐角β。在某些实施例中，第二锐角β在11°－14°的范围中，且在特定实施例中，第二锐角β是13°角。如在该侧视图中进一步示出的，斜面切削刃118与中间平面P形成第三锐角γ。第三锐角γ相似于第二锐角β。在某些实施例中，第三锐角γ在11°－14°的范围中，且在特定实施例中，第三锐角γ是13°角。此外，图12绘出沿着中间平面P和沿着等分线B截取的、从主顶点106看去的切削刀片100的另一侧视图。
当切削工具150沿着旋转轴线R（即在纵向方向上，有可能与其它方向组合）前进时，斜面切削刃118在对金属工件的斜面操作（例如，斜面铣削，螺旋插补，环形斜面等）期间是工作的。因而，后刀面136使相应的斜面切削刃118置于相对于相应的第一切削刃112的主要部分122成第一锐角α。这样，当切削刀片100从事斜面操作时，斜面切削刃118具有足够的余隙来从工件的表面切削金属切屑。这使切削刀片100得以在金属工件上执行涉及斜面切削刃118的斜面操作，而如果α是非锐角，这不会成为可能。将理解的是，在非斜面的铣削操作（例如，端面铣削，肩铣削，端铣削，仿形铣削，车铣等）中，斜面切削刃118是不工作的，被保持远离工件。
每个端面102具有邻接刀片槽154的槽邻接表面156的刀片邻接表面126。每个刀片邻接表面126具有相应的邻接平面AP。刀片邻接表面126的这些邻接平面AP平行于中间平面P且距其距离相等。每个邻接平面AP定位在距中间平面P第一距离D1处（见图11）。如在图11和14中特别示出的，每个邻接平面AP处在中间平面P和相应的第一切削刃112，即与邻接平面AP定位在中间平面P同一侧上的第一切削刃112，的弯曲部分124之间。在示出的实施例中，每个周缘刃103整体比中间平面P的相关的相应侧上的邻接平面AP距中间平面P更远。因而，将理解的是，第一切削刃112的延伸部转向离开中间平面P和相应的邻接平面AP，且不与邻接平面AP相交。换句话说，在平行于中心刀片轴线A的方向上，每个弯曲部分124（及因而整个第一切削刃112）位于邻近的邻接平面AP和邻近的主顶点106之间。
在距中间平面P最远的点处，处于各个端面102上的主顶点106限定尖端平面TP，尖端平面TP平行于相关的邻近的邻接平面AP并以第二距离D2与其间隔开。在最接近中间平面P的点处，处于各个端面102上的次顶点108限定拐角平面CP，拐角平面CP平行于相关的邻近的邻接平面AP且以第三距离D3与其间隔开，第三距离D3小于第二距离D2（即D3＜D2）。尖端平面TP和拐角平面CP两者处在它们相关的邻接平面AP的同一侧。第三距离D3和第二距离D2之间的比值（即D3:D2），在0.04和0.1之间。在特定优选的实施例中，比值D3:D2是大约0.06。
图13绘出沿图8中标示的、经过其中一个主顶点106和相对的次顶点108的截线XIII-XIII截取的切削刀片100的截面图。每个端面102具有三个间隔开的邻接凹部128，每个邻近其中一个次顶点108被形成，在次顶点108和刀片轴线A之间（即关于刀片轴线A对称布置）。
切削刀片100的每个切削部分110包括沿着相应第一、第二、尖端和斜面切削刃112、114、116、118延伸且斜朝着中间平面P倾斜的前刀面132。前刀面132是从工件上移除的切屑滑动越过的表面。尤其，前刀面132沿着第一切削刃112的主要部分122和弯曲部分124延伸，也沿着同一切削部分110的斜面切削刃118延伸。每个邻接凹部128邻近相应的弯曲部分124被定位，允许由弯曲部分124移除的金属切屑在其上流动，因此使切削部分110的切屑流动能够更好。
切削刀片100被夹持在相应的刀片槽154中，刀片邻接表面126邻接槽邻接表面156（即被槽邻接表面156接收）。切削刀片100的后刀面136邻接刀片槽154的夹紧壁158（即被刀片槽154的夹紧壁158接收）。夹紧壁158可以是与槽邻接表面156的平面形成锐角的平表面。这将确保在预定期望的位置与切削刀片100的后刀面136的接触。
为确保刀片邻接表面126和槽邻接表面156之间的紧密邻接，每个槽邻接表面156具有形成在其中的与紧固孔162间隔开的三个间隔开的槽凹部160。如图6中所见，槽凹部160还与工具体152的外部周缘表面153间隔开。当切削刀片100放置在刀片槽154中时，每个槽凹部160至少部分地与切削刀片100的其中一个邻接凹部128重叠。该凹部对凹部的重叠定位形成三个空隙，产生在刀片邻接表面126和槽邻接表面156之间的三个单独的邻接区域，确保两者之间的紧密邻接。
如在图1，3和5中绘出的，当切削刀片100安装在刀片槽154中时，其中一个切削部分110（即工作的切削部分110）向外延伸出工具体152的周界，从而准备好运用在金属切削操作中。多条冷却剂通道穿过工具体152被形成，在冷却剂出口166处每条冷却剂通道朝着刀片槽154之一打开。这样，通过冷却剂通道供给的冷却流体可朝着工作的切削部分110喷洒出。
尽管参照一个或多个特定实施例描述了本发明，但描述总体上意在示例而不被解释成将本发明限制于所示实施例。理解的是，本领域技术人员可想到多种修改，这些修改尽管没有被特意示出在本文中，但仍然在本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种双面可转位的切削刀片（100），其具有垂直于刀片中间平面（P）延伸的中心刀片轴线（A），并包含：
两个端面（102）和在两者之间延伸的周缘表面（104），两个端面（102）定位在所述中间平面（P）的相对两侧，每个端面（102）具有三个主顶点（106）和三个次顶点（108）；以及
六个切削部分（110），每个沿所述周缘表面（104）与所述端面（102）之一的交线被形成，每个切削部分（110）包含第一切削刃（112）和横向于所述第一切削刃（112）延伸的第二切削刃（114），以及在两者之间延伸、在所述主顶点（106）之一处的尖端切削刃（116）；
其中：
所述周缘表面（104）具有多个余隙面（120），每个余隙面从所述第二切削刃（114）之一沿中间平面（P）的方向延伸，
所述第一切削刃（112）的每个具有从相应的尖端切削刃（116）朝着所述中间平面（P）延伸的主要部分（122），和从所述主要部分（122）延伸并弯曲离开所述中间平面（P）的弯曲部分（124），
每个端面（102）在邻接平面（AP）上具有刀片邻接表面（126），所述邻接平面（AP）平行于所述中间平面（P）且距其距离相等，并且
在平行于所述中心刀片轴线（A）的方向上，每个弯曲部分（124）位于邻近的邻接平面（AP）和邻近的主顶点（106）之间。
2.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），其中每个端面（102）具有三个邻接凹部（128），每个邻接凹部邻近所述次顶点（108）之一被形成，在所述次顶点（108）和所述刀片轴线（A）之间。
3.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），其中所述周缘表面（104）具有多个后刀面（136），每个后刀面在定位在所述中间平面（P）相对两侧的一对主顶点（106）和邻近的定位在所述中间平面（P）相对两侧的一对次顶点（108）之间延伸，且在每个主顶点（106）处，每对后刀面（136）形成在两者之间的第一锐角（α）。
4.根据权利要求3所述的双面可转位的切削刀片（100），其中所述第一锐角（α）在82°－86°的范围中。
5.根据权利要求3所述的双面可转位的切削刀片（100），其中所述第一锐角（α）是84°角。
6.根据权利要求3所述的双面可转位的切削刀片（100），其中所述后刀面（136）是平面的且平行于所述刀片轴线（A）。
7.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），其中在沿着所述中间平面（P）及沿着等分线（B）截取且从所述次顶点（108）看去的所述切削刀片（100）的侧视图中，每个主要部分（122）与所述中间平面（P）形成第二锐角（β）。
8.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），其中每个切削部分（110）进一步包含从所述第二切削刃（114）朝着邻近的切削部分（110）的所述弯曲部分（124）延伸的斜面切削刃（118）。
9.根据权利要求8所述的双面可转位的切削刀片（100），其中在沿着所述中间平面（P）及沿着等分线（B）截取且从所述次顶点（108）看去的所述切削刀片（100）的侧视图中，所述斜面切削刃（118）与所述中间平面（P）形成第三锐角（γ）。
10.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），其中在每个切削部分（110）中，所述第一切削刃（112）的所述主要部分（122）比所述第二切削刃（114）长。
11.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），进一步包含沿着所述刀片轴线（A）延伸且至少向所述端面（102）之一打开的夹紧孔（130）。
12.根据权利要求11所述的双面可转位的切削刀片（100），其中所述夹紧孔（130）向两个端面（102）都打开。
13.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），其中每个切削部分（110）包括沿着相应的第一切削刃（112）、第二切削刃（114）和尖端切削刃（116）斜朝着所述中间平面（P）延伸的前刀面（132）。
14.根据权利要求13所述的双面可转位的切削刀片（100），其中每个前刀面（132）还沿着相应的斜面切削刃（118）延伸，所述斜面切削刃（118）从所述第二切削刃（114）朝着邻近的切削部分（110）的所述弯曲部分（124）延伸。
15.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），其中所述周缘表面（104）具有多个离隙面（134），每个离隙面沿着所述切削部分（110）之一从所述第一切削刃（112）和所述尖端切削刃（116）朝着所述中间平面（P）延伸。
16.根据权利要求1所述的双面可转位的切削刀片（100），其中在每个切削部分（110）中，所述主要部分（122）大致垂直于所述第二切削刃（114）。
17.一种切削工具（150），其具有旋转轴线（R），并包含：
工具体（152），其具有多个形成在其周缘上、关于所述旋转轴线（R）对称布置的刀片槽（154）；和
多个根据权利要求1所述的、被夹持在所述刀片槽（154）中的切削刀片（100），其中：
每个切削刀片（100）的所述周缘表面（104）具有多个后刀面（136），每个后刀面在定位在所述中间平面（P）的相对两侧的一对主顶点（106）和邻近的定位在所述中间平面（P）的相对两侧的一对次顶点（108）之间延伸，且
每个刀片槽（154）包含槽邻接表面（156）和横向于所述槽邻接表面（156）延伸的多个夹紧壁（158），并且其中
对于被夹持在相应的刀片槽（154）中的每个切削刀片（100），所述切削刀片（100）的所述后刀面（136）邻接所述刀片槽（154）的相应的夹紧壁（158），并且所述刀片邻接表面（126）中的一个邻接所述槽邻接表面（156）。
18.根据权利要求17所述的切削工具（150），其中：
所述切削刀片（100）的每个端面（102）具有三个邻接凹部（128），每个凹部邻近所述次顶点（108）之一被形成，在所述次顶点（108）和所述刀片轴线（A）之间，并且
每个槽邻接表面（156）具有三个形成在其中的间隔开的槽凹部（160），每个槽凹部（160）至少部分与所述邻接凹部（128）之一重叠。
19.根据权利要求17所述的切削工具（150），其中槽紧固孔（162）向每个刀片槽（154）的槽邻接表面（156）打开，并且夹紧构件（164）穿过所述切削刀片（100）的夹紧孔（130）和所述刀片槽（154）的所述紧固孔（162）从而将所述切削刀片（100）紧固到所述刀片槽（154）。
20.根据权利要求17所述的切削工具（150），其中多条冷却剂通道穿过所述工具体（152），每条冷却剂通道在冷却剂出口（166）处朝着所述刀片槽（154）中的一个打开。
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