CN107107210B - 铣削刀片和铣削刀具 - Google Patents

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Abstract

一种适用于台肩铣削的铣削刀片和铣削刀具，铣削刀片包括上侧、下侧、侧表面和切削刃，侧表面在上侧与下侧之间延伸且包括主间隙表面和辅助间隙表面，切削刃包括主切削刃部和辅助切削刃部。上侧具有平行四边形的基本形状，底边限定沿主切削刃部的纵向方向且高度限定横向方向。侧表面包括与辅助切削刃部相对的轴向支撑表面。下侧包括纵向延伸的锁定槽以及用以支承在紧固构件上的下接触区域。上侧包括适合于支承在顶部支撑构件上的上接触区域，铣削刀片安装于顶部支撑构件中。铣削刀具设置有用于支撑在上接触区域上的顶部支撑构件、用于与锁定槽锁定的锁定脊和用于支撑轴向支撑表面的轴向接触表面。紧固构件将铣削刀片压靠于顶部支撑构件和锁定脊。

Description

铣削刀片和铣削刀具
技术领域
本发明涉及一种铣削刀片。本发明进一步涉及一种铣削刀具。特别地，铣削刀具和铣削刀片适合用于台肩铣削应用。
背景技术
用于台肩铣削的铣削刀具(例如柄端铣刀(mill))可有利地用于加工台肩、凹槽和边缘。对于小细节的加工，必需使用具有小直径的铣削刀具。为了成本效益，优选使用以下铣削刀具，该铣削刀具一方面包括刀具本体且另一方面包括可拆卸和可更换的铣削刀片。然而，铣削刀片在铣削操作期间受到作用于使铣削刀片移位和转动的很大的力。因此，必需将铣削刀片刚性地紧固在刀具本体中。这最常通过为铣削刀片提供中心孔来实现，借助于该中心孔，螺钉或另一阳型紧固构件用于将铣削刀片紧固在刀具本体中。然而，存在与这种紧固方法相关联的缺点，特别是对于具有小直径的铣削刀具。例如，小直径使得必需使用通常难以操作且在安装铣削刀片的过程中易于掉落的小螺钉。小螺钉在安装过程中也可能难以进出该孔。此外，大的中心孔使铣削刀片弱化，并使其在刀片的压制和烧结之后形状较不稳定。
US 2011/0274506公开了铣削刀具和用于台肩铣削的可转位铣削刀片、或用于柄端铣削刀具的可转位铣削刀片，其旨在克服螺钉安装的缺点。铣削刀片设置有锁定结构和联接结构，该锁定结构包括锁定表面，锁定表面布置在铣削刀片的辅助间隙表面上，联接结构布置在铣削刀片的上侧上。铣削刀片借助于锁定结构而固定在刀具本体中，而不需使用任何螺钉或其它紧固构件。然而，由于需要特定工具，所以铣削刀片的安装是复杂的，并且所安装的铣削刀片不如螺钉安装的铣削刀片一样稳定。
发明内容
因此，本发明的目的是提供铣削刀片以及使用这种铣削刀片的铣削刀具，该铣削刀片适合用于台肩铣削或适合用于直径降到小于10毫米的柄端铣削刀具，并且该铣削刀片能够容易地且有效地固定在刀具本体中而不会损害(compromise)稳定性。
根据本发明的第一方面，通过根据本发明的铣削刀片实现了这个目的。铣削刀片包括：上侧，上侧限定上延伸平面并且包括切屑表面；下侧，下侧限定与上延伸平面平行的下延伸平面；侧表面，侧表面围绕铣削刀片的外周在上侧与下侧之间延伸，并且包括至少一个主间隙表面和至少一个辅助间隙表面；以及切削刃，切削刃包括：主切削刃部，主切削刃部形成在主间隙表面与切屑表面之间；和辅助切削刃部，辅助切削刃部形成在辅助间隙表面与切屑表面之间。上侧具有平行四边形的基本形状，其中底边b限定沿主切削刃部的纵向方向，并且高度h限定与纵向方向垂直的横向方向。铣削刀片的纵向中间平面被限定为与上延伸平面垂直地在纵向方向上延伸并且横向地位于高度h的一半处。该侧表面包括轴向支撑表面，该轴向支撑表面纵向地定位成与辅助切削刃部相对，并且在上延伸平面中看，其相对于纵向中间平面成角度α，优选成锐角α。铣削刀片的特征在于，下侧包括锁定槽，该锁定槽在所述纵向中间平面的外侧沿整个铣削刀片在纵向方向上延伸，并且锁定槽具有最外壁，最外壁横向地位于轴向支撑表面的外侧，下侧进一步包括下接触区域，下接触区域形成为支承在紧固构件上，该下接触区域横向地形成在纵向中间平面的内侧，并且上侧包括上接触区域，上接触区域横向地位于纵向中间平面与下接触区域之间，该上接触区域被构造用以支承在刀具本体的顶部支撑构件上，铣削刀片则能够安装于该顶部支撑构件中。
根据本发明的铣削刀片形成为在不使用延伸穿过铣削刀片的螺钉或其它紧固构件的情况下可安装在刀具本体中。因此，铣削刀片可以被制造成不具有用于接收紧固构件的通孔。因此，铣削刀片相对稳定且坚固。因此，其包含由于刀片的制造(压制和烧结)引起的更少的形状缺陷，并且能够使其变薄而不损害强度，即，能够使上侧与下侧之间的距离变短。铣削刀片的制造涉及将粉末压制成刀片的形状(或所谓的生坯(green body))。具有用于接收紧固构件的通孔的铣削刀片的问题是压制可能使通孔周围的密度分布变化，并且这种不均匀压缩的材料导致铣削刀片在烧结之后变形。另一方面，不具有通孔的铣削刀片被更均匀地压缩，并从而在烧结之后呈现出更少的形状缺陷。然而，应该注意到的是，铣削刀片可以设置有小通孔，该小通孔设计用于在随后涂覆工艺(例如物理气相沉积(PVD)工艺)中支撑铣削刀片，但这种小通孔不会以如上所述的不利方式影响铣削刀片。此外，铣削刀片能够制造得相对小和/或具有相对长的主切削刃部，其可以例如用于具有小直径的铣削刀具(例如具有降至约9.5mm的直径的铣削刀具)。能够将根据本发明的2-3个刀片配合到这种小型铣削刀具中。
根据本发明的铣削刀片可借助于夹紧而安装在刀具本体中。由于锁定槽、轴向支撑表面、形成在下侧中的下接触区域和形成在上侧中的上接触区域及这些在铣削刀片上的相对放置，铣削刀片能够借助于紧固构件可靠地安装。紧固构件压在下接触区域上，使得上接触区域又被压靠于就旋转方向而言设置在刀具本体中的铣削刀片前方的顶部支撑构件，同时锁定槽与设置在刀具本体的刀座中的锁定脊锁定，由此在刀具本体的径向方向上锁定铣削刀片。为此目的，锁定槽应足够得大，以提供必要的径向支撑。锁定槽还将为刀片提供底部支撑。来自紧固构件的压力还推动轴向支撑表面与设置在刀具本体中的轴向接触表面接触，使得铣削刀片在刀具本体的轴向方向上固定。根据本发明的铣削刀片形成为被完全径向支撑在刀具本体中，而不需使用侧表面作为径向支撑表面。这使得能够制造刀具本体，使得在铣削刀片的内部设置空的空间或间隙，这使得铣削刀片通过使其随着(沿整个铣削刀片延伸的)其锁定槽轴向滑入刀具本体的锁定脊中而易于安装。换句话说，由于锁定槽沿整个铣削刀片延伸，所以锁定槽也延伸穿过侧表面，即，其在铣削刀片的侧表面或辅助间隙表面中敞开或开口(mouth)，由此锁定脊能够经由刀片的侧表面进入锁定槽的开口中。
根据本发明的铣削刀片还将减小径向支撑部(由锁定槽/脊提供)与主切削刃之间的距离，从而进一步降低由刀片的制造引起的任何可能的形状缺陷的影响。因此，从而提高了主切削刃的定位的精度。锁定槽/脊还将为高速铣削(以高转速)中的刀片提供离心支撑。
根据本发明的实施例，下接触区域包括凹部，凹部相对于下延伸平面形成。在可转位的铣削刀片的情况下，该凹部特别有用，在这种情况下，下侧形成有两个锁定槽，一次有锁定槽中的一个起作用。紧固构件构造为压靠的起作用的凹部形成在不起作用的锁定槽中，并且增大了铣削刀片与紧固构件之间的接触交界面。由此防止了铣削刀片和/或紧固构件的变形，并且铣削刀片仍然能够通过紧固构件被牢固地锁定在轴向方向上以及在刀具本体的安装铣削刀片的径向方向上。
根据本发明的实施例，上接触区域包括平坦表面，该平坦表面在纵向方向上延伸并且相对于上延伸平面以0-45°的角度β横向地倾斜。因此，上延伸平面与平坦表面之间的距离可选地朝向铣削刀片的纵向中间平面增加。换句话说，当角度β大于零时，平坦表面朝向纵向中间平面下降。在包括两个主切削刃部和辅助切削刃部的可转位铣削刀片的情况下，铣削刀片在纵向中间平面的每一侧上均包括平坦表面。在这种情况下，上延伸平面与每个平坦表面之间的距离可选地(即如果角度大于零)将在朝向铣削刀片的纵向中间平面的方向上增加。换句话说，两个表面都朝向纵向中间平面下降，例如，成V形形式。选择0-45°的角度β使得铣削刀片被牢固地保持在其位置上。
根据本发明的实施例，上接触区域包括凸形表面。该凸形表面优选地呈具有在纵向方向上距上延伸平面的一致距离的表面的形式，在这种情况中，能够实现与刀具本体中的顶部支撑构件的线接触。如在平坦表面的情况中，凸形表面使得铣削刀片能够牢固地定位在刀具本体中。由凸形表面实现的线接触甚至可以提供铣削刀片的更加牢固的定位，这是由于表面区域接触更加依赖于彼此接触的平坦表面的尺寸精度。因此，由凸形表面实现的线接触可以对于制造过程中的不精确较不敏感，并由此能够实现更牢固的支撑。
根据本发明的实施例，铣削刀片成形为使得所述平行四边形的底边b和高度h满足关系h<b≤3h，优选1.5h<b≤3h。在该实施例中，铣削刀片具有相对长的主切削刃部并且适合用于利用小直径刀具进行台肩铣削。高度h在这里被定义为两条纵向线之间的距离，纵向线每条在其纵向中间平面的一侧穿过铣削刀片的最外点。底边b被定义为最大切削深度。
根据本发明的实施例，锁定槽的宽度w在范围0.15hL≤w≤0.40hL内，其中hL是在横向方向上测量的下侧的高度。因此，锁定槽被设定尺寸用于铣削刀片的适当的径向支撑和底部支撑。
根据本发明的实施例，在锁定槽的最外壁与最内壁之间测量的总角度θ在范围50°-100°内，优选在范围60°-90°内，并且更优选在范围60°-80°内。因此，壁具有被构造用以向铣削刀片提供适当的径向支撑和底部支撑的倾斜度。锁定槽不需要是镜像对称的，而是能够具有相对于下延伸平面具有不同倾斜度的最内壁和最外壁。
根据本发明的实施例，锁定槽的深度d在范围0.3w≤d≤0.7w内，其中w是锁定槽的宽度。由此，可以提供足够的径向支撑。过深的锁定槽可能使铣削刀片弱化，并且使用压制技术也更难以生产。
根据本发明的实施例，铣削刀片是可转位的，具两个相对的主切削刃部和两个相对的辅助切削刃部。这使得铣削刀片的刀具寿命相对于包括单个主切削刃部的铣削刀片而加倍。在这种情况下，可转位铣削刀片是具有双重对称的旋转对称，并因此包括两个锁定槽，一次两个锁定槽中的仅一个锁定槽是起作用的。更准确地说，具有两个相对的主切削刃部和辅助切削刃部的可转位铣削刀片能够形成有仅两个锁定槽。
通常，仅提供与可用的主切削刃部一样多的锁定槽是足够的。因此，仅具有一个主切削刃部和辅助切削刃部的铣削刀片将仅具有一个锁定槽。在任何情况下，铣削刀片能够通过将其滑出/滑入刀具本体的刀座来更换或转位。因此，沿整个铣削刀片延伸的锁定槽(或多个锁定槽)意味着每个锁定槽延伸穿过，即，在铣削刀片的侧表面或辅助间隙表面中敞开或开口，由此锁定脊能够经由铣削刀片的侧表面进入锁定槽的开口中。
根据本发明的实施例，上侧包括切屑形成表面。切屑形成表面能够呈在主切削刃部内在纵向方向上延伸的沟槽(ditch)的形式。切屑形成表面防止在加工期间去除的切屑损坏铣削刀片的上侧。因此，在可转位铣削刀片的情况下，切屑形成表面是特别有利的，其中处于第一转位位置时用作位于起作用的主切削刃的内侧的切屑表面的表面，在处于第二转位位置用作上接触区域。因此，切屑形成表面位于起作用的主切削刃与不起作用的上接触区域之间，以便使切屑从不起作用的上接触区域偏转。保持不起作用的上接触区域的表面完整是重要的，以便能够在第二转位位置中将铣削刀片牢固地锁定在刀具本体中。
根据本发明的铣削刀片优选具有正的基本几何形状。
在第二方面，本发明涉及如下的铣削刀具。该铣削刀具包括刀具本体，该刀具本体包括前端和后端，中心旋转轴线在前端与后端之间延伸，刀具可围绕中心旋转轴线在旋转方向上旋转，并且在前端与刀具本体的前端和后端之间延伸的外周表面之间的过渡部中形成有至少一个刀座，在所述至少一个刀座的前方就旋转方向而言设置有切屑槽和顶部支撑构件。该铣削刀具进一步包括至少一个铣削刀片，所述至少一个铣削刀片能够牢固地安装在所述至少一个刀座中，该铣削刀片包括：上侧，上侧限定上延伸平面并包括切屑表面；下侧；侧表面，侧表面围绕铣削刀片的外周在上侧与下侧之间延伸，并且包括至少一个主间隙表面和至少一个辅助间隙表面；以及切削刃，切削刃包括：主切削刃部，主切削刃部形成在主间隙表面与切屑表面之间；和辅助切削刃部，辅助切削刃部形成在辅助间隙表面与切屑表面之间。上侧具有平行四边形的基本形状，其中底边限定沿主切削刃部的纵向方向，并且高度限定与纵向方向垂直的横向方向。铣削刀片的纵向中间平面被限定为与上延伸平面垂直地在纵向方向上延伸并且横向位于高度的一半处。该侧表面包括轴向支撑表面，该轴向支撑表面纵向地定位成与辅助切削刃部相对，并且在上延伸平面中看，其相对于纵向中间平面成角度α，优选成锐角α。铣削刀具的特征在于，铣削刀片的下侧包括呈锁定脊或锁定槽的形式的至少一个第一锁定构件，所述至少一个第一锁定构件在所述纵向中间平面的外侧沿整个铣削刀片在纵向方向上延伸，并且所述至少一个第一锁定构件具有最外壁，最外壁横向地位于轴向支撑表面的外侧，刀座包括第二锁定构件，第二锁定构件适于与第一锁定构件接合，在刀具本体中，在刀座的后面就旋转方向而言设置有通孔，通孔在刀座中具有孔口，并且铣削刀具进一步包括紧固构件，该紧固构件延伸穿过通孔并且支承在设置于铣削刀片的下侧上的下接触区域上，由此紧固构件一方面将设置在铣削刀片的上侧上的上接触区域压靠于刀具本体的顶部支撑构件，使得第二锁定构件与第一锁定构件锁定并形成用于铣削刀片的径向支撑，并且紧固构件另一方面将铣削刀片的轴向支撑表面压靠于设置在刀座中的轴向接触表面。
在根据本发明的铣削刀具中，其特别适合用于以90°的进入角度的台肩铣削，铣削刀片通过夹紧机构安装，其中使用诸如螺钉的单独的紧固构件，并且其中顶部支撑构件和第二锁定构件与刀具本体一体形成，或者可能其中第二锁定构件形成在就旋转方向而言放置于铣削刀片后面的垫片(shim)中。由于紧固构件不延伸穿过铣削刀片，而是仅穿过刀具本体，所以当更换铣削刀片时，不需要将紧固构件从刀具本体完全移除。相反，紧固构件能够相对于刀座略微缩回，使得可以移除安装在其中的铣削刀片并且可以安装新的铣削刀片。这对于需要小型紧固件的、具有小直径的铣削刀具在铣削刀片安装过程中省去了很多麻烦。
铣削刀片通过将铣削刀片滑入其在顶部支撑构件后面的位置而安装在刀具本体中，从而搁置在轴向接触表面上。此后，紧固构件用于将铣削刀片固定在该位置。安装过程是简单的，但铣削刀片由于锁定构件而仍能够非常精确地定位。当在加工过程中使用铣削刀具时，切削力通过将第一锁定构件朝向第二锁定构件挤压而解除(relieve)紧固构件，从而保持铣削刀片径向固定。因此，紧固构件可被选择为且被设定尺寸，使得当刀具不在使用中时，该紧固构件保持铣削刀片，但无需将其构造成抵抗切削力。
根据本发明第二方面的实施例，下接触区域横向地设置在铣削刀片的纵向中间平面的内侧。这确保了紧固构件撬动(lever)铣削刀片，使得其被压靠于顶部支撑构件和第二锁定构件两者。
根据本发明的实施例，上接触区域横向地位于纵向中间平面与下接触区域之间。如在前述实施例中的那样，这确保了紧固构件撬动铣削刀片，使得其被压靠于顶部支撑构件和第二锁定构件两者。
根据本发明的实施例，铣削刀具被构造成使得顶部支撑构件与铣削刀片的上接触区域之间的接触交界面呈在铣削刀片的纵向方向上延伸的线接触的形式。通过将接触交界面布置为线接触，防止了超定的系统，并且能够实现铣削刀片的牢固和精确的定位。能够通过将顶部支撑构件和上接触区域布置为将沿线彼此接触的非平行的平面表面、或者通过使至少一个表面凸形地圆化来实现呈线接触的形式的交界面。
根据本发明的实施例，用于接收紧固构件的通孔形成为相对于与刀具本体的中心旋转轴线垂直的径向平面成0°-20°的角度γ。如果形成为大于0°的角度γ，则角度γ应使得紧固构件的中心轴线和刀具本体的中心旋转轴线朝向刀具本体的前端形成锐角。换句话说，紧固构件倾斜，以进一步将刀片的轴向支撑表面推向刀具本体的后端或轴向接触表面。以这种方式，铣削刀片能够在刀具的轴向方向上固定。
根据本发明的实施例，铣削刀具被构造成使得紧固构件与下接触区域之间的接触交界面呈线接触的形式。以与上述相同的方式，这使得能够精确地定位铣削刀片。可以通过以下来获得线交界面，给紧固构件提供具有锥形或截头锥形侧表面的端部，以及调节通孔的角度，使得紧固构件的端部沿与端部的锥形或截头锥形侧表面平行的线接触下接触区域。
根据本发明的实施例，第一锁定构件具有最内壁，并且最外壁和最内壁两者都与第二锁定构件接触。铣削刀片以这种方式在铣削刀具的径向方向上完全锁定。
根据本发明的实施例，在刀具本体中，在铣削刀片的径向内部设置有空的空间并且该空的空间与刀座相关联，使得铣削刀片的与主间隙表面相对的侧表面不与刀具本体接触。由于铣削刀片的侧表面与刀具本体之间形成的间隙，所以铣削刀片易于滑入其搁置于轴向接触表面上的位置，因此这简化了铣削刀片的安装过程。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的铣削刀片的透视图；
图2示出了图1中的铣削刀片的透视图；
图3示出了图1中的铣削刀片的俯视图；
图4示出了图1中的铣削刀片的俯视图；
图5示出了图1中的铣削刀片的仰视图；
图6示出了图1中的铣削刀片的侧视图；
图7示出了图1中的铣削刀片的侧视图；
图8示出了沿图4中的线VIII-VIII的横截面；
图9示出了根据本发明的实施例的刀具的部分分解透视图；
图10示出了图9中的刀具的透视图；
图11示出了图9中的刀具的俯视图；
图12a示出了图9中的刀具的一部分的透视图；
图12b示出了图9中的刀具的一部分的透视图；
图13示出了图9中的刀具的一部分的透视图；
图14示出了图9中的刀具的一部分的侧视图；
图15示出了沿图13中的线XV的横截面；
图16示出了沿图14中的线XVI的横截面；并且
图17示出了沿图11中的线XVII的横截面。
具体实施方式
图1-8示出了根据本发明的铣削刀片100。在所示的实施例中，铣削刀片100是适合于以90°的进入角度台肩铣削的可转位铣削刀片。铣削刀片100包括上侧101和相反的下侧102，中心轴线C1在所述上侧101与下侧102之间延伸。分别由上侧101和下侧102限定的上延伸平面PU和与上延伸平面PU平行的下延伸平面PL在中心轴线C1的方向上限制铣削刀片100。上侧101包括切屑表面103。侧表面104围绕铣削刀片100的外周在上侧101与下侧102之间延伸，并且在所示的实施例中包括两个主间隙表面105a、105b和两个辅助间隙表面106a、106b。切削刃107围绕铣削刀片100的上侧延伸，其包括：两个主切削刃部108a、108b，所述两个主切削刃部108a、108b每个形成在主间隙表面105a、105b中的一个与切屑表面103之间；以及两个辅助切削刃部109a、109b，所述两个辅助切削刃部109a、109b每个形成在辅助间隙表面106a、106b中的一个与切屑表面103之间。铣削刀片100是可转位的，使得一次一个主切削刃部108a和一个辅助切削刃部109a是起作用的。在所示的实施例中，主切削刃部108a、108b是平行的，但可能发生轻微的偏差。上侧101具有平行四边形的基本形状，其中底边b等于限定沿主切削刃部108a、108b的纵向方向的最大切削深度，并且高度h限定与纵向方向垂直的横向方向。高度h被定义为两条纵向线之间的距离，所述两条纵向线每条均穿过铣削刀片100的在纵向中间平面PM的一侧处的最外点。在所示的实施例中，由于主切削刃部108a、108b是平行的，所以高度h等于主切削刃部108a、108b之间的最短距离。底边b和高度h两者都垂直于中心轴线C1，并且底边b与高度h之间的关系在这里使得b≈1.8h，但可以变化。铣削刀片的纵向中间平面PM被限定为在纵向方向上与上延伸平面PU和下延伸平面PL垂直地延伸，并且横向地位于平行四边形的高度h的一半处。
侧表面104包括两个轴向支撑表面110a、110b，所述两个轴向支撑表面110a、110b被构造成一次一个是起作用的。轴向支撑表面110a、110b在图5-7中标记有加点的表面图案。起作用的轴向支撑表面110a纵向地定位成与起作用的辅助切削刃部109a相对。轴向支撑表面110a、110b中的每个均形成为在上延伸平面PU中看，相对于纵向中间平面PM成外锐角α。换句话说，在与上延伸平面PU平行截取的横截面中，表示轴向支撑表面110a、110b的线和表示纵向中间平面PM的线形成如在图4中所示的外锐角α。
在该实施例中，下侧102包括仅两个锁定槽111a、111b，该锁定槽111a、111b被构造成一次一个是起作用的。锁定槽111a、111b沿整个铣削刀片100在纵向方向上延伸。起作用的锁定槽111a横向地位于纵向中间平面PM的外侧，即，在纵向中间平面PM的与起作用的主切削刃部108a所位于的相同侧处。起作用的锁定槽111a具有最外壁112a和最内壁117a，该最外壁112a和最内壁117a两者横向地位于起作用的轴向支撑表面110a的外侧。下侧102进一步包括呈相对于下延伸平面PL的凹部的形式的两个下接触区域113a、113b。下接触区域113a、113b通过支承在紧固构件300上而形成为一次一个是起作用的，如在图16和17中所示的那样。起作用的下接触区域113a横向地位于纵向中间平面PM的内侧。在所示的实施例中，下侧102还包括中心凹部116，中心凹部116形成在两个下接触区域113a、113b之间。
上侧101包括两个上接触区域114a、114b，该上接触区域114a、114b也形成为一次一个是起作用的。起作用的上接触区域114a横向地位于纵向中间平面PM与起作用的下接触区域113a之间。上接触区域114a、114b每个均适合于支承在刀具本体201的其中可安装铣削刀片100的顶部支撑构件207上。上接触区域114a、114b中的每个在这里均包括平坦表面，平坦表面在纵向方向上(即沿主切削刃部108)延伸且如在图8中所示的那样相对于上延伸平面PU以10°的角度β横向倾斜。换句话说，在与纵向方向垂直地截取的横截面中，表示起作用的上接触区域114a和上延伸平面PU的线或表示下延伸平面PL的线形成10°的角度β。角度β应该优选在0°-45°的范围内。负的角度β将推动铣削刀片100离开其在刀具本体201的其中安装铣削刀片的刀座204中的位置，如在图9-17中所示那样，并且在过大的角度β的情况下，难以预测铣削刀片100的在刀座204中的位置。
上侧101进一步包括呈凹部或沟槽的形式的两个切屑形成表面115a、115b，切屑形成表面每个均形成在主切削刃部108a、108b中的一个与辅助切削刃部109a、109b中的一个之间的过渡部内，并且在主切削刃部108a、108b内在整个纵向方向上延伸。
图9-17示出了根据本发明的用于台肩铣削的铣削刀具200。铣削刀具200包括具有圆柱形基本形状的刀具本体201。刀具本体包括前端202和后端203，中心旋转轴线C2在所述前端202与后端203之间延伸。刀具200可围绕中心旋转轴线C2在旋转方向R上旋转。三个刀座204形成在前端202与在前端202和后端203之间延伸的外周表面205之间的过渡部中。在所述至少一个刀座204前方就旋转方向而言设置有切屑槽206和顶部支撑构件207，顶部支撑构件207形成为抵接铣削刀片100的上接触区域114a、114b。借助于呈螺钉的形式的紧固构件300将如上所述的铣削刀片100牢固地安装在每个刀片座204中(在图9中也以分解视图示出)。
每个刀座204均包括锁定脊208，锁定脊208具有内接触表面213和外接触表面214，见图12a。锁定脊208适合于与铣削刀片100的起作用的锁定槽111a接合。每个刀座204进一步包括轴向接触表面209，该轴向接触表面209形成为与铣削刀片100的起作用的轴向支撑表面110a接合。
位于铣削刀片100的径向内部且与刀座204相关联的空的空间211设置在刀具本体201中，其沿整个铣削刀片100的不起作用的主切削刃部108b延伸。由此，铣削刀片100的不起作用的主间隙表面105b(并且特别是不起作用的主切削刃部108b)不与刀具本体201接触。
在刀具本体201中、在刀座204的后面就旋转方向而言设置有螺纹通孔210，该螺纹通孔210在刀座204中具有孔口且具有中心轴线C3。在所示的实施例中，通孔210形成为使得其中心轴线C3相对于刀具本体201的径向平面(即与刀具本体201的中心旋转轴线C2垂直的平面)以约10°的角度γ形成。然而，通孔210倾斜的角度γ可以在0°和20°之间变化。通孔210也可以径向倾斜，即，相对于刀具本体201的半径倾斜。在所示的实施例中，通孔径向倾斜的角度为约10°，但可以取决于刀具本体201的直径和刀座204的数目而变化。
具有螺纹部301和截头圆锥形端部302的呈螺钉的形式的紧固构件300延伸穿过通孔210并且支承在铣削刀片100的起作用的下接触区域113a上。紧固构件300从而迫使铣削刀片100转动到刀座204中的牢固位置，在该位置中，铣削刀片的起作用的上接触区域114a压靠于顶部支撑构件207的接触表面212，并且在该位置中，锁定脊208与起作用的锁定槽111a锁定。锁定是通过使锁定槽111a的最内壁117a与锁定脊208的内接触表面213接触并且使锁定槽111a的最外壁112a与锁定脊208的外接触表面214接触而实现的。锁定脊208从而形成用于铣削刀片100的径向支撑。由于设置在铣削刀片100内的空的空间211，锁定脊208是仅有的设置的径向支撑。紧固构件300还将铣削刀片100的起作用的轴向支撑表面110a压靠于设置在刀具本体201的刀座204中的轴向接触表面209，使得铣削刀片在轴向方向上固定。
锁定脊208和锁定槽111a、111b应被设定尺寸，使得实现适当的径向支撑。锁定脊208和锁定槽111a、111b也应被设定尺寸，使得实现适当的底部支撑。因此，每个锁定槽111a、111b的宽度w可以为下侧102(即在图8中的横截面中看，下侧102在横向方向上的延伸部)的高度hL的至少15％。两个锁定槽111a、111b中的每个当然必须具有比下表面102的高度hL的一半更小的宽度，使得在锁定槽111a、111b的每侧上(即在彼此之间和在最外壁112a与主间隙表面105a之间两者)存在留下的一些材料。为此原因，两个锁定槽111a、111b中的每个的宽度w均不应超过下侧102在横向方向上的延伸部的40％。优选地，锁定槽111a、111b中的每个的宽度w应在下侧102的总高度hL的15％至40％、优选20％至40％的范围内，并且在该具体实施例中，宽度等于31％。
还如在图8中的横截面中看见的那样，锁定槽111a、111b中的每个呈现均小于其宽度w的深度d(即在与锁定槽111a、111b的宽度w垂直的方向上)。锁定槽111a、111b的深度d在本实施例中等于宽度w的一半，以便提供适当的径向支撑。此外，锁定槽111a、111b的深度d稍微大于锁定脊208的高度，以在锁定脊208的顶部与起作用的锁定槽111a的底部之间提供一些间隙。然而，不应该使锁定槽111a、111b过深，因为这样倾向于使铣削刀片100弱化。
此外，应当注意，锁定槽的最内壁117a和最外壁112a两者都朝向锁定槽111a的底部倾斜(即会聚)。在这种特定情况下，锁定槽111a的两个壁112a、117a是镜像对称的并相对于下延伸平面PL以60°倾斜。然而，锁定槽111a可以呈现出不对称的最外壁112a和最内壁117a，其中最外壁112a优选以比最内壁117a更大的角度倾斜。最外壁112a为铣削刀片100提供径向支撑。最外壁112a和最内壁117a还应给铣削刀片100提供适当的底部支撑。在最外壁112a与最内壁117a之间测得的总角度θ可以优选不超过100°。因此，如果最外壁112a以例如50°倾斜，则最内壁117a可以以30°以上倾斜，以呈不对称形式的锁定槽111a。总角度θ能够采取在50°-100°的范围内的值，以提供适当的径向和底部支撑。在对称形式的锁定槽111a、111b中，优选的是，如果总角度θ在60°-90°的范围内，或更优选在60°-80°的范围内。在所示的实施例中，θ＝60°。因此，最外壁112a和最内壁117a以这样的方式合适地倾斜，以便为铣削刀片100提供最佳的底部和径向支撑。然而，当用紧固构件300夹紧/紧固铣削刀片时，也应该能够使起作用的锁定槽111a围绕锁定脊208稍微倾斜。最内壁117a和最外壁112a不需要是平面的，而是能够略微圆化。在这种情况下，优选地是，如果最内壁的弦和最外壁的弦满足上述角度关系。
铣削刀具200的锁定脊208应该被成形用以配合到起作用的锁定槽111a中。为此目的，锁定脊能够具有以下壁，所述壁具有与最内壁117a和最外壁112a类似的倾斜度。然而，应在起作用的锁定槽111a的底部处设置有间隙，这意味着锁定脊208应被设定尺寸用以提供这样的间隙。
为了将铣削刀片100固定在刀具本体201中，在起作用的锁定槽111a与锁定脊208接合的情况下，使铣削刀片100滑入刀座204中，由此起作用的轴向支撑表面110a与轴向接触表面209形成接触。为了将铣削刀片固定在刀座204中，将紧固构件300拧入到通孔210中，使得端部302的截头圆锥形表面与铣削刀片110的起作用的下接触区域113a形成接触。在所示的实施例中，端部302的截头圆锥形表面将沿线接触活动的下接触区域113a，即，接触交界面呈如在图16中所示的线接触的形式。设置在铣削刀片100的下侧102上的中心凹部116在紧固构件300与下侧102之间提供间隙，使得紧固构件300与铣削刀片100之间的唯一接触是沿线接触的。优选地，铣削刀具200应当被构造成使得紧固构件300的中心轴线C3与线接触之间的角度在50和75°之间的区间内。
在使用铣削刀具200的铣削操作期间，切削力作用，以进一步将铣削刀片100压入刀座204中。因此，紧固构件300不需要被设定尺寸用以抵抗切削力，而只是为了当铣削刀具200在休息时将铣削刀片100保持到位。
本发明不限于所公开的实施例，而是可以在本发明所要求保护的范围内变化和修改。例如，铣削刀片不需要是可转位的，而是也可以是包括单个主切削刃部的铣削刀片。在这种情况下，铣削刀片仅需要包括一个下接触区域、一个上接触区域、一个轴向支撑表面和一个锁定槽。
铣削刀片的主切削刃部可以是弯曲的，而不是如在所示实施例中那样的直的刀刃部。特别地，主切削刃部可以在上延伸平面PU中看是略微凸起的。主切削刃部仍然基本上与纵向方向平行地延伸，但可能会发生与平行设计的轻微偏差。
铣削刀片的所述至少一个下接触区域不需要是凹部的形式。替代地，下接触区域能够是紧固构件构造为压靠的平坦表面的形式。特别地，这可能是当铣削刀片不是可转位的铣削刀片时的情况，使得下侧形成有横向地位于纵向中间平面的外侧的仅一个锁定槽。在这种情况下，能够在铣削刀片与紧固构件之间实现足够大的接触交界面而不形成凹部。
铣削刀片的上接触区域和刀具本体的顶部支撑构件可以具有不同的构造，只要形成稳定的支撑即可，该支撑优选呈顶部支撑构件与上接触区域之间的线接触的形式。期望线接触实现刀具本体的顶部支撑构件与铣削刀片的上接触区域之间的初始预定接触线。然而，由于通常由钢制成的刀具本体的弹性，当接触区域以增加的力被向上推靠支撑构件时，实际上将会在顶部支撑构件与上接触区域之间产生表面接触。
紧固构件不一定是螺钉的形式。也可以是例如张力杆(诸如弹簧加载的杆)、或楔型构件、或在本领域中已知的任何其它合适的紧固构件。
附图标记列表
100 铣削刀片
101 上侧
102 下侧
103 切屑表面
104 侧表面
105a，b 主间隙表面
106a，b 辅助间隙表面
107 切削刃
108a，b 主切削刃部
109a，b 辅助切削刃部
110a，b 轴向支撑表面
111a，b 锁定槽
112a 最外壁
113a，b 下接触区域
114a，b 上接触区域
115a，b 切屑形成表面
116 中央凹部
117a 最内壁
200 铣削刀具
201 刀具本体
202 前端
203 后端
204 刀座
205 外周表面
206 切屑槽
207 顶部支撑构件
208 锁定脊
209 轴向接触表面
210 通孔
211 空的空间
212 接触表面
213 内接触表面
214 外接触表面
300 紧固构件
301 螺纹部
302 端部
PU 上延伸平面
PL 下延伸平面
PM 纵向中间平面
C1 中心轴线
C2 中心旋转轴线
C3 中心轴线
R 旋转方向
b 底边
h 高度
hL 高度
d 深度
α 角度
β 角度
γ 角度
θ 角度

Claims (22)

1.一种铣削刀片(100)，包括：
-上侧(101)，所述上侧限定上延伸平面(PU)并且包括切屑表面(103)，
-下侧(102)，所述下侧限定与所述上延伸平面(PU)平行的下延伸平面(PL)，
-侧表面(104)，所述侧表面围绕所述铣削刀片(100)的外周在所述上侧(101)与所述下侧(102)之间延伸，并且包括至少一个主间隙表面(105a，105b)和至少一个辅助间隙表面(106a，106b)，
-切削刃(107)，所述切削刃包括：主切削刃部(108a，108b)，所述主切削刃部形成在所述主间隙表面(105a，105b)与所述切屑表面(103)之间；和辅助切削刃部(109a，109b)，所述辅助切削刃部形成在所述辅助间隙表面(106a，106b)与所述切屑表面(103)之间，
其中，所述上侧(101)具有平行四边形的基本形状，其中底边b限定沿所述主切削刃部(108a，108b)的纵向方向，并且高度h限定与所述纵向方向垂直的横向方向，
其中，所述铣削刀片(100)的纵向中间平面(PM)被限定为与所述上延伸平面(PU)垂直地在所述纵向方向上延伸并且横向地位于所述高度h的一半处，
其中，所述侧表面(104)包括轴向支撑表面(110a，110b)，所述轴向支撑表面纵向地定位成与所述辅助切削刃部(109a，109b)相对，并且在所述上延伸平面(PU)中看，其相对于所述纵向中间平面(PM)成锐角α，
其特征在于
所述下侧(102)包括锁定槽(111a，111b)，所述锁定槽在所述纵向中间平面(PM)的外侧沿整个所述铣削刀片(100)在所述纵向方向上延伸，并且所述锁定槽具有最外壁(112a)，所述最外壁横向地位于所述轴向支撑表面(110a，110b)的外侧，所述下侧(102)进一步包括下接触区域(113a，113b)，所述下接触区域形成用以支承在紧固构件(300)上，所述下接触区域(113a，113b)横向地形成在所述纵向中间平面(PM)的内侧，并且所述上侧(101)包括上接触区域(114a，114b)，所述上接触区域横向地位于所述纵向中间平面(PM)与所述下接触区域(113a，113b)之间，所述上接触区域(114a，114b)被构造用以支承在刀具本体(201)的顶部支撑构件(207)上，所述铣削刀片(100)能够安装于刀具本体。
2.根据权利要求1所述的铣削刀片(100)，其中，所述下接触区域(113a，113b)包括凹部，所述凹部相对于所述下延伸平面(PL)形成。
3.根据权利要求1或2所述的铣削刀片(100)，其中，所述上接触区域(114a，114b)包括平坦表面，所述平坦表面在所述纵向方向上延伸并且相对于所述上延伸平面(PU)以0-45°的角度β横向地倾斜。
4.根据权利要求1或2所述的铣削刀片(100)，其中，所述上接触区域(114a，114b)包括凸形表面。
5.根据权利要求1或2所述的铣削刀片(100)，其中，所述铣削刀片(100)成形为使得所述平行四边形的所述底边b和所述高度h满足关系h<b≤3h。
6.根据权利要求1或2所述的铣削刀片(100)，其中，所述锁定槽(111a，111b)的宽度w在范围0.15hL≤w≤0.40hL内，其中，hL是在所述横向方向上测量的所述下侧(102)的高度。
7.根据权利要求1或2所述的铣削刀片(100)，其中，所述锁定槽(111a，111b)具有最内壁(117a)，所述锁定槽(111a，111b)的所述最外壁(112a)与所述最内壁(117a)之间测量的总角度θ在范围50°-100°内。
8.根据权利要求1或2所述的铣削刀片，其中，所述锁定槽(111a，111b)的深度d在范围0.3w≤d≤0.7w内，其中w是所述锁定槽(111a，111b)的宽度。
9.根据权利要求1或2所述的铣削刀片(100)，其中，所述铣削刀片(100)是能够转位的，具有两个相对的主切削刃部(108a，108b)和两个相对的辅助切削刃部(109a，109b)。
10.根据权利要求1或2所述的铣削刀片(100)，其中，所述上侧(101)包括切屑形成表面(115a，115b)。
11.根据权利要求5所述的铣削刀片(100)，其中，所述底边b和所述高度h满足关系1.5h<b≤3h。
12.根据权利要求7所述的铣削刀片(100)，其中，总角度θ在范围60°-90°内。
13.根据权利要求7所述的铣削刀片(100)，其中，总角度θ范围60°-80°内。
14.一种铣削刀具(200)，包括：
-刀具本体(201)，所述刀具本体包括前端(202)和后端(203)，中心旋转轴线(C2)在所述前端与所述后端之间延伸，所述刀具(200)则能够围绕所述中心旋转轴线在旋转方向(R)上旋转，并且在所述前端(202)与在所述刀具本体(201)的所述前端(202)和所述后端(203)之间延伸的外周表面(205)之间的过渡部中形成有至少一个刀座(204)，在所述至少一个刀座(204)的前方就旋转方向而言设置有切屑槽(206)和顶部支撑构件(207)，
-至少一个铣削刀片(100)，所述至少一个铣削刀片牢固地安装在所述至少一个刀座(204)中，所述铣削刀片包括：
-上侧(101)，所述上侧限定上延伸平面(PU)并且包括切屑表面(103)，
-下侧(102)，
-侧表面(104)，所述侧表面围绕所述铣削刀片(100)的外周在所述上侧(101)与所述下侧(102)之间延伸，并且包括至少一个主间隙表面(105a，105b)和至少一个辅助间隙表面(106a，106b)，
-切削刃(107)，所述切削刃包括：主切削刃部(108a，108b)，所述主切削刃部形成在所述主间隙表面(105a，105b)与所述切屑表面(103)之间；和辅助切削刃部(109a，109b)，所述辅助切削刃部形成在所述辅助间隙表面(106a，106b)与所述切屑表面(103)之间，
其中，所述上侧(101)具有平行四边形的基本形状，其中底边(b)限定沿所述主切削刃部(108a，108b)的纵向方向，并且高度(h)限定与所述纵向方向垂直的横向方向，
其中，所述铣削刀片(100)的纵向中间平面(PM)被限定为与所述上延伸平面(PU)垂直地在所述纵向方向上延伸并且横向地位于所述高度(h)的一半处，
其中，所述侧表面(104)包括轴向支撑表面(110a，110b)，所述轴向支撑表面纵向地定位成与所述辅助切削刃部(109a，109b)相对，并且在所述上延伸平面(PU)中看，其相对于所述纵向中间平面(PM)成角度(α)，
其特征在于
所述铣削刀片(100)的所述下侧(102)包括呈锁定脊或锁定槽的形式的至少一个第一锁定构件(111a，111b)，所述至少一个第一锁定构件在所述纵向中间平面(PM)的外侧沿整个所述铣削刀片(100)在所述纵向方向上延伸，并且所述至少一个第一锁定构件具有最外壁(112a)，所述最外壁横向地位于所述轴向支撑表面(110a，110b)的外侧，
所述刀座(204)包括第二锁定构件(208)，所述第二锁定构件适合于与所述第一锁定构件(111a，111b)接合，
在所述刀具本体(201)中，在所述刀座(204)的后面就旋转方向而言设置有通孔(210)，所述通孔(210)在所述刀座(204)中具有孔口，并且
所述铣削刀具(200)进一步包括紧固构件(300)，所述紧固构件延伸穿过所述通孔(210)并且支承在设置于所述铣削刀片(100)的所述下侧(102)上的下接触区域(113a，113b)上，由此所述紧固构件(300)一方面将设置在所述铣削刀片(100)的所述上侧(101)上的上接触区域(114a，114b)压靠于所述刀具本体(201)的所述顶部支撑构件(207)，使得所述第二锁定构件(208)与所述第一锁定构件(111a，111b)锁定并形成用于所述铣削刀片(100)的径向支撑，并且所述紧固构件另一方面将所述铣削刀片(100)的所述轴向支撑表面(110a，110b)压靠于设置在所述刀座(204)中的轴向接触表面(209)。
15.根据权利要求14所述的铣削刀具(200)，其中，所述下接触区域(113a，113b)横向地设置在所述铣削刀片(100)的所述纵向中间平面(PM)的内侧。
16.根据权利要求15所述的铣削刀具(200)，其中，所述上接触区域(114a，114b)横向地位于所述纵向中间平面(PM)与所述下接触区域(113a，113b)之间。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的铣削刀具(200)，其中，所述铣削刀具(200)被构造成使得所述顶部支撑构件(207)与所述铣削刀片(100)的所述上接触区域(114a，114b)之间的接触交界面呈在所述铣削刀片(100)的所述纵向方向上延伸的线接触的形式。
18.根据权利要求14或15所述的铣削刀具(200)，其中，用于接收所述紧固构件(300)的所述通孔(210)形成为相对于与所述刀具本体(201)的所述中心旋转轴线(C2)垂直的径向平面成0°-20°的角度γ。
19.根据权利要求14或15所述的铣削刀具(200)，其中，所述铣削刀具(200)被构造成使得所述紧固构件(300)与所述下接触区域(113a，113b)之间的接触交界面呈线接触的形式。
20.根据权利要求14或15所述的铣削刀具(200)，其中，所述第一锁定构件(111a，111b)具有最内壁(117a)，并且其中，所述最外壁(112a)和所述最内壁(117a)两者都与所述第二锁定构件(208)接触。
21.根据权利要求14或15所述的铣削刀具(200)，其中，在所述刀具本体(201)中，在所述铣削刀片(100)的径向内侧设置有空的空间(211)并且所述空的空间与所述刀座(204)相关联，使得所述铣削刀片(100)的与所述主间隙表面(105a，105b)相对的所述侧表面(104)不与所述刀具本体(201)接触。
22.根据权利要求14所述的铣削刀具(200)，其中，所述角度(α)是锐角。
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