CN107810074B - 刀具、切削刀片和压实的粉末部件 - Google Patents
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Abstract
一种用于去屑加工的刀具，包括刀具主体(201)和至少一个牢固地安装在所述刀具主体的刀片座中的切削刀片。所述切削刀片包括上侧和指向所述刀片座的底部接触表面(206)的相对的下侧，其中所述切削刀片通过将两个压实的粉末部件烧结在一起而形成，所述部件中的一个部件在烧结之后形成上部(108)并且另一个形成下部(109)，假想平面(PI)被定义在所述下部和所述上部之间。侧表面(103)绕所述切削刀片的周界在所述上侧和下侧(102)之间延伸，并且至少一个切削刃形成在所述上侧和侧表面之间的过渡部中。所述刀具被构造成使得所述刀具主体沿着所述侧表面的上部仅在所述假想平面的上方接触所述切削刀片的侧表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于去屑加工的刀具，其包括刀具主体和至少一个切削刀片，切削刀片以及压实的粉末部件。特别地但非排它性地是，本发明涉及一种铣削刀具，用于铣削刀具中的切削刀片以及形成这种切削刀片的上部的压实的粉末部件。
在本公开中，正切削刀片是这样的切削刀片，其中切削刃下方的间隙表面相对于切削刀片的上延伸平面以锐角内角形成。换句话说，间隙表面从切削刀片的上侧向内倾斜。负切削刀片是这样的切削刀片，其中间隙表面相对于所述平面以直角内角或钝角内角形成。换句话说，间隙表面从切削刀片的上侧以直角延伸或向外倾斜。
压实的粉末部件在本文中应理解为由粉末和各种添加剂，如粘合剂、抗絮凝剂和润滑剂制造并在高压下压实的部件。
背景技术
用于金属工件的去屑加工的刀具通常由能够旋转的刀具主体和由硬质合金、陶瓷或其它硬质材料制成的多个可更换的切削刀片组成。由于切削刀片在刀具中使用时受到显著的磨损，为了延长切削刀片的使用寿命，期望刀片具有尽可能多的刀刃。因此，切削刀片通常制成双面的，切削刃沿着刀片的上侧和下侧两者形成，因此每个刀片的切削刃的数量加倍。
然而，双面切削刀片可能具有复杂的几何形状，使得难以使用简单的冲压工艺，特别是单轴冲压工艺制造。相反，可能需要更先进的多轴冲压工艺，从而增加了制造切削刀片的复杂性和成本。为了克服这个问题，已经开发了这样的制造方法，其中切削刀片通过单独的上部压实的粉末部件和下部压实的末部件的单轴冲压而被压制，然后它们被烧结在一起，以形成双面切削刀片。
EP0365505公开了由两个烧结在一起的压实的粉末部件制造的切削刀片。每个压实的粉末部件设置有一组接合构件，用于在将部件烧结在一起之前防止部件的相对运动。
WO2014081011公开了一种用于去屑加工的刀具和一种用于安装在这种刀具中的切削刀片，其中该切削刀片通过将两个压实的粉末部件烧结在一起而制成。切削刀片是双面的，并设置有腰形侧表面，使得其具有正的基本形状。每个压实的粉末部件设置有一组接合构件，用于防止部件的相对运动。
尽管在EP0365505和WO2014081011中公开的单独的压实的粉末部件设置有接合构件，但由两个烧结在一起的压实的粉末部件制造的切削刀片倾向于具有几何缺陷。这种缺陷是由于形成切削刀片的两个部件的轻微错位以及由烧结引起的误差引起的。因此，切削刀片的对称性受到影响，并且当安装在刀具主体的刀片座中时，难以实现切削刀片的精确定位。补偿这种缺陷的一种方式是在烧结之后研磨切削刀片，但这是一个昂贵且耗时的过程，其增加了切削刀片的最终成本。此外，研磨会增加生产期间产生的废料的量并且难以更新。因此，期望找到一种解决方案，通过该方案，由烧结在一起的两个部件形成的切削刀片可以在用于去屑加工的刀具中使用，在无需在烧结之后进行额外的研磨。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种能够克服上述问题的解决方案。具体而言，一个目的是提供一种用于去屑加工的刀具，其中通过将两个部件烧结在一起而形成的切削刀片能够在烧结之后直接使用，而无需额外的研磨操作并且不损害当安装在刀具主体中时的切削刀片的定位精度以及切削刀片的稳定性。另一个目的是提供一种切削刀片，该切削刀片通过将两个压实的粉末部件烧结在一起而制造，并且适合于在无需额外的研磨操作的情况下用于去屑加工的刀具中。
至少主要目的通过用于去屑加工的刀具实现，所述刀具包括：
-刀具主体，所述刀具主体包括前端和后端，中央旋转轴线在所述前端和后端之间延伸，所述刀具能够绕该中央旋转轴线在旋转方向上旋转，并且至少一个刀片座形成在所述前端和包络表面之间的过渡部中，所述包络表面在刀具主体的前端和后端之间延伸，所述至少一个刀片座包括底部接触表面；
-至少一个切削刀片，所述切削刀片牢固地安装在所述至少一个刀片座中，其包括：
-上侧和相对的下侧，中心轴线在所述上侧和所述下侧之间延伸，其中所述下侧包括指向刀片座的底部接触表面的底部支承表面，其中所述上侧包括前刀面，并且其中切削刀片是通过将两个压实的粉末部件烧结在一起而形成的，在烧结之后，其中的一个部件形成上部，另一个部件形成下部，在下部和上部之间限定垂直于中心轴线的假想平面，
-侧表面，所述侧表面绕切削刀片的周界在所述上侧和所述下侧之间延伸，
-至少一个切削刃，所述至少一个切削刃形成在所述上侧和侧表面之间的过渡部中。
该刀具的特征在于，所述刀具被构造成使得刀具主体沿着其侧表面的上部仅在切削刀片的假想平面上方接触切削刀片的侧表面。
根据本发明的刀具被构造成使得安装在其中的切削刀片仅在刀具的轴向和径向方向上沿其上部受到支承，起作用的切削刃也位于该上部上。因此，切削刀片的下部沿着其底部支承表面仅仅与刀具主体接触，而在侧表面的下部周围提供间隙。这意味着当安装在刀具主体中时，切削刀片的下部的功能是垫片的功能。由此，上部和下部之间的轻微错位不会影响切削刀片在刀具主体内的定位。换句话说，在刀具中使用烧结切削刀片之前，不需要进行昂贵且耗时的研磨操作。由此，能够在不影响最终刀具的公差的情况下提高制造工艺的成本效率。
根据本发明的这个方面的一个实施例，切削刀片的侧表面是腰形的，其腰部以所述假想平面为中心。腰形的侧表面可以是成角度表面的形式，使得切削刀片的横截面面积朝向假想平面逐渐减小，例如用于双面正切削刀片。也可以是其中形成有不连续的凹进的侧表面的形式，例如，在双面负切削刀片的情况下。在双面正切削刀片的情况下，腰部提供间隙，并且在双面负切削刀片的情况下，腰部可以用于延长用来在将刀具主体中支承切削刀片的支承表面，如下面进一步描述的那样。
根据本发明该方面的一个实施例，刀具主体设置有轴向接触表面和径向接触表面，该轴向接触表面和径向接触表面被构造用以沿着切屑刀片的侧表面的上部支承切削刀片。无论切削刀片的形状如何，在刀具的操作期间，一个轴向接触表面和一个径向接触表面就足以完全支承切削刀片与底部接触表面。
根据本发明该方面的一个实施例，切削刀片的侧表面设置有凹进，所述凹进以所述假想平面为中心并且绕切削刀片的周围延伸，并且刀具主体的接触表面被构造用以沿着设置在所述凹进内的至少一个支承表面接触切削刀片。例如，在该实施例中，切削刀片可以形成为双面的负切削刀片。通过在凹进内设置支承表面，可以增加其长度，使得整个支承表面面积增加，特别是用于沿着上侧具有大量切削刃的切削刀片。因此，凹入的支承表面(可以是圆化的或平面的)用于改善切削刀片在刀具主体的刀片座中的定位，并防止切削刀片在刀片座内的旋转。将支承表面放置在凹进中还独立于支承表面给予间隙表面更多的设计自由度。此外，如果在刀具操作期间在起作用的切削刃中发生故障，则该凹进有助于在不影响切削刀片的其余部分的情况下隔离切削刃的故障。
根据本发明该方面的一个实施例，所述凹进具有在上侧和下侧之间测量的切削刀片的高度h的10％-80％，优选地为25％-60％的宽度。切削刀片的高度h也被称为切削刀片的厚度。凹进的期望宽度取决于切削刀片的总高度/厚度。太宽的凹进会降低切削刀片的强度，而太窄的凹进不会为支承表面留下足够的空间。凹进应优选地具有至少0.1毫米的深度。凹进的最大深度取决于切削刀片的尺寸，因为相对于切削刀片的尺寸而言太深的凹进会削弱切削刀片的强度。因此，凹进的深度优选地不超过最大内切圆(IC)的直径的10％，这个最大内切圆将嵌入切削刀片内或者触碰到刀片的所有刃。
根据本发明的这个方面的一个实施例，在切削刀片的侧表面中设置凹槽，该凹槽以假想平面为中心并且绕切削刀片的周围延伸。所述凹槽确保在所述凹槽与刀具主体之间设置间隙，使得即使刀具主体包括越过将所述侧表面的上部与下部分离的假想平面的接触表面，切削刀片的下部也不与刀具主体接触。为此目的，凹槽优选是连续的并且一直到达切削刀片的周围。在制造切削刀片期间产生的错位和烧结误差被“隐藏”在凹槽中，并且因此不影响切削刀片在刀具主体内的定位。
根据本发明该方面的一个实施例，所述凹槽具有宽度，所述宽度在0.1毫米与切削刀片的高度h的20％之间，优选地是在0.2毫米与所述高度的10％之间。利用至少0.1毫米的宽度，确保实现期望的效果。通过不超过切削刀片的高度h(即厚度)的20％，优选地是10％，为形成在凹槽上方的支承表面留下足够的空间。该凹槽具有深度，所述深度在0.05毫米与切削刀片的尺寸10％之间，优选地是在0.05毫米与切削刀片的尺寸2％之间。切削刀片的尺寸在这里被定义为将嵌入切削刀片内部或者触碰到刀片的所有刃的最大的内切圆(IC)的直径。
根据本发明该方面的一个实施例，所述假想平面在切削刀片的上侧和下侧之间的一半延伸。因此，上部和下部同样厚，这简化了切削刀片的制造，并且还有助于精确定位在用于双面切削刀片的刀具主体中。
根据本发明的另一方面，至少上面定义的主要目的是通过用于安装在去屑加工的刀具中的切削刀片实现的，该切削刀片包括：
-上侧和相对的下侧，中心轴线在所述上侧和所述下侧之间延伸，其中上侧包括前刀面，并且其中下侧包括用于接触刀具主体的底部接触表面的底部支承表面，
-侧表面，所述侧表面绕切削刀片的周界在所述上侧和所述下侧之间延伸，
-至少一个切削刃，所述至少一个切削刃形成在所述上侧和侧表面之间的过渡部中，
其中所述切削刀片通过将两个压实的粉末部件烧结在一起而形成，所述压实的粉末部件中的一个在烧结之后形成上部，另一个形成下部，在所述下部与上部之间限定垂直于中心轴线的假想平面。
所述切削刀片的特征在于，在侧表面中设置有凹槽，所述凹槽以假想平面为中心并且绕切削刀片的周围延伸。
根据本发明的切削刀片包括凹槽，该凹槽使得能够将切削刀片安装在刀具主体中，在切削刀片的侧表面的下部与刀具主体之间设置有间隙。由于该间隙，上部和下部之间的可能的烧结误差和错位不会影响切削刀片在刀具主体内的定位。因此，消除了在烧结之后研磨切削刀片的需要，并且因此制造工艺快速并且成本高效。
以上结合所提出的刀具描述了这些实施例的优点和有利特征。
如果设置有凹进，则凹进优选地具有至少为0.1毫米的深度，以及如上所述的最大深度。
根据本发明的这个方面的一个实施例，所述凹进包括多个支承表面，所述多个支承表面被构造成与设置在刀具主体中的接触表面接触，所述支承表面形成为与中心轴线具有最大±15°角度偏离。当切削刀片安装在刀具主体中时，这确保了稳定的支承。优选地是，支承表面与中心轴线平行或基本平行地延伸。
根据本发明该方面的一个实施例，切削刀片设置有至少一个内腔，使得切削刀片至少部分中空。内腔减少了制造切削刀片所需的材料的量，从而减少了刀片的重量。减少的重量又降低了运输成本和环境影响。
根据本发明该方面的一个实施例，从所述至少一个内腔中的每一个内腔设置至少一个通道，所述通道在侧表面中或者在内周围表面中具有孔口，所述孔口界定形成在切削刀片中的中心通孔。通道用于高温烧结期间的压力平衡，并且可以防止切削刀片中形成裂纹。
根据本发明该方面的一个实施例，切削刀片是下侧与上侧相同的双面的。与单面切削刀片相比，这使得能够使用的切削刃的数量增加了一倍，并且因此使用寿命也加倍。
根据本发明的另一方面，至少上面定义的主要目的是通过与所提出的切削刀片的上部对应的压实的粉末部件来实现的，该压实的粉末部件包括：
-顶侧和交界面侧，中心轴线在所述顶侧和所述交界面侧之间延伸，其中顶侧旨在形成切削刀片的上侧，并且其中交界面侧旨在邻接对应的压实的粉末部件的交界面侧，
-周界表面，所述周界表面在顶侧和交界面侧之间延伸，
其中所述压实的粉末部件包括周向台阶，所述周向台阶形成在所述周界表面和所述交界面侧之间的过渡部中，使得在所述交界面侧处的、处于台阶下方的切削刀片的周长小于台阶上方的周长。
设置在压实的粉末部件的侧表面中的台阶确保烧结之后的最终切削刀片形成有凹槽，所述凹槽在上部和下部之间绕切削刀片的周围延伸，因此提供上述优点。
根据本发明该方面的一个实施例，交界面侧是平坦的。利用没有接合构件的平坦的交界面侧，能够使用现代机器人技术在两个压实的粉末部件的定位方面实现足够的精度。接合构件的缺少消除了在机器人将交界面侧相互定位期间由于压实的粉末部件上的接合构件的错位和不匹配而导致的问题的风险。
根据本发明该方面的一个实施例，交界面侧形成有至少一个接合构件，该至少一个接合构件被构造用以与对应的压实的粉末部件的对应的接合构件接合，诸如用以防止两个压实的粉末部件的相对运动。接合构件将这些部件保持在一起，直到它们被烧结为止，并且因此防止由于例如烧结之前的振动而造成的部件的分离。
本发明的其它有利特征和优点将从以下详细描述中显现。
附图说明
下面将参照附图通过示例来描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的第一实施例的切削刀片的透视图，
图2示出了图1中的切削刀片的顶视图，
图3示出了沿着图2中的线III-III的横截面，
图4示出了图3中的切削刀片的分解图，
图5示出了根据本发明的第二实施例的切削刀片的侧视图，
图6示出了沿着图5中的线VI-VI的详细横截面，
图7示出了用于形成图5中的切削刀片的上部的压实的粉末部件的透视图，
图8示出了根据本发明的实施例的刀具的透视图，
图9示出了图8中的刀具的侧视图，
图10示出了图8中的刀具的局部分解图，
图11a示出了沿着图8中的线XI-XI的横截面，
图11b示出了用于刀具的稍微不同的构造的沿着图8中的线XI-XI的横截面，
图12示出了用于形成图1中所示切削刀片的压实的粉末部件的透视图，
图13示出了根据本发明的实施例的压实的粉末部件的透视图，
图14示出了根据本发明的另一实施例的压实的粉末部件的透视图，
图15示出了根据本发明的又一实施例的压实的粉末部件的透视图，和
图16示出了如图1中的具有错位的上部与下部的切削刀片的透视部分。
具体实施方式
图1-3中示出了根据本发明的第一实施例的切削刀片100。切削刀片是双面的且具有多边形基本形状的负的刀片，并且包括限定上延伸平面PU的上侧101和限定与上延伸平面PU平行的下延伸平面PL的相同的下侧102。中心轴线C2垂直延伸穿过上延伸平面PU和下延伸平面PL。上侧101和下侧102通过侧表面103连接，所述侧表面103包括多个间隙表面104。在上侧周围，七个相同且可交替使用的切削刃105在侧表面和上侧之间的过渡部中延伸。同样，切削刃绕切削刀片的下侧延伸。
如图4中所示，根据本发明的切削刀片通过将两个压实的粉末部件106、107烧结在一起而形成，这将在下面进一步讨论。在所示的实施例中，两个压实的粉末部件106、107是相同的。在烧结之后，一个部件106形成切削刀片的上部108，另一个部件107形成切削刀片的相同的下部109。在下部109和上部108之间，在上侧101和下侧102之间的一半，假想平面PI垂直于中心轴线C2延伸。侧表面103是以所述假想平面PI为中心的腰形。在第一实施例中，腰部是形成在侧表面103中且绕切削刀片100的周围延伸的凹进110的形式。凹进110在此包括在假想平面PI的两侧上的、与中心轴线C2平行的平坦或基本上平坦的支承表面111a、111b。支承表面111a、111b旨在接触其中安装了切削刀片的刀具主体的轴向接触表面和径向接触表面，这将在下面详细解释。倾斜的过渡表面112a、112b界定凹进110并将它们连接到间隙表面104。
此外，在凹进110中以假想平面PI为中心形成凹槽113。凹槽113绕切削刀片100的周围延伸。凹进110(包括凹槽113和位于凹槽113两侧的平坦支承表面111a、111b而不是倾斜的过渡表面112a、112b)具有宽度W凹进，所述宽度W凹进为从上延伸平面PU到下延伸平面PL所测量的切削刀片100的总高度h的大约40％。
在第一实施例中，每个切削刃105包括基本上直线形的去屑主切削刃部105a和形成为表面擦拭刃的第一辅助切削刃部和第二辅助切削刃部105b、105c。第一辅助切削刃部105b在这里被构造用以当切削刀片以相对小的第一进入角度κ安装在铣削刀具中时充当表面擦拭辅助刃。如果切削刀片100相反以大于第一进入角度的第二进入角度κ安装在铣削刀具中，则第一辅助切削刃部105b充当角部刃，而在该进入角度下的第二辅助切削刃部105c被构造用以充当表面擦拭辅助刃。因此，根据该实施例的铣削刀片可以用于两个不同的进入角度。
切削刀片100还包括平行于上延伸平面PU延伸的凹进的上基面114。上前刀面126在上切削刃105和上基面114之间的区域中延伸。下侧102包括底部支承表面116，该底部支承表面116被构造成抵靠刀具主体中的底部接触表面，如将在下面详细描述的那样。
切削刀片100还设置有螺钉孔117，以接纳用于将切削刀片安装在刀具主体中的螺钉。当然可以使用替代的安装方式，因此消除对螺钉孔的需要。
切削刀片100能够转位到不同的转位位置。在一个转位位置中，上切削刃105中的一个进行切削，其中底部支承表面116搁置在铣削刀具主体的刀片座的底部接触表面上。在另一个转位位置处，绕下侧102延伸的多个下切削刃中的一个进行切削，其中上侧搁置在刀片座的底部接触表面上。
图5-6中示出了根据本发明的第二实施例的切削刀片100。应指出的是，在所有公开的实施例中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。在该实施例中，切削刀片100是正的双面切削刀片。它具有限定上延伸平面PU的圆形上侧101和限定平行于上延伸平面PU的下延伸平面PL的相同下侧102。中心轴线C2垂直延伸穿过上延伸平面PU和下延伸平面PL。上侧101和下侧102由侧表面103连接。圆形切削刃105在上侧101周围延伸。切削刀片100能够旋转到不同的切削位置或转位位置。
同样，在该实施例中，切削刀片100通过将两个相同的压实的粉末部件106烧结在一起而形成，如图7中所示的那样。在烧结之后，压实的粉末部件106中的一个形成上部108，而另一个部件形成下部109。在下部109与上部108之间，在上侧101与下侧102之间的一半，假想平面PI垂直于中心轴线C2延伸。侧表面103是腰形的，其中腰部以所述假想平面PI为中心。在第二实施例中，通过使侧表面朝向假想平面PI倾斜而设置腰形，使得切削刀片100的截面面积朝向假想平面PI逐渐减小。因此，上部108和下部109中的每一个都具有截头圆锥的形状。在假想平面PI的中心，设置了绕切削刀片100的周围延伸的凹槽113。凹槽113具有0.2毫米的宽度w凹槽，其大约是其深度d凹槽尺寸的两倍，如图6中所示。
图8-11中示出了根据本发明的实施例的用于去屑加工的刀具200。刀具200是包括刀具主体201和根据上述第一实施例的多个切削刀片100的铣削刀具。刀具主体201包括前端202和后端203，中心旋转轴线C1在该前端202和后端203之间延伸。刀具200能够绕中心旋转轴线C1在旋转方向R上旋转，并且包络表面204与轴线C1同心。在前端202和包络表面204之间的过渡部中形成有若干个刀片座205。每个刀片座205包括底部接触表面206和两个侧接触表面207、208，设置在切削刀片100的下侧上的底部支承表面116抵靠在该底部接触表面206上，两个凹入的支承表面111a抵靠在该侧接触表面207、208上，从而在刀具200的轴向方向以及径向方向上提供支承。在刀具200的旋转方向R上在刀片座205前方设置切屑凹座209。切削刀片100通过螺钉300牢固且可拆卸地安装在刀片座205中。
根据本发明的刀具200被构造成使得刀具主体201沿着切削刀片的侧表面103的上部仅在切削刀片100的假想平面PI上方接触切削刀片100的侧表面103。因此，轴向接触表面207和径向接触表面208的形式的侧接触表面207、208被构造用以接触设置在切削刀片100的上部108上的凹入的支承表面111a。在侧表面103的下部和刀具主体201之间设置有间隙。
在一个实施例中，如图11a中所示，通过设置在切削刀片100的侧表面103中的凹槽113来确保间隙。轴向接触表面207不会越过假想平面PI/达到假想平面PI的下方，而是凹槽为可能的制造误差等提供余量。因此，即使轴向接触表面会越过假想平面PI，刀具也被构造成使得它不会越过整个凹槽113。
在另一个实施例中，如图11b中所示，通过刀具主体201的接触表面207和切削刀片100的支承表面111a之间的线接触来实现间隙。接触表面207在此倾斜，使得其仅沿着一条线接触切削刀片。由此，在切削刀片100的下部109的侧表面103与刀具主体201之间设置有较大的间隙。
设置在侧表面103的下部与刀具主体201之间的间隙的效果在于，切削刀片100的下部109充当在切削操作中不起作用的并且在刀具200的径向方向和轴向方向上支承切削刀片100的垫片。
当根据图5-6中所示的第二实施例的切削刀片100安装在铣削刀具(未示出)的刀具主体中，切削刀片100以如下方式安装，即：在其下侧102上设置底部支承表面，该底部支承表面搁置在铣削刀具的底部接触表面上。设置在切削刀片100的上部108上的包括起作用的切削刃105的侧表面103搁置在刀具主体中设置的接触表面上。在位于切削刀片100的下部109上的侧表面103的部分与刀具主体之间设置有间隙。因此，刀具主体必须构造成使得在切削刀片100的下部109上的侧表面103和刀具主体之间不存在接触。设置在刀具主体中的接触表面可以被构造用于线接触、点接触或者二维接触。
本发明还涉及压实的粉末部件106，当与另一压实的粉末部件一起烧结时，压实的粉末部件106形成根据本发明的切削刀片100的上部108。图12示出了用于形成根据第一实施例的切削刀片100的这种压实的粉末部件106。压实的粉末部件106包括顶侧125和交界面侧115，中心轴线C2在所述顶侧125和所述交界面侧115之间延伸。在烧结之后，顶侧125旨在形成切削刀片100的上侧101，并且交界面侧115旨在邻接对应的压实的粉末部件(旨在形成切削刀片100的下部109)的交界面侧并且与其接合。周界表面123在顶侧125和交界面侧115之间延伸。垂直于中心轴线C2，压实的粉末部件106具有在从顶侧125沿着压实的粉末部件106的至少一部分朝向交界面侧115的方向上减小的横截面积，使得得到的切削刀片具有如上所述的腰部。在图12所示的实施例中，因此通过在压实的粉末部件106的周界表面123中形成不连续的凹进124来实现横截面积的减小。在周界表面123和交界面侧115之间的过渡部中在压实期间形成周向台阶118，其进一步减小压实的粉末部件106的横截面积和周长。在烧结之后，台阶118和对应的压实的粉末部件的对应台阶一起形成切削刀片100的凹槽113。
根据图13中所示的一个实施例，压实的粉末部件106的交界面侧115能够是平面的形式。在该实施例中，在烧结后形成切削刀片100的两个压实的粉末部件106简单地堆叠在彼此的顶部，而交界面侧115面对彼此。使用现代的拾取和放置机器人，压实的粉末部件106的定位可以足够精确。
根据图14所示的另一个实施例，压实的粉末部件106的交界面侧115包括突起119和凹陷120形式的两个接合构件119、120。接合构件119、120被构造用以与对应的压实的粉末部件的对应的接合构件接合并从而防止两个压实的粉末部件106在烧结之前被运输时的相对运动。这也在图3-4中示出。在具有圆形交界面侧和/或圆形顶侧的压实的粉末部件106的情况下，例如图7中所示，每个压实的粉末部件106具有单个接合构件可能是足够的，从而防止平移相对移动。对于如图1所示的多边形切削刀片，例如如图1所示，可以设置至少两组接合构件119、120，以便还防止压实的粉末部件106的旋转相对移动。
图15中示出了另一个实施例。这里，压实的粉末部件106形成有设置在交界面侧115中的若干凹进121，使得在烧结之后形成的切削刀片100设置有内腔并且是部分中空的。从每个凹进121到压实的粉末部件106的周界表面设置通道122。在烧结之后，通道122具有在切削刀片的侧表面中的孔口。当然，凹进的数量和凹进的设计可以与所示实施例不同。在所示的实施例中，压实的粉末部件也设置有接合构件119、120，例如如上所述，但是这当然不是必需的。
在烧结工艺中，有可能的是：无论接合构件119、120的存在与否，在压实的粉末部件106之间都发生轻微的错位。此外，在烧结之前，当定位压实的粉末部件106时，可能发生错位。图16中示出了上部108和下部109错位的切削刀片100的示例。切削刀片100的上部108相对于下部109旋转地偏移，从而使设置在切削刀片100的下部109上的支承表面111b相对于设置在上部108上的支承表面111a略微旋转。然而，当将错位的切削刀片100安装在根据本发明的刀具200的刀具主体201中时，仅使用设置在切削刀片100的上部108上的支承表面111a，以在其中一个上切削刃105起作用时将切削刀片100支承在刀片座205中。因此，即使切削刀片100具有错位的上部108和下部109，切削刀片100也被精确且稳定地支承在刀片座205中。
根据本发明的切削刀片可以由例如硬质合金，如碳化钨和/或碳化钛、氮化钛、陶瓷或氮化硼制成。压实的粉末部件包括对应的粉末以及可能的添加剂，其在烧结之后形成期望的材料。
本发明不限于所公开的实施例，而是可以在所附权利要求书的范围内进行变化和变型。例如，切削刀片可以是具有仅绕上侧延伸的切削刃的单面的，刀片几何形状可以是正的或负的，并且切削刀片可以形成有不同数目的切削刃，例如八个切削刃或者更多。此外，切削刀片的下部和上部可以不等厚。切削刀片的上侧可以如所示实施例中的那样形成有凹入的上基面和倾斜的前刀面，或者具有包括前刀面的平坦的上侧。此外，切削刀片的侧表面不需要是腰形的。
切削刀片和刀具可以被设计用于刀具的左旋以及用于刀具的右旋。刀具也可以设计用于正的镶装(tipping-in)角度和负的镶装角度以及不同的进入角度。此外，刀具和切削刀片不需要旨在用于铣削操作。尽管以上描述了端面铣削刀具，但是本发明还可以涉及被构造用于其它去屑加工操作(例如肩部铣削、打孔、钻削和车削)的刀具和切削刀片。
Claims (19)
1.一种用于去屑加工的刀具(200)，包括：
-刀具主体(201)，所述刀具主体(201)包括前端(202)和后端(203)，中央旋转轴线(C1)在所述前端(202)和所述后端(203)之间延伸，所述刀具(200)能够绕所述中央旋转轴线(C1)在旋转方向(R)上旋转，并且至少一个刀片座(205)形成在所述前端(202)和包络表面(204)之间的过渡部中，所述包络表面(204)在所述刀具主体(201)的前端(202)和后端(203)之间延伸，所述至少一个刀片座(205)包括底部接触表面(206)；
-至少一个切削刀片(100)，所述至少一个切削刀片(100)被牢固地安装在所述至少一个刀片座(205)中，其包括：
-上侧(101)和相对的下侧(102)，中心轴线(C2)在所述上侧(101)和所述下侧(102)之间延伸，其中所述下侧(102)包括底部支承表面(116)，所述底部支承表面(116)指向所述刀片座(205)的底部接触表面(206)，其中所述上侧(101)包括前刀面(126)，并且其中所述切削刀片(100)通过将两个压实的粉末部件(106、107)烧结在一起而形成，所述部件中的一个部件在烧结之后形成上部(108)，另一个形成下部(109)，在所述下部(109)和所述上部(108)之间限定垂直于所述中心轴线(C2)的假想平面(PI)，
-侧表面(103)，所述侧表面(103)绕所述切削刀片(100)的周界在所述上侧(101)和所述下侧(102)之间延伸，和
-至少一个切削刃(105)，所述至少一个切削刃(105)形成在所述上侧(101)和所述侧表面(103)之间的过渡部中，并且所述切削刀片(100)是双面的，其中，所述下侧(102)与所述上侧(101)相同，
其特征在于
所述刀具被构造成使得所述刀具主体(201)沿所述切削刀片(100)的侧表面(103)的上部仅在所述切削刀片(100)的所述假想平面(PI)上方接触所述切削刀片(100)的侧表面(103)，其中所述刀具主体(201)设置有轴向接触表面(207)和径向接触表面(208)，所述轴向接触表面(207)和所述径向接触表面(208)被构造用以沿着所述切削刀片(100)的侧表面(103)的上部支承所述切削刀片(100)，其中所述切削刀片(100)的侧表面(103)设置有凹进(110)，所述凹进(110)以所述假想平面(PI)为中心并且绕所述切削刀片(100)的周围延伸，并且其中所述刀具主体(201)的所述接触表面(207、208)被构造成沿着设置在所述凹进(110)内的至少一个支承表面(111a)接触所述切削刀片(100)。
2.根据权利要求1所述的刀具，其中所述切削刀片(100)的侧表面(103)是腰形的，其具有以所述假想平面(PI)为中心的腰部。
3.根据权利要求1或2所述的刀具，其中所述凹进(110)具有宽度(W凹进)，所述宽度为所述切削刀片(100)在所述上侧(101)和所述下侧(102)之间测量的高度h的10％-80％。
4.根据权利要求3所述的刀具，其中所述宽度为所述切削刀片(100)在所述上侧(101)和所述下侧(102)之间测量的高度h的25％-60％。
5.根据权利要求1或2所述的刀具，其中在所述切削刀片(100)的侧表面(103)中设置有凹槽(113)，所述凹槽(113)以所述假想平面(PI)为中心并且绕所述切削刀片(100)的周围延伸。
6.根据权利要求5所述的刀具，其中所述凹槽(113)具有宽度(W凹槽)，所述宽度在0.1毫米与所述切削刀片(100)的高度h的20％之间。
7.根据权利要求6所述的刀具，其中所述宽度在0.2毫米与所述高度h的10％之间。
8.根据权利要求1或2所述的刀具，其中所述假想平面(PI)在所述切削刀片(100)的上侧(101)和下侧(102)之间的一半延伸。
9.一种安装在用于去屑加工的刀具(200)中的切削刀片(100)，包括：
-上侧(101)和相对的下侧(102)，中心轴线(C2)在所述上侧(101)和所述下侧(102)之间延伸，其中所述上侧(101)包括前刀面(126)，并且其中所述下侧(102)包括底部支承表面(116)，所述底部支承表面(116)用于接触所述刀具主体(201)的底部接触表面(206)，
-侧表面(103)，所述侧表面(103)绕所述切削刀片(100)的周界在所述上侧(101)和所述下侧(102)之间延伸，和
-至少一个切削刃(105)，所述至少一个切削刃(105)形成在所述上侧(101)和所述侧表面(103)之间的过渡部中，
其中所述切削刀片(100)通过将两个压实的粉末部件(106、107)烧结在一起而形成，所述压实的粉末部件中的一个部件(106)在烧结之后形成上部(108)，并且另一个(107)形成下部(109)，在所述下部(109)和所述上部(108)之间限定垂直于所述中心轴线(C2)的假想平面(PI)，其中所述切削刀片(100)是双面的，其中，所述下侧(102)与所述上侧(101)相同，
其特征在于
凹槽(113)被设置在所述侧表面(103)中，其以所述假想平面(PI)为中心并且绕所述切削刀片(100)的周围延伸，所述凹槽(113)具有宽度(W凹槽)，所述宽度在0.1毫米与所述切削刀片(100)的高度h的20％之间，其中在所述侧表面(103)中设置有凹进(110)，所述凹进(110)以所述假想中心平面(PI)为中心并且绕所述切削刀片(100)的周围延伸，其中所述凹进(110)包括多个支承表面(111a、111b)，所述支承表面(111a、111b)被构造成与设置在刀具主体(201)中的接触表面(207、208)接触，所述支承表面(207、208)形成为与所述中心轴线(C2)具有最大±15°的角度偏离。
10.根据权利要求9所述的切削刀片，其中所述宽度在0.2毫米与所述高度h的10％之间。
11.根据权利要求9所述的切削刀片，其中所述侧表面(103)是腰形的，其具有以所述假想平面(PI)为中心的腰部。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的切削刀片，其中所述凹进(110)具有宽度(W凹进)，所述宽度为所述切削刀片(100)在所述上侧(101)和所述下侧(102)之间测量的高度h的10％-80％。
13.根据权利要求12所述的切削刀片，其中所述宽度为所述切削刀片(100)在所述上侧(101)和所述下侧(102)之间测量的高度h的25-60％。
14.根据权利要求12所述的切削刀片，其中所述宽度至少为0.5毫米。
15.根据权利要求9至11中的任一项所述的切削刀片，其中所述凹槽(113)具有深度(d凹槽)，所述深度(d凹槽)在0.05毫米与所述切削刀片的尺寸的10％之间。
16.根据权利要求15所述的切削刀片，其中所述深度(d凹槽)在0.05毫米与所述尺寸的2％之间。
17.根据权利要求9至11中的任一项所述的切削刀片，其中所述切削刀片(100)设置有至少一个内腔，使得所述切削刀片(100)至少部分地是中空的。
18.根据权利要求17所述的切削刀片，其中从所述至少一个内腔中的每一个内腔设置有至少一个通道，所述通道在所述侧表面中或在内周围表面中具有孔口，所述孔口界定形成在所述切削刀片中的中心通孔。
19.根据权利要求9至11中的任一项所述的切削刀片，其中所述假想平面(PI)在所述切削刀片(100)的上侧(101)和下侧(102)之间的一半延伸。
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