CN108025380A

CN108025380A - 切削刀具和切削刀片

Info

Publication number: CN108025380A
Application number: CN201680055310.0A
Authority: CN
Inventors: 利利安·里梅
Original assignee: Seco Tools AB
Current assignee: Seco Tools AB
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-05-11
Also published as: EP3159090A1; US20180304387A1; WO2017068011A1

Abstract

一种铰孔刀具(21；21')，具有直径(D)和旋转轴线(AR)并且包括刀架本体(43；43')和至少一个单件式可转位铰孔刀片(23)。所述铰孔刀片包括多于一个的切削刃(25A，25B)。所述刀架本体具有刀片夹具(47)，以用于相对于所述刀架本体夹紧所述铰孔刀片。当所述铰孔刀片相对于所述刀架本体的抵接表面(31)被夹紧时，切削刃延伸超出所述刀架本体的周边。所述铰孔刀片包括头部(27)和一体安装部(33)，所述刀架本体具有开口(45)，所述切削刀片的所述一体安装部被布置在该开口(45)中。还公开了一种用于刀具的铰孔刀片。

Description

切削刀具和切削刀片

背景技术及发明内容

本发明总体上涉及切削刀具，并且更具体地是，涉及铰孔刀具。

在具有可更换的切削刀片的大多数切削刀具中，切削刀片安装在刀架本体中的刀片座中，并且通过诸如螺钉的夹紧装置而被夹紧到抵接表面，该夹紧装置穿过切削刀片中的孔延伸到刀架本体中的或中间结构中的内螺纹孔中，诸如在WO 2008/121055 A1中的那样，该中间结构本身被夹紧到形成于在刀架本体上形成的刀片座中的表面。在任一情况下，当期望将切削刀片定位成使得切削刀片的工作切削刃与刀架本体的纵向轴线限定出一定角度，并且使得切削刀片的前刀面和后刀面相对于刀架本体正确地定向时，刀架本体的设计是复杂的。完成的刀架本体通常具有单一功能，诸如用于旋转刀具，例如适合于铰出具有特定直径的孔。夹紧装置的处理是复杂且耗时的，尤其是对于诸如小于11.95mm的小刀具直径而言。权利要求1和8的前序部分所基于的US 2015/158090 A1公开了切削刀片，该切削刀片具有一体安装部。

期望的是提供一种切削刀具，其中，能够简化刀架本体的设计和加工。还期望提供一种切削刀具，其能够铰出比具有可转位刀片的传统铰孔刀具更小的孔，诸如孔直径小于11.95mm。还期望提供一种切削刀具和刀片，其便于转位或更换磨损的刀片。

根据本发明的方面，切削刀具具有直径和旋转轴线，切削刀具包括刀架本体和至少一个单件式可转位切削刀片，切削刀片包括多于一个的切削刃，刀架本体具有刀片夹具，以用于相对于刀架本体夹紧切削刀片，当切削刀片相对于刀架本体的抵接表面被夹紧时，切削刃延伸超出刀具夹具本体的周边，其中，切削刀片包括头部和一体安装部，并且刀架本体具有开口，切削刀片的一体安装部被布置在该开口中。这种刀具构造通常改进切削刀具的处理。一体安装部的纵向轴线垂直或大致垂直于刀具的旋转轴线，以改进刀具精度并且便于切削刀片的调节。

根据本发明的另一方面，一体安装部的长度至少是刀具直径的50％，以增加加工过程的稳定性。

根据本发明的另一方面，一体安装部的纵向轴线与刀具的旋转轴线相交或大致相交，以维持刀具本体稳定性。

根据本发明的另一方面，一体安装部的自由端抵接开口中的可调节的可移动表面，以便于切削刀片的径向调节。

根据本发明的另一方面，一体安装部的自由端是凸V形的并且形成两个倒角部，所述两个倒角部每个与包含一体安装部的纵向轴线的平面形成内锐角，从而使倾斜的抵接成为可能，以便节省空间。

根据本发明的另一方面，刀架本体包括抵接表面，以用于防止切削刀片相对于刀架本体旋转。

根据本发明的另一方面，当切削刀片安装在刀架本体中时，本体通道至少部分地延伸通过刀架本体并且适合于朝向切削刀片引导流体介质，以冲洗走切屑并且冷却切削刀片。

根据本发明的又一方面，一种用于切削刀具的切削刀片包括单件式可转位切削刀片，切削刀片包括：头部，头部具有中间平面和在前刀面和间隙表面的相交部处的多于一个的切削刃；以及一体安装部，一体安装部具有纵向轴线并且连接到头部，其中，中间平面垂直或大致垂直于纵向轴线，并且其中，纵向轴线与间隙表面相交。

根据本发明的另一方面，头部在切削刀片的包含背对安装部的间隙表面的一侧上具有至少两个切削刃，切削刃能够通过绕纵向轴线翻转90°或180°而转位到至少两个位置，这在经济上是有益的。

根据本发明的另一方面，为了最佳地使用刀片材料，头部具有的长度是与轴线AC垂直地测量的尺寸(诸如一体安装部的直径)的1.5至4.0倍大。

根据本发明的另一方面，切削刃相对于与纵向轴线垂直的平面以一定角度部分地向后渐缩。制造切削刃的向后渐缩是为了克服引起尺寸过大和破损的孔。

根据本发明的另一方面，一体安装部的自由端包括一个或多个止挡表面，所述一个或多个止挡表面适合于限定切削刀片的径向位置。

根据本发明的另一方面，一体安装部的自由端是凸V形的并且形成两个倒角部，所述两个倒角部每个与包含一体安装部的纵向轴线的平面形成内锐角，从而使得倾斜的抵接成为可能，以便节省空间。

根据本发明的另一方面，一体安装部具有圆形或非圆形的横截面形状。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细描述，将很好地理解本发明的特征和优点，在附图中相同的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1A是根据本发明的实施例的铰孔刀具的侧视图；图1B是铰孔刀具的放大侧视图；图1C是虚线(phantom)形式的铰孔刀具的端视图；图1D是根据图1B中所示的线D-D的横截面视图；

图2A是根据本发明的另一实施例的铰孔刀具的侧视图；图2B是图2A中所示的铰孔刀具的部分分解透视图；

图3A和图3B分别以侧视图和透视图示出了根据本发明的切削刀片；图3C是切削刀片的底视图；图3D是切削刀片的端视图；并且图3E是切削刀片的顶视图。

附图中的每个图都是按比例绘制的。然而，切削刀具或切削刀片的尺寸可能减小或放大一定量。

具体实施方式

在附图中示出了根据本发明的铰孔刀具21、21'和切削刀片23。铰孔刀具21、21'包括切削刀片23和刀架本体43、43'。除了在相应的刀架本体中输送流体的方式之外，铰孔刀具21、21'是相同的或大致相同的。

在图1A至图1D中所示的铰孔刀具21特别适合用于在工件50中铰出通孔，并且允许流体射流直接冲洗活动切削刃，如由图1A中的虚线箭头所示的那样。本体通道71(以虚线形式示出)可设置成至少部分地延伸通过刀架本体43，并且分支通道73(以虚线形式示出)能够设置在刀架本体中并且经由盖板52下方的开口51离开。当切削刀片127安装在刀架本体14中时，本体通道71和分支通道73能够流动连通，并且例如可用于将冲洗/润滑/冷却流体引入到工件。在图2A和图2B中所示的铰孔刀具21'特别适合用于在工件50中铰出盲孔，并且允许流体射流通过从刀架本体43'的自由端处的一个或多个出口流动而间接地冲洗活动切削刃，以撞击盲孔的底部并且经过切削刀片偏转，如由图2A中的虚线箭头所示的那样。

通常，刀具21、21'具有刀片座，刀片座形成在刀架本体43、43'中，以接纳切削刀片23，并且刀片座的壁形成可能的抵接表面31、32。

切削刀片在前刀面15和间隙表面13的相交部处具有切削刃25A、25B。切削刀片23是可转位的，这意味着其能够相对于刀架本体43移动到两个不同位置，以暴露不同的切削刃25A、25B。切削刀片在切削刀片的同一侧上具有两个切削刃25A、25B，并且能够转位到两个位置。

在图中所示的刀具是铰孔刀具，然而，应该理解的是，本发明不是必需限于涉及铰孔刀具的应用，并且能够在旋转刀具的所有方式中都有应用。应该注意的是，在图1D中，螺钉63和切削刀片未被剖开。

切削刀片23被开发用以最先用于加工金属工件。切削刀片23包括例如矩形或正方形基本形状的板或头部27以及具有假想纵向轴线AC的一体安装部或杆33。当如在图3A中的侧视图中看时，切削刀片可以是保持倒置的T形的，并且一体安装部33可以构成大写字母T的杆并且头部27可以构成大写字母T的臂。切削刀片被制造成单件，即：所谓的单块式的。该单块可具有空腔、孔口或通道(未示出)。切削刀片是可转位的，使得它能够围绕轴线AC翻转180°，以暴露额外的或新的切削刃。

头部27具有：上表面12和下表面13，上表面12和下表面13设置在分开的(例如平行的)平面P1和P2中；以及多个侧表面14A、14B，该多个侧表面14A、14B将所述上表面和下表面连接。切削刀片具有中间平面M，中间平面M在上表面12与下表面13之间延伸并且垂直或大致垂直地延伸通过轴线AC。

当在平面P1处将头部和安装部分开时，头部27可以具有是安装部33的体积1.1至3倍的体积并且因此比安装部更重。

侧表面14A可以比侧表面14B长。每个侧表面14A包括前刀面15。下表面13和前刀面15的相交部形成切削刃25A。切削刃25A和/或25B可以包括第一倒角刃17、第二倒角刃18和第三倒角刃19。每个倒角刃17-19可以是直的或大致直的。

参考图3A，第一倒角刃17可以与中间平面M形成锐角并且与第二倒角刃18形成钝角。第三倒角刃19以在1°至5°的范围内的角度α向后渐缩，使刀具21在前部点处具有比其后部更大的直径。换言之，切削刃25A、25B可相对于与纵向轴线垂直的平面P2以角度α部分地向后渐缩。制造切削刃的向后渐缩是为了克服引起尺寸过大和破损的孔。

工件中的孔的尺寸由倒角刃18和19之间的相交部20产生。参考图3C，切削刃25A、25B可具有其位于相交部20处的最高点。第一倒角刃17可从与第二倒角刃18的相交部倾斜。第二倒角刃18和第三倒角刃19两者均可从相交部20倾斜。如果前刀面15是平面的，则倒角刃17-19可以位于共同的平面中。

下表面13包括几个第一间隙表面13A和第二间隙表面13B，以用于避免在加工期间摩擦抵靠于工件。最大的第二间隙表面13B可以是平面的并且与平面P2重合。然而，间隙表面可以具有其它形状，诸如凹形或凸形的。

断屑器装置16可设置在前刀面15中，以用于在加工期间卷曲切屑。断屑器装置16可以连接到平面支撑表面28，该平面支撑表面28与包含轴线AC的平面平行地延伸并且沿着间隙表面13的中间延伸。当切削刀片安装到刀架本体时，平面支撑表面28可以与抵接表面32接触。

在优选的实施例示例中，侧表面14A是相同的但是为镜像倒置的，使得当切削刀片旋转180°使得一个侧表面14A向外以用于加工时，其具有与另一个侧表面14A相同的几何形状。

参考图3A，侧表面14A关于包含纵向轴线AC的平面可以是不对称的。

倒角刃17和18正在切削材料。通常的“机械加工余量(stock allowance)”或切削深度在工件的孔的径向方向上是0.1至0.3mm。

一体安装部或杆33被居中地安装在上表面12上并且具有纵向轴线AC。纵向轴线AC可以垂直或大致垂直于下表面13或间隙表面。它也可以与刀具的纵向轴线或旋转轴线AR垂直或大致垂直地定位。在工件旋转而刀具静止的应用中，表述“旋转轴线”还包括“刀具轴线”。

头部27的长度L1可以大于沿一体安装部33的轴线AC截取的长度L2，后者是刀具直径D的至少50％。

头部27的长度L1可以是与轴线AC垂直地测量的尺寸(诸如一体安装部33的直径)L3的1.5至4.0倍大。

刀架本体43、43'具有开口45，切削刀片23的杆33意图布置在该开口45中。杆33与切削刀片23成一体并且居中地定位在上表面12上。杆33可以经由平滑表面(诸如辐射表面21)连接到上表面12。纵向轴线AC与间隙表面或下表面13相交。当在根据图3A的侧视图中看时，纵向轴线AC在头部长度L1的约一半处延伸。

杆33的自由端59可以包括一个或多个止挡表面，诸如斜面或倒角部59A、59B。在所示的实施例中，存在两个斜面59A、59B，即，对于每个切削刃16，一个斜面被使用。每个斜面可以是平面的并且可以与纵向轴线AC形成锐角，使得斜面形成倒V形。倒V形的顶部(crest)可以延伸穿过轴线AC并且垂直于轴线AC。替代地是，杆可以在其包络表面内包括一个或多个反应表面，诸如凹部或凹槽，以被紧固装置(未示出)作用。杆不必是圆柱形的，而是可以具有任何非圆形横截面形状(与轴线AC垂直地截取)，诸如多边形、椭圆形或具有数字8形状(未示出)。在后两种情况中的每一种情况下，横截面的最长延伸将定位在与纵向轴线AR平行的方向上，即在此处存在对于特征可用的更多空间。

刀片夹具47被设置用于相对于刀架本体43、43'夹紧切削刀片23。当切削刀片23相对于刀架本体的抵接表面31和/或32被夹紧时，切削刃25A延伸超出刀架本体43的周边。在图1B和图2中所示的实施例中，切削刀片夹具或夹紧楔47包括螺钉49，螺钉49具有外螺纹49A，该外螺纹49A与延伸穿过夹紧楔47的孔51中的内螺纹47A配合。当螺钉49被拧紧在孔51中时，夹紧楔47被拉入孔中并且其平坦(或非平坦)表面47B抵接切削刀片23的一体安装部33的圆柱形表面33A，以将切削刀片拉入刀架本体43中并且通过摩擦来帮助将切削刀片保持在圆柱形开口45中。

在所示的实施例中，刀具21、21'是可旋转刀具，并且切削刀片23的纵向轴线AC垂直或大致垂直于刀具的纵向轴线AR。在该实施例中，安装部与刀具21的旋转轴线AR相交。应该理解的是，刀具不一定需要是可旋转刀具，切削刀片的纵向轴线不需要垂直于刀具的旋转轴线，并且切削刀片的纵向轴线不需要与刀具的旋转轴线相交。然而，当提供这种关系时，能够简化刀具设计操作，因为切削刀片23相对于刀架本体43的位置能够通过在切削刀片23上适当地形成支撑表面28来控制。例如，在图2B中，切削刀片23的支撑表面28被示出为与切削刀片的纵向轴线AC平行的平面限定出约0°的角度，但是可以与其形成非零角度。尽管这里参考的是示出为大致平坦的和平面的支撑表面28，但应理解的是，该表面不需要是平坦的和平面的，并且能够呈任何合适的形式，诸如弯曲的、开槽的或以其它方式成形的。

切削刀片的底端59抵接圆柱形开口45中的可调节的可移动表面61。可移动表面61能够是定位螺钉63的一部分，该定位螺钉63能够拧入刀架本体43、43'中的、处在刀架本体的与开口45大致相反的那一侧上的内螺纹孔65中，因此表面61被布置在该开口的底部处。通过调节定位螺钉63和可移动表面61的位置，能够调节切削刀片23相对于刀架本体的位置。通常，切削刀片23相对于刀架本体的位置将被调节至用于将在工件中的加工出来的孔的期望直径。底端59能够与垂直于安装部的轴线AC的平面形成一定角度，这例如可以用于在刀架本体的比孔与安装部的轴线对准的情况更厚的部分中设置孔65。在图1D中所示的刀具21中，安装部的底端可以抵接可移动表面。类似地是，在所示的刀具21、21'中，切削刀片23的自由端59可以抵接固定表面。

为了讨论的目的参考刀具21、21'，刀具将通常将设置有一个或多个抵接表面31和/或32，以用于帮助防止切削刀片23相对于刀架本体43、43'(例如围绕轴线AC)旋转。通常，刀具21、21'具有刀片座69，刀片座69形成在刀架本体43中，以接纳切削刀片23，并且刀片座的壁形成抵接表面31和32。在切削刀片的调节期间，在抵接表面31与上表面12之间经常存在间隙或将变成间隙。然后，切削刀片将经由支撑表面28和抵接表面32接触刀片座。然而，在不具有调节可能性(诸如不具有定位螺钉)的切削刀具中，切削刀片可以抵接抵接表面31。

铰孔刀具21、21'还示出具有参考垫77，以通过避免切削刃之间的过大周向距离来帮助确保铰孔刀具及其刀片的正确定位。

尽管已经主要结合旋转刀具(诸如钻孔刀具，镗孔刀具和铣削刀具)描述了本发明，但应该理解的是，本发明还具有其它应用，诸如与其它形式的刀具(诸如车削刀具)结合。

通常，切削刀片由与刀架本体的材料相比更硬且更耐磨的材料形成。例如，切削刀片通常由硬质合金、金属陶瓷或超硬切削材料(诸如PCD或CBN)制成。切削刀片能够被涂覆或不被涂覆。刀片座的数目可能变化；在这种情况下，对于切削刀片存在一个可用的位置。

在本申请中，诸如“包括”的术语的使用是开放式的，并旨在具有与诸如“包含”的术语相同的含义，并且不排除存在其它结构、材料或动作。类似地是，虽然诸如“能够”或“可以”的术语的使用旨在是开放式的并且反映该结构、材料或动作不是必需的，但不使用这些术语并非旨在反映该结构、材料或动作是必不可少的。到了结构、材料或动作目前被认为是必不可少的程度，它们会被这样确定。诸如“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”和“后”的术语是指如在当前附图中所示和如由技术人员所感知的特征。在所示的实施例中，“上表面”面向一体安装部并且“下表面”背对一体安装部。

虽然已经根据优选实施例示出和描述了本发明，但应认识到的是，在不背离如权利要求书中阐述的本发明的情况下可以在其中作出变化和改变。

Claims

1.一种切削刀具(21；21')，所述切削刀具(21；21')具有直径(D)和旋转轴线(AR)并且包括：

刀架本体(43；43')和至少一个单件式可转位切削刀片(23)，所述切削刀片包括多于一个的切削刃(25A，25B)，

所述刀架本体具有刀片夹具(47)，以用于相对于所述刀架本体夹紧所述切削刀片，当所述切削刀片相对于所述刀架本体的抵接表面(31，32，45)被夹紧时，所述切削刃延伸超出所述刀架本体的周边，

所述切削刀片包括头部(27)和一体安装部(33)，所述刀架本体具有开口(45)，所述切削刀片的所述一体安装部被布置在所述开口(45)中，其特征在于，

所述一体安装部(33)的纵向轴线(AC)垂直或大致垂直于所述刀具(21；21')的所述旋转轴线(AR)。

2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，所述一体安装部(33)的长度是刀具直径(D)的至少50％。

3.根据权利要求1或2所述的切削刀具，其中，所述一体安装部(33)与所述刀具(21；21')的所述旋转轴线相交或大致相交。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀具，其中，所述一体安装部(33)的自由端(59)抵接所述开口(45)中的可调节的可移动表面(61)。

5.根据权利要求1或4所述的切削刀具，其中，所述一体安装部(33)的所述自由端(59)是凸V形的并且形成两个倒角部(59A，59B)，所述两个倒角部(59A，59B)每个与包含所述一体安装部(33)的所述纵向轴线(AC)的平面形成内锐角。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀具，其中，所述刀架本体(43；43')包括抵接表面(32)，以用于防止所述切削刀片(23)相对于所述刀架本体旋转。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀具，其中，当所述切削刀片被安装在所述刀架本体中时，本体通道至少部分地延伸通过所述刀架本体(43；43')并且适合于朝向所述切削刀片(23)引导流体介质。

8.一种用于切削刀具的切削刀片，包括：

单件式可转位切削刀片，

所述切削刀片包括：头部(27)，所述头部(27)具有中间平面(M)和在前刀面(15)和间隙表面(13)的相交部处的多于一个的切削刃(25A，25B)；以及一体安装部(33)，所述一体安装部(33)具有纵向轴线(AC)并且连接到所述头部，

其特征在于，所述中间平面(M)垂直或大致垂直于所述纵向轴线(AC)，并且其中，所述纵向轴线(AC)与所述间隙表面(13)相交。

9.根据权利要求8所述的切削刀片，其中，所述头部(27)在所述切削刀片的包含背对所述安装部的所述间隙表面(13)的一侧上具有至少两个切削刃(25A，25B)，所述切削刃能够通过绕所述纵向轴线(AC)翻转90°或180°而转位到至少两个位置。

10.根据权利要求8或9所述的切削刀片，其中，所述头部(27)具有长度(L1)，所述长度(L1)是与所述轴线(AC)垂直地测量的尺寸(L3)的1.5至4.0倍大，所述尺寸(L3)诸如是所述一体安装部(33)的直径。

11.根据权利要求8或9所述的切削刀片，其中，所述切削刃(25)相对于与所述纵向轴线(AC)垂直的平面(P2)以角度(α)部分地向后渐缩。

12.根据权利要求8、9、10或11所述的切削刀片，其中，所述一体安装部(33)的自由端(59)包括一个或多个止挡表面(59A，59B)。

13.根据权利要求11所述的切削刀片，其中，所述一体安装部(33)的所述自由端(59)是凸V形的并且形成两个倒角部(59A，59B)，所述两个倒角部(59A，59B)每个与包含所述一体安装部(33)的所述纵向轴线(AC)的平面形成内锐角。

14.根据权利要求8-13中的任一项所述的切削刀片，其中，所述一体安装部(33)具有圆形或非圆形的横截面形状。