CN108349022B - 三角形切向铣削刀片和铣削工具 - Google Patents

Abstract

可反转且可转位的切向铣削刀片包括两个主要表面和在其间延伸的周边表面。铣削刀片包括位于主要表面之间的中途处的中间平面（M）以及具有中央孔轴线（H）的刀片夹持孔，周边表面包括三个侧表面，每个侧表面恰好包括两个切削部分、两个退刀部分和两个副抵接表面，所述两个副抵接表面位于中间平面（M）的相反侧上，各自在相应的切削部分和退刀部分之间连续延伸。每个切削部分包括主要切削边缘、副切削边缘和拐角部切削边缘。在沿着垂直于孔轴线（H）的第一假想平面的横截面中，每个副抵接表面内凹地弯曲，并且在每个侧表面上，副抵接表面向外汇聚。

Description

三角形切向铣削刀片和铣削工具

技术领域

本申请的主题涉及具有由硬质碳化物制成的切向安装的铣削刀片的铣削工具。具体地，其涉及包括夹持孔的切向铣削刀片。

背景技术

生产铣削刀片的常规工艺包括压实混合有粘结剂的碳化物粉末，随后烧结，该烧结通常导致被压实混合物或者主体的体积减小。包括孔的被压实主体可以包括邻近孔的比其他部分更致密的区域或体积。在烧结期间可产生的一个问题是这些更致密的区域相比于较不致密的区域更不易于损失体积。这能够导致邻近这些致密区域的外表面中的不希望的且/或不可预测的变形。例如，在刀片（其通常需要是准确且均质的）的抵接表面中，能够在通常最接近孔的表面的中间处出现变形（例如，隆起）。

发明内容

根据本申请的主题的第一方面，提供一种可反转且可转位的三角形切向铣削刀片，其包括两个相反的三角形主要表面和在其间延伸的周边表面，

该铣削刀片还包括位于主要表面之间的中途处的中间平面（M）、以及直接开口到主要表面且具有中央孔轴线（H）的刀片夹持孔，

该周边表面恰好包括三个相同的细长侧表面，

每个侧表面恰好包括两个切削部分、两个退刀部分和两个相同的细长副抵接表面，所述两个相同的细长副抵接表面位于中间平面（M）的相反侧上，各自在相应的切削部分和退刀部分之间连续延伸，

每个切削部分包括：

被限定在侧表面与主要表面的相会处的主要切削边缘，

被限定在侧表面与相邻侧表面的相会处的副切削边缘，和

在主要和副切削边缘之间延伸的拐角部切削边缘，

其中，

在沿着垂直于孔轴线（H）的第一假想平面（P1）的横截面中，每个副抵接表面内凹地弯曲；并且

在每个侧表面上，副抵接表面背离刀片夹持孔向外汇聚。

根据本申请的主题的第二方面，还提供可反转且可转位的切向铣削刀片，其包括：两个相反的三角形主要表面和在其间延伸的周边表面，

该铣削刀片还包括位于主要表面之间的中途处的中间平面（M）、以及直接开口到主要表面且具有中央孔轴线（H）的刀片夹持孔，

该周边表面恰好包括三个相同的细长侧表面，

每个侧表面恰好包括两个对角地相反的切削部分和位于中间平面（M）的相反侧上的两个细长副抵接表面，

其中，

每个副抵接表面是圆筒形的并且具有第一半径（R1）；并且其中在每个主要表面的平面图中，圆（C1）被内接在切削边缘之间并且具有第二半径（R2）；并且铣削刀片具有大于7的曲率比C=（R1/R2）。

任意以下特征可单独地或是组合地应用至本申请的主题的上述方面中的任一个：

在每个侧表面中，所有切削边缘整体升高到副抵接表面之上。

每个退刀部分包括中间退刀表面、拐角部退刀表面和在其间延伸的副退刀表面。

每两个相邻的副抵接表面相会于非平面的连续纵向脊，该纵向脊沿着中间平面（M）延伸。

在每个侧表面中，所有的切削边缘均背离刀片夹持孔升高到脊之上。

在沿着包含孔轴线（H）的第二假想平面（P2）截取的横截面中，脊向外凸起。

脊在沿着中间平面（M）截取的横截面中向外凹入。

在每个侧表面的沿着包含孔轴线（H）的第二假想平面（P2）截取的横截面中，副抵接表面呈现为直线。

每个主要切削边缘延伸过小于主要表面的三角形侧边的整个长度，所述三角形侧边在每个侧表面和主要表面之间的相会处形成。

每个主要表面包括平面的主要抵接表面和三个细长的主要退刀表面，其中每个主要退刀表面均沿着三角形侧边在对应的主要切削边缘和主要抵接表面之间延伸。

铣削刀片具有关于刀片孔轴线（H）的120度旋转对称。

副抵接表面位于具有第一半径（R1）的圆柱形中。

第一半径（R1）具有在50和110毫米之间的范围。

在每个主要表面的平面图中，圆（C1）被内接在主要切削边缘之间并且具有第二半径（R2）；并且其中铣削刀片具有大于7的曲率比C=（R1/R2）。

在每个侧表面上，副抵接表面是最大表面。

铣削刀片没有斜坡边缘。

拐角部切削边缘、副切削边缘和由此延伸的副t形刃带位于共同的平面中。

附图说明

为了更好地理解本申请的主题，且为了示出如何可在实践中实现本申请的主题，现在将参考附图，在附图中：

图1是处于操作位置的铣削工具的侧视图，示出了被夹持在凹座中且接合工件的铣削刀片；

图2是图1的铣削工具的等轴视图；

图3是图1的铣削刀片的等轴视图；

图4是图3的标记区IV的放大视图；

图5是铣削刀片的侧表面的平面图；

图6是沿图5的线VI截取的铣削刀片的横截面图；

图7是沿图5的线VII截取的铣削刀片的横截面图；

图8是铣削刀片的主要表面的平面图；

图9是沿图8的线IX截取的横截面图；

图10是图1的标记区X的放大视图；以及

图11是沿图2的线XI截取的横截面图。

在适当考虑时，在附图中可重复附图标记以指示对应或类似的元件。

具体实施方式

在以下的说明内容中，将描述本申请的主题的各方面。为了解释的目的，足够详细地阐述具体构造和细节以提供对本申请主题的透彻理解。但是，对于本领域技术人员来说也将显而易见的是，无需本文中给出的具体构造和细节即能够实践本申请的主题。

参考图1和图2。铣削工具10具有工具主体12，其绕旋转轴线A旋转并且包括切向定向的凹座14。铣削工具10包括切向铣削刀片16，其经由夹持构件18被保持或夹持在凹座14中。在当前示例中，夹持构件18是螺钉。

铣削刀片16通常由极硬且耐磨的材料（诸如，硬质碳化物）通过压制成形或通过模注成型并在粘结剂中烧结碳化物粉末来制成。硬质碳化物例如可以是碳化钨。铣削刀片16可以被涂敷或不涂敷。

注意观察图3、图8和图9。铣削刀片16是可反转且可转位的。每个铣削刀片16包括两个相反的主要表面20，在其间限定宽度方向。周边表面22在主要表面20之间延伸。

主要表面20是相同的且具有三角形形状。每个主要表面20具有主要边缘24、居中的主要抵接表面26和三个主要退刀表面28。在主要表面20的平面图中主要边缘24作为其轮廓出现，在此意义上说主要边缘24可以不是连续的。每个主要退刀表面28在主要抵接表面26和主要边缘24之间延伸。换言之，每个主要退刀表面28在主要抵接表面26和主要表面20的相应三角形侧边之间延伸。主要抵接表面26平行于彼此且平行于位于其中途的中间平面M。

铣削刀片16包括贯通的刀片夹持孔30，其直接地开口，且仅开口到主要抵接表面26。刀片夹持孔30具有中央刀片孔轴线H，其垂直于中间平面M。铣削刀片16具有关于刀片孔轴线H的120度旋转对称。

在沿着刀片孔轴线H方向的投影上，一个主要表面20的面积的至少90%与另一主要表面20重叠。换句话说，铣削刀片16不具有如本领域公知的扭曲设计。相比于具有扭曲几何构型的其他切向刀片（其通常具有更加复杂的周边几何构型），这样的非扭曲几何构型相对更加稳健且生产时更加简单/便宜，这能够导致刀片具有延长的操作寿命。此外，相比于具有扭曲几何构型的刀片（其具有能够干扰碎屑流动的交叉或非重叠表面），非扭曲几何构型允许具有更大空间以用于更好的碎屑流动。

注意观察图4-图10。周边表面22恰好包括三个相同的细长侧表面32。每两个侧表面32相会于尖锐拐角部34处，该拐角部34包括周边拐角部边缘36。周边拐角部边缘36是连续的，并且在两个主要边缘24之间延伸。周边拐角部边缘36没有斜坡边缘。

每个侧表面32在其平面图中具有平行四边形形状。每个侧表面32包括二个对角相反切削部分38和两个对角相反退刀部分40。一个侧表面32的每个切削部分38与相邻侧表面32的退刀部分40相会于周边拐角部边缘36处。每个侧表面32还恰好包括两个细长的非平面的副抵接表面42。在每个侧表面32上，副抵接表面42是最大表面。

每个侧表面32的所述两个副抵接表面42位于中间平面M的相反侧上。每个副抵接表面42在相同侧表面上的位于中间平面M的相同侧上的切削部分38和退刀部分40之间连续延伸。切削部分38和退刀部分40向外升高到副抵接表面42之上。换句话说，每个副抵接表面42全部向内位于相应切削部分38和退刀部分40之下。

副抵接表面42凹入地弯曲。根据当前实施例，副抵接表面42位于假想圆筒形表面上。根据当前实施例，在每个侧表面32沿着包含孔轴线（H）的第二假想平面P2截取的横截面（图9）上，副抵接表面42呈现为直线。假想圆筒形表面具有第一半径R1，其范围在50和110毫米之间，且优选地在60和100毫米之间。这些范围取决于刀片的大小，即较小的范围对应于较小的刀片。在每个主要表面20中，绕孔轴线H为中心且具有第二半径R2的圆C1内接于主要表面20的主要边缘24或三角形侧面内且由其界定。每个副抵接表面42具有被限定在第一和第二半径R1、R2之间的曲率比C=R1/R2。曲率比C大于7。

具有这种曲率比范围的优点在于，副抵接表面42的相对大的第一半径R1，其使得既能形成改进/平滑的碎屑、又能最大化在侧表面32上的副抵接表面42面积。当铣削刀片被夹持在凹座14中时，为了避免过度约束的抵接，有时需要在每个副抵接表面42上限定两个副抵接子表面44。所述曲率的另一优点在于，简化了将抵接力从副抵接表面42的中间引导离开。换言之，曲率使得在每个副抵接表面42上的两个相反的副抵接子表面44之间进行区别和分开更简单。

副抵接表面42的所述曲率的又一优点在于能够极大地减少或者消除烧结期间表面的变形。例如，当在每个主要表面20的平面图中观察时，变形可以产生于每个侧表面32的中间区段46，这里是刀片的最薄部分。

此外，每两个相邻副抵接表面42在背离孔轴线H的方向上向外汇聚。相邻副抵接表面42的这种取向（即，燕尾型设置，其在本领域中有时被如此称呼）被形成为当铣削刀片16被保持在凹座14中时实现更加稳定的刚性抵接，并且减少在夹持设置（例如夹持构件18）上的间接机加工力。燕尾型设置/取向与凹入地弯曲的副抵接表面42的这种新颖组合形成了更有效率的多功能侧表面32。

副抵接表面42相会于非平面的连续的纵向脊48，该脊48沿着中间平面M延伸。在沿着包含刀片孔轴线H的第二假想平面P2截取的横截面中，脊48向外凸起（见图9）。此外，在沿着垂直于孔轴线H的中间平面M截取的横截面中，脊48向外凹入（见图6）。脊48背离刀片夹持孔30升高到副抵接表面42之上。退刀部分40和切削部分38升高到脊48之上。这是有利的，因为碎屑具有更大的空间来流动经过脊48。此外，朝向脊48的中间，由于其凹曲率的原因，相比于远离该中间的区域，碎屑具有甚至更大的空间来流动。

每个退刀部分40包括拐角部退刀表面50、中间退刀表面52和在其间延伸的副退刀表面54。

每个切削部分38包括主要切削边缘56、副切削边缘58和在其间延伸的凸拐角部切削边缘60。每个切削部分38还包括主要和副t形刃带62、64以及主要和副前刀面68、70。

每个主要切削边缘56被形成在相应的主要边缘24上、在主要退刀表面28和主要t形刃带62之间的相交处。主要切削边缘56仅在拐角部切削边缘60和相邻退刀部分40之间连续延伸。

副切削边缘58被形成在周边拐角部边缘36上、在副退刀表面54和副t形刃带64之间的相交处。每个副切削边缘58延伸过小于拐角部边缘36的50%。

每个周边拐角部边缘36包括两个副切削边缘58和在其间延伸的凸过渡边缘66。过渡边缘66被形成在相邻中间退刀表面52之间的相会处。过渡边缘66升高到副切削边缘58之上，即，和副切削边缘58相比，与刀片夹持孔间隔开更远距离。过渡边缘66不是切削边缘，其也不被设计成用作切削边缘。换言之，在机加工期间，过渡边缘66从工件解脱。

根据当前示例，主要t形刃带62从主要切削边缘56朝向刀片夹持孔30和中间平面M向内延伸，并且与主要退刀表面28形成锐角边缘角α。主要前刀面68从主要t形刃带62朝向刀片夹持孔30和中间平面M进一步向内延伸。主要前刀面68连接于同一切削部分38的副抵接表面42。

每个副t形刃带64在副前刀面70和副切削边缘58之间延伸。副前刀面70朝向相邻的副抵接表面42向内延伸，并且连接于主要t形刃带62及其相关件。

拐角部切削边缘60、副切削边缘58和副t形刃带64全部位于共同的平面P中。主要切削边缘56不位于与拐角部和副切削边缘58相同的共同平面内，并且关于该共同平面P位于下方或向内。

注意观察图1和图2。每个凹座14具有基底抵接表面72和开口到其的凹座夹持孔74。在当前示例中，凹座夹持孔74包括阴螺纹。根据当前实施例，在铣削刀片16处于其切向取向的情况下，基底抵接表面72基本平行于旋转轴线A。凹座14具有从基底抵接表面72横向延伸的上和下壁76、78。上或下壁76、78中的每个均包括至少一个壁抵接表面80，其与基底表面形成锐角抵接角β，并且对应于副抵接表面42的燕尾型取向。壁抵接表面80具有对应于副抵接表面42的弯曲形状的向外凸起的弯曲形状。壁抵接表面80的弯曲形状能够改善铣削刀片16在凹座中的楔入。换言之，相比于笔直抵接表面，铣削刀片16更稳定且牢固地夹持在凹座中。

在联接位置，铣削刀片16被安放在凹座14中。一个主要抵接表面26抵接基底抵接表面72。一个侧表面32的副抵接表面42抵接上壁76的凹座抵接表面。相邻侧表面32的副抵接表面42抵接下壁78的壁抵接表面80。螺钉18穿过刀片夹持孔30并且被螺纹拧入凹座夹持孔74中。凹座夹持孔74和刀片夹持孔30是偏心的，使得转动螺钉会沿在上和下壁76、78之间的方向压迫铣削刀片16。上述燕尾型设置（在平行于刀片孔轴线H的方向上）产生间接力，该间接力将铣削刀片16向下夹持到基底抵接表面72上。

Claims (20)

1.一种可反转且可转位的三角形切向铣削刀片（16），其包括两个相反的三角形主要表面（20）和在其间延伸的周边表面（22），

所述铣削刀片（16）还包括位于所述主要表面（20）之间的中途处的中间平面（M）、以及直接开口到所述主要表面（20）且具有中央孔轴线（H）的刀片夹持孔（30），

所述周边表面（22）恰好包括三个相同的细长侧表面（32），

每个侧表面（32）恰好包括两个切削部分（38）、两个退刀部分（40）和两个相同的细长副抵接表面（42），所述两个相同的细长副抵接表面（42）位于所述中间平面（M）的相反侧上，各自在相应的切削部分（38）和退刀部分（40）之间连续延伸，

每个切削部分（38）包括：

主要切削边缘（56），其被限定在所述侧表面（32）与主要表面（20）的相会处，

副切削边缘（58），其被限定在所述侧表面（32）与相邻侧表面（32）的相会处，和

拐角部切削边缘（60），其在所述主要和副切削边缘（56、58）之间延伸，

其中，

在沿着垂直于所述孔轴线（H）的第一假想平面（P1）的横截面中，每个副抵接表面（42）内凹地弯曲；并且

在每个侧表面（32）上，所述副抵接表面（42）背离所述刀片夹持孔（30）向外汇聚。

2.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中在每个侧表面（32）中，所有切削边缘（56、58、60）整体升高到所述副抵接表面（42）之上。

3.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中每个退刀部分（40）包括中间退刀表面（52）、拐角部退刀表面（50）和在其间延伸的副退刀表面（54）。

4.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中每两个相邻的副抵接表面（42）相会于非平面的连续纵向脊（48），所述纵向脊（48）沿着所述中间平面（M）延伸。

5.根据权利要求4所述的铣削刀片（16），其中在每个侧表面（32）中，所有所述切削边缘（56、58、60）均背离所述刀片夹持孔（30）升高到所述脊（48）之上。

6.根据权利要求4所述的铣削刀片（16），其中在沿着包含所述孔轴线（H）的第二假想平面（P2）截取的横截面中，所述脊（48）向外凸起。

7.根据权利要求4所述的铣削刀片（16），其中所述脊（48）在沿着所述中间平面（M）截取的横截面中向外凹入。

8.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中在每个侧表面（32）的沿着包含所述孔轴线（H）的第二假想平面（P2）截取的横截面中，所述副抵接表面（42）呈现为直线。

9.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中每个主要切削边缘（56）延伸的距离小于对应的主要表面（20）的三角形侧边的整个长度。

10.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中每个主要表面（20）包括：

平面的主要抵接表面（26），和

三个细长的主要退刀表面（28），其中每个主要退刀表面（28）均沿着三角形侧边在对应的主要切削边缘（56）和所述主要抵接表面（26）之间延伸。

11.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中所述铣削刀片（16）具有关于所述刀片孔轴线（H）的120度旋转对称。

12.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中所述副抵接表面（42）位于具有第一半径（R1）的假想圆柱形表面上，所述第一半径（R1）具有在50和110毫米之间的范围。

13.根据权利要求12所述的铣削刀片（16），其中：

在每个主要表面（20）的平面图中，绕所述孔轴线（H）为中心且具有第二半径（R2）的圆（C1）被内接在所述主要切削边缘（56）之间；并且

所述第一半径（R1）与第二半径（R2）的曲率比C大于7。

14.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中在每个侧表面（32）上，所述副抵接表面（42）是最大表面。

15.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中所述铣削刀片（16）没有斜坡边缘。

16.根据权利要求1所述的铣削刀片（16），其中：

副t形刃带（64）从所述拐角部切削边缘（60）和所述副切削边缘（58）延伸；并且

所述副t形刃带（64）、所述拐角部切削边缘（60）和所述副切削边缘（58）位于共同的平面（P）中。

17.一种铣削工具（10），包括：

具有多个凹座（14）的工具主体（12）；和

被夹持构件（18）固持在所述多个凹座中的每个内的根据权利要求1所述的铣削刀片（16）。

18.根据权利要求17所述的铣削工具（10），其中每个凹座（14）包括：

基底抵接表面（72）；

凹座夹持孔（74），其开口到所述基底抵接表面（72）；和

上和下壁（76、78），其横向延伸到所述基底抵接表面（72）。

19.根据权利要求18所述的铣削工具（10），其中所述上和下壁（76、78）中的每个均包括向外凸起地弯曲的至少一个壁抵接表面（80）。

20.根据权利要求18所述的铣削工具（10），其中在夹持位置中：

一个主要抵接表面（26）抵接所述基底抵接表面（72）；并且

属于不同侧表面（32）但是位于所述中间平面（M）的同侧上的两个副抵接表面（42）抵接相应的壁抵接表面（80）。

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