CN109890545B

CN109890545B - 铣削刀具

Info

Publication number: CN109890545B
Application number: CN201780066131.1A
Authority: CN
Inventors: 雅克·加斯特赫伊斯; 乔利·达米恩; 菲利普·安德里; 文森特·莱莫伊纳
Original assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2037-10-04
Also published as: KR102362018B1; US10870158B2; EP3321017B1; KR20190084039A; US20190262912A1; JP6963012B2; BR112019009263B1; JP2019532829A; BR112019009263A2; WO2018086802A1; EP3321017A1; CN109890545A

Abstract

一种用于面铣的铣削刀具(1)，所述铣削刀具包括：刀具主体(10)和多个切削构件(100)，所述多个切削构件沿着所述刀具主体(10)的周边连续地布置。每个切削构件(100)都包括用于粗加工的主切削刃(130)。所述切削构件(100)的子集包括用于精加工操作的第一辅助切削刃(140)、第二辅助切削刃(150)和第三辅助切削刃(160)。所述第一辅助切削刃(140)和所述第三辅助切削刃(160)在与轴向方向(A)垂直的方向上延伸，并且所述第二辅助切削刃(150)在所述第一辅助切削刃(140)和所述第三辅助切削刃(160)之间延伸。所述切削构件(100)的所述主切削刃(130)位于相同的径向位置处，所述第一辅助切削刃(140)位于相同的轴向位置处，并且所述第二辅助切削刃(150)的第一端点(151)在径向上向内连续地前进，并且所述第二辅助切削刃(150)的第二端点(152)沿着所述刀具主体(10)的所述周边在径向上向内并且在轴向上向外连续地前进。

Description

铣削刀具

技术领域

本发明总体涉及铣削刀具领域。特别地是，本发明涉及一种用于面铣的铣削刀具，其包括沿着刀具主体的周边布置的多个切削构件。

背景技术

在面铣和台肩铣削领域中，众所周知的是为旋转铣削刀具设置沿着铣削刀具主体的周边布置的切削刀片或一体式切削刃(实心铣削刀具)形式的切削构件。此外，待通过这种面铣和台肩铣削操作实现的要求通常包括高效加工，即，高效移除一定量的材料，以便实现所期望的切削深度，以及在所加工的表面上实现所期望的表面光洁度。特别是在面铣中，实现高表面光洁度在诸如汽车行业(面铣发动机缸体或汽缸盖)的某些行业中至关重要。

为了实现这些要求中的至少第一个要求，已知主要适合于提供快速、高效加工的面铣刀具。因此，这种面铣刀具主要适合于高效地移除较大量的材料，即：尽可能高效地实现所期望的切削深度，但是替代地是倾向于留下包括毛刺等的粗糙表面。因此，由这种面铣刀具所提供的操作通常被称为粗加工操作。

传统上，为了能够也实现所期望的高表面光洁度的要求，因此通常使用多级加工方法，其中初始粗加工操作之后是由适合于对零件的已加工的表面进行精加工的另一个面铣刀具执行的第二操作，该第二操作通常被称为精加工操作。

适合于执行这种精加工操作的面铣刀具通常具有比前述的粗加工操作的切削深度小得多的切削深度，但是替代地是适合于留下光滑、无毛刺的已加工表面。用于精加工操作的这种面铣刀具的一个示例是由本发明的申请人以名称Sandvik Coromant M5B90销售的面铣刀具。

然而，使用这种多级加工方法显著地增加了铣削操作的复杂性以及执行所述多级铣削操作所需的制造时间。

为了减轻这些缺点中的一些缺点，已经提出了解决方案，以引入提供同时进行粗加工和精加工操作的组合刀具。例如，US 6,913,424公开了一种铣刀，其用于加工光滑的精加工表面并防止毛刺。所公开的铣刀设置有两个不同的刀片，其中单个刀片在轴向上凸出，其具有单个修光刃用于防止毛刺，而其它刀片包括执行主要切削工作的主刃。EP0366111提供了另一示例，其公开了一种与US 6,913,424类似的铣刀，用于实现光滑的表面光洁度并防止毛刺。EP0366111的刀具设有两个不同的刀片；分别是毛刺切削刀片和标准刀具刀片。

然而，与专用的精加工操作刀具(诸如山特维克可乐满公司的M5B90)提供的光洁度相比，由这种已知的组合刀具提供的表面光洁度的质量仍然较低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种改进的面铣刀具，用于仅在一次操作中对工件进行粗加工和精加工，因而通过尽可能少地在精加工表面上留下毛刺、划痕或剥落来提供改进的表面光洁度。特别地是，本发明的目的在于提供这种改进的面铣刀具，与现有技术相比，该面铣刀具适合于减少所需的加工时间。这些目的通过如本发明中所限定的铣削刀具实现。优选实施例在本发明中限定。

根据本发明的一方面，提供了一种用于工件的面铣的铣削刀具。该铣削刀具包括：刀具主体，其具有限定轴向方向的中心旋转轴线，并且具有沿着轴向延伸部A延伸的包络表面和沿着径向延伸部R延伸的前表面；以及多个切削构件，其沿着刀具主体的周边连续地布置，用于工件的径向加工和轴向加工。所述切削构件的每一个切削构件都包括：前刀面；间隙表面；以及用于粗加工操作的主切削刃，其中该主切削刃被形成在所述前刀面和所述间隙表面之间并且在刀具主体的包络表面的周边处沿着轴向方向延伸，并且其中所述切削构件的至少一个子集(所述子集包括至少两个切削构件)包括用于精加工操作的多个辅助切削刃，其中所述多个辅助切削刃在刀具主体的前表面的周边处被形成在所述前刀面和所述间隙表面之间。所述多个辅助切削刃至少包括第一辅助切削刃、第二辅助切削刃和第三辅助切削刃。其中，第一辅助切削刃和第三辅助切削刃在与轴向方向A垂直的方向上延伸，第二辅助切削刃在第一辅助切削刃和第三辅助切削刃之间(即在第一辅助切削刃和第三辅助切削刃的相应的端点之间)延伸，其中切削构件的主切削刃沿着刀具主体的包络表面的周边位于相同的径向位置处，第一辅助切削刃位于相同的轴向位置处，其中所述第一辅助切削刃经由拐角切削刃而被连接到所述主切削刃，使得所述拐角切削刃上的轴向位置确定铣削刀具的总切削深度中的分别由主切削刃和辅助切削刃加工的材料的相对量，

并且其中第二辅助切削刃的第一端点在径向上向内连续地前进，并且第二辅助切削刃的第二端点沿着刀具主体的前表面的周边在径向上向内且在轴向上向外连续地前进，使得与沿着刀具主体的前表面的周边的前一个切削构件的第二辅助切削刃相比，后一个切削刀片的第二辅助切削刃具有更大的长度并且被定位得更靠近所述刀具主体的中心旋转轴线。

根据第一方面，该铣削刀具提供了一种针对上述目的的解决方案，其源于这样的认识，即：通过提供将主切削刃和许多辅助切削刃组合在相同切削构件上的可能性的切削构件的设计，能够实现所期望的特性。对于所有切削构件，主切削刃都被定位在相同的直径处，并且对于所有切削构件，所述主切削刃都终止于相同的轴向位置，而用于精加工操作的辅助切削刃在子集所包括的所述至少两个切削构件之间借助于所述辅助切削刃中的至少一些辅助切削刃在径向方向和轴向方向上的预定前进而不同。因此，切削构件在辅助切削刃上具有不同的形状。辅助切削刃的前进可以适合于所讨论的特定应用，并且进一步取决于手头铣削操作中使用的切削深度、进刀速率和切削速度。术语“前进”应被理解为辅助切削刃和/或随后的切削构件之间的辅助切削刃上的点的逐步移动，例如使得与沿着刀具主体的前表面的周边的前一个切削构件的相应点和/或辅助切削刃相比，后一个切削刀片的辅助切削刃上的点被定位为在轴向上进一步远离刀具主体的前表面，并且/或者在径向上更靠近铣削刀具的旋转轴线。

因此，主切削刃位于相同的直径上，用于直接执行粗加工操作而无需执行任何之前的粗加工，其中辅助切削刃在径向方向和轴向方向上逐步地以步进方式延伸，用于进行精加工操作，以便提供光滑的精加工表面。因此，由切削刃留下的毛刺通过辅助切削刃的前进而逐渐受到抑制。因此，与现有技术相比，实现了改进的表面光洁度。此外，具有阶梯式辅助切削刃的前进的设计允许非常高的进刀铣削，例如这是因为可以提供大量的切削构件，因而，除了由于使用一个组合刀具用于完全的粗加工和精加工操作而缩短时间之外，还有利于进一步减少单次铣削操作本身所需的时间。

在一个实施例中，子集所包括的切削构件的数目与沿着刀具主体的周边布置的切削构件的总数目相等。然而，子集所包括的切削构件的数目(即，实际包括如上文中所述的辅助切削刃的切削构件的数目)可以是介于2和切削构件的总数目之间的任何数目。

在一些实施例中，当切削构件被布置在刀具主体上时，主切削刃在刀具主体的包络表面的周边处沿着轴向方向延伸，使得主切削刃的进入角为90°。这种实施例可能是有利的，这是因为刀具可以靠近待加工的零件，并且进一步因为可以以有效的方式管理切削构件的强度和耐久性。然而，在本发明的面铣刀具中，当切削构件被布置在刀具主体上时，沿着轴向方向延伸的主切削刃应被解释为也包括在刀具主体的包络表面的周边处的主切削刃上的在径向方向上的延伸部，使得主切削刃的进入角<90°。

所公开的铣削刀具进一步适合于任何类型的面铣，并且该铣削刀具的一些实施例可尤其适合于执行台肩铣削。此外，一些实施例可以适合于铝制工件的面铣和/或台肩铣削，并且特别是适合于汽车工业和航空工业中铝制零件的面铣和台肩铣削。

铣削刀具可以适合于提供任何旋转方向，即被用在任何旋转方向上。换句话说，该铣削刀具可以是右手刀具或左手刀具。

在某一实施例中，铣削刀具包括合适的紧固装置，该紧固装置用于将铣削刀具附接到主轴，从而向刀具提供旋转运动，这种装置可以被布置在例如铣削刀具的与布置有切削构件的端部相反的一端上。这种装置的示例包括用于在刀具和主轴的相应结构之间提供形状配合的装置，即：适合于与布置在主轴上的对应的紧固装置配合或协作的装置。

面铣刀具的刀具主体可以优选是设置有呈被钎焊在刀具主体的刀座中的切削刀片的形式的、被固定/半永久性地附接的切削构件。替代地是，如果充分考虑到确保制造公差和以正确的顺序安装可更换刀片两者，则刀具主体可以设置有可更换的刀片。在一些实施例中，特别是在具有较小直径的面铣刀具的实施例中，面铣刀具可以有利地被形成为实心硬质合金刀具，其中刀具主体和切削构件被形成为一体。

根据一个实施例，第一辅助切削刃经由拐角斜切切削刃而被连接到所述主切削刃，即：拐角切削刃在所述主切削刃和所述第一辅助切削刃之间延伸并形成斜切部。拐角斜切切削刃的优点在于例如刀具上的负载受限。此外，与半径相比，斜切边缘可以提供更好的切屑控制，这是因为可以使切屑更短。

有利的是，精加工的阶梯状区域的尺寸(即，由阶梯状辅助切削刃移除的剩余材料的量)由在主切削刃和第一辅助切削刃之间形成的该拐角的轴向位置来控制。换句话说，在主刃和第一辅助刀刃之间的拐角上的轴向位置将确定分别由最大切削深度中的用于精加工操作的辅助切削刃和用于粗加工的主切削刃加工的材料的相对量。因此，在铣削刀具上设计具有更加轴向向后的拐角的铣削刀具将为精加工刀刃提供更多的材料并且为粗加工刀刃提供更少的材料。为辅助切削刃留下的材料越多，所需要的切削越多，并且振动越大，通过同时接合更多的辅助切削刃能够使也被称为“锤击”的现象显著减少。

因此，上述切削构件的有利功能是由于本发明的设计允许组合的粗加工和精加工操作，本发明的设计允许借助于该拐角的重新定位而“转移”或重新分配剩余材料，以将剩余材料从主切削刃(即，粗加工操作)移除到辅助切削刃(即精加工操作)。

在一些实施例中，第一辅助切削刃可以经由倒圆拐角切削刃(即圆化的拐角刀刃)而被连接到主切削刃。本领域技术人员进一步意识到的是，在本申请的范围内，第一辅助切削刃和主切削刃之间的任何其它类型的连接的设计都是可以设想的。

在任何情况下，借助于主切削刃和辅助切削刃所提供的总切削深度的部分由该拐角刀刃的轴向位置确定，或者换言之，由主切削刃的长度确定。

针对切削构件的总体定向，在一些实施例中，切削构件可以被布置成相对于铣削刀具的主切削刃和旋转轴线之间所限定的径向方向成一定角度。例如，使得第三辅助切削刃相对于例如从第三辅助切削刃的外端点到铣削刀具的中心所限定的径向方向形成一定角度(即，以所述一定角度延伸)。在一些实施例中，这种角度可以属于相对于径向方向成-10°至+10°的范围。所提供的有利优点包括更平滑的切削操作。

此外，在一些实施例中，切削构件被布置成使得主切削刃在与轴向方向平行的平面中但以相对于轴向方向成一定角度延伸。在一些实施例中，这种轴向前角γ可以属于-10°至+10°的范围内，但是优选地是，这种轴向前角γ是正的轴向前角，以提供平滑的切削作用。

根据一个实施例，所述第二辅助切削刃的第一端点在随后的切削构件之间以第一径向距离r1在径向上向内连续地前进，并且所述第二辅助切削刃的所述第二端点在随后的切削构件之间以第二径向距离r2在径向上向内连续地前进，使得每个第二辅助切削刃都通过相对于中心旋转轴线以锐角倾斜而在轴向上向外且在径向上向内延伸，优选地是使得该锐角倾斜角在所有的第二辅助切削刃上都相同。这种角度尤其有利的是，可以减小切屑厚度，因而获得更平滑的切削效果。然而，在本申请的范围内，具有仅在轴向上延伸的第二辅助切削刃的实施例是可以设想的。

在一些实施例中，所述第一径向距离r1和所述第二径向距离r2中的至少一个径向距离处于0.1-0.50的范围内，在一些实施例中，r1和r2中的至少一个处于0.15mm-0.20mm之间的范围内。

此外，在一些实施例中，r1和/或r2的值可以被固定成切削构件之间的根据应用所选择的某个值，使得每转的可能进刀量取决于齿的数目，即：每转的进刀量由每齿的进刀量乘以切削构件数目确定。

在一些实施例中，第二辅助切削刃的第二端点在随后的切削构件之间以轴向距离a2在轴向上向外连续地前进。

与上文所描述的内容相类似，在一些实施例中，轴向距离a2的值可以被固定到某个值(根据应用选择)，例如使得每转的可能进刀量取决于齿的数目，即：每转的进刀量由每齿的进刀量乘以切削构件数目确定。

在一些实施例中，铣削刀具可包括n个切削构件，其中第二辅助切削刃的第二端点在随后的切削构件1-(n-1)之间以轴向距离a2在轴向上向外连续地前进，其中第二辅助切削刃的第二端点在随后的切削构件(n-1)和n之间以另一轴向距离a3在轴向上向外连续地前进，并且其中a3≠a2。

可取决于例如应用，实施例是可以设想的，其中a2和a3之间的关系可以被描述为以下关系中的任何一种：a3>a2或a3<a2。特别是关于展示关系a3<a2的实施例，这种最后的切削构件可以被描述为具有刮擦器效果，从而保证期望的表面质量。此外，这种设计可能有利的是，例如可以有效地控制最小切屑厚度。

在一些实施例中，第一径向距离r1与第二径向距离r2相等，而在其它实施例中，r1可以与r2不同。因此，锐角由r1和r2之间的关系以及每个第二辅助切削刃的轴向延伸或前进确定。

在一些实施例中，第二辅助切削刃的第一端点的在径向上向内的前进、第二辅助切削刃的第二端点的在径向上向内的前进和在轴向上向外的前进中的至少一个前进在沿着刀具主体的周边的所有的切削构件之间都是均匀的。在其它实施例中，第二辅助切削刃的第一端点的在径向上向内的前进、第二辅助切削刃的第二端点的在径向上向内的前进和在轴向上向外的前进中的至少一个前进可以在沿着刀具主体的周边的不同的切削构件之间(例如在不同的相邻切削构件对之间)不同。例如，对于包括n个切削构件的切削刀具，以下关系中的至少一种关系可以适用：r1_n≠r1_(n+1)，r2_n≠r2_(n+1)和a2_n≠a2_(n+1)。

根据一个实施例，主切削刃的切削深度处于0.1mm-4mm的范围内，优选地是至少处于1mm-4mm的范围内。根据一个实施例，包括主切削刃和辅助切削刃的铣削刀具的总切削深度处于0.2mm-5mm的范围内。因此，总切削深度被定义为主切削刃的切削深度和辅助切削刃的最大轴向延伸。换句话说，辅助切削刃的轴向延伸包括沿着周边的最后一个切削构件，即：在所有的切削构件上的总轴向前进。如上文所解释的那样，主切削刃和第一辅助切削刃之间的拐角上的轴向位置将因此确定分别由用于精加工操作的辅助切削刃和用于粗加工的主切削刃所加工的材料的相对量，即：主切削刃相对于总切削深度的切削深度。

根据一个实施例，通过将切削刀片钎焊到刀具主体上而形成切削构件，该切削刀片优选地是具有以PCD材料形成的主切削刃和辅助切削刃。PCD材料对于铝制部件的加工可能是特别有利的。其它示例包括以CBN材料或硬质合金形成的辅助切削刃。

这种钎焊的切削构件的一个重要优点是便于处理铣削刀具，这例如是因为铣削刀具的使用者不可能以错误的顺序意外地安装所述构件。此外，与刀片设计相比，钎焊的切削刀片可以允许更大量的切削构件。

根据一个实施例，切削刀具的直径范围从直径12mm到直径100mm。在一些实施例中，直径范围为25mm-75mm。

铣削刀具的较小直径在薄壁的加工上是特别有利的，这是例如由于：因为更大量的切削构件可以同时接合工件，所以能够提供更大量的切削构件，如上所述的内容显著降低了所谓的锤击问题。

根据一个实施例，铣削刀具的相邻的切削构件之间的角度距离处于10°-90°的范围内。在一些实施例中，处于35°-75°的范围内。这种角度距离可以被称为节距，并且由切削构件的数目和铣削刀具的直径确定。

例如，在一些实施例中，用于不同示例性直径的齿的合适数目的示例包括：用于直径为25mm的刀具的切削构件的最大数目为8个和用于直径为100mm的刀具的切削构件的最大数目为26个。与上文已经描述的内容相类似，切削构件之间的紧密节距也有助于有利的布置，其中即使在铣削薄壁时，多个切削构件也同时接合，以避免锤击，即避免振动。

根据本发明的第二方面，一种可更换的切削刀片的套件，其适合于沿着用于面铣的铣削刀具的刀具主体的周边连续地布置，该铣削刀具包括：刀具主体，其具有限定轴向方向的中心旋转轴线，并且具有沿着轴向延伸部A延伸的包络表面和沿着径向延伸部R延伸的前表面，用于工件的径向加工和轴向加工，所述切削刀片的每一个切削刀片都包括：前刀面；间隙表面；以及用于粗加工操作的主切削刃，其中该主切削刃被形成在所述前刀面和所述间隙表面之间并在刀具主体的包络表面的周边处在轴向方向上延伸；以及用于精加工操作的多个辅助切削刃，其中所述多个辅助切削刃在刀具主体的前表面的周边处被形成在所述前刀面和所述间隙表面之间，并且其中所述多个辅助切削刃至少包括第一辅助切削刃、第二辅助切削刃和第三辅助切削刃。其中，第一辅助切削刃和第三辅助切削刃适合于在与轴向方向A垂直的方向上延伸，并且第二辅助切削刃适合于在第一辅助切削刃和第三辅助切削刃之间延伸，其中切削刀片的主切削刃适合于沿着刀具主体的包络表面的周边位于相同的径向位置处，第一辅助切削刃适合于位于相同的轴向位置处，并且其中第二辅助切削刃的第一端点适合于在径向上向内连续地前进，并且第二辅助切削刃的第二端点适合于沿着刀具主体的前表面的周边在径向上向内且在轴向上向外连续地前进，使得当被布置在刀具主体上时，与沿着刀具主体的前表面的周边的前一个切削刀片的第二辅助切削刃相比，后一个切削刀片的第二辅助切削刃具有更大长度并且被定位得更靠近刀具主体的中心旋转轴线。

例如，这种套件可以是适合于在新的加工阶段之前被钎焊到铣削刀具的一整套的切削刀片。

当研究以下详细公开、附图和所附权利要求书时，本发明的进一步目的、特征和优点将变得显而易见。本领域的那些技术人员应认识到的是，能够组合本发明的不同特征，以创建除了下面描述的那些实施例之外的实施例。

附图说明

参考附图，通过以下优选实施例的说明性和非限制性详细说明，将更好地理解本发明，其中：

图1a是根据一个实施例的铣削刀具的透视图；

图1b是根据一个实施例的铣削刀具的底视图；

图1c是根据一个实施例的铣削刀具的侧视图；

图2a是根据一个实施例的铣削刀具的透视图；

图2b是根据另一实施例的铣削刀具的底视图；

图2c是根据另一实施例的铣削刀具的侧视图；

图3-3h以不同视图示出了根据一个实施例的铣削刀具的切削构件。

图4a是示出布置在刀具主体上的多个切削构件的铣削刀具的详细透视图；

图4b是指示沿着切削刀具的周边的切削构件的辅助切削刃的前进的示意图。

所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅仅示出为了阐明本发明所必需的零件，其中可以省略或仅提议其它零件。

具体实施方式

图1a-1c中以三个不同的视图示出了根据一个示例性实施例的铣削刀具。刀具1包括刀具主体10，刀具主体10具有沿着轴向延伸部A延伸的包络表面11和沿着径向延伸部R延伸的前表面12。图1a-c的所示示例性实施例适合于面铣，并且包括沿着刀具主体的周边布置的10个切削构件100，所述切削构件100的设计将在下面更详细地描述。切削构件在所示的情况下借助于钎焊被固定地附接到刀具主体。

如图1b中可以看到的那样，切削构件以径向前角γ布置，即，使得例如第三辅助切削刃相对于例如从第三辅助切削刃的第一端点到铣削刀具的中心所限定的径向方向以径向前角γ₁延伸。通常，这种径向前角γ₁可以属于-10°至+10°的范围。然而，在所公开的实施例中，径向前角是正的，以便在主切削刃上提供容易/轻的切削作用。针对轴向方向，切削构件被布置成使得主切削刃在与轴向方向平行的平面中延伸，但是该主切削刃相对于轴向方向成轴向前角γ₂，通常这种轴向前角γ₂可以属于-10°至+10°的范围(如图1c中所示)。所公开的实施例还公开了关于轴向前角的正的角度，以便在主切削刃上提供正的倾角，这进一步有助于在主切削刃上的容易/轻的切削作用。正的轴向前角还可以在辅助切削刃上提供容易/轻的切削作用。

图2a-c中以三个不同的视图示出了根据第二示例性实施例的第二铣削刀具。刀具1'包括刀具主体10'，刀具主体10'具有沿着轴向延伸部A延伸的包络表面11'和沿着径向延伸部R延伸的前表面12'。图2a-c的所示示例性实施例适合于台肩铣削，并且包括沿着刀具主体10的周边布置的8个切削构件100'。所述切削构件在所示的情况下通过钎焊被固定地附接到刀具主体。与图1a-1c中所示的实施例类似，所述切削构件以径向前角γ₁布置，通常这种角度可以属于-10°至+10°的范围(图2b中示出)。同样地是，所述切削构件被布置成使得主切削刃在与轴向方向平行的平面中延伸，但是该主切削刃相对于轴向方向成轴向前角γ₂，通常这种轴向前角γ₂可以属于-10°至+10°的范围(图2c中所示)。此外，如前一个实施例中提到的那样，在该实施例中，径向前角和轴向前角二者都是正的，以在主切削刃和辅助切削刃上提供容易/轻的切削作用。

在图1a-c和2a-c中的所示示例性实施例中，沿着切削刀具的周边布置的所有切削构件都包括第一辅助切削刃、第二辅助切削刃和第三辅助切削刃。

转向图3-3h，将详细地描述刀具主体的示例性切削构件的设计。

图3是根据一个示例性实施例的切削构件100的透视图，该切削构件包括前刀面110、间隙表面120和用于粗加工操作的主切削刃130。主切削刃130被形成在前刀面110和间隙表面120之间，并且当布置在刀具主体10上时，主切削刃130适合于在与轴线A平行的方向上延伸，在所示情况下，轴线A与铣削刀具的旋转轴线重合，使得主切削刃的进入角为90°。

在前刀面110和间隙表面120之间形成用于精加工操作的三个辅助切削刃，即、第一辅助切削刃140、第二辅助切削刃150和第三辅助切削刃160。当被布置在刀具主体上时，第一辅助切削刃140和第三辅助切削刃160适合于在与旋转轴线垂直的方向上(即，在径向方向上)延伸，而第二辅助切削刃150在第一辅助切削刃和第三辅助切削刃之间(即，分别在第一辅助切削刃和第三辅助切削刃的相应的端点141、162之间)延伸。

主切削刃130经由拐角切削刃170(在所示的情况下为拐角斜切刀刃170)而被连接到第一辅助切削刃140。

切削构件100的总切削深度由切削构件(即，主切削刃130、拐角斜切刀刃170和辅助切削刃140、150、160)的总高度限定。因此，借助于拐角斜切切削刃170的轴向位置的移动，可以确定分别在粗加工操作和精加工操作(由辅助切削刃140、150、160提供)期间所加工的材料的相对量。

图3a是与图3相比从相反方向观察到的切削构件的透视图，即，图3a示出了与前刀面相反的底侧111，当被布置在刀具主体上时，该底侧111适合于面对刀具主体的刀座。图3b是切削构件的侧视图，图3b示出了主切削刃的间隙角α，通常，间隙角α属于0°-20°的范围。图3c示出了第三辅助切削刃的间隙角β，通常，间隙角β属于0°-20°的范围。图3e是与图3c相反的侧视图(再次示出了第三辅助切削刃的间隙角β)，而图3g是切削构件的侧视图，也示出了主切削刃的间隙角α。图3h示出了切削构件的横截面，该切削构件包括在硬质合金材料的下部上的PCD材料的上部，使得切削构件特别适合于铝的面铣。

图4a和4b示出了沿着刀具主体的前表面的周边的切削构件100的辅助切削刃的前进，即，用于示例性实施例的随后的切削构件之间的前进，其中，图4a示出了布置在刀具主体10上的第一切削构件100，并且图4b示出了沿着刀具主体的周边的所有辅助切削刃的叠加视图(即，前进)。

如上文所述，如图4a中所示，当被布置在刀具主体上时在与轴向A平行的平面中延伸的切削构件100的主切削刃130经由拐角斜切切削刃170而被连接到第一辅助切削刃140。第一辅助切削刃适合于在如图4a中所示被布置在刀具主体上时在与轴向方向垂直的方向上(即，在与旋转轴线垂直的平面中)延伸。主切削刃130和拐角斜切刀刃的延伸部分别在沿着切削刀具的周边的切削构件上相同，即保持恒定。

拐角斜切切削刃170连接第一辅助切削刃140的第一端点141。第一辅助切削刃的该第一端点141的位置，以及第一辅助切削刃沿着延伸的平面的轴向位置也在沿着周边的切削构件上保持恒定。因此，第一辅助切削刃的延伸部总是与轴向方向垂直，并且第一辅助切削刃保持在与旋转轴线垂直的同一平面中。

然而，第二辅助切削刃150和第三辅助切削刃160沿着刀具主体的周边在径向和/或轴向延伸方面改变(即前进)。

在端点151、152之间延伸的第二辅助切削刃150在沿着刀具的周边的切削刀片之间变换，使得第一端点151在径向上向内连续地前进，并且第二辅助切削刃的第二端点在径向上向内且在轴向上向外连续地前进。因此，如图4b中所指示的那样，与沿着刀具的所述前表面的周边的前一个切削构件的第二辅助切削刃相比，后一个切削刀片的第二辅助切削刃具有更大的长度并且被定位得更靠近所述刀具主体的中心旋转轴线。

在端点161和162之间在与轴向垂直的平面中延伸的第三辅助切削刃160根据以下内容沿着刀具主体的周边改变(即前进)：与第二辅助切削刃的第二端点152重合的第一端点161前进，即：对于沿着周边的每个切削构件来说都在径向上向内且在轴向上向外前进，而对于每个连续的切削构件来说，外端点162仅轴向向外移动。因此，与沿着刀具主体的前表面的周边的前一个切削构件的第三辅助切削刃相比，后一个切削刀片的第三辅助切削刃具有较短的长度，并且在与轴向方向垂直的平面中延伸，即，与前一个切削构件的第三辅助切削刃相比，后一个切削刀片的第三辅助切削刃沿着刀具主体的中心旋转轴线位于距前表面更远的轴向位置处。然而，每个切削构件的第三辅助切削刃总是在与旋转轴线垂直的相应平面中延伸。

虽然已经在附图和前面的描述中详细示出并描述了本发明，但是这种图示和描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员应理解的是，如在所附权利要求书限定的范围内能够设想许多变型、变体和改变。

另外，通过对附图、所述公开和所附权利要求书的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时能够理解和实现对所公开实施例的变体。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数个。在相互不同的从属权利要求中所陈述的某些措施的事实并不指示不能使用这些措施的组合以获益。权利要求书中的任何附图标记都不应被解释为对于权利要求书的范围的限制。

Claims

1.一种用于工件的面铣的铣削刀具(1、1’)，所述铣削刀具包括：

刀具主体(10、10’)，所述刀具主体(10、10’)具有限定轴向方向(A)的中心旋转轴线，并且具有沿着所述轴向方向(A)延伸的包络表面(11)和沿着径向方向(R)延伸的前表面(12)；以及

n个切削构件(100、100’)，所述n个切削构件(100、100’)沿着所述刀具主体(10、10’)的周边连续地布置，用于所述工件的径向加工和轴向加工，所述n个切削构件(100、100’)的每一个切削构件都包括：

前刀面(110)；

间隙表面(120)；以及

用于粗加工操作的主切削刃(130)，其中所述主切削刃(130)被形成在所述前刀面(110)和所述间隙表面(120)之间并在所述刀具主体(10、10’)的所述包络表面(11)的周边处沿着所述轴向方向(A)延伸，并且其中所述切削构件(100、100’)的至少一个子集包括至少两个切削构件，所述至少两个切削构件包括：

多个用于精加工操作的辅助切削刃(140、150、160)，其中多个辅助切削刃在所述刀具主体(10、10’)的所述前表面(12)的周边处被形成在所述前刀面(110)和所述间隙表面(120)之间，并且其中所述多个辅助切削刃至少包括

第一辅助切削刃(140)，

第二辅助切削刃(150)，以及

第三辅助切削刃(160)，

其中所述第一辅助切削刃(140)和所述第三辅助切削刃(160)在与所述轴向方向(A)垂直的方向上延伸，并且所述第二辅助切削刃(150)在所述第一辅助切削刃(140)和所述第三辅助切削刃(160)之间延伸，

其中所述切削构件(100)的所述主切削刃(130)沿着所述刀具主体(10、10’)的所述包络表面(11)的周边位于相同的径向位置处，所述第一辅助切削刃(140)位于相同的轴向位置处，其中所述第一辅助切削刃(140)经由拐角切削刃(170)而被连接到所述主切削刃(130)，使得所述拐角切削刃(170)上的轴向位置确定所述铣削刀具的总切削深度中的分别由所述主切削刃和所述辅助切削刃加工的材料的相对量，

并且其中所述第二辅助切削刃(150)的第一端点(151)在径向上向内连续地前进，并且所述第二辅助切削刃(150)的第二端点(152)沿着所述刀具主体(10、10’)的所述前表面(12)的周边在径向上向内且在轴向上向外连续地前进，使得与沿着所述刀具主体(10、10’)的所述前表面(12)的周边的前一个切削构件(100)的第二辅助切削刃(150)相比，后一个切削构件(100)的第二辅助切削刃(150)具有更大的长度并且被定位得更靠近所述刀具主体(10、10’)的所述中心旋转轴线。

2.根据权利要求1所述的铣削刀具，其中所述子集所包括的切削构件(100)的数目与沿着所述刀具主体(10、10’)的所述周边布置的切削构件(100)的总数目相等。

3.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述第一辅助切削刃(140)经由拐角斜切切削刃而被连接到所述主切削刃(130)，所述拐角斜切切削刃是所述拐角切削刃。

4.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述切削构件(100)被布置成使得所述辅助切削刃(140、150、160)相对于在所述主切削刃(130)和所述铣削刀具(1、1’)的所述旋转轴线之间限定的所述径向方向(R)形成在-10°至+10°范围内的径向前角(γ₁)，并且其中所述主切削刃(130)在与所述轴向方向(A)平行的平面中以相对于所述轴向方向(A)在-10°至+10°范围内的轴向前角(γ₂)延伸。

5.根据权利要求4所述的铣削刀具，其中所述径向前角(γ₁)是正的径向前角(γ₁)。

6.根据权利要求4所述的铣削刀具，其中所述主切削刃(130)在与所述轴向方向(A)平行的平面中以相对于所述轴向方向(A)在0°至+10°范围内以正的轴向前角(γ₂)延伸。

7.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述第二辅助切削刃(150)的所述第一端点(151)在随后的切削构件(100)之间以第一径向距离(r1)在径向上向内连续地前进，并且所述第二辅助切削刃(150)的所述第二端点(152)在随后的切削构件(100)之间以第二径向距离(r2)在径向上向内连续地前进，使得每个第二辅助切削刃(150)都通过相对于所述中心旋转轴线以锐角倾斜而在轴向上向外且在径向上向内延伸。

8.根据权利要求7所述的铣削刀具，其中锐角倾斜角在所有的所述第二辅助切削刃(150)上都相同。

9.根据权利要求7所述的铣削刀具，其中所述第一径向距离(r1)和所述第二径向距离(r2)中的至少一个径向距离处于0.1mm-0.5mm内。

10.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述第二辅助切削刃(150)的所述第二端点(152)在随后的切削构件之间以轴向距离a2在轴向上向外地连续地前进。

11.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述第二辅助切削刃(150)的所述第二端点(152)在随后的切削构件1-(n-1)之间以轴向距离a2在轴向上向外连续地前进，其中所述第二辅助切削刃(150)的所述第二端点(152)在随后的切削构件(n-1)和n之间以另一轴向距离a3在轴向上向外连续地前进，并且其中所述轴向距离不相等，即a3≠a2。

12.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述主切削刃(130)在所述刀具主体的所述包络表面(11)的周边处在所述轴向方向(A)上延伸，使得所述主切削刃的进入角为90°。

13.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述主切削刃(130)的切削深度处于0.1mm-4mm内。

14.根据权利要求13所述的铣削刀具，其中所述主切削刃(130)的切削深度处于1mm-4mm内。

15.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中包括所述铣削刀具的所述主切削刃和所述辅助切削刃的总切削深度处于0.2mm-5mm内。

16.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述切削构件(100)通过切削刀片而形成，该切削刀片被钎焊到所述刀具主体(10、10’)上，所述切削刀片是具有以PCD材料形成的主切削刃(130)和辅助切削刃(140、150、160)。

17.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述铣削刀具的直径的范围为12mm至100mm。

18.根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其中所述铣削刀具的相邻的切削构件(100)之间的角度处于10°-90°内。

19.一种可更换的切削刀片的套件，所述可更换的切削刀片的套件适合于沿着用于面铣的铣削刀具的刀具主体的周边连续地布置，所述铣削刀具包括：刀具主体(10、10’)，所述刀具主体(10、10’)具有限定轴向方向(A)的中心旋转轴线，并且具有沿着所述轴向方向(A)延伸的包络表面(11)和沿着径向方向(R)延伸的前表面(12)；

所述切削刀片中的每一个切削刀片都包括：

前刀面(110)；

间隙表面(120)；以及

用于粗加工操作的主切削刃(130)，其中当被布置在所述刀具主体上时，所述主切削刃(130)被形成在所述前刀面(110)和所述间隙表面(120)之间并且在所述刀具主体(10、10’)的所述包络表面(11)的周边处沿着所述轴向方向(A)延伸，并且其中所述切削刀片的子集包括至少两个切削刀片，所述至少两个切削刀片包括：

多个用于精加工操作的辅助切削刃(140、150、160)，其中所述多个辅助切削刃(140、150、160)在所述刀具主体的所述前表面(12)的周边处被形成在所述前刀面(110)和所述间隙表面(120)之间，并且其中所述多个辅助切削刃至少包括

第一辅助切削刃(140)，

第二辅助切削刃(150)，以及

第三辅助切削刃(160)，

其中，当被布置在所述刀具主体(10、10’)上时，所述第一辅助切削刃(140)和第三辅助切削刃(160)在与所述轴向方向(A)垂直的方向上延伸，并且所述第二辅助切削刃(150)在所述第一辅助切削刃(140)和所述第三辅助切削刃(160)之间延伸，

其中，当被布置在所述刀具主体上时，所述切削刀片的所述主切削刃(130)沿着所述刀具主体的所述包络表面(11)的周边位于相同的径向位置处，所述第一辅助切削刃(140)位于相同的轴向位置处，

并且其中，当被布置在所述刀具主体上时，所述第二辅助切削刃(150)的第一端点(151)在径向上向内连续地前进，并且所述第二辅助切削刃(150)的第二端点(152)沿着所述刀具主体(10、10’)的所述前表面(12)的周边在径向上向内且在轴向上向外连续地前进，使得与沿着所述刀具主体的所述前表面(12)的周边的前一个切削刀片的第二辅助切削刃(150)相比，后一个切削刀片的第二辅助切削刃(150)具有更大的长度并且被定位得更靠近所述刀具主体的所述中心旋转轴线。