CN1116951C - 铣刀切削刀片和铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铣刀。该铣刀包括一刀架和切削刀片。该刀架包括一紧固装置、一凹座，该凹座至少包括径向肩。该切削刀片呈八边形，包括由切削刀片的顶面与刀刃面之间的过渡部形成的8个刀刃。该顶面包括若干突起。该突起的在其对应刀刃另一边的一部分在刀片铣削过程中沿径向移动时用来抵靠一紧固装置。本发明还涉及切削刀片本身。

Description

铣刀切削刀片和铣刀
本发明涉及一种切削刀片和铣刀。
在具有用防磨损硬质材料制成的可转位切削刀片的金属切削刀具中，刀刃受磨损，有时部分或整个刀刃断裂。如小刀片发生断裂，只有刀刃断裂，刀身不会损坏。如大刀片发生断裂，刀身损坏的可能性就大大提高。如切削刀片不座落在一垫片上，刀片的断裂常常会造成刀身的损坏。为了避免损坏刀身，切削刀片通常座落在一硬质合金垫片上。切削刀片与垫片的通常组合为切削刀片厚5mm，垫片厚3-5mm，因此切削刀片与垫片总厚8-10mm。
US-A-5,147,158说明了一种四边形刀片，其上有与之制成一体的垫片，从而形成一断裂区。该切削刀片包括顶部的前刀面、底面和连接所述顶面与底面的后刀面。后刀面在顶面与底面之间中部有一台阶。刀片使用时该台阶界定一应力峰值区，从而在刀片断裂时裂缝传向台阶部位。刀片在台阶下方的部分不受影响，从而保护刀身不受损坏。
US-A-4,966,500示出一八边形或六边形切削刀片。每一切削刀片包括一扇形(非直线)主刀刃、一端刀刃和一径向内刀刃。径向内刀刃用于工件挖心。该刀片没有断裂区来防止断裂传到垫片。该刀片使用时刀片在所受离心力过大时会沿径向向外摔出而可能伤人。
本发明的一个目的是提供一种能克服上述缺点的切削刀片和铣刀。
本发明的另一个目的是提供一种使用安全的切削刀片和铣刀。
本发明的另一个目的是提供一种经济的六边形或八边形切削刀片。
根据上述目的，本发明提供了一种呈多边形的铣刀切削刀片，包括由切削刀片的顶面与刀刃面之间的过渡部形成的至少4个刀刃，形成前刀面的所述顶面有一切屑面，所述刀刃面界定后刀面，所述刀刃面与一与该刀片的中心轴线平行的平面相交成第一后角，其中，该顶面包括若干突起，各突起与各刀刃一一对应；每一突起位于切屑面的径向内部；突起的在其对应刀刃另一边的一部分在刀片铣削过程中沿径向移动时用来抵靠一紧固装置。
根据上述目的，本发明还提供了一种铣刀，包括一刀架和切削刀片，所述刀架包括一紧固装置、一凹座，该凹座至少包括径向肩，所述切削刀片呈多边形，且包括由切削刀片的顶面与刀刃面之间的过渡部形成的至少4个刀刃，作为前刀面的所述顶面有一切屑面，所述刀刃面为形成在相邻两刀刃过渡部处的后刀面，所述刀刃面与一与该刀片的中心轴线平行的平面相交成第一后角，其中，该顶面包括若干突起；突起的在其对应刀刃另一边的一部分在刀片铣削过程中沿径向移动时用来抵靠一紧固装置。
从结合附图对本发明一优选实施例的下述详述中可清楚看出本发明的目的和优点，附图中：
图1A为本发明铣刀一实施例的侧视图。
图1B和1C示出铣刀刀身中刀片的两种可能位置。
图2A为本发明切削刀片的俯视图。
图2B为沿2A中E-B线剖取的剖面图。
图2C为该刀片的侧视图。
图2D为图2B刀片的下角的放大图。
图2E和2F分别为沿图2A中E-E线和F-F线剖取的剖面图。
图2G为1/4个图2A刀片的放大图。
图1A示出本发明一铣刀30，包括一刀架31和切削刀片10。刀架31为一铣刀刀身，其上有若干供切削刀片嵌入的凹座32。每一凹座32包括一平直底面40和两肩、一轴线42和一径向肩43(图1C)。两肩互相垂直。每一肩包括用来抵靠刀片10的对应第一部分13a的第一表面。凹座32旁有一螺纹孔，因此紧固螺丝33可旋入其中而用螺丝头径向外部把刀片压紧在各肩和底面上。刀片要转位时旋松螺丝33，直到可用手沿径向向外拉出切削刀片，然后逆时针转动刀片45°而使一新的副刀刃16E就位。然后把刀片推入凹座中重新上紧螺丝。刃16D最好为被动刃，不参与铣削。刀片10在刀架中的定位角Q约为43°，从而刀片10的副刀刃16E的后角约为2°。
图2A-2D所示切削刀片10呈八边形，包括一顶面11、一底面12和连接顶面11与底面12的刀刃面13。该切削刀片10呈正几何形状，即，刀刃面的顶部13a界定一后刀面并与顶面11成锐角，顶面11为前刀面。顶面11在刀片10的周边处有一断屑面14。顶面11还包括从断屑面14向里、向下倾斜的切屑面15。这两个表面构成顶面11的最外周部分。断屑面14与刀刃面13的交线构成由八条刀刃16A-16H界定的总刀刃16。切屑面15呈下凹弧形，从断屑面的一过渡刃26向里伸展。各切屑面15的交界处形成一凸脊用来加固转角34并在转角34处生成切屑。切屑面15中有多个凸起或最好是凹陷25，这些凸起或凹陷25沿过渡刃26相间距。这些凹陷25最好与过渡刃26相交，在所述刀片俯视图中以与对应刀刃16不垂直方向向里伸展。从而每一凹陷25在该俯视图中与对应后刀面13的法线相交成15°-40°角。这一设计的作用是尽可能减少切屑向刀片的传热。
两两相邻的刀刃16相遇而形成一转角34，其内部钝角约为135°。每一刀刃在仰视图中与垫片22的相邻第二部分13b平行。每一刀刃在侧视图中呈下凹弧形，从而其中部比其端部更靠近底面12。
刀刃面13包括八段。刀刃面13的每一段的顶部13a与一与刀片中心轴线20平行的平面P形成一后角α(图2B)。后角α至少为20°，最好至少为25°。在直径方向上两相对主刀刃16C与16G之间的距离在图2A中用L1表示。在直径方向上两两相对的主刀刃之间的距离L1都相同。
8个刀刃面13向底面12倾斜而在底面12下方与切削刀片10的中心线20相交。
每一段刀刃面13有一形成一台阶18的向里和面向下的肩部。该段刀刃面位于台阶18上方的顶部或第一部分13a呈正几何形状而形成所需后角。该段刀刃面的底部或第二部分13b形成一与刀片顶部制成一体的垫片22的周边。垫片22形成该刀片的底面。每一段的第二部分13b呈负几何形状，即第二部分13b与底面12垂直，从而不形成后角。第二部分13b位于对应第一部分一假想延长线的径向内部。即，如果后刀面研磨，该刀刃面无需研磨，从而节省能源。此外，台阶18在径向上足够大，有利于控制铣削时生成的裂缝。从而台阶18形成一尖内角19，该尖内角在切削刀片发生断裂时构成断裂释放区，从而控制断裂而不损坏切削刀片的底部。″尖″一词的意思是，该角的曲率半径做成0-0.3mm、最好约为0.2mm，从而故意削弱该角。从而保护底部或第二部分13b不受损坏。
下面结合图2B和2D进行说明。高度h1为刀片高度h的15-60％。这是可能的，因为垫片构成切削刀片10的一部分，即高度h1等于制成一体的垫片22的高度。为了使切削刀片10的工作良好，高度h1不得占据太多的高度h，因为那样做会削弱刀刃的强度，从而在小负荷时也会造成切削刀片断裂。在底面12的平面中从台阶18到第二部分13b的最小距离d决定于后角。该距离在图2D中为0.01-1.0mm，最好为0.1mm。
第二部分13b与中心线20平行。台阶18与一与中心线20垂直的直线相交成角δ。角δ为0-30°、最好约为20°。
垫片22的周边上有8个第二部分13b。两两相邻的第二部分13b在一角23相遇，其内钝角约为135°。这些角相对第二部分13b的其余部分沿径向突起。该底部周边的轨迹与刀片中心线20之间的径向距离时增时减。
顶面11还包括若干突起60。这些突起60与各刀刃16一一对应。每一突起60位于切屑面15的径向内部，从而位于台阶18的径向内部。突起60不与相邻转角34的等分线B相交，从而便于用一楔代替螺丝33夹持刀片。在俯视图(图2G)中突起60呈三角形。该三角形的底边61呈稍稍凸起的弧形而最好接触切屑面15的径向内缘62。底边61与两相同的侧边63、64连接。向上离开顶面11的侧边63、64和底边61与一平面65连接，该平面的面积小于表面11与突起60相交处的面积。侧边63、64沿一在某些情况下用来抵靠螺丝33的凸脊66互相连接，这在下文说明。突起60的高度Z约为0.1-0.3mm。
图1B示出刀片10通常如何夹紧在刀身上。即，刀片10的第一部分13a在刀片座落在底面40上的同时抵靠径向肩43。但当离心力超过螺丝33与顶面11之间的摩擦力时，就出现图1C所示位置。即，刀片沿径向向外移动，直到突起60的凸脊66抵靠螺丝33，从而刀片无法进一步移动。从而在离心力足够大时突起60防止刀片向外摔出。应该看到，只有面对径向肩43的被动刃16C旁的突起在进行铣削时起作用，其他突起不起作用。″被动″一词的意思是该刀刃不在切削位置。
从上可见，本发明提供一种至少有6个刀刃的切削刀片和铣刀，其切削刀片非常经济。该铣刀使用安全。由于本发明可有8个刀刃、刀架经久耐用，因此非常经济。此外，本发明刀具可轻松切削金属工件，从而特别适合于其上有薄凸缘的铝制工件。
尽管以上结合优选实施例说明了本发明，但本领域普通技术人员显然可在由权利要求限定的本发明范围作出种种在本说明书中未专门说明的增减、修正和替代。例如，刀片10也可呈其他多边形，例如正方形或六角形，从而刀片10有4个或6个刀刃。

Claims (10)

1、一种呈多边形的铣刀切削刀片(10)，包括由切削刀片(10)的顶面(11)与刀刃面(13)之间的过渡部形成的至少4个刀刃(16)，形成前刀面的所述顶面(11)有一切屑面(15)，所述刀刃面(13)界定后刀面，所述刀刃面(13)与一与该刀片的中心轴线(20)平行的平面(P)相交成第一后角(α)，
其特征在于，该顶面(11)包括若干突起(60)，各突起(60)与各刀刃(16)一一对应；每一突起(60)位于切屑面(15)的径向内部；突起的在其对应刀刃(16)另一边的一部分(66)在刀片(10)铣削过程中沿径向移动时用来抵靠一紧固装置。
2、按权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，突起(60)不与相邻转角(34)的等分线(B)相交；刀刃面(13)上有一构成断裂释放区的台阶(18)；突起(60)位于该台阶(18)的径向内部。
3、按权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，突起(60)在俯视图中呈三角形；该三角形的底边(61)呈稍稍凸起的弧形并接触切屑面(15)的径向内缘(62)。
4、按权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，底边(61)与两相同的侧边(63、64)连接；向上离开顶面(11)的侧边(63、64)和底边(61)与一平面(65)连接，该平面的面积小于表面(11)与突起(60)相交处的面积；侧边(63、64)沿一用来抵靠紧固装置(33)的凸脊(66)互相连接；突起(60)的高度(Z)约为0.1-0.3mm。
5、按权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，台阶(18)设计成：在切削刀片的纵向剖面图中，切削刀片(10)的中心线(20)与切削刀片(10)的周边之间的距离在台阶(18)下方比在台阶(18)上方小，所述距离与中心线(20)垂直；从切削刀片(10)的底面(12)到台阶(18)的高度h1为从底面(12)到刀刃(16)的距离h的15-60％，所述台阶在后刀面径向内部构成断裂释放区。
6、一种铣刀，包括一刀架(31)和切削刀片(10)，所述刀架包括一紧固装置(33)、一凹座，该凹座至少包括径向肩(43)，所述切削刀片(10)呈多边形，且包括由切削刀片(10)的顶面(11)与刀刃面(13)之间的过渡部形成的至少4个刀刃(16)，作为前刀面的所述顶面(11)有一切屑面(15)，所述刀刃面(13)为形成在相邻两刀刃(16)过渡部处的后刀面，所述刀刃面(13)与一与该刀片的中心轴线(20)平行的平面(P)相交成第一后角(α)，
其特征在于，该顶面(11)包括若干突起(60)；突起的在其对应刀刃(16)另一边的一部分(66)在刀片(10)铣削过程中沿径向移动时用来抵靠一紧固装置(33)。
7、按权利要求6所述的铣刀，其特征在于，各突起(60)与各刀刃(16)一一对应；每一突起(60)位于切屑面(15)的径向内部；刀刃面(13)上有一构成断裂释放区的台阶(18)；突起(60)不与相邻转角(34)的等分线(B)相交；突起(60)位于该台阶(18)的径向内部。
8、按权利要求6或7所述的铣刀，其特征在于，突起(60)在俯视图中呈三角形；该三角形的底边(61)呈稍稍凸起的弧形并接触切屑面(15)的径向内缘(62)。
9、按权利要求8所述的铣刀，其特征在于，底边(61)与两相同的侧边(63、64)连接；向上离开顶面(11)的侧边(63、64)和底边(61)与一平面(65)连接，该平面的面积小于表面(11)与突起(60)相交处的面积；侧边(63、64)沿一用来抵靠紧固装置(33)的凸脊(66)互相连接；突起(60)的高度(Z)约为0.1-0.3mm。
10、按权利要求7所述的铣刀，其特征在于，台阶(18)设计成：在切削刀片的纵向剖面图中，切削刀片(10)的中心线(20)与切削刀片(10)的周边之间的距离在台阶(18)下方比在台阶(18)上方小，所述距离与中心线(20)垂直；从切削刀片(10)的底面(12)到台阶(18)的高度h1为从底面(12)到刀刃(16)的距离h的15-60％，所述台阶在后刀面径向内部构成断裂释放区。
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