CN114829047A - 切削刀片适配器和刀具组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于刀片容槽(38)的切削刀片适配器(14)包括一对或多对对置的刀片抵接表面(72A;72B)和容槽抵接表面(70A;70B)，它们以锐角(α)会聚。多个刀片抵接表面(72A;72B)相对于它们配对的容槽抵接表面(70A;70B)全都在相同方向上旋转，这相对于切削刀片(16)仅抵接刀片容槽(38)而不抵接切削刀片适配器(14)时将具有的取向，使抵接切削刀片适配器(14)的切削刀片(16)顺次旋转。

Description

切削刀片适配器和刀具组件
技术领域
本发明涉及一种切削刀片适配器，其被构造为插入刀片保持器(也称为“切削刀具”)的刀片容槽中。具体而言，它涉及一种切削刀片适配器，该切削刀片适配器被构造成用于将刀片保持器的容槽适配到被构造成保持较小切削刀片的容槽中。
背景技术
根据大多数现在的技术和标准，刀片容槽典型地被设计用于固定切削刀片，切削刀片典型地由硬质合金制成单一几何形状和大小。
尽管为单一几何形状和大小的刀片设计了刀片容槽规范，但当然也有例外，至少在理论专利文献中是如此。例如，US 8,807,884公开了一种设计成容纳具有不同几何形状的两个切削刀片的刀片容槽。
本发明与US 8,807,884有很大不同，尤其是，本发明不针对于与刀具的刀片保持器本身一体形成的刀片容槽，而是针对于设计用于插入到切削刀片与所述刀片容槽之间的刀片容槽中的切削刀片适配器。
US 4,722,642公开了一种间距适配器，间距适配器被构造为将切削刀片与车削刀具的刀片容槽壁分离。将切削刀片与容槽壁分开的间距适配器的部分通过弱化部分连接，该弱化部分可以被刻痕或减小尺寸。所制造的适配器是平的，弱化部分连接适于将刀片与凹部壁分开的部分，以允许适配器符合各种刀片构造。将切削刀片的表面与凹部壁分开的适配器部分的厚度等于在一次或多次再磨锐操作中从刀片表面移除的材料量。
本发明与US 4,722,642的主要区别特别地在于，本发明不针对于用于补偿刀片磨损的平的等壁厚间隔件。值得注意的是，切削刀片的再磨锐在现代高精度加工工业中不再常见。本发明涉及高精度工业部件，而不是US 4,722,642中公开的那种基本可弯曲金属间隔件。
US 4,600,341公开了一种用于标准(美国国家标准学会，A.N.S.I.)刀片保持器的切削刀片适配器。切削刀片适配器被构造成允许标准刀片容槽容纳相似或不同形状的较小刀片。US 4,600,341还公开了一种用于不同大小刀片的专用夹紧组件。
本发明的早期开发与被开发用于类似于US 4,600,341中描述的功能相似的切削刀片适配器具有相似性，但现在有助于实现US 4,600,341的发明人没有想到的全新加工应用。
本发明的目的是提供一种改进的切削刀片适配器和包含该切削刀片适配器的刀具组件。
发明内容
典型地，为所期望的加工操作选择合适的刀片保持器和切削刀片。如果需要多次操作，例如：粗加工操作之后是精加工操作，那么通常使用两种不同类型的切削刀片，每种刀片可以安装到相应不同的刀片保持器上。
使用不同切削刀片(和典型地不同刀片保持器)的第一个原因在于，不言而喻，针对特定操作优化的产品比针对两种或更多种不同操作设计的产品性能更好，因为依事物的正常方式，不同的加工要求需要折衷的设计特征。
第二个原因在于额外的部件，例如切削刀片适配器是额外的成本。
第三个原因在于，增加刀具部件数量会降低刀具的使用者友好性，因为小部件在组装或拆卸过程中掉落的可能性更大(本领域称为“掉落零件”)。
最后，作为一般规则，附加(即非一体式)部件典型地会降低固定在刀片保持器上的刀片的刚度，从而降低加工稳定性，并因此降低加工件的精加工品质。
近来，增材制造技术已显著进步，允许实际制造迄今为止难以制造或制造成本高的部件。
虽然增材制造的部件的成本相对昂贵，且精度尚未达到传统消减过程的标准，但当部件极小且要求的精度低于金属加工部件的典型精度时，此类费用会减少。虽然本发明可以通过许多不同的制造方法来生产，但是一种优选的方法是增材制造。
理论上，允许标准车削刀具容纳较小刀片的切削刀片适配器(在适用于给定加工应用的情况下，更经济高效)现在可以以一定成本制造，该成本将抵消简单地为适当大小的刀片购买额外的刀片保持器的标准产品选择。尽管如此，仍然需要克服上述“掉落零件”的问题，并且决定磁化切削刀片适配器，以确保即使当刀片没有固定到其上时，部件也保持在容槽中。这也克服了修改已经存在的刀片保持器的问题。然而，应当理解，本发明不限于标准/现有的保持器，并因此也可以替代地使用其他夹紧装置，例如但不限于螺钉(用于刀片容槽中的螺钉孔)等。
本发明针对于发现一种小型的、具有成本效益的切削刀片适配器，可将相同的刀片保持器和切削刀片用于不同于它们的设计用途的加工操作。
因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于刀片容槽的切削刀片适配器，该切削刀片适配器包括：相反的适配器顶表面和底表面；以及连接顶表面与底表面的适配器周围表面；该适配器周围表面包括：面向后的子表面；和面前向的子表面，该面向前的子表面位于适配器周围表面的与面向后的子表面相反的一侧上，该面向后的子表面包括至少一个容槽抵接表面，该面向前的子表面包括至少一个刀片抵接表面；其中，在切削刀片适配器的顶视图中：每对对置的刀片和容槽抵接表面以满足以下条件的适配器角α会聚：0 ≤α≤ 30°；并且每个刀片抵接表面相对于其对置的容槽抵接表面在相同的旋转方向上旋转。
可以理解的是，容槽抵接表面预期用于抵接刀片容槽，并且刀片抵接表面预期用于抵接切削刀片。因此，通过旋转刀片抵接表面，抵接它们的切削刀片被定向在将被称为“旋转位置”的位置，即相对于将被称为“未旋转位置”的位置旋转，该未旋转位置是在切削刀片直接抵接刀片容槽的容槽支撑表面(目前由切削刀片适配器的容槽抵接表面抵接)的情况下切削刀片将具有的位置。
可以理解的是，每对对置表面的旋转方向(为清楚起见，“每对”是指“所有对”)必须与待旋转的切削刀片的旋转方向相同。然而，对于不同的对，旋转的精确量(即适配器角α)不需要相同，因为刀片可以稍微倾斜，例如在前切削拐角附近的向下方向上，导致不同对抵接表面之间的适配器角稍微不同。尽管如此，它们都将具有大致相同的量值，如在上面的主要方面中所定义的，它们彼此相差在大约30°以内，并且在下面定义的优选实施例中，相差在比这个范围更小的范围内。具体来说，0°的精确值是零旋转，并且因此没有任何影响。大于30°可能会使刀片旋转太多，使得刀片容槽的容槽支撑表面可能由于滑移而不能将刀片保持在适当的位置。应该注意的是，30°的值是估计的理论值，并且不难想象该值可能更高，应该注意的是，本发明也适用于很多种刀片形状。
作为附加要点，应理解“每对”可包括单对，如果这是特定实施例中存在的全部。
尽管上述内容是参照某些抵接表面(特别是刀片抵接表面和容槽抵接表面)进行说明的，但应理解的是，下文提及的其他成对抵接表面也可针对不同对的相同类型表面具有不同值，并且在特定实施例中也可仅为单对。
还应注意，在整个说明书和权利要求书中提及的所有适配器角、刀具角度和刀片角均指锐角值，无论是否提及“锐角”一词。
还应注意，本发明特别适用于非圆形刀片形状，非圆形刀片形状旋转后将不提供不同的加工操作。
因此，切削刀片现在可在旋转位置提供与未旋转位置不同的加工操作。
还应理解，由于切削刀片适配器的使用，可能会使用较小的刀片，从而减少用于切削刀片的相对昂贵的材料量。
可以理解的是，不同的切削刀片适配器(例如，包括与对置的容槽抵接表面平行的刀片抵接表面)可交替地用于相同的刀片容槽中，并且因此相同的切削刀片可用于刀片容槽设计用于的原始加工操作(具有可使用较小切削刀片的优点)。虽然切削刀片适配器的这种使用是已知的，但是新的优点在于，仅通过提供切削刀片适配器，该切削刀片适配器具有相对于刀片容槽旋转的(即不平行的)抵接表面，同一刀片保持器及其刀片容槽以及同一切削刀片现在能够提供相同和不同的加工操作。
尽管切削刀片适配器可能具有单个容槽抵接表面，但使用恰好两个容槽抵接表面可实现更好的稳定性。值得注意的是，当说存在两种或更多种类型的抵接表面时，这意味着它们是间隔开的，即由其间的某种非线性表面分开，典型地为离隙凹部(无论是在平面中还是在刀片容槽的拐角处)。
为了接触刀片，出于稳定性，切削刀片适配器恰好有三个刀片抵接表面也是优选的。这是因为具有三个抵接区域典型地是最稳定的布置。在附图所例示的优选实施例中，实际上有四个刀片抵接表面。这是为了允许比只有两个(即每个腿一个)更大的稳定性，而且还允许切削刀片适配器是可反转的。虽然这可能导致切削刀片不接触所有四个刀片抵接表面，但是迄今为止的测试还没有发现这种情况发生。虽然不受限于特定理论，但据信在这方面，如下文所描述，在两个腿之间设置异常大的(不对称形状的)凹部是有益的。
鉴于上述情况，优选的是，切削刀片适配器包括恰好两个容槽抵接表面，并且优选地三个或四个刀片抵接表面。然而，应该理解的是，可以有其中其他数量的抵接表面是优选的刀片形状(以及容槽形状)。
在大多数优选构造中，切削刀片适配器具有非线性形状。例如，切削刀片适配器可以包括第一腿；和第二腿，第二腿连接到第一腿并与第一腿不平行延伸；其中第一腿包括所述刀片抵接表面中至少一个和所述容槽抵接表面中至少一个，并且第二腿包括所述刀片抵接表面中的至少一个和所述容槽抵接表面中的至少一个。在这种情况下，优选的是切削刀片适配器包括恰好三个或恰好四个间隔开的刀片抵接表面。当总共存在三个间隔开的刀片抵接表面时，第一腿优选地包括恰好两个间隔开的刀片抵接表面，以及第二腿包括恰好一个刀片抵接表面。
可以理解的是，本发明允许切削刀片适配器具有任何期望的适配器角。已经说过，优选的是适配器角不要太大，以便给定的刀片保持器能够适当地支撑切削力。因此，优选的是适配器角α满足条件：2°≤α≤15°，更优选的是2°≤α≤10°。后一个范围的上限值(10°)是更优选的，因为适配器角α越接近零，刀片保持器将能够更好地支撑力(因为它被设计用于零角度)。范围(2°)的下限值远高于零，因为没有刀片的显著旋转，加工中的差异可能是不太有用的，尽管仍然可行。
如图所示，至少出于以下原因，切削刀片适配器的一个优选选项包括与其附连的一个或多个磁体。这允许切削刀片适配器被保持在适当的位置，例如，当转位切削刀片时，甚至当刀片保持器颠倒时。它还允许切削刀片适配器在没有专用刀片容槽几何形状(例如螺钉孔)的情况下被保持在刀片保持器上。它还允许例如用空气喷射来清洁刀片保持器，而不用将切削刀片固定到容槽。
优选地，切削刀片适配器可围绕延伸穿过面向后的子表面和面向前的子表面的转位轴线旋转转位180°。换句话说，使用切削刀片术语，切削刀片适配器可以是可反转的。这可以允许切削刀片在刀片容槽内具有第一角度取向，并且当切削刀片适配器相对于刀片容槽具有第一取向时执行第一加工操作。在切削刀片适配器反转(即颠倒过来)使得其先前与刀片容槽的容槽基底表面抵接的底表面现在面向与槽基底表面相同的基本方向并与其间隔开之后，可使切削刀片到刀片容槽内的第二角度取向，用于第二 (不同的)加工操作。
根据本申请的第二方面，提供了一种切削刀具组件，包括：刀片保持器和切削刀片适配器；该刀片保持器包括：相反的顶侧和底侧；连接顶侧和底侧的相反的第一横向侧和第二横向侧；连接顶侧、底侧、第一横向侧和第二横向侧的相反的前侧和后侧；限定细长轴线的细长柄部；以及连接到柄部的切削部；平行于细长轴线并从柄部向切削部延伸的向前方向，以及与向前方向相反的向后方向；被限定为从底侧向上侧延伸并垂直于细长轴线的向上方向，以及与向上方向相反的向下方向；从第一横向侧延伸到第二横向侧并垂直于细长轴线和向上方向的第一横向方向，以及与第一横向方向相反的第二横向方向；以及在顶侧、前侧和第一横向侧的相交处形成在切削部中的刀片容槽，并且刀片容槽包括：容槽基底表面；和从容槽基底表面向上延伸的至少一个容槽支撑表面；该切削刀片适配器包括：相反的适配器顶表面和底表面；以及连接顶表面和底表面的适配器周围表面；该适配器周围表面包括：面向后的子表面；和面向前的子表面，该面向前的子表面位于适配器周围表面的与面向后的子表面相反的一侧上；该面向后的子表面包括至少一个容槽抵接表面；该面向前的子表面包括至少一个刀片抵接表面；其中：切削刀片适配器安装到刀片容槽上，使得至少一个容槽抵接表面抵接至少一个容槽支撑表面；并且在刀片保持器的顶视图中：每对对置的刀片抵接表面和容槽支撑表面以满足以下条件的刀具角度β会聚：0°≤β≤30°；并且每个刀片抵接表面相对于其对置的容槽支撑表面在相同的旋转方向上旋转。
可以理解的是，本发明允许切削刀片适配器具有任何期望的刀具角度。类似于上面参照切削刀片适配器的对置抵接表面的解释，也优选刀具角度β不要太大，使得给定的刀片保持器能够适当地支撑切削力。因此，优选刀具角度β满足条件：2°≤β≤15°，更优选2°≤β≤10°。
应理解，标准刀具组件被构造为使用一个切削刃在第一加工方向上工作，以及还使用同一切削刀片的不同切削刃在第二加工方向上工作。因此，切削刃与刀具组件一起可以被构造为在两个加工方向上相对于工件呈现相同的角度。根据本发明的一个创新，可以为一个加工方向提供切削刃的更优取向(例如，更小的角度以获得更好的精加工)，使另一个切削刃具有不太优的角度。虽然有优点(例如，在一个方向上更好的精加工)和缺点(例如，在另一个方向上较差的精加工)，但是这仍然被认为是总体上有利的，因为对于许多加工工作来说，可能有一个加工方向比另一个加工方向使用得更频繁，或者另一个加工方向对于精加工而言可能不太重要。如果例如精加工在另一个方向上仍然很重要，那么切削刀片适配器可以反转，以便为另一个方向提供有利的效果，同时仍然使用相同的切削刀片。这在下文中依据第一锐角刀片角ε1和第二锐角刀片角ε2来定义，而第一锐角刀片角ε1和第二锐角刀片角ε2又依据刀片保持器的侧部来定义，然而应当理解，本质上是上文所解释的概念。替代地，本发明可以相对于待加工的工件来定义，即在特定方向上加工的方法，其中切削刃的子刃定义如下。
从上述内容中可以清楚地看出，在期望加工方向上改进精加工是本申请设想到的有利应用，尽管如此，如上面所提到的，可能存在其他期望组合(例如，使用相同的切削刀片用于90°或接近90°的加工角度，并交替使用切削刀片适配器(或使用不同的切削刀片适配器，以允许相同的切削刀片提供倒角角度，例如45°等)。
应理解的是，本发明的主要优势在于，制造商可仅储备单种切削刀片，而不是两种或更多种不同类型/形状的切削刀片，且仍可提供不同的加工操作，便于采购物流、库存维护等。尽管新需要额外的一个或多个零件，即此优点需要切削刀片适配器，但是由于这种部件不直接参与加工工件，因此预期它们将具有长的刀具寿命，并且因此将比切削刀片更不需要替换。
刀具组件可包括安装在刀片容槽上的切削刀片。切削刀片可以具有任何期望的几何形状。为了定义上述概念，切削刀片可以包括：刀片顶表面和底表面，连接刀片顶表面和底表面的刀片周围表面；以及沿着刀片顶表面与刀片周围表面的相交处形成的切削刃；该刀片周围表面包括多个刀片周围侧表面和连接刀片周围侧表面的多个周围拐角；该切削刃包括：沿着多个刀片周围侧表面中的第一刀片周围侧表面延伸的第一子刃；沿着多个刀片周围侧表面中的第二刀片周围侧表面延伸的第二子刃；第二周围侧表面邻近第一周围侧表面；以及连接第一子刃和第二子刃并沿着位于第一周围侧表面与第二周围侧表面之间的所述周围拐角之一延伸的拐角子刃。
根据优选实施例，在刀具组件的顶视图中：第一锐角刀片角ε1夹在第一子刃与向后方向之间；并且第二锐角刀片角ε2夹在第二子刃与第一横向方向之间；其中第一刀片角ε1和第二刀片角ε2满足条件： ε1≠ε2。
为了在向前方向上以更好的精加工来进行加工，第一刀片角ε1应形成刮角。因此，优选地，第一刀片角ε1满足条件：0°≤ε1≤2°，更优选地0°≤ε1≤1°，并且最优选地0.25°≤ε1≤0.75°。
替代地，为了在横向方向上以更好的精加工进行加工，第二刀片角ε2应形成刮角。因此，优选地，第二刀片角ε2满足条件：0°≤ε2 ≤2°，更优选地0°≤ε2≤1°，并且最优选地0.25°≤ε2≤0.75°。
可以理解的是，切削刀片适配器可以是可反转的，从而允许这种刮角由相同的切削刀片适配器、切削刀片和刀片保持器提供，只需在刀片容槽中反转切削刀片适配器即可。
从上文可以看出，可实现根据本发明加工工件的独特方法。
例如，根据本申请的第三方面，提供了一种此类方法，包括以下步骤：第一步，将切削刀片适配器安装到刀片容槽中初始位置(更准确地说，切削刀片适配器的一个或多个容槽抵接表面抵接刀片容槽的一个或多个容槽支撑表面)；第二步，将切削刀片夹紧到刀片容槽(更精确地说，至少切削刀片的周围表面抵接切削刀片适配器的至少一个刀片抵接表面)；第二步，在第一方向上进行加工；第三步，将切削刀片从刀片容槽中松开，并且切削刀片适配器反转；第四步，不同的或优选相同的切削刀片安装到刀片容槽上；以及第五步，在不同于第一方向的第二方向上进行加工。
换句话说，该方法可便于在一个移动方向上进行初始精加工切削，然后在不同的移动方向上进行后续精加工切削。
附图说明
为了更好地理解本发明，并展示如何在实践中执行本发明，现将参考附图，其中：
图1A是根据本发明的包括刀片保持器、切削刀片、杠杆、垫片、螺钉和切削刀片适配器的刀具组件的立体分解图；
图1B是图1A的刀具组件的立体图；
图2A是图1A中刀片保持器的后视图；
图2B是图2A的刀片保持器的顶视图；
图2C是图2A的刀片保持器的前视图；
图2D是如图2B所示的刀片保持器的左下手部分的示意性顶视图；
图2E是如图2B所示的刀片保持器的右下手部分的示意性顶视图；
图3是不根据本发明的设计的示意性顶视图，仅出于解释目的示出；
图4A是图1A的刀具组件的顶视图，进一步示出了工件，刀具组件在横向方向上加工工件；
图4B是图1A的刀具组件的顶视图，进一步示出了工件，刀具组件在向前方向上加工工件，并且切削刀片适配器相对于图4A所示的位置反转(翻转)；以及
图4C是类似于图4B的视图，除了刀具组件同时在前向方向和横向方向上加工工件。
具体实施方式
注意图1A和图1B，示出了示例性刀具组件10。在所示的优选但非限制性的实施例中，刀具组件10被例示为车削刀具组件10。
应理解，可设想使用任何类型的带容槽的刀具，然而，与旋转刀具相比，操作的改变尤其适用于车削刀具和/或更有利于车削刀具，因为工作方向更加线性。
刀具组件10包括刀片保持器12和切削刀片适配器14。
在本说明书中，仅为了适当的权利要求范围，术语“刀具组件”定义为不需要切削刀片16，但可以包括切削刀片16和夹紧装置18(如“杠杆18”)作为刀具组件10的组成元件。
然而，应注意的是，在理论上，夹紧装置，如杠杆或顶部夹具(后者未在图中显示)可能优于螺钉(未显示)的可行夹紧装置选项，因为与螺钉(例如，其可通过偏移孔偏置)相比，它们可更强地将切削刀片偏置向切削刀片适配器，从而改进稳定性。
将不详细描述其他标准/可选项目，例如容槽基底垫片20等。
例示的刀片保持器12包括相反的顶侧22和底侧24，相反的第一横向侧26和第二横向侧28，以及相反的前侧30和后侧32。应该理解的是，尽管例示的柄部具有正方形横截面，但是它也可以是不同的横截面，例如圆形、矩形等。尽管如此，这些方向是为了理解本发明，而不是为了将权利要求的范围限制为特定刀具。
刀片保持器12还包括细长柄部34，该细长柄部限定了细长轴线AE和切削部36，该切削部36形成有刀片容槽38。
平行于细长轴线延伸的是相反的向前方向DF和向后方向DR，还显示了相反的向上方向DU和向下方向DD，相反的第一横向方向DLF和第二横向方向DLS。
例示的刀片容槽38形成于顶侧22、前侧30和第一横向侧26的相交处。
应理解，根据刀具是所谓的右手刀具还是左手刀具，第一横向侧也可替代地位于相对侧上，并且所例示的位置仅用于概念目的。
刀片容槽38包括容槽基底表面40和从容槽基底表面40向上延伸的第一容槽支撑表面42和第二容槽支撑表面44。容槽支撑表面之一，在此示例中为第二容槽支撑表面44，包括由离隙凹部46分开的第一子支撑表面44A和第二子支撑表面44B，以形成切削刀片的标准三点接触。第一子支撑表面44A和第二子支撑表面44B被认为是单个容槽支撑表面44的一部分，因为它们共面并且彼此相邻。
可以理解的是，有些刀片形状仅由单个容槽支撑表面支撑，并且有些由三个容槽支撑表面支撑。本示例针对两个容槽支撑表面的最常见的布置，在这种情况下被构造用于标准的方形切削刀片。
因此，此处例示的切削刀片16为标准方形切削刀片。
切削刀片16包括刀片顶表面48和刀片底表面50以及刀片周围表面52。
切削刃54沿刀片顶表面48与刀片周围表面52的相交处形成。
应理解，切削刀片16也可在刀片底表面50与刀片周围表面52的相交处具有附加切削刃。并且其他类型的刀片可以具有沿着周围表面的切削刃，然而将仅详细描述上述切削刃54，因为这里的主要目的是更好地理解本发明。
刀片周围表面52包括多个刀片周围侧表面52A、52B、52C、52D(即子表面)和多个周围拐角54A、54B、54C、54D。
切割刃52包括第一子刃56A和第二子刃56B，它们由拐角子刃56C连接。
切削刀片16形成有夹具通孔58。应当理解，切削刀片，例如由顶部夹具夹紧的切削刀片，不需要夹具通孔。
如图1B所示，切削刀片适配器14呈现向上延伸的垫片外观。这允许在刀片容槽38中使用较小的切削刀片16。
还参见图2A至2C，切削刀片适配器14包括相反的适配器顶表面60和适配器底表面62以及适配器周围表面64。
适配器周围表面64包括面向后的子表面66和面前向的子表面68。面向后的子表面66可以被称为“面向容槽壁”的子表面，而面向前的子表面68可以被称为“面向刀片”的子表面。
面向后的子表面66包括第一容槽抵接表面70A和第二容槽抵接表面70B，用于抵接刀片容槽38。
面前向的子表面68包括第一刀片抵接表面72A、第二刀片抵接表面72B、第三刀片抵接表面72C和第四刀片抵接表面72D，用于抵接切削刀片16。
更准确地说，切削刀片适配器包括彼此不平行延伸的第一腿74A和第二腿74B(即，在弯曲部76连接)。在图2B的顶视图中，切削刀片适配器14是人字形的，并且包括在弯曲部76处会合的第一腿74A和第二腿74B。弯曲部76设有限定连接壁的凹部77，以允许第一腿74A与第二腿74B之间预定量的挠曲。
提供凹部77以允许柔性。最初的设计有标准的对称凹部。随后发现，增材制造的零件比由传统的消减制造方法生产的相同材料的类似设计的零件需要更大的柔性。因此，发现优选的是，凹部77是非对称形状的。更精确地说，优选形状是凹部77是细长的。在这个示例中，凹部77在与一条腿(在这个示例中是第二腿74B)平行方向上是细长的。
在该示例中，弯曲部76位于切削刀片适配器的中心处，并具有穿过其中的转位轴线AA。
在该示例中，切削刀片适配器包括三个磁体78A、78B、78C，有利的是，每条腿上至少有一个磁体(以获得最佳稳定性)。在这个示例中，它们通过胶附接在第一磁体凹部80A、第二磁体凹部80B和第三磁体凹部80C中。为了额外的强度，较大的磁体78A嵌入第一腿74A中，并且两个较小的磁体78B、78C嵌入第二腿74B中。
上文描述了示例性实施例的细节后，特别参考图2B所示的顶视图，现在解释本发明的基本概念。
如图所示，对置的刀片抵接表面和容槽抵接表面不平行。在这种情况下，“对置的”刀片抵接表面和容槽抵接表面形成在同一腿74A、74B的相反侧上，并且大体上但不精确地面向相反的方向。
为详细说明该特定示例，第一腿74A上有两对对置的抵接表面，即第一刀片抵接表面72A和第一容槽抵接表面70A构成第一对对置的抵接表面；并且第二刀片抵接表面72B和相同的第一容槽抵接表面70A构成第二对对置的抵接表面。
在该示例中，第一容槽抵接表面70A与第一抵接表面72A和第二抵接表面72B相反，不间断地延伸，因此与它们二者配对。如果不是这种情况，例如，如果第一容槽抵接表面70A的中部将包括位于其中心的离隙凹部(未示出)或者将不沿直线延伸，则第一刀片抵接表面72A将与第一容槽抵接表面70A的仅为了理解标示为“82A”的对置部分配对，并且第二刀片抵接表面72B将与标示为“82B”的对置部分配对。然而，在给定的示例中，配对如最初描述的那样，并且由于第一抵接表面72A和第二抵接表面72B都在公共平面中延伸，所以第一和第二对形成相同的锐角适配器角α1、α2，其具有的值为4.5度。
应注意的是，所有附图中的角度未按比例绘制，并且为便于观察，可人为放大。
在第二腿74B上，上述理解(如果在第二容槽抵接表面70B中形成离隙表面等)也适用，并且不再赘述。第三刀片抵接表面72C和第二容槽抵接表面70B构成第三对对置的抵接表面；并且第四刀片抵接表面72D和相同的第二容槽抵接表面70B构成第四对对置的抵接表面。第三对和第四对形成相同的锐角适配器角α3、α4，其具有的值为3.5°。
因此，所有适配器角(α1 = 4.5°；α2 = 4.5°，α3 = 3.5°，α4 = 3.5°)满足条件0≤α≤30°。
如切削刀片适配器14的顶视图所示(图2B)，第一腿74A和第二腿74B相对于弯曲部76呈锥形。因此，在第一腿74A上，第一刀片抵接表面72A和第二刀片抵接表面72B以及对置的第一容槽抵接表面70A在远离弯曲部76的方向上会聚。同时，在第二腿74B上，第三刀片抵接表面72C和第四刀片抵接表面72D以及对置的第二容槽抵接表面70B在朝向弯曲部76的方向上会聚。
现参照图2D，并紧接着在图2E之后，将解释在相同(即“共同”)旋转方向上测量时，所有适配器角在特定角度范围内的含义。
首先参见图2D，对置的成对的抵接表面70B、72D不平行(第四对抵接表面在此图中进行了例示，但每对抵接表面也是如此)。更具体地，第四刀片抵接表面72D及其对置的第二容槽抵接表面70B朝着图纸的顶部会聚。换句话说，第一宽度W1大于第二宽度W2，第二宽度W2更靠近图纸的顶部。
使用第二容槽抵接表面70B作为参考(因为刀片抵接表面是那些通过旋转向切削刀片提供新旋转位置的表面)，示出了第四刀片抵接表面72D相对于对置的第二容槽抵接表面70B在逆时针方向DCC上旋转(即第二宽度W2小于第一宽度W1，注意第四刀片抵接表面72D遵循直线)。
参见图2E，第一刀片抵接表面72A也相对于参考对置的第一容槽抵接表面70A在相同方向即逆时针方向DCC旋转。如图所示，第三宽度W3大于第四宽度W4，第三宽度W3更靠近图纸的顶部。
所有成对的对置表面在相同方向旋转的意义(即刀片抵接表面相对于其配对的对置容槽抵接表面在相同方向旋转)将根据图3进行理解，图3例示了本发明非预期使用的情形。
刀片抵接表面172D相对于对置的容槽抵接表面170B在逆时针方向DCC上旋转，旋转方式与具有相似表面的图2D所示类似。
然而，刀片抵接表面172A相对于对置的容槽抵接表面170A在顺时针方向DC上旋转，旋转方向与图2E所示方向相反。
因此，与刀片抵接表面172A、172D抵接安装的切削刀片(未图示)不会旋转，而是会被挤压。并且由于切削刀片是刚性体，因此只有较薄的切削刀片才适合与这种适配器刀片一起使用。然而，本发明的目的不仅仅是使用不同形状的切削刀片，而是旋转切削刀片用于不同于由没有切削刀片适配器的刀片容槽单独提供的取向的加工取向。
应理解，本发明的本质是提供一种切削刀片适配器，其被构造为在不同的旋转位置支撑相同的切削刀片，每个旋转位置的特征在于不同的刀片角，并且适用于不同类型和/或方向的加工。
为了理解被构造为在旋转工件上提供更好精加工的切削刀片适配器的具体示例(尽管这是优选构造，但应注意旋转是相对的，并且应理解，在工件保持静态的同时旋转刀具是可能的)，请注意图4A至4C。
首先参考图4A，其中切削刀片适配器14被示出处于与图2B的顶视图相同的取向，并且刀具组件10正在加工标示为“86A”的工件。因此，在该视图中，切削刀片16相对于其将占据的非旋转位置在逆时针方向DCC上稍微旋转，假设其直接抵接刀片容槽的容槽支撑表面42、44，没有介于中间的切削刀片适配器14。
详细说明，理论上，在未旋转位置，切削刃的第一子刃56A将呈现在第一子刃56A与向后方向DR(向后方向DR平行于刀具保持器的细长轴线AE)之间所夹的5°的第一锐角刀片角ε1。
然而，根据本发明，由于切削刀片16在逆时针方向DCC旋转了约3.5°(注意，由于切削刀片16在刀片容槽38中前拐角处也向下倾斜，因此存在微小差异)，此非限制性示例中的第一锐角刀片角ε1约为8.5°。
类似地，理论上，在未旋转位置，切削刃的第二子刃56B将呈现在第二子刃56B与第一横向方向DLF之间所夹的5°的第二锐角刀片角ε2。
然而，由于逆时针旋转3.5度，此非限制性示例中的第二锐角刀片角ε2约为1.5°。
因此，由于刀具组件10在第一加工方向DM1上(在此示例中，该方向与第二横向方向DLS相同)移动，较小的第二锐角刀片角ε2可使加工表面84A(即主加工表面84A)具有比未旋转位置的情况更好的精加工。
为了获得更好的精加工，第二锐角刀片角ε2可更优选地在优选范围中更小，如上面详述。
应注意，切削刃54的视图被工件86A略微遮挡，这应理解为是示意性的用于解释目的。
上述内容最适用于主加工方向(“主”指加工操作中最常用于待加工特定零件的加工方向)平行于工件旋转轴线AR的加工应用，如图4A所示，并且更具体地说，与第二横向方向DLS相同(或如果刀具是另一只手的，则是相反方向第一横向方向DLF)。
换句话说，上述最适用于主加工表面84A基本平行于工件86A的旋转轴线AR的应用(即，与第二加工方向相反，在此示例中，第二加工方向垂直于旋转轴线AR)。这是因为存在折衷，其中在向前方向DF(即，沿着次要加工表面84B，该次要加工表面84B在该示例中基本垂直于工件86A的旋转轴线AR延伸)上的加工被期望提供较低的精加工，因为第一锐角刀片角ε1现在比未旋转位置的情况下更大。然而，从理论上讲，许多应用都有主加工方向，因此这种折衷被认为总体上是有益的。
此外，如果切削刀片适配器14被反转，则可在向前方向DF加工中实现更好的精加工。
参考图4B，其中加工了不同的工件86B，完全相同的切削刀片适配器14被示出安装在反转位置，即相对于图4A所示的反转位置。反转意味着切削刀片适配器14已经围绕转位轴线AA旋转了180°(图2A)，使得所谓的“底表面60”现在面向上，而所谓的“顶表面62”现在抵接垫片20(图1A)，即切削刀片适配器14被“颠倒”，容槽抵接表面70A、70B和它们相对应的腿74A、74B被调换。
因此，角度值已经反转，第一锐角刀片角ε1约为1.5°，以及第二锐角刀片角ε2约为8.5°。由于刀具组件10主要在加工方向DM2(在该示例中，是与向前方向DF相同的方向)移动，所以小的第一锐角刀片角ε1使得加工表面88A(在该示例中，主表面标示为88A，并且是垂直于工件旋转轴线AR的表面)具有比未旋转位置的情况更好的精加工。
还应注意的是，在图4B中，在一些示例中次要加工表面88B可能会相对于旋转轴线AR产生不期望的倾斜或倒角。
参考图4C，在此示例中，通过同时在向前方向DF和第一横向方向DLF上移动刀具组件10，可将该倾斜的次要加工表面88B形成为典型地更期望的直角表面，即平行于第一横向方向DLF，从而形成加工方向DM3。因此，如果需要，在此示例中，可以实现与旋转轴线AR平行的期望表面。
为完整起见，应理解的是，虽然所描述的旋转是依据相对于细长轴线AE参考的第一刀片角ε1和第二刀片角ε2进行的，但旋转可以以不同方式进行描述。
例如，参考图4C，应理解，刀片16旋转了不同的适配器角α1、α2、α3、α4，如上文结合图2A-2E所描述的。
类似地，现在参考图1A、图2B和图4A，旋转也可依据刀具角度表示。
具体而言，在该特定示例中，有两对对置的抵接表面与第一腿74A和刀片容槽的第二槽支撑表面44相连，即对置的第一刀片抵接表面72A和第二子支撑表面44B，构成以第一刀具角β1会聚的第一对(图4A)；以及对置的第二刀片抵接表面72B和第一子支撑表面44A构成了以第二刀具角度β2会聚的第二对(图4A)。
由于第一刀片抵接表面72A和第二刀片抵接表面72B在公共平面中延伸，并且在给定的示例中，第二容槽支撑表面44平行于第一容槽抵接表面70A，第一刀具角度β1和第二刀具角β2与适配器角α1，α2相同，并且也具有4.5°的值。
关于第二腿74B，存在第三对和第四对，即对置的第三刀片抵靠表面72C和第一容槽支撑表面42，构成了以第三刀具角β3会聚的第三对(图4A)；以及对置的第四刀片抵接表面72D和第一容槽支撑表面42，构成了以第四刀具角β4会聚的第四对(图4A)。
由于第三刀片抵接表面72C和第四刀片抵接表面72D均在共同平面内延伸，并且在给定示例中，第一容槽支撑表面42与第二容槽抵接表面70B平行，因此第三刀具角度β3和第四刀具角β4与适配器角α3、α4相同，也具有3.5°的值。
应理解，本发明设想到在通过反转切削刀片适配器或使用不同的切削刀片适配器，在期望的加工方向或替代地不同的加工方向上提供精加工应用，同时使用减小的大小(与刀片容槽设计用于的切削刀片大小相比)，并且仅需要单一切削刀片类型。如上文所提到的，期望的应用可以用于不同的取向(即，非精加工，例如倒角)，并因此选择的角度范围将显著不同。
还应理解，虽然所示的切削刀片适配器实施例是可反转的(即，可围绕延伸穿过面向后的子表面和面前向的子表面的转位轴线旋转180度)，但这仅是优选选项。

Claims (18)

1.一种用于刀片容槽的切削刀片适配器，所述切削刀片适配器包括：
相反的适配器顶表面和底表面；以及
连接顶表面和底表面的适配器周围表面；
所述适配器周围表面包括：
面向后的子表面；以及
面前向的子表面，所述面前向的子表面位于适配器周围表面的与所述面向后的子表面相反的一侧上；
所述面向后的子表面包括至少一个容槽抵接表面；
所述面向前的子表面包括至少一个刀片抵接表面；
其中，在所述切削刀片适配器的顶视图中：
每对对置的刀片和容槽抵接表面以满足以下条件的适配器角α会聚：0°≤α≤30°；以及
每个刀片抵接表面相对于其对置的容槽抵接表面在相同的旋转方向上旋转。
2.根据权利要求1所述的切削刀片适配器，其中，恰好有两个容槽抵接表面。
3.根据权利要求1或2所述的切削刀片适配器，其中，恰好有三个刀片抵接表面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的切削刀片适配器，其中，恰好有四个刀片抵接表面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的切削刀片适配器，还包括第一腿；和连接到所述第一腿并与所述第一腿不平行延伸的第二腿；其中所述第一腿包括所述刀片抵接表面中的至少一个和所述容槽抵接表面中的至少一个，并且所述第二腿包括所述刀片抵接表面中的至少一个和所述容槽抵接表面中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的切削刀片适配器，其中，所述切削刀片适配器包括恰好四个刀片抵接表面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的切削刀片适配器，其中，所述适配器角α满足条件：2°≤α≤15°。
8.根据权利要求7所述的切削刀片适配器，其中，所述适配器角α满足条件2°≤α≤10°。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的切削刀片适配器，还包括附连于其上的一个或多个磁体。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的切削刀片适配器，还能够围绕延伸穿过所述面向后的子表面和所述面向前的子表面的转位轴线旋转转位180°。
11.一种切削刀具组件，包括：
刀片保持器和切削刀片适配器；
所述刀片保持器包括：
相反的顶侧和底侧；
连接顶侧和底侧的相反的第一横向侧和第二横向侧；
连接顶侧、底侧、第一横向侧和第二横向侧的相反的前侧和后侧；
限定细长轴线的细长柄部；以及
连接到所述柄部的切削部；
平行于细长轴线并从所述柄部向所述切削部延伸的向前方向，以及与所述向前方向相反的向后方向；
限定为从所述底侧向向上侧延伸并垂直于细长轴线的向上方向，以及与所述向上方向相反的向下方向；
从所述第一横向侧延伸到所述第二横向侧并垂直于细长轴线和向上方向的第一横向方向，以及与所述第一横向方向相反的第二横向方向；以及
在所述顶侧、所述前侧和所述第一横向侧的相交处形成在所述切削部中的刀片容槽，并且包括：
容槽基底表面；以及
至少一个容槽支撑表面，所述容槽支撑表面从所述容槽基底表面向上延伸；
所述切削刀片适配器包括：
相反的适配器顶表面和适配器底表面；以及
连接顶表面和底表面的适配器周围表面；
所述适配器周围表面包括：
面向后的子表面；以及
面前向的子表面，所述面前向的子表面位于所述适配器周围表面的与所述面向后的子表面相反的一侧上；
所述面向后的子表面包括至少一个容槽抵接表面；
所述面向前的子表面包括至少一个刀片抵接表面；
其中：
所述切削刀片适配器安装到刀片容槽上，使得至少一个容槽抵接表面抵接所述至少一个容槽支撑表面；并且
在所述刀片保持器的顶视图中：
每对对置的刀片抵接表面和容槽支撑表面以满足以下条件的刀具角度β会聚： 0°≤β≤30°；以及
每个刀片抵接表面相对于其对置的容槽支撑表面在相同的旋转方向上旋转。
12.根据权利要求11所述的刀具组件，其中，所述刀具角度β满足条件： 2°≤β≤15°。
13.根据权利要求12或13所述的刀具组件，其中，所述刀具角度β满足条件： 2°≤β≤10°。
14.根据权利要求13所述的刀具组件，还包括安装在所述刀片容槽上的切削刀片，所述切削刀片包括：
刀片顶表面和刀片底表面，
连接刀片顶表面和刀片底表面的刀片周围表面；以及
沿着刀片顶表面与刀片周围表面的相交处形成的切削刃；
所述刀片周围表面包括多个刀片周围侧表面和连接所述刀片周围侧表面的多个周围拐角；
所述切削刃包括：
沿着所述多个刀片周围侧表面中的第一刀片周围侧表面延伸的第一子刃；
沿着所述多个刀片周围侧表面中的第二刀片周围侧表面延伸的第二子刃；
所述第二周围侧表面邻近所述第一周围侧表面；以及
连接第一子刃和第二子刃并沿着位于第一周围侧表面与第二周围侧表面之间的所述周围拐角之一延伸的拐角子刃；
其中，在所述刀具组件的顶视图中：
第一锐角刀片角ε1夹在第一子刃与向后方向之间；以及
第二锐角刀片角ε2夹在所述第二子刃与所述第一横向方向之间；以及
其中所述第一锐角刀片角ε1与所述第二锐角刀片角ε2满足条件：ε1≠ε2。
15.根据权利要求14所述的刀具组件，其中，所述第一锐角刀片角ε1满足以下条件：0°≤ε1≤2°。
16.根据权利要求15所述的刀具组件，其中，所述第一锐角刀片角ε1满足以下条件：0.25°≤ε1≤0.75°。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的刀具组件，其中，所述第二锐角刀片角ε2满足以下条件：0°≤ε2≤2°。
18.根据权利要求17所述的刀具组件，其中，所述第二锐角刀片角ε2满足以下条件：0.25°≤ε1≤0.75°。
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