CN116367945A - 可反转的方形切削刀片和旋转切削刀具 - Google Patents

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Abstract

在可绕刀具轴线旋转的切削刀具中，可反转切削刀片可拆卸地固定在刀具主体中。切削刀片具有通过外周表面互连的相对的顶部端表面和底部端表面，以及位于它们之间的中平面。外周表面包括与四个角表面交替的四个侧表面，侧表面和角表面与顶表面相交以分别形成顶部主切削刃和顶部角切削刃。每个侧表面具有中间表面和顶部主后隙表面。每个顶部主后隙表面与中平面形成锐角的内部顶部主后隙角，并且中平面与四个中间表面相交以限定假想的中正方形。在切削刀片的顶部端视图中，四个顶部主切削刃限定从假想的中正方形旋转偏移的假想顶部主正方形。

Description

可反转的方形切削刀片和旋转切削刀具
技术领域
本发明总的来说涉及用于金属切削过程的切削刀片和切削刀具，并且具体地涉及用于铣削操作的具有可反转切削刀片的可旋转切削刀具。
背景技术
在用于铣削操作的可旋转切削刀具领域内，有许多可拆卸地固定在切削体中的可反转切削刀片的示例。在一些情况下，切削刀片是方形刀片。
US7,604,441公开了一种完全可转位的方形切削刀片，其具有连接到两个端表面的四个侧表面。在每个侧表面与端表面的相交处是主切削刃，其从刀片拐角并沿着第一侧表面在向下的方向上朝向中平面延伸。修光刃从相同的刀片拐角并沿着相邻的侧表面在向上的方向上远离中平面延伸，以升高到相关联的端表面的邻接表面之上。切削刀片和刀片安置在其中的刀片槽的几何形状使得主切削刃具有正轴向角(螺旋线)，而刀片具有用于提供轴向间隙的总体负轴向角和用于提供径向间隙的总体负径向角。
US8,491,234公开了一种具有多个可转位凸形切削刃的双面切削刀片。切削刀片具有顶面和底面，每个面上至少三个凸形切削刃由至少三个刀尖角连接，至少三个外周侧表面从每个面向虚拟中平面延伸；以及在每个外周侧表面上的共同侧向座表面。每个凸形切削刃至少具有弯曲切削刃区域，并且还具有位于弯曲切削刃区域和刀尖角中间的基本直的主切削刃区域。每个外周侧表面还具有与基本直的主切削刃相关联的主平面刻面，并且每个面在相同方向上是单向的。另外，在各种实施例中，切削刀片的顶面和底面可以形成为使得它们相对于彼此扭曲或旋转。
US8,641,331公开了一种具有方形或三角形切削面的铣削切削刀片，该切削面在平面图中由具有线性切削刃和弯曲切削拐角的外周切削刃界定。每个切削刃包括朝向切削拐角倾斜的倾斜区域，该倾斜区域延伸超过由线性切削刃过渡到弯曲切削拐角的点所确定的切点，其中与其相邻的切削刃在由切削拐角角平分线确定的点之前升高，其中所述上升区域延伸至在相邻切削刃上的切削拐角另一侧上的切削刃最大值，其在平面图中是线性的，切削刃从此处继续，再次倾斜并向下倾斜，导致具有相同形状切削刃的旋转对称形式。
US9,724,770公开了一种用于铣削的双面切削刀片，其具有八个主切削刃和八个修光刃。切削刀片包括顶面和底面以及四个侧面。每个侧面包括相对于彼此倾斜的第一和第二子面。第一子面具有与顶面相邻的主切削刃和与底面相邻的修光刃。第二子面具有与顶面相邻的修光刃和与底面相邻的主切削刃。第二子面的修光刃关于第一子面的主切削刃相对于切削刀片向内倾斜。第一子面的修光刃关于第二子面的主切削刃相对于切削刀片向内倾斜。
本发明的一个目的是提供一种改进的可反转的切削刀片，每个端表面具有四个主切削刃。
本发明的另一个目的是提供一种改进的具有坚固切削刃的可反转的切削刀片。
本发明的另一个目的是提供一种改进的可旋转切削刀具，其中切削刀片以高水平的稳定性可拆卸地固定在刀具主体中。
本发明的又一目的是提供一种改进的可旋转切削刀具，其中增加数量的切削刀片围绕刀具主体周向间隔开。
本发明的又一个目的是提供一种改进的能够进行方肩铣削操作的可旋转切削刀具。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种可反转的切削刀片，包括：
由连续的外周表面互连的相对的顶部和底部端表面，中平面位于顶部和底部端表面之间并与外周表面相交以形成刀片边界线，刀片轴线垂直于中平面，切削刀片围绕该中平面是可转位的，
外周表面包括四个侧表面，四个侧表面与四个角表面沿圆周方向交替，
侧表面和角表面分别在顶部侧边缘和顶部角边缘处与顶部端表面相交，每个顶侧边缘具有顶部主切削刃，并且每个顶部角边缘具有顶部角切削刃，以及
每个侧表面包括中间表面和与相应的顶部主切削刃相邻的顶部主后隙表面，
其中：
在沿顶部主切削刃之一截取的截面图中，相应的顶部主后隙表面与中平面形成锐角内部顶部主后隙角，并且
中平面与四个中间表面相交以限定假想的中正方形，该假想的中正方形具有假想内切中圆，该假想内切中圆具有中直径和与刀片轴线重合的中心，
并且其中，在切削刀片的顶部端视图中：
四个顶部主切削刃限定假想的顶部主正方形，该顶部主正方形具有假想的内切顶部主圆，该假想的内切顶部主圆具有顶部主直径和与刀片轴线重合的中心，并且
假想的顶部主正方形围绕刀片轴线从假想的中正方形旋转偏移。
根据本发明的另一方面，提供了一种在旋转方向上围绕刀具轴线可旋转的切削刀具，包括：
沿刀具轴线前后方向延伸的刀具主体；和
至少一个上述类型的可反转的切削刀片，所述可反转的切削刀片可拆卸地固定在刀具主体的刀片接收槽中，
其中：
每个切削刀片的顶部角切削刃之一是操作的，并且
每个切削刀片的顶部主切削刃中的与操作的顶部角切削刃相邻的一个是操作的顶部主切削刃。
附图说明
为了更好地理解，现在将仅通过示例的方式参考附图来描述本发明，其中点划线表示构件的局部视图的截止边界，并且其中：
图1是根据本发明的一些实施例的切削刀片的透视图；
图2是图1所示的切削刀片的端视图；
图3是图1所示的切削刀片的侧视图；
图4是图2所示的切削刀片的沿线IV-IV截取的截面图；
图5是图2所示的切削刀片的沿线V-V截取的局部截面图；
图6是图2所示的切削刀片沿线VI-VI截取的局部截面图；
图7是根据本发明的一些实施例的切削刀具的透视图；
图8是图7所示的切削刀具的侧视图；
图9是图8所示的切削刀具的第一详细视图；
图10是图8所示的切削刀具的第二详细视图；
图11是图7所示的切削刀具的端视图；
图12是图11所示的切削刀具的详细视图；
图13是图7所示的切削刀具的第一详细视图，切削刀片和紧固螺钉被移除；
图14是图8所示的切削刀具的第三详细视图，切削刀片和紧固螺钉被移除；
图15是图8所示的切削刀具的沿线XV-XV的截面图；且
图16是图15所示的切削刀具的详细视图。
具体实施方式
本发明的一个方面涉及一种可反转的切削刀片20，如图1至图3所示，具有通过连续的外周表面24互连的相对的顶部端表面22和底部端表面122，外周表面24包括周向交替的四个侧表面26和四个角表面28。
在本发明的一些实施例中，切削刀片20可优选地通过成型压制和烧结诸如碳化钨的硬质合金来制造，并且可以是涂层的或未涂层的。
如图3所示，切削刀片20具有位于顶部和底部端表面22、122之间并且与外周表面24相交以形成刀片边界线LB的中平面M。
在本发明的一些实施例中，中平面M可以位于顶部端表面22和底部端表面122之间的中间。
此外，在本发明的一些实施例中，切削刀片20可以构造成使得在端视图中，如图2所示，切削刀片20没有部分延伸到刀片边界线LB之外。
如图1至图3所示，切削刀片20具有垂直于中平面M的刀片轴线AI，切削刀片20可围绕该轴线转位。
在本发明的一些实施例中，与刀片轴线AI同轴的通孔30可以与顶部端表面22和底部端表面122相交。
此外，在本发明的一些实施例中，切削刀片20可通过沿刀片轴线AI的方向直接压制来制造。
此外，在本发明的一些实施例中，切削刀片20可以被压成其最终形状，并且外周表面24可以是未研磨的。
如图1至图3所示，侧表面26和角表面28分别在顶部侧边缘和顶部角边缘32、34处与顶部端表面22相交，每个顶部侧边缘32具有顶部主切削刃36，并且每个顶部角边缘34具有顶部角切削刃38。
在本发明的一些实施例中，每个顶部角切削刃38可以是弯曲的。
而且，在本发明的一些实施例中，每个顶部主切削刃36可以切向邻接顶部角切削刃38之一。
如图3所示，四个顶部主切削刃36可以完全被包含在垂直于刀片轴线AI的顶部水平面PH中。
在本发明的一些实施例中，四个顶部角切削刃38可以完全被包含在顶部水平面PH中。
如图1至图4所示，顶部端表面22可具有一顶部中央表面40，且顶部中央表面40可位于中平面M与顶部水平面PH之间。
在本发明的一些实施例中，顶部中央表面40可垂直于刀片轴线AI。
此外，在本发明的一些实施例中，通孔30可以与顶部中央表面40相交。
如图1和图2所示，顶部端表面22可包括邻近顶部侧边缘和顶部角边缘32、34延伸的前倾角表面42。
在本发明的一些实施例中，前倾角表面42可以围绕顶部中央表面40。
如图1至图3所示，每个顶部侧边缘32可包括顶部副切削刃44。
在本发明的一些实施例中，四个顶部副切削刃44可以完全被包含在顶部水平面PH中。
而且，在本发明的一些实施例中，顶部侧边缘和顶部角边缘32、34可以完全被包含在顶部水平面PH中。
如图1和3所示，每个侧表面26包括中间表面46，并且每个侧表面26还包括与相应的顶部主切削刃36相邻的顶部主后隙表面48。
在本发明的一些实施例中，每个中间表面46可以垂直于中平面M。
而且，在本发明的一些实施例中，每个顶部主后隙表面48可以与顶部端表面22相交以形成相应的顶部主切削刃36。
此外，在本发明的一些实施例中，每个顶部主后隙表面48可以不与中平面M相交。
如图4所示，在沿顶部主切削刃36之一截取的截面图中，相应的顶部主后隙表面48与中平面M形成锐角内部顶部主后隙角β1。
同样，如图4所示，沿顶部主切削刃36之一截取的所述截面图可包含刀片轴线AI。
应当理解，在整个说明书和权利要求书中使用的术语“内部角”和“外部角”是指分别在其上形成至少一个线性特征的构件的内部和外部测量的两个线性特征之间的角度。
还应当理解，每个顶部主后隙表面48、也称为“反转的”后隙表面，通常从其相应的顶部主切削刃36向中平面M向外延伸(即，沿远离刀片轴线AI的方向)，以便每个顶部主切削刃36被有利地支持且是有利地坚固耐用的。
在本发明的一些实施例中，每个顶部主后隙表面48可以是平面的。
此外，在本发明的一些实施例中，顶部主后隙角β1可以具有75度的最小值和85度的最大值，即75°≤β1≤85°。
对于与每个顶部主后隙表面48相关联的顶部主后隙角β1具有75度的最小值和85度的最大值的本发明的实施例，应当理解，每个顶部主切削刃36被有利地支持且是有利地坚固耐用的。
如图4所示，在沿顶部主切削刃36之一截取的截面图中，相应的顶部主后隙表面48可与前倾角表面42形成锐角内部顶部主前倾角σ1。
在本发明的一些实施例中，顶部主前倾角σ1可以具有65度的最小值和75度的最大值，即65°≤σ1≤75°。
如图3所示，在切削刀片20的侧视图中，顶部主后隙表面48(在该视图中可见)可具有平行于刀片轴线AI的可变顶部主后隙宽度WJ，并且顶部主后隙宽度WJ可以在平行于中平面M的横向方向SD上增加。
在本发明的一些实施例中，顶部主后隙宽度WJ可以沿相应的顶部主切削刃36的整个长度在横向方向SD上连续增加。
如图3所示，在切削刀片20的侧视图中，横向方向SD可以是从顶部主切削刃36到同一顶部侧边缘32的顶部副切削刃44。
而且，如图3所示，每个侧表面26可包括与相应的顶部副切削刃44相邻的顶部副后隙表面50。
在本发明的一些实施例中，每个顶部副后隙表面50可以与顶部端表面22相交以形成相应的顶部副切削刃44。
如图5所示，在沿顶部副切削刃44之一截取的截面图中，相应的顶部副后隙表面50可垂直于中平面M。
在本发明的一些实施例中，每个顶部副后隙表面50可以与其关联的中间表面46共面。
如图2所示，中平面M与四个中间表面46相交以限定假想内切中圆CM的假想中正方形SM，该假想内切中圆CM具有中直径DM。
另外，如图2所示，应当理解，假想内切中圆CM的中心与刀片轴线AI重合。
进一步地，如图2所示，假想中正方形SM可以被包含刀片轴线AI并与四个侧表面26相交的相互垂直的第一和第二竖直平面PV1、PV2分成四个相同的象限Q1、Q2、Q3、Q4。
在本发明的一些实施例中，每个顶部主切削刃36可以位于或跨越四个象限Q1、Q2、Q3、Q4中的两个。
而且，在本发明的一些实施例中，每个顶部主后隙表面48可以位于或跨越四个象限Q1、Q2、Q3、Q4中的两个。
此外，在本发明的一些实施例中，每个顶部角切削刃38可以仅位于四个象限Q1、Q2、Q3、Q4中的一个。
此外，在本发明的一些实施例中，每个顶部副切削刃44可以仅位于四个象限Q1、Q2、Q3、Q4中的一个。
如图2所示，在切削刀片20的顶部端视图中，四个顶部主切削刃36限定具有假想内切顶部主圆CJ的假想顶部主正方形SJ，该假想内切顶部主圆CJ具有顶部主直径DJ。
此外，如图2所示，应当理解，假想的内切顶部主圆CJ具有与刀片轴线AI重合的中心。
此外，如图2所示，在切削刀片20的顶部端视图中，假想的顶部主正方形SJ围绕刀片轴线AI从假想的中正方形SM旋转偏移。在本申请中，“旋转偏移”是指两个正方形SJ和SM均以分度轴AI为中心，但其中一个正方形的边不平行于另一个正方形的边。
在本发明的一些实施例中，中直径DM可大于顶部主直径DJ。
此外，在本发明的一些实施例中，每个顶部主后隙表面48的最大顶部主后隙宽度WJMAX可以大于顶部主直径DJ的百分之二十，即WJMAX>0.20*DJ。
此外，在本发明的一些实施例中，最大顶部主后隙宽度WJMAX可以大于中直径DM的百分之二十，即WJMAX>0.20*DM。
对于其中每个顶部主后隙表面48的最大顶部主后隙宽度WJMAX大于顶部主直径DJ的百分之二十的本发明的实施例，应当理解每个顶部主切削刃36有利地是坚固的。
如图1、2和4中所示，通孔30具有从顶部端表面22到底部端表面122的孔轴向长度EA。
在本发明的一些实施例中，孔轴向范围EA可以大于顶部主直径DJ的百分之四十，即EA>0.40*DJ。
此外，在本发明的一些实施例中，孔轴向范围EA可以大于中直径DM的百分之四十，即EA>0.40*DM。
如图2所示，四个顶部副切削刃44可限定具有假想内切顶部副圆CN的假想顶部副正方形SN，其具有顶部副直径DN。
如图2所示，在切削刀片20的顶部端视图中，假想的顶部副正方形SN可以与假想的中正方形SM重合。
对于假想顶部副正方形SN与假想的中正方形SM重合的本发明的实施例，应当理解，中直径DM可以等于顶部副直径DN。
正如在图2的顶部端视图中最佳所见，假想的顶部主正方形SJ嵌套在假想的顶部副正方形SN内。因此，在刀片20的端视图中，给定顶部侧边缘32的顶部主切削刃36相对于同一顶部侧边缘32的顶部副切削刃44凹进。此外，在一些实施例中，在顶部端视图中，顶部主切削刃36长于顶部副切削刃44。
如图1至图3所示，每个顶部角切削刃36具有第一和第二角端点NC1、NC2。
在本发明的一些实施例中，每个第一角端点NC1可以与其中一个顶部副切削刃44的第一副端点NN1重合，并且每个第二角端点NC2可以与顶部主切削刃之一36的第一主端点NJ1重合。
如图2所示，在切削刀片20的顶部端视图中，与每个顶部角切削刃38相关联的顶部主切削刃36和顶部副切削刃44可形成锐角内部顶部拐角角度α1。
在本发明的一些实施例中，顶部拐角角度α1可以具有大于80度的值，即α1＞80°。
如图1至3所示，每个侧表面26可具有相对于平行于假想中正方形SM的相关边的底切方向DU形成的顶部底切52。
应当理解，在整个说明书和权利要求书中使用的术语“底切”是指凹进，其中从凹进的给定子表面沿特定底切方向延伸的直线与同一凹进的另一子表面相交。
在本发明的一些实施例中，每个顶部底切52可相对于相关联的顶部副后隙表面50凹进。
此外，在本发明的一些实施例中，每个顶部主后隙表面48可以设置在相应侧表面26的顶部底切52中。
如图1至图3所示，每个顶部底切52可包括顶部接合表面54。顶部接合表面54可以将顶部主后隙表面48连接到顶部副后隙表面50。
在本发明的一些实施例中，每个顶部接合表面54可以在顶部接合边缘56处与顶部端表面22相交。
此外，在本发明的一些实施例中，每个顶部接合边缘56可以在顶部主切削刃36和与同一顶部侧边缘32相关联的顶部副切削刃44之间延伸。
此外，在本发明的一些实施例中，每个顶部接合边缘56可以是非切割边缘。
如图5和6所示，第一和第二假想直线L1、L2垂直于中平面M延伸并且分别与顶部角切削刃的第一和第二角端点NC1、NC2中的一个相交。
在本发明的一些实施例中，第一假想直线L1可以与刀片边界线LB相交。
此外，在本发明的一些实施例中，第二假想直线L2可以在刀片边界线LB内穿过中平面M。
如图1至图3所示，每个角表面28可包括与相应的顶部角切削刃38相邻的顶部角后隙表面58。
对于第二假想直线L2穿过刀片边界线LB内的中平面M的本发明的实施例，应当理解，每个顶部角后隙表面58可以是部分圆锥形的并且在远离中平面M的方向上逐渐变小，使得每个顶部副切削刃44被有利地支撑并且是有利地坚固耐用的。
在本发明的一些实施例中，第三假想直线L3垂直于中平面M延伸并且在沿其长度的任意点处与顶部主切削刃36之一相交，第三假想直线L3可以穿过刀片边界线LB内的中平面M。
在一些实施例中，顶部端表面和底部端表面22、122可以是相同的。
对于顶部和底部端表面22、122相同的本发明的实施例，应当理解贯穿附图、说明书和权利要求书，与底部端表面122相关联的所有特征已经被分配与顶部端表面22相关联的对应特征相同的附图标记，除了将在它们前面带有额外的“百位”数字。
在本发明的一些实施例中，切削刀片20可呈现关于形成在第一竖直平面PV1和中平面M的相交处的第一轴线A1的双重旋转对称。
此外，在本发明的一些实施例中，切削刀片20可呈现关于形成在第二竖直平面PV2和中平面M的相交处的第二轴线A2的双重旋转对称。
此外，在本发明的一些实施例中，切削刀片20可呈现关于刀片轴线AI的四重旋转对称。
如图7至12所示，本发明的另一方面涉及一种可在旋转方向RD上围绕刀具轴线AT旋转的切削刀具60。切削刀具60具有沿刀具轴线AT在前后方向DF、DR上延伸的刀具主体62，以及至少一个可移除地固定在刀具主体62的刀片接收槽64中的可反转的切削刀片20。
在本发明的一些实施例中，切削刀具60可具有N个切削刀片20，其可移除地固定在围绕刀具主体62周向间隔开的N个刀片接收槽64中，N是大于一的正整数。
应当理解，贯穿说明书和权利要求书，由于N是大于一的特定整数，所以多个切削刀片20在数量上等于多个刀片接收槽64。
如图7和8所示，刀具主体62可具有轴向相对的前主体端66和后主体端68。
在本发明的一些实施例中，每个刀片接收槽64可向外敞开至前主体端66。
此外，在本发明的一些实施例中，切削刀具60可呈现关于刀具轴线AT的N重旋转对称。
如图13和14所示，每个刀片接收槽64可具有座表面70，该座表面70具有横向于座表面的轴向和径向支撑壁72、74。
在本发明的一些实施例中，座表面70可面向旋转方向RD。
此外，在本发明的一些实施例中，座表面70可以是平面的。
此外，在本发明的一些实施例中，轴向支撑壁72可轴向面向前，径向支撑壁74可径向面向外。
在至少一个可反转的切削刀片20在其各自的刀片接收槽64中的固定状态下：
底部端表面122可与座表面70夹紧接触，
四个侧表面中的第一个26a可以与轴向支撑壁72夹紧接触，并且
四个侧表面中的第二个26b可以与径向支撑壁74夹紧接触。
对于顶部端表面22和底部端表面122相同的本发明实施例，底部端表面122可以具有底部中央表面140，并且底部中央表面140可以与座表面70夹紧接触。
如图7和13所示，紧固螺钉76可延伸穿过通孔30并螺纹接合在座表面70中具有孔轴线AB的螺钉孔78。
在本发明的一些实施例中，刀片轴线AI可以与孔轴线AB偏离。
对于刀片轴线AI与孔轴线AB偏离的本发明的实施例，应当理解，在拧紧紧固螺钉76时，分别在切削刀片的第一和第二侧表面26a、26b与刀片接收槽的轴向和径向支撑壁72、74之间确保夹紧接触。
如图15和16所示，在垂直于刀具轴线AT并与至少一个座表面70相交的第一刀具平面PT1中截取的截面图中，第二刀具平面PT2包含刀具轴线AT和其中一个座表面70的径向最外座点NO。
在本发明的一些实施例中，所述座表面70可与第二刀具平面PT2形成锐角内部径向槽角τ1。
此外，在本发明的一些实施例中，应当理解，相对于刀具轴线AT，径向最外座点NO不仅可以是在第一刀具平面PT1中截取的截面图中座表面70的径向最外点，而且是座表面70的绝对径向最外点。
对于其中每个座表面70面向旋转方向RD并且径向槽角τ1是内部角而不是外部角的本发明的实施例，应当理解，相邻刀片接收槽64之间的周向间距减小可以实现，同时成功地将每个紧固螺钉76定向并通过相应的切削刀片的通孔30螺纹接合到相应的刀片接收槽的螺钉孔78中，而不受刀具主体62的相邻旋转引导部分的阻碍。
在本发明的一些实施例中，径向槽角τ1可以具有大于3度的值，即τ1>3°。
如图15所示，N个座表面70的N个径向最外座点NO限定了具有最大座直径DSMAX的假想座圆CS。
在本发明的一些实施例中，应当理解，假想座圈CS可以具有与刀具轴线AT重合的中心。
在本发明的一些实施例中，在至少一个可反转的切削刀片20的固定状态下，每个切削刀片20的底部端表面122可以与相应的径向最外座点NO接触。
此外，在本发明的一些实施例中，在至少一个可反转的切削刀片20的固定状态下，每个切削刀片20的底部中央表面140可以与相应的径向最外座点NO接触。
如图9和16所示，第一侧表面26a的顶部主后隙表面48可与轴向支撑壁72夹紧接触，第二侧表面26b的中间表面46可与轴向支撑壁74夹紧接触。
如图14所示，轴向支撑壁72可与座表面70形成锐角外部轴向支撑角φ1。
对于其中轴向支撑壁72与座表面70形成锐角外部轴向支撑角φ1的本发明的实施例，应当理解，轴向支撑壁72被构造成提供“燕尾”夹紧。
在本发明的一些实施例中，锐角轴向支撑角φ1可以具有小于或等于85度的值，即φ1≤85°。
此外，在本发明的一些实施例中，锐角轴向支撑角φ1可对应于顶部主后隙角β1。
对于其中锐角轴向支撑角φ1对应于顶部主后隙角β1的本发明的实施例，应当理解，在轴向支撑壁72和第一侧表面26a的顶部主后隙表面48之间可以发生燕尾型夹紧接触。
此外，对于其中在轴向支撑壁72和第一侧表面26a的顶部主后隙表面48之间出现燕尾型夹紧接触的本发明的实施例，应当理解，切削刀片20可以高水平的稳定性可拆卸地固定在其相应的刀片接收槽64。
如图16所示，径向支撑壁74可垂直于座表面70。
在本发明的一些实施例中，径向支撑壁74可包括两个相对于刀具轴线AT轴向间隔开的径向支撑子壁74a、74b。
如图7至12所示，每个切削刀片20的顶部角切削刃38之一是操作的，并且每个切削刀片20的顶部主切削刃36中的与操作的顶部角切削刃38相邻的一个是操作的。
应当理解，贯穿说明书和权利要求书，切削刀片20可以在顶部端表面22上具有四个分度位置，并且在每个分度位置，不同的顶部角切削刃38中的不同的一个是操作的，并且顶部主切削刃36中的不同的一个是操作的。
还应当理解，切削刀片20是可反转的并且也可以被描述为“双面”或“双端”，使得在其各自的刀片接收槽64中的固定状态下，顶部端表面22可与座表面70接触，并且对于其中顶部和底部端表面22、122相同的实施例，底部端表面122可具有四个底部主切削刃136，其中之一是操作的，和四个底部角切削刃138，其中一个是操作的。
如图9和10所示，与操作的顶部主切削刃36相关联的顶部主后隙表面48的顶部主后隙宽度WJ可以在远离操作的顶部角切削刃38的横向方向SD上增加。
如图9所示，每个切削刀片20的操作的顶部主切削刃36可具有负轴向前倾角λ1。
在本发明的一些实施例中，负轴向前倾角λ1可具有大于3度的量值。
而且，在本发明的一些实施例中，每个切削刀片20的顶部副切削刃44中的邻近操作的顶部角切削刃38的一个，可以是操作的。
如图11和12所示，每个切削刀片20的操作的顶部副切削刃44可具有负径向前倾角δ1。
在本发明的一些实施例中，负径向前倾角δ1可大于径向槽角τ1，并且应当理解，增加径向槽角τ1导致增加的负径向前倾角δ1。
此外，在本发明的一些实施例中，负径向前倾角δ1可具有大于10度的量值。
对于径向前倾角δ1为负值的本发明的实施例，特别是对于负径向前倾角δ1具有大于10度的量值的实施例，应当理解，在顶部副切削刃44上的切削载荷可沿其均匀分布，从而降低边缘断裂的风险。
在本发明的一些实施例中，每个切削刀片20的操作的顶部主后隙表面48和工件80之间的径向间隙角(未示出)可以具有5到10度之间的值。
虽然应该从图15和16中一般地理解，增加径向槽角τ1会导致增加的径向间隙角，由于顶部主后隙表面48被配置为“反转的”后隙表面，可以实现更高的径向槽角τ1值，同时保持径向间隙角的最佳值，例如在5到10度之间。
如图16所示，作用在每个切削刀片36的操作的顶部主切削刃36上的切削力FC指向切向力方向FD，并且可以在切向力方向FD和座表面70之间形成锐角径向倾角ε1。
在本发明的一些实施例中，径向倾角ε1可以具有在70度和80度之间的值，即70°<ε1<80°。
从图15和16应该可以一般地理解，增加径向槽角τ1会导致减小的径向倾角ε1，这通常会与降低的夹紧稳定性相关联。然而，由于轴向支撑壁72与相应切削刀片20的第一侧表面26a的顶部主后隙表面48之间的燕尾型夹紧接触，可在保持高水平夹紧稳定性的同时实现更高值的径向槽角τ1。
如图11和15所示，每个切削刀片20的操作的顶部主切削刃36可限定刀具切削直径DTC。
在本领域中已知的是，围绕刀具主体62周向间隔开的切削刀片20的数量N和刀片接收槽64的数量N可以大体上与刀具切削直径DTC成比例。在构造为径向槽角τ1是与外部角相反的内部角的本发明的实施例中，可以实现相邻刀片接收槽64之间的减小的周向间距，同时成功地将每个紧固螺钉76定向并经由相应的切削刀片的通孔30螺纹接合到相应的刀片接收槽的螺纹孔78中，而不受刀具主体62的相邻旋转引导部分的阻碍，使得对于给定刀具切削直径DTC，刀片接收槽64的数量N和切削刀片20的数量N可以增加。
在本发明的一些实施例中，N乘以槽间距系数FP可以等于刀具切削直径DTC，即N*FP＝DTC，并且槽间距系数FP可以等于或小于8.5，即FP<8.5。
此外，在本发明的一些实施例中，槽间距系数FP可以等于或小于8，即FP<8。
应当理解在整个说明书和权利要求书中，槽间距系数FP具有毫米单位，并且当刀具切削直径DTC以毫米测量时，N与刀具切削直径DTC的比率适用。
对于本发明的实施例，其中N乘以槽间距系数FP等于刀具切削直径DTC，即N*FP＝DTC，如图11所示，应当理解，角度间距范围ES(以度为单位))在周向相邻的刀片接收槽64之间等于360°/(DTC/FP)，即ES＝360°/(DTC/FP)。
如图15和16所示，刀具切削直径DTC与最大座直径DSMAX之间的差值的一半限定第一径向范围ER1。
在本发明的一些实施例中，第一径向范围ER1可以小于顶部主直径DJ的百分之二十五，即ER1＜0.25*DJ。
对于其中第一径向范围ER1小于顶部主直径DJ的百分之二十五的本发明的实施例，应当理解，切削力FC的绕各自的径向最外座点NO的径向倾翻力矩(未示出)有利地被减小。
如图16所示，假想座圆CS在顶部交点NI处与每个切削刀片20的顶部端表面22相交。
在本发明的一些实施例中，同一切削刀片20的顶部交点NI和操作的顶部角切削刃38可以位于刀片的四个象限Q1、Q2、Q3、Q4中的相同一个，因此操作的顶部角切削刃38可以由座表面70很好地支撑。
如图8和10所示，切削刀具60具有平行于刀具轴线AT测量的切削深度DC。
在本发明的一些实施例中，切削刀具60在沿刀具轴线AT的向前方向DF上的最大切削深度DCMAX可以大于每个刀片的顶部主直径DJ的二分之一，即DCMAX>DJ/2。
而且，在本发明的一些实施例中，最大切削深度DCMAX可以大于每个刀片的中直径DM的二分之一，即DCMAX>DM/2。
对于其中与每个顶部角切削刃38相关联的顶部主切削刃36和顶部副切削刃44形成锐角内部顶部拐角角度α1和/或每个侧表面26包括相对于底切方向DU的顶部底切52的实施例，应当理解，相对于刀具轴线AT位于操作的顶部主切削刃36轴向后方的切削刀片20的一部分可以径向延伸超过刀具切削直径DTC，从而将最大切削深度DCMAX限制到小于刀片的顶部主直径DJ的值。
尽管最大切削深度DCMAX可能被限制为小于刀片的顶部主直径DJ的值，如图8和10所示，切削刀具60可用于铣削操作，由此每个切削刀片20在其各自的刀片接收槽64中被定向以在工件80中切削准确的九十度或方形肩部。
如图10至图12所示，每个切削刀片20具有轴向最前刀片点NF，并且N个切削刀片20的N个轴向最前刀片点NF限定具有端面切削直径DFC的假想端面圆CF。
在本发明的一些实施例中，应当理解，假想端面圆CF可以具有与刀具轴线AT重合的中心。
如图12所示，刀具切削直径DTC和端面切削直径DFC之间的差值的一半定义了第二径向范围ER2。
在本发明的一些实施例中，第二径向范围ER2可以小于顶部主直径DJ的百分之二十，即ER2<0.20*DJ。
对于其中切削刀具60具有N个切削刀片20和N个刀片接收槽64的本发明的实施例，应当理解，多个轴向最前刀片点NF可被包含在垂直于刀具轴线AT的第三刀具平面PT3(也称为“端面铣削平面PT3”)。
在本发明的一些实施例中，每个轴向最前的刀片点NF可被包含在其相关联的操作的顶部角切削刃38中。
此外，在本发明的一些实施例中，每个轴向最前的刀片点NF可以与其关联的操作的顶部角切削刃38的第一角端点NC1重合，并且操作的顶部副切削刃44可以基本平行于第三刀具平面PT3。
对于端面切削直径DFC相对较大且第二径向范围ER2小于顶部主直径DJ的百分之二十的本发明的实施例，应当理解切削刀具60可有利地用于端面铣削操作以最大化工件80的水平加工范围。
此外，对于其中切削刀具60用于铣削操作例如端面铣削操作的本发明的实施例，应当理解，工件80中的每个切削刀片20的切削路径长度，对于切削刀具60的每次旋转，可以与刀具切削直径DTC成比例，并且由每个切削刀片20的切削动作产生的热负荷可以随着刀具切削直径DTC的增加而增加。
尽管本领域已知增加切削刀片的尺寸和质量可有助于耗散由其切削作用产生的热负荷，并且每个切削刀片20的中直径DM可能与刀具切削直径DTC相关，对于其中切削刀片20坚固地配置有邻近顶部主切削刃36的“反转的”后隙表面的本发明的实施例，切削刀片20的尺寸相对于刀具切削直径DTC可减小。
在本发明的一些实施例中，中直径DM乘以刀片尺寸系数FI可以等于刀具切削直径DTC，即DM*FI＝DTC，并且刀片尺寸系数FI可以大于12，即FI>12。
对于刀片尺寸系数FI大于12的本发明的实施例，应当理解，减少生产更小尺寸的切削刀片20所需的硬质合金的量导致更便宜的制造成本。此外，较小尺寸的切削刀片20有助于减小相邻刀片接收槽64之间的周向间距。
本发明考虑了刀具切削直径DTC小于100毫米且刀片尺寸系数FI大于12的旋转切削刀具。虽然大于12的上述刀片尺寸系数FI理论上可以应用于刀具切削直径DTC小于100毫米的切削刀具60，但公认的是，与使用过副直径的紧固螺钉76以可拆卸方式将较小尺寸的切削刀片20固定在相应尺寸的刀片接收槽64相关的实际因素可能在这种配置中提出挑战。
应当理解，在整个说明书和权利要求书中，刀片尺寸系数FI没有单位，并且当中直径DM和刀具切削直径DTC两者以相同单位(例如毫米)被测量时中直径DM到刀具切削直径DTC的比率适用。
尽管已经对本发明进行了一定程度的特殊描述，但应该理解，在不脱离下文所要求保护的本发明的精神或范围的情况下，可以进行各种改变和修改。

Claims (25)

1.一种可反转的切削刀片(20)，包括：
通过连续的外周表面(24)相互连接的相对的顶部端表面和底部端表面(22、122)，中平面(M)位于顶部端表面和底部端表面(22、122)之间并与外周表面(24)相交以形成刀片边界线(LB)，且刀片轴线(AI)垂直于中平面(M)，切削刀片(20)是绕所述刀片轴线可转位的，
所述外周表面(24)包括与四个角表面(28)周向交替的四个侧表面(26)，
侧表面和角表面(26、28)分别在顶部侧边缘和顶部角边缘(32、34)处与顶部端表面(22)相交，每个顶部侧边缘(32)具有顶部主切削刃(36)，并且每个顶部角边缘(34)具有顶部角切削刃(38)，并且
每个侧表面(26)包括中间表面(46)和与相应的顶部主切削刃(36)相邻的顶部主后隙表面(48)，
其中：
在沿顶部主切削刃(36)之一截取的截面图中，相应的顶部主后隙表面(48)与中平面(M)形成锐角内部顶部主后隙角(β1)，并且
中平面(M)与四个中间表面(46)相交以限定具有假想的内切中圆(CM)的假想的中正方形(SM)，所述假想的内切中圆(CM)具有中直径(DM)和与刀片轴线(AI)重合的中心,
并且其中，在切削刀片(20)的顶部端视图中：
四个顶部主切削刃(36)限定假想的顶部主正方形(SJ)，该假想的顶部正方形具有假想的内切顶部主圆(CJ)，该假想的内切顶部主圆具有顶部主直径(DJ)和与刀片轴线(AI)重合的中心，以及
假想的顶部主正方形(SJ)围绕刀片轴线(AI)从假想的中正方形(SM)旋转偏移。
2.根据权利要求1所述的切削刀片(20)，其中，所述顶部主后隙角(β1)具有75度的最小值和85度的最大值。
3.根据权利要求1或2所述的切削刀片(20)，其中四个顶部主切削刃(36)被完全包含在垂直于刀片轴线(AI)的顶部水平面(PH)中。
4.根据权利要求3所述的切削刀片(20)，其中四个顶部角切削刃(38)被完全包含在顶部水平面(PH)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的切削刀片(20)，其中每个中间表面(46)垂直于中平面(M)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的切削刀片(20)，其中：
假想的中正方形(SM)被包含刀片轴线(AI)并与四个侧表面(26)相交的相互垂直的第一竖直平面和第二竖直平面(PV1、PV2)分成四个相同的象限(Q1、Q2、Q3、Q4)，且
每个顶部主切削刃(36)位于四个象限(Q1、Q2、Q3、Q4)中的两个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的切削刀片(20)，其中，在切削刀片(20)的端视图中，切削刀片(20)没有部分延伸到刀片边界线(LB)之外。
8.根据前述权利要求中任一项所述的切削刀片(20)，其中中直径(DM)大于顶部主直径(DJ)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的切削刀片(20)，其中，在切削刀片(20)的侧视图中：
顶部主后隙表面(48)具有平行于刀片轴线(AI)的可变顶部主后隙宽度(WJ)，并且
顶部主后隙宽度(WJ)在平行于中平面(M)的横向方向(SD)上增加。
10.根据权利要求9所述的切削刀片(20)，其中：
每个顶部侧边缘(32)还包括顶部副切削刃(44)，并且
在切削刀片(20)的侧视图中，横向方向(SD)是从顶部主切削刃(36)到同一顶部侧边缘(32)的顶部副切削刃(44)。
11.根据权利要求10所述的切削刀片(20)，其中：
四个顶部副切削刃(44)限定假想的顶部副正方形(SN)，该假想的顶部副正方形具有假想的内切顶部副圆(CN)，所述假想的内切顶部副圆具有顶部副直径(DN)，并且
在切削刀片(20)的顶部端视图中，假想的顶部副正方形(SN)与假想的中正方形(SM)重合。
12.根据权利要求10或11所述的切削刀片(20)，其中，在切削刀片(20)的顶部端视图中：
与每个顶部角切削刃(38)相关联的顶部主切削刃和顶部副切削刃(36、44)形成锐角内部顶部拐角角度(α1)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的切削刀片(20)，其中第三假想直线(L3)垂直于中平面(M)延伸并且在沿其长度的任一点处与顶部主切削刃(36)之一相交，穿过刀片边界线(LB)内的中平面(M)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的切削刀片(20)，其中，在切削刀片(20)的顶部端视图中：
四个顶部副切削刃(44)限定假想的顶部副正方形(SN)；
假想的顶部主正方形(SJ)嵌套在假想的顶部副正方形(SN)内；并且
在每个顶部侧边缘(32)中，顶部主切削刃(36)相对于顶部副切削刃(44)凹进并且顶部主切削刃(36)长于顶部副切削刃(44)。
15.一种在旋转方向(RD)上绕刀具轴线(AT)可旋转的切削刀具(60)，包括：
刀具主体(62)，沿着刀具轴线(AT)在前后方向(DF，DR)上延伸；并且
至少一个根据前述权利要求中任一项所述的可反转的切削刀片(20)，其可移除地固定在刀具主体(62)的刀片接收槽(64)中，
其中：
每个切削刀片(20)的顶部角切削刃(38)之一是操作的，并且
每个切削刀片(20)的顶部主切削刃(36)中的与操作的顶部角切削刃(38)相邻的一个是操作的顶部主切削刃(36)。
16.根据权利要求15所述的切削刀具(60)，其中每个切削刀片(20)的操作的顶部主切削刃(36)限定刀具切削直径(DTC)。
17.根据权利要求16所述的切削刀具(60)，其中：
N个切削刀片(20)可移除地固定在围绕刀具主体(62)沿周向间隔开的N个刀片接收槽(64)中，N是大于一的正整数，并且
切削刀具(60)呈现关于刀具轴线(AT)的N重旋转对称。
18.根据权利要求17所述的切削刀具(60)，其中：
以毫米为单位测量的刀具切削直径(DTC)除以N，小于8.5。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的切削刀具(60)，其中：
每个切削刀片(20)的轴向最前刀片点(NF)限定端面切削直径(DFC)，
刀具切削直径(DTC)和端面切削直径(DFC)之间的差值的一半限定第二径向范围(ER2)，以及
第二径向范围(ER2)小于顶部主直径(DJ)的百分之二十。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的切削刀具(60)，其中：
每个刀片接收槽(64)都具有座表面(70)，轴向支撑壁和径向支撑壁(72、74)横向于座表面，轴向支撑壁(72)轴向面向前，径向支撑壁(74)径向面向外,
每个切削刀片(20)的底部端表面(122)与其各自的座表面(70)夹紧接触，
每个切削刀片(20)的四个侧表面中的第一个(26a)与轴向支撑壁(72)夹紧接触，并且
每个切削刀片(20)的四个侧表面中的第二个(26b)与径向支撑壁(74)夹紧接触。
21.根据权利要求20所述的切削刀具(60)，其中：
第一侧表面(26a)的顶部主后隙表面(48)与轴向支撑壁(72)夹紧接触，并且
第二侧表面(26b)的中间表面(46)与轴向支撑壁(74)夹紧接触。
22.根据权利要求21所述的切削刀具(60)，其中，所述轴向支撑壁(72)与所述座表面(70)形成锐角外部轴向支撑角(φ1)。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的切削刀具(60)，其中，在垂直于刀具轴线(AT)并与所述至少一个座表面(70)相交的第一刀具平面(PT1)中截取的截面图中：
包含刀具轴线(AT)和其中一个座表面(70)的径向最外点(NO)的第二刀具平面(PT2)与该座表面(70)形成锐角内部径向槽角(τ1)。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的切削刀具(60)，其中：
切削刀具(60)沿着刀具轴线(AT)在向前方向(DF)上的最大切削深度(DCMAX)大于每个刀片的顶部主直径(DJ)的一半。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的切削刀具(60)，其中：
每个切削刀片(20)在其相应的刀片接收槽(64)中定向，使得在铣削操作期间，所述每个切削刀片(20)在工件(80)中切削准确的九十度肩部。
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