CN1222388C - 切削刀片 - Google Patents

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Abstract

一种可安装到铣刀(52，54)中的具有四条切削刃(20)的大致方形的可转位切削刀片(10)，其可用于对金属工件进行开槽操作或进行直角转角的左旋和右旋平面铣削。切削刃平行于底面(14)，并具有在两个刮擦部分(24)之间延伸的主切削刃(26)，各刮擦部分与角边(22)相邻。与主切削刃相邻的第一后刀面(34)具有第一后角(x1)，与两个刮擦部分相邻的第二后刀面具有第二后角(x2)，其大于第一后角。第一后刀面具有正交于切削刃而测得的宽度尺寸，其在两个刮擦部分的附近具有最小值，而在切削刃的中央区域(42)处具有最大值。

Description

切削刀片
技术领域
本发明涉及可安装到铣刀中的具有四条切削刃的大致方形的可转位切削刀片，其可用于在金属工件中进行开槽操作或对直角转角进行左旋和右旋平面铣削。
背景技术
在用于铣削金属工件上的直角转角的具有方形可转位切削刀片的现有技术的铣刀中，切削刀片通常安装成使得由四条切削刃形成的基准面产生了负的径向前角和正的轴向前角(螺旋线)。各刀片具有用于在工件中铣削直角转角或台肩的主切削刃，以及横向的副切削刃。副切削刃通常包括二个部分，一个部分与主切削刃相邻并用作用于形成台肩的光滑底壁的刮擦部分(wiper)，另一部分为非操作部分。切削刀片设计和安装在铣刀中，使得在非操作部分和台肩底壁之间形成了小间隙。
由于切削刀片安装成具有正的轴向前角，因此其最好具有正的几何形状，以便保证台肩底壁和台肩底壁附近的刀片侧刀面之间的间隙。如上所述地安装于铣刀中的切削刀片具有相对较小的切削刃楔角和较大的径向后角。因此，在机加工的过程中，切削刀片在切削刃区域很容易发生破裂，铣刀也会发生颤振。已经发现，当工件和工件附近的刀片侧刀面之间的间隙在主切削刃区域内减小而在刮擦部分的区域内未减小时，可以提高切削刀片的性能。
其中特别令人关注的是可用于左旋和右旋铣削的具有四条切削刃的大致方形的切削刀片。这种刀片公开于美国专利No.5951212中。然而，这种刀片并未以上述方式提供提高的性能。
本发明的一个目的是提供一种具有四条切削刃的大致方形的新型切削刀片，其可用于左旋和右旋铣削，并以上述方式提供提高的性能。
发明内容
根据本发明提供了一种可用于铣刀的可转位切削刀片，包括：
顶面、底面和M个在底面和顶面之间延伸的基本上相同的侧面，顶面具有从切削刀片的上方看去为M边形的大致形状，M是四的整倍数；
各侧面位于两个角侧面之间；
各侧面从底面朝向顶面向外倾斜伸出，并在切削刃处与顶面相交，切削刃位于两个角边之间；
各切削刃包括在两个刮擦部分之间延伸的主切削刃，各刮擦部分与角边相邻；其特征在于，
各侧面包括至少两个子表面，即与主切削刃相邻的第一后刀面以及与第一后刀面在分界线处汇合并与顶面在两个刮擦部分处相交的第二后刀面；切削刃基本上平行于底面，并且第一后刀面具有垂直于切削刃测量的宽度尺寸，此宽度尺寸在接近于两个刮擦部分处具有最小值，而在切削刃的中央区域处具有最大值。
根据本发明，第一后刀面与垂直于包含有与各侧面相关的切削刃的基准面的线形成了第一非零后角，第二后刀面在第一和第二刮擦部分的区域中形成了第二非零后角，其中第二非零后角大于第一非零后角。
根据本发明的一个具体实施例，各侧面的分界线包括两个相等的基本上直的分界线部分，它们在侧面的中央区域处汇合。
另外，根据本发明的一个具体实施例，第二后刀面包括两个相似的子后刀面，它们在侧面的中央区域处汇合。
两个子后刀面中的每一个最好均从角侧面朝向侧面的中央区域向外倾斜地伸出。
如果需要的话，可以对第一后刀面进行磨削。
另外，如果需要的话，可以对两个子后刀面进行磨削。
另外，如果需要的话，可以在第二后刀面的中央设置凹槽。
根据本发明，切削刀片具有穿过顶面和底面的通孔。
切削刀片最好包括压制和烧结的粉末主体。
根据本发明的一个优选实施例，M等于四。
根据本发明的一个实施例，在第二后刀面的中央设有凹槽。
附图说明
为了更好地理解本发明，下面将参考附图并以示例的方式进行介绍，在附图中：
图1是根据本发明的切削刀片的透视图；
图2是图1所示切削刀片的侧视图；
图3是图1所示切削刀片的顶视图；
图4是沿图3中线IV-IV的一部分切削刀片的剖视图；
图5是沿图3中线V-V的一部分切削刀片的剖视图；
图6是根据本发明的在各第二后刀面上具有凹槽的切削刀片的透视图；
图7是安装有根据本发明的切削刀片的开槽铣刀；和
图8是安装有根据本发明的切削刀片的平面铣刀。
具体实施方式
首先来看图1到5。根据本发明的切削刀片10具有顶面12、底面14以及在底面14和顶面12之间延伸的四个基本上相同的侧面16。切削刀片最好通过压制和烧结粉末主体来制造。如图3所示，顶面12在切削刀片10的顶视图中为大致方形。各侧面16在两个角侧面18之间延伸。角侧面18具有圆角，其在顶面12的附近具有最大半径，并在底面附近减小到最小半径。各侧面18从底面14朝向顶面12向外倾斜伸出，并在切削刃20处与顶面相交。换句话说，如图1和图2所示，切削刀片10具有正的几何形状，因此各侧面16与切削刀片10的顶面12形成了锐角的楔角β(如下面更详细地说明的那样，根据本发明，β以两个值β1和β2来表示)。各切削刃20基本上平行于底面14，并在两个圆角形的角边22之间延伸。切削刃20包括两个部分，即与角边22相邻的刮擦部分24或辅助切削刃以及在这两个刮擦部分24之间延伸的主切削刃26。顶面12包括排屑前刀面28，其从切削刃20、刮擦部分24和角边22处向下和向内倾斜到顶面12的中央区域30。主切削刃26、刮擦部分24和角边22都能够进行切削，因此顶面12的整个周边形成了一个连续的切削刃，排屑前刀面28从此连续的切削刃处向下和向内倾斜。切削刀片10具有穿过顶面12的中央区域30和底面14的通孔32，用于容纳将切削刀片10夹紧在切削刀具的刀片槽中的夹紧螺栓。
为了加强主切削刃26区域内的切削刀片10，各侧面16被分成两个子表面，即与主切削刃26相邻的第一后刀面34以及在分界线38处与第一后刀面汇合的第二后刀面36，第二后刀面36在主切削刃26的各侧的两个刮擦部分24处与顶面12相交。
第一后刀面34具有垂直于切削刃20测得的宽度尺寸W，根据本发明的第一方面，宽度尺寸W在邻近两个角边22处具有最小值，而在切削刃20的中央区域40处具有最大值。从图中可看出，通过这种结构，第一后刀面34在形状上为大致三角形。此外，这种结构使切削刀片10具有对称性，这可使刀片能用作右旋或左旋切削刀片。
本发明的第二方面涉及切削刀片10的侧面16的后角或间隙。在本说明书和权利要求书中，定义了包含有与各侧面16相关的切削刃20的基准面P。由于各切削刃20基本上平行于底面14，因此基准面P也平行于切削刀片10的底面14，如图2所示。根据本发明的第二方面，第一后刀面34与正交于基准面P的线N形成了第一后角α1，而第二后刀面36在刮擦部分24的区域内形成了第二后角α2，其中第二后角α2大于第一后角α1。如图4和5所示，根据本发明的这一方面，各侧面16的主切削刃26的区域内的楔角β1大于刮擦部分24的区域内的楔角β2。显然，第一后刀面34的存在因楔角增大的原因而加强了主切削刃26区域内的切削刀片10。根据一个具体的非限制性实施例，α2＝14°而α1＝8°，这样就将主切削刃处的间隙增大了6°，同时通过增大沿主切削刃26的楔角而加强了切削刀片。
从图中可看出，各侧面16的分界线38包括两个相等的分界线部分38a，38b，它们在侧面16的中央区域42处汇合。根据本发明的一个优选实施例，分界线部分38a，38b为直线。类似地，第二后刀面36包括两个类似的子后刀面36a，36b，它们在侧面16的中央区域42处汇合。对于各侧面16来说，两个子后刀面36a，36b中的每一个均从相邻的角侧面18朝向它们汇合的侧面16的中央区域42向外倾斜地伸出。
虽然对于许多用途来说通过压制和烧结就足以制造如图1到5所示的切削刀片，不需要任何其它的处理，然而通过对一些表面进行磨削可以得到更高的精度。因此，如果需要的话，第一后刀面34可以是磨削表面，另外，如果需要的话，两个子后刀面36a，36b可以是磨削表面。
现在来看图6，图中显示了根据本发明的切削刀片10，其中在各第二后刀面36的中央设有凹槽44。各子后刀面36a，36b分成两个区域，即上部区域46a，46b和下部区域48a，48b。给定侧面16的两个子后刀面36a，36b的下部区域48a，48b从相邻的角侧面18朝向凹槽44向外倾斜地伸出。另一方面，两个子后刀面36a，36b的上部区域46a，46b在凹槽44之上的侧面16的上方中央区域50处汇合。
图7和8显示了本发明的切削刀片10的优选应用。图7显示了开槽铣刀52，其中只显示了三个相同的径向安装的切削刀片10(10’，10”)。切削刀片10安装成左旋刀片10’和右旋刀片10”。安装成左旋刀片10’的切削刀片具有与开槽铣刀52的一个表面53a相邻的操作刮擦部分24’，而安装成右旋刀片10”的切削刀片具有与开槽铣刀52的另一表面53b相邻的操作刮擦部分24”。图8显示了采用根据本发明的切削刀片10(只显示了一个刀片)的用于对工件进行右旋铣削的平面铣刀54。根据本发明的切削刀片10可以类似的方式用于对工件进行左旋铣削的平面铣刀。
虽然已经结合一定的特殊性对本发明进行了介绍，然而应当理解，在不脱离由下述权利要求所限定的本发明的精神或范围的前提下可对其进行各种修改和变更。例如，本发明是针对在切削刀片的顶视图上具有大致方形的切削刀片来介绍的。然而，本发明并不限于具有大致方形结构的切削刀片。可以理解，本发明同样能很好地应用到在切削刀片的顶视图上具有大致八边形的切削刀片。一般来说，本发明同样能很好地应用到在切削刀片的顶视图上具有大致M边形的切削刀片中，其中M为四的整倍数。

Claims (11)

1.一种可用于铣刀的可转位切削刀片，包括：
顶面、底面和M个在所述底面和顶面之间延伸的基本上相同的侧面，所述顶面具有从所述切削刀片的上方看去为M边形的大致形状，M是四的整倍数；
各所述侧面位于两个角侧面之间；
各所述侧面从所述底面朝向所述顶面向外倾斜伸出，并在切削刃处与所述顶面相交，所述切削刃位于两个角边之间；
各所述切削刃包括在两个刮擦部分之间延伸的主切削刃，各所述刮擦部分与角边相邻；
其特征在于，
各所述侧面包括至少两个子表面，即与所述主切削刃相邻的第一后刀面以及与所述第一后刀面在分界线处汇合并与所述顶面在所述两个刮擦部分处相交的第二后刀面；
所述切削刃基本上平行于所述底面，并且
所述第一后刀面具有垂直于所述切削刃测量的宽度尺寸，所述宽度尺寸在接近于所述两个刮擦部分处具有最小值，而在所述切削刃的中央区域处具有最大值。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一后刀面与垂直于包含有与各所述侧面相关的切削刃的基准面的线形成了第一非零后角，所述第二后刀面在所述第一和第二刮擦部分的区域中形成了第二非零后角，其中所述第二非零后角大于所述第一非零后角。
3.根据权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，各所述侧面的分界线包括两个基本上相等的直的分界线部分，它们在所述侧面的中央区域处汇合。
4.根据权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，所述第二后刀面包括两个相似的子后刀面，它们在侧面的中央区域处汇合。
5.根据权利要求4所述的切削刀片，其特征在于，所述两个子后刀面中的每一个从所述角侧面朝向所述侧面的中央区域向外倾斜伸出。
6.根据权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，所述第一后刀面是磨削面。
7.根据权利要求6所述的切削刀片，其特征在于，所述两个子后刀面是磨削面。
8.根据权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，所述切削刀片具有穿过所述顶面和底面的通孔。
9.根据权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，所述切削刀片包括压制和烧结的粉末主体。
10.根据权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，M等于四。
11.根据上述权利要求中任一项所述的切削刀片，其特征在于，在所述第二后刀面的中央设有凹槽。
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