CN1260027C - 切削刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于切削刀具的可换切削刀片(20)。切削刀片具有凹腔(32，54)，并在凹腔的各侧具有平坦但不共面的侧面(26)。切削刀片通过三点接触(P1，P2，P3)夹持在切削刀具(58，60)的刀片槽(62)中的槽(62)的接触边(70，72)之间，这三点位于刀片的两个相邻侧边上的凹腔(32，54)的侧边(34)上。

Description

切削刀片
发明领域
本发明涉及可换刀片的支撑装置，这种切削刀片可在用于铣削、钻削和车削操作的金属加工用切削刀具中使用。
发明背景
将可换刀片固定在刀片槽内的切削刀具设计的一个主要问题是与确定切削刀片的有效切削刃的位置有关的精度。对于通常是方形、矩形或菱形的切削刀片来说，刀片槽具有与之整体对应的形状，并包括底支撑壁和两个相邻的侧支撑壁，侧支撑壁从底支撑壁上大致正交地延伸出来。由于刀片槽在刀夹上加工出，因此刀片槽的支撑壁的表面平面度足够高。另一方面，切削刀片并不总是能以与刀片槽相同的精度来制造。对于通过压制和烧结硬质合金粉末来制造的金属切削用硬质合金刀片来说尤其如此。在烧结工艺中，切削刀片以不可绝对确定的方式收缩。换句话说，切削刀片产生一定程度的变形，烧结切削刀片的表面通常不具有所需的平面度。由于切削刀片的三个相邻面，即两个侧面和底面靠在刀片槽的例支撑壁和底支撑壁上，因此，切削刀片及其有效切削刃在刀片槽中的精确位置将取决于切削刀片的表面平面度的大小。
用于解决精确地确定有效切削刃位置的问题的一种解决方案是磨削刀片表面。所用的另一种解决方案是将刀片槽设计成在底支撑壁上具有三个支撑点，在两个相邻的侧支撑壁中的一个上具有两个支撑点，而在两个相邻的侧支撑壁中的另一个上具有一个支撑点。本领域的技术人员可以理解，用语“支撑点”并不是指不具有任何尺寸的几何点，而是指具有较小面积的物理点，其大小可由所需的精度来决定。
所采用的另一种解决方案是将刀片设计成使得支撑点设置在刀片表面上，而不是在刀片槽的支撑壁上。由于这种方案的成本效率比其它方案更高，因此它尤其具有吸引力。一方面，它不需要对刀片表面进行磨削，另一方面，在生产刀片槽时只需较少的机加工操作。在应用第三种解决方案时，通常采用了两种方法。在一种方法中采用了平的共面支撑面，例如见于美国专利No.5441370，在另一方法中采用了圆形突出部，例如见于美国专利No.6126366。前一方法的缺点是，支撑面仍需要较高的表面平面度，以便精确地定义有效切削刃的位置。后一方法的缺点是，圆形突出部形成了在本领域内所称的倒扣。这意味着后一方法只能用组合模具来生产。
本发明的一个目的是为切削刀片提供支撑装置，以便消除上述缺点，因此当切削刀片安装在切削刀具上时，它会被精确形成的三点支撑装置固定地夹持住，并具有精确定位的有效切削刃。
发明概要
根据本发明，提供了一种用于切削刀具的可换刀片，包括：
顶面、底面和多个在底面和顶面之间延伸的侧面，各侧面在顶边处与顶面相交，顶边的至少一部分构成了切削刃；
多个角侧面，各侧面在第一角侧面和第二角侧面之间延伸；
位于至少一个侧面内的凹腔，凹腔位于顶边的下方，并具有相对的第一和第二侧边以及位于它们之间的上边；
与各凹腔相邻的第一和第二小侧面，第一小侧面的至少一部分从第一侧边延伸到第一角侧面，第二小侧面的至少一部分从第二侧边延伸到第二角侧面，其中第一小侧面的至少一部分和第二小侧面的至少一部分是平坦的但不共面，其特征在于，第一小侧面的至少一部分从第一角侧面向外延伸到第一侧边，第二小侧面的至少一部分从第二角侧面向外倾斜到第二侧边。
根据本发明的一个优选实施例，第一和第二小侧面均具有与凹腔的上边接界的部分。
另外，根据本发明的一个优选实施例，第一和第二小侧面从底面向外倾斜到顶面。
另外，根据本发明的一个优选实施例，第一和第二小侧面是相同的。
根据本发明的一个优选实施例，切削刀片具有四个侧面。
另外，根据本发明的一个优选实施例，这四个侧面中的每一个均设有凹腔。
根据本发明的一个特定应用，多个侧面中的各侧面是相同的。
如果需要的话，可对第一和第二小支撑面进行磨削。
根据本发明还提供了一种具有刀片槽的切削刀具，在刀片槽中根据本发明的方式夹持了切削刀片，其中
刀片槽包括底壁以及从底壁上大致向上延伸出的相邻后壁和侧壁，后壁和侧壁分别设有后接触边和侧接触边，后接触边或侧接触边中的一个分别在切削刀片的至少一个侧面上的凹腔的第一和第二侧边上的第一和第二邻接点处与切削刀片邻接。
根据本发明的一个优选实施例，切削刀片具有四个侧面。
另外，根据本发明的一个优选实施例，四个侧面中的每一个均设有凹腔，后接触边分别在一个侧面的第一和第二侧边上的第一和第二邻接点处与切削刀片邻接，侧接触边在一个相邻侧面的第一侧边上的第三邻接点处与切削刀片邻接。
可以理解，根据本发明的这个优选实施例，切削刀片通过三点支撑装置夹持在刀片槽中。
根据本发明的一个特定应用，多个侧面中的各侧面是相同的。
根据本发明的一个优选实施例，第一和第二小侧面均具有与凹腔的上边接界的一部分。
另外，根据本发明的一个优选实施例，第一和第二小侧面从底面向外倾斜到顶面中。
如果需要的话，可对第一和第二小支撑面进行磨削。
附图简介
为了更好地进行理解，下面将以示例的形式参考附图来介绍本发明，在图中：
图1是根据本发明的切削刀片的第一实施例的透视图；
图2是图1所示切削刀片的侧视图；
图3是图1和2所示的切削刀片沿图2中的线III-III的剖视图；
图4是根据本发明的切削刀片的第二实施例的透视图；
图5是根据本发明的切削刀片的第三实施例的透视图；
图6是具有另一形式的凹腔的切削刀片的透视图；
图7是切削刀具的刀片槽的透视图，在刀片槽中夹持了根据本发明的切削刀片；
图8是用于夹持根据本发明的切削刀片的切削刀具的刀片槽的透视图；
图9是如图7所示的其中夹持有切削刀片的刀片槽的沿线IX-IX的局部剖视图；
图10是安装有根据本发明的切削刀片的切槽铣刀；和
图11是安装有根据本发明的切削刀片的平面铣刀。
发明的详细介绍
现在参考附图，图1到3显示了根据本发明第一实施例的分度式可换切削刀片20。切削刀片20为大致方形的形状，具有顶面22、底面24以及四个在顶面22和底面24之间延伸的基本上相同的侧面26。各侧面26在顶边28处与顶面22相交。本发明涉及到切削刀具中的切削刀片20的支撑，并不涉及切削刃的具体形状。因此，这里将不介绍切削刃的形式，只是指出，顶边28的至少一部分构成了切削刃。切削刀片20具有四个角侧面30，各侧面26在两个角侧面30之间延伸。
由于四个侧面26基本上相同，因此只针对一个侧面来介绍侧面26的结构，可以理解，所介绍的结构可应用到所有四个侧面26中。因此，参考一个特定侧面，侧面26设有凹腔32。凹腔32位于顶边28的下方，即它并不与顶边28相交。凹腔32相对于角侧面30大致位于侧面26的中央。凹腔32在侧面26中具有边界，其由两条相对的侧边34和一条与侧边34相连的上边36形成。侧面26设有与顶边28相邻的后刀面38。侧面26的位于后刀面38和底面24之间的其余部分分成两个平面的或平坦的小侧面40。“平面的”或“平坦的”是指考虑到制造公差而尽可能得到的平面或平坦。因此通常来说，如果本发明的切削刀片只通过压制和烧结来制造，那么可预计，小侧面40将比它在压制和烧结后进行磨削的情况下更不平坦。
各小侧面40分成与后刀面38相邻的上部42和从上部42延伸到底面24的下部44。上部和下部由虚线45所表示的假想线分隔开。由于给定的小侧面40是平的，因此给定小侧面40的上部和下部42，44位于同一平面内。上部42从各角侧面30处向外延伸，并在位于后刀面38和凹腔32之间的中央接合线46处汇合。各下部44从各角侧面30上向外延伸到凹腔32的各侧边34。如图2所示，图3所示截面的剖切线III-III在凹腔各侧的点P处将侧边34切开。在图3中，与图2的线III-III重合的线L通过两个点P。如所示，各小侧面40(以及各相应的上部和下部42，44)从相关的角侧面30上向外倾斜到相关侧边34上，从而与线L形成了一个锐角α。角α的值取决于切削刀片20的设计。在一个非限制性示例中，α＝0.6°。如下面相对于切削刀片20在切削刀具的刀片槽中的夹持所详细介绍地那样，点P表示切削刀片20和刀片槽之间的邻接点。
根据上述实施例，各小侧面40具有与凹腔36的上边接界的部分，即上部42。此外，从图2中可看出，小侧面40从底面24朝向顶面22向外倾斜伸出。而且，各侧面26的两个小侧面40相同。
现在来看图4，图中显示了根据本发明第二实施例的切削刀片20。根据此实施例，各下部44分成两个子部分，即上子部分48和下子部分50。这两个子部分48，50在子部分接合线52处汇合。根据第二实施例的上部42具有与第一实施例中的上部42相同的特性。也就是说，上部42从各角侧面30向外延伸，并在位于后刀面38和凹腔32之间的中央接合线46处汇合。根据第二实施例的上子部分48具有与第一实施例中的下部44相同的特性。也就是说，各上子部分48从各角侧面30向外延伸到凹腔32的各侧边34上。因此，如果通过上子部分48取截面的话，结果将是具有如图3所示的形状的截面。显然，各侧面26的两个上子部分48是平坦的，但不共面。根据第二实施例，邻接点P处于与上子部分48相邻的侧边34上。与第一实施例相比，下子部分50可具有任何所需的几何形状，并不必是平坦的或平坦但不共面。
现在来看图5，图中显示了根据本发明第三实施例的切削刀片20。根据此实施例，切削刀片20具有与第二实施例中相同特性的上、下子部分48，50。然而，根据第三实施例的切削刀片的各侧面26具有与顶边28相邻的后刀面52，其延伸到上子部分48和上边36，并可具有任何所需的几何形状。
在上述切削刀片20的三个实施例中，凹腔32延伸到底面24上。在图6中显示了一个闭合凹腔54，其可用作本发明的另一形式的凹腔。闭合凹腔54并不延伸到底面24。显然，闭合凹腔54可用于上述切削刀片20的三个实施例的任意一个中。
现在来看图7到11。切削刀具56如切槽铣刀58或平面铣刀60具有刀片槽62，根据本发明的切削刀片20夹持于其中。各刀片槽62包括底壁64，以及从底壁64上大致向上延伸的相邻后壁和侧壁66，68。后壁和侧壁66，68分别设有后接触边70和侧接触边72。在切削刀片20夹持在刀片槽62内的情况下(见图8和9)，后接触边70与切削刀片20在位于后壁66附近的侧面26’的凹腔32’的侧边34’上的第一和第二邻接点P1，P2处邻接，侧接触边72与切削刀片20在位于侧壁68附近的侧面26”的凹腔32”的侧边34”上的第三邻接点P3处邻接。
由于不涉及本发明的特征，因此在这里并未说明用于将切削刀片20固定在刀片槽62中的方法。在附图中，在切削刀片20中显示了通孔74，在刀片槽62的底壁64中显示了螺孔76。本领域的技术人员可以理解这些孔用于容纳可将切削刀片20固定在刀片槽62内的螺柱。还可以理解，可以采用其它的固定装置，例如夹具、杠杆和销。
虽然已结合一定的特殊性来介绍了本发明，然而应当理解，在不脱离如权利要求所述的本发明的精神或范围的前提下，可对本发明进行各种更改和修改。例如，可以理解，虽然这里说明的是硬质合金刀片，然而本发明也可同样地应用于陶瓷刀片。还可以理解，本发明并不限于如图所示的具有大致方形的切削刀片。通过在侧面上设置凹腔并使在凹腔各侧上具有平坦但不共面的表面以便为切削刀片提供支撑的装置也可同样地应用于矩形、三角形和大致多边形的刀片。

Claims (15)

1.一种用于切削刀具的可换切削刀片，包括：
顶面、底面和多个在所述底面和所述顶面之间延伸的侧面，各所述侧面在顶边处与所述顶面相交，所述顶边的至少一部分构成了切削刃；
多个角侧面，各所述侧面在第一角侧面和第二角侧面之间延伸；
位于至少一个所述侧面内的凹腔，所述凹腔位于所述顶边的下方，并具有相对的第一和第二侧边以及位于它们之间的上边；
与所述凹腔相邻的第一和第二小侧面，所述第一小侧面的至少一部分从所述第一侧边延伸到所述第一角侧面，所述第二小侧面的至少一部分从所述第二侧边延伸到所述第二角侧面，其中，所述第一小侧面的至少一部分和所述第二小侧面的至少一部分是平坦的但不共面，
其特征在于：所述第一小侧面的至少一部分从所述第一角侧面向外延伸到所述第一侧边，所述第二小侧面的至少一部分从所述第二角侧面向外倾斜到所述第二侧边。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一和第二小侧面均具有与所述凹腔的上边接界的部分。
3.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一和第二小侧面从所述底面向外倾斜到所述顶面。
4.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一和第二小侧面是相同的。
5.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述切削刀片具有四个侧面。
6.根据权利要求5所述的切削刀片，其特征在于，所述四个侧面中的每一个均设有凹腔。
7.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述多个侧面中的各侧面是相同的。
8.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，可对所述第一和第二小支撑面进行磨削。
9.一种具有刀片槽的切削刀具，在所述刀片槽中夹持了根据权利要求1所述的切削刀片，其中
所述刀片槽包括底壁以及从所述底壁上大致向上延伸出的相邻的后壁和侧壁，所述后壁和侧壁分别设有后接触边和侧接触边，其特征在于：
所述后接触边或侧接触边中的一个分别在所述切削刀片的至少一个侧面上的所述凹腔的第一和第二侧边上的第一和第二邻接点处与所述切削刀片邻接。
10.根据权利要求9所述的切削刀具，其特征在于，所述切削刀片具有四个侧面。
11.根据权利要求10所述的切削刀具，其特征在于，所述四个侧面中的每一个均设有凹腔，所述后接触边分别在一个侧面上的所述第一和第二侧边上的第一和第二邻接点处与所述切削刀片邻接，所述侧接触边在一个相邻侧面上的所述第一侧边上的第三邻接点处与所述切削刀片邻接。
12.根据权利要求9所述的切削刀具，其特征在于，所述多个侧面中的各侧面是相同的。
13.根据权利要求9所述的切削刀具，其特征在于，所述第一和第二小侧面均具有与所述凹腔的上边接界的部分。
14.根据权利要求9所述的切削刀具，其特征在于，所述第一和第二小侧面从所述底面向外倾斜到所述顶面。
15.根据权利要求9所述的切削刀具，其特征在于，可对所述第一和第二小支撑面进行磨削。
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