CN1524023A - 铣刀及其切削镶块 - Google Patents

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Abstract

一种使用在铣刀(50)中的可转位切削镶块(10)。该切削镶块(10)具有延伸在总体为正方形的顶面(12)和底面(14)之间的四个相同侧面(16)，在切削镶块(10)的顶视图或底视图中，直径方向上相对的两个突出部(28)互相延伸离开。该切削镶块(10)具有八个相同主切削刃(30)和八个相同副切削刃(32)。该铣刀(50)具有总体的圆盘形，多个切削镶块(10)可卸下地安装在围绕铣刀周边(58)呈角度分布的镶块凹座(54)中。切削镶块(10)布置成在工件(62)上形成由中央直区段(60)和该中央直区段(60)两侧上的两个倒角区段(60′、60″)构成的轮廓(60)。

Description

铣刀及其切削镶块
技术领域
本发明总体涉及加工金属工件并特别涉及加工凸轮轴的凸轮的铣刀和切削镶块。
背景技术
这类铣刀见JP2000052131。该专利公开的铣刀包括成对错开布置在周边上的两个切向切削镶块组。给定对的两个切削镶块在叠加时至少部分地重叠。如该专利图8所示，该铣刀只适用于加工凸轮轴的凸轮的侧面。
用来加工凸轮轴的凸轮的另一铣刀见JP11138325。该铣刀不但能加工凸轮的侧面，还能对该侧面的边缘进行倒角。该专利公开的铣刀也包括在周边上错开布置的切削镶块组。第一对切削镶块叠加时至少部分地重叠，与JP2000052131一样，用来加工凸轮的侧面。此外，铣刀边缘上有不同于第一对切削镶块的周边上错开的第二对切削镶块，其用来对该侧面的边缘进行倒角。
本发明的目的是提供一种能够加工凸轮轴的凸轮的侧面并能够对该侧面的边缘进行倒角的铣刀和切削镶块，其中该铣刀包括错开地布置在周边上的两个径向、相同切削镶块组，每个切削镶块具有八个切削刃。
发明内容
按照本发明，提供一种使用在铣刀中的可转位切削镶块，其包括：
总体为正方形的顶面和底面；
延伸在顶面和底面之间的四个相同侧面；
在切削镶块的顶视图或底视图中互相延伸离开的直径方向上相对的两个突出部，每个突出部的周边侧面包括中间侧面和两个副侧面，中间侧面位于两个副侧面之间并与两个副侧面汇合，每个侧面包括与相邻副侧面连接的主侧面，相邻主侧面在切削镶块的直径方向上相对的两个拐角边缘处汇合；
八个相同主切削刃，包括形成在主侧面与顶面的相交部上的四个主切削刃和形成在主侧面与底面的相交部上的四个主切削刃；以及
八个相同副切削刃，包括形成在副侧面与顶面的相交部上的四个副切削刃和形成在副侧面与底面的相交部上的4副切削刃；每个副切削刃与相邻主切削刃连接。
按照本发明的优选实施例，副切削刃比主切削刃短，在切削镶块的顶视图或底视图中副切削刃与主切削刃形成钝角。
按照本发明的优选实施例，每个侧面具有变化的高度尺寸。
最好是，该高度尺寸在该侧面的中央区域具有最小值。
最好是，该高度尺寸从该侧面外部区域的最大值到中央区域的最小值单调递减。
一般来说，顶面和底面设置靠近主切削刃和副切削刃并沿其纵向延伸的切屑槽。
最好是，顶面设置相对于主切削刃大致中央定位的顶部抵靠面；底面设置相对于主切削刃大致中央定位并背向顶部抵靠面的底部抵靠面。
按照本发明的优选实施例，顶部抵靠面和底部抵靠面是平面、互相平行并隔开一定距离。
按照本发明的优选实施例，顶部抵靠面与底部抵靠面之间的距离至少等于侧面高度尺寸的最大值。
需要时，切削镶块设置从主切削刃和副切削刃朝向切屑槽延伸的刃背。
按照本发明，还提供一种铣刀，其包括总体呈圆盘形的刀具主体和可卸下地安装在镶块凹座中的多个相同切削镶块；
该刀具主体包括由周边安装面连接的两个朝向相反的圆形侧面和穿过两个侧面的转动轴线，该转动轴线限定铣刀的转动方向；
镶块凹座在该周边安装面上以一定角度隔开；
切削镶块包括：
总体为正方形的顶面和底面；
延伸在顶面和底面之间的四个大致相同侧面；
在切削镶块的顶视图或底视图中互相延伸离开的直径方向上相对的两个突出部，每个突出部的周边侧面包括中间侧面和两个副侧面，中间侧面位于两个副侧面之间并与两个副侧面汇合，每个侧面包括与相邻副侧面连接的主侧面，相邻主侧面在切削镶块的直径方向上相对的两个拐角边缘处汇合；
形成在主侧面和顶面和底面的相交部上的八个相同主切削刃；以及
形成在副侧面和顶面和底面的相交部上的八个相同副切削刃，每个副切削刃与相邻主切削刃连接；
切削镶块成对错开布置，每个切削镶块的顶部抵靠面或底部抵靠面面向转动方向，
给定对切削镶块的第一切削镶块具有至少部分地从刀具主体的第一侧面轴向伸出的径向和轴向最外部第一突出部；该给定对切削镶块的第二切削镶块具有至少部分地从刀具主体的第二侧面轴向伸出的径向和轴向最外部第二突出部。
按照本发明的优选实施例，第一切削镶块在距离转动轴线给定径向距离上具有第一主切削刃，第二切削镶块在相同径向距离上具有第二主切削刃。
一般来说，第一和第二突出部至少部分地从周边安装面径向伸出。
附图说明
为更好理解本发明，下面结合附图举例说明本发明，附图中：
图1是本发明切削镶块的透视图；
图2是图1所示切削镶块的顶视图；
图3是图1所示切削镶块的侧视图；
图4是沿图2中IV-IV线剖取的切削镶块的一部分的剖面图；
图5是沿图2中V-V线剖取的切削镶块的一部分的剖面图；
图6是其上镶嵌有本发明切削镶块的铣刀的透视图；
图7是图5所示铣刀的一部分的透视图；
图8是图5所示铣刀的一部分的径向端视图；以及
图9是示出图5铣刀的两个切削镶块如何互相重叠以在工件上产生所需轮廓的局部视图。
具体实施方式
参见图1～3。本发明切削镶块10具有总体为正方形的顶面12和底面14。该切削镶块可通过压制和烧结而成，或者可注射模制而成。四个相同大致侧面16在顶面12和底面14之间延伸。侧面16设计成相同，但由于生产过程一个或多个侧面可与所需设计稍稍不同。例如，如所公知，切削镶块在烧结过程中收缩，该收缩可能不均匀。因此，考虑到制造误差，尽可能获得相同的切削镶块。每个侧面16包括与相邻副侧面20连接的主侧面18。相邻主侧面18在两个直径方向上相对的拐角边缘22处汇合。
相邻副侧面20在中间侧面24处汇合。两个相邻副侧面20和中间侧面24形成从切削镶块10向外伸出的突出部28的周边侧面26。如图2所示，在切削镶块10的顶视图或底视图中，两个直径方向上相对的突出部28互相延伸离开。
每个主侧面18和顶面12或底面14的相交部限定主切削刃30。有八个大致相同主切削刃30。每个副侧面20和顶面12或底面14的相交部限定副切削刃32。有八个大致相同副切削刃32。每个副切削刃32与相邻的主切削刃30连接。按照本发明的优选实施例，副切削刃32比主切削刃30短，如图2所示，在切削镶块10的顶视图或底视图中，副切削刃和主切削刃形成钝角α。
在该切削镶块的侧视图(见图3)中，对于每个侧面16，高度尺寸H限定为侧表面的垂直高度。换句话说，高度尺寸H是与底面14相关的主切削刃30上第一点P1和与顶面12相关的主切削刃30上的垂直方向上相对的第二点P2之间的距离。按照本发明的优选实施例，每个侧面16具有变化的高度尺寸H。最好是，高度尺寸H在侧面16的中央区域34具有最小值Hmin。此外，最好是，高度尺寸H从侧面16外部区域36上的最大值Hmax到中央区域34的最小值Hmin单调递减。
参见图3，限定两个平面。中间平面M位于顶面12和底面14之间的中间，参考平面N平行于中间平面M并通过与顶面12相关的副切削刃32的最外端38。但是，也可限定与底面14相关的类似参考平面，由于切削镶块10相对于中间平面M具有镜像对称性，因此该参考平面是多余的。
对于给定侧面16，与给定侧面相关的主切削刃30和副切削刃32具有与变化的高度尺寸直接有关的变化的坡度。副切削刃32在向中间平面M斜向离开参考平面N的同时从其最外端3 8延伸到它与主切削刃30的汇合点40。主切削刃30包括两个区段：在向中间平面M斜向离开参考平面N的同时从与副切削刃32的汇合点40向侧面16的中央区域34延伸的第一区段301和在向参考平面N斜向离开中间平面M的同时从侧面16的中央区域34延伸的第二段302。此外参见示出设置在顶面和底面12、14中的切屑槽42的图4和5。切屑槽42靠近主切削刃和副切削刃30、32并沿其纵向延伸。
顶面12设置相对于主切削刃30总体中央定位的顶部抵靠面44；底面14设置相对于主切削刃30总体中央定位并与顶部抵靠面44相对的底部抵靠面46。按照本发明的优选实施例，顶部抵靠面44和底部抵靠面46是平面并互相平行。顶部抵靠面44和底部抵靠面46之间的距离至少等于侧面高度尺寸H的最大值Hmax。该切削镶块10设置从主切削刃30和副切削刃32向切屑槽42延伸的刃背48。
下面参见图6～8，示出铣刀50，其包括总体呈圆盘形的刀具主体52和可卸下地安装在镶块凹座54中的多个按照本发明的相同切削镶块10。图6中只示出三个切削镶块10，图7和8示出相同的三个切削镶块。该刀具主体52包括由周边安装面58连接的两个朝向相反的总体圆形侧面56。转动轴线A通过两个侧面56并限定铣刀50的转动方向R。
镶块凹座54围绕该周边安装面58以一定角度隔开，并且切削镶块10成对错开布置，每个切削镶块10的顶部抵靠面或底部抵靠面44、46面向转动方向R。给定对切削镶块的第一切削镶块10′具有至少部分地从刀具主体52的第一侧面56′轴向伸出的径向和轴向最外部第一突出部28′。该给定对切削镶块的第二切削镶块10″具有至少部分地从刀具主体52的第二侧面56″轴向伸出的径向和轴向最外部第二突出部28″。一般来说，第一和第二突出部28′、28″至少部分地从周边安装面58径向伸出。
现在参见图9，该图示出铣刀50的两个切削镶块10′、10″如何在工件62上产生所需轮廓60、60′、60″。该工件是凸轮轴的凸轮。在该图中两个切削镶块10′、10″互相重叠，实线所示的第一切削镶块10′位于虚线所示的第二切削镶块10″前方。该工件上所需轮廓包括中央直区段60(凸轮的侧面)和中央直区段两侧上的两个倒角区段60′、60″(该侧面的倒角边缘)。第一倒角区段60′由与第一切削镶块10′的第一突出部28′相关的第一副切削刃32′形成，而第二倒角区段60″由与第二切削镶块10″的第二突出部28″相关的第二副切削刃32″形成。中央直区段60由可以看出是重叠的第一切削镶块10′的第一主切削刃30′和第二切削镶块10 ″的第二主切削刃30″两者形成。由于第一切削镶块10′的第一主切削刃30′和第二切削镶块10″的第二主切削刃30″重叠，因此它们与转动轴线的径向距离相同。
如图8所示，可以看出的是主切削刃30(30′、30″)如上所述倾斜，形成固有的轴向前角，因此切削镶块10的顶面12无需与转动轴线A成角度。因此，相邻切削镶块之间的角距可减小，从而具有小角距铣刀的公知优点。应该看到，本发明切削镶块的另一个优点是可以在宽度不同的铣刀中使用相同切削镶块。因此，通过调节切削镶块的轴向重叠可改变工件内中央直区段60的长度。本发明的另一个优点是该铣刀只使用单一类型的切削镶块，该切削镶块可转位八次，并且安装在铣刀上时既可用作右侧切削镶块，也可用作左侧切削镶块。
如图7和8所示，切削镶块10通过抵靠该切削镶块10的顶部抵靠面44的楔子64保持在镶块凹座54中。楔子64通过螺丝66紧固在铣刀50的刀具主体52上。镶块10楔入楔子64和镶块凹座54的支承面68之间。支承面68面向转动方向R。如图所示，镶块10的底面14在突出部28和拐角边缘22的区域中抵靠支承面68，从而铣刀50操作时支承镶块10以抵抗切削力。如图3所示，该布置由于下列事实而成为可能：拐角边缘22和突出部具有相同的高度Hmax；拐角边缘22呈圆柱形，从而其表面积比只由相邻主侧面18的相交部形成的拐角边缘大。
尽管在某种特定程度上说明了本发明，将理解到，可以进行多种改型和变型而不偏离所附权利要求限定的本发明精神或范围。

Claims (13)

1.一种使用在铣刀(50)中的可转位切削镶块(10)，包括：
总体为正方形的顶面和底面(12、14)；
延伸在顶面(12)和底面(14)之间的四个大致相同侧面(16)；
在切削镶块(10)的顶视图或底视图中互相延伸离开的直径方向上相对的两个突出部(28)，每个突出部(28)的周边侧面(26)包括中间侧面(24)和两个副侧面(20)，中间侧面(20)位于两个副侧面(20)之间并与两个副侧面汇合，每个侧面(16)包括与相邻副侧面(20)连接的主侧面(18)，相邻主侧面(18)在切削镶块(10)的直径方向上相对的两个拐角边缘(22)处汇合；
八个相同主切削刃(30)，其包括形成在主侧面(18)与顶面(12)的相交部上的四个主切削刃(30)和形成在主侧面(18)与底面(14)的相交部上的四个主切削刃(30)；以及
八个相同副切削刃(32)，其包括形成在副侧面(20)与顶面(12)的相交部上的四个副切削刃(32)和形成在副侧面(20)与底面(14)的相交部上的4副切削刃(32)；每个副切削刃(32)与相邻主切削刃(30)连接。
2.如权利要求1所述的切削镶块，其特征在于，副切削刃(32)比主切削刃(30)短，在切削镶块(10)的顶视图或底视图中副切削刃与主切削刃形成钝角(α)。
3.如权利要求1所述的切削镶块，其特征在于，每个侧面(16)具有变化的高度尺寸(H)。
4.如权利要求3所述的切削镶块，其特征在于，该高度尺寸(H)在该侧面(16)的中央区域(34)内具有最小值(Hmin)。
5.如权利要求4所述的切削镶块，其特征在于，该高度尺寸(H)从在该侧面(16)的外部区域(36)的最大值(Hmax)到在中央区域(34)的最小值(Hmin)单调递减。
6.如权利要求1所述的切削镶块，其特征在于，顶面和底面(12、14)设置靠近主切削刃和副切削刃(30、32)并沿其纵向延伸的切屑槽(42)。
7.如权利要求1所述的切削镶块，其特征在于，顶面(12)设置相对于主切削刃(30)总体中央定位的顶部抵靠面(44)；底面(14)设置相对于主切削刃(30)总体中央定位并与顶部抵靠面(44)相对的底部抵靠面(46)。
8.如权利要求7所述的切削镶块，其特征在于，顶部抵靠面和底部抵靠面(44、46)为平面并互相平行，而且隔开一定距离。
9.如权利要求8所述的切削镶块，其特征在于，顶部抵靠面和底部抵靠面(44、46)之间的距离至少等于侧面(16)的高度尺寸(H)的最大值(Hmax)。
10.如权利要求6所述的切削镶块，其特征在于，切削镶块(10)具有从主切削刃和副切削刃(30、32)向切屑槽(42)延伸的刃背(48)。
11.一种铣刀(50)，其包括总体呈圆盘形的刀具主体(52)和可卸下地安装在镶块凹座(54)中的多个相同切削镶块(10)；
该刀具主体(52)包括由周边安装面(58)连接的两个朝向相反的圆形侧面(56)、通过侧面(56)的转动轴线(A)，该转动轴线(A)限定铣刀(50)的转动方向(R)；
镶块凹座(54)围绕周边安装面(58)以一定角度隔开；
切削镶块(10)包括：
总体为正方形的顶面和底面(12、14)；
延伸在顶面(12)和底面(14)之间的四个大致相同侧面(16)；
在切削镶块(10)的顶视图或底视图中互相延伸离开的直径方向上相对的两个突出部(28)，每个突出部(28)的周边侧面(26)包括中间侧面(24)和两个副侧面(20)，中间侧面(24)位于两个副侧面(20)之间并与两个副侧面汇合，每个侧面(16)包括与相邻副侧面(20)连接的主侧面(18)，相邻主侧面(18)在切削镶块(10)的直径方向上相对的两个拐角边缘(22)处汇合；
形成在主侧面(18)和顶面和底面(12、14)的相交部上的八个相同主切削刃(30)；以及
形成在副侧面(20)和顶面和底面(12、14)的相交部上的八个相同副切削刃(32)，每个副切削刃(32)与相邻主切削刃(30)连接；
切削镶块(10)成对错开布置，每个切削镶块(10)的顶部抵靠面或底部抵靠面(44、46)面向转动方向(R)，
给定对切削镶块的第一切削镶块(10′)具有至少部分地从刀具主体(52)的第一侧面(56′)轴向伸出的径向和轴向最外部第一突出部(28′)；该给定对切削镶块的第二切削镶块(10″)具有至少部分地从刀具主体(52)的第二侧面(56″)轴向伸出的径向和轴向最外部第二突出部(28″)。
12.如权利要求11所述的铣刀，其特征在于，第一切削镶块(10′)在距离转动轴线(A)给定径向距离上具有第一主切削刃(30′)，第二切削镶块(10″)在相同给定径向距离上具有第二主切削刃(30″)。
13.如权利要求12所述的铣刀，其特征在于，第一和第二突出部(28′、28″)至少部分地从周边安装面(58)径向伸出。
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