CN1532013B - 刀片和铣刀 - Google Patents

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Abstract

一种尤其用于阶梯铣刀(1)的刀片(3)具有在俯视图中成四边形如矩形或菱形的基体。该基体的最好为平面的侧面(31-34)与其固定孔(41)的孔轴线(39)平行和/或与穿过基体(27)重心的中心面(46)垂直。底面(29)和顶面(28)有相同形状且彼此旋转对称，它们分别朝一倾斜经过底面(29)或顶面(28)的槽向下倾斜。槽彼此相交出锐角β。成对与相同侧面(31，33)邻接的圆周切削刃(35，42，36，43)最好是直的并布置成彼此平行。获得可转位刀片，它可用在四个不同的安装位置上，因此它有四个不同的切削刃或切削刃对。刀片具有整体为负的基本形状并且它在所有安装位置上允许有正的轴向前角和正的径向前角。

Description

刀片和铣刀
技术领域
本发明涉及用于铣刀且尤其是阶梯铣刀的刀片及装备有这种刀片的铣刀。
背景技术
通常，铣刀配备有可被固定在各刀座的多个安装位置上的刀片。这样，设置在刀片上的多个切削刃可以先后投入工作中，由此延长了刀片使用寿命。此外，刀片的几何形状显著影响了切屑形成。例如，在多数情况下希望有正的切削前角，确切地说，在铣刀的圆周切削刃和端面切削刃上都要求有正前角。通常，在刀片成形时要考虑这样的要求。所谓的“正刀片”在其切削刃处具有明显小于90°的楔角。这通过使侧面(后面)和顶面(切屑面)适当倾斜来达到。
例如在DE 3618574A1中描述了这种刀片。该刀片的切屑面如该文献的图42、55和56所示地不是简单平面的形状。它包括两个分面，这两个分面向着一个穿过固定孔的对角线向下倾斜。刀片的底面是平的。相应地，刀体的刀座具有一个对应的安放平面。
在现有技术中，可转位刀片可被固定在其各自刀座的两个不同的位置。这些位置的差别在于绕一同轴线地穿过固定孔的假想轴线转过180°。如果在这两个位置上可使用的切削刃受到磨损，必须整个更换刀片。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种刀片和铣刀，其中，该刀片具有更长的使用寿命。
通过根据本发明的刀片和铣刀实现了此目的。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于铣刀的刀片，它包括：基体，该基体包括底面、顶面和四个侧面，所述四个侧面分别与该底面和顶面一起确定出多个切削刃；以及延伸穿过该底面和顶面的固定孔，其中，基体构造成围绕第一对称轴线和第二对称轴线扭转，该第一和第二对称轴线位于与固定孔的中心轴线垂直相交的共同平面内，该底面和顶面具有相同的形状，并且相互间是旋转对称的。
根据本发明的第二方面，提供了一种具有如本发明第一方面所述的刀片和刀体的铣刀，该刀体限定出一转动轴线，并且具有用于这些刀片的刀座。
根据本发明的刀片具有一个在两个方向上扭转的即双向扭转的基体。因此，该刀片不再具有一个平面底面，而是有一个形状与顶面相同的底面。如果使刀片例如绕一纵轴线或横轴线转动，该底面就到达顶面原来所处的位置，而该顶面则在所有主要点上都与原先在此位置上的底面是一致的。因此，可转位刀片相对至少一个穿过固定孔的对称轴线是旋转对称的。因此，可转位刀片的位置不仅可以绕一个同轴线穿过固定孔轴线(也是一对称轴线)地转过180°，而且绕至少一个横向于该固定孔的对称轴线转过180°。结果，不是象迄今都只能使用两个切削刃或一对切削刃，而是总共可以使用四个切削刃，这使得相应的刀片的使用寿命与传统刀片相比延长了一倍。
对成长方体基本形状的简单矩形刀片来说，所谓的可转位刀片的可转动性是众所周知的。但这种简单刀片不易用在阶梯铣刀中，尤其是当需要正的切削前角时。但上述刀片因为其双向扭转结构而能够被用于阶梯铣刀。这两个对称轴线最好位于一个基本上与固定孔垂直的中心面内。另外对称轴线穿过例如成平面形状的侧面。在这种情况下，这些对称轴线与中心面分别包夹出一个直角，由此总体产生一个具有负的基本形状的刀片。负的基本形状通过粉末冶金技术而比较简单地制成。尤其是，不需要带可活动的模具部分的模具来制造粉末毛坯。起切屑面作用的顶面和底面的特殊扭转结构可以轻易地在具有总体为负的基本形状的刀片上获得正的切削前角，这可以在四个安装位置上做到。通过将刀片相应地负倾斜安装到刀体内，可获得正的后角。
当侧面最好为平面时，也可以使它们成小刻面形状或成隆凸状。双侧刀片则具有一个正的切削面几何形状和周围为负的后面几何形状。另外，应用作圆周切削刃的切削刃可以不仅是直的，而且略微凸起如成椭圆形弯曲。在这里，这种弯曲最好这样确定，即切削刃在安装位置上确定出一个圆柱面。这样的铣刀以其圆周切削刃产生平面。从附图、相应的说明中得到了本发明的有利实施例的其它详情。
附图说明
附图示意表示本发明的范例，其中：
图1以透视侧视图表示根据本发明的铣刀；
图2以前视图表示根据图1的铣刀；
图3以不同的比例表示图1或图2的铣刀刀片的透视图；
图4以侧视图表示根据图3的刀片；
图5以前视图表示根据图3的刀片；
图6以有改动的侧视图表示根据图3的铣刀；
图7以俯视图表示根据图6的铣刀；
图8以前视图表示本发明刀片的一个变型实施例；
图9以侧视图表示根据图8的刀片，及
图10以前视图表示本发明刀片的一个实施例。
具体实施方式
图1表示铣刀1，它包括一刀体2和固定在刀体上的刀片3、4、5、6、7、8。刀片3-8有相同的结构，因此，对刀片3的描述相应地适用于所有其它的刀片4-8。
刀体2被设计用于绕一转动轴线9旋转并具有一个与转动轴线9同轴线的固定孔11。铣刀1为阶梯铣刀，其刀片3-8在端面12上和在周侧上都具有有效的切削刃。刀片3-8安置在各自刀座15-20内，刀座15-20设置在刀体2的相应排屑槽21-26内，尤其如图2所示。
以下结合图3-7来说明刀片3结构。刀片3有一基体，如图7的俯视图所示，基体成矩形或菱形。基体上侧以一顶面28为界，其下侧以一底面29为界。底面29和顶面28通过最好为平面的侧面31、32、33、34横向相连，侧面31-34与顶面28一起限定出两个圆周切削刃35、36和两个端面切削刃37、38。圆周切削刃35、36最好是直的，但必要时也可以略成弧形。圆周切削刃35、36构成主切削刃，端面切削刃37、38构成副切削刃。圆周切削刃36和端面切削刃37形成一个第一切削刃对；圆周切削刃35和端面切削刃38形成一个第二切削刃对。因此，两个切削刃对与对应于顶面28，这两个切削刃对对应于刀片3的两个工作位置。这两个工作位置的区别在于刀片绕如图3所示的孔轴线39转动180°，该孔轴线与一在中心穿过基体27的固定孔41同轴线。因此，孔轴线39构成刀片3的一个与顶面28和侧面31-34形状有关的对称轴线。刀片与底面29有关地也是对称构成的。底面29由切削刃42-45界定，底面与侧面31-34一起限定出切削刃42-45。切削刃42、43为圆周切削刃，切削刃44、45为端面切削刃。
切削刃35-38和42-45分别布置成相对中心面46倾斜，孔轴线39基本内垂直于该中心面。中心面46如图5、6所示。它分别垂直于图面。另外，中心面46经过基体27的重心并同时限定出另两个与孔轴线39垂直的对称轴线。一第一对称轴线47平行于彼此平面平行的侧面31、33地取向，一第二对称轴线48与彼此平面平行的侧面32、34平行地取向。这不仅适用在矩形俯视图(图7)中，而且适用于具有菱形基本形状的刀片。在矩形的情况下，对称轴线47、48彼此垂直，而在菱形情况下，它们相互成一个或大或小的锐角，该锐角的值与刀尖角一致。
对称轴线47、48为刀片3可绕其旋转的转动轴线。基体27绕对称轴线47、48扭转。相应地，顶面28从在端面切削刃37和圆周切削刃36之间限定出的仰角起朝固定孔41向下倾斜。顶面28也从在圆周切削刃35与端面切削刃38之间限定的另一仰角起朝固定孔41向下倾斜。因此，顶面28有一沿对角线延伸的槽或凹槽51。在底面上的相应凹槽52延伸向在俯视图中成四边形的基本形状的其它对角线。
固定孔41在其彼此对置的开口处具有锥形支持面53、54，支持面53、54被布置成与孔轴线48同轴线。刀座15-20分别与一排屑腔21-26相接地具有两个用于各刀片3-8侧面的安放平面和一个支承面，支承面的形状对应于底面29和顶面28的形状。此外，刀座有相同结构；它们与径向和轴向有关地负安置刀片3。图1示意表示中心面46相对转动轴线9的位置。图1所示的线55垂直于刀片5的正侧面34，因而表示未详细示出的中心面46的斜率。如图所示，线55与线9在投影于该共同图面上的投影面内包夹出一锐角，因此，侧面34限定出一正后角。但由于基体27的显著扭转，所以离开端面切削刃38的顶面28向下倾斜，直到在端面上出现一个正的轴交角(前角)，尽管刀片5是负安置的。
这同样适用于其它刀片。就径向调整来说，参见图2。一与中心面46平行延伸且与刀片5的圆周切削刃35的后角相交的线56同径向57包夹出一锐角α，在这里，锐角α被视为一负角，它给出一正的后角。通过使顶面28离开圆周切削刃35地向下陡峭倾斜而获得一个正的前角。在陡峭倾斜意味着顶面28在切削刃35处与侧面31包夹出一个远远小于90°的角度。换句话说，本发明的刀片3具有侧面31-34，它们与中心面46垂直并在所有切削刃35-38处具有小于90°的楔角。另外，切削面即顶面28和底面29各自朝一对角线向下倾斜，其中这些对角线如图7所示地是不同的。
图8、9表示刀片3的一个变型实施例。该变型实施例与上述刀片的不同之处在于，侧面31-34为隆凸形。这些侧面分别隆起超过一条线61、62、63、64，该线61-64将与同一侧面31-34相邻的切削刃连在一起。但这些线61-64又与该中心面46垂直。以上描述适用于其它方面。代替隆凸侧面地，这些侧面也可以如图10所示地成凸起刻面形状。这适用于刀片3的所有四个侧面。这些侧面刻面在图10中带有字母索引a、b、c。b所指的刻面垂直于中心面46并界定出一个立方体形中心区。参见图5，该中心区的厚度A(最好明显)小于突起的高度B，所述高度就是上、下角高出该中心区A的高度。这是刀片3显著扭转的标记。该中心区的上下都以位于彼此平行的平面内的槽或凹槽51、52为界。图6-9所示的刀片3也具有相应的几何形状。
尤其是设计用作阶梯铣刀(铣刀1)的刀片3具有在俯视图中成四边形如矩形或菱形的基体。该基体的最好为平面的侧面31-34与其固定孔41的孔轴线48平行和/或与穿过基体27重心的一中心面46垂直。底面29和顶面28具有相同的形状并且彼此旋转对称。此外，它们朝向一个各自倾斜经过该底面29或者顶面28的槽地向下倾斜。所述槽彼此相交出一锐角β。分别成对与相同侧面31、33邻接的圆周切削刃35、42、36、43最好是直的并布置成彼此平行。获得了一个可转位刀片，它可被用在四个不同的安装位置上，因此，它有四个不同的切削刃或切削刃对。刀片3具有整体为负的基本形状，其中，它在所有安装位置上允许获得一个正的轴向前角和一个正的径向前角。

Claims (16)

1.一种用于铣刀(1)的刀片(3)，它包括：
基体(27)，该基体包括底面(29)、顶面(28)和四个侧面(31，32，33，34)，所述四个侧面(31，32，33，34)分别与该底面(29)和该顶面(28)一起确定出多个切削刃(35，36，37，38，42，43，44，45)，和
延伸穿过所述底面(29)和顶面(28)的固定孔(41)，
其中，该基体构造成围绕第一对称轴线(47)和第二对称轴线(48)扭转，所述第一对称轴线(47)和第二对称轴线(48)位于与所述固定孔(41)的中心轴线(39)垂直相交的共同平面(46)内，
所述底面(29)和顶面(28)具有相同的形状，并且相互间是旋转对称的。
2.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，该共同平面(46)为一中心面。
3.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，所述第一对称轴线(47)和第二对称轴线(48)彼此相交成一直角。
4.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，该刀片(3)具有双重线性对称结构。
5.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，两个与同一侧面(31，32，33，34)邻接的并且两个中的一个与顶面(28)相接而另一个与底面(29)相接的切削刃(35，42；37，44；36，43；38，45)限定出一条与该共同平面(46)垂直相交的线(61，62，63，64)。
6.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，所述侧面(31，32，33，34)成凸形。
7.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，该刀片(3)有一个中心区，其厚度A小于角部高度B。
8.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，所述侧面(31，32，33，34)被布置成垂直于所述共同平面(46)。
9.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，所述侧面(31，32，33，34)为平面。
10.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，该固定孔(41)在该顶面(28)和该底面(29)上分别有一个用于一固定螺丝的螺丝头的支持面(53，54)。
11.如权利要求10所述的刀片，其特征在于，所述支持面(53，54)为锥面。
12.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，该顶面(28)和该底面(29)在俯视图中分别成矩形。
13.如权利要求1所述的刀片，其特征在于，至少两个侧面(31，33)为菱形。
14.一种具有如权利要求1到13中任一项所述刀片和一刀体(2)的铣刀，该刀体(2)限定出一转动轴线(9)，并且具有用于这些刀片(3，4，5，6，7，8)的刀座(15，16，17，18，19，20)。
15.如权利要求14所述的铣刀，其特征在于，这些刀座(15，16，17，18，19，20)具有支承面，其中该刀片(3，4，5，6，7，8)在径向上相对于线(56)负安置在所述支承面上，该线(56)与该共同平面(46)平行且在切削刃(35)的后角部上接触切削刃(35)。
16.如权利要求14所述的铣刀，其特征在于，这些刀座(15，16，17，18，19，20)具有支承面，其中该刀片(3，4，5，6，7，8)相对于线(55)在轴向上负安置在所述支承面上，所述线(55)与该共同平面(46)平行。
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