CN1535194A - 其边缘安装有镶块的刀具 - Google Patents

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Abstract

一种矩形刀片型刀具(10)，刀片的端边缘上错开地安装有两个切削镶块(14、16)，两个切削镶块的切削刃的一部分重叠。这种切削刀片特别适用于用来切割管子(78)的圆盘型刀具组件(72)。在这类刀具组件中，本发明刀片型刀具沿周边等距分布在该刀具组件的端面上，每个刀片的切削刃相对于刀具组件的转动轴线向内指向并与其等距。使用这类刀具组件只须切割管子的厚度而无需穿过整个管子直径，从而可快速、经济地切割该管子。

Description

其边缘安装有镶块的刀具
技术领域
本发明涉及一种其两个边缘安装有镶块并能用重叠构型的切削镶块进行切削操作的刀具。
背景技术
其边缘安装有镶块的刀具是公知的。这种刀具例如见Schmidt的美国专利No.5,529,440。如′440所示，单个切削镶块安装在刀片前端边缘上。当用这种刀具进行切断或开槽操作时，槽的宽度限于切削镶块的操作切削刃的宽度。
其边缘上安装有镶块的另一种刀具见Naoaki的日本公告No.06262422。如′422图6所示，切削镶块交替布置在圆盘的周边上，所述布置使得相继切削镶块的操作切削刃重叠，从而获得比单个切削镶块所获得的更宽的槽。
这种刀具的缺点是，如镶块容纳凹座由于切削镶块的断裂而发生断裂，则必须更换整个圆盘主体。此外，在这种刀具中，切削直径固定并取决于该圆盘主体的直径。
本发明的一个目的是提供一种显著减轻或克服上述缺点的刀具。
本发明的另一个目的是提供一种围绕固定管子切削以便切断该管子而不受该管子直径限制的刀具。
发明内容
按照本发明，提供一种包括刀片(12)和两个安装在该刀片上的切削镶块(14、16)的刀具(10)，
该刀片(12)具有限定从前到后的纵向(A)的镶块保持前部(20)和后主体部(18)、在顶侧(23)与底侧(25)之间延伸的右侧(19)和左侧(21)，右侧(19)和左侧(21)面向相反方向，该相反方向与从前到后的纵向横向；
该镶块保持部(20)具有右侧面(34)和相反指向的左侧面(36)，包括位于底部镶块容纳凹座(44)上方的顶部镶块容纳凹座(42)和顶部和底部镶块容纳凹座之间的向后延伸凹口(46)；
两个镶块容纳凹座各包括与该纵向(A)横向并与右侧面和左侧面(34、36)大致垂直的后壁(48)；与后壁(48)邻接并与右侧面和左侧面(34、36)大致垂直的底壁(50)；与顶壁和底壁大致垂直的侧壁(52)和从侧壁(52)延伸到右侧面和左侧面(34、36)的螺纹孔(54)，两个镶块容纳凹座之一的侧壁(52)的方向与刀片(12)的右侧(19)的方向相同，另一个镶块容纳凹座的侧壁(52)的方向与刀片的左侧(21)的方向相同；
两个切削镶块(14、16)各有顶面(56)、底面(58)和连接该顶面和底面的侧面(60)，至少一个操作切削刃(67)在该顶面和底面之间延伸在该侧面(60)上，通孔(66)延伸在该顶面与底面之间；
两个切削镶块(14、16)位于不同镶块容纳凹座(42、44)中，使得镶块底面(58)抵靠在镶块容纳凹座的侧壁(52)上，切削镶块通过穿过通孔(66)并旋入螺纹孔(54)的夹紧螺钉(70)保持。
按照本发明的特别实施例，每个镶块容纳凹座的侧壁(52)相对于镶块保持部(20)的侧面(34、36)倾斜锐角(δ)。
该斜角(δ)一般为2°。
一般来说，两个镶块容纳凹座中的第一个容纳凹座的侧壁(52)靠近镶块保持部(20)的右侧面(34)，两个镶块容纳凹座中的第二个容纳凹座的侧壁(52)靠近镶块保持部(20)的左侧面(36)。
一般来说，主体部(18)在纵向(A)上从镶块保持部(20)向后延伸，主体部(18)一般呈棱柱状，包括由顶面和底面(26、28)连接的右侧面(22)和左侧面(24)。
主体部(18)的右侧面(22)一般与主体部(18)的左侧面(24)平行。
一般来说，在刀片(12)的侧视图中，顶面(26)与底面(28)平行。
最好是，主体部(18)的右侧面与左侧面(22、24)之间的距离(W)显著小于顶面与底面(26、28)之间的高度(H1)。
按照本发明的特别实施例，顶面(26)和底面(28)相对于主体部(18)的左侧面(24)倾斜锐角(α)。
最好是，镶块保持部(20)的高度(H2)大于主体部顶面与底面之间的高度(H1)。
一般来说，两个镶块容纳凹座(42、44)的底壁(50)之间限定内部锐角(β)。
该内部锐角(β)一般为0°～50°。
一般来说，螺纹孔(54)与镶块保持部(20)的侧面(34、36)大致垂直。
一般来说，两个切削镶块都呈多边形。
按照本发明的特别实施例，两个切削镶块各有两对在直径方向上相对的相同切削刃(67)。
最好是，在刀具(10)的前视图中，两个切削刃(67)在通过切削刃最内端(80、82)并与镶块保持部(20)侧面(34、36)平行的平面(P5、P6)之间重叠。
最好是，两个切削镶块(14、16)都相对于靠近该切削镶块顶面(56)的刀片侧面向外伸出。
一般来说，两个切削镶块(14、16)中每个切削镶块的至少一个切削刃(67)离开该内部锐角(β)的顶点(Q)的距离相同。
一般来说，刀具(10)的切削宽度(W1)为6～10mm。
一般来说，主体部(18)与镶块保持部(20)连成一体。
按照本发明的特别实施例，两个切削镶块(14、16)相同。
一般来说，切削镶块(14、16)都由硬质合金制成。
一般来说，刀片(12)用工具钢制成。
按照本发明，还提供一种包括多个本发明刀具(10)的刀具组件(72)，其中多个刀具夹紧在具有转动轴线(O)的环形圆盘(74)上，各操作切削刃(67)与该转动轴线(O)等距。
最好是，多个刀具沿周边等距分布在所述环形圆盘(74)的端面(76)上。
一般来说，每个刀具(10)的镶块保持部(20)相对于该转动轴线(O)向内指向。
附图说明
为更好理解本发明并示出如何实施本发明，下面参考附图，附图中：
图1是本发明刀具的透视图；
图2是图1刀具的侧视图；
图3是图1刀具的前视图；
图4是图1所示刀片的透视图；
图5是图4刀片的侧视图；
图6是图4刀片的前视图；
图7是图1所示切削镶块的透视图；
图8是图7切削镶块的底视图；
图9是图7切削镶块的侧视图；
图10是图7切削镶块的前视图；以及
图11是使用多个图1刀具的刀具组件的优选实施例的端视图。
具体实施方式
参见图1～11。如图所示，刀具10包括刀片12和安装在刀片上的两个切削镶块14和16。刀片用工具钢制成，切削镶块用例如碳化钨的硬质合金制成。刀片12包括高度为H1的后主体部18，按照本发明优选实施例，该后主体部与高度为H2的镶块保持前部20连成一体。从镶块保持部20到主体部18限定从前到后的纵向A。按照优选实施例，主体部18在纵向A上从镶块保持部20向后延伸。刀片12具有延伸在顶侧23和底侧25之间的右侧19和左侧21。
主体部18一般呈棱柱形，其包括与左侧面24平行的右侧面22和在刀片12侧视图中与底面28平行的顶面26。主体部18的宽度W显著小于主体部的高度H1。为了将刀片12牢牢保持在例如图11所示的机器上，按照一个实施例，顶面26和底面28相对于左侧面24倾斜锐角α。按照在附图中未示出的另一实施例，刀片通过穿过在刀片右侧与左侧之间延伸的通孔的螺钉固定在刀片架上。
镶块保持部20包括与左侧面36平行的右侧面34、其底面与主体部18底面28对齐的底部38和相对于主体部18顶面26向上伸出的顶部40。因此，镶块保持部20的高度H2大于主体部18的高度H1。镶块保持部20包括位于顶部40中的顶部镶块容纳凹座42和位于底部38中的底部镶块容纳凹座44。顶部镶块容纳凹座42位于底部镶块容纳凹座44上方并通过向后延伸的凹口46与其隔开。
两个镶块容纳凹座类似，因此只说明其中之一。顶部镶块容纳凹座42包括相对于纵向A横向并与右侧面34大致垂直的后壁48。底壁50靠近后壁48并与其垂直，并且底壁50与右侧面34大致垂直。可以看出，也可使用其他几何形状的切削镶块。例如，如使用三角形切削镶块，则底壁50显然不与后壁48垂直而是与其成合适角度。侧壁52靠近后壁48和底壁50定位并与它们中的每个垂直。每个镶块容纳凹座的侧壁52相对于镶块保持部20的邻近侧面倾斜锐角δ。该斜角δ一般为2°。螺纹孔54大致垂直地从侧壁52延伸到右侧面34。应该看到，底部镶块容纳凹座44的螺纹孔54大致垂直地从侧壁52延伸到左侧面36。因此，可以说，每个镶块容纳凹座朝向镶块保持部20的不同侧面，即，顶部镶块容纳凹座42朝向刀片12左侧，底部镶块容纳凹座44朝向刀片12右侧。
从顶部镶块容纳凹座42的侧壁52到右侧面34的距离D1小于从顶部镶块容纳凹座42的侧壁52到左侧面36平面的距离D2。类似地，从底部镶块容纳凹座44的侧壁52到左侧面36的距离D3小于从底部镶块容纳凹座44的侧壁52到右侧面34平面的距离D4。
平面P1和P2分别通过每个镶块容纳凹座42和44的底壁50。平面P1和P2之间限定具有顶点Q的内部锐角β。内部锐角β一般在0°～50°的范围内。
按照优选实施例，两个切削镶块14和16相同，因此只说明其中之一。切削镶块呈棱柱形，其包括顶面56、底面58和连接在顶面和底面之间的侧面60。侧面包括两个平行的顶壁和底壁62、63和两个与顶壁和底壁62、63垂直的平行前壁和后壁64、65。具有轴线B的通孔66与顶面和底面56、58大致垂直地延伸在该顶面与底面之间。
该切削镶块具有包含轴线B并与前后壁64、65平行的垂直对称平面P3和包含轴线B并与顶壁和底壁62、63平行的水平对称平面P4。每个顶壁和底壁62、63与每个前壁和后壁64、65的接合部限定切削刃67。每个切削刃67相对于对称平面P4倾斜锐角γ，并具有邻近顶壁和底壁62、63上的前刀面68。下凹后刀面69靠近每个前刀面68设置在底面58上。
每个切削镶块通过穿过通孔66后旋入在该镶块容纳凹座中的螺纹孔54中的夹紧螺钉70保持在其凹座中。如前所述，两个镶块容纳凹座朝向镶块保持部20的不同侧面，因此，被保持的切削镶块14和16朝向刀具10的不同侧。如图1和3所示，切削镶块14和16的操作切削刃67的倾斜方向相反。从图3中清楚示出，在刀具10的前视图中，两个操作切削刃67在分别通过两个操作切削刃最内端80和82并与镶块保持部20侧面34和36平行的平面P5和P6之间重叠。凹口46用作保持在底部镶块容纳凹座44中的切削镶块16的操作切削刃的切屑槽。
一般来说，两个切削镶块的朝向使其相对于通过刀具10加工的工件来说具有相同的定向。即，两个切削镶块相对于工件的前角和后角相同。
上述切削镶块具有四个切削刃，即在直径方向上相对的两对相同的切削刃67。以如下方式使得该切削镶块转位：当切削刃磨损而需要更换新的切削刃时，从其镶块容纳凹座中取下该切削镶块后围绕轴线B转动180°，使得直径方向上相对的切削刃用作新的操作切削刃。在另一镶块容纳凹座中使用另外两个操作切削刃。
按照本发明切削镶块的另一实施例，该切削镶块呈正方形，有四个相同的切削刃，这四个操作切削刃为90°转动对称。在这种情况下，该切削镶块没有垂直和水平对称平面。
按照本发明切削镶块的另一实施例，图7所示切削镶块相对于底面58镜面对称复制。此时，根据相邻切削镶块之间所需重叠，该切削镶块具有八个有效切削刃。
按照本发明切削镶块的另一实施例，切削镶块呈三角形，其中三个或六个切削刃之间是120°转动对称。
图11是具有转动轴线O并使用多个夹紧在圆盘74上的刀具10的刀具组件72的优选实施例的端视图。刀具10沿周边等距分布在刀具组件72的端面76上，使得每个刀具10的镶块保持部20相对于转动轴线O向内指向。每个操作切削刃67与转动轴线的距离相同。每个刀片12通过夹紧机构保持在圆盘74上，该夹紧机构由于不是本发明的重要特征从而未详细说明。
该刀具组件72用来切割壁厚为T的管子78。由于此时刀具组件72的切割平面不与管子的轴线垂直，因此所示管子78呈椭圆。为进行切割，刀具组件72在方向F上围绕管子78转动的同时管子78固定不动。刀具组件72的运动为两个独立运动的组合：第一为围绕轴线O的转动，第二为沿管子78椭圆形周边在向内缩小的螺旋线上的平移运动。
通过该刀具组件72的结构和操作，由于只须切割管子78的厚度T而无需通过其整个直径，因此管子78的切割又快又经济。每个刀具10的切割宽度W1(见图3)由两个切削镶块的操作切削刃的组合宽度得出。如要在约1mm内稍稍改变切割宽度，可改变尺寸D1和D3以改变两个切削镶块之间的重叠量而无需改变切削镶块的大小。
在上述情况下，当相对于管子78的轴线斜向切割该管子时，刀具组件72的面向相同方向的切削镶块在首先接触管子时受到轴向力，这是由于面向另一方向的切削镶块尚未接触管子。由于切削镶块在镶块容纳凹座中安装在边缘上，因此安装在轴向上的夹紧螺钉70有助于抵抗这些倾向于把切削镶块移出其容纳凹座的轴向力。相对于使用嵌入锯片周边的凹口中并通过锯片所作用的弹力保持在凹口中的切削镶块的本领域公知刀具组件，这是本发明的优点。例如授予Sundstom的美国专利No.5,524,518所示这类现有技术锯片抵抗轴向切割力的能力比本发明刀具组件小。
尽管在某种特别的程度上说明了本发明，但应理解，可以进行多种变型和改型而不偏离所附权利要求限定的本发明精神或范围。

Claims (26)

1.一种刀具(10)，包括刀片(12)和安装在该刀片上的两个切削镶块(14、16)，
该刀片(12)具有限定从前到后的纵向(A)的镶块保持前部(20)和后主体部(18)、延伸在顶侧(23)与底侧(25)之间的右侧(19)和左侧(21)，右侧(19)和左侧(21)面向相反方向，该相反方向与从前到后的纵向横向；
该镶块保持部(20)具有右侧面(34)和相反指向的左侧面(36)，包括位于底部镶块容纳凹座(44)上方的顶部镶块容纳凹座(42)和顶部和底部镶块容纳凹座之间的向后延伸凹口(46)；
两个镶块容纳凹座各自包括与该纵向(A)横向并与右侧面和左侧面(34、36)大致垂直的后壁(48)；与后壁(48)邻接并与右侧面和左侧面(34、36)大致垂直的底壁(50)；与顶壁和底壁大致垂直的侧壁(52)和从侧壁(52)延伸到右侧面和左侧面(34、36)的螺纹孔(54)，两个镶块容纳凹座之一的侧壁(52)所面向的方向与刀片(12)的右侧(19)的方向相同，另一镶块容纳凹座的侧壁(52)所面向的方向与刀片的左侧(21)的方向相同；
两个切削镶块(14、16)各自具有顶面(56)、底面(58)和连接该顶面和底面的侧面(60)，至少一个切削刃(67)大致在该顶面与底面之间延伸在该侧面(60)上，通孔(66)延伸在该顶面与底面之间；
两个切削镶块(14、16)各自位于不同镶块容纳凹座(42、44)中，使得镶块底面(58)抵靠在镶块容纳凹座的侧壁(52)上，切削镶块通过穿过通孔(66)并旋入螺纹孔(54)的夹紧螺钉(70)保持。
2.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，每个镶块容纳凹座的侧壁(52)相对于镶块保持部(20)的侧面(34、36)倾斜锐角(6)。
3.如权利要求2所述的刀具，其特征在于，该斜角(6)为2°。
4.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，两个镶块容纳凹座中的第一个容纳凹座的侧壁(52)靠近镶块保持部(20)的右侧面(34)，两个镶块容纳凹座中的第二个容纳凹座的侧壁(52)靠近镶块保持部(20)的左侧面(36)。
5.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，主体部(18)在纵向(A)上从镶块保持部(20)向后延伸，主体部(18)一般呈棱柱状，其具有由顶面和底面(26、28)连接的右侧面(22)和左侧面(24)。
6.如权利要求5所述的刀具，其特征在于，主体部(18)的右侧面(22)与主体部(18)的左侧面(24)平行。
7.如权利要求5所述的刀具，其特征在于，在刀片(12)的侧视图中顶面(26)与底面(28)平行。
8.如权利要求5所述的刀具，其特征在于，主体部(18)的右侧面和左侧面(22、24)之间的距离(W)显著小于顶面与底面(26、28)之间的高度(H1)。
9.如权利要求5所述的刀具，其特征在于，顶面(26)和底面(28)相对于主体部(18)的左侧面(24)倾斜锐角(α)。
10.如权利要求8所述的刀具，其特征在于，镶块保持部(20)的高度(H2)大于主体部的顶面与底面之间的高度(H1)。
11.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，每个镶块容纳凹座(42、44)的底壁(50)之间限定内部锐角(β)。
12.如权利要求11所述的刀具，其特征在于，该内部锐角(β)在0°～50°的范围内。
13.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，螺纹孔(54)与镶块保持部(20)的侧面(34、36)附近大致垂直。
14.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，两个切削镶块各自具有多边形形状。
15.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，两个切削镶块各自具有两对在直径方向上相对的相同切削刃(67)。
16.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，在刀具(10)的前视图中，两个切削刃(67)在通过切削刃最内端(80、82)并与镶块保持部(20)的侧面(34、36)平行的平面(P5、P6)之间重叠。
17.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，两个切削镶块(14、16)各自相对于刀片的靠近该切削镶块的顶面(56)的侧面向外伸出。
18.如权利要求11所述的刀具，其特征在于，两个切削镶块(14、16)中每个切削镶块的至少一个操作切削刃(67)离开该内部锐角(β)的顶点(Q)的距离相同。
19.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，刀具(10)具有6～10mm之间的切削宽度(W1)。
20.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，主体部(18)与镶块保持部(20)连成一体。
21.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，两个切削镶块(14、16)相同。
22.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，每个切削镶块(14、16)由硬质合金制成。
23.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，刀片(12)由工具钢制成。
24.一种刀具组件(72)，包括多个如权利要求1所述的刀具(10)，其中多个刀具夹紧在具有转动轴线(O)的环形圆盘(74)上，每个切削刃(67)与该转动轴线(O)等距。
25.如权利要求24所述的刀具组件，其特征在于，多个刀具沿周边等距分布在所述圆盘(74)的端面(76)上。
26.如权利要求24所述的刀具组件，其特征在于，每个刀具(10)的镶块保持部(20)相对于该转动轴线(O)向内指向。
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