CN1553838A - 切削刀片 - Google Patents
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Abstract
一种切削刀片(10),其包括:两个端部(12’和12”)和在两个端部(12’和12”)之间纵向延伸的中间部分(14)。中间部分具有N个侧表面(20)和N个主切削刃(22)。N个主切削刃(22)形成在相邻的侧表面(20)的相交部处,N个主切削刃(22)的每个从一个端部延伸到另一端部。至少N个副切削刃(28’、28”)形成在两个端部(12’、12”)的至少一个上。切削拐角(30’、30”)形成在主切削刃(22)和副切削刃(28’、28”)之间,每个副切削刃在大致离开中间部分(14)的方向上延伸离开切削拐角。
Description
技术领域
本发明涉及可转位切削刀片,该切削刀片特别适用于铣削刀具上并具有大致多边形截面的细长形状和大致从切削刀片的一端纵向延伸到另一端的切削刃。
背景技术
具有大致多边形截面的细长形状和大致从切削刀片的一端纵向延伸到另一端的切削刃的切削刀片或刀具在美国专利147,041;3,188,717和3,421,196中披露过。刀具在其截面的每个拐角上具有沿刀具长度延伸的切削刃。通过将后角和切削角布置成使其围绕刀具的截面相互延续来获得该截面。’196专利描述一种大致矩形块形式的一次性切削刀片,其具有至少四个平行切削刃。至少一个切削刃进行斜切以便形成相对钝的切削刃。与未斜切的边缘相比,斜切的切削刃不太容易受到冲击损坏。在切削操作期间,刀片可转位以便在从具有不规则表面的工件部分上去除材料时提供斜切的切削刃。
美国专利3,188,717披露一种切削刀头,该刀头是基本上的平行六面体,其具有前和后大致方形表面和四个相互垂直布置并在其各自相交部形成切削刃的矩形或方形侧表面。由一对切削刃限界的每个侧表面设置一对纵向延伸的凹入式切屑引导件。图6和7的’717专利表示载有这种切削刀头的铣削刀具的一部分。但是,该切削刀头不具有副切削刃(刮刀)以便在单次操作中实现光洁的精加工表面。
美国专利3,955,259披露一种用于铣削刀具的可转位切削刀片,其具有四个主切削刃和四个相关的副切削刃。副切削刃的目的是进行精加工。切削刀片具有多边形平板形状,并且每个主切削刃的一端在切削尖端(切削拐角)处与其相关的副切削刃相遇。总共有四个切削尖端。
从切削刀片的强度的观点出发,有利的是’259专利的切削刀片设计成具有大致方形的截面,而不是矩形(平板)的截面。更加有利的是,如果每个主切削刃在其每个端部上具有相关的副切削刃,从而出现八个切削尖端。当采用主切削刃的大致一半的长度进行铣削操作时,这种具有八个切削尖端的切削刀片将具有八个有效的主切削刃。但是,与’259专利的切削刀片的每个副切削刃相关的是一对斜面,并且在切削刀片的给定端部,与一个拐角相关的一对斜面通过在顶部和底部表面之间横过切削刀片延伸的平表面与和其他端部的其他拐角相关的其他对的斜面分开。’259专利的切削刀片的端部的特定结构不有助于将切削几何形状延伸到八个切削尖端。
本发明的目的是提供一种切削刀片,其具有带有四个矩形或方形侧表面的大致方形截面,并在其各自相交部形成主切削刃,其中每个主切削刃在其每个端部设置用于精加工的副切削刃,从而产生八个切削拐角。
发明内容
按照本发明,提供一种切削刀片,其包括:
两个端部和在所述两个端部之间纵向延伸的中间部分,切削刀片具有刀片轴线A,该轴线在两个端部之间在纵向上横过切削刀片;
N个侧表面和N个主切削刃,N个主切削刃形成在相邻的侧表面的相交部处,N个主切削刃的每个在两个端部之间延伸;
至少N个副切削刃形成在两个端部的至少一个上,两个端部的至少一个从中间部分大致纵向地延伸;
至少N个切削拐角,每个切削拐角形成在主切削刃和副切削刃之间,每个副切削刃在大致离开中间部分的方向上延伸离开相关的切削拐角。
最好是,每个主切削刃设置切屑控制元件。
按照特定的应用,切削控制元件是凹槽。
如果需要,凹槽具有U形剖面。
另外如果需要,凹槽具有非对称V形剖面。
按照本发明,至少一个端部包括从N个侧表面延伸到端面的周边端表面。
如果需要,端面设置凹入部。
通常,周边端表面从N个侧表面大致纵向地延伸离开中心部分并朝向刀片轴线A。
最好是,周边端表面包括N个次周边端表面。
如果需要,每个次周边端表面分成两个部分,即前部分和后部分。
按照本发明,次周边端表面的前表面和相邻的控制元件在副切削刃处相遇。
如果需要,N个切削拐角的至少一个进行斜切。
另外如果需要,N个副切削刃的至少一个是弯曲的。
按照本发明的特定实施例,切削刀片围绕刀片轴线A具有N重的转动对称。
按照本发明N个至少是四个。
按照本发明的优选实施例,N等于4。
按照特定的应用,主切削刃大致是直的并大致平行于刀片轴线A。
附图说明
为了更好地理解,现在通过实例并参考附图对于本发明进行描述,附图中:
图1是本发明的优选实施例切削刀片的透视图;
图2是图1所示的切削刀片的端视图;
图3是图1所示的切削刀片的顶视图;
图4是表示夹紧在几个刀片容纳凹口内的本发明切削刀片的平面铣刀的侧视图;
图5是表示其中夹紧有刀片的刀片容纳凹口的图4的局部视图;
图6是表示副切削刃相对于工件进行配置的图4的局部视图;
图7是具有带有非对称V形剖面的切屑控制元件的本发明切削刀片的端视图;
图8是具有两个不同类型的切屑控制元件的本发明切削刀片的端视图;
图9是斜切切削刃的示意图;以及
图10是弯曲的副切削刃的示意图。
具体实施方式
参考图1~3,其中分别表示本发明优选实施例的切削刀片10的透视图、端视图和顶视图。切削刀片10具有两个端部12,即第一端部12’和第二端部12”。以下,具有一个撇号的参考标号表示与第一端部12’相关的部件,而具有两个撇号的参考标号表示与第二端部12”相关的部件。在两个端部之间延伸的是中间部分14。刀片轴线A横过切削刀片10在纵向上从一个端部延伸到另一端部。这里,端部大致纵向地从中间部分延伸,并限定切削刀片的轴向上的最外部分。每个端部12(12’、12”)具有端面16(16’、16”)。端部的端面限定端部的轴向上的最外表面。如果需要,每个端面16’、16”设置在刀片轴线A上对中的凹口18’、18”。如果需要,凹口18’、18’可用来容纳突出部以便有助于夹紧刀片。应该注意到参考只简单地针对具有一个撇号或两个撇号的参考标号(即端部12、端面16和凹口18等),将不会出现混淆。
中间部分14包括四个侧表面20(20a、20b、20c、20d)和四个主切削刃22(22a、22b、22c、22d)。四个主切削刃22形成在相邻侧表面的相交部处。四个主切削刃22的每个从一个端部延伸到另一个端部。由此,在垂直于刀片轴线A的平面内,每个侧表面20由两个主切削刃22来限界。每个主切削设置切屑控制元件24(24a、24b、24c、24d),该元件在图1~3所示的实施例中是在每个侧表面内在沿主切削刃长度的上纵向延伸的U形凹槽。如本领域公知的那样,凹槽的特定形状取决于工件材料和切削条件。
从侧表面20大致纵向并朝向轴线A延伸到每个端部处的端面16’、16”的是周边端表面26(26’、26”)。每个周边端表面26’、26”包括四个次周边端表面26’i;26”i(i=a、b、c或d)。其中属于第一端部12’的次周边端表面由总的参考标号26’i表示,并且属于第二端部12”的次周边端表面由总的参考标号26”i表示,其中i=a、b、c或d。在图1~3所示的实施例中,每个端部的四个次周边端表面是相同的。但是,将在下面说明那样,切削刀片的给定端部的次周边端表面不必须是相同的。另外,第一端部12’的次周边端表面可不同于第二端部12”的次周边端表面。
如所示,每个次周边端表面26’i、26”i分成两个部分,即前部分26’il(26’al、26’bl、26’cl、26’dl)和后部分26”it(26’at、26’bt、26’ct、26’dt)。通常,次周边端表面26i的前部分将由26’il表示,而次周边端表面26i的后部分将由26it表示。尽管图中在每个次周边端表面的前部分和后部分的接合部处画出线,如果需要,该接合部处的次周边端表面的表面曲率半径可以很大。实际上,尽管前部分和后部分表示成两个相邻的小面,它们可以是一个连续弯曲表面的两个部分。副切削刃形成在次周边端表面的前部分和相邻的切屑控制元件之间的接合部处。例如,次周边端表面26’d的前部分26’dl和相邻的切削控制24a之间的接合部处限定副切削刃28’a。清楚的是,切屑控制元件24a的形状和前部分26’dl的倾斜两者将确定副切削刃28’a的形状。以类似方式,确定其他副切削刃的形状。
接合部32’、32”形成在次周边端表面的每个前部分和相邻侧表面之间。例如,在第一端部12’,接合部32’a形成在次周边端表面26’a的前部分26’al和相邻侧表面20a之间。以类似方式,接合部32’i(i=b、c、d)形成在次周边端表面26’i(i=b、c、d)的前部分26’il(i=b、c、d)和相邻侧表面20i(i=b、c、d)之间。类似地,在第二端部,形成接合部32”i(i=a、b、c、d)。
与每个端部12’、12”相关的是四个副切削刃28’(28’a、28’b、28’c、28’d);28”(28”a、28”b、28”c、28”d)。每个副切削刃28’、28”通过切削拐角30连接在相邻的主切削刃22上。由此,切削刀片10具有八个切削拐角30(四个切削拐角30’(30’a、30’b、30’c、30’d)与第一端部12’相关,并且四个切削拐角30”(30”a、30”b、30”c、30”d)与第二端部12”相关)。每个主切削刃22在两个切削拐角30’、30”之间纵向延伸。清楚的是,每个主切削刃22连接到两个副切削刃28’、28”上,一个副切削刃在端部12’连接在主切削刃的一端上,并且一个副切削刃在另一端部12”连接在主切削刃的另一端上。例如,主切削刃22a的一端通过切削拐角30’a连接在副切削刃28’a上,并且其另一端通过切削拐角30”a连接在副切削刃28”a上。
切削拐角30的曲率半径取决于次周边端表面26’的前部分26il和靠近所述拐角的相邻侧表面20i(i=a、b、c、d)之间形成的接合部32的曲率半径。例如,切削拐角30’b的曲率半径取决于次周边端表面26’a的前部分26’al和相邻侧表面20a之间形成的接合部32’a的曲率半径。
按照图1~3所示的实施例,切削刀片围绕刀片轴线A显示出4重的转动对称。通常,刀片围绕刀片轴线A具有N重转动对称,其中N是大于或等于4的整数。但是,如在下面所述那样,切削刀片不必须围绕刀片轴线A显示出转动对称。通常,给定刀片的每个切屑控制元件24具有不同的几何形状。另外,即使切屑控制元件24是相同的,不是所有的副切削刃28必须具有相同的几何形状。
现在参考图4~6,其中表示夹紧在平面铣刀40的刃片容纳凹口38内的本发明切削刀片10。在图6中,齿刃23(23a、23b、23c、23d)已经添加在每个主切削刃上(图中只看到一个主切削刃22a及其相关的齿刃)。按照图中所示的特定应用,刀片容纳凹口设计成导前角θ相对于工件42成45°。在图中所示的特定应用中,每个刀片通过夹紧件44保持在就位。夹紧件通过螺钉46固定在刀片容纳凹口内。如图所示(特别见图5和6),切削刀片10在刀片容纳凹口38内的取向使得对于每个刀片来说具有一个有效的主切削刃22a,并且切削刀片的第一端部12’处的副切削刃28’a(同样称为有效的副切削刃)作为刮刀。另外,切削刀片具有轴向前角β,由此在切削刀片的第一端部12’和工件42之间提供后角α。应该注意到夹紧件44邻靠与有效主切削刃22a相关的侧表面20a(因此,侧表面将还称为有效侧表面),但最好是不重叠在相关的有效切屑控制元件(凹槽)24a上(也称为有效切屑控制元件)。刀片容纳凹口的侧壁47与夹紧件相对,支承与有效刀片侧表面20a相对的刀片侧表面20c,由此刀片容纳凹口的后壁48支承靠近有效刀片侧表面20a的刀片侧表面20b。切削刀片的第二端部12”的端面16”通过刀片容纳凹口的顶壁50支承。
尽管本发明已经描述到特定的程度,应该理解到可以进行不同的改型和变型而不偏离此后要求保护的本发明的精神或范围。例如,图7表示具有带有非对称V形剖面的切屑控制元件24的切削刀片。图8表示具有带有一种类型剖面的两个切屑控制元件(24a、24b)以及带有另外一种剖面的另外两个切屑控制元件(24c、24d)的切削刀片。类似地,所有四个切屑控制元件可具有不同的剖面。图9表示具有斜切的切屑拐角30的切屑刀片。而图10表示具有弯曲副切削刃28和弯曲切削拐角30的切削刀片。
Claims (17)
1.一种切削刀片(10),其包括:
两个端部(12’和12”)和在所述两个端部之间纵向延伸的中间部分(14),切削刀片(10)具有刀片轴线(A),该轴线在两个端部之间在纵向上横过切削刀片;
N个侧表面(20)和N个主切削刃(22),N个主切削刃(22)形成在相邻的侧表面(20)的相交部处,N个主切削刃(22)的每个在两个端部之间延伸;
至少N个副切削刃(28’、28”)形成在两个端部(12’、12”)的至少一个上,两个端部的至少一个从中间部分(14)大致纵向地延伸;
至少N个切削拐角(30’、30”),每个切削拐角形成在主切削刃(22)和副切削刃(28’、28”)之间,每个副切削刃在大致离开中间部分(14)的方向上延伸离开相关的切削拐角。
2.如权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,每个主切削刃(22)设置切屑控制元件(24)。
3.如权利要求2所述的切削刀片,其特征在于,切削控制元件(24)是凹槽。
4.如权利要求3所述的切削刀片,其特征在于,凹槽具有U形剖面。
5.如权利要求3所述的切削刀片,其特征在于,凹槽具有非对称V形剖面。
6.如权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,至少一个端部(12’、12”)包括从N个侧表面(20)延伸到端面(16’、16”)的周边端表面(26’、26”)。
7.如权利要求6所述的切削刀片,其特征在于,端面(16’、16”)设置凹入部(18’、18”)。
8.如权利要求6所述的切削刀片,其特征在于,周边端表面(26’、26”)从N个侧表面(20)大致纵向地延伸离开中心部分(14)并朝向刀片轴线(A)。
9.如权利要求6所述的切削刀片,其特征在于,周边端表面(26’、26”)包括N个次周边端表面(26’i、26”i)。
10.如权利要求9所述的切削刀片,其特征在于,每个次周边端表面(26’i、26”i)分成两个部分,即前部分(26’il、26”il)和后部分(26’it、26”it)。
11.如权利要求10所述的切削刀片,其特征在于,次周边端表面的前部分(26’il、26”il)和相邻的控制元件(24)在副切削刃(28’、28”)处相遇。
12.如权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,N个切削拐角(30’、30”)的至少一个进行斜切。
13.如权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,N个副切削刃(28’、28”)的至少一个是弯曲的。
14.如权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,切削刀片(10)围绕刀片轴线(A)具有N重的转动对称。
15.如权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,N个至少是四个。
16.如权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,N等于4。
17.如权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,主切削刃大致是直的并大致平行于刀片轴线(A)。
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