CN1833801A - 用于去屑加工的切削刀片和刀具以及用于这种刀具的连接件 - Google Patents

Abstract

在一个方面，本发明涉及一种切削刀片，其具有前切削刃(15a)和连接面(7b)，连接面上带有凸起式的和/或凹进式的接合装置(19a、20a)，以刚性固定切削刀片，几何预定参考位置(C)用作夹紧刀片的施力点。本发明的特征在于有效接合装置只是两种类型的，即，第一长形接合装置(19a)位于所述前切削刃(15a)和参考位置(C)之间，和第二长形接合装置(20a)，其定位成与第一接合装置成一角度，且位于与前切削刃的距离大于与参考位置的距离的位置处。通过这种方式，保证了拧紧力总是在大致三角形的区域上施加到切削刀片上，该三角形区域是由接合装置的自由端限定出来的。另外，本发明还涉及用于切削加工的刀具，以及用于这种刀具的连接装置，例如垫板。

Description

用于去屑加工的切削刀片和刀具以及用于这种刀具的连接件

技术领域

在第一方面，本发明涉及一种用于去屑加工的切削刀片，其包括前切削刃，以及带有凸起和/或凹进接合装置的连接面，凸起和/或凹进接合装置的目的在于将切削刀片固定于安装状态，切削刀片上的几何预定参考位置用作夹紧刀片的施力点。

在第二方面，本发明涉及一种用于去屑或切削加工的刀具。该切削刀具包括带有刀片座的基体和切削刀片，该切削刀片可通过紧固件安装在刀片座上，该切削刀片和刀片座包括相互配合的连接面，每一个连接面都具有凸出的和/或凹进的接合装置，以将切削刀片刚性固定于安装状态，紧固件直接或间接确定一个几何预定参考位置，在该位置上夹紧该切削刀片所需的紧固力施加在该切削刀片上。

根据本发明的刀具可以不仅仅是车刀，即在工作状态时其基本固定不动而工件旋转的刀具，而也可以是用于铣削和/或钻孔的旋转刀具。在后一种情况中，工件通常在加工过程中是固定的，而刀具旋转并相对工件在一个或多个方向上运动。

在第三方面，本发明涉及用于该刀具的连接件，例如一种垫板。

在切削加工领域中，由于刀具中不同组件存在接触面，因此使用相互配合的凸起和凹进接合装置的连接面形式越来越普遍了。特别地，通常这种连接面是刀具基体和可更换切削刀片之间的界面。一种早先的简单连接面，本领域技术人员所熟知的“锯齿式”连接面，是通过多个共形的、直且平行的大致V形剖面的凸起构成，其通过与凸起相同剖面形状的槽隔开。因此，两连接面中的一个上的凸起可以与另一连接面上的槽啮合并卡住，反之亦然。这种简单结构的连接面可以阻止刀具组件之间在一个方向上的相对运动，即垂直于凸起的方向上。然而，在平行于凸起的方向上的相对运动无法避免。为了克服这个缺陷，近来研制出一种连接面，其不仅包括多个平行的纵向凸起或凸起式接合装置，还包括一个或多个横向凸起。这种连接面被本领域技术人员称之为“交叉锯齿”，其目的在于在其它坐标方向上锁定刀具组件。通过这种方式，可以阻止切削刀片转动。这种特征在于连接面带有倾斜或交叉的凸起和凹进式接合装置的刀具的实例在US3,629,919、US5,810,518、US5,931,613和US6,146,060中公开了。

这些早先公知的上述类型连接面的共同点在于包括相对较多数量的成对配合侧面，当两刀具组件相互连接时这些侧面相互接触。上文提到的US5,931,613是这方面的一个典型实例，其公开了一种刀具，其切削刀片和刀片座上设有连接面，各连接面包括不少于五对的工作侧面，即实际接触的侧面。在基体的刀片座上夹住切削刀片是通过一个螺钉来实现的，其插入在切削刀片上的一个孔中，并拧入到基体上的、在刀片座上开口的螺纹孔中。因此螺钉施加到切削刀片上的紧固力施加在一个参考位置上，该参考位置由螺钉和孔的公共几何中心轴线来确定。在各连接面上的五对工作侧面中，两个位于所述中心轴线前方，即在轴线与切削刀片的工作前刃之间的区域上，而其余的三对侧面位于中心轴线之后。在这些后方成对侧面中，两个是相互平行且在两前成对侧面的假设延长线上延伸，同时后面的第三成对侧面是横向的，即垂直于其它成对侧面延伸，该横向侧面间隔设置且位于中心轴线的两侧。

理论上，上述文件中公开的连接面提供了一种很好地解决切削刀片在基体刀片座上刚性固定的方案。然而，实际上，这种解决方案以及该问题类似的解决方案，都是基于采用多个承力侧面的结构，其会进而产生难于控制的缺陷。因而，为了达到令人满意的效果，需要所有侧面，不仅是切削刀片连接面上的侧面，还包括基体连接面上的侧面，都要制造得公差在很小的范围内，以保证具有良好的形状以及尺寸精度，从而获得相互接触的力传递表面。然而，只要在一个单独侧面上存在一个最小的意外形状误差，则会产生切削刀片无法刚性固定在基体的刀片座上的危险。换句话说，切削刀片在刀片座上的支撑变得超静定，从而切削刃的位置精度下降。为此，应当理解各切削刀片属于批量生产的易磨损部件，是无法为每个刀具特别定做的，一般切削刀片是一个地方制造的，通常用硬质合金制造，而刀具的基体是另一个地方用另一种材料制造的，通常是钢。

本发明的目的和特征

本发明旨在克服上述缺陷并降低这种在不同刀具组件的交界面上采用刚性固定连接面的刀具对制造精度的要求。

因而，在第一方面，本发明基本目的在于提供一种切削刀片，其可以加工制造对尺寸精度要求相对较宽泛，同时不降低切削刀片刚性固定在刀具基体上的能力。另一目的是提供一种切削刀片，其能自动定中心(例如，通过其自身，利用连接面的特性而具有能寻找准确位置的能力)，即使接触面的接合装置具有微小的形状缺陷或者尺寸误差。在本发明基本构思的范围内，提供一种适于转动的切削刀片也是本发明的一个目的。更准确地说，本发明旨在提供一种旋转刀片，其修光辅助刃或凸头刃能可靠地位于所需位置上。提供一种特别适用于旋转刀具(例如铣刀和钻头，其与转动刀片类似)的切削刀片也是本发明的一个目的，其连接面能在安装位置上保证切削刀片工作刃的准确位置。

根据本发明，至少其基本目的是通过由权利要求1特征部分限定的技术特征来实现。本发明的优选实施例由从属权利要求2-15进一步限定。

在第二方面，本发明的目的还在于提供一种改进的刀具，其可以稳定固定一个或多个切削刀片，该切削刀片不仅仅是车刀形式的，也可以是铣刀或者钻孔工具形式的。这些刀具的特征可以从权利要求16-22看出。

第三方面，本发明目的还在于提供一种具有一个或多个连接面的连接装置，特别是一种垫板，其用在根据本发明的刀具上。该连接件的特征在权利要求23和24中进行限定。

本发明基本构思概述

本发明基于试图设计出一种合适的切削刀片和刀片座的连接面而作出的，其能保证切削刀片能获得所谓的三点支撑结构。通过采用不多不少正好两个大致为长形的工作接合装置，优选为凸起或凹陷的槽，且相互成一角度，同时施加在切削刀片上的紧固力所处的参考位置位于假设的三角区域内，该三角区域是由接合装置的“自由端”限定出来的，其确保了相互配合的侧面总能获得一种稳定的面接触，即不管整个切削刀片上是否存在小形状误差，而不会过静定或产生间隙。

附图说明

在附图中：

图1是表示车刀形式的刀具的分解透视图，所示出的切削刀片与支架内的或者刀具基体内的刀具座分离，

图2是表示切削刀片和基体前部的详细放大侧视图，

图3是切削刀片处于安装状态时，基体和切削刀片之间界面的放大剖面图，

图4是对应于图3的剖面图，示出了分开的切削刀片和基体，

图5是透视图，示出了切削刀片底面上的连接面，

图6是示意性示出了本发明基本构思的简化平面图，

图7是切削刀片和基体的端部视图，

图8是表示铣刀形式的另一实施例的附加分解透视图，

图9是包括在图8所示刀具中的基体(及其刀片座)从上方看去的平面图，

图10是包括在图8所示刀具中的切削刀片从下方看去的平面图，和

图11是对应于图6的示意平面图，示出了另一细节设计。

具体实施方式

在图1至7中，示出了车刀形式的刀具，通常该刀具包括支架或本体1和切削刀片2。为了固定该切削刀片而使用紧固件3，例如其可以是螺钉形式的，但也可以是夹具。本体1的前自由端通过会聚到一起的侧面4而逐渐变窄，向着凸头(nose)5形成楔形。在本体1的顶面6上，本实施例中该顶面6是平的，设有由7a整体指代的连接面，其构成了切削刀片2的所谓的刀片座。在连接面7a上还包括连接装置8、9，在该实施例中其为凸起形式。此外，应注意到在连接面上有一个螺纹孔10。

该切削刀片2具有顶面11和底面12(参见图2)，在二者之间延伸有一个外周余隙面13(clearance surface)。在该例中，切削刀片基本形状为菱形且具有沿直径相对设置的两个凸头14a、14b从而可以转位。在这两个凸头上，修光辅助(surface-wiping secondary)或者凸头刃15a、15b形成在靠近顶面11的部分上，各凸头刃连接两个去屑主刃16。由于切削刀片的顶面11与本发明不是至关重要的，因此仅示出了简单的平面。

在切削刀片的中心，有一个通孔17，螺钉3的杆部可以通过该孔，以拧入螺纹孔10。在这种情况中，螺钉具有一个局部锥形的头部3b，当拧紧螺钉时将螺钉的锥形头部压在该孔上部的锥形座表面上。

在切削刀片的底面12，设有接合装置，其为凹进形式以配合凸出形式的接合装置8、9，然后一同构成第二连接面7b。由于该切削刀片是可转位的，即可以转动180°，从而使用凸头刃15a或者15b都可以，在这种情况下切削刀片分别具有两组类似的接合装置19a、20a和19b、20b。当凸头刃15a转向前方时，如图1和2所示，只有接合装置19a、20a(参见图5)是当前工作的(和接合装置8、9接合)，而19b、20b表示的组是当前不工作的。

参考图5，应指出切削刀片底面上的凹进接合装置由多个平面部分12a、12b包围，这些平面部分位于同一平面上，且共同构成了切削刀片的实际底面12。孔17及其几何中心线C垂直于底面12延伸。由于孔17的中心线应当与螺纹孔10的中心线一致，所以当拧螺钉时，孔10的中心线也用C表示(参见图2)。

还应注意，在这种情况下，切削刃的顶面11和底面12互相平行，且切削刃的余隙面13被定位成与顶面11成锐角(例如，在70-90°的范围内)。

至于所示刀具都已经大概描述过了，所有要素都和之前已知的一样。

根据本发明，基体1和切削刀片2相互作用的连接面7a、7b的特殊设计是新颖的。

在详细介绍本发明之前，应当指出施加在该切削刀片上以用于固定的紧固力是沿着孔17、10的公共中心线C施加的。从而，中心线C构成了连接面的不同接合装置之间相互作用力的一个参考位置。

本发明的特征在于在每个连接面7a、7b上的有效接合装置仅是两种类型，即：一方面第一接合装置(连接面7a上的凸起8和连接面7b上的槽19a)具有一定延伸长度且位于连接面前端与中心轴线或参考位置C之间，另一方面，一个类似的长形的第二接合装置(连接面7a上的凸起9和连接面7b上的槽20a)被定位成与该第一接合装置(8和19a)的延伸长度方向成一个角度，且位于与所述前端的距离大于与参考位置的距离的位置上。因而，实际上在各连接面7a、7b的接合装置之一位于中心轴线C前方，而另一个位于其后方。优选地，但是不是必须的，两不同接合装置之间的角度是直角，即90°，从而接合装置一同构成了一个实际为T形的结构布局。这在图6中看的最清楚，其示出了在连接面7a上的凸起8、9与孔10和中心轴线C的位置(与切削刀片槽19a、20a与中心孔17的位置关系准确对应)。

在图6中，凸起8、9用简单的点划线表示，点划线构成了凸起的中心、垂直平面。在指向外侧的凸起的自由端之间，限定出了一个由点划线表示的虚拟三角区域。在图6中，可以清楚地看到参考位置C位于该三角区域内，更准确地说位于一个在后凸起9之前和前凸起8之后的一个点上。在这一点上，应当指出凸起8的延长线可以(但不是必须)与后凸起9相交于两端之间的二分之一处。

参考图3和图4，其详细示出了作为接合装置的凸起和槽的剖面形状。在该例的刀具中，基体连接面7a的两个凸起具有相同的结构设计，但是这种相同的结构可以是不均匀的。类似的，两组槽中的每一组的两个槽具有相同的剖面形状，即使一组槽可以具有和第二组槽不同的剖面形状。因此，为了简明起见，在图3和4中仅示出了相互配合的凸起8和槽19。

通常，凸起和槽都是V形的剖面形状。因而，凸起8的V形由两个横向隔开、纵向平行的侧面21构成，在示例中侧面21是平面且相互成α角。在下文中，这类相同的面均用“侧面”指代。在侧面21之间，凸起具有一个最高的中间面22，其在示例中可以(但不必须)是平面形状。在底面上，两侧面21连接至导向面23，其再连接凸起周围的平面6。与侧面21类似，导向面23也相互倾斜，精确来说成角β。在图3中，W22表示中间面22的宽度，W21表示各单独侧面21的宽度(从垂直投影看)。因此类似地，W23表示导向面23的测量宽度，即从垂直投影看。侧面21的高度用H21表示，导向面23的高度用H23表示。

与凸起8的形状类似，槽19的剖面形状由两个纵向平行侧面24构成，在这种情况中其所成角度与侧面21相同。两个侧面24从公共的凹进曲线底面25延伸出形成一个与切削刀片底面12齐平的下开口。然而，距该开口一定距离处，侧面24转化为两个倾斜的导向面26。在示例中，导向面26之间的角度大约与凸起8的导向面23的角度一样大。在图3中，底面25的宽度为W25，各侧面24的宽度(从垂直投影看)是W24。侧面24的高度，即侧面上下端线之间的高度差，由H24表示。所有的侧面21、24优选但不必须的都是平面的，为了在槽与凸起啮合时形成相互之间的完全面接触。让侧面24具有一个比侧面21略大的角度也是可行的。然而这个角度差应该不大于3°。

在图3中，示出了凸起与槽啮合，可以看到底面25的宽度W25比中间面22的宽度W22小，而槽侧面24的宽度W24大于凸起侧面21的宽度W21。这意味着侧面21的整个区域(至少名义上的)只邻接侧面24整个区域的一部分。在图3中，还可以看出导向面26之间的水平距离略大于凸起导向面23之间的相应距离。通过这种方式，当凸起与槽啮合时，导向面23、26不相互接触。还应当指出侧面24相对于切削刀片底面12的深度略小于侧面21相对于表面6的高度。因此，在面6和12之间形成一个间隙。换句话说，切削刀片只通过侧面24、21的接触来架在或者搁置在凸起8上，而中间面22和底面25不接触。导向面23、26和平面6、12之间也分别不接触。在图示优选实施例中，侧面24和侧面21之间的角度α是钝角。通过选择钝角而不是锐角(例如60°)，可以降低凸起使切削刀片裂开或破碎的危险。另外，加强了侧面的受力能力。在示例中，角度α为120°，但是该角度可以更大或更小。然而，该角度最小为90°，最大为160°。

如果侧面24从上一直到切削刀片的底部都完整延伸，则操作者很难感觉该切削刀片在更换时是否与凸起处于正确的定中位置。为此，与切削刀片底面开口相邻的槽19、20上设有上述导向面26，其互相之间形成一个小于α的角β。最好，角β是锐角且在45°-75°范围内(例如60°)。如图3清楚所示的，当凸起与槽啮合时，该导向面26与导向面23不接触，但是对于放置切削刀片且导向面26穿过侧面21和导向面23之间的转折线时，能得到一个明显的指示，即，操作者可以感觉到切削刀片位于正确的位置。

应当指出在该例中，槽19a的两侧面24沿槽的全长不间断或连续的延伸。换句话说，在图示实施例中，侧面是平面，在其前后端之间没有任何的钻孔或凸起来破坏其平面形状。在图5中，可以进一步看出槽19a开在靠近切削刀片凸头14a的中间附近。确实在侧面之间形成有一个薄V形倒角面28，一方面其曲面构成了凸头14a，另一方面构成了位于其两侧的平面余隙面13，不过侧面24的前斜端部还是支撑切削刀片以及凸头的中央附近。在这点上，需提出倒角面28的宽度是非常有限的，例如在0.01-1mm的范围内。尽管具有不同截面形状的槽19a、20a本质上都是可行的，但是在示例中其都具有相同的V形截面，如上文所述。在示例中，第二槽即后槽20a在切削刀片的两个相对侧面之间一直延伸，即在切削刀片的侧面上开口。另外，图示切削刀片的基本几何形状是余隙面13以锐角延伸(例如在70°-90°范围内)到顶面或切削面。然而，在切削刀片的两凸头之间部分的一半处，该切削刀片具有侧凸起29(参见图5和图7)，其相对于切削刀片两侧的余隙面的假设延长面上侧向突出。这些侧凸起29由边缘部分30限定，其相对于切削刀片的底面12以直角延伸。更准确地说，各边缘部分30延伸到折线31处，在此处转变为具有和余隙面13相同的余隙角的面32。通过设置侧凸起29，槽20可以比余隙面贯穿整个侧面到切削刀片底面的情况制造得略微长一些。通过这种方式，可以优化侧面24的支撑能力。

如上文提到过的，该切削刀片是可转位的，因此具有两套相同的工作槽19a、20a和19b、20b，即每个凸头刃15a、15b各有一套。对于这点，在一套中的前工作槽例如槽19a延伸到另一套的非工作横向槽20b。因此，在两横向槽20a、20b之间限定了一个横向的中心脊部33，孔17的下端在此脊部上开口。除了一个小切口34，脊部33附近的各侧面24在切削刀片的两个相对侧面之间完整延伸。然而，各横向槽的另一侧面被各纵向槽19a、19b中断，从而一个侧面被分成了两部分侧面24c、24d。因此，要吸收作用在切削刀片工作凸头刃的主要轴向力的脊部33的后侧面的总面积要大于轴向槽两侧的部分侧面24c、24d的总面积。

如上文所述，构成连接面7a唯一接合装置的、且与切削刀片上一对工作槽相配合作用的两个凸起8、9具有和槽一样的基本V形的剖面形状。靠近基体凸头5的第一凸起即前凸起8从凸头延伸到后端35(参见图2)，后端35位于孔10前方附近。如图1清楚所示的，凸起8的中间面22终止于靠近凸头曲面的弧形折线36。各侧面21从该中间面22开始朝着导向面23向下倾斜，以及朝着靠近基体1的侧面4的倾斜直线折边37向下倾斜。通过这种几何设计，保证了切削刀片中受到最大应力的部分，即前工作凸头，可以得到切削刀片底面的足够支撑。

在示例中，连接面7a的横向后凸起9在基体的两相对侧面4之间不间断延伸。换句话说，凸起9(以及凸起8)的侧面21都不会被任何钻孔或凸起中断(除了孔10附近的小切口)。这意味着所有要素中的侧面都可以在整个表面上进行支撑。在这点上，应指出凸起9也可以被设计成使其长度对应于(或略小于)切削刀片上相应槽20的长度。

如图1和2清楚所示的，凸起9(例如由侧面21之间的虚拟垂直平面限定的)位于螺纹孔10的中心轴线C之后，即，距凸头5的距离大于距中心轴线C的距离。

为了继续说明本发明，应理解对刀具的所有尺寸和几何形状的限定都是名义上的特征，实际上其与施加在所用刀具上的条件有关。这里，要提醒实际上切削刀片是用一种硬质的、相对形状固定的材料制成，例如硬质合金，而基体是用一种较软的、更容易变形的材料制成，通常用钢。实际中，这意味着整个基体上的微小变形都可能会引起所谓的压纹(embossing)，即某些零件表面的塑性变形。然而，这些压纹不一定是负面作用的。相反，某些能被正确处理的压纹可以用来优化刀具品质。

在本发明范围内，完全可以让切削刀片连接面7b上的槽19、20具有相同深度，同时让基体连接面7a上的凸起8、9具有相同的高度。槽19、20的深度是由位于切削刀片内部的成对侧面24的位置决定的，即相对于切削刀片底面12(即间接地与刃所在顶面或切削面)的位置。类似地，凸起8、9的高度是由成对侧面21相对于面6的位置决定的。对于相同深度的槽和相同高度的凸起，缝隙27(参见图3)两侧的平面6、12是相互平行的。然而，假设在凸起8以及与之配合的轴向槽19附近分别会产生小的形状误差，那么凸头刃就有可能比所需要的位置高。

为了控制上述可能性，根据本发明，可以设想切削刀片可以略微前倾。在实际中这可以或者通过将连接面7上的后凸起9设置得比前凸起8略高来实现，或者通过将后槽20设置得比协同作用的前槽19略浅来实现(或者两种技术手段的结合)。通过这种方式，保证了切削刀片至少最开始位于前槽与凸起8的最外侧前部相接触的位置上。即使所述凸起之间的高度差，或者在槽之间的深度差被制成在相当宽的范围内，例如0.005-0.2mm量级的，也会在凸头中点附近形成点接触，之后侧面会在向后的方向上完全消除相互之间的间隙。然而，当刀具开始使用时，该间隙可以通过由螺钉3施加在切削刀片上的拧紧力来完全消除或部分消除。这样，来自硬质切削刀片的压力会在凸起8的较软材料上产生压痕，从而最终使侧面21、24得到更大的或更完全的面接触。

切削刀片和基体的公称尺寸可以使切削刀片的底面12和表面6之间的缝隙27(参见图3)大约为0.10mm左右。通过这种方式，保证了切削刀片可通过将侧面24压顶在侧面21上来完全支撑，即切削刀片的底部不接触面6。然而，在本发明范围内，将缝隙27减小到0.03-0.05mm量级也是可行的。在该实施例中，凸起的适当压纹使得切削刀片的底面搁置或压在面6上，以完全或部分地顶住面6。在这点上，应指出切削刀片的底面适当的压在凸起周围的面6上不会导致接合装置的转动固定以及定位能力有所损失。

现在参考图8-10，其示出了切削刀片和刀具的另一可选实施例，其适用于铣削或者其它固定工件的旋转加工。在附图中，类似的零件用和图1-7相同的附图标记来表示。因而，数字1表示基体，2表示切削刀片。基体可以例如是旋转刀头的一部分。设在基体1上的连接面7a与切削刀片下方的相应连接面7b配合作用。该切削刀片具有辅助刃或修光刃(wiper edge)形式的前刃15a，其转换为更长的主刃16。与之前描述的车刀类似，该切削刀片1通过螺钉(未示出)固定，该螺钉插入到中心孔17中并拧入基体上的螺纹孔10中。位于孔前方的表面用5表示，而设在基体上的且在连接面7a旁边的面用4表示(类似图1中的附图标记5、4)。在平面铣刀中，用作刀片座的连接面7a设在刀头的圆柱形外表面和平面底面之间的拐角处，示意性示出的表面4构成了外周面而表面5构成了底面。同样在这种情况下，力施加在切削刀片上的参考位置是孔10和17的中心轴线C。在两刀具及切削刀片实施例之间的另外一个相似之处是两个配合连接面包括会相互啮合的凸起和/或凹进的接合装置。然而，在这种情况下，凸起接合装置，更准确地说凸起8、9形式的凸起位于切削刀片2的底面，而槽19、20形式的凹进接合装置位于基体的刀片座7a的连接面上。

根据图1-7的车刀与根据图8-10的铣刀之间的另一个相似之处是其都是可转位的。因而，切削刀片两个沿直径两端相对设置的前刃15a、15b(参见图10)都是可用的。因此，该切削刀片具有两套相同的凸起8a、9a和8b、9b。所有的凸起都是同样厚度且具有相同的V形剖面形状，包括成对的倾斜侧面21。一类凸起，即凸起9a、9b，轴向延伸，即平行于切削刀片的长度方向，而另外的凸起8a、8b垂直于前者延伸。以和上文所述相同的方式，每对工作凸起中的一个，例如凸起8a或者9a位于参考位置C的两侧。然而，与之前实施例相反，铣削刀片设有位于参考位置C和切削刀片前刃15a之间的横向凸起8a，而轴向凸起9a位于参考位置之后。通常，这两个配合作用的凸起仍形成T形布局。

在连接面7a上，只有一对工作槽，即槽19和20。为了通过侧面21来支撑该切削刀片，槽19、20具有成对的配合侧面24。38表示的沟槽横向于轴向槽20延伸。类似地，沟槽39垂直于槽19延伸。沟槽38的一端在侧面4上开口，而另一端在第三沟槽40上开口，第三沟槽40平行于沟槽39。沟槽38、39比由侧面24构成的槽19、20更深且更宽，所以不起作用。因而，沟槽38、39的作用仅仅是容纳切削刀片上的不工作凸起。假设切削刀片处于图8所示状态，横向凸起即前凸起8a的侧面21与槽19的侧面24相接触，同时后凸起9a的侧面21压在槽20的侧面24上。然而，凸起8b、9b上没有任何部分会与限定沟槽38、39的面接触。

本发明的优点

无论本发明是应用在车削、铣削还是其它切削加工中，本发明的一个基本优点就是通过设计来使得配合作用的连接面总能保证切削刀片能稳定地固定在基体的所需位置上。这是由于切削刀片通常在刀片座上都是三点支撑，作用在切削刀片上的紧固力施加在三角形上(参见图6)，其形状由T形布局的自由端限定而成。即使在切削刀片和/或刀片座上会有小的形状误差，该切削刀片也可以以一种自动搜寻的方式找到一个刚性支撑在刀片座上的位置，并固定了角位移，在此位置上组件之一的两接合装置与另一组件的相应接合装置啮合。换句话说，连接面不需要任何的第三或附加接合装置，其会引起切削刀片位置的超定(overdetermination)以及产生颤动，或者以其他方式相对刀片座意外移动。

另外，应指出切削刀片前刃或尖部与后接合装置的距离要尽可能的短。如果切削刀片上有形状误差，比如由烧结、皱缩以及无法准确预估的方式(在整个切削刀片上以百分之一的比率扩散的)所引起的，则前刃与后接合装置之间的较短距离保证了实际误差最小。另外一个优点是螺钉(或夹具)的紧固力可以均匀地施加在垂直于切削刀片的轴向几何中心轴线上。与那些给切削刀片施加横向预应力的螺钉(弯头螺钉)相比，根据本发明的单轴向作用螺钉因此可以用相对较大的力夹住切削刀片。还应注意到横向接合装置，例如第一所述车刀的刀片座上的后凸起，不仅可以防止切削刀片向后移动，还可以防止其向前移动，更准确地说通过设置两个相对的侧面，前侧面承受向后的力，后侧面承受向前的力。

单独的接合装置，不管是由槽构成还是由凸起构成，都不必在其相对端之间整个延伸，即，不必在其全长的所有截面上都具有相同形状。参考所介绍的车刀，也可以以这种方式修改连接面：将基体的连接面上的后横向凸起在其两相对端部区域设成一种剖面形状，而在端部之间的中间区域设成更低以及更细长的剖面形状。如果切削刀片上相配合的后槽在其全长上都具有一样的剖面形状，那么切削刀片只在其端部顶住后凸起，而在凸起的中间区域不支撑。换句话说，切削刀片的后部仅在两个横向间隔开的点或区域上获得支撑。相反，也可以用一个不间断的凸起来配合一个在端部剖面较浅而端部之间深度较深的槽。同样在这种情况下，槽两个斜面中只有端部会压在槽的小额面上。对此，需指出凸起式接合装置不必必须是连续凸起的形式。例如，可以在一行上设置一个接一个的两个或多个凸起，关键问题在于凸起上成对的侧面要与相配合的槽的侧面接触。

现在参考图11，与图6类似也是示意性的，其示出了连接面7a的一个可选实施例。在该实施例中，后横向接合装置9通过两个凸起部件或者凸起件91、92来实现，其相互隔开，但位于同一直线上，从而在功能上整体构成了一个接合装置。在图6的实施例中，凸起9是连续的，但是实际上，支撑面接触只建立在凸起侧面21上凹进侧面24所压的部分上。为了让刀具更适应这种情况，两个凸起部件91、92给出了一个大致对应确实压在凸起部件侧面上的凹进侧面的形状。因而，相互远离的端面41是斜着切的，而相互面对的两个端部42具有V形轮廓。

在图11中，通过点划线V，标出了切削刀片的工作凸头部是如何相对基体凸头部突出一定余量的。该余量可以是0.005-0.2mm量级的，其确保了确定工作槽19前端的下边缘不会穿过凸起8以及引起凸起8前端的变形。

类似地，切削刀片的后横向槽20的长度可以比图11所示的凸起9的长度(例如端面41之间所确定的举例)略长。

本发明可行的变型实施例

本发明不限于上文所述以及附图所示的实施例。相反，在所附权利要求范围内的多个可选实施例都是可行的。例如，在各连接面上可以用两种不同的接合装置来替代两种类似的接合装置。换句话说，连接面之一可以包括凸出的凸起以与相配合连接面上的槽啮合，以及包括与其它连接面上的凸起啮合的槽。

另外，两对相互配合的凸出和凹进接合装置中的至少一个接合装置可以被制成图示直线形状以外的一种形状。例如，图示车刀可以在基体的刀片座上的设置有略微弯曲的后突起，以与设在切削刀片上相应的弯曲后槽相配合。

还应指出后接合装置(例如图1-7车刀中的横向槽9)可以位于非常靠近参考位置C的地方，只要其没到该参考位置即可。因而，参考位置和凸起9中心平面之间的距离(参见图6)应当至少为0.1mm，最好至少为1mm。

也可以将本发明应用到利用圆角切削刀片的刀具上。在这种情况下，权利要求中的前切削刃指的是圆形刃的能有效加工工件的限定部分。

总之，应指出示例所示出的车刀和铣刀的刀刃分别位于平行于切削刀片下连接面的平面上。然而，本发明也可应用在安装在一端上的刀片上，例如用于分割和开槽。在这种情况下，前刃可以在两相对侧(安装在一端上)之间延伸，两相对侧之一设有根据本发明的连接面，即，刃以一个角度(例如直角)延伸到连接面所在的一侧上。

Claims (24)

1.用于去屑加工的切削刀片，包括前切削刃(15)和具有凸出和/或凹进接合装置(8、9；19、20)的连接面(7b)，该接合装置的目的在于将该切削刀片固定于安装状态，切削刀片上的几何预定参考位置(C)用作夹紧刀片的施力点，其特征在于，有效接合装置只是两种类型的，即，第一接合装置(8、19)，其具有一定的长度延展部分并完全位于所述前切削刃(15)和参考位置(C)之间，和第二长形接合装置(9、20)，其定位成与第一接合装置(8、19)成一角度，且完全位于与前切削刃(15)的距离大于与参考位置(C)的距离的位置处。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一和第二接合装置(8、9；19、20)之间的角度是直角，所述接合装置一同构成了T形布局。

3.根据权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，各个接合装置(8、9；19、20)包括两个相互隔开的侧面(21、24)，所述侧面平行延伸并且相互倾斜，构成V形剖面形状，侧面(21、24)之间的角α是钝角。

4.根据权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，接合装置(19、20)是凹进的槽，其两个侧面(24)从底面(25)延伸出，该底面(25)将两侧面朝着切削刀片一侧(12)的开口分开，在侧面(24)和所述开口之间延伸有导向面(26)，所述导向面以角度(β)相互倾斜，该角度小于侧面之间的钝角(α)。

5.根据前面任意一项权利要求所述的切削刀片，其为车刀形式，其中所述前切削刃是修光辅助刃(15)，该刃形成在渐缩的凸头(14)附近，该辅助刃转换成至少一个去屑主切削刃(16)，其特征在于，该第一接合装置是槽(19)，其从凸头(14)朝着参考位置(C)延伸。

6.根据权利要求5所述的切削刀片，其特征在于，所述第一槽(19)由两个V形倾斜侧面(24)限定，所述侧面沿着槽的整个长度大致连续或不间断地延伸。

7.根据权利要求5或6所述的切削刀片，其特征在于，第一槽(19)在所述凸头(14)处开口。

8.根据权利要求5-7任意一个所述的切削刀片，其特征在于，第二接合装置也是具有大致V形剖面形状的槽(20)。

9.根据权利要求8所述的切削刀片，其特征在于，所述槽(20)在切削刀片的两个相对侧之间一直延伸。

10.根据权利要求9所述的切削刀片，所述切削刀片具有余隙面(13)，其以锐角向刀片顶面(11)延伸，其特征在于，所述切削刀片在第二槽(20)附近具有相对余隙面(13)突出的侧部凸起(29)。

11.根据权利要求5和8所述的切削刀片，其特征在于，第一和第二槽(19、20)的成对侧面(24)相对于切削刀片的底面(12)具有不同的深度，更准确地说第一槽(19)的成对侧面(24)在切削刀片上的深度大于第二槽(20)的成对侧面(24)的深度。

12.根据权利要求5-11任意一个所述的切削刀片，其特征在于，所述切削刀片通过包括两个沿直径相对设置的凸头(14a、14b)和与之相连的辅助刃(15a、15b)从而是可转位的，切削刀片的连接面包括两对接合装置(19a、20a；19b、20b)，其各与相应的辅助刃(15a、15b)配合作用。

13.根据权利要求1-4任意一个所述的切削刀片，其形式为适用于铣削和/或钻孔的切削刀片，其特征在于，位于前切削刃(15)和参考位置(C)之间的第一接合装置是凸起(8)。

14.根据权利要求13所述的切削刀片，其特征在于，第二接合装置是从参考位置(C)区域向后延伸的凸起(9)。

15.根据前面权利要求的任意一个所述的切削刀片，其特征在于，确定紧固力施加在切削刀片上的位置的参考位置是容纳紧固螺钉(3)的通孔(17)的几何中心轴线(C)。

16.用于去屑加工的刀具，包括带有刀片座的基体(1)和切削刀片(2)，该切削刀片可通过紧固件(3)安装在刀片座内，该切削刀片和刀片座包括相互配合的连接面(7a、7b)，每一个连接面都具有凸出和/或凹进的接合装置(8、9；19、20)，以将切削刀片刚性固定于安装状态，紧固件直接或间接确定几何预定参考位置(C)，在该位置上夹紧该切削刀片所需的紧固力施加在该切削刀片上，其特征在于，各个连接面(7a、7b)上有效接合装置只是两种类型的，即，第一大致长形接合装置，位于连接面前端与所述参考位置(C)之间，和第二类似长形接合装置，其定位成与第一接合装置的长度延展部分成一角度，且位于与所述前端的距离大于与所述参考位置的距离处。

17.根据权利要求16所述的刀具，其形式为车刀，基体(1)和切削刀片(2)具有渐缩的凸头(5、14)，其特征在于，至少切削刀片的连接面(7b)上的位于切削刀片(2)的前刃与参考位置(C)之间的第一接合装置(19)是凹进式的，而基体的连接面(7a)上的相应第一接合装置(8)是凸起式的。

18.根据权利要求17所述的刀具，其特征在于，切削刀片(2)的连接面(7b)上的两接合装置都是槽(19、20)，且基体的连接面(7a)上的两接合装置都是凸起(8、9)，基体(1)的连接面(7)上的前后凸起(8、9)的一对侧面(21)相对于凸起周围底部平面(6)的高度不同，更准确地说前凸起(8)的成对侧面(21)低于后槽(9)的成对侧面(21)。

19.根据权利要求16所述的刀具，其形式为旋转刀具，其特征在于，至少切削刀片(2)的连接面(7b)上的、位于切削刀片的前刃(15a)与参考位置(C)之间的第一接合装置(8a)是凸起式的，而基体的连接面(7a)上的相应第一接合装置(19)是凸起式的。

20.根据权利要求19所述的刀具，其特征在于，切削刀片(2)的连接面(7b)上的凸起式接合装置是凸起(8)，其大致平行于切削刀片的前刃(15a)延伸，而位于基体的连接面上的凹进式接合装置是槽(19)。

21.根据权利要求16-20中任意一个所述的刀具，其特征在于，切削刀片(2)的连接面(7b)上的围绕接合装置的部分以及基体(1)的连接面(7a)上的围绕接合装置的部分都是平面，凸起(8、9)的侧面高度相对于槽(19、20)的侧面深度按下述方式选择：在初始时，即切削刀片未加载时，两平面部分(12、6)之间形成有一个间隙(27)。

22.根据权利要求21所述的刀具，其特征在于，凸起(8、9)的侧面高度与槽(19、20)的侧面高度之间的关系按下述方式确定：间隙(27)的高度最少0.03mm，最多0.10mm。

23.用于权利要求16-22中任意一个所述的刀具的连接件，包括连接面，其形成有凸起式的和/或凹进式的接合装置，以与刀具另一部分的类似连接面配合作用，其特征在于，所述连接面上的有效接合装置只是两种类型的，即第一和第二接合装置，二者都是长形的且相互成一角度定位。

24.根据权利要求23所述的连接件，其特征在于，所述接合装置相互垂直定位，以形成T形布局，其中T形的三个自由端构成了虚拟的三角形。

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