專利名稱：旋轉(zhuǎn)切削工具及其所用的切削刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切削刀片，并且具體涉及在旋轉(zhuǎn)切削工具中使用的用于執(zhí)行車削旋壓操作的切削刀片。
背景技術(shù)：
在利用裝有切削刀片的切削工具進(jìn)行金屬切削操作的領(lǐng)域內(nèi)，已經(jīng)進(jìn)行了研發(fā)以進(jìn)行切削操作，其中切削刀片在與工件接合期間能夠圍繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)以提供其切削刃的不同部分而無(wú)需停止切削操作以及轉(zhuǎn)位或更換切削刀片。這樣就能避免在沿切削刃的特定點(diǎn)處累積過多的熱量，過多的熱量可能會(huì)導(dǎo)致切削刀片的快速磨損和壽命縮短。US5478175公開了一種具有多個(gè)切削刀片的銑刀，每一個(gè)切削刀片都在將切削工具依次裝到工具架上之前通過襯套和彈簧夾被組裝在切削工具的單個(gè)空腔內(nèi)。每一個(gè)切削刀片都具有軸部和帶有圓形切削刃的較大直徑的圓柱形刀頭，并且每一個(gè)切削刀片都可以在切削工具的空腔內(nèi)圍繞其自身軸線自由旋轉(zhuǎn)。切削刀片的頂面包括具有關(guān)于切削刀片軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的一系列鋸齒狀突起和隆起的隔斷物，它們與切削操作期間從靜止工件切除的切屑相接觸。切屑與鋸齒狀突起和隆起的隔斷物的相互作用在切削操作期間引起切削刀片圍繞其軸線的旋轉(zhuǎn)，促使連續(xù)變化的切削刃的部分接合工件。US7156006公開了一種用于車削操作的切削工具組件，具有剛性固定至工具架并圍繞其自身中心軸線旋轉(zhuǎn)的單個(gè)切削刀片。公開的幾種類型的切削刀片具有成形在頂面和側(cè)面相交處的連續(xù)切削刃，其中上表面上的斷屑部件表現(xiàn)為關(guān)于中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。切削工具組件通過外部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，外部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)獨(dú)立于旋轉(zhuǎn)工件進(jìn)行操作并確保切削刃在切削操作期間寬范圍的切削條件下被始終更新。JP6023603公開了一種具有圓柱形不磨刃刀片的切削工具，其由于通過與旋轉(zhuǎn)工件相接觸生成的或者由外部裝置生成的切削阻力而旋轉(zhuǎn)。該現(xiàn)有技術(shù)公開文獻(xiàn)中的一個(gè)實(shí)施例公開了一種具有斷屑器的不磨刃刀片，斷屑器在其上表面內(nèi)成形為凹槽，在頂視圖內(nèi)具有橢圓形的形狀并且表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。切削刃和斷屑器之間的切屑偏距隨著不磨刃刀片的旋轉(zhuǎn)而連續(xù)改變，經(jīng)過90度的旋轉(zhuǎn)從最大值變化至最小值并且反之亦然。該現(xiàn)有技術(shù)公開文獻(xiàn)中的另一個(gè)實(shí)施例公開了一種具有斷屑器的不磨刃刀片，斷屑器在其上表面內(nèi)成形為凹槽，在頂視圖內(nèi)具有環(huán)形的形狀并且表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱。切削刃和斷屑器之間的切屑偏距隨著不磨刃刀片的旋轉(zhuǎn)而連續(xù)改變，經(jīng)過180度的旋轉(zhuǎn)從最大值變化至最小值并且反之亦然。本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的主要而非排他性地用于在旋壓車削操作中使用的切削刀片，其中切削刀片被固定至切削工具主體并在接合旋轉(zhuǎn)工件的同時(shí)圍繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種具有改進(jìn)斷屑特征的切削刀片。本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種具有斷屑元件的切削刀片，其中切削刃和斷屑元件之間的切屑偏距圍繞刀片軸線沿旋轉(zhuǎn)方向大于180度地連續(xù)增加。
本發(fā)明再進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種在頂視圖內(nèi)具有螺旋形斷屑元件的切削刀片。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種切削刀片，包括 上表面和相對(duì)的基面以及延伸在其間的外周側(cè)面； 延伸在上表面和基面之間的刀片軸線；
成形在外周側(cè)面和上表面相交處的切削刃；以及成形在上表面上的至少一個(gè)斷屑元件， 其中
上表面表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱；并且
在切削刃和至少一個(gè)斷屑元件的最外點(diǎn)之間沿徑向測(cè)量的切屑偏距圍繞刀片軸線沿旋轉(zhuǎn)方向大于180度地增加。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種旋轉(zhuǎn)切削工具，包括
具有共用縱向軸線的柄部和切削部分的切削工具主體，切削部分包括刀片接收槽；以
及
如上定義的保持在刀片接收槽內(nèi)的切削刀片。


為了更好地理解，現(xiàn)參照附圖僅通過示例來本發(fā)明，其中點(diǎn)劃線表示用于元件局部視圖的剖面線，并且在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的切削刀片的頂部透視圖； 圖2是圖1中所示切削刀片的側(cè)視圖； 圖3是圖1中所示切削刀片的頂視圖； 圖4是圖3所示切削刀片沿IV-IV線截取的截面圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的透視圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)切削工具的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式首先關(guān)注圖1和圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的單側(cè)切削刀片20，其可以通過成形壓制和燒結(jié)硬質(zhì)合金例如碳化鎢而制成，并且可以有涂層也可以沒有涂層。切削刀片20具有上表面22和相對(duì)的基面M，其中外周側(cè)面沈和刀片軸線Al在其間延伸。接合凸起28可以從基面M向外延伸至下表面30，并且夾持通孔32可以在上表面22和下表面30之間延伸和張開。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中(未示出)，切削刀片20可以具有可選的接合裝置，例如基面M可以具有與接合凸起觀相對(duì)的一個(gè)凹口或多個(gè)凹口，并且切削刀片20可以具有可選的固定裝置，例如在接合凸起觀上與夾持通孔32相對(duì)的公螺紋部分。如圖1和圖2中所示，上表面22和外周側(cè)面沈相交以形成切削刃34。在某些實(shí)施例中，切削刃；34和外周側(cè)面沈可以表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線Al旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。在某些實(shí)施例中，切削刃34可以為連續(xù)且為圓形，并且夾持通孔32可以與刀片軸線Al同軸。貫穿本說明書使用的術(shù)語(yǔ)“旋轉(zhuǎn)對(duì)稱”描述了切削刀片的表面在切削刀片圍繞其軸線的一定旋轉(zhuǎn)量之后看起來相同。如圖3和圖4中所示，上表面22表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線Al旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱并且具有斷屑元件36，其中切削刃34和斷屑元件36之間為切屑偏距D1。切屑偏距Dl圍繞刀片軸線 Al沿旋轉(zhuǎn)方向大于180度地增加，這在某些實(shí)施例中構(gòu)成了大于一半長(zhǎng)度的切削刃34。在某些實(shí)施例中，如圖3中所示，切屑偏距Dl沿順時(shí)針方向在第一徑向平面Pl和第二徑向平面P2之間大于180度地連續(xù)增加。切屑偏距Dl在切削刃34和斷屑元件36的最外點(diǎn)之間沿徑向測(cè)量，并且第一徑向平面Pl和第二徑向平面P2中的每一個(gè)都包含刀片軸線Al。貫穿本說明書使用的術(shù)語(yǔ)“旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱”描述了切削刀片的表面在圍繞刀片軸線旋轉(zhuǎn)不是360度倍數(shù)的任何旋轉(zhuǎn)量之后看起來都不相同。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，斷屑元件36在切削刀片20的頂視圖中可以是從上表面22伸出的螺旋形斷屑凸起38的形式。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中(未示出)，切削刀片20可以具有形式為斷屑槽的螺旋形斷屑元件36，并且切屑偏距Dl可以在切削刀片20的頂視圖中以逆時(shí)針方向沿大于一半長(zhǎng)度的切削刃；34上連續(xù)增加。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例中(未示出)，上表面22可以表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線Al旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱，具有若干個(gè)斷屑元件36，并且切屑偏距Dl可以在切削刀片20的頂視圖中以順時(shí)針或逆時(shí)針方向沿大于一半長(zhǎng)度的切削刃34上不連續(xù)地增加。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，外周側(cè)面沈如圖2中所示可以是截頭圓錐形，具有通常在0度到15度之間的后角Φ，由此將切削刀片20設(shè)置為具有正切削的幾何形狀。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中(未示出)，切削刀片20可以具有中性切削或者甚至是負(fù)切削的幾何形狀，并且在進(jìn)一步的實(shí)施例中(未示出)，切削刀片20可以具有橢圓或多邊形的切削刃。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，螺旋形斷屑凸起38可以如圖4中所示在沿第一徑向平面Pi截取的截面圖中具有凸起的形狀。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，螺旋形斷屑凸起38可以具有中間部分40和兩個(gè)端部 42a, 42b，其中中間部分40具有恒定的投影高度Hl和恒定的投影寬度W1，如圖3中所示從第一徑向平面Pl沿順時(shí)針方向延伸多于一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中(未示出)，螺旋形斷屑凸起38可以具有中間部分 40，其中對(duì)于一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)的一部分具有恒定的投影高度Hl和恒定的投影寬度Wl。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，兩個(gè)端部42ει，42b可以向兩個(gè)相應(yīng)的終端4 , 44b漸縮，兩個(gè)終端4 ，44b具有減小的投影高度Hl和減小的投影寬度Wl。第一端部4 可以如圖3中所示沿逆時(shí)針方向從第一徑向平面Pl到在第二徑向平面P2上鄰接切削刃34的第一終端4 漸縮，其中切屑偏移的階段變化ADl出現(xiàn)于在第一終端4 測(cè)量的切屑偏距 Dl和在相繼的螺旋轉(zhuǎn)中測(cè)量的切屑偏距Dl之間。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，斷屑凸起38的中間部分40可以具有恒定的徑向間隔距離D2，其中徑向間隔距離D2在共享第一徑向平面Pl的中間部分40的相繼各轉(zhuǎn)中的兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間進(jìn)行測(cè)量。
應(yīng)該意識(shí)到盡管在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，如圖3所示，其中切屑偏距Dl由于第一端部42a的漸縮效應(yīng)而在第二徑向平面P2和第一徑向平面Pl之間沿順時(shí)針方向減小， 但是本發(fā)明的另一些實(shí)施例也可以包括可選的第一端部42a，其中切屑偏距Dl沿順時(shí)針方向在切削刃34的整個(gè)長(zhǎng)度上連續(xù)增加，開始和終止于第二徑向平面P2。關(guān)注圖5和圖6，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)切削工具46。旋轉(zhuǎn)切削工具46包括容納切削刀片20的切削工具主體48，并且主要是為了在車削旋壓操作中使用，其中切削刀片20在接合旋轉(zhuǎn)工件(未示出)時(shí)以預(yù)定轉(zhuǎn)速圍繞刀片軸線Al旋轉(zhuǎn)。切削工具主體48可以具有共用一個(gè)公共縱向軸線A2的圓柱形柄部50和圓柱形切削部分52，旋轉(zhuǎn)切削工具46圍繞公共縱向軸線A2旋轉(zhuǎn)。切削部分52可以具有垂直于縱向軸線A2的端面M，包括刀片接收槽56，刀片接收槽56具有垂直于縱向軸線A2的底面 58和螺孔60。通過首先使切削刀片20的刀片軸線Al與切削工具主體48的縱向軸線A2成一直線，然后將接合凸起觀的下表面30沿刀片接收槽56的底面58的方向定向來完成旋轉(zhuǎn)切削工具46的組裝。切削刀片20可以隨后被可滑動(dòng)地插入刀片接收槽56內(nèi)，直到切削刀片 20的基面M與切削部分52的端面M形成配合接觸為止。緊固螺栓62可以通過夾持通孔 32插入并擰緊到螺孔60內(nèi)以將切削刀片20牢固地固定至切削刀片主體48。根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)切削工具46提供了使切削刀片20具有連續(xù)的切削刃34并且在車削旋壓操作期間沿大于一半長(zhǎng)度的切削刃34具有連續(xù)增加的切屑偏距Dl 的優(yōu)點(diǎn)，由此在更大范圍的切削深度上提供了改進(jìn)的斷屑特征。而且，根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)切削工具46提供了使切削刀片20具有螺旋形斷屑元件36并且在車削旋壓操作期間對(duì)切削刀片20的每一轉(zhuǎn)都具有切屑偏移的階段變化ADl的優(yōu)點(diǎn)，由此提供了進(jìn)一步改進(jìn)的斷屑特征。盡管已經(jīng)介紹了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的切削刀片20用于在車削旋壓加工操作中使用，其中工件(未示出)和旋轉(zhuǎn)切削工具46都以預(yù)定轉(zhuǎn)速獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，但是可以預(yù)見到切削刀片20可以被固定在不旋轉(zhuǎn)的切削工具主體內(nèi)并且在有規(guī)律的車削操作中使用以在多個(gè)轉(zhuǎn)位位置提供多種不同的切屑偏距。盡管已經(jīng)具體到一定程度地介紹了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解可以進(jìn)行各種變形和修改而并不背離如所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種切削刀片(20)，包括上表面02)和相對(duì)的基面04)以及延伸在其間的外周側(cè)面06)；延伸在上表面02)和基面04)之間的刀片軸線(Al)；成形在外周側(cè)面06)和上表面02)相交處的切削刃(34)；以及成形在上表面02)上的至少一個(gè)斷屑元件(36)，其中上表面02)表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線(Al)旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱；并且在切削刃(34)和至少一個(gè)斷屑元件(36)的最外點(diǎn)之間沿徑向測(cè)量的切屑偏距(Dl) 圍繞刀片軸線(Al)沿旋轉(zhuǎn)方向大于180度地增加。
2.如權(quán)利要求1所述的切削刀片(20)，其中切屑偏距(Dl)沿大于一半長(zhǎng)度的切削刃 (34)增加。
3.如權(quán)利要求1所述的切削刀片(20)，其中切削刃(34)表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線(Al)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
4.如權(quán)利要求1所述的切削刀片(20)，其中外周側(cè)面06)表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線(Al) 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
5.如權(quán)利要求1所述的切削刀片(20)，其中切削刃(34)是連續(xù)的。
6.如權(quán)利要求1所述的切削刀片(20)，其中切削刃(34)為圓形。
7.如權(quán)利要求1所述的切削刀片(20)，其中切屑偏距(Dl)圍繞刀片軸線(Al)大于 180度地連續(xù)增加。
8.如權(quán)利要求1所述的切削刀片(20)，其中至少一個(gè)斷屑元件(36)在切削刀片OO) 的頂視圖中為螺旋形。
9.如權(quán)利要求8所述的切削刀片(20)，其中至少一個(gè)斷屑元件(36)是從上表面02) 伸出的斷屑凸起(38)的形式。
10.如權(quán)利要求9所述的切削刀片(20)，其中至少一個(gè)斷屑凸起(38)在沿包含刀片軸線(Al)的第一徑向平面(Pl)截取的截面圖中是凸起的形狀。
11.如權(quán)利要求10所述的切削刀片(20)，其中至少一個(gè)斷屑凸起(38)具有中間部分 (40)和兩個(gè)端部(42a 42b)，其中兩個(gè)端部(42a 42b)具有兩個(gè)相應(yīng)的終端(44a，44b)，并且其中中間部分GO)對(duì)于一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)的至少一部分具有恒定的投影高度(Hl)和恒定的投影寬度(Wl)。
12.如權(quán)利要求11所述的切削刀片(20)，其中兩個(gè)端部Gh，42b)中至少有一個(gè)漸縮，導(dǎo)致向著兩個(gè)相應(yīng)終端G^，44b)中的至少一個(gè)，投影高度(Hl)的減小和投影寬度 (Wl)的減小。
13.如權(quán)利要求11所述的切削刀片(20)，其中切屑偏移的階段變化(ADl)出現(xiàn)于在鄰接切削刃(34)的第一終端(44a)測(cè)量的切屑偏距(Dl)和在相繼的螺旋轉(zhuǎn)中測(cè)量的切屑偏距(Dl)之間。
14.如權(quán)利要求11所述的切削刀片(20)，其中在至少一個(gè)斷屑凸起(38)的中間部分 (40)的相繼各轉(zhuǎn)之間的徑向間隔距離(D2)是恒定的，徑向間隔距離(D2)在至少一個(gè)斷屑凸起(38)的中間部分00)的相繼各轉(zhuǎn)中的兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間于第一徑向平面(Pl)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。
15.一種旋轉(zhuǎn)切削工具(46)，包括:切削工具主體(48)，包括共用縱向軸線(A2)的柄部(50)和切削部分(52)，切削部分包括刀片接收槽(56)；以及保持在刀片接收槽內(nèi)的切削刀片，其中切削刀片包括上表面02)和相對(duì)的基面04)以及延伸在其間的外周側(cè)面06)；延伸在上表面02)和基面04)之間的刀片軸線(Al)；成形在外周側(cè)面06)和上表面02)相交處的切削刃(34)；以及成形在上表面02)上的至少一個(gè)斷屑元件(36)，其中上表面02)表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線(Al)旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱；并且在切削刃(34)和至少一個(gè)斷屑元件(36)的最外點(diǎn)之間沿徑向測(cè)量的切屑偏距(Dl) 圍繞刀片軸線(Al)沿旋轉(zhuǎn)方向大于180度地增加。
16.如權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)切削工具(46)，其中刀片軸線(Al)與縱向軸線(A2)成一直線。
17.如權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)切削工具(46)，其中切屑偏距(Dl)沿大于一半長(zhǎng)度的切削刃(34)增加。
18.如權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)切削工具(46)，其中切削刃(34)表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線 (Al)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
19.如權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)切削工具(46)，其中外周側(cè)面06)表現(xiàn)為關(guān)于刀片軸線(Al)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
全文摘要
一種用于旋轉(zhuǎn)切削工具中執(zhí)行車削旋壓操作的切削刀片(20)具有上表面(22)和相對(duì)的基面(24)以及延伸在其間的外周側(cè)面(26)，外周側(cè)面(26)和上表面(22)相交以形成切削刃(34)。切削刃(34)可以是連續(xù)的圓形切削刃。上表面(22)通過使至少一個(gè)螺旋形凸起具有切屑偏距(D1)而關(guān)于在上表面(22)和基面(24)之間穿過的刀片軸線(A1)旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱，切屑偏距(D1)圍繞刀片軸線沿旋轉(zhuǎn)方向大于180度地連續(xù)增加。切削刀片被組裝至切削工具主體(48)，切削工具主體(48)具有共用縱向軸線(A2)的柄部(50)和切削部分(52)，刀片軸線(A1)與縱向軸線(A2)成一直線并且切削刀片(20)被固定在切削部分的刀片接收槽(56)內(nèi)。
文檔編號(hào)B23B27/16GK102470445SQ201080032429
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月19日
發(fā)明者赫克特 G. 申請(qǐng)人:伊斯卡有限公司