銑削刀具及其銑削刀片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銑削刀具及其銑削刀片，該銑削刀具裝備有具有圓形基本形狀的單面且可轉(zhuǎn)位的銑削刀片。所述銑削刀片（2）的特征在于，所述銑削刀片（2）包括多個切向隔開且能夠交替使用的切削刃（12），所述切削刃（12）分別從位于最靠近上參考平面的第一端（20）成弓形地下降至最低點，所述切削刃（12）從所述最低點（BP）朝第二端（21）再次上升，被包括在所述切削刃中的加強斜面（22）在從所述切削刃的第一端（20）朝所述第二端（21）的方向上形成有增加的寬度。
【專利說明】銑削刀具及其銑削刀片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在第一方面中，本發(fā)明涉及以下一種類型的切削刀具，該切削刀具一方面包括具有前端和后端的基體，包絡(luò)面與中心軸線在所述前端和后端之間延伸，所述基體關(guān)于所述中心軸線是可旋轉(zhuǎn)的，并且所述銑削刀具另一方面包括具有圓形基本形狀的多個單面可轉(zhuǎn)位的銑削刀片，所述刀片分別包括上側(cè)、下側(cè)和余隙面，余隙面在上側(cè)與下側(cè)之間延伸并且至少最靠近所述上側(cè)地朝所述下側(cè)會聚，以便為定位在所述余隙面與被包括在所述上側(cè)中的切屑面之間的切削刃提供正的切削幾何形狀，所述切削刃包括加強斜面，所述加強斜面經(jīng)外邊界線頂靠所述余隙面定界并且經(jīng)內(nèi)邊界線頂靠所述切屑面定界，所述上側(cè)和下側(cè)在所述銑削刀片中的位置由上下參考平面限定，所述上下參考平面中的每一個參考平面垂直于假想圓柱的中心軸線延伸，所述假想圓柱外接所述上側(cè)的外周并且因此限定所述銑削刀片的圓形基本形狀，各個所述銑削刀片被固定在刀座中，所述刀座在所述基體的前端與所述基體的包絡(luò)面之間的過渡部中凹進，更準(zhǔn)確地說，一方面借助于緊固裝置并且另一方面借助于所述基體中的以及所述銑削刀片中的協(xié)作鎖定裝置而被固定在刀座中，以便抵抗所述銑削刀片的旋轉(zhuǎn)，除此之外，所述銑削刀片位于這樣的空間位置中，該空間位置被鑲裝在所述基體中并且由軸向鑲裝角(tipping-1n angle)以及由徑向鑲裝角確定。
[0002]在第二方面中，除了涉及銑削刀片本身之外，本發(fā)明涉及具有圓形基本形狀的單面可轉(zhuǎn)位的銑削刀片。
【背景技術(shù)】
[0003]與具有直切削刃的多邊形銑削刀片相比，用于銑削目的圓形銑削刀片具有的優(yōu)點在于，它們無易碎的角部。由于這個原因，圓形銑削刀片在銑削刀具將能夠從工件銑掉或移除大量材料而對所產(chǎn)生的表面的表面光滑度的無重大要求的應(yīng)用中被有利地使用。與從工件移除深材料層的銑削刀片的能力相比，圓形銑削刀片由于它們的弓形切削刃在所產(chǎn)生的表面中引起波形結(jié)構(gòu)相應(yīng)地是偶然的。圓形銑削刀片存在于單面以及雙面實施例中，其中單面圓形銑削刀片僅沿著上側(cè)形成有切削刃并且因此能夠被提供正的刀片宏觀幾何形狀，而雙面圓形銑削刀片的刀片宏觀幾何形狀由于切削刃沿著上側(cè)及下側(cè)形成而是負(fù)的。
[0004]本發(fā)明本身僅涉及首先提到的銑削刀片類型，S卩，具有圓形基本形狀和正刀片宏觀幾何形狀的單面可轉(zhuǎn)位的銑削刀片。
[0005]一般地，具有正刀片宏觀幾何形狀的銑削刀片與雙面負(fù)銑削刀片相比關(guān)于所產(chǎn)生的切削力方面是更加容易切削的，這是因為在剪切過程中，該切削刃被引入到切屑下方，以便像小刀或楔子那樣提升并切掉切屑，而非在其本身前方推動切屑。然而，由于隨著切削深度增加切屑的厚度也增加，單面圓形銑削刀片尤其受到相當(dāng)大的切削力。切屑的厚度從窄端增加到最大值，該最大值的絕對值取決于一些因素，但是最重要的是銑削刀具的基體中的每個銑削刀片的銑刀的進給速率。
[0006]一般為了加強銑削刀片的切削刃，銑削刀片通常在余隙面與切屑面之間的過渡部中形成有斜面。在先前已知的具有圓形基本形狀的銑削刀片中，所述加強斜面沿著上側(cè)的整個外周(即，360° )具有均勻的寬度。參見例如US2009/0290946A1。這意味著切削刃沿著其整個工作弧長具有同一幾何形狀和強度，而不論切削深度如何并且因此不論所產(chǎn)生的切屑的形狀如何。在切屑較薄的區(qū)域中，切削刃與在切屑較厚的區(qū)域中的切削刃一樣鈍。由于這個原因，切削力將不必要的大，同時，切削刃的磨損變得不均勻。為此，已知的圓形銑削刀片沿著它們的整個圓周具有同一標(biāo)稱間隙角的事實還導(dǎo)致錐形余隙面，這意味著當(dāng)將銑削刀片安裝在基體中時，有功能的間隙角將變化并且在與工件的赤熱材料的實際間隙變得太小所處的部分上引起局部溫度升高。因此，相同的標(biāo)稱間隙角導(dǎo)致銑銷刀片的受損的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的和特征
[0008]本發(fā)明的目的在于借助于圓形和單面銑削刀片避免先前已知的銑削刀具的缺點以及相應(yīng)地在于提供改進的刀具和銑削刀片。因此，本發(fā)明的原始目的是提供盡可能容易切削的銑削刀片，并且所述銑削刀片的切削刃在作用狀態(tài)下關(guān)于所產(chǎn)生的切屑的性質(zhì)方面得到優(yōu)化。另一個目的是提供對于小切削深度以及直至推薦的最大深度的大切削深度而言都很好工作的銑削刀片。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，至少原始目的由形成有多個切向隔開的切削刃的銑削刀片獲得，所述多個切削刃分別從位于最靠近上側(cè)的參考平面的第一端成弓形地下降至最低點，所述切削刃從所述最低點朝第二端上升，除此之外，斜面的內(nèi)邊界線與外邊界線散開，以使斜面在從切削刃的第一端朝切削刃的第二端的方向上的寬度增加。以這種方式，銑削刀片變得容易切削，這一方面是由于如橫向地觀察到的切削刃的弧形(切削刃將因為該設(shè)計而切入到材料中)的結(jié)果，并且另一方面是由于在切削深度小且切屑較窄的區(qū)域中切削刃相當(dāng)窄且鋒利但是當(dāng)切屑很厚時隨著切削深度的增加切削刃更鈍且更強的結(jié)果，更準(zhǔn)確地說，由于斜面的寬度從切削刃的一端朝另一端增加的結(jié)果。
[0010]術(shù)語
[0011]在進一步描述本發(fā)明之前，為了提供概念上的清晰性，應(yīng)將對于理解本發(fā)明至關(guān)重要的一些概念解釋清楚。當(dāng)特征被描述為“標(biāo)稱”時，該特征單獨地涉及銑削刀片本身，即，沒有聯(lián)接到刀具的基體，但是如果該特征被命名為“有功能的”，則該特征涉及刀具的已裝配狀態(tài)，即，銑削刀片已安裝在基體中的刀座中。此外，概念“零點”用于指沿著主切削刃的在軸向方向上與刀具的基體隔開最遠的點。在所述零點中，受到切屑移除的工件的弓形面轉(zhuǎn)變成近似平面的所產(chǎn)生或暴露的表面。
[0012]在這一點上，還參照考19，圖19示出在操作期間的根據(jù)本發(fā)明的銑削刀片。在該圖中，SI代表工件的未加工表面，而S2代表在切屑移除之后留下的所產(chǎn)生的表面。箭頭F指示銑削刀具的進給方向，而apR表相關(guān)的切削深度。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，銑削刀片的各個切削刃可以形成去屑主刃，所述主刃在其第一端處轉(zhuǎn)變成擦拭刃，在平面高度中朝上側(cè)觀察銑削刀片，所述擦拭刃具有大于主刃的半徑的半徑，諸如這是由斜面的外邊界線確定的。通過形成具有擦拭刃的銑削刀片(其半徑可以接近⑴)，沿著所產(chǎn)生的面S2獲得表面擦拭效果。以這樣的方式，銑削刀具不僅能夠被用于從工件移除大量的材料，而且還能夠用于為所產(chǎn)生的面提供良好的表面光潔度。換言之，以這樣的方式，提供了通用的銑削刀具，該通用的銑削刀具在存在表面光潔度要求的面銑操作中也可以被利用。
[0014]在進一步的實施例中，銑削刀片可以被形成為使得其沿著切削刃的標(biāo)稱間隙角在從其第一端朝其第二端的方向上減小，在所述第一端處，斜面具有其最小的寬度。以這樣的方式，獨立于切削深度，沿著切削刃的起作用弧長獲得抵靠工件的近似均勻的功能間隙。
[0015]在另一個實施例中，切削刃的標(biāo)稱前角在從第一端朝第二端的方向上增加。以這樣的方式，前角朝切削刃的最強的部分(即，斜面具有其最大寬度的地方)變得更大(本領(lǐng)域的技術(shù)人員將說成“更加正”)。當(dāng)斜面的寬度很大時，獲得令人滿意的切削刃強度，以用于提供耐用的切削刃的目的，這減小了對小前角的需要，并且因此更大更正的前角能夠被用來減小所產(chǎn)生的切削力。
[0016]在組合的實施例中，切削刃的切削刃角(諸如，這是由在沿著切削刃的任意部分中在切屑面與余隙面之間的角度限定的)，可以沿從切削刃的第一端朝其第二端的方向下降，以便以這樣的方式合并上述的間隙角的減小和切削刃的前角的增加的效果。
[0017]在一個實施例中，各個斜面可以包括由分割線分離的兩個部分表面，外邊界線以及內(nèi)邊界線在從切削刃的第一端朝第二端的方向上與所述分割線散開。以這樣的方式，也方便了沿著切削刃的其中斜面具有其最大總寬度的那些部分的切屑移除。該實施例使得能夠?qū)崿F(xiàn)良好的效果，與使用單個連續(xù)斜面的可行實施例相比，切削力(并且在一定程度上熱的產(chǎn)生)被減小。
[0018]在另一個實施例中，被包括在切削刃中的斜面可以具有為其最小寬度的至少兩倍大的最大寬度。以這樣的方式，確保切削刃的最為暴露部分的良好的強度。
[0019]當(dāng)斜面被打斷時，其外部分表面在最靠近切削刃的第一端的截面中可以具有大于內(nèi)部分表面的寬度的寬度，但是在最靠近第二端的截面中具有小于內(nèi)部分表面的寬度的寬度。以這樣的方式，最佳強度與在切削刃的不同的部分中的最佳切屑移除能力結(jié)合。
[0020]在另一個實施例中，在討論中的斜面的弧長可以等于各切削刃所占據(jù)的上側(cè)的360°外圍中的總弧長的至少75%。以這樣的方式，銑削刀片能夠以比銑削刀片的半徑的一半大很多的推薦的最大切削深度來操作。
[0021]此外，打斷的斜面的外部分表面與上參考平面的角度可以在從切削刃的第一端朝其第二端的方向上增加。以這樣的方式，切削刃的切屑移除能力與沿著切削刃的不同的部分的強度的最佳組合通過如下事實獲得:切削刃與材料的第一次接觸離切削刃最外面的較弱區(qū)域(即，在余隙面與切屑面之間的相交部)較遠地發(fā)生。
[0022]在另一個實施例中，具有將銑削刀片可旋轉(zhuǎn)地固定在刀具的基體中的附屬刀座中的目的的鎖定裝置可以是連接面，所述連接面被形成在銑削刀片的下側(cè)中并且包括多個徑向朝向的脊部和處在所述脊部之間的埋頭部。這樣的連接面確保了，即使在轉(zhuǎn)位以及重復(fù)的刀片替換之后，也能夠獲得銑削刀片相對于刀體的準(zhǔn)確的空間位置。
[0023]此外，多個切向隔開的平面的側(cè)接觸面可以被形成在各個銑削刀片的包絡(luò)面中。通過形成具有這樣的側(cè)接觸面的銑削刀片，同時由于在基體中的刀座形成有一對互補的側(cè)支撐面，所以獲得在操作中施加于螺釘?shù)膽?yīng)力的壓力釋放，如果這樣的螺釘形成用于固定銑削刀片的緊固裝置的話。
[0024]在最后提及的實施例中，銑削刀片的側(cè)接觸面可以有利地位于與銑削刀片的連接面的脊部相同的徑向平面內(nèi)。以這樣的方式，側(cè)接觸面可以位于擦拭刃下方的區(qū)域中，在該區(qū)域中，銑削刀片具有其最大的厚度并且是最強的。各個切削刃的端部也位于這些區(qū)域中，這意味著側(cè)接觸面與切削刃的最低點(通常是中心)分離，在該最低點處，后刀面磨損因為切屑的較大厚度而是較大的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]在附圖中:
[0026]圖1是示出如從下方觀察到的根據(jù)本發(fā)明的銑削刀具的透視分解圖，并且該銑削刀具具有被示出為與在刀具的基體中的刀座分隔開的附屬銑削刀片以及固定螺釘，
[0027]圖2是刀具的側(cè)視圖，
[0028]圖3是從下方看到的同一刀具的平面圖，
[0029]圖4是示出被包括在基體中的刀座的放大透視分解圖，以及被分解的銑削刀片的仰視圖和鳥瞰圖，
[0030]圖5是僅銑削刀片的鳥瞰圖，
[0031]圖6是同一銑削刀片的仰視圖，
[0032]圖7是銑削刀片的側(cè)視圖，
[0033]圖8是示出銑削刀片的下側(cè)的平面圖，
[0034]圖9是示出銑削刀片的上側(cè)的平面圖，
[0035]圖10是示出銑削刀片的基本幾何要素的示意側(cè)視圖，
[0036]圖11是銑削刀片的上側(cè)的一部分的扇形放大圖，
[0037]圖12是示出被包括在銑削刀片中的余隙面的上部的詳細(xì)放大側(cè)視圖，
[0038]圖13a/b是示出在圖11中的截面A中的銑削刀片的切削刃的橫截面形狀的放大細(xì)節(jié)部分(以不同的比例)，
[0039]圖14a/b、圖15a/b、圖16a/b和圖17a/b是圖11中的截面D-E的類似的細(xì)節(jié)截面，
[0040]圖18是示出銑削刀片的上側(cè)的放大扇形部的附加詳細(xì)視圖，
[0041]圖19是示出在操作期間的銑削刀片的圖片，并且
[0042]圖20a/b是沿著切削刃具有非均勻斜面的銑削刀片的切屑形成的示意圖。
【具體實施方式】
[0043]在圖1-4中，銑削刀具被示出為具有根據(jù)本發(fā)明形成的圓形銑削刀片。該刀具包括以銑削刀頭的形式的基體I以及多個銑削刀片2。在該刀具中，還包括以螺釘3的形式的緊固裝置，該緊固裝置具有將銑削刀片固定在基體I的多個刀座4中的目的。該基體包括前端和后端，中心軸線Cl在所述前端和后端之間延伸，該基體關(guān)于所述中心軸線Cl是可旋轉(zhuǎn)的。關(guān)于兩個端部，前端被指定為5。刀座4形成在處在基體的前端5與被指定為6的包絡(luò)面之間的外周過渡部中，所述包絡(luò)面關(guān)于軸線Cl可旋轉(zhuǎn)地對稱。如沿旋轉(zhuǎn)方向R所看到的，在各個刀座4的前方，還存在各個銑削刀片的切屑通道7。
[0044]在圖2和圖3中，看到的是，每個單獨的銑削刀片2位于這樣的空間位置中，該空間位置被鑲裝在基體中并且由兩個不同的角度α和β確定，其中α是銑削刀片的軸向鑲裝角，而β是徑向鑲裝角。在該示例中，軸向鑲裝角α是正的，其平面相對于中心軸線C向上/向后傾斜，而徑向鑲裝角β是負(fù)的。在示出的實施例中，α等于近似+5°，這被本領(lǐng)域的技術(shù)人員視為適中的角度，該角度使得銑削刀片獲得抵靠被包括在刀座4中的底部支撐面8的良好支撐，而不會因為這放棄沿著銑削刀片的主切削刃的有功能的間隙。實際上，α可以向上以及向下變化。然而，該角度不應(yīng)超過+15°。該角度還可以是適當(dāng)?shù)呢?fù)角度，即，沿旋轉(zhuǎn)方向向上/向前傾斜。然而，可能的負(fù)傾斜應(yīng)不大于-5°或/到-10°。
[0045]徑向鑲裝角β應(yīng)總是負(fù)的，即，不超過0°。在該示例中，β相當(dāng)于-5°。實踐中，β可以在0°與-15°之間變化。
[0046]現(xiàn)在參考圖5-10，圖5-10更加詳細(xì)地示出銑削刀片2的性質(zhì)。銑削刀片的基本特征是，銑削刀片包括上側(cè)9、下側(cè)10以及周向余隙面11，該周向余隙面是關(guān)于中心軸線C2大體可旋轉(zhuǎn)對稱的，并且周向余隙面在上側(cè)與下側(cè)之間延伸。至少最靠近上側(cè)9，以其整體被指定為11的余隙面朝下側(cè)會聚，從而為大體被指定為12的切削刃提供正的刀片宏觀幾何形狀，所述切削刃12以傳統(tǒng)方式形成在上側(cè)與側(cè)向環(huán)形的余隙面11之間的過渡部中。如在圖10中所看到的那樣，在銑削刀片中的上側(cè)9和下側(cè)10的位置由分別被指定為面URP和LRP的上下參考平參指定。這些平面通過垂直于中心軸線C2延伸而相互平行。中心軸線C2是假想圓柱CY的中心軸線，該假想圓柱CY外接上側(cè)的外周并且因此限定銑削刀片的圓形基本形狀。關(guān)于圖10，應(yīng)指出的是，上參考平面URP由位于上側(cè)中的最高處的多個水準(zhǔn)點接觸，而下參考平面LRP以類似的方式由位于銑削刀片最低處的多個點接觸。
[0047]重新參考圖1-4，應(yīng)指出的是，基體I包括總共五個刀座，為了抵抗刀具中的振動，所述五個刀座被以差異間距放置。在該示例中，相應(yīng)地，節(jié)距角δ I等于73°，δ2等于71°，δ3等于72°，δ4等于73.5°，并且δ5等于70.5°。此外，應(yīng)指出的是，用于螺釘3的外螺紋的具有內(nèi)螺紋的孔13在刀座4的底部支撐面8中開口。
[0048]雖然可以使用諸如夾具的不同類型的緊固裝置來將銑削刀片固定在附屬刀座中，但是在討論中的示例中使用螺釘。由于這個原因，銑削刀片形成有貫通孔14，該貫通孔14的中心軸線與銑削刀片的中心軸線C2重合。如由前言所提及的，銑削刀片包括用于將銑削刀片可旋轉(zhuǎn)地固定在刀座中的鎖定裝置。在示出的示例中，該裝置是形成在銑削刀片的下側(cè)10中的連接面15。所述連接面包括經(jīng)埋頭部或谷部17相互分離的多個脊部16，其中脊部16形成陽型接合構(gòu)件，并且埋頭部或谷部17形成陰型接合構(gòu)件。如在圖6和圖8中清楚地看到的那樣，脊部16以及谷部17沿從與孔14相鄰的內(nèi)端朝與在銑削刀片的下側(cè)與余隙面11之間的周向過渡面18相鄰的外端的方向徑向延伸。
[0049]在銑削刀片的上側(cè)9與周向余隙面11之間的過渡部中，形成有多個(更準(zhǔn)確地說四個)切削刃12，所述四個切削刃12相互切向隔開，并且其中每一個占據(jù)上側(cè)的360°外周的1/4。換言之，切削刃之間的間距在這種情況下等于90°。
[0050]現(xiàn)在參考圖11-18，圖11-18更加詳細(xì)地示出切削刃12的設(shè)計。在圖11中，示出銑削刀片的上側(cè)的(更準(zhǔn)確地說在平面高度上從上方觀察到的)放大扇形部。在該圖中，看到的是，切削刃分別在第一端20與第二端21之間延伸。在形成在被包括在上側(cè)9中的切屑面19與周向余隙面11之間的切削刃12中，包括以其整體被指定為22的斜面，該斜面22經(jīng)外邊界線23頂靠余隙面11定界，并且經(jīng)內(nèi)邊界線24頂靠切屑面19定界。
[0051]切削刃12的兩個主要特征在于，即它從第一端20成弓形地下降至最低點或底部點ΒΡ，它從底部點BP再次朝第二端21上升，以及斜面22的內(nèi)邊界線24與外邊界線散開，以便在從切削刃的第一端20朝第二端21的方向上產(chǎn)生增加的寬度。由于銑削刀片的圓形基本形狀的結(jié)果，如根據(jù)圖11在平面高度中觀察到的那樣，外邊界線23是弓形。另外如在側(cè)視圖中觀察到的那樣(根據(jù)圖12)，邊界線在切削刃的端20、21之間弓形地延伸。換言之，邊界線23并且因此切削刃12本身沿兩個不同的坐標(biāo)方向成為弓形。
[0052]以將在稍后描述的多個細(xì)節(jié)部分示出在端部20、21之間的不同部分中的切削刃和斜面的截面形狀。然而，在這發(fā)生之前，應(yīng)指出的是，切削刃12在其第一端20處轉(zhuǎn)變成輔助刃或擦拭刃25，該擦拭刃具有擦拭或校平在銑削期間產(chǎn)生的表面的目的。因此，在示出的示例中，切削刃12形成主刃，該主刃保證切屑移除，而輔助刃25形成具有擦拭或校平所產(chǎn)生的底面S2的目的的擦拭刃(參見圖19)。
[0053]如在圖18中所看到的，輔助刃25具有弧長過，該弧長過僅構(gòu)主刃12的弧長垃的一部分。此外，輔助刃25的半徑?!比切削刃12的半徑拉大得多。最后提及的半徑拉基本上等于銑削刀片的直徑的一半，而?!在實踐中可以接近⑴。換言之，輔助刃25可以具有近似筆直的形狀(然而沒有變得絕對筆直)。
[0054]現(xiàn)在參照圖13a_17b,圖13a_17b不僅示出輔助刃25的截面形狀,而且還示出主刃12的在端部20、21之間的不同截面中的不同形狀。在不同的圖中，ε代表前角，即，切屑面19與上參考平面URP形成的角度，而ζ代表余隙面11與豎直參考線或幾何圓柱CY形成的間隙角。前角ε以及間隙角ζ沿著銑削刀片的外周變化。
[0055]雖然在本發(fā)明的范圍內(nèi)形成作為單個連續(xù)表面的、定界在邊界線23、24之間的斜面22是可能的，但是在該示例中，優(yōu)選賦予斜面打斷的形狀。因此，斜面22包括由分割線28分離的兩個部分表面26、27 (參見圖11)，外邊界線23以及內(nèi)邊界線24與分割線28散開，更準(zhǔn)確地說在從切削刃的第一端20朝第二端21的方向上與分割線28散開。在這一點上，應(yīng)特別指出，擦拭刃25同樣包括被分為兩個部分表面26a、27a (參見圖13b)的加強斜面 22a。`
[0056]截面B位于切削刃12的第一窄端20，而截面C、D和E被定位成較靠近相對端21。更確切地說，截面D被布置在底部點BP的附近，而截面E被布置成較靠近端部21，但是與端部21順時針地隔開。斜面22的徑向外部分表面26 (以及沿著擦拭刃25的對應(yīng)的部分表面26a)與參考平面URP形成被指定為η的角度。所述角度由本領(lǐng)域的技術(shù)人員命名為“負(fù)的斜角”。
[0057]在下文中，給出在本發(fā)明的原型實施例中發(fā)現(xiàn)的不同截面A-E的具體角度測量結(jié)果的列表，所述原型實施例更準(zhǔn)確地說是具有12mm的IC測量(即，直徑)的銑削刀片。此外，在列表中指示斜面22的變化的寬度(W)和兩個部分表面沿著切削刃的寬度(W1、W2)。
截面§[= 3ζ[* ]a[* 3Tl ]wrmm]Wlimml W2「mml
A7.4212.0470.545.080.0540.0310.023
B7.7611.5870.664.580.0540.0300.024
[0058]
C12.0213.0064.988.470.5390.2750.264
D14.0412.8963.0710.67 0.2270.1070.120
E13.9911,9964.0210.02 0,2920.1260,136[0059]從以上列表看到的是，切削刃的切削刃角Π—諸如，這是由切屑面19與余隙面11之間的角度限定的一在從第一端20朝第二端21的方向上減小。切削刃角的這種減小在截面B中(B卩，在第一端20處)開始并且繼續(xù)一直到截面D并且經(jīng)過截面D，即，經(jīng)過切削刃的最低位置點的距離。最重要的是，切削刃角的所述減小因前角ε的增加而引起，同時間隙角?保持基本恒定(在12°與13°之間)。從列表進一步看到的是，斜面22的外部分表面26具有這樣的寬度W1，該寬度Wl在最靠近切削刃的第一端20的截面中大于內(nèi)部分表面27的寬度W2。然而，在截面C與部D之間的區(qū)域中，該關(guān)系變化為使得，截面所處的位置離端部21越近，則外部分表面26的寬度Wl變得接連地越小于內(nèi)部分表面的寬度。在例證性實施例中，斜面具有最大寬度W，該最大寬度W近似為其最小寬度的10倍以上(參照截面B和截面C的值)。所述關(guān)系的確可以變化，但無論如何最大寬度應(yīng)為最小寬度的至少兩倍大。斜面在截面C和截面D之間的區(qū)域中具有其最大寬度。
[0060]在圖18中，看到的是，在端部20與21之間的切削刃的弧長b2占據(jù)四個切削刃中的每一個所占據(jù)的上側(cè)的360°外周中的90°的大部分。在該示例中，切削刃占據(jù)可用的90°的近似90%。在其較寬的上端21處，切削刃12經(jīng)漸縮過渡部30轉(zhuǎn)變成相鄰的擦拭刃，該漸縮過渡部的幾何形狀缺乏重要性，這是因為在銑削刀片的該部分中不會發(fā)生切屑移除。另外，協(xié)作擦拭刃25占據(jù)可用的90°的一定部分。然而，無論如何，去屑切削刃22的弧長應(yīng)不小于可用弓形的75%。
[0061]在圖4中，看到的是,刀座4的底表面8形成連接面,該連接面與統(tǒng)削刀片的連接面15相類似地包括由谷部17a包圍的脊部16a。這些脊部和谷部分別形成陰型構(gòu)件和陽型構(gòu)件，所述陰型構(gòu)件和陽型構(gòu)件被布置用以與在銑削刀片的連接面中的脊部和谷部配合，更準(zhǔn)確地說，配合方式使得銑削刀片的各個脊部16接合在刀座的連接面8中的谷部17a，而刀座的連接面的脊部16a接合在銑削刀片中的谷部17。應(yīng)注意的是，在這種情況下，兩個連接面是基本上環(huán)形的并且分別圍繞在刀座和銑削刀片中的孔13、14。除了充當(dāng)?shù)撞康倪B接面8之外，兩個側(cè)支撐面30也被包括在刀座4中，所述兩個側(cè)支撐面30是平面并且意圖與銑削刀片的余隙面11的一對平面的側(cè)接觸面31協(xié)作配合。因為銑削刀片包括四個切削刃并且應(yīng)在四個位置中可轉(zhuǎn)位，所以銑削刀片包括四個這樣的側(cè)接觸面31，取決于轉(zhuǎn)位位置，四個側(cè)接觸面中的僅兩個被保持壓靠于側(cè)支撐面30。主要地，連接面8、15的陽型構(gòu)件和陰型構(gòu)件抵抗銑削刀片的旋轉(zhuǎn)，而側(cè)支撐面30與側(cè)接觸面31之間的接觸具有釋放緊固螺釘3上的壓力的目的，使得緊固螺釘3在負(fù)載下不變形。
[0062]如在圖4-7中看到的，銑削刀片的側(cè)接觸面31具有有限的高度，以便可容納在由余隙面11的上部定界的切削刃的下方。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，側(cè)接觸面31被布置在與連接面15的脊部16相同的徑向平面內(nèi)。擦拭刃25也位于與脊部和側(cè)接觸表面31相同的徑向平面中。這種情況的結(jié)果是，側(cè)接觸面31形成在銑削刀片的具有最大厚度的那些部分中。因此，輔助刃25及其與周圍切削刃22的連接部位于銑削刀片的最高點，所述最高點與上參考平面URP相切。主刃相對于上參考平面從擦拭刃下降，并且以類似的方式，下連接面15的外周上升，諸如這由在位于脊部16之間的區(qū)域中的過渡面18表示，即谷部17所在的地方。換言之，銑削刀片在兩個側(cè)接觸面31之間的近似中間的區(qū)域中具有其最小厚度。
[0063]本發(fā)明的功能和優(yōu)勢
[0064]現(xiàn)在參考圖19，圖19示意性地示出被包括在銑削刀具中的銑削刀片在操作期間的功能。在該圖中，F(xiàn)代表銑削刀具的供給方向。對于給定的進給，工作切削刃22將移除切屑33a、33b和33c，所述切屑的形狀/厚度取決于選擇的切削深度&而變化。如果切削深度是較小的，則切屑(參見33a)將是相當(dāng)?shù)乇。词蛊浜穸葟囊欢说搅硪欢嗽黾右彩侨绱?。隨著切削深度增加，切屑(33b、33c)的厚度一直增加到與推薦的最大切削深度相對應(yīng)的最大厚度。該推薦的最大深度在不同的應(yīng)用中可能變化。然而，切削深度\應(yīng)不超過銑削刀片的半徑I的2/3。
[0065]在圖19中，OP代表零點(位于6點鐘)，在該零點處，切削刃22的切屑移除效果經(jīng)擦拭刃20轉(zhuǎn)變成沿著所產(chǎn)生的表面S2的表面擦拭效果。
[0066]通過以上述方式形成各個切削刃，其切屑移除能力獨立于所選擇的切削深度得到優(yōu)化。如果切削深度是較小的，則切削刃的僅位于最靠近擦拭刃的尖的且容易切削的部分開始起作用。在這些情況下，切削力得到限制，并且因此，切削刃的所述部分不受到趨向于磨損或損壞銑削刀片的任何更大的切削力。如果切屑的厚度由于增加的切削深度的結(jié)果而增加，則切削刃(具體地，在切削深度最大并且切屑最厚的地方)經(jīng)受更大的切削力。另外，在這些情況下，切削刃是耐用的，因為其斜面從擦拭刃朝切削刃的上端將越來越寬。然而，切削刃不會損失其容易切削能力，因為切削刃相對于銑削刀片的上參考平面的弓形下垂確保了切削刃的有功能的軸向角度增加，并且由此補償適當(dāng)?shù)妮S向鑲裝角。
[0067]在圖20a和圖20b中，示出具有連續(xù)的斜面22的切削刃與具有分開的斜面的切削刃之間的比較，所述分開的斜面即為，根據(jù)所描述的實施例，斜面包括彼此以鈍角朝向的兩個部分表面26、27。在首先提到的示例中(圖20a)，被移除的切屑將沿向前方向從切削刃被向下折疊。這意味著切削力變得大于圖20b中示出的情況。由于內(nèi)部分表面27相對于外部分表面26向下/向后傾斜的事實，切屑將被更多地朝切削刀片的中心向內(nèi)(在圖20b中向上)引導(dǎo)。以這樣的方式，切屑將沿著切削刃更容易地滑動，因此切削力得以減小。
【權(quán)利要求】
1.一種銑削刀具，一方面包括具有前端和后端的基體(1)，在所述前端和所述后端之間延伸的是包絡(luò)面(6)和中心軸線(Cl)，所述基體能夠關(guān)于所述中心軸線(Cl)旋轉(zhuǎn)，并且所述銑削刀具另一方面包括具有圓形基本形狀的多個單面且可轉(zhuǎn)位的銑削刀片(2)，所述銑削刀片(2)分別包括上側(cè)(9)、下側(cè)(10)和余隙面(11)，所述余隙面(11)在所述上側(cè)(9)與所述下側(cè)(10)之間延伸并且至少最靠近所述上側(cè)(9)地朝所述下側(cè)(10)會聚，從而為定位在所述余隙面(11)與被包括在所述上側(cè)(9)中的切屑面(19)之間的切削刃(12)提供正的切削幾何形狀，所述切削刃包括加強斜面(22)，所述加強斜面(22)經(jīng)外邊界線(23)頂靠所述余隙面(11)定界并且經(jīng)內(nèi)邊界線(24)頂靠所述切屑面(19)定界，所述上側(cè)和下側(cè)(9、10)在所述銑削刀片(2)中的標(biāo)稱位置由上下參考平面(URP、LRP)確定，所述上下參考平面中的每一個參考平面垂直于假想圓柱(CY)的中心軸線(C2)延伸，所述假想圓柱(CY)外接所述上側(cè)(9)的外周并且因此限定所述銑削刀片的圓形基本形狀，各個所述銑削刀片(2)被固定在刀座(4)中，所述刀座(4)形成在所述基體(1)的前端(5)與所述基體(1)的包絡(luò)面(6)之間的過渡部中，更準(zhǔn)確地說，一方面借助于緊固裝置(3)并且另一方面借助于所述基體的所述刀座中的以及所述銑削刀片中的協(xié)作的鎖定裝置而被固定在所述刀座(4)中，以便抵抗所述銑削刀片的 旋轉(zhuǎn)，所述銑削刀片位于這樣的空間位置中，所述空間位置被鑲裝在所述基體中并且由軸向鑲裝角(α )以及由徑向鑲裝角(β )確定，其特征在于，所述銑削刀片(2)形成有多個切向隔開的且能夠交替使用的切削刃(12)，所述切削刃(12)分別從位于最靠近所述銑削刀片的上參考平面(URP)的第一端(20)成弓形地下降至最低點(ΒΡ)，所述切削刃(12)從所述最低點(BP)朝第二端(21)上升，所述加強斜面(22)的內(nèi)邊界線(24)與所述外邊界線(23)散開，從而在從所述切削刃的第一端(20)朝所述切削刃的第二端(21)的方向上賦予所述加強斜面增加的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銑削刀具，其特征在于，所述銑削刀片(2)的各個切削刃(12)形成去屑主刃，所述主刃在其第一端(20)處轉(zhuǎn)變成擦拭刃(25)，在平面高度上朝所述上側(cè)觀察所述銑削刀片，所述擦拭刃(25)具有大于所述主刃的半徑(r2)的半徑(rl)，諸如這是由所述加強斜面的外邊界線(23)確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銑削刀具，其特征在于，每個銑削刀片(2)的各個切削刃(12)形成有在從所述第一端(20)朝所述第二端(21)的方向上減小的切削刃角(η )，諸如這是由所述切屑面(19)與所述余隙面(11)之間的角度限定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銑削刀具，其特征在于，所述切削刃(12)的標(biāo)稱前角(ε)在從所述第一端(20)朝所述第二端(21)的方向上增加，而間隙角(ζ )是基本上恒定的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的銑削刀具，其特征在于，所述切削刃(12)的加強斜面(22 )通過包括由分割線(28 )分離的兩個部分表面(26、27 )而被打斷，所述外邊界線(23)以及所述內(nèi)邊界線(24)沿從所述切削刃的第一端(20)朝所述第二端(21)的方向與所述分割線(28)散開，與徑向的所述內(nèi)部分表面(27)相比，徑向的所述外部分表面(26)與所述上參考平面(URP)形成更大的負(fù)角(τ )。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的銑削刀具，其特征在于，所述切削刃(12)的加強斜面(22)具有為其最小寬度的至少兩倍大的最大寬度(W)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銑削刀具，其特征在于，所述加強斜面(22)的外部分表面(26)具有這樣的寬度(W1)，所述寬度(Wl)在最靠近所述切削刃的第一端(20)的截面中大于所述內(nèi)部分表面(27)的寬度，但是所述寬度(Wl)在較靠近所述第二端(21)的截面中小于所述內(nèi)部分表面(27)的寬度(W2)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的銑削刀具，其特征在于，所述切削刃(12)的加強斜面(22)具有弧長(b2)，該弧長(b2)是各切削刃(12)所占據(jù)的所述銑削刀片的360°外周中的總弧長的至少75%。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的銑削刀具，其特征在于，所述銑削刀片的所述外部分表面(26)與所述上參考平面(URP)的角度(τ )在從所述切削刃的所述第一端(20)朝所述第二端(21)的方向上增加。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的銑削刀具，其特征在于，用于將所述銑削刀片(2)可旋轉(zhuǎn)地固定在所述基體的各個刀座(4)中的所述鎖定裝置一方面包括第一連接面，所述第一連接面形成在各個所述刀座的底部(8)中并且包括多個徑向朝向的脊部(16)和處在所述脊部(16)之間的埋頭部(17)，并且所述鎖定裝置另一方面包括第二連接面，所述第二連接面形成在所述銑削刀片的下側(cè)中并且以同樣的方式包括脊部和埋頭部，其中所述第二連接面的脊部接合所述第一連接面的埋頭部，同時，所述第二連接面的埋頭部接納所述第一連接面的脊部。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的銑削刀具，其特征在于，在各個所述銑削刀片的包絡(luò)面中，形成多個切向隔開的側(cè)接觸面，其中的兩個側(cè)接觸面各自被壓靠在所述刀座中的一側(cè)支撐表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10和11所述的銑削刀具，其特征在于，所述銑削刀片的側(cè)接觸面位于與所述銑削刀片的所述連接面的脊部相同的徑向平面內(nèi)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的銑削刀具，其特征在于，所述銑削刀片(2)的工作切削刃(12)的第一端(20)與其第二端(21)相比位于離所述基體(1)的后端更大的軸向距離處，并且所述銑削刀片(2)的工作切削刃(12)的第一端(20)與所述工作切削刃(12)的第二端(21)相比位于離所述基`體(1)的中心軸線(Cl)更短的徑向距離處。
14.一種具有圓形基本形狀的單面可轉(zhuǎn)位的銑削刀片，所述銑削刀片(2)包括上側(cè)(9 )、下側(cè)(10 )和余隙面(11)，所述余隙面(11)在所述上側(cè)(9 )與所述下側(cè)(10 )之間延伸并且至少最靠近所述上側(cè)(9)地朝所述下側(cè)(10)會聚，從而為定位在所述余隙面(11)與被包括在所述上側(cè)(9)中的切屑面(19)之間的切削刃(12)提供正的切削幾何形狀，所述切削刃包括加強斜面(22)，所述加強斜面(22)經(jīng)外界線(23)頂靠所述余隙面(11)定界并且經(jīng)內(nèi)邊界線(24)頂靠所述切屑面(19)定界，所述上側(cè)和下側(cè)的位置由上下參考平面(URP、LRP)限定，所述上下參考平面(URP、LRP)中的每一個參考平面垂直于假想圓柱(CY)的中心軸線(C2)延伸，所述假想圓柱(CY)外接所述上側(cè)(9)的外周并且因此限定所述銑削刀片的圓形基本形狀，并且所述銑削刀片包括用于可旋轉(zhuǎn)地固定所述銑削刀片的鎖定裝置，其特征在于，所述銑削刀片形成有多個切向隔開的切削刃(12)，所述切削刃(12)分別從位于最靠近所述上參考平面(URP)的第一端(20)成弓形地下降至最低點(BP)，所述切削刃(12)從所述最低點(BP)朝第二端(21)上升，并且所述加強斜面的內(nèi)邊界線(24)與所述外邊界線(23)散開，以賦予所述加強斜面(22)在從所述切削刃的第一端(20)朝所述切削刃的第二端(21)的方向上的增加的寬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的銑削刀片，其特征在于，所述切削刃形成去屑主刃，所述主刃在其第一端(20)處轉(zhuǎn)變成擦拭刃(25)，在平面高度上朝所述上側(cè)觀察所述銑削刀片，所述擦拭刃(25)具有大于所述主刃的半徑(r2)的半徑(rl)，諸如這是由所述加強斜面的外邊界線(23)確定的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的銑削刀片，其特征在于各銑削刀片(2)的各個所述切削刃(12)形成有在從所述第一端(20)朝所述第二端(21)的方向上減小的切削刃角(η )，諸如這是由所述切屑面(19)與所述余隙面(11)之間的角度限定的。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16中的任一項所述的銑削刀片，其特征在于，所述切削刃(12)的標(biāo)稱前角(ε )在從所述第一端(20)朝所述第二端(21)的方向上增加，而間隙角(ζ )是基本上恒定的。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-17中的任一項所述銑削刀片，其特征在于，各個所述加強斜面(22)通過包括由分割線(28)分離的兩個部分表面(26、27)而被打斷，所述外邊界線(23)以及所述內(nèi)邊界線(24)沿從所述切削刃的第一端(20)朝所述切削刃的第二端(21)的方向與所述分割線散開，與所述內(nèi)部分表面相比，徑向的所述外部分表面(26)與所述上參考平面(URP)形成更大的負(fù)角(τ )。
19.根據(jù)權(quán)利要求14-18中的任一項所述銑削刀片，其特征在于，所述加強斜面(22)具有為其最小寬度的至少兩倍大的最大寬度(W)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的銑削刀片，其特征在于，所述加強斜面(22)的外部分表面(26)具有這樣的寬度(Wl )，所述寬度(Wl)在最靠近所述切削刃的第一端(20)的截面中大于所述內(nèi)部分表面的寬 度(W2)，但是所述寬度(Wl)在較靠近所述第二端(21)的截面中小于所述內(nèi)部分表面(27)的寬度。
21.根據(jù)權(quán)利要求14-20中的任一項所述的銑削刀片，其特征在于，所述加強斜面(22)的弧長等于各切削刃所占據(jù)的所述上側(cè)的360°外周中的總弧長的至少75%。
22.根據(jù)權(quán)利要求18或20所述的銑削刀片，其特征在于，所述外部分表面(26)與所述上參考平面(URP)的角度(τ )在從所述切削刃的所述第一端(20)朝所述切削刃的第二端(21)的方向上增加。
23.根據(jù)權(quán)利要求14-22中的任一項所述的銑削刀片，其特征在于，所述鎖定裝置是連接面，所述連接面形成在所述下側(cè)中并且包括多個徑向朝向的脊部和處在所述脊部之間的埋頭部。
24.根據(jù)權(quán)利要求14-23中的任一項所述的銑削刀片，其特征在于，在各個所述銑削刀片(11)的包絡(luò)面中形成有多個切向隔開的側(cè)接觸面。
25.根據(jù)權(quán)利要求23和24所述的銑削刀片，其特征在于，所述銑削刀片的側(cè)接觸面位于與所述連接面的脊部相同的徑向平面內(nèi)。
【文檔編號】B23C5/22GK103658798SQ201310367619
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】烏爾里克·蘇恩維烏斯 申請人:山特維克知識產(chǎn)權(quán)股份有限公司