專利名稱：具有分度記號(hào)的可分度的切削刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可分度的切削刀片，設(shè)有分度記號(hào)在其上，允許操作者把切削刀片分度在預(yù)定的位置使切削刀片的使用最佳化。
總的為圓柱形或截頭錐形的可分度的切削刀片，也就是稱為圓形的切削刀片(參見(jiàn)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，ANSI B212.4-1986)在材料切削加工(例如機(jī)加工)中有很多應(yīng)用。由于切削刀片是總的為圓柱形或截頭錐形，操作者難以確定把切削刀片轉(zhuǎn)動(dòng)多少角度對(duì)切削刀片分度以便轉(zhuǎn)到完全沒(méi)有用過(guò)的刀刃部分以便使切削刀片的總的使用壽命最佳化。
把切削刀片轉(zhuǎn)到用過(guò)的部分是不希望的。為了確定切削刀片出現(xiàn)未用過(guò)的刀刃位置，操作者典型地把圓形切削刀片分度到大于最佳的范圍，因?yàn)椴僮髡呦Ｍ_定切削刀片在未用過(guò)的刀刃位置。但是，當(dāng)操作者以這種方式對(duì)切削刀片分度以避免刀片出現(xiàn)在用過(guò)的刀刃的位置，典型地，切削刀片的一部分或較多部分保持沒(méi)有用過(guò)。在對(duì)切削刀片完全分度后，不可能使用切削刀片這些未用過(guò)的部分。
在許多情形下，可分度的圓形的切削刀片是昂貴的，因?yàn)樗鼈兙哂邪嘿F的基底，或使用昂貴材料的硬質(zhì)涂層，例如立方氮化硼、多晶金剛石、金剛石片等。由于切削刀片較貴，因此要求提供一種方法，使操作者可把切削刀片分度為盡可能多的分度位置而總是出現(xiàn)未用過(guò)的刀刃。
按照本發(fā)明，提供了一種可分度的切削刀片，包括一圓形的切削刀片主體。切削刀片主體具有一圓形的刀面及一個(gè)側(cè)面。刀面及側(cè)面相交形成一圓形的刀刃。側(cè)面和刀面中至少一個(gè)具有可見(jiàn)的標(biāo)志以相對(duì)刀具夾具指示切削刀片的多個(gè)分開(kāi)的分度位置。側(cè)面可以是圓柱形的或截頭錐形。
下面是對(duì)本發(fā)明的附圖的主要說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的切削刀片的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖2是圖1的切削刀片的頂視圖，一部分切削刀片被剖去并以放大圖示出；圖3是圖1的切削刀片插在銑刀中的透視圖；圖4是圖3的銑刀組件的側(cè)視圖；圖5是圖4的切削刀片-銑刀組件的一部分的放大的側(cè)視圖，其中示出的切削刀片在第一分度位置；圖6是圖4的切削刀片-銑刀組件的一部分的放大的側(cè)視圖，其中示出的切削刀片在第二分度位置；圖7是切削刀片夾在細(xì)長(zhǎng)的刀具夾具中的透視圖，其中示出的切削刀片在第一分度位置；圖8是切削刀片夾在細(xì)長(zhǎng)的刀具夾具中的透視圖，其中示出的切削刀片在第二分度位置；圖9是本發(fā)明的切削刀片另一個(gè)實(shí)施例的透視圖，和圖10是本發(fā)明的切削刀片又一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
參見(jiàn)附圖，切削刀片的一個(gè)實(shí)施例總的標(biāo)為10。切削刀片10總的為圓柱形，具有總的為圓形的前刀面12，總的為圓形的后刀面14和總的為圓形的側(cè)面16。前刀面12與側(cè)面16相交形成前刀刃18。后刀面14與側(cè)面16相交形成后刀刃20。前刀刃18及后刀刃20可以包括一個(gè)T形棱(例如0.008英寸×20度的T形棱)或是突起的(例如0.001-0.002英寸半徑的突起)。
切削刀片10典型地為有涂層的切削刀片使它具有外涂層。涂層可包括許多硬質(zhì)材料中的一種或它們的組合物。例如，切削刀片10的涂層可以為立方氮化硼、多晶金剛石、多晶立方氮化硼層、金剛石層、金剛石一類的碳、氮化鈦鋁、碳化鈦、碳氮化鈦、氮化鈦、和/或氧化鋁。這些涂層可由物理氣相沉積(PVD)和/或化學(xué)氣相沉積方法涂復(fù)上，或存在多晶金剛石或多晶立方氮化硼的情形下，可用釬焊或粘接到基底上。
應(yīng)該明白本發(fā)明也可以應(yīng)用到光涂層的切削刀片。申請(qǐng)人計(jì)劃的專門(mén)基底及無(wú)涂層的刀片包括碳化鎢基的硬質(zhì)合金、Ti(C,N)基的陶瓷合金、多晶立方氮化硼(陶瓷型或陶瓷合金型)、和氧化鋁、氮化硅、和帶有或不帶陶瓷顆粒或晶須(如二氧化鋯、碳化鎢、碳化鈦、碳氮化鈦和/或氮化鈦)增強(qiáng)相彌散在其中的SiAlON基(也就是大于50體積百分比)的材料。
如圖1所示，前刀面12包括五條徑向線(22、24、26、28、30)，其中各線穿過(guò)前刀面12的幾何中心32。這些徑向線(22、24、26、28、30)與刀刃18相交得到十個(gè)分開(kāi)的不同交點(diǎn)(34、36、38、40、42、44、46、48、50、52)。
徑向線可為操作者肉眼察覺(jué)到以便操作者有效地對(duì)切削刀片分度。這些徑向線可用腐蝕或其它方法形成在前刀面12的表面上，由此使這些線對(duì)操作者是可看到的并且在切削刀片的使用壽命中可永久地保存。例如，可用涂料涂在表面上以得到可見(jiàn)的標(biāo)志，例如徑向線。申請(qǐng)人還想用點(diǎn)、點(diǎn)劃線、短線或其它可見(jiàn)的記號(hào)，它們可起到指示切削刀片應(yīng)分度的位置的可見(jiàn)標(biāo)志的作用，與徑向線一起或代替徑向線起分度位置的指示作用。
參見(jiàn)圖2，各交點(diǎn)與刀刃18的一段弧形部分相鄰接。為清楚起見(jiàn)，下面的說(shuō)明集中在交點(diǎn)34上。但是應(yīng)明白這些說(shuō)明適合于任意交點(diǎn)34、36、38、40、42、44、46、48、50、52。
重要的是定位徑向線以便最佳地使用切削刀片。換言之，不損害使未使用的刀刃出現(xiàn)在各分度位置的能力，應(yīng)有盡可能多的分度位置。因此，各交點(diǎn)(或在相鄰的徑向線之間的夾角α)的位置最好與切削刀片的推薦的切削深度相應(yīng)，以及考慮安全余量的深度。
再參見(jiàn)圖2，如果切削深度是距離“a”，并且專門(mén)的應(yīng)用有安全因素的深度等于距離“b”，那么換算到徑向線的位置為c(等于距離“a”和“b”之和)。距離“c”是交點(diǎn)34和徑向線上的脊索點(diǎn)54之間的距離。脊索點(diǎn)54是徑向線與垂直徑向線22的弦線56的交點(diǎn)。弦線56與刀刃18相交于兩點(diǎn)，也就是分別與徑向線24,30的交點(diǎn)36,52。在工件切削中，刀刃18到交點(diǎn)34的左邊及到交點(diǎn)52的右邊這部分(見(jiàn)圖2)與工件材料接合。為了達(dá)到切削深度等于距離“a”，在交點(diǎn)34和點(diǎn)60之間的刀刃磨損。在點(diǎn)60和52之間的刀刃18這部分典型地不磨損，只是提供到點(diǎn)52的左邊的刀刃18部分(圖2)與工件接合前的一個(gè)安全余量。
通過(guò)以上述方式間隔徑向線，提供了足夠距離容納切削深度(及安全余量)，并在切削刀片的各分度位置出現(xiàn)未使用的刀刃。可以如此間隔徑向線以滿足下面兩個(gè)關(guān)系式。
Secα=r/(r-c)n·α=360°式中n是正整數(shù)(如2,3,4等)。
圖2示出夾角α,r是切削刀片的圓形前刀面的半徑，c是切削深度a和安全系數(shù)b的總和。
包括可見(jiàn)標(biāo)志的總的為圓柱形的切削刀片的一個(gè)實(shí)例是Kennametal的KD200多晶立方氮化硼(RNM42)切削刀片。但是，切削刀片通常是黑的，為了提供可見(jiàn)的標(biāo)志，切削刀片的表面是涂有氮化碳的PVD以便有金色的表面。五條徑向線形式的可見(jiàn)標(biāo)志用激光蝕刻在金色表面上以便形成灰色線，其相對(duì)金色背景言是肉眼可見(jiàn)的。雖然本實(shí)例用激光蝕刻來(lái)得到可見(jiàn)標(biāo)志，但其它的方法也可接收。除了激光蝕刻外，這些方法包括機(jī)械刮刻、化學(xué)腐蝕、油漆及涂料。
參見(jiàn)圖3、4，圖中示出總的標(biāo)為70的銑刀、銑刀70具有總的為圓形的銑刀主體72，其圓周上具有多個(gè)槽74。各槽74中插有切削刀片10及墊片76。切削刀片10及墊片76各由鎖定件(或楔)78,80固定在槽中。各切削刀片10牢固地固定在相應(yīng)的槽74中。
銑刀可根據(jù)具體的應(yīng)用變化。典型地，銑刀包括KENDEX平面銑刀，它有槽可插入切削刀片。KENDEX是美國(guó)賓夕法尼亞州的Latrobe市的Kennametal公司的商標(biāo)。
參見(jiàn)圖5、6，切削刀片10設(shè)有多條徑向線，也就是肉眼可見(jiàn)的標(biāo)志。為清楚起見(jiàn)，圖5示出標(biāo)號(hào)22、24、26表示相鄰的徑向線。槽74有一上緣82。上緣82是一個(gè)參考點(diǎn)，操作者可相對(duì)該點(diǎn)對(duì)切削刀片10分度。應(yīng)該明白可以在銑刀主體的其它位置設(shè)可見(jiàn)標(biāo)志作為參考點(diǎn)。
如圖5指示，上緣82與徑向線22對(duì)齊，稱為第一分度位置。一當(dāng)在該位置切削刀片10的使用壽命終了，操作者可以把切削刀片轉(zhuǎn)位到第二分度位置使得徑向線24與上緣82對(duì)齊。圖6示出切削刀片10的第二分度位置。
參見(jiàn)圖7、8，圖中示出另一類刀具夾具，總的標(biāo)為90，以及切削刀片10可用來(lái)車(chē)削工件。這種類型的典型刀具夾具包括KENDEX刀具夾具，其中KENDEX是Kennametal的商標(biāo)名。
刀具夾具90有一細(xì)長(zhǎng)的刀具主體，包括一刀柄92及擴(kuò)大的頭部94。擴(kuò)大的頭部94有一槽96。在擴(kuò)大的頭部94裝有夾具98。夾具98與切削刀片10的前刀面接合，把切削刀片10固定在刀具夾具90的槽96中。在切削刀片10的底面下面有墊片100，使墊片100夾在切削刀片及槽的底面之間。夾具98有一標(biāo)志102，操作者可用它與選定的徑向線對(duì)齊，使得把切削刀片定位在合適的分度位置。
參見(jiàn)圖7，切削刀片10設(shè)在第一分度位置使標(biāo)志102與徑向線22對(duì)齊。一當(dāng)在該位置切削刀片10的使用壽命結(jié)束，操作者可把切削刀片10轉(zhuǎn)到第二分度位置，使徑向線24與標(biāo)志102對(duì)齊。圖8示出切削刀片10的第二分度位置。
參見(jiàn)圖9，切削刀片106包括一個(gè)總的為圓柱形的側(cè)面108，總的為圓形的前刀面110，及總的為圓形的后刀面112。前后刀面110,112與側(cè)面108相交分別形成前刀刃114及后刀刃116。
側(cè)面108設(shè)有一可見(jiàn)的標(biāo)志，為多條等間距的點(diǎn)線118。點(diǎn)線118具有間隔可提供切削刀片的十個(gè)分開(kāi)的分度位置。前刀面110具有兩套可見(jiàn)的標(biāo)志。第一套是多條實(shí)線的徑向線120，徑向線120的間隔與數(shù)目提供了切削刀片的八個(gè)分開(kāi)的分度位置。第二套是多條虛線122，其中虛線122的間隔及數(shù)目提供了六個(gè)分開(kāi)的分度位置。
各套可見(jiàn)的標(biāo)志，也就是點(diǎn)線118、實(shí)線120及虛線122與不同的切削深度及安全余量相應(yīng)。與切削刀片10一樣，操作者可以用可見(jiàn)標(biāo)志把切削刀片106定位在要求的分度位置。但是，操作者必須選定相應(yīng)的一套可見(jiàn)標(biāo)志以便與具體的應(yīng)用相應(yīng)。通過(guò)在單一的切削刀片上設(shè)置多套可見(jiàn)標(biāo)志，本申請(qǐng)人提供了一種方法可使單一的切削刀片有最佳數(shù)目的分度位置用于多個(gè)的專門(mén)材料的切削應(yīng)用。
參見(jiàn)圖10，切削刀片126具有一側(cè)面128，前刀面130及后刀面132。前后刀面與側(cè)面相交形成前刀刃134及后刀刃136。后刀面132有五條徑向線138形式的可見(jiàn)標(biāo)志，提供了切削刀片的十個(gè)分開(kāi)的分度位置。操作者可以像使用切削刀片10上的線那樣使用切削刀片126上的徑向線136。通過(guò)在后刀面上設(shè)可見(jiàn)的標(biāo)志，很明顯本發(fā)明可用于單面的切削刀片或雙面的切削刀片。
申請(qǐng)人提供了一種具有可見(jiàn)標(biāo)志的切削刀片，允許申請(qǐng)人對(duì)切削刀片在要求的位置分度使切削刀片的使用最佳化。通過(guò)在前刀面、后刀面和/或側(cè)面設(shè)置標(biāo)志以及在一個(gè)切削刀片上設(shè)置多個(gè)標(biāo)志，申請(qǐng)人使單一切削刀片(單面或雙面)應(yīng)用到不同的材料切削的應(yīng)用中，仍然保持最佳的使用壽命。
參考到本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)或?qū)嵺`，本專業(yè)的技術(shù)人員很容易得到其它實(shí)施例。說(shuō)明書(shū)及實(shí)例只作為說(shuō)明而言，本發(fā)明的范圍和精神在下面的權(quán)利要求書(shū)中指出。
權(quán)利要求
1．一種可分度的切削刀片，與刀具夾具一起使用，所述的切削刀片包括一切削刀片主體，具有一圓形的刀面及一個(gè)側(cè)面，其中刀面及側(cè)面相交形成一刀刃；和所述的側(cè)面及刀面中的至少一個(gè)具有可見(jiàn)的標(biāo)志以相對(duì)刀具夾具指示切削刀片的多個(gè)分開(kāi)的分度位置。
2．按照權(quán)利要求1所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的標(biāo)志是相對(duì)于刀面的幾何中心的方向的一個(gè)記號(hào)。
3．按照權(quán)利要求1所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的標(biāo)志是各相對(duì)于刀面的幾何中心的方向的多個(gè)記號(hào)。
4．按照權(quán)利要求3所述的可分度的切削刀片，其特征在于各對(duì)相鄰的記號(hào)設(shè)成相互成同樣的夾角。
5．按照權(quán)利要求4所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的夾角大小與專門(mén)的材料切削應(yīng)用相關(guān)。
6．按照權(quán)利要求4所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的夾角的大小滿足下列關(guān)系式Secα=r/(r-c)n·α=360°式中α是夾角；r是總的為圓形的刀面的半徑；c是沿著半徑的距離，等于對(duì)于專門(mén)的材料切削應(yīng)用的切削深度及安全余量的總和；n是正整數(shù)。
7．按照權(quán)利要求1所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的刀面有可見(jiàn)的標(biāo)志，并且所述的側(cè)面具有可見(jiàn)的標(biāo)志。
8．按照權(quán)利要求7所述的可分度的切削刀片，其特征在于在所述的刀面及側(cè)面上設(shè)的標(biāo)志各與不同的專門(mén)的材料切削應(yīng)用相應(yīng)。
9．按照權(quán)利要求1所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的側(cè)面有可見(jiàn)的標(biāo)志。
10．按照權(quán)利要求1所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的刀面是前刀面，還包括一后刀面，所述的前刀面和后刀面與側(cè)面相交分別形成前刀刃及后刀刃。
11．按照權(quán)利要求10所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的前后刀面各設(shè)有可見(jiàn)的標(biāo)志。
12．按照權(quán)利要求11所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的在前刀面和后刀面上設(shè)的標(biāo)志各與不同的專門(mén)的材料切削應(yīng)用相應(yīng)。
13．按照權(quán)利要求10所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的后刀面具有可見(jiàn)的標(biāo)志。
14．按照權(quán)利要求10所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的前刀面具有可見(jiàn)的標(biāo)志、所述的側(cè)面具有可見(jiàn)的標(biāo)志和所述的后刀面具有可見(jiàn)的標(biāo)志。
15．按照權(quán)利要求14所述的可分度的切削刀片，其特征在于在所述的前刀面上設(shè)的標(biāo)志，在所述的側(cè)面上設(shè)的標(biāo)志和在所述的后刀面上設(shè)的標(biāo)志各與不同的專門(mén)的材料的切削應(yīng)用相應(yīng)。
16．按照權(quán)利要求10所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的前刀刃和后刀刃各為圓形，其中所述的前刀面、后刀面和側(cè)面中至少兩個(gè)具有可見(jiàn)的標(biāo)志。
17．按照權(quán)利要求16所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的可見(jiàn)標(biāo)志包括多個(gè)記號(hào)，各記號(hào)相對(duì)于所述的前刀面及后刀面中至少一個(gè)的圓周確定方向。
18．按照權(quán)利要求17所述的可分度的切削刀片，其特征在于在所述的前刀面、后刀面和側(cè)面中一個(gè)上的記號(hào)的方向與在所述的前刀面、后刀面和側(cè)面中的另一個(gè)上的記號(hào)的方向不同。
19．按照權(quán)利要求1所述的可分度的切削刀片，其特征在于所述的前后刀面和側(cè)面中的至少一個(gè)具有多套可見(jiàn)標(biāo)志，各套標(biāo)志與不同的專門(mén)的材料切削應(yīng)用相應(yīng)。
全文摘要
一種可分度的切削刀片(10，106，126)，具有前后刀面(12，14，110，112，130，132)和側(cè)面(16，108，128)，它們相交形成圓形的刀刃(18，20，114，116，134，136)。所述的側(cè)面和前后刀面中至少一個(gè)具有可見(jiàn)的標(biāo)志(22，24，26，28，30，118，120，122，138)以便指示切削刀片的多個(gè)分開(kāi)的分度位置。
文檔編號(hào)B23B27/16GK1227523SQ9719707
公開(kāi)日1999年9月1日 申請(qǐng)日期1997年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月7日
發(fā)明者斯科特·H·阿瑟 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司