专利名称：用于重型机加工操作的切削镶片和垫片的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种切削镶片和切削刀具，并且具体地涉及一种用于铣刀的切削镶片与垫片的组合，，它们在产生高的切削力的区域中相互接触，以此帮助分散在切削操作过程中遇到的负荷(应力)、同样还在镶片失效的情况下提供对镶片凹座的保护。
背景技术：
常规刀夹具遇到的一个问题是将切削镶片牢固地保持在刀夹具的凹座之中的问题。在切削操作开始时，镶片上从无负荷到极端压力负荷的突然转变会使镶片在夹具中移动位置并且由此影响了预定切口的准确度。在切削操作结束时，切削镶片从工件上的突然脱离接合使压力负荷突然从镶片上去除。负荷的这种突然变化会导致遇到镶片移位以及任 何可复现的尺寸准确度受损，这对于大多数刀夹具而言是至关重要的，尤其在数控机床中使用的切削镶片。在切削操作过程中，在切削镶片上可能会遇到高达35，000磅的负荷，如果该镶片没有被精确地定位并且牢固地保持在该夹具中而开始，还会在切削操作过程中引起镶片的移动。因此，重要的是提供可以精确地且牢固地坐入一个切削镶片并且接着在重负荷切削操作的所有阶段中牢固地将切削镶片保持在位的一种刀夹具。
发明内容
在本发明的一个方面，一种用于重型机加工操作的切削镶片与垫片的组合。该切削镶片包括两个相反的端表面，在这两个相反的端表面之间延伸的两个相反的次要侧表面，在这些端表面与这些次要侧表面之间延伸的两个相反的主要侧表面，每个端表面具有四个拐角，这四个拐角包括两个降低的拐角以及两个升起的拐角，每个端表面配备有两个升起的对接构件以及两个降低的对接构件，每个降低的对接构件具有一个垫片对接表面，其中这些垫片对接表面相对于该切削镶片的第二中央轴线在对角线上是彼此相反的。该垫片包括两个相反的端表面，在这两个相反的端表面之间延伸的两个相反的次要侧表面，在这些端表面与这些次要侧表面之间延伸的两个相反的主要侧表面，一个端表面具有四个拐角，这四个拐角包括两个降低的拐角以及两个升起的拐角，该一个端表面配备有两个升起的对接构件以及两个降低的对接构件，每个升起的对接构件具有一个镶片对接表面，其中这些镶片对接表面相对于该垫片的第二中央轴线在对角线上是彼此相反的。当该切削镶片与垫片被安装在一个切削刀具的镶片凹座之内时，该切削镶片的垫片对接表面与该垫片的镶片对接表面相接合。在另一个方面，一个包括多个镶片凹座的铣刀，并且在每个镶片凹座中坐入了这种切削镶片与垫片的组合。
虽然展示了本发明的不同实施方案，但是不应认为所示的具体实施方案限制了权利要求。在此预期的是在不脱离本发明的范围的情况下可以作出各种改变和修改。图I是本发明的一个切削镶片的示例性实施方案的等轴视图；图2是图I的切削镶片的示例性实施方案的另一个等轴视图；图3是图I的切削镶片的示例性实施方案的一个端视图；图4是图I的切削镶片的示例性实施方案的另一个端视图；图5是图I的切削镶片的示例性实施方案的一个侧视图；图6是本发明的一个垫片的示例性实施方案的等轴视图； 图7是图6的垫片的示例性实施方案的另一个等轴视图；图8是图6的垫片的示例性实施方案的一个端视图；图9是图6的垫片的示例性实施方案的另一个端视图；图10是图6的垫片的示例性实施方案的一个侧视图；图11是组合(切削镶片与垫片)的示例性实施方案的一个等轴视图；图12是组合(切削镶片与垫片)的示例性实施方案的一个侧视图；图13是具有坐入镶片凹座中的切削镶片与垫片组合的一个铣刀的示例性实施方案的等轴视图；并且图14是图13的铣刀的示例性实施方案的一个侧视图。
具体实施例方式现在参见图I至图5，示出了根据本发明的一个实施方案的切削镶片10。总体上，切削镶片10是正切的并且可转位的。切削镶片10典型地是通过使用本领域熟知的多种方法将碳化物粉末进行成形压制和烧结来制造的。切削镶片10的形状总体上是矩形的并且具有两个完全相同且相反的端表面12、在这两个相反的端表面12之间伸展的两个完全相同且相反的次要侧表面14、在这些端表面12与这些次要侧表面14之间延伸的两个完全相同且相反的主要侧表面16。每个端表面12具有围绕一条穿过这两个端表面12的第一中央轴线Al的180°旋转对称性，每个次要侧表面14具有围绕一条穿过这两个次要侧表面14的第二中央轴线A2的180°旋转对称性，并且每个主要侧表面16具有围绕一条穿过这两个主要侧表面16的第三中央轴线A3的180°旋转对称性。第二中央轴线A2是垂直于第一中央轴线Al，并且第三中央轴线A3是垂直第一中央轴线Al并且垂直于第二中央轴线A2。切削镶片10还包括位于这些主要和次要侧表面14、16以及端表面12之间的四个相反的拐角侧表面18。每个端表面12具有四个拐角两个在对角线上相反的降低的拐角20以及两个在对角线上相反的的升起的拐角22。这些降低的拐角20比这些升起的拐角22更靠近第二中央轴线A2。每个拐角侧表面18在这两个相反的端表面12之一的升起的拐角22与在这两个相反的端表面12中另一个的降低的拐角20之间延伸。每个端表面12配备有两个升起的构件24 (每个升起的构件24具有一个表面26)，以及两个降低的对接构件28 (每个降低的对接构件28具有一个垫片对接表面30用于接触垫片60)。垫片对接表面30相对于第二中央轴线A2彼此在对角线上是相反的。如在图2和图3中见到的，这些垫片对接表面30基本上是彼此共面的，并且与切削镶片的第二中央轴线A2和第三中央轴线A3都是平行的。
两个相反的主边缘32形成在每个端表面12和这些主要侧表面16的相交处，两个相反的次边缘34形成在每个端表面12和这些次要侧表面14的相交处，而两个相反的拐角边缘36形成在每个拐角侧表面18和这些主要侧表面16的相交处。一个主切削刃38形成在每个主边缘32和端表面12的相交处，并且基本上沿着与其相关联的主边缘32的整个长度延伸。一个次切削刃40形成在每个次边缘34和端表面的相交处，并且沿着与其相关联的次边缘34的至少一半的长度延伸。一个拐角切削刃42形成在主切削刃和次切削刃38、40的相交处。主切削刃38邻近这个升起的拐角22的区段构成了主切削刃38的一个前导端44，而主切削刃38邻近这个降低的拐角20的区段 构成了主切削刃38的一个跟随端46。如图3中所见，次边缘34被分成三个基本上直的区段；一个第一区段48，该第一区段从这个升起的拐角22延伸到距中央轴线Al大致一半距离；一个第二区段50，从第一区段48延伸到大致中央轴线Al ；以及一个第三区段52，从中央轴线Al延伸到这个降低的拐角20。如图3中所见，当从切削镶片10的侧面观察时，次边缘34总体上是L形。S卩，第一区段48和第三区段52基本上是相互平行的并且平行于第三中央轴线A3。换而言之，当从切削镶片10的侧面观察时，第一和第三区段48、52没有重叠并且没有位于一个公共直线上。现在参见图6至图10，示出了根据本发明的一个实施方案的垫片60。总体上，垫片60的形状总体上是矩形的并且具有两个完全相同且相反的端表面62、在这两个相反的端表面62之间伸展的两个完全相同且相反的次要侧表面64、在这些端表面62与这些次要侧表面64之间延伸的两个完全相同且相反的主要侧表面66。每个端表面62具有围绕一条穿过这两个端表面62的第一中央轴线Al的180°旋转对称性，每个次要侧表面64围绕一条穿过这两个次要侧表面64的第二中央轴线A2是不对称的，并且每个主要侧表面66具有围绕一条穿过这两个主要侧表面66的第三中央轴线A3的180°旋转对称性。第二中央轴线A2是垂直于第一中央轴线Al，并且第三中央轴线A3是垂直第一中央轴线Al并且垂直于第二中央轴线A2。切削镶片10还包括位于这些主要和次要侧表面64、66以及端表面62之间的四个相反的拐角侧表面68。与切削镶片10类似，这些端表面62之一具有四个拐角；两个在对角线上相反的降低的拐角70以及两个在对角线上相反的升起的拐角72。与切削镶片10不同的是，另一个端表面62基本上是平面的用于接合镶片凹座的后壁，如以下说明的。这些降低的拐角70比这些升起的拐角72更靠近第二中央轴线A2。每个拐角侧表面68在这两个相反的端表面62之一的升起的拐角72与在这两个相反的端表面62中另一个的降低的拐角70之间延伸。端表面62之一配备有两个升起的对接构件74 (每个升起的对接构件74具有一个镶片对接表面76用于接触镶片10)，以及两个降低的构件78 (每个降低的构件78具有一个表面80)。这些镶片对接表面76相对于第二中央轴线A2彼此在对角线上是相反的。如图6和图8中所见，这些镶片对接表面76基本上是彼此共面的。另外，这些镶片对接表面76基本上与第二中央轴线A2和第三中央轴线A3都是平行的。两个相反的主边缘82形成在每个端表面62和这些主要侧表面66的相交处，两个相反的次边缘84形成在每个端表面62和这些次要侧表面64的相交处，而两个相反的拐角边缘86形成在每个拐角侧表面68和这些主要侧表面66的相交处。如图8中所见，次边缘84被分成三个基本上直的区段；一个第一区段88，该第一区段从这个征稿的拐角72延伸到距该中央轴线Al大致一半距离；一个第二区段90，从该第一区段88延伸到大致该中央轴线Al ；以及一个第三区段92，从该轴向轴线Al延伸到这个更低的拐角70。如图8中所见，次边缘84在侧视图上总体上是L形的，类似于切削镶片10的次边缘34。S卩，第一区段88和第三区段92基本上是相互平行的并且平行于第三中央轴线A3。换言之，当从该垫片60的侧表面观察时，第一和第三区段88、92并且没有重叠在或位于一个共有的直线上。现在参见图11和12，如与传统的切削镶片与垫片相比较，镶片10与垫片60相互接触以提供额外的支持，从而允许适当的坐入座并且减少在重型机加工应用过程中切削镶片10的旋转。具体地讲，在切削镶片10的端表面12上在对角线上相反的镶片对接表面26与垫片60在对角线上相反的镶片对接表面76相接合。切削镶片10与垫片60在对角线上相反的接合被定位在区域94中，在该区域中在重型机加工应用过程会产生高的切削力。因为切削镶片10与垫片60在这个产生高的切削力(以及高的应力)区域94中相互接触，，所以本发明的镶片10与垫片60提供了额外的支持以便允许适当坐入以及减少切削镶片10 的旋转。现在参见图13和图14，示出了根据本发明的一个实施方案的一种铣刀100。铣刀100具有一条旋转轴线R以及带有多个镶片凹槽104的刀具本体102。在每个镶片凹座104中，本发明的切削镶片10和垫片60是通过夹紧螺钉106、108分别正切地安装到刀具本体102上。如所能见到的，每个切削镶片10的坐入方式使得在工件(未示出)与切削镶片10的次要侧表面14、垫片60的次要侧表面64与切削镶片100的端面110之间存在一个间隙，镶片凹座104包括一个侧壁112以及总体上横切于底壁116的一个后壁114。每个壁112、114、116总体上是平面的。当坐入镶片凹座104中时，切削镶片10的次要侧表面14之一与侧壁112相邻并且与其相接合，并且切削镶片10的主要侧表面16之一与镶片凹座104的底壁116相邻并且与其相接合。类似地，垫片60的次要侧表面64之一与侧壁112相邻并且与其相接合，而垫片60的主要侧表面66之一与镶片凹座104的底壁116相邻并且与其相接合。另外，切削镶片10的端表面12上在对角线上相反的垫片对接表面26与垫片60在对角线上相反的镶片对接表面76相接合，以便允许适当的坐入以及在重型机加工操作过程中减少切削镶片10的旋转。在此提及的专利以及公开文献特此通过引用结合在此。在此已说明的本发明的当前优选实施方案可以在所附权利要求范围内以其他方式实现。
权利要求
1.用于重型机加工操作的一个切削镶片(10)与一个垫片(60)的组合， 该切削镶片(10)包括 两个相反的端表面(12)、在这两个相反的端表面(12)之间延伸的两个相反的次要侧表面(14)、以及在这些端表面(12)与这些次要侧表面(14)之间延伸的两个相反的主要侧表面(16);每个端表面具有四个拐角，这四个拐角包括两个降低的拐角(20)以及两个升起的拐角(22)，每个端表面(12)配备有两个升起的构件(24)以及两个降低的对接构件(28)，每个降低的对接构件(28)具有一个垫片对接表面(30)，其中这些垫片对接表面相对于该切削镶片的一条第二中央轴线(A2 )在对角线上是彼此相反的， 该垫片(60)包括 两个相反的端表面(62)、在这两个相反的端表面之间延伸的两个相反的次要侧表面(64)，在这些端表面与这些次要侧表面之间延伸的两个相反的主要侧表面(66)，一个端表面具有四个拐角，这四个拐角包括两个降低的拐角(70)以及两个升起的拐角(72)，一个端表面配有两个升起的对接构件(74)以及两个降低的构件(78)，每个升起的对接构件(74)具有一个镶片对接表面(76)，其中这些镶片对接表面相对于该垫片的一条第二中央轴线(A2)在对角线上是彼此相反的， 其中，在将该切削镶片和垫片安装到一个切削刀具(100)的镶片凹座之内(104)时，该切削镶片(10)的这些垫片对接表面(30)与该垫片(60)的这些镶片对接表面(76)接合。
2.如权利要求I所述的组合，其中该切削镶片(10)的每个端表面(12)具有围绕穿过这两个端表面的一条第一中央轴线(Al)的180°旋转对称性，每个次要侧表面(14)具有围绕穿过这两个次要侧表面(14)的第二中央轴线(A2)的180°旋转对称性，并且每个主要侧表面(16)具有围绕穿过这两个主要侧表面(16)的一条第三中央轴线(A3)的180°旋转对称性，并且其中该第二中央轴线(A2)是垂直于该第一中央轴线(Al)，而该第三中央轴线(A3)是垂直于该第一中央轴线(Al)并且垂直于该第二中央轴线(A2)。
3.如权利要求2所述的组合，其中这些垫片对接表面(30)是基本上是彼此共面的并且基本上与该切削镶片(10)的第二中央轴线(A2)和第三中央轴线(A3)都是平行的。
4.如权利要求I所述的组合，其中该垫片(60)的一个端表面(62)具有围绕穿过这两个端表面(62)的一条第一中央轴线(Al)的180°旋转对称性，每个次要侧表面(64)是围绕穿过这两个次要侧表面(64)的第二中央轴线(A2)不对称的，并且每个主要侧表面(66)具有围绕穿过这两个主要侧表面(66)的一条第三中央轴线(A3)的180°旋转对称性，并且其中该第二中央轴线(A2)是垂直于该第一中央轴线(Al)，而该第三中央轴线(A3)是垂直于该第一中央轴线(Al)并且垂直于该第二中央轴线(A2)。
5.如权利要求4所述的组合，其中这些镶片对接表面(80)是基本上是彼此共面的并且基本上与该垫片(60)的第二中央轴线(A2)和第三中央轴线(A3)都是平行的。
6.如权利要求I所述的组合，其中该切削镶片(10)进一步包括在这些主要和次要侧表面(14，16)与这些端表面(12)之间的四个相反的拐角侧表面(18)。
7.如权利要求6所述的组合，其中该切削镶片进一步包括形成在每个端表面(12)与这些主要侧表面(14)的一个相交处的两个相反的主边缘(32)、形成在每个端表面(12)与这些次要侧表面(14)的一个相交处的两个相反的次边缘(34)、以及形成在每个拐角侧表面(18)与这些主要侧表面(16)的一个相交处的两个相反的拐角边缘(36)。
8.如权利要求7所述的组合，其中该切削镶片(10)进一步包括形成在每个主边缘(32)与端表面(12)的一个相交处且基本上沿着与其相关联的主边缘的整个长度延伸的一个主切削刃(38)、以及形成在每个次边缘(34)与端表面(12)的一个相交处并且沿着与其相关联的次边缘的至少一半的长度延伸的一个次切削刃(40)、以及形成在该主切削刃和次切削刃(38，40)的一个相交处的一个拐角切削刃(42)。
9.如权利要求8所述的组合，其中，该主切削刃(38)邻近这个升起的拐角(22)的区段构成了该主切削刃的一个前导端(44)，并且其中该主切削刃(38)邻近这个降低的拐角(20)的区段构成了该主切削刃(38)的一个跟随端(46)。
10.一种铣刀(100)，包括 多个镶片凹座(104);以及 根据权利要求I所述的坐入该多个镶片凹座(104)的每一个中的一个切削镶片(10)与一个垫片(60)的一种组合。
全文摘要
在此披露了切削镶片(10)与垫片(60)的一种组合。这种切削镶片和垫片具有两个相反的端表面(12，62)，并且带有两个相同且相反的主要侧表面(16，66)以及两个相同且相反的次要侧表面(14，64)，这两个相反的端表面在这些次要侧表面(14，64)之间延伸。镶片(10)的每个端表面具有两个降低的对接构件(28)，每个构件具有一个用于接触垫片(60)的垫片对接表面(30)。垫片(60)的一个端表面(62)具有两个升起的对接构件(74)，每个构件具有一个用于接触镶片(10)的镶片对接表面(76)。这些对接表面(30，76)在一个区域中彼此接触，在这个区域中会产生高的切削力以便帮助分散在切削操作中遇到的负荷，同样还在镶片失效的情况下提供对镶片凹座(104)的保护。
文档编号B23C5/20GK102665983SQ201080053851
公开日2012年9月12日 申请日期2010年11月18日 优先权日2009年12月2日
发明者J·F·科瓦克, K·R·梅拉瓦兰·尼基莱什 申请人:钴碳化钨硬质合金公司