用于去屑加工的刀具和切削刀片的制作方法

文档序号:11630458阅读:302来源:国知局
用于去屑加工的刀具和切削刀片的制造方法与工艺

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于去屑加工的刀具。本发明还涉及一种根据权利要求11的前序部分所述的在这种刀具中使用的可转位切削刀片。



背景技术:

在对金属去屑加工的领域内,一种持续发展的目标在于使得去屑加工的刀具更有效,以便能够以快速和精确的方式执行加工。为了成本效率,优选使用一方面包括刀具主体,并且另一方面包括可拆装和可替换切削刀片的切削刀具。然而,切削刀片在加工操作期间受到很大的力,使得切削刀片位移并且转动。因此,有必要将切削刀片刚性地紧固在刀具主体中。最通常通过向切削刀片提供中心孔实现该目标,通过中心孔,使用螺钉或者另一阳型紧固构件,以将切削刀片紧固在刀具主体中。然而,存在与这种紧固方法相关联的多种缺点,对于具有小直径或者具有大量安装的切削刀片的切削刀具尤其如此。例如,接连的切削刀片之间的小直径或者小距离使得必须使用小螺钉,小螺钉通常难以操纵,并且易于在安装切削刀片的过程中掉落。对于操作者而言,在具有许多切削刀片的大直径刀具中卸下和安装全部螺钉也是耗时的。也可能在安装过程中难以接触到中心孔。此外,中心孔弱化了切削刀片,并且使其形状较不稳定。在使用烧结以生产切削刀片的制造工艺中,大中心孔使得被压紧的粉末密度不均匀,并且可能在烧结时引起形状缺陷。

us20070160431公开了一种用于去屑加工的刀具和切削刀片。在切削刀片和刀具主体之间设置交界,由此,能够在两个不同的方向(例如,在径向上和在轴向上)中传递力,并且提高工作的切削刃的位置精度。交界公开了伸长的阳型/阴型接合装置。切削刀片具有通孔,并且通过螺钉紧固至刀具主体。虽然提及了其它固定装置——诸如夹具,连杆机构等等——但是通过促进切削刀片替换或者转位,特别是通过在具有小直径的刀具(其中需要或者难以配合小的紧固构件)以及具有大直径和许多切削刀片的刀具的替换或者转位过程中节省大量麻烦和时间,能够改进用于将切削刀片定位并且固定至刀具主体的已知交界。



技术实现要素:

因此,本发明的目标在于提供一种用于去屑加工的刀具,其中可以在不影响稳定性的情况下易于并且高效地将可移除的切削刀片固定在精确位置。另一目标在于提供一种适合在这种刀具中使用的切削刀片,这种切削刀片可转位并且能够被牢固地安装在刀具中。

根据本发明的第一方面,通过根据权利要求1所述的刀具实现该目标。该刀具包括:刀具主体,所述刀具主体具有前端和后端,中心旋转轴线在前端和后端之间延伸,刀具能够在旋转方向上绕中心旋转轴线旋转;和至少一个刀座,该刀座被设置在前端与在刀具主体的前端和后端之间延伸的外周表面之间的过渡部中,容屑槽在旋转方向上设置在该至少一个刀座前面。该刀具还包括被牢固地安装在所述至少一个刀座中的至少一个切削刀片。切削刀片包括:上侧和下侧,其中上侧包括切屑表面,并且其中,中心轴线在上侧和下侧之间延伸;侧表面,所述侧表面绕切削刀片的外周在上侧和下侧之间延伸,并且包括至少一个余隙表面;以及切削刃,所述切削刃形成在该至少一个余隙表面和切屑表面之间,并且具有被限定成位于切削刀片的中心轴线外侧的工作的切削刃部分。该刀具还包括紧固构件。切削刀片在其下侧包括至少一个第一锁定构件,该至少一个第一锁定构件呈在切削刀片的中心轴线外侧的区域中延伸的锁定凹槽或者锁定凸脊的形式,并且在刀座中设置构造用以与第一锁定构件接合的第二锁定构件。

该刀具的特征在于,顶部支撑构件在旋转方向上设置在该至少一个刀座前面,并且在刀座中具有孔口的通孔在旋转方向上被设置在刀座后面,紧固构件穿过通孔延伸并且支承在设置在切削刀片的下侧上的下接触区域上,由此紧固构件一方面将设置在切削刀片的上侧上的上接触区域压靠于刀具主体的顶部支撑构件,使得第二锁定构件与第一锁定构件锁定,并且形成用于切削刀片的径向支撑,并且另一方面将设置在切削刀片的侧表面中的轴向支撑区域压靠于设置在刀座中的轴向接触表面。

在根据本发明的刀具中,因而通过夹紧机构安装切削刀片。单独的紧固构件(诸如螺钉)穿过刀具主体延伸,并且顶部支撑构件和第二锁定构件与刀具主体一体形成。可替选地,第二锁定构件可以被形成在置于切削刀片下方的垫板中。由于紧固构件不穿过切削刀片而是仅穿过刀具主体延伸,所以在替换或者使切削刀片转位时不需要将紧固构件从刀具主体完全移除。相反,紧固构件能够相对于刀座稍微撤回,使得被安装在其中的切削刀片可以被移除,并且可以安装新切削刀片。这在需要小紧固构件的具有小直径的刀具以及具有大直径和许多切削刀片的刀具的切削刀片替换或者转位过程中节省了许多麻烦和时间。对于具有大直径和许多切削刀片的刀具,与传统的螺钉安装的切削刀片相比,在根据本发明的刀具中使用的夹紧机构允许更多数量的切削刀片。此外,由于紧固构件不穿过切削刀片延伸,所以切削刀片可以被制造成无通孔或者具有较小通孔(如下文所述,通孔不意图用于紧固切削刀片)。因此,因刀片制造(压紧和烧结)导致的形状缺陷较少,并且能够使刀片薄而不影响强度,即能够使上侧和下侧之间的距离做得较短。切削刀片的制造包括将粉末压制成切削刀片的形状(或者所谓的生坯)。具有用于接收紧固构件的通孔的切削刀片的问题在于:压制能够使得通孔周围的密度分布变化,并且这种被不均匀压缩的材料引起切削刀片在烧结后变形。无通孔的切削刀片一方面被更均匀地压缩,并且由此在烧结后展现较少形状缺陷。然而应明白,切削刀片可以具有被设计用于在后续涂覆工艺(诸如物理气相沉积(pvd)工艺)中支撑切削刀片的小通孔,而如上所述,这些小通孔将不以有害方式影响切削刀片。

通过将切削刀片滑动到它的处于顶部支撑构件后面的位置,同时坐靠在轴向接触表面上,将切削刀片安装在刀具主体上。之后,使用紧固构件,以将切削刀片固定在该位置中。安装程序简单,但是仍能够非常精确地定位切削刀片。当在加工过程中使用刀具时,切削力通过将第一锁定构件朝着第二锁定构件挤压而解放了紧固构件,并且由此保持切削刀片径向固定。因而,紧固构件可以进行选择并且进行尺寸设定,使得其在刀具不使用时保持切削刀片,但是不是必须构造用以抵抗切削力。因此,在根据本发明的刀具中,切削刀片可以以更大的负的径向倾角或者径向倾斜镶装角安装,这带来了用于锐角进入角(enteringangle)的平滑加工的优点。在传统螺钉安装的切削刀片的刀具中,大的负的径向倾角对螺钉要求很高,其中由于负的倾角,螺钉必须承受更大的切削力。在根据本发明的刀具中,刀座中所含的顶部支撑构件、切削刀片和第二锁定构件相互作用,以承受切削力。

在根据本发明的刀具中使用的切削刀片可以是具有多边形基本形状的切削刀片,诸如可通过多个转位位置转位的切削刀片,每个转位位置都包括主切削刃部分。所使用的切削刀片可以是圆形的,在这种情况下,可以通过在切削刀片的下侧中形成多个不同取向的第一锁定构件而实现转位。也可以使用具有与下侧相同的上侧的双面切削刀片。因而,根据本发明的刀具非常通用,并且可易于适合不同的进入角、切削深度、切削速度等等。

根据本发明的该第一方面的一个实施例,所述下接触区域被设置在位于切削刀片的中心轴线的内侧的区域中。这使得紧固构件能够撬动(lever)切削刀片,使得切削刀片被压靠于顶部支撑构件及第二锁定构件。

根据一个实施例,所述上接触区域被设置在位于下接触区域的外侧的区域中。这确保了紧固构件施加在下接触区域上的压力使切削刀片受到扭矩。

根据一个实施例,被设置在刀座中的第二锁定构件呈锁定凹槽或者锁定凸脊的形式。在第一锁定构件为锁定凹槽的情况下,优选向刀座提供锁定凸脊形式的第二锁定构件,并且反之亦然。以这种方式,能够实现提高切削刀片在刀具中的稳定性的伸长的接触交界。

根据一个实施例,该刀具构造成使得顶部支撑构件和上接触区域之间的接触交界呈线接触的形式。通过将接触交界布置成线接触,防止了超定系统,并且能够实现切削刀片的牢固和精确定位。通过将顶部支撑构件和上接触区域布置成彼此将沿直线接触的非平行平面表面,或者通过使得至少一个表面凸形地圆化,能够实现线接触形式的交界。

根据一个实施例,顶部支撑构件为从面对切削刀片的上侧的刀座的前表面突出的伸长凸脊的形式。在这种情况下,清楚地限定顶部支撑构件,使得刀座的前表面的其余部分和切削刀片之间存在余隙。此外,顶部支撑构件的伸长形状使得可在上接触区域和顶部支撑构件之间实现伸长的接触交界。

根据一个实施例,在刀具主体中设置空白空间,该空白空间处在切削刀片的径向内侧并且与刀座相关,以便在刀具主体和被定位成与切削刃的工作部分相对置的侧表面的部分之间设置余隙。这简化了切削刀片的安装程序,因为切削刀片由于在铣削刀片的侧表面和刀具主体之间形成的间隙而容易滑入它的坐靠在轴向接触表面上的位置中。优选地,仅接触刀具主体的切削刀片的侧表面的那一部分是轴向支撑区域。

根据一个实施例,该刀具被构造为铣刀,优选为面铣刀。可以根据上述任何实施例构造这种铣刀或者面铣刀。从上述说明应明白这种铣刀的优点及其有利特征。然而,根据本发明的刀具也可以被构造为钻孔刀具或者车刀。

根据一个实施例,该刀具包括至少两个切削刀片,其中至少一个是还包括表面生成切削刃部分的表面生成切削刀片,并且该刀具包括定位装置,所述定位装置用以调节所述表面生成切削刀片在刀座内沿第二锁定构件的位置。这种表面生成切削刃部分可以是平行刃带或者凸型的所谓的擦拭切削刃的形式。在这种情况下,该刀具对于生成平滑表面特别有用。通过定位装置,可调节包括表面生成刃的一个或者多个切削刀片的位置,使得表面生成切削刃部分或者多个表面生成切削刃部分以相对于相邻的切削刀片的可调距离从刀具主体突出。

根据一个实施例,定位装置为螺钉的形式,其中该螺钉相对于轴向接触表面以直角延伸穿过在轴向上在表面生成切削刀片上方、设置在刀具主体中的螺纹通孔,使得螺钉在紧固时压靠于表面生成切削刀片的轴向支撑区域。这提供了一种表面生成切削刀片在刀座中的精确定位方式。

根据本发明的第二方面,通过根据权利要求11所述的切削刀片实现上述目标。该切削刀片包括:上侧,所述上侧限定上延伸平面并且包括切屑表面,其中上侧具有规则多边形的基本形状;下侧,所述下侧限定平行于上延伸平面的下延伸平面,其中中心轴线在上侧和下侧之间延伸;侧表面,所述侧表面在上侧和下侧之间绕切削刀片的外周延伸,并且包括多个主余隙表面和辅助余隙表面;切削刃,所述切削刃包括多个主切削刃部分和多个辅助切削刃部分,每个主切削刃部分形成在一个主余隙表面和切屑表面之间,并且每个辅助切削刃部分形成在一个辅助余隙表面和切屑表面之间;以及多个锁定凹槽,所述锁定凹槽形成在下侧中,每个锁定凹槽在一个主余隙表面的内侧且在中心轴线的外侧延伸。所述切削刀片的特征在于,每个锁定凹槽都至少在与内侧有锁定凹槽延伸的主余隙表面相邻的一个主余隙表面处穿过侧表面延伸,所述下侧还包括成形为支承在紧固构件上的下接触区域,并且所述上侧包括上接触区域,所述上接触区域适合于支承在能安装切削刀片的刀具主体的顶部支撑构件上。

根据本发明的切削刀片适合在上述铣刀,特别是面铣刀中使用,其中每个刀座都包括第二锁定构件,所述第二锁定构件呈成形为接合切削刀片的锁定凹槽的锁定凸脊的形式。在每个转位位置中,都仅有其中一个锁定凹槽工作,且因此,刀具的刀座不需要包括超过一个锁定凸脊。总之,足以提供与可用的主切削刃部分相同数目的锁定凹槽。因此,具有六个主和辅助切削刃部分的切削刀片将具有六个锁定凹槽。切削刀片的锁定凹槽可以被用于将切削刀片径向锁定在刀具主体中,以及用于将切削刀片定位在正确的转位位置中。因此,根据本发明的切削刀片能够被非常精确地定位。由于每个锁定凹槽都至少在与内侧有锁定凹槽延伸的主余隙表面相邻的一个主余隙表面处延伸穿过(即,通往或者开口于)侧表面,因此通过将切削刀片滑入它的在刀具主体的顶部支撑构件后面的位置,能够容易地将切削刀片安装在刀座内。由此,锁定凸脊被用于将切削刀片引导到其适当位置中。下接触区域和上接触区域例如可以为平行于上和下延伸平面延伸的平坦表面的形式。

根据本发明的切削刀片成形为可在不使用螺钉或者穿过切削刀片延伸的其它紧固构件的情况下安装在刀具主体中。因此,上述关于刀具所述的切削刀片可以被制造成不具有用于接收紧固构件的通孔。因此,根据本发明的切削刀片相对稳定,并且能够在不影响强度的情况下制作得较薄,即:能够使上侧和下侧之间的距离做得较短。

锁定凹槽应足够得大,使得锁定凹槽能够向切削刀片提供必要的径向支撑,这是因为根据本发明的切削刀片成形为在不使用作为径向支撑表面的侧表面的情况下被完全径向地支撑在刀具主体中。这使得可制造刀具主体,以便在切削刀片的内侧设置空白空间或者间隙,这使得通过将切削刀片轴向滑入刀具主体而容易地安装切削刀片。

优选地,每个锁定凹槽都平行于或者基本上平行于在内侧有锁定凹槽延伸的主余隙表面与切屑表面之间形成的主切削刃部分延伸,或者相对于主切削刃部分以小于25°的角度延伸。以这种方式,工作的锁定凹槽基本上沿工作的主切削刃部分延伸,并且吸收从该切削刃部分来的力。由此,锁定凹槽提供径向支撑,同时帮助将工作的主切削刃部分精确地定位在刀座内。锁定凹槽的基本上平行的延伸在安装过程中也是有用的,此时切削刀片被锁定凹槽引导而滑入其适当位置,直至起到轴向支撑区域作用的切削刀片的其中一个主余隙表面抵靠设置在刀座中的轴向接触表面。

根据一个实施例,每个锁定凹槽都关于在内侧有锁定凹槽延伸的主余隙表面与切屑表面之间形成的主切削刃部分以在范围内的角度延伸。由于锁定凹槽相对于主切削刃部分以一定角度延伸,所以与平行于切削刃部分延伸的锁定凹槽相比,锁定凹槽的长度可以增大。以这种方式,切削刀片和第二锁定构件之间的接触交界被延长,并且刀具的稳定性提高。

根据一个实施例,切削刀片包括多个辅助余隙表面以及每个都在其中一个辅助余隙表面和切屑表面之间形成的多个辅助切削刃部分,其中每个辅助切削刃部分都被构造成表面生成切削刃部分,所述表面生成切削刃部分与在旋转方向上定位在辅助副切削刃部分后面的相邻的主切削刃部分一起工作。在该实施例中,辅助切削刃部分能够为平行刃带或者擦拭切削刃的形式。在该实施例中,切削刀片适合生成平滑表面。

根据一个实施例,每个锁定凹槽都至少在沿旋转方向定位于在内侧有锁定凹槽延伸的主余隙表面后面的主余隙表面处穿过侧表面延伸。因而,锁定凹槽在不处于辅助切削刃部分的侧面的主余隙表面处延伸穿过侧表面。由此,易于通过将切削刀片滑入它的在刀座中的适当位置而安装切削刀片。

根据一个实施例,每个锁定凹槽都终止在相邻的锁定凹槽中。这增大了切削刀片和被设置在刀具主体中的锁定凸脊之间的接触区域,这是由于锁定凹槽的外壁完整并且不受相邻的锁定凹槽的影响。由此,切削刀片的强度增大。优选地,在该实施例中,切削刀片由粉末冶金工艺(诸如由压制或者注塑成型)产生。

根据一个实施例,每个锁定凹槽都在与内侧有锁定凹槽延伸的主余隙表面相邻的主余隙表面处穿过两个侧表面延伸,使得相邻的锁定凹槽彼此交叉。在该实施例中,可以通过磨削产生锁定凹槽。

根据一个实施例,每个锁定凹槽都形成有最内壁和最外壁,如横向于锁定凹槽截取的横截面所示的那样,该最内壁和最外壁形成的角度θ在50°-100°范围内,优选在60°-90°范围内,更优选在60°-80°范围内。通过形成锁定凹槽,使得壁形成的角度θ处于该范围内,能够实现高效锁定机制,将切削刀片在刀具主体的径向方向上锁定以及向切削刀片提供底部支撑。锁定凹槽可以关于平行于中心轴线c2并且沿锁定凹槽的长度截取的横向平面对称或者不对称。在优选实施例中,锁定凹槽是对称的。

根据实施例,每个锁定凹槽都具有在范围0.3w≤d≤0.7w内的深度d,其中w为锁定凹槽的宽度。由此,提供足够的径向支撑。太深的锁定凹槽可能会弱化切削刀片,并且也更难以使用压制技术产生。

根据一个实施例,切削刀片包括至少六个主切削刃部分。通过这种相对大量的主切削刃部分或者转位位置,与包括较少转位位置的切削刀片相比,切削刀片的刀具寿命提高。根据本发明的切削刀片可以包括高达20个主切削刃部分。

通过下文详细说明将明白本发明的进一步优点和有利特征。

附图说明

将在下文中参考附图详细地描述本发明。在附图中:

图1示出根据本发明的切削刀具的透视图,

图2示出图1中的切削刀具的顶视图,

图3示出图1中的切削刀具的侧视图,

图4示出根据本发明的切削刀片的透视图,

图5示出图4中的切削刀片的透视图,

图6示出图4中的切削刀片的顶视图,

图7示出图4中的切削刀片的侧视图,

图8示出图4中的切削刀片的底视图,

图9示出沿图8中的线ix-ix截取的横截面图,

图10示出图1中的刀具的刀座,

图11示出图1中的刀具的刀座,

图12示出图1中的刀具的部分的分解图,

图13示出图1中的刀具的透视图,

图14示出沿图13中的线xiv-xiv截取的横截面图,

图15示出图1中的刀具的部分,

图16示出沿图15中的线xiv-xiv截取的横截面图,

图17示出图1中的刀具的部分,

图18示出与切削刀片一起的沿图17中的线xviii截取的横截面图,以及

图19示出与切削刀片一起的沿图17中的线xix截取的横截面图。

具体实施方式

在图1-3中示出根据本发明的实施例的面铣刀100。刀具100包括刀具主体101、十个切削刀片200和十个紧固构件300。刀具主体101具有前端102和后端103,中心旋转轴线c1在前端102和后端103之间延伸。刀具100可在旋转方向r上绕中心旋转轴线c1旋转。十个刀座104在刀具主体101中被设置于前端102和在前端102与后端103之间延伸的外周表面105之间的过渡区域中。容屑槽106和用于支撑切削刀片200的顶部支撑构件107被在旋转方向上设置在每个刀座104前面。在每个刀座104中,都使用带螺纹螺钉形式的紧固构件300,通过夹紧牢固地安装切削刀片200。在切削刀片200径向内侧并且与刀座104相关,在刀具主体101中设置空白空间111。

在图4-9中更详细地示出根据本发明的实施例的切削刀片200。切削刀片200单侧具有六个转位位置,并且包括限定上延伸平面pu的上侧201,以及限定平行于上延伸平面pu的下延伸平面pl的下侧202。中心轴线c2在上侧201和下侧202之间延伸。在中心轴线c2上对中的中心孔210也在上侧201和下侧202之间延伸。上侧201具有规则多边形的基本形状,在所示实施例中为六边形,并且包括切屑表面203。

侧表面204绕切削刀片200的外周在上侧201和下侧202之间延伸,并且包括六个主余隙表面205和辅助余隙表面206。切削刃207在切屑表面203和侧表面204之间形成,包括每个都在其中一个主余隙表面205和切屑表面203之间形成的六个主切屑刃部分208,以及呈平行刃带或者擦拭切削刃形式且每个都在其中一个辅助余隙表面206和切屑表面203之间形成的六个辅助切削刃部分209。在每个转位位置中,其中一个主切削刃部分208是工作的,并且其中一个主余隙表面205形成与设置在刀具主体101的刀座104中的轴向接触表面109接触的轴向支撑区域。

切削刀片200的下侧202包括呈锁定凹槽211形式的六个第一锁定构件,所述第一锁定构件成形为一次有一个工作。因此,每个锁定凹槽211都与切削刀片200的转位位置相关联,并且在主余隙表面205中的第一主余隙表面的内侧并且在切削刀片200的中心轴线c2的外侧延伸。每个锁定凹槽211还都穿过主余隙表面205中的与第一主余隙表面205相邻的一个主余隙表面205延伸,并且具有关于彼此形成角度θ的最外壁212和最内壁217。能够在示出平行于中心轴线c1截取的横截面的图9中看出该角度。由于锁定凹槽211仅穿过其中一个相邻的主余隙表面205延伸,所以在该图中,示出相邻锁定凹槽211'的最外壁212'在锁定凹槽211后面。

下侧202还包括成形为支承在紧固构件300上的下接触区域213。在所示实施例中,下接触区域213为绕切削刀片200的中心孔210延伸的平坦表面形式。上侧201包括适合支承在刀具主体101的顶部支撑构件107上的上接触区域214。同样地,所示实施例中的上接触区域214为绕切削刀片200的中心孔210延伸的平坦表面形式。

现在参考更详细地示出刀具主体101的刀座104的图10-11。刀座104包括呈锁定凸脊108形式且具有内接触表面113和外接触表面114的第二锁定构件。锁定凸脊108成形为接合切削刀片200的其中一个锁定凹槽211,并且形成用于切削刀片200的径向支撑。它的内接触表面113被构造用以接触最内壁217,并且它的外接触表面114被构造用以接触最外壁212。锁定凸脊108与顶部支撑构件107相对定位,在旋转方向上处在切削刀片200后面。顶部支撑构件107成形为利用这里呈平坦表面形式的接触表面112接触切削刀片200的上接触区域214。

锁定凸脊108和锁定凹槽211应进行尺寸成形,以实现对切削刀片的适当径向支撑和底部支撑。每个锁定凹槽211都展现深度d,即在平行于切削刀片的中心轴线c2的方向上比锁定凹槽211的宽度w小的深度d(参见图9)。在该实施例中,锁定凹槽211的深度d等于宽度w的近似一半,这可以足以提供适当的径向支撑。此外,锁定凹槽211的深度d稍微大于锁定凸脊108的高度,以在锁定凸脊108的顶部和工作的锁定凹槽211的底部之间提供一定余隙。但是,不应使锁定凹槽211太深,因为这趋向于弱化切削刀片200。总之,如图9的横截面所示,可以说锁定凹槽211具有在切削刀片的下侧202上的总宽度的15%-30%范围内的宽度w。在所示实施例中,在图9所示的横截面中,锁定凹槽宽度w为刀片总宽度的近似15%。

还应明白,锁定凹槽211的最内壁217和最外壁212两者都朝着锁定凹槽211的底部倾斜(即,会聚)。在这种特定情况下,锁定凹槽211的两个壁212、217镜像对称,并且关于下延伸平面pl以60°倾斜。然而,锁定凹槽211可以展现不对称的壁212、217,其中最外壁212以比最内壁217更大的角度倾斜。向切削刀片200提供径向支撑的是最外壁212。壁212、217也应向切削刀片100提供适当的底部支撑。然而,优选地,最外壁212和最内壁217之间测量的总角度θ不超过100°。因此,如果最外壁212倾斜例如50°,则在锁定凹槽211的不对称形式中,最内壁217可以倾斜30°或者更大。总角度θ能够采取在范围50°-100°内的值,以提供适当的径向支撑和底部支撑。在锁定凹槽211的对称形式中,优选地,总角度θ在范围60°-90°内,并且更优选在范围60°-80°内。在所示实施例中,θ=60°。因此,壁212、217以向切削刀片200提供最佳底部支撑和径向支撑的方式适当地倾斜。当通过紧固构件300夹紧/紧固切削刀片时,也应可以绕锁定凸脊108稍微倾斜工作的锁定凹槽211。最内壁217和最外壁212不需要为平面的,而是能够稍微圆化。在这种情况下,优选地,最内壁的弦和最外壁的弦满足上述角度关系。

刀具100的锁定凸脊108应成形用以配合到工作的锁定凹槽211中。为此,锁定凸脊108能够具有与最内壁217和最外壁212类似倾斜度的接触表面113、114,但是也可以具有不同倾斜度和形状的壁,只要锁定凸脊108配合到锁定凹槽211中并且能够提供必要的支撑就行。应在工作的锁定凹槽211的底部处设置余隙,这意味着锁定凸脊108应进行尺寸成形,以提供这种余隙。

在刀座104中具有孔口并且具有中心轴线c3的带螺纹通孔110(参见图14)被设置在刀具主体101内,在旋转方向上处于刀座104后面。在所示实施例中,通孔110成形为:其中心轴线c3相对于刀具主体101的径向平面、即垂直于刀具主体101的中心旋转轴线c1的平面成一定角度。通孔110也径向地倾斜,即相对于刀具主体101的半径倾斜。通孔的径向倾斜角度可以取决于刀具主体101的直径和刀座104的数目而变化。

图12-16更详细地示出用于在刀具主体101中紧固切削刀片200的紧固机构。在所示实施例中,切削刀片200被安装在具有工作的主切削刃部分208a和工作的辅助切削刃部分209a的转位位置中。工作的锁定凹槽211a基本上平行于工作的主切削刃部分208a延伸。如图14中清楚地示出的,呈具有螺纹部分301和截顶圆锥端部302的螺钉形式的紧固构件300穿过通孔110延伸,并且支承在切削刀片200的中心轴线c2内侧形成的切削刀片200的工作的下接触区域213a上。因此,紧固构件300推动切削刀片200转动/倾斜到刀座104中的固定位置中,其中切削刀片200的工作的上接触区域214a被压靠在顶部支撑构件107的接触表面112上,并且其中锁定凸脊108与工作的锁定凹槽211a锁定。通过使锁定凹槽211a的最内壁217a接触锁定凸脊108的内接触表面113,以及使锁定凹槽211a的最外壁212a接触锁定凸脊108的外接触表面114,实现锁定。因此,锁定凸脊108形成用于切削刀片200的径向支撑。由于被设置在铣刀片200内侧的空白空间111,所以锁定凸脊108是所设置的仅有的径向支撑。因此,锁定凸脊108和锁定凹槽211应进行尺寸形成,以便实现适当的径向支撑。紧固构件300也将在该转位位置起到工作的轴向支撑区域的作用的主余隙表面205c压靠在被设置在刀具主体101的刀座104中的轴向接触表面109上,以便切削刀片200在刀具100的轴向方向上被固定。

图17-19详细地示出切削刀片200和刀具主体101的接触表面。在图18中,与切削刀片200的上侧201一起示出面对切削刀片200的下侧202并且包括锁定凸脊108的刀座104。在图19中,与切削刀片200的下侧202一起示出面对切削刀片200的上侧201的顶部支撑构件107。切削刀片200安装为使其主切削刃部分208a作为工作的主切削刃部分的位置以虚线标示。在切削刀片200上,在图18中以格子花纹标记工作的上接触区域214a,而以阴影线图案标记起到接触轴向接触表面109的工作的轴向支撑区域作用的工作的下接触区域213a、工作的锁定凹槽211a的工作的最内壁217a和最外壁212a以及主余隙表面205c。对于图19,相反情况成立。如图所示,工作的锁定凹槽211a在基本上平行于工作的主切削刃部分208a的主余隙表面205a的内侧延伸且在切削刀片200的中心轴线c2的外侧延伸。锁定凹槽211a穿过设置在工作的主余隙表面205a和主余隙表面205c之间的主余隙表面205b延伸,主余隙表面205c在该转位位置中起到切削刀片200的工作的轴向支撑区域的作用。在所示实施例中,上接触区域214a具有不规则伸长形状。上接触区域214a在上侧201a的中心区域中基本上平行于工作的切削刃部分208延伸。切削刀片200、紧固构件300和刀具主体101之间的实际接触交界当然可以偏离所标记的接触区域。例如,通过紧固构件的截顶圆锥形端部302和平坦的下接触区域213,可实现线接触形式的接触交界。

在径向上设置在切削刀片200的内侧的空白空间111进行尺寸成形,以便切削刀片200的不工作的主余隙表面205,并且特别是不工作的主切削刃部分208不接触刀具主体101。侧表面204中与刀具主体101接触的仅有部分是起到工作的轴向支撑区域的作用的主余隙表面205c。如图16中所示,与该主余隙表面205c相关联的主切削刃部分208c不接触刀具主体201。

为了将切削刀片200固定在刀具主体101中,切削刀片200被滑入刀座104,同时工作的锁定凹槽211a接合锁定凸脊108,因此主余隙表面205c(工作的轴向支撑区域)接触轴向接触表面109。为了将切削刀片固定在刀座104内,紧固构件300被拧入通孔110,使得端部302的截顶圆锥表面接触切削刀片200的工作的下接触区域213a。在所示实施例中,端部302的截顶圆锥表面将沿直线接触工作的下接触区域213a,即接触交界为线接触形式。优选地,铣刀200应被构造成使得紧固构件300的中心轴线c3和所述线接触之间的角度在50°和75°之间的区间内。

在使用铣刀100的铣削操作期间,切削力起作用,以将切削刀片200进一步压入刀座104。因此,紧固构件300不需要进行尺寸成形以抵抗切削力,而是仅用以在铣刀100处于静止时保持切削刀片200就位。

在所示实施例中,在切削刀片中设置的中心孔210不是本发明必需的,并且也可以被省略。该中心孔旨在在pvd涂覆工艺中支撑刀片,并且不需要该中心孔以将切削刀片固定在刀具主体内。因此,取决于制造过程,中心孔可以被排除,或者被以较小直径制成。因而,根据本发明的切削刀片和在根据本发明的刀具中使用的切削刀片可以提供为无中心孔。

本发明不限于所公开的实施例,而是可以在所附的权利要求书的范围内变化和变型。例如,本文公开的切削刀片是单面的,并且具有正的几何形状。然而,例如在双面切削刀片的情况下,也可以在具有负的切削刀片的情况下使用根据本发明的刀具。

切削刀片的上接触区域和刀具主体的顶部支撑构件可以具有不同构造,只要在顶部支撑构件和上接触区域之间形成稳定支撑,优选形成线接触形式的稳定支撑就行。期望线接触,以实现刀具主体的顶部支撑构件和切削刀片的上接触区域之间的初始预定接触线。然而,由于通常由钢制成的刀具主体的弹性,当以增大的力将接触区域向上推靠于支撑构件时,将实际上在顶部支撑构件和上接触区域之间产生表面接触。

紧固构件不必为螺钉形式。紧固构件也可以例如为张力杆,诸如弹簧加载杆,或者为楔型构件,或者为本领域已知的任何其它适当的紧固构件。

附图标记列表

100铣刀

101刀具主体

102前端

103后端

104刀座

105外周表面

106容屑槽

107顶部支撑构件

108锁定凸脊

109轴向接触表面

110通孔

111空白空间

112接触表面

113内接触表面

114外接触表面

200切削刀片

201上侧

202下侧

203切屑表面

204侧表面

205主余隙表面

206辅助余隙表面

207切削刃

208主切削刃部分

209辅助切削刃部分

210中心孔

211锁定凹槽

212最外壁

213下接触区域

214上接触区域

217最内壁

300紧固构件

301带螺纹部分

302端部

c1刀具的中心旋转轴线

c2切削刀片的中心轴线

c3通孔的中心轴线

d锁定凹槽的深度

w锁定凹槽的宽度

r旋转方向

pu上延伸平面

pl下延伸平面

θ角度

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