用于铣削轨顶的切削工具组件的制作方法

本发明涉及切削工具。更具体地讲，本发明涉及用于铣削轨顶的切削工具，所述切削工具具有螺旋地安装到切削工具上的多种不同类型的切削刀片。

背景技术：

用于铣削轨顶的常规切削工具由随机间隔的切削刀片和用于容屑槽的方形凹座设计构成。因此，常规切削工具经历了工具压力增加、工具寿命缩短以及轨形铣削期间的效率下降。因此，需要提供这样的切削工具，其提供更平滑、有效的轨形铣削，同时提供持续的工具压力，从而改善工具寿命。

技术实现要素：

提供具有更平滑、有效的轨形铣削，同时提供持续的工具压力和改善的工具寿命的切削工具的问题通过将多种不同类型的切削刀片螺旋地安装到切削工具上来解决。

在本发明的一个方面，用于铣削轨顶的切削工具组件包括第一部分和安装到第一部分的第二部分。每个部分包括用于接纳多种不同类型的切削刀片的多个刀片接纳凹座，其中所述多种不同类型的切削刀片被布置在由螺旋容屑槽间隔开的多个螺旋齿中。

在本发明的另一个方面，用于铣削轨顶的切削工具组件包括第一部分和安装到第一部分的第二部分。每个部分包括用于接纳多种不同类型的切削刀片的多个刀片接纳凹座，所述多种不同类型的切削刀片被布置在由螺旋容屑槽间隔开的多个螺旋齿中，其中所述多种不同类型的切削刀片包括具有以半径r形成的顶部表面的第一类型切削刀片、具有以小于半径r的第一半径r1形成的顶部表面的第二类型切削刀片以及具有以小于第一半径r1的第二半径r2形成的顶部表面的第三类型切削刀片。

在本发明的又一个方面，用于铣削轨顶的切削工具组件包括第一部分和安装到第一部分的第二部分。每个部分包括用于接纳多种不同类型的切削刀片的多个刀片接纳凹座，所述多种不同类型的切削刀片被布置在由螺旋容屑槽间隔开的多个螺旋齿中，其中所述多种不同类型的切削刀片包括具有以半径r形成的顶部表面的第一类型切削刀片、具有以小于半径r的第一半径r1形成的顶部表面的第二类型切削刀片以及具有以小于第一半径r1的第二半径r2形成的顶部表面的第三类型切削刀片。第一类型切削刀片在切削工具组件的纵向轴线的区域中接触顶轨的侧壁和顶部表面，并且第二类型切削刀片接触顶轨的第一弯曲部分，并且第三类型切削刀片在铣削操作期间接触顶轨的第二弯曲部分。

附图说明

虽然示出了本发明的各种实施例，但是示出的具体实施例不应被解释为限制权利要求。预期可以在不脱离本发明范围的情况下进行各种变化和修改。

图1为根据本发明的实施例的用于铣削顶轨的具有螺旋布置的切削刀片和容屑槽的切削工具组件的等轴视图；

图2为图1的切削工具组件的另一个等轴视图；

图3为图1的切削工具组件的左手切面的前视图；

图4为图1的切削工具组件的右手切面的前视图；

图5为图1的切削工具组件的前视图；

图6为根据本发明的实施例的用于切削工具组件的第一类型切削刀片的顶视图；

图7为沿图6的线7-7截取的切削刀片的剖视图；

图8为根据本发明的实施例的用于切削工具组件的第二类型切削刀片的等轴视图；

图9为图8的第二类型切削刀片的顶视图；

图10为沿图9的线10-10截取的切削刀片的剖视图；

图11为根据本发明的实施例的用于切削工具组件的第三类型切削刀片的等轴视图；

图12为图11的第二类型切削刀片的顶视图；

图13为沿图12的线13-13截取的切削刀片的剖视图；以及

图14为在铣削操作期间形成顶轨的图1的切削工具组件的放大局部视图。

具体实施方式

现在参见图1-图5，切削工具组件10，例如用于铣削轨顶200的成形磨机，包括第一部分12和安装到第一部分12的第二部分14。一般来讲，每个部分12,14包括用于接纳多种不同类型的切削刀片18,20,22的多个刀片接纳凹座16。如图3和图4所示，每个部分12,14具有切削工具组件10的总宽度w约一半(1/2)的宽度w1,w2(图5)。

一个部分12,14，例如第一部分12可包括定位销23和锥枢25，用于确保第一部分12正确安装到第二部分14(图3)。切削工具组件10围绕中央旋转轴线24旋转，并且还具有基本上垂直于中央旋转轴线24的纵向轴线26。第一部分12通过将螺纹紧固件28插入第一部分12中的孔30，并将螺纹紧固件28拧入第二部分14中的螺纹孔(未示出)来固定到第二部分14。

在图示实施例中，切削工具组件10可通过将心轴插入第二部分14的中央孔38来安装到心轴(未示出)。一旦安装到心轴，多个螺纹紧固件32即可插入第一部分12中的孔34和第二部分14中的孔36，然后切削工具组件10可固定到旋转机器(未示出)。在图示实施例中，螺纹紧固件28,32包括本领域熟知类型的内六角螺钉。应当指出的是，当切削工具组件10安装到旋转机器(未示出)时，第一部分12包括基本上平面的安装表面40，并且第二部分14包括基本上平面的安装表面42。

在本发明的一个方面，切削工具组件10包括多个螺旋齿44，该螺旋齿包括多种不同类型的切削刀片18,20,22。如本文所用，螺旋(或螺旋线)是平滑空间曲线的类型，即三维空间中的曲线。它具有以下性质：在任何点的切线与称为轴线的固定直线成一恒定角。螺旋的例子是卷簧和螺旋式楼梯的扶手。螺旋可以是右手的或左手的。从沿螺旋轴线的视线观察，如果顺时针旋拧运动移动螺旋远离观察者，则称为右手螺旋；如果朝向观察者，则为左手螺旋。螺旋的间距为平行于螺旋轴线测量的一个完整螺旋圈的宽度。

在图示实施例中，螺旋齿44以左手取向布置。然而，应当理解本发明可以以右手取向布置的螺旋齿44实施。在该实施例中，第二部分14将在纵向轴线26的左手侧，而非图1-图5所示的右手侧。换句话讲，切削工具组件10将相对于图1-图5所示的实施例的纵向轴线26镜像对称。

在图示实施例中，切削工具组件10具有总共七(7)行螺旋齿44，每个螺旋齿44包括总共十(10)个切削刀片18,20,22。在图示实施例中，每个齿44具有总共六(6)个切削刀片18、两(2)个切削刀片20和两(2)个切削刀片22(一些切削刀片18,20,22可能在图1-图5中不可见)。每行螺旋地安装的切削刀片18,20,22可被螺旋(或螺旋形)容屑槽46间隔开，以有助于在加工操作期间移除切屑。在图示实施例中，切削工具组件10中存在总共七(7)个容屑槽46。然而，应当理解，本发明不受螺旋齿44的行数和螺旋容屑槽46的数量的限制，并且根据切削工具组件10的尺寸，本发明可具有任何所需数量的齿44和容屑槽46。还应当理解，本发明可在不存在螺旋容屑槽46的情况下实施。在该实施例中，切屑缝47可有助于在加工操作期间移除切屑。

现在参见图6和图7，根据本发明实施例示出了切削刀片18。切削刀片18包括第一表面48、与第一表面48相对的第二表面50，以及在第一表面48和第二表面50之间延伸的多个周围侧表面52,54,56,58。在一个实施例中，切削刀片18为基本上方形的形状，以使得周围侧表面52,54,56,58接触切削刀片18的内切圆ic。切削刀片18包括分别在第一表面48和周围侧表面52,54,56,58之间的相交处的多个切削刃60,62,64,66。相似地，切削刀片18包括分别在第二表面50和周围侧表面52,54,56,58之间的相交处的多个切削刃68,70,72,74(图6和图7中仅可见切削刃68,72)。因此，切削刀片18是具有总共八(8)个切削刃的双面切削刀片，并且围绕全部三个轴线(x、y和z)对称。第一表面48和第二表面50可能以非常大的半径r形成。在一个实施例中，半径r为至少10.00英寸(254.00mm)。

切削刀片18包括在第一表面48和第二表面50之间延伸、用于容纳安装螺钉78的埋头孔76(图1)，用于将切削刀片18安装到刀片接纳凹座16内。切削刀片18可包括在第一表面48和第二表面50和周围侧表面52,54,56,58之间的相交处的斜面80，以防止切削刀片18的角损坏。在一个实施例中，斜面80相对于邻近的周围侧表面52,54,56,58以约四十五(45)度的角82形成。

现在参见图8-10，根据本发明实施例示出了切削刀片20。切削刀片20包括顶部表面84、与顶部表面84相对的底部表面86，以及在顶部表面84和底部表面86之间延伸的多个周围侧表面88,90,92,94。在一个实施例中，切削刀片20为基本上矩形的形状。切削刀片20包括在顶部表面84和周围侧表面90之间的相交处的第一切削刃96，以及在顶部表面84和周围侧表面94之间的相交处的第二切削刃98。与切削刀片18不同的是，切削刀片20是具有总共两(2)个切削刃的单面切削刀片，并且围绕一(1)个轴线对称并围绕两个轴线非对称。此外，顶部表面84和切削刃96,98以适形于顶轨的半径r1形成，如下文详述的那样。在一个实施例中，半径r1在约1.00英寸(25.4mm)和约1.50英寸(38.1mm)之间。例如，半径r1可为约1.25英寸(31.75mm)。

切削刀片20包括在顶部表面84和底部表面86之间延伸、用于容纳安装螺钉78的埋头孔100(图1)，用于将切削刀片20安装到切削工具组件10的刀片接纳凹座16内。切削刀片20可包括在顶部表面84和底部表面86和侧表面88,92之间的相交处的斜面102，以防止切削刀片20的角损坏。

现在参见图11-13，根据本发明实施例示出了切削刀片22。切削刀片22包括顶部表面104、与顶部表面104相对的底部表面106，以及在顶部表面104和底部表面106之间延伸的多个周围侧表面108,110,112,114。在一个实施例中，切削刀片22为基本上矩形的形状。切削刀片22包括在顶部表面104和周围侧表面110之间的相交处的第一切削刃116，以及在顶部表面104和周围侧表面114之间的相交处的第二切削刃118。与切削刀片18不同的是，切削刀片22是具有总共两(2)个切削刃的单面切削刀片，并且围绕一(1)个轴线对称并围绕两个轴线非对称。此外，顶部表面104和切削刃116,118以适形于顶轨的半径r2形成，如下文详述的那样。在一个实施例中，半径r2在约0.50英寸(12.7mm)和约0.75英寸(19.05mm)之间。例如，半径r2可为约0.562英寸(14.29mm)。因此，切削刀片22的半径r2的相对值小于切削刀片20的半径r1。

切削刀片22包括在顶部表面104和底部表面106之间延伸、用于容纳安装螺钉78的埋头孔102(图1)，用于将切削刀片22安装到切削工具组件10的刀片接纳凹座16内。切削刀片22可包括在顶部表面104和底部表面106和侧表面108,112之间的相交处的斜面122，以防止切削刀片22的角损坏。

现在参见图14，切削工具组件10设计为形成通常以200示出的顶轨，该顶轨以有效、高性价比的方式用于铁轨(未示出)。如图14所示，具有半径r的切削刀片18的第一表面48和第二表面50在切削工具组件10的纵向轴线26的区域中接触顶轨200的侧壁202和顶部表面204。具有半径r1的切削刀片20的顶部表面84接触顶轨200的第一弯曲部分206，并且具有半径r2的切削刀片22的顶部表面104接触顶轨200的第二弯曲部分208。

已示出切削工具组件10工具压力往往会将切削工具组件10推入心轴，而不是试图将切削工具拉出心轴。因此，与其中切削刀片随机布置在具有方形凹座容屑槽的切削工具上的常规切削工具相比，本发明的切削工具组件10提供了更平滑、有效的轨形铣削、铣削操作期间持续的工具压力、改善的工具寿命以及更有效的切屑移除。具体地讲，测试已显示，与具有随机布置的切削刀片和方形凹座容屑槽的常规切削工具相比，本发明的切削工具组件10减少了20-25％的功耗。

本文所提到的专利和出版物据此以引用方式并入。

虽然当前已描述了优选实施例，但本发明在所附权利要求书的范围内可以其他方式体现。