专利名称：切削刀具和切削刀片的制作方法
技术领域：
本公开涉及切削刀片和用于这种切削刀片的保持器，并且涉及保 持器和这样的一个或多个切削刀片的组合。此外，本公开涉及用于形 成切削刀片的方法和/或使用这种切削刀片和/或保持器的方法，以及/ 或用以设计用于保持器的切削刀片的方法。
背景技术：
特别用于切削金属的切削刀片和用于这种切削刀片的保持器在 本领域是已知的。也被称为切削刀具的这种切削刀片和保持器通常用 于旋转切削操作，例如钻削、铣削等。
例如，用于在工件中铣削出90。肩部的旋转的切削刀具是已知的。 这种刀具大体设计成以便固定具有侧向切削刃的切削部件，该侧向切
形的旋转包络，并且因此能够在工件中铣削出90°肩部。
然而，当在哿刻的加工条件下使用这种切削刀片或切削刀具时， 由于切削过程的苛刻条件可能潜在地产生4^大量级的切削力，所以可 能会出现稳定性问题。特别地，以上所述的旋转切削刀具的切削力包 括在铣削工件时产生的各个切削刀片的扭矩的总和，扭矩是作用于各 个切削刃部分上的切削力和各个切削刃部分的圓柱形旋转包络的半 径的乘积。因此，与采用(例如)端面切削刃相比，采用切削刀具的侧 向切削刃会转变出更大量级的切削力。此外，可能在切削部件和/或切 削刀具上存在过度的负荷，和/或存在切削部件和/或切削刀具的振动。 而且，可能发生损伤工件的加工表面。这些问题可能会限制传统切削 部件和/或切削刀具的使用。
7因此，即使是存在苛刻的条件时，为了有利于切削，已经设计了 用于迅速地移除工件上大量的材料的切.削部件。在这种加工操作中，
虽然切口的深度可能较浅，例如达到2mm,但横向进给率很高，例如 高达刀具每齿3-4mm。这种刀片对例如可称为"筒(hub)"(的结构)的 粗糙加工很有效，即如在例如冲模和铸模制造业中可能很常见的、形 成于实心金属工件中的深凹槽。这种切削部件的主切削刃可设置成邻
近切削刀具的面，且可潜在地横向于切削刀具的旋转轴线而延伸。
已知的是，即使是存在苛刻的条件时，为了有利于切削，切削刀 片的纵向刃可潜在地与—皮加工的工件的侧壁分离，以减轻切削刀具上 的过度负载和/或切削刀具的振动。要实现这一点，已知的^设计具有 倾斜的刀片凹槽的特殊刀具，从而使得布置在这种特殊地制造的、倾 斜的凹槽中的切削刀片使其 f黄向刃与工件的侧壁分离。
根据美国专利5,052,863已知，为了在具有圆柱形保持器和至少 一个可更换的沿周边设置的切削刀片的周边旋转铣刀中使用，切削刀
度与构成所述侧向切削刃的旋转表面的柱面相交。
根据美国专利5,071,292已知，为了在具有圓柱形保持器和至少 一个可更换的沿周边设置的切削刀片的周边旋转铣刀中使用，切削刀 片形成有连续地弯曲的切削前角和离隙后刀面表面，从而使得相对于 圆柱形保持器限定的刀片前角和后角沿切削刃的长度保持基本不变。
根据美国专利5,078,550已知，为了在具有圆柱形保持器和至少 一个可更换的沿周边设置的切削刀片的周边旋转铣刀中使用，侧离隙 后刀面包括在相交线处相交的第一和第二构件侧离隙面，该相交线沿 着侧离隙后刀面从邻近刀片的前端且位于其中间位置处的第一位置 延伸到与所述切削刃相交且邻近刀片的后端的第二位置，所述构件后 刀面表面基本为平面，且相对于彼此成角度地设置，从而使得相对于 前端区域中的圓柱形保持器而限定的刀片侧后角基本等于后端区域中的刀片侧后角。
根据美国专利5,145,295已知，为了在具有圓柱形保持器和至少 一个可更换的沿周边设置的切削刀片的周边旋转铣刀中使用，切削刀 片形成为具有包括限定在所述切削刃和所述离隙后刀面表面的中间 部分之间的第一部分，以及限定在所述中间部分和刀片的基座之间的 第二部分的离隙后刀面表面，所述第一部分呈现第一离隙后刀面角， 所述第二部分呈现第二离隙后刀面角，当桥接所述第一部分和所述第 二部分的所述中间部分相对于所述第一部分和所述第二部分一黄向地 导向时，所述离隙后刀面角显著地大于所述第二离隙后刀面角。
根据美国专利5,207,538已知，为了在具有圆柱形保持器和至少 一个可更换的沿周边设置的切削刀片的周边旋转铣刀中使用，切削刀 片形成为具有包括限定在所述切削刃和所述离隙后刀面表面的中间 部分之间的第 一部分以及限定在所述中间部分和刀片的基座之间的 第二部分的离隙后刀面表面，所述第一部分呈现第一离隙后刀面角， 所迷第二部分呈现第二离隙后刀面角，当桥接所述第一部分和所述第 二部分的所述中间部分相对于所述第 一部分和所述第二部分4黄向地 导向时，所述第 一 离隙后刀面角显著地大于所述第二离隙后刀面角。
如可在例如美国专利5，207,538和美国专利5,145,295的
图14中 看到的，相应的切削刀片可安装在保持器中，从而使得侧向切削刃平 行于旋转铣刀的旋转轴线，以便在工件中加工出90°肩部。
美国专利4,708,537公开了具有安装在可更换的筒座上的可互换 切削刀片的金属切削刀具，该可更换的筒座可拆装地装于切削刀具的 保持器中，并且特别地，夹在相应的切削刀具中的刀片布置成以便提
中铣削出90°肩部。
欧洲专利申请1 075 889涉及具有至少一个可分度转动(indexable) 的刀片的旋转切削刀具，其中刀片具有主切削刃和外周边切削刃。所 述主切削刃#皮公开为以某切削刃角度倾斜，且其#皮7>开为成形为类似弧或大致孤的形状，其中所述外周边切削刃被成形为类似直线、弧或 大致弧，以便相对于刀具的中心轴线向后渐缩。讨论了抑制震颤一振 动以及实现稳定和高效的工作的相应的布置。
美国专利申请5,460,464涉及包括以某角度倾斜的侧向切削刃脊 和相对于矩形基座形状的以某角度倾斜的副切削刃脊的切削刀片。
发明概述
在一个方面中，本发明涉及切削刀片。创造性的切削刀片包括相 对的顶面和底面，以及在顶面和底面之间延伸的周边侧面。周边侧面 包括连接到相对的第二侧面上的相对的第 一侧面。第 一侧面和第二侧 面中的各个包括适于安装切削刀片的至少一个靠接面部分。顶部周边 边缘形成于周边侧面和顶面之间。顶部周边边缘包括位于第 一侧面与 顶面相交处的相对的第 一 边缘、位于第二侧面与顶面相交处的相对的 第二边缘，其中两个相对第一边缘横向于两个相对的第二边缘而延 伸。顶部周边边缘进一步包括第一对对角地相对的第一角部边缘，各 个第一角部边缘限定在第一边缘的前端和相关联的第二边缘之间。顶 部周边边缘进一步包括第二对对角地相对的第二角部边缘，各个第二 角部边缘限定在第一边缘的后端和邻近的第二边缘之间。切削刀片具 有对称轴线S、第一轴线A以及第二轴线B，对称轴线S通过相对的 顶面和底面而延伸，刀片关于该对称轴线S具有180。旋转对称性，第 一轴线A垂直于对称轴线S且在切削刀片的俯视图或仰视图中基本平 行于第一边缘而延伸，第二轴线B垂直于对称轴线S和第一轴线A两 者，第二轴线B沿笫二侧面延伸且横向于第一侧面。在创造性的切削 刀片的俯^L图中，相对于平行于第一轴线A且包含邻近相关^:的第一 角部边缘的第一边缘的第一边缘切点的假想的第一边缘切线A' - A', 各个第一边缘朝向第一轴线且在相关联的第二角部边缘的方向上以 第一角度a向内会聚。同样在刀片的俯视图中，相对于平行于第二轴 线B且包含邻近相关联的笫二角部边缘的第二边缘切点的假想的第二边缘切线B' - B'，各个第二边缘朝向第二轴线B且在邻近的第一角部 边缘的方向上以第二角度j3向内会聚。此外，至少一个靠接面部分中 的各个与其相关联的第一边缘或第二边缘隔开，且具有与其所述相关 联的第一边缘或第二边缘的定向相独立的定向。
在刀片切削刀片的侧视图中，笫 一 角部边缘可包含不比第 一边缘 的任何部分离底面更近一部分。
第二边缘可大体平行于底面。
第 一 边缘、第二边缘和第 一 角部边缘中的各个的至少 一部分为切 削刃。
第二角度(3可介于0。和40。之间，且更优选地为介于18。和22。 之间。
第一角度a可介于l。和6。之间，且更优选地为介于2.5。和3.5。之间。
在切削刀片的侧视图中，第一侧面可各自包括自第一边缘附近向 下延伸的第一离隙面部分和自底面附近向上延伸的第一下部表面部 分，其中第一靠接面部分定位在第一离隙面部分和第一下部表面部分 之间。同时，在切削刀片的端视图中，第二侧面可各自包括自第二边 缘附近向下延伸的第二离隙面部分和自底面附近向上延伸的第二下 部表面部分，其中第二靠接面部分定位在笫二离隙面部分和第二下部 表面部分之间。
靠接面部分、离隙面部分和下部表面部分中的各个可关于对称轴 线S不同地定向。
各个第 一侧面可大体平行于第 一轴线A，且各个第二侧面可大体 平行于第二轴线B。
限定在相对的第一侧面与底面的相交处的第一底部边缘可大体 平行于第 一靠接面部分。限定在相对的第二侧面与底面的相交处的第 二底部边缘可大体平行于第二靠接面部分。
切削刀片可设有形成于顶面和底面之间的夹紧孔，以用于接收夹紧螺钉。
第一靠接面部分和第二靠接面部分可布置成大致相互垂直。 底面可形成大体垂直于第一靠接面部分和第二靠接面部分的基 座靠接面。
在俯视图中，第一边缘切点相对于第一轴线A形成切削刀片的最 远点，且第一边缘切点离第一角部边缘比离第第二角部边缘更近。同 时，第二边缘切点相对于第二轴线B形成切削刀片的最远点，且第二 边缘切点离第二角部边缘比离第 一 角部边缘更近。
持在其中的保持器的切削刀具。
该刀具具有限定了沿轴向向前的F方向和沿轴向向后的R方向的 旋转纵向轴线C。保持器具有正面和创造性的切削刀片保持在其中的 至少一个凹槽。切削刀片的笫一工作边缘用作侧向切削刃；切削刀片 的第二工作边缘用作突出超过保持器的正面的副切削刃；第 一工作边 缘和第二工作边缘之间的第 一 工作角部边缘突出超过保持器的径向 范围；第一工作边缘相对于刀具的旋转轴线C倾斜，且自第一工作角 部边缘沿径向向内且沿轴向向后延伸；并且第二工作边缘相对于垂直 于刀具的旋转轴线C而延伸的虚平面P3倾斜，且自第一工作角部边 缘沿径向向内且沿轴向向前延伸。
第一工作边缘能够产生侧向旋转包络，包括前部侧向部分和后 部侧向部分；前部侧向部分沿径向向内且沿轴向向后渐缩，且与平行 于刀具的旋转轴线C而延伸的第二虚平面形成介于0°和10。之间的纵 向后角cx',后部侧向部分基本上为圓柱形。
纵向后角cc'可为大约3°。
第一角部边缘可突出超过径向范围约0.1 mm至0.75 mm，且更 优选地突出超过径向范围约0.25mm。
第二工作边缘能够产生第二旋转包络，其沿径向向外且沿轴向向 后渐缩，且相对于垂直于刀具的旋转轴线C延伸的虚平面P3形成介于0。和45。之间的前向角(3'。
前向角p'可介于10°和35。之间，且更优选地介于18°和22。之间。
附图简述
为了更好地理解本发明，且显示如何在实践中实现本发明，现将 参看附图，其中
图1显示了已知切削刀具的局部侧视图，该已知切削刀具具有现 有技术的已知切削刀片可拆装地固定在其中的已知保持器；
图2显示了根据本公开的一个示例性实施例的切削刀具的侧牙见 图，其具有已知保持器和根椐本公开的一个示例性实施例的可拆装地 保持在其中的至少 一个切削刀片；
图3显示了图2所示的切削刀具的透视图4显示了图2所示的切削刀片的透视图5显示了图4所示的切削刀片的俯视图6显示了图4所示的切削刀片的侧视图7显示了图6的切削刀片的沿线vn—vn得到的截面图8显示了图4所示的切削刀片的仰视图； 图9显示了图4所示的切削刀片的端视图； 图IO显示了图1所示的已知保持器的凹槽的透视图； 图11显示了图2所示的保持器的示意图，该图显示了图1所示 的本领域已知切削刀片和图2所示的根据本公开的示例性实施例的切
削刀片的轮廓两者的交迭轮廓。
图12显示了沿通过切削刀具的旋转轴线延伸的平面得到的、由 图2所示的切削刀具产生的包络的示意性侧^L图。
发明详述
图1显示了在工件51的肩部铣削过程中，夹在形成于已知保持器70中的已知刀片接收凹槽72中的已知切削刀片61。图1所示的已 知刀片接收凹槽72、已知保持器70和已知切削刀片61在本领域是已 知的，并且形成用于在工件51中铣削90。肩部的已知旋转切削刀具 63。在已知保持器70的侧视图中，已知刀片61在已知保持器70中 安装成以便提供离隙65,该离隙65相对于平行于已知切削刀具63 的纵向旋转轴线C的90°肩部53而沿着径向外侧的侧向切削刃67朝 向保持器70的面78打开。90°肩部53和已知切削刀具63的旋转轴线 C之间的距离为切削刀具63的切削半径R1 。
图2和3显示了包括设有至少一个已知刀片接收凹槽72(且在这 个特定实施例中设有三个已知刀片接收凹槽72)的已知保持器70的新 的切削刀具64。然而，刀片接收凹槽的数量可改变。在新的切削刀具 64中，各个已知凹槽72容纳了根据本公开的一个示例性实施例的新 的刀片1。各个新的切削刀片(以实例的方式)通过夹紧螺栓74可拆装 地固定到凹槽72上。然而，可采用其它夹紧器件。保持器70和新的 刀片1由此形成具有纵向旋转轴线C的新的切削刀具64,该纵向旋转 轴线C限定了沿轴向向前的方向F和沿轴向向后的方向R。
现参看图4-9。新的切削刀片1包括顶面3和底面5以及在它们 之间延伸的周边侧面7。周边侧面7具有至少两个相对的第 一(主)侧面 11和两个相对的第二(副)侧面13。顶部周边边缘9限定在周边侧面7 和顶面3的相交处。顶部周边边缘9的部分还被进一步称为第一(主) 边缘15和第二(副)边缘17。特别地， 一个示例性实施例的新的切削刀 片1可具有限定在至少两个第一侧面11与顶面3的相交处的至少两 个第一边缘15，以及限定在至少两个第二侧面13与顶面3的相交处 的至少两个第二边缘17。
各个第二侧面13远离后面的第一侧面11延伸到前面的笫一侧面 11。各个第二表面13通过第一角部表面41与后面的第一侧面11汇 合，且通过第二角部表面43与前面的第一侧面11汇合。第一角部表 面41在第一角部边缘19处与顶面相交，且第二角部表面43在第二角部边缘25处与顶面3相交。因此，各个第二边缘17在第一角部边 缘19处与后面的第一边缘15交汇，且远离第一角部边缘19而延伸 到形成于从第二边缘17到前面的第一边缘15的过渡处的第二角部边 缘25。如在图6的侧视图中最佳地看到，当给定的第一边缘15远离 相关联的第一角部边缘19延伸时，其最初平行于底面5而延伸，然 后沿着朝底面5的方向倾斜，且最终朝相关联的第二角部边缘25远 离底面5而倾斜。因此，在刀片1的侧视图中，各个第一边缘15具 有波浪形形状。各个第一边缘邻近相关联的第一角部边缘19时离底 面5的距离最远，而邻近相关联的第二角部边缘25时离底面5的距 离最近。第一角部边缘19包含不比笫一边缘15的任何部分离底面5 更近的部分。如在图9的端^L图中最佳地看到，示例性实施例中的第 二边缘17基本平行底面5。然而，可选地，当第二边缘17远离相关 联的第一角部边缘19而延伸时，其可代之以或者沿着远离底面5的 方向倾斜，或者朝向底面5倾斜。
新的切削刀片1具有通过相对的顶面3和底面5延伸的、基本垂 直于其底面5的对称轴线S。给定的实施例的新的切削刀片l可具有 关于对称轴线S的180。旋转对称性，且适于在其可拆装地固定在刀片 接收凹槽72中时关于对称轴线S双向地可分度转动。
给定的刀片1在俯视图中可选地具有大体为矩形或大体为平行四 边形的形状，且可具有垂直于对称轴线S的第一(主)轴线A以及垂直 于第一轴线A和对称轴线S两者的第二(副)轴线B。如在图5和图8 中最佳地看到，在所示的示例性实施例中，第一轴线A大体平行于第 一边缘15延伸，而第二轴线B大体^f黄向于第一边缘15而延伸。
第一轴线A和第二轴线B形成垂直于对称轴线S且大体平于顶 面3和底面5的第一虚平面。第一轴线A和对称轴线S形成垂直于第 二轴线B且由此大体垂直于顶面3和底面5的第二虚平面。最后，第 二轴线B和对称轴线S形成垂直于第一轴线A且由此大体垂直于顶面 3和底面5的第三虚平面。如图2最佳地显示，在保持器70的刀片接收凹槽72中的给定刀 片1的各个可分度转动位置上，至少两个笫一边缘15其中之一为径 向外侧的(工作)笫 一边缘15o,且至少两个第 一边缘其中的另 一个为^圣 向内侧的(非工作)第一边缘15i。另外，两个相对的第二边缘其中之一 为轴向前部的(工作)第二边缘17f,且两个相对的第二边纟彖17其中的 另一个为轴向后部的(非工作)第二边缘17r。
如在图2中所见，当给定刀片1安装在保持器70中的给定的可 分度转动位置上时，轴向前部的第二工作边缘17f自前向内侧的第二 角部25fi延伸到前向外侧的第一角部19fo。自然地，当给定刀片l在 刀片接收凹槽72中旋转180°时，之前为径向外侧的第一工作边缘的 第一边缘15现在变成径向内侧的第一非工作边缘，且之前为轴向前 部的第二工作边缘的笫二边缘17现在变成轴向后部的第二非工作边 缘。类似地，当分度转动时，之前为前向外侧的第一角19fo的第一角 部边缘19变成后向内侧的第一角19ri，且之前为前向内侧的第二角 25fi的第二角部边缘25现在变成后向外侧的第二角25ro。在各个可分 度转动的位置上，径向外侧的第一工作边缘150自后向外侧的第二角 25ro沿轴向向前延伸到前向外侧的笫一角19fo，且轴向前部的第二工 作边缘17f自前向外侧的第一工作角19fo延伸到前向内侧的第二角 25fi，径向内侧的第一边缘15i远离第二角25fi而延伸。
如在图5的俯视图中所见，各个第一边缘15具有邻近其前端151 的第一边缘主部分15m。笫一边缘主部分15m以第一主部分角度a相 对于第一轴线A在第一定向上延伸。特别地，笫一边缘主部分15m 相对于对第一边缘15的假想第一边缘切线A'—A'以主部分角度oc沿 远离相关联的第一角部边缘19的方向延伸，其中假想的第一边缘切 线A'—A'平行于第一轴线A,且在邻近相关联的第一角部边缘19的 第一边缘切点519处与第一边缘15交汇。主部分角度a在刀片1的 俯视图中介于大约l。和10。之间的范围中，且更优选地在给定刀片1 的俯视图中为大约3° 。如在图5的俯视图中所见，第一边缘切点519相对于第一轴线A 形成切削刀片的最远点，且第一边缘切点519离第一角部边缘19比 离第二角部边缘25更近。
同样如在图5中所见，各个第一边缘15还具有邻接其后端15t 的第一边缘副部分15s。第一边缘副部分15s自第一边缘主部分15m 延伸，且相对于第一边缘主部分15m略微地成角度。第一边缘副部分 15s沿基本平行于第一轴线A的方向延伸到邻近的第二角部边缘25， 从而使得各个第一边缘15具有带有略微弯曲的部分，并且由此在给 定刀片1的俯4见图中是凹的。第一边缘主部分15m在俯^见图中是直线 部分，且大约自第一边缘切点519延伸至大约略微弯曲开始的位置处。
各个第一角部边缘19形成于第一边缘15的前端151处的第一边 缘15主部分15m和相关联的第二边缘17之间。类似地，各个第二角 部边缘25形成于第一边缘15的后端15t处的第一边缘15副部分15s 和邻近的第二边缘17之间。
各个第二边缘17以在给定刀片1的俯视图中朝向相关联的笫一 角部边缘19打开的第二角度p相对于第二轴线B在第二定向上延伸。 特别地，各个第二边缘17相对于对第二边缘17的假想的第二边缘切 线B'—B'以第二角度(3朝相关联的第一角部边缘19延伸，其中假想的 第二边缘切线B'—B'平行于第二轴线B,且在邻近第二角部边缘25 的第二边缘切点525处与第二边缘17交汇。第二角度(3可介于大约0° 和45。之间的范围中，且更优选地介于10。和35。之间。可选地，各个 第二边缘17在给定刀片1的俯视图中可以是凹的。
如在图5的俯视图中所见，第二边缘切点525相对于第二轴线B 形成切削刀片的最远点，且笫二边缘切点525离笫二角部边缘25比 离第一角部边缘19更近。
各个笫一角部边缘19在给定刀片1的俯视图中大体为凸的(见图 5),且其自邻近的第二边缘17延伸到基本平行于给定刀片1的底面5 的邻近的笫一边缘15(见图9)。各个第二角部边缘25在给定刀片1的
17俯视图中大体为凸的，且其自邻近的第一边缘15沿远离给定刀片1
的底面5的方向延伸到邻近的第二边缘17。
如在图8中最佳地看到，周边侧面7在其与底面5的过渡处限定 了底部周边边缘45。底部周边边缘45的部分还被进一步称为第一底 部边缘46和第二底部边缘47。特别地，给定刀片1可具有限定在至 少两个第一侧面11与底面5的相交处的至少两个底部第一边缘46， 以及限定在至少两个第二侧面13与底面5的相交处的至少两个底部 第二边缘47。各个第一底部边缘46的至少一部分46'大体平行于第一 轴线A，且各个第二底部边缘47的至少一部分47'大体平行于第二轴 线B。
给定刀片1的第一侧面11各自包括至少一个第一靠接面部分21， 且给定刀片1的第二侧面13各自包括至少一个第二靠接面部分23。 靠接面部分21、 23提供与凹槽的靠接接触。第一侧面ll和第二侧面 13分别进一步包括第一离隙面部分27和第二离隙面部分29,其分别 朝底面5的方向自第一边缘15和第二边缘17附近向下延伸。给定刀 片1的底面5形成用于提供与凹槽的靠接接触的基座靠接面。第一侧 面11和第二侧面13可分别进一步包括自底面5附近向上延伸的可选 的第一下部表面部分31和第二下部表面部分33。
至少一个靠接面部分21、 23中的每一个可分别至少通过离隙面 27、 29而分别与其相关3f关的切削刃15、 17隔开。靠4妄面部分21、 23 具有与其相关联的离隙面27、 29的定向所不同的定向。因此，各个 靠接面部分21、 23具有与相关联的第一边缘15或第二边缘17的定 向相独立的定向。作为替代，各个靠接面部分21、 23大体与相应的 相关联的第一底部边缘46或第二底部边缘47对齐。靠4妄面部分21、 23可从离隙面部分27、 29或延伸到可选的下部表面部分31、 33(当存 在时)，或延伸到底面5。
在图2至6、 8、 9中所示的给定的实施例中，仅作为实例以灰色 阴影分别示出了靠接面21和23。然而，相应的表面部分仅是示例性质的，且可具有与显示的那些不同的位置和/或几何范围。
给定刀片1可以可选地包括自顶面3延伸到底面5的孔35,以便 通过螺栓74(如本领域已知，例如但不限于夹紧螺钉)将刀片夹在保持 器70上。然而，可以其它方式-例如通过楔子和/或通过杆，或者在 本领域众所周知的其它夹紧器件-来夹紧其它实施例。另外，还是作 为实例，给定刀片l可以是切向或"放倒"类型，在这种情况下，夹 紧孔可在刀片的两个相对的侧面之间延伸。
由于给定刀片l设计成以便可拆装地固定在其中容纳有已知刀片 61的已知保持器70的相同的凹槽72中，给定刀片l是与已知刀片61 相同的同一普通类型刀片。仅作为实例，本公开示意了创造性的刀片 1与一皮称为"Helimill "的刀片类似，但与其在可获得专利性方面不 同，该刀片由Iscar⑧制造和出售，并且是所谓的"正"刀片。因此， 且还是仅作为实例，给定刀片1还可以是"正"(positive)型，其中周 边表面7可选地自顶面3向下且向内朝底面5倾斜。然而，为了有利 于将给定刀片1夹紧在能够容纳已知刀片61的相同的已知保持器70 中，第二侧面13的部分(即离隙面部分29)、靠接部分23和可选的下 部表面部分33清晰可见地具有不同的定向或倾斜(特别是相对于底面 5)。相应地，如图7和9所示，第一侧面部分(即离隙面部分27)、径 向靠4^面部分21和可选的下部表面部分31清晰可见地具有不同的倾 斜和定向。
图10示意性地显示了已知保持器70，其具有至少一个刀片凹槽 72、与至少一个刀片凹槽72相关联的至少一个排屑槽部分76以及正 面78。在这个特定的实施例中，保持器70具有两个刀片接收凹槽72。 保持器70的所述凹槽72包括三个支承面80、 82、 84,以分别支承与 给定刀片1的靠接面21、 5、 23的接触。特别地，各个支承面80、 82 和84用于支承与^1支承的给定刀片1的靠接面21、 5、 23其中之一 的接触。保持器70的轴向支承面84设计成用于支承与给定刀片l的 第二侧面13的轴向靠接面部分23的接触，且 于对凹槽72中的给定刀片1提供轴向支承；径向支承面80设计成用于靠接与在给定刀 片1的第一侧面11上提供的径向靠接面部分21的接触；且基座支寿c 面82设计成用于支承与给定刀片1的底面5的接触。潜在地，保持 器70的凹槽72可设有用于接收夹紧螺栓(未示出)的洞或孔75。然而， 如前面所阐明，可在凹槽中提供其它夹紧器件和机构，或者在(例如) 切向刀片的情况下，凹槽72的轴向支^c面84和/或径向支承面80可 设有用于接收例如夹紧螺栓的洞或孔。
图11显示了根据以上所述的图1的布置，其中创造性的刀片1 的轮廓已经被叠加了。优选地，保持器70具有用于接收90。肩部铣削 已知切削刀片61的至少一个凹槽72。可选地，相同的凹槽72也能够 接收给定刀片1。
当刀片1装于现有技术保持器70中时，发现刀片1的最前面的 点525'在轴向前部的第二边缘17f的径向内侧上。在这个位置上，轴 向前部的第二工作边缘17f沿轴向向前突出超过保持器70的面78， 且可用作副切削刃。前向外侧的第 一工作角部边缘19fo突出超过保持 器70的径向范围71。第一边缘主部分15m相对于保持器70的旋转 轴线C倾斜，且在远离前向外侧的第一切削角部边缘19fo沿轴向向 后延伸的同时朝保持器70沿径向向内会聚。第一边缘副部分15s大体 为圆柱形，且大体平行于径向范围71。
如在图12中所见，第二工作边缘17f关于垂直于保持器70的旋 转轴线C而延伸的虚平面P3倾斜。第二工作边缘(17f)还自第一工作 角部边缘(19fo)沿径向向内且沿轴向向前延伸。
切削刀片的径向外侧的第 一 工作边缘15 o产生沿轴向向后延伸的 侧向旋转包络91,如图12所示。第一工作边缘主部分15m产生侧向 的旋转包络91的第一侧向部分93,其形成优选地对应于第一角度a 的纵向后角a',该纵向后角a'大约介于0°和10°之间，更优选地介于 2.5°和3.5。之间，且对于在工件51中的90°肩部53最优选地为大约 3°。侧向的旋转包络具有由大体为圆柱形且大体平行于90°肩部53的第一工作边缘副部分15s产生的第二侧向部分95。
给定刀片1的前向外侧第一工作角部边缘19fo沿垂直于保持器70的旋转轴线C的刀具64径向方向延伸超过保持器70的径向范围71，以产生刀具64的切削半径R2。刀具64的切削半径R2比设有已知刀片61的刀具63的切削半径Rl大大约O.lmm至0.75mm,优选地大大约0.25mm，从而导致相对于设有普通的刀片61的保持器70,切削直径总共增大0.5mm。第一边缘副部分15s和工件51的90°肩部53之间的间隙可大约介于约0.2mm和0.6mm之间，且优选地为大约0.4mm。
给定刀片1的轴向前部的第二工作边缘17f产生第二旋转包络97，其在自工件51中^皮加工的肩部面55沿轴向向后延伸的同时沿径向向外渐缩。优选地，这个锥度处于大约介于0°和45。之间的第二角度P',更优选地介于10°和35°之间，又更优选地介于18°和22°之间，且对于肩部面55最优选地为大约20°。理想地，肩部面55处在虚平面P3内，该虚平面P3垂直于保持器的纵向旋转轴线C,且包含一皮保持的刀片(l)的最前点525'。
根据本公开的刀片的第二角部可选地设计成以便允许执行斜向下(rampdown)操作，其中，此外，第二侧面提供靠接面，以在保持器的凹槽中提供轴向支承。斜向下能力随着第二角部边缘和邻近的纵向边缘的低点之间的高度差而增强。
根据本公开的切削刀片优选地是烧结的类型，且优选地由可^f皮烧结的基于已知的陶瓷或金属合金的材料中任何材料制成。
根据本公开的刀片和/或刀具可通过避免对机器的过度功率要求、切削刀具上的过度负载和振动与震颤以及对工件的:f皮加工表面的损害，来有助于高进给率的加工。根据本公开的刀片可实施为用来在工件中产生90。肩部的各种产品，包括当在原始的切削刃上需要离隙时具有方形或矩形廓的刀片。
虽然已经在一定程度的特定性上对本发明进行了描述，但是应当理解，在不脱离提出权利要求的本发明范围的情况下，可作出各种改进和变形。
权利要求
1.一种切削刀片(1)，其包括相对的顶面(3)和底面(5)；在所述顶面(3)和所述底面(5)之间延伸的周边侧面(7)，所述周边侧面(7)包括连接至相对的第二侧面(13)的相对的第一侧面(11)，所述第一侧面(11)和所述第二侧面(13)中的各个包括适于安装所述切削刀片的至少一个靠接面部分(21，23)；形成于所述周边侧面(7)和所述顶面(3)之间的顶部周边边缘(9)，所述顶部周边边缘(9)包括在所述第一侧面(11)与所述顶面(3)的相交处的相对的第一边缘(15)；在所述第二侧面(13)与所述顶面(3)的相交处的相对的第二边缘(17)，两个所述相对的第一边缘(15)横向于两个所述相对的第二边缘(17)而延伸；第一对对角地相对的第一角部边缘(19)，各个第一角部边缘(19)限定在第一边缘(15)的前端(151)和相关联的第二边缘(17)之间；以及第二对对角地相对的第二角部边缘(25)，各个第二角部边缘(25)限定在所述第一边缘(15)的后端(15t)和相邻的第二边缘(17)之间；通过所述相对的顶面(3)和底面(5)而延伸的、所述刀片关于其具有180°旋转对称性的对称轴线(S)；垂直于所述对称轴线(S)且在所述切削刀片(1)的俯视图或仰视图中大体平行于所述第一边缘(15)而延伸的第一轴线(A)；垂直于所述对称轴线(S)和所述第一轴线(A)两者的第二轴线(B)，所述第二轴线(B)沿所述第二侧面延伸并且横向于所述第一侧面；其中在所述切削刀片的俯视图中，相对于平行于所述第一轴线(A)且包含接近相关联的第一角部边缘(19)的所述第一边缘(15)的第一边缘切点(519)的假想的第一边缘切线A′-A′，各个第一边缘(15)朝向所述第一轴线(A)且在相关联的第二角部边缘(25)的方向上以第一角度(α)向内会聚；并且所述至少一个靠接面部分(21，23)中的各个与它的相关联的第一边缘或第二边缘(15，17)隔开，且具有与它的所述相关联的第一边缘或第二边缘(15，17)的定向相独立的定向。
2. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，在所述刀片 的侧视图中，所述第一角部边缘(19)包含不比所述第一边缘(15)的任何 部分离所述底面(5)更近的部分。
3. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第二边 缘(l 7)大体平行于所述底面(5)。
4. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一边 缘(15)、所述第二边缘(17)和所述第一角部边缘(19)中的各个的至少一 部分为切削刃。
5. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，在所述刀片 的俯视图中，相对于平行于所述第二轴线(B)且包含接近所述相关联的 第二角部边缘(25)的第二边缘切点(525)的假想的第二边缘切线B'-B',各个第二边缘(17)朝所述第二轴线(B)且在相邻的第一角部边缘(19) 的方向上以第二角度((3)向内会聚，所述第二角度(p)介于0。和40。之间。
6. 根据权利要求5所述的切削刀片，其特征在于，所述第二角 度((3)介于18。和22。之间。
7. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一角 度(a)介于1°和6°之间。
8. 根据权利要求7所述的切削刀片，其特征在于，所述第一角 度(a)介于2.5°和3.5°之间。
9. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于在侧视图中，所述第一侧面(ll)各自包括自所述第一边缘(15)附近 向下延伸的第 一 离隙面部分(27)，以及自所述底面(5)附近向上延伸的第一下部表面部分(31),其中所述第一靠接面部分(21)定位在所述第一 离隙面部分(27)和所述第一下部表面部分(31)之间；以及在端视图中，所迷第二側面(13)各自包括自所述第二边缘(17)附近 向下延伸的第二离隙面部分(29)，以及自所述底面(5)附近向上延伸的 第二下部表面部分(33)，其中所述第二靠接面部分(23)定位在所述第二 离隙面部分(29)和所述第二下部表面部分(33)之间。
10. 根据权利要求9所述的切削刀片，其特征在于，所述靠接面 部分(21,23)、所述离隙面部分(27,29)和所述下部表面部分(31,33)中的 各个关于所述对称轴线(S)不同地定向。
11. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于 各个第一侧面(11)大体平行于所述第一轴线(A)，且各个笫二侧面(13)大体平行于所述第二轴线(B)。
12. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于 第一底部边缘(46)限定在所述相对的笫一侧面(11)与所述底面(5)的相交处，所述第一底部边缘(46)大体平行于所述第一靠接面部分 (21);以及第二底部边缘(47)限定在所述相对的第二侧面(13)与所述底面(5) 的相交处，所迷笫二底部边缘(47)大体平行于所述第二靠接面部分 (23)。
13. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述切削刀 片具有形成于所述顶面(3)和所述底面(5)之间的夹紧孔(35)，以用于接 收夹紧螺钉。
14. 根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一靠 接面部分(21)和所述第二靠接面部分(23)布置成大致相互垂直。
15. 根据权利要求14所述的切削刀片，其特征在于，所述底面(5) 形成大体垂直于所述第一靠接面部分(21)和所述第二靠接面部分(23)的基座靠接面。
16. 根据权利要求5所述的切削刀片，其特征在于，在俯视图中 所述第 一 边缘切点(519)相对于所迷第 一 轴线(A)形成所迷切削刀片的最远点，并且所述第一边缘切点(519)离所述第一角部边缘(19)比 离所述第二角部边缘(25)更近；以及所述第二边缘切点(525)相对于所述第二轴线(B)形成所述切削刀 片的最远点，并且所述第二边缘切点(525)离所述第二角部边缘(25)比 离所述第 一角部边缘(19)更近。
17. —种切削刀具(64)，包括 保持器(70);以及保持在所述保持器中的至少一个根据权利要求1的切削刀片(l)。
18. 根据权利要求17所述的切削刀具(64)，其特征在于所述刀具(64)具有限定了沿轴向向前(F)的方向和沿轴向向后(R) 的方向的纵向旋转轴线(C);所述保持器(70)具有正面(78)和所述切削刀片(l)保持在其中的至 少一个凹槽(72);所述切削刀片(l)的第一工作边缘(l5)用作侧向切削刃；所述切削刀片(l)的第二工作边缘(17)用作突出超过所迷保持器 (70)的所述正面(78)的副切削刃；所述第一工作边缘(15)和所述第二工作边缘(17)之间的第一工作 角部边缘(l 9)突出超过所述保持器(70)的径向范围(71);所述第一工作边缘(15)相对于所述刀具的旋转轴线(C)倾斜，并且 从所述第一工作角部边缘(19)沿径向向内且沿轴向向后延伸；以及所述第二工作边缘(17)相对于垂直于所述刀具的旋转轴线(C)延 伸的虚平面(P3)倾斜，且自所述第一工作角部边缘(19)沿径向向内且沿 轴向向前延伸。
19. 根据权利要求18所述切削刀具(64),其特征在于 所述第一工作边缘(15)能够产生侧向的旋转包络(91),其包括前部侧向部分(93),其沿径向向内且沿轴向向后渐缩，并且与 平行于所述刀具的旋转轴线(C)而延伸的第二虚平面 一起形成介于0°和10。之间的纵向后角(a');以及后部侧向部分(95)，其大体为圆柱形。
20. 根据权利要求19所述的切削刀具(64)，其特征在于，所述纵 向后角O')为大约3°。
21. 根据权利要求19所述的切削刀具(64)，其特征在于，所述第 一角部边缘(19)突出超过所述径向范围(71)大约O.lmm至0.75mm。
22. 根据权利要求21所述的切削刀具(64)，其特征在于，所述第 一角突出超过所述径向范围(71)大约0.25mm。
23. 根据权利要求19所述的切削刀具(64),其特征在于 所述第二工作边缘(17)能够产生第二旋转包络(97)，所述第二旋转包络(97)沿径向向外且沿轴向向后渐缩，并且相对于垂直于所述刀具 的旋转轴线(C)延伸的所述虚平面(P3)形成介于0°和45。之间的前向角(|3')。
24. 根据权利要求18所述的切削刀具(64)，其特征在于，所述第 二工作边缘(17)能够产生旋转包络(97)，所述旋转包络(97)沿径向向外 且沿轴向向后渐缩，并且相对于垂直于所述刀具的旋转轴线(C)延伸的 所述虛平面(P3)形成介于0°和45。之间的前向角(卩')。
25. 根据权利要求24所述的切削刀具(64),其特征在于，所述前 向角((3')介于10。和35。之间。
26. 根据权利要求25所迷的切削刀具(64)，其特征在于，所述前 向角(P')介于18°和22°之间。
全文摘要
一种四侧面的切削刀片(1)具有顶面(3)、底面(5)和一对第一侧面(11)，该一对第一侧面(11)通过角部表面连接到一对第二侧面(13)上。切削刀片的相对的角部设有限定在第一边缘(15)和相关联的第二边缘(17)之间的第一对角部边缘(19)。邻近其前端，第一边缘具有主部分，在刀片的俯视图中，该主部分以第一角度朝第一轴线(alpha)向内延伸。在侧视图中，第一边缘朝基座面的方向自角部边缘向下倾斜。在刀片的俯视图中，相关联的第二边缘相对于第二轴线(β)沿向外的方向自角部边缘而延伸。
文档编号B23C5/22GK101583455SQ200780049613
公开日2009年11月18日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年1月11日
发明者A·巴拉斯, C·斯米洛维西 申请人:伊斯卡有限公司