切削刀片和铣削刀具的制作方法

发明领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于铣刀的可转位的切向切削刀片，具有这种刀片的铣削刀具以及用于这种铣削刀具的刀体。

本发明尤其涉及用于以粗铣形式的对铸铁块进行面铣的切削刀具和可转位的切削刀片，例如用于生产机动车辆行业的发动机缸体。使用这种刀具和刀片进行某些台肩铣削操作也是可能的。切向切削刀片定位在刀片槽中，例如在对工件进行切削操作期间，切削力沿刀片的主要尺寸指向，使得刀片能够抵抗高载荷，但其会具有小的断屑表面，并且为此适合用于铸铁铣削，导致短的切屑。

这种类型铣刀通常具有多个(例如六个)刀片槽，切削刀片可释放地固定到刀片槽上，以能够对切削刀片进行转位，以改变用于以铣削形式的去屑加工的其主切削刃和副切削刃。本发明涉及一种所述切削刀片，在其每一面上具有四个所述主切削刃和副切削刃且为双面的，从而其将具有总计八个不同的转位位置。对于铣削的结果及切削刀片和刀片槽的寿命至关重要的是，接纳在刀体的所述刀片槽或刀座中的刀片被适当地支承在所述刀片槽中的固定位置上。同时重要的是，设计这种刀片及其支承表面，以使没有刀片部分会被所进行的铣削加工损坏，从而使加工结果变差、损坏刀片的暴露的支承表面、侧面或端面，和/或需要提前更换刀片。所述支承主要沿相对于所述刀具的旋转轴线的大致切向方向对刀片的侧面提供，但其当然也确保刀片在固定在旋转刀体的刀片槽中时不能沿轴向方向移动。这由刀片的四个侧面中的每一侧面上的支承表面来处理，该支承表面构造成一方面由对刀片提供轴向支承的所述刀片槽的对应的支承面支承，并且另一方面由对刀片提供切向支承的所述刀片槽的支承面支承。

背景技术：

ep2367653公开了一种在引言中限定的类型的用于铣削的切向切削刀片。该刀片在其每个侧面上具有平坦的支承表面，用于当支承抵靠在所述刀片槽中的平坦轴向支承面时提供轴向支承，并且当支承抵靠在所述刀片槽中的平坦切向支承面时提供切向支承。这种对所述刀片槽中的刀片提供支承的方式的结果可以是在刀片的支承表面上的不规则分布的点向传递的力，导致使刀片槽的支承表面变形的配合力，以及在刀片槽中刀片安装的稳定性降低。

ep2670552公开了一种在引言中限定的类型的用于铣削的另一切向切削刀片。该刀片具有通过刀片槽的对应的支承面用于轴向支承的两个相互倾斜的平坦支承表面和用于切向支承的两个相互倾斜的平坦支承表面，这将降低所述配合力并且稍微提高所述稳定性，但是与此有关的问题仍然不能令人满意地解决。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在引言中限定的类型的切向切削刀片、铣削刀具和刀体，其相对于已知的这种切削刀片、铣削刀具和刀体至少在某些方面上得到改进。

关于切削刀片，该目的通过提供具有在所附权利要求1的特征部分中列出的特征的这种切削刀片实现。

通过使刀片的每个侧面设有单个的第二支承表面，所述单个的第二支承表面在垂直于刀片的端面的方向上看为凹形的并且在对角线方向上延伸跨过侧面，以通过刀片槽的对应的第二支承面和第三支承面对刀片提供轴向支承和切向支承，与平坦的这种支承表面和支承面相比，从刀片传递到刀片槽表面并且由切削力发出的压力分布将好得多。这导致在刀片槽中刀片安装的稳定性提高。改进的所述压力分布还导致使所述刀片槽的所述支承面变形的配合力较小，也对在所述刀片槽中刀片安装的稳定性及对应铣刀的刀体的使用寿命具有正面影响。所述第二支承表面的对角线延伸部分可以用于刀片在所述刀片槽中的进一步稳定，并且在有利位置上对刀片施加支承。对角线延伸部分还会通过将第二支承表面的至少一半与工作的主/副切削刃隔开，使得由主/副切削刃切削的切屑将不会趋向于在第二支承表面上滑动并磨损第二支承表面，而保护第二支承表面。

根据本发明的实施例，每个所述第二支承表面由两个基本上相同的部分形成，该两个基本上相同的部分通过各自的外边界接近所述端面中的一个不同的端面和与第二支承表面所属的侧面邻近的两个侧面面中的一个不同的侧面，而提供第二支承表面的所述对角线延伸部分。

根据本发明的另一实施例，每个第二支承表面构造成:在该第二支承表面由所述刀片槽的所述第三支承面支承的所述刀片的所述转位位置上，通过离所述端面中的一个端面最远的一个所述部分而支承抵靠于所述第三支承面，其中该一个端面具有由所述刀片槽的所述第一支承面支承的所述第一支承表面。这种相对于刀片槽的底部升高对刀片的切向支承的方式导致对刀片的工作的主切削刃提供正对支承，使得刀片可以有效地承受强切削力，而不会有其不稳定或损坏的风险。

根据本发明的另一个实施例，所述两个部分中的不同部分构造成：取决于所述端面中的哪一个端面的所述第一支承表面由刀体的刀片槽的所述第一支承面支承，而由所述刀体的所述第二和第三支承面支承。这使得可以将刀片上的每个第二支承表面的所述部分赋予刀片的两侧面之一，以确保不管刀片的哪个端面施加在刀体的刀片槽的第一支承面上，对刀片提供的轴向支承和切向支承都将会是最佳的。

根据本发明的另一个实施例，构造成在转位位置上由所述刀片槽的第二支承面支承的所述部分是在所述侧面上的所述第二支承表面的一部分，该部分是所述两个部分中的与在该转位位置上由所述刀片槽的所述第三支承面支承的相邻的侧面上的所述第二支承表面的那一部分不同的部分。由此，可以实现在刀体的刀片槽中的所述刀片的安装的稳定性提高。

根据本发明的另一实施例，所述相邻的侧面的所述第二支承表面的所述部分是这两个第二支承表面中的离这两个侧面的相交部最远的部分。这导致由这两个第二支承表面与刀体的刀片槽中的轴向支承支承面和切向支承支承面形成的接触之间的距离较大，从而提高了在这种刀片槽中刀片安装的稳定性。

根据本发明的另一个实施例，每个所述第二支承表面的每个所述部分沿平行于或大致平行于所述端面的方向在对应的主刃的延伸部分的受限部分上延伸，并且根据该实施例的进一步开发，每个所述第二支承表面的每个所述部分向着相关联的主刃的与该主刃的所述角部切削刃相反的一端移位。这意味着属于刀片的同一侧面的第二支承表面的两个部分将相对于彼此移位，从而提高了扩大由所述部分与所述刀片槽中的用于轴向支承和切向支承的第二和第三支承面形成的接触之间的接触表面和距离的可能性。这也意味着所述部分中的一个部分将远离工作的主/副切削刃，并且被保护，以免在最常见的切削深度(即，沿着主切削刃的前半部分的切削深度)处磨损。

根据本发明的另一个实施例，位于所述第二支承表面外的前刀面布置在每个侧面上，沿垂直于所述端面的方向看处在该侧面的主切削刃附件和后面，并且该前刀面构造用以用作断屑器。由于前刀面专门用作断屑器并且不参与与刀片槽的任何支承相互作用，因此在铣削操作期间刀片的第二支承表面的磨损将最小化，并且刀片的使用寿命延长。前刀面可以例如相对于第二支承表面凹陷，并且由此用作断屑器。前刀面可以包括与第二支承表面相邻的、呈凹形上升表面的形式的断屑表面，以使切屑从第二支承表面偏转。

根据本发明的另一个实施例，沿垂直于所述端面的方向看，所述第二支承表面沿圆弧延伸。第二支承表面的这种延伸以及然后还有所述刀片槽中的所述第二和第三支承面的对应延伸将导致切削力在所述面上的优异的压力分布以及在所述刀片槽中刀片安装的稳定性。从而，每个第二支承表面由此将沿所述圆弧并在所述圆弧外延伸，并且用于与沿所述圆弧并在所述圆弧内延伸的刀片槽中的支承面相互作用。

根据本发明的另一个实施例，所述第一支承表面是平坦的。

根据本发明的另一个实施例，沿垂直于所述端面的方向看，所述主切削刃沿曲线的凹侧或沿圆弧延伸。主切削刃的这种几何形状使得能够在无大量切削力的情况下生成粗切屑。

根据本发明的另一个实施例，每个所述前刀面沿相关联的主切削刃延伸，并具有与所述相关联的主切削刃对应的曲率。这种由前刀面提供的弯曲的断屑器将会正面影响前刀面的切屑切削性能和断屑作用。

根据本发明的另一个实施例，刀片由两个由相同的半部构成，所述两个相同的半部由假想分隔平面限定，并且所述两个半部在一方向上相对于彼此扭转至少2°，以获得处在副切削刃后面的间隙，其中所述副切削刃连接到当刀片接纳在所述刀片槽中时基本上切向定向的工作的主切削刃。通过扭转两个半部，可以确保端面附接到刀片槽的径向底部的刀片半部的部分不会有撞击由属于另一刀片半部的工作的主切削刃、角部刃和副切削刃加工的工件的风险。

关于铣削刀具，本发明的目的通过对这种刀具设有至少一个根据本发明的切削刀片和涉及铣削刀具的独立权利要求的另外特征来获得。这种铣削刀具的优点从根据本发明的切削刀片及其实施例的上述讨论中清楚显现。

根据本发明的实施例，所述刀片槽构造用以容纳具有中心轴向通孔的所述刀片，以通过螺钉将所述刀片固定在所述刀片槽中，并且所述刀片槽的底部具有用于接纳所述螺钉的螺纹孔，该螺纹孔定位成相对于刀片的所述通孔稍微偏移，从而当所述螺钉被拧紧并且刀片的所述第一支承表面压靠在刀片槽的所述底部时，所述螺钉能够迫使刀片的第二支承表面在预张紧下支承抵靠于所述刀片槽的所述第二和第三支承面。该偏移确保了当刀片固定在所述刀片槽中时，刀片的支承表面将确实地由刀片槽的支承面支承。

关于用于铣削刀具的刀体，本发明的目的通过对这种刀体设有涉及这种刀体的独立权利要求的特征来实现。这种刀体及其实施例的优点从根据本发明的铣削刀具及其实施例的上述讨论中显现。

本发明的其它有利特征以及优点从以下描述中显现。

附图说明

参照附图，以下参照作为实例引用的本发明实施例的具体描述。

在附图中：

图1出了设有根据本发明实施例的切削刀片的铣削工具的立体图，其中一个刀片从刀体中的刀片槽中提出，

图2示出了根据本发明的所述实施例的切削刀片的放大立体图，

图3示出了图2的刀片在其侧面上的侧视图，

图4示出了垂直于其端面观察的图2的切削刀片，

图5示出了图2的刀片的立体图，

图6示出了接纳在图1所示的铣刀的刀片槽中的图2的刀片，

图7对应于图6，但刀片从刀体的刀片槽中移除，以及

图8示出了沿图6中的箭头viii的方向看，刀片和接纳该刀片的刀片槽。

具体实施方式

根据本发明的实施例的用于面铣的铣削刀具1在图1中示出。该刀具具有刀体2，刀体2总共具有八个刀座或刀片槽3，每个刀片槽3接纳可释放地固定到刀片槽的根据本发明的切削刀片4。一个切削刀片4'从刀片槽3'中移除，以示出刀片槽的结构。刀体2包括前端5和后端6，中心旋转轴线c1在前端5与后端6之间延伸，刀具可沿旋转方向r绕中心旋转轴线c1旋转。刀片槽3形成在前端与包络面7之间的过渡部中，该包络面7在刀体的前端5与后端6之间延伸。

刀片槽3包括通常横向于平坦的底部10的相邻的侧壁8和后壁9，平坦的底部10构造用以形成第一支承面，用于对接纳在所述刀片槽中的刀片4提供径向支承。侧壁设有第二支承面11，第二支承面11沿曲线的凸侧延伸并且构造用以形成对接纳在刀片槽中的刀片的轴向支承，并且后壁设有第三支承面12，第三支承面12也沿曲线的凸侧延伸并且构造用以形成对接纳在刀片槽中的刀片的切向支承。

现在将同时参照图2-5描述根据本发明实施例的用于铣削的可转位的双面切向切削刀片4。切削刀片通常可以由包含耐磨涂层的硬质合金制成，因此比通常由钢制成的刀体硬得多。切削刀片包括彼此平行的两个相反的端面13和14，以及在所述端面之间延伸并由四个相同的侧面16-19形成的周界表面15。

主刃20-27形成在端面与侧面的各相交部处，并且连接相反的所述侧面并且具有在主刃的一部分上延伸的主切削刃28，如图4所示。副切削刃29通过在相邻的侧面的相交部处的角部切削刃30连接到每个主切削刃，如图2和图5所示。

刀片的每个端面设有平坦的第一支承表面31，第一支承表面31构造成由刀体的刀片槽的所述底部10形成的第一支承面支承，从而对刀片提供径向支承。此外，刀片的每个端面设有第二支承表面32，第二支承表面32构造成一方面由对刀片提供轴向支承的所述刀片槽3的所述第二支承面11支承，另一方面由对刀片提供切向支承的刀片槽的所述第三支承面12支承。因此，所述第二支承表面32将会在刀片槽中的刀片的八个可能转位位置中的两个上支承抵靠在刀片槽中的所述第二支承面上，并且在所述八个可能转位位置中的另外两个上支承抵靠在刀片的所述第三支承面13上。

刀片的每个第二支承表面32具有与刀片槽中的所述第二和第三支承面的形状相对应的形状，这意味着：沿垂直于刀片的端面13、14的方向看，其是凹形的。每个第二支承表面32由两个相同的部分33、34形成，这两个相同的部分33、34在平行于端面且大致平行于相应侧面的主刃的方向上相对于彼此移位，并且沿刀片的相应的侧面的相反的主刃(图3中的25和26)延伸并闭合于刀片的相应的侧面的相反的主刃。两个部分33、34中的每一个在对应的主刃的延伸部分的受限部分上延伸，并且向着与该主刃的角部刃30相反的相关联的主刃的一端移位。这导致由两个部分33,34形成的第二支承表面32在对角线方向上延伸跨过侧面。

从附图中可以看出，根据本发明的这个实施例的刀片4由两个相同半部形成，该两个相同半部由与所述端面13、14平行的假想分隔平面限定，并且具有从分隔平面35沿相反的方向延伸的相同延伸部分，这意味着如果半部之一相对于垂直于支承表面32的中心延伸的第二支承表面32的中心轴线ca转动180°，如图3所示，则它将对应于另一个半部。如图4所示，两个半部在一方向上相对于彼此扭转至少2°，以获得处在副切削刃29后面的间隙36，其中副切削刃29连接到当刀片接纳在所述刀片槽中时基本上切向定向的工作的主切削刃28，如图5所示。

由于每个第二支承表面32的每个所述部分向着与该主刃的所述角部刃30相反的、相关联的主刃的一端移位，因此如图5所示，明显的前刀面37会形成在工作的主切削刃28的后面。这个前刀面不参与任何刀片支承作用，而是仅仅用于断屑，使得这种断屑不会对刀片的任何支承表面的状态产生负面影响。前刀面相对于第二支承面32凹陷，并且由此会提高其断屑性能。前刀面的曲率也能提高其断屑性能。具体地，另一个上升的凹形断屑表面将会由位于支承在刀片槽的底部上的端面附近的那一侧面的端部部分38形成在第二支承表面附近。由此，避免切屑会干涉刀片的工作刃与所加工的工件的接触表面，并破坏该表面。

图7中示出了刀片槽中的第二支承面11和第三支承面12如何设计成与接纳在所述刀片槽中的刀片上的相应的所述第二支承表面相互作用。可以看出，刀片的第二支承表面的所述两个部分33、34中的不同的部分将由刀片槽中的支承面支承，这取决于刀片中的相关所述侧面定向用于轴向支承刀片还是用于切向支承刀片。由此实现了，由刀片槽的轴向支承面和切向支承面支承的相邻侧面的所述第二支承表面的部分33、34是离两个侧面的相交部处最远的这两个第二支承表面的部分。这意味着提供轴向支承和切向支承的这些位置之间的距离将是很大的，并且该距离由于形成轴向支承的更靠近刀片槽的底部10的“下”部分33和形成切向支承的“上”部分34而会更大，从而导致这些支承的外边界39、40的较大的对角线距离。因此，所述距离将接近对角线刀片尺寸值。通过使所述“上”部分34形成切向支承，所述“上”部分34也将定位成正对工作的主切削刃上的切削力最大所在的位置。

图6和图8更详细地示出了刀片4如何固定在刀体的刀片槽3中。刀片槽3的底部10具有用于接纳螺钉42的螺纹孔41，螺纹孔41定位成相对于刀片4的通孔43稍微偏移，从而当螺钉被拧紧并且刀片的端面上的平坦第一支承表面压靠在刀片槽3的底部10时，螺钉42能够迫使刀片的两个侧面18、19的第二支承表面的部分33、34在预张紧下支承抵靠于刀片槽的支承面11、12。

尤其是从图8中可以看出，切削刃永远不会与刀片槽的任何部分接触，如箭头44所示，箭头44表示设置在切削刃和刀片之间的空间。通过除了在支承表面部分33和34支承抵靠于刀片槽的支承面的位置之外，刀片槽相对于其中所接纳的刀片的设计获得的这些空间和间隙，可以拧紧所述螺钉42并实现在预张紧下将刀片安装在刀片槽中，同时保护刀片的切削刃和刀片槽免受负的配合力的影响。所述两个刀片半部相互扭转的事实也有助于将主切削刃有效地保持为距刀片槽的槽壁一定距离。

本发明当然不以任何方式限于上述其实施例，而是对于本领域的技术人员来说，在不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，对其进行修改的许多可能性将是显而易见的。

要强调的是，凹形意味着所述支承表面在相同意义上连续弯曲的同时延伸，但是沿所述延伸部分的曲率半径可以变化。因此，沿垂直于刀片的端面的方向看，沿圆弧的延伸是实现凹形延伸部分的一种可能且有利的方式。对应的推理适用于关于刀片槽的支承面的凸形延伸部分。

从形成所述第二支承表面的主凹形表面由连接在一起的且可能由具有不明显宽度的较小间隙或平坦部分分隔的两个或多个凹形表面部分构成的意义上说，如尤其在本公开的权利要求1中所使用的“单个所述第二支承表面是凹形的”被解释为也涵盖“基本上单个”。较小间隙或平坦部分的宽度可以根据切向刀片的尺寸而变化，但在本上下文中，不明显的宽度是指几分之一毫米(例如小于0.5mm，并且通常该宽度可以在范围内)。在图8中示出了第二支承表面如何设有这样的平坦部分45。