切削工具及其三角形的可转位的切削刀具的制作方法

本发明涉及通常用于金属切削加工并且特别是用于铣削和成形操作的一种切削工具及其三角形的可转位的切削刀具。

背景技术：

在铣削和成形操作中使用的切削工具领域中，存在许多可拆卸地保持在切削体的刀具接收槽中的三角形的可转位的切削刀具的例子。

cn103506680公开了一种三角形的可转位的切削刀具，其具有相对的上端表面和下端表面，外周表面在它们之间延伸，该外周表面包括三个侧表面和三个拐角表面，每个拐角表面与上端表面相交以形成弯曲的上切削刃，并且每个侧表面具有向内凹入的定位表面。

us2016/0107248公开了一种三角形的可转位的切削刀具，其具有相对的上端表面和下端表面，外周表面在它们之间延伸，该外周表面包括三个侧表面和三个拐角表面，每个拐角表面与上端表面相交以形成上切削刃。每个上切削刃包括圆角部件，该圆角部件具有第一端部和第二端部以及分别位于圆角部件的第一端部和第二端部处的第一部件和第二部件，第一部件和第二部件的弯曲程度小于圆角部件。下端表面包括三个径向延伸的安装凹槽，并且每个侧表面包括由第一支撑表面和第二支撑表面形成的至少一个大体v形的低谷。

本发明的一个目的是提供一种改进的三角形的可转位的切削刀具，其具有紧凑的安装装置。

本发明的另一个目的是提供一种改进的切削工具，其中三角形的可转位的切削刀具以高度的稳定性可拆卸地固定在切削体中。

本发明的再一个目的是提供一种特别适用于铣削和成形操作的改进的切削工具。

技术实现要素：

根据本发明，提供了一种可转位的三角形的切削刀具，其具有相对的上端表面和下端表面，其中外周表面在它们之间延伸并且中心轴线延伸穿过它们，

外周表面包括与三个拐角表面在周向上交替的三个侧表面，每个拐角表面与上端表面相交以形成上切削刃，并且每个侧表面具有向内凹入的定位表面，

下端表面具有突起的下支撑表面和围绕下支撑表面在周向上间隔开的三个下邻接凹部，每个下邻接凹部包括在径向上面向外的下邻接表面，

其中：

在沿与中心轴线垂直且与三个定位表面相交的中间平面截取的第一截面中，三个定位表面限定第一假想三角形，该第一假想三角形具有：

三条第一边和三个第一角，

三个第一二等分平面，每个第一二等分平面包含中心轴线并且将三个第一角中的一个二等分，以及

三个垂直定位平面，每个垂直定位平面与中间平面垂直并包含三条第一边中的一条，

在沿与中间平面平行且与三个下邻接表面相交的水平下平面截取的第二截面中，三个下邻接表面限定第二假想三角形，该第二假想三角形具有：

三条第二边和三个第二角，以及

三个第二二等分平面，每个第二二等分平面包含中心轴线并将三个第二角中的一个二等分，

三个第二二等分平面中没有一个与三个第一二等分平面中的任何一个共面，并且

每个垂直定位平面与两个上切削刃相交。

根据本发明，还提供了一种切削工具，其包括：切削体，该切削体包括刀具接收槽，该刀具接收槽具有基部表面和横向于基部表面的间隔开的第一槽壁和第二槽壁，在刀具接收槽的前视图中，第一槽壁和第二槽壁形成外部的槽角，以及

可转位的三角形的切削刀具，其可拆卸地固定在切削体的刀具接收槽中，切削刀具包括：

相对的上端表面和下端表面，其中外周表面在它们之间延伸并且中心轴线延伸穿过它们，

外周表面包括与三个拐角表面在周向上交替的三个侧表面，每个拐角表面与上端表面相交以形成上切削刃，并且每个侧表面具有定位表面，

下端表面具有突起的下支撑表面和围绕下支撑表面在周向上间隔开的三个下邻接凹部，每个下邻接凹部包括在径向上面向外的下邻接表面，并且

在沿与中心轴线垂直且与三个定位表面相交的中间平面截取的第一截面中，三个定位表面限定第一假想三角形，该第一假想三角形具有：

三条第一边和三个第一角，

三个第一二等分平面，每个第一二等分平面包含中心轴线并且将三个第一角中的一个二等分，以及

三个垂直定位平面，每个垂直定位平面与中间平面垂直并包含三条第一边中的一条，

其中：

下支撑表面与基部表面接触；

三个定位表面中的只有一个是能操作的，与第一个槽壁接触，并且

三个下邻接表面中只有一个是能操作的，与第二个槽壁接触。

附图说明

为了更好的理解，现在将仅通过举例的方式参考附图描述本发明，附图中的点划线表示构件的局部视图的截断边界，并且其中：

图1是根据本发明的一些实施方式的切削刀具的立体图；

图2是图1所示的切削刀具的第一端视图；

图3是图1所示的切削刀具的侧视图；

图4是图1所示的切削刀具的拐角侧视图；

图5是沿线v-v截取的图2所示的切削刀具的剖面图；

图6是沿线vi-vi截取的图2所示的切削刀具的剖面图；

图7是沿线vii-vii截取的图3所示的切削刀具的剖面图；

图8是沿线viii-viii截取的图3所示的切削刀具的剖面图；

图9是图1所示的切削刀具的第二端视图；

图10是沿线x-x截取的图3所示的切削刀具的剖面图；

图11是根据本发明的一些实施方式的切削工具的立体图，其中一个切削刀具被移除；

图12是图11所示的切削工具的刀具接收槽的前视图，其切削刀具被移除；

图13是图12所示的刀具接收槽的端视图；

图14是图12所示的刀具接收槽的前视图，其切削刀具被固定；

图15是图14所示的刀具接收槽的端视图；

图16是沿xvi-xvi线截取的图14所示的刀具接收槽的剖面图；以及

图17是沿线xvii-xvii截取的图14所示的刀具接收槽的剖面图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明涉及一种可转位的切削刀具20，其具有相对的上端表面22和下端表面24，外周表面26在它们之间延伸并且中心轴线a1延伸穿过它们。

在本发明的一些实施方式中，切削刀具20可以围绕中心轴线a1转位。

同样在本发明的一些实施方式中，切削刀具20可以优选通过压制和烧结硬质合金(例如，碳化钨)来制造，并且可以有涂层或没有涂层。

根据本发明，如图1至图4所示，外周表面26包括与三个拐角表面30在周向上交替的三个侧表面28，每个拐角表面30与上端表面22相交以形成上切削刃32，并且每个侧表面28具有定位表面34。

在本发明的一些实施方式中，每个拐角表面30可以平行于中心轴线a1延伸且与上端表面22和下端表面24两者相交。

同样在本发明的一些实施方式中，每个定位表面34可以是平面的。

此外，在本发明的一些实施方式中，每个定位表面34可以与上端表面22和下端表面24都相交。

如图5所示，每个定位表面34可以平行于中心轴线a1。

在本发明的一些实施方式中，整个外周表面26可以平行于中心轴线a1延伸且与上端表面22和下端表面24都相交，并且切削刀具20可以被描述为‘负’型切削刀具。

根据本发明，如图1至图4所示，下端表面24具有突起的下支撑表面36和围绕下支撑表面36在周向上间隔开的三个下邻接凹部38，每个下邻接凹部38包括在径向上面向外的下邻接表面40。

在本发明的一些实施方式中，下支撑表面36可以是平面的，限定与中心轴线a1垂直的下支撑平面pls。

如图3和图4所示，下支撑平面pls可以与三个拐角表面30中的任何一个都不相交。

同样如图3和图4所示，下支撑平面pls可以与外周表面26不相交，从而使得突起的下支撑表面36能够被有效地磨削。

在本发明的一些实施方式中，每个下邻接表面40可以是平面的。

如图6所示，每个下邻接表面40可以与中心轴线a1不平行。

同样如图6所示，每个下邻接表面40可以与下支撑表面36形成内部倾斜钝角γ1，并且每个倾斜钝角γ1的值可以小于或等于120°。

应当理解，在整个说明书和权利要求书中使用术语“内角”是指在其上形成有两个平面的表面部件的构件内部测量的这表面部件之间的角度。

如图3所示，在垂直于三个定位表面34中的一个的切削刀具20的侧视图中，仅可看到一个下邻接表面40。

同样如图3所示，上述一个下邻接表面40可以完全可见。

在本发明的一些实施方式中，三个下邻接凹部38可以是相同的。

如图2所示，下端表面24可以呈现关于中心轴线a1的三重旋转对称性。

在本发明的一些实施方式中，下外周边缘42可以形成在下端表面24和外周表面26的相交处。

如图3所示，每个下邻接表面40可以在下外周边缘42的单个外周边缘部分44处与外周表面26相交。

同样如图3所示，每个下邻接表面40可以在三个外周边缘部分44中的一个处与三个定位表面34中的一个相交。

根据本发明，在沿与中心轴线a1垂直且与三个定位表面34相交的中间平面m截取的第一截面中，如图7所示，三个定位表面34限定具有三条第一边和三个第一角的第一假想三角形t1。第一假想三角形t1具有三个第一二等分平面pb1和三个垂直定位平面pvl，每个第一二等分平面pb1包含中心轴线a1并且将第一假想三角形的三个第一角中的一个二等分，并且每个垂直定位平面pvl与中间平面m垂直并包含第一假想三角形的三条第一边中的一条。

在本发明的一些实施方式中，每个第一二等分平面pb1可以与上切削刃32中的一个相交。

同样在本发明的一些实施方式中，如图7所示，每个第一二等分平面pb1可以与定位表面34中的一个相交。

此外，在本发明的一些实施方式中，上端表面22可在靠近每个上切削刃32处包括上前刀面46。

如图5和图6所示，每个上前刀面46可以朝向中间平面m向内倾斜，从而使切削刀具20能够以正前角进行切削操作。

在本发明的一些实施方式中，每个下邻接凹部38可包括与其相应的下邻接表面40相邻的凹部底面48。

如图6所示，中心轴线a1可以在向上方向du和向下方向dd上延伸，并且每个凹部底面48可以在大致向下的方向dd上背对中间平面m。

在本发明的一些实施方式中，下端表面24可以不呈现关于三个第一二等分平面pb1中的任何一个的镜像对称性。

同样在本发明的一些实施方式中，每个下邻接表面40可以与三个第一二等分平面pb1中的任何一个都不相交。

此外，在一些实施方式中，如图2所示，在切削刀具20的端视图中，每个下邻接表面40可以不延伸到第一假想三角形t1外部，因此提供用于安装切削刀具20的紧凑装置。

在本发明的第一方面中，在沿与中间平面m平行且与三个下邻接表面40相交的水平下平面phl截取的第二截面中，如图8所示，三个下邻接表面40限定具有三条第二边和三个第二角的第二假想三角形t2。第二假想三角形t2具有三个第二二等分平面pb2，每个第二二等分平面pb2包含中心轴线a1并且将第二假想三角形的三个第二角中的一个二等分。

在本发明的第一方面中，三个第二二等分平面pb2中没有一个与三个第一二等分平面pb1中的任何一个共面，因此当利用三个定位表面34和三个下邻接表面40时提供更宽范围的安装选择。

在本发明的一些实施方式中，第一假想三角形t1和第二假想三角形t2可以都是等边三角形。

如图2所示，在切削刀具20的端视图中，第二假想三角形的三个第二角可位于第一假想三角形t1外部。

同样如图2所示，在切削刀具20的端视图中，第二假想三角形的三个第二角可位于切削刀具20的周边外部。

在本发明的一些实施方式中，如图2所示，分别与第一假想三角形t1和第二假想三角形t2的旋转相邻的角相关联的第一二等分平面pb1和第二二等分平面pb2可以形成锐角的二等分角β1，并且二等分角β1的值可以小于或等于30°。

同样在本发明的一些实施方式中，如图2所示，每个第二二等分平面pb2可以与下邻接表面40中的一个相交。

如图3所示，水平下平面phl可以与三个定位表面34相交。

如图8所示，在沿水平下平面phl截取的第二截面中，每个下邻接表面40可以与定位表面34中的一个形成内部的邻接角α1。

在本发明的一些实施方式中，每个邻接角α1的值可以大于60°且小于或等于90°，因此能够以高度的稳定性安装切削刀具20。

同样在本发明的一些实施方式中，邻接角α1的值可以大于75°。

此外，在本发明的一些实施方式中，切削刀具20可以具有与中心轴线a1同轴的中心孔50，该中心孔50向下支撑表面36敞开。

如图2所示，在切削刀具20的端视图中，中心孔50可以完全位于第二假想三角形t2内部。

在本发明的一些实施方式中，如图8所示，第二假想三角形t2可以具有三个垂直邻接平面pva，每个垂直邻接平面pva与中间平面m垂直并且包含第二假想三角形的三条第二边中的一条。

如图9所示，每个垂直邻接平面pva可以与上切削刃32中的一个相交。

在本发明的一些实施方式中，如图3和4所示，每个上切削刃32可包括分别距中间平面m最远和最近的轴向最高点nu和轴向最低点nl。

如图9所示，在切削刀具20的端视图中，轴向最高点nu可以位于第二假想三角形t2外部。

同样如图9所示，在切削刀具20的端视图中，轴向最低点nl可以位于第二假想三角形t2内部。

在本发明的第一方面中，如图9所示，每个定位表面34可以向内凹入(即，在切削刀具20的端视图中朝向中心轴线a1在向内的方向上凹入)，并且每个垂直定位平面pvl可以与上切削刃32中的两个相交。

应当理解，通过将定位表面34构造成向内凹入，提供了用于安装切削刀具20的紧凑装置。

如图9所示，在切削刀具20的端视图中，每个上切削刃32可包括具有第一端点ne1和第二端点ne2的弯曲的上前缘部分52。

在本发明的一些实施方式中，每个垂直定位平面pvl可以在它们各自的第一端点ne1和第二端点ne2之间与上前缘部分52中的两个相交。

应当理解，通过将每个弯曲的上前缘部分52构造成延伸跨过其两个相邻的垂直定位平面pvl使切削刀具20特别适合于成形操作。

如图9所示，在切削刀具20的端视图中，每个上前缘部分52可具有恒定的上前缘半径ru。

在本发明的一些实施方式中，上前缘半径ru的值可以在0.25mm至5.0mm之间。

如图9所示，在切削刀具20的端视图中，每个上切削刃32可包括远离其相应的上前缘部分52延伸的两个直的切削刃部分54a、54b。

在本发明的一些实施方式中，每个第一二等分平面pb1可以与上前缘部分52中的一个相交。

如图9所示，在切削刀具20的端视图中，每个上前缘部分52可以呈现关于其相应的第一二等分平面pb1的镜像对称性。

如图4所示，在切削刀具20的拐角侧视图中，每个上前缘部分52可沿其整个长度朝向中间平面m倾斜。

在本发明的一些实施方式中，如图2和图9所示，上端表面22和下端表面24可以是相同的，每个拐角表面30与下端表面24相交以形成下切削刃56，上端表面22具有突起的上支撑表面58和围绕上支撑表面58在周向上间隔开的三个上邻接凹部60，并且每个上邻接凹部60包括在径向上面向外的上邻接表面62。

在本发明的这样的实施方式中，切削刀具20可以描述为“双面”可转位的切削刀具。

在一些实施方式中，每个上邻接凹部60可以与上前刀面46中的一个交接。

同样在一些实施方式中，如图9所示，在切削刀具20的端视图中，每个上邻接表面62可以不延伸到第一假想三角形t1外部，因此提供用于安装双面切削刀具20的紧凑装置。

如图2所示，在切削刀具20的端视图中，每个下切削刃56可包括弯曲的下前缘部分64。

同样如图2所示，在切削刀具20的端视图中，每个下前缘部分64可具有恒定的下前缘半径rl。

在本发明的一些实施方式中，下前缘半径rl的值可以在0.25mm至5.0mm之间。

如图3和图4所示，每个上切削刃32可以完全比上支撑表面58更靠近中间平面m，并且每个下切削刃56可以完全比下支撑表面36更靠近中间平面m。

在本发明的一些实施方式中，下支撑表面36和上支撑表面58可以都是平面的并且垂直于中心轴线a1。

同样在本发明的一些实施方式中，中心孔50可以向下支撑表面36和上支撑表面58都敞开。

如图10所示，在沿与中间平面m平行且与三个上邻接表面62相交的水平上平面phu截取的第三截面中，三个上邻接表面62可以限定第三假想三角形t3。

同样如图10所示，第三假想三角形t3的三个角可以与第一假想三角形t1的三个第一二等分平面pb1不重合。

在本发明的一些实施方式中，中间平面m可以位于上端表面22和下端表面24的中间，并且外周表面26可以不呈现关于中间平面m的镜像对称性。

同样在本发明的一些实施方式中，如图3和4所示，每个第一二等分平面pb1可以与中间平面m相交以形成第一二等分轴线ab1，并且切削刀具20可以呈现关于三个第一二等分线轴ab1中的任何一个的双重旋转对称性。

如图11至图17所示，本发明的第二方面涉及一种切削工具66，其具有切削体68和至少一个可转位的切削刀具20，每个切削刀具20可拆卸地固定在切削体68的刀具接收槽70中。

在本发明的第二方面中，如图12和图13所示，每个刀具接收槽70具有基部表面72和横向于基部表面72的间隔开的第一槽壁74和第二槽壁76。

在本发明的一些实施方式中，每个切削刀具20可通过夹紧螺钉78可拆卸地固定在其相应的刀具接收槽70中，该夹紧螺钉78延伸穿过中心孔50且与基部表面72中的螺纹孔80接合。

在本发明的第二方面中，在刀具接收槽70的前视图中，如图12所示，第一槽壁74和第二槽壁76形成外部的槽角δ1。

在本发明的一些实施方式中，基部表面72可以是平面的。

同样在本发明的一些实施方式中，如图13所示，平行于基部表面72的槽平面pp可以与第一槽壁74和第二槽壁76相交，分别形成直的第一假想相交线li1和直的第二假想相交线li2。

同样如图12所示，槽角δ1可以形成在第一假想相交线li1和第二假想相交线li2之间。

在本发明的一些实施方式中，槽角δ1的值可大于60°且小于或等于90°，从而使切削刀具20能够以高度的稳定性安装在刀具接收槽70中。

同样在本发明的一些实施方式中，槽角δ1的值可以大于75°。

此外，在本发明的一些实施方式中，槽角δ1可以等于邻接角度α1。

如图16所示，第一槽壁74可以是平面的并且垂直于基部表面72。

如图17所示，第二槽壁76可以是平面的并且与基部表面72形成外部钝角的第一支撑角μ1。

在本发明的第二方面中，对于下支撑表面36与基部表面72接触的每个转位位置，上切削刃32中的一个是可操作的：

三个定位表面34中只有一个是可操作的，与第一槽壁74接触，并且

三个下邻接表面40中只有一个是可操作的，与第二槽壁76接触。

除了上述这些接触情况之外，每个切削刀具20可以与其相应的刀具接收槽70没有额外的接触。

如图14所示，与可操作的上切削刃32相交的第一二等分平面pb1也与可操作的定位表面34和第一槽壁74相交。

应当理解，对于其中每个第一二等分平面pb1与定位表面34中的一个相交的本发明的实施方式，如图16所示，与作用在可操作的第一槽壁74处的切削力相反的第一反作用力f1有利引导穿过中心轴线al和夹紧螺钉78。

还应当理解，对于其中每个第二二等分平面pb2与下邻接表面40中的一个相交的本发明的实施方式，如图17所示，与作用在可操作的第二槽壁76处的切削力相反的第二反作用力f2有利地引导穿过中心轴线a1和夹紧螺钉78。

应当进一步理解，对于其中每个下切削刃56完全比下支撑表面36更靠近中间平面m并且下支撑表面36与基部表面72接触的本发明的实施方式，如图15所示，有利地在不可操作的下切削刃56和基部表面72之间设置间隙g。

还应当进一步理解，对于其中在切削刀具20的端视图中每个下邻接表面40不延伸到第一假想三角形t1外部的本发明的实施方式，第二槽壁76也不延伸到第一假想三角形t1外部，因此实现了紧凑的安装设置。

在本发明的一些实施方式(没有示出)中，对于其中上支撑表面58与基部表面72接触的每个转位位置并且下切削刃56中的一个是可操作的：

三个定位表面34中只有一个可以是可操作的并且与第一槽壁74接触，并且

三个上邻接表面60中只有一个可以是可操作的并且与第二槽壁76接触。

除了上述这些接触情况之外，每个切削刀具20可以与其相应的刀具接收槽70没有额外的接触。

如图11所示，切削工具66可以围绕工具轴线a2旋转，并且每个刀具接收槽70的第二凹槽壁76可以完全比第一槽壁74在径向上更加远离工具轴线a2。

同样如图11所示，工具轴线a2可以限定旋转方向dr，并且每个刀具接收槽70的基部表面72可以面向旋转方向dr。

在本发明的一些实施方式中，如图11所示，切削体68可以是圆柱形的，具有在前端部84和后端部86之间延伸的周向壁82，前端部84和后端部86分别面向相反的向前方向fd和向后方向rd。

同样如图11所示，多个刀具接收槽70可以在靠近前端部84处形成在周向壁82中，并且每个刀具接收槽70的第一槽壁74和第二槽壁76可以在向前方向fd上岔开。

应当理解，对于其中第二槽壁76在径向上比第一槽壁74更加远离工具轴线a2并且不延伸到第一假想三角形t1外部的本发明的实施方式，如图11和图14所示，切削工具66在周向壁82的位于可操作的上切削刃32或下切削刃56后方的释放部分88处具有良好的间隙，因此使切削工具66特别适合于成形操作。

在本发明的一些实施方式中，如图11所示，每个切削刀具20的可操作的上切削刃32或下切削刃56可具有位于其相应的上前缘部分52或下前缘部分64上的径向最外切削点nc。

同样在本发明的一些实施例中，通过以下制造方法可以将多组切削刀具20可拆卸地固定在多个相同的刀具接收槽70中，所述多组切削刀具20具有在所述组之间的上前缘半径ru和下前缘半径rl的不同值：

不磨削每组的定位表面34，

不磨削每组的下邻接表面40和上邻接表面62，并且

磨削每组的拐角表面30，使得每组的径向最外切削点nc位于距工具轴线a2相同的距离处。

应该理解的是，具有未经磨削的定位表面34和未经磨削的下邻接表面40和上邻接表面62的几组切削刀具20可以由相同的生坯以最少磨削有效地制造。

还应该理解的是，由于每组的径向最外切削点nc与工具轴线a2的距离相同，因此可以以最小的设置时间将多组切削刀具20有效地安装在同一切削体68上。

尽管已经在特定性的某种程度上描述了本发明，但是应该理解，在不脱离权利要求记载的本发明的精神或范围的情况下，可以进行各种改变和修改。