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CN107000083A - 增强的双面切削刀片和具有增强的双面切削刀片的切削刀具 - Google Patents

增强的双面切削刀片和具有增强的双面切削刀片的切削刀具 Download PDF

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CN107000083A
CN107000083A CN201580068051.0A CN201580068051A CN107000083A CN 107000083 A CN107000083 A CN 107000083A CN 201580068051 A CN201580068051 A CN 201580068051A CN 107000083 A CN107000083 A CN 107000083A
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阿德南·阿吉奇
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Seco Tools AB
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Abstract

根据本发明的双面切削刀片(21)包括两个端表面(25)，每个端表面包括主前刀表面(37)和中心支撑表面(29)，主前刀表面与主切削刃(33)相邻，主前刀表面与主侧表面的平面形成第一角度(α)，中心支撑表面与主侧表面的平面形成第二角度(β)。每个端表面还包括处在主前刀表面和中心支撑表面之间的主中间表面(41)。所述主中间表面与主侧表面的平面形成第三角度(γ)，当在沿着孔(35)的中心轴线(A)延伸并且与主侧表面的平面和中心支撑表面的平面大致垂直的中心平面(CP)中测量时，该第三角度大于第一角度(α)并且小于第二角度(β)。本发明还涉及一种切削刀具。

Description

增强的双面切削刀片和具有增强的双面切削刀片的切削刀具
技术领域
本发明总体上涉及切削刀片和切削刀具，更具体地说，涉及双面(或双端)切削刀片。
背景技术
在设计切削刀片时，通常期望为切削刀片设置可能的最大数目的可用切削刃，以便刀片可以被转位到不同的位置，以允许在刀刃磨损或损坏时使用新的切削刃。刀片通常通过诸如夹紧螺钉或螺栓的装置安装到刀具保持架上，并且许多现有设计允许通过将刀片绕螺栓转动使刀片被转位，以使新的切削刃被移动到工作位置。此外，许多现有设计是“双面”刀片，其允许刀片翻转，使得刀片可以绕螺钉或螺栓转位，例如美国专利No.7,241,082中所示的那样。
当制造意图用于加工较小的金属件或形状的较小刀片时，在不损害刀片的强度或能在刀片上设置足够的表面空间用以将刀片安装抵靠刀具保持架上的抵接表面的情况下，制造可转位刀片变得越来越困难。必需的是设置用于安装螺钉或螺栓的贯穿刀片的孔，特别是在双面切削刀片的情况下，随着刀片尺寸变小，通常必须在提供更小、更易损坏的螺钉或螺栓，或者提供在刀片的孔和工作表面之间仅具有最少的刀片材料的更易损坏的刀片之间进行权衡。
期望的是提供一种切削刀片和切削刀具，其有助于在刀片中设置最大尺寸的孔，同时仍为刀片提供相当大的强度。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种双面切削刀片包括：两个相同的对置的端表面，每个端表面具有四个边角；在对置的端表面之间延伸的外周侧表面，所述外周侧表面包括两个相同的对置的主侧表面；间隔开的四个主切削刃，每个主切削刃形成在每个主侧表面与每个端表面的相交部处；以及从主侧表面中的一个主侧表面到主侧表面中的另一个主侧表面贯穿刀片延伸的孔，其中，每个端表面包括主前刀表面和中心支撑表面，主前刀表面与主切削刃相邻，主前刀表面与主侧表面的平面形成第一角度，中心支撑表面与主侧表面的平面形成第二角度，并且每个端表面包括处在主前刀表面和中心支撑表面之间的主中间表面，所述主中间表面与主侧表面的平面形成第三角度，当在沿着孔的中心轴线延伸并且与主侧表面的平面和中心支撑表面的平面大致垂直的中心平面中测量时，该第三角度大于第一角度并且小于第二角度。
根据本发明的一个方面的切削刀具包括如上所述的双面切削刀片以及刀具保持架，该刀具保持架包括本体和形成在本体中的、用于接收切削刀片的凹部，该凹部包括主侧抵接表面和中心支撑抵接表面，用于抵接主侧表面中的相应的主侧表面和中心支撑表面中的一个中心支撑表面。
附图说明
结合附图阅读具体实施方式可以很好地理解本发明的特征和优势，其中相同的附图标记表示相似的元件，其中：
图1是根据本发明的一个方面的切削刀片的透视图；
图2是图1所示的切削刀片的侧视图；
图3是在图2的截面3-3处截取的切削刀片的横截面视图；
图4是图1的切削刀片的端视图；
图5是图1的切削刀片的俯视图；
图6是在图5的截面6-6处截取的一部分切削刀片的横截面视图；
图7是在图4的截面7-7处截取的一部分切削刀片的横截面视图；
图8是根据本发明的一个方面的切削刀具的透视图。
具体实施方式
根据本发明的一个方面的双面切削刀片21如图1-5所示，并且适合用于在图8中所示的根据本发明的另一方面的切削刀具23中使用。刀片21包括两个相同的对置的端表面25，每个端表面具有四个边角27。
刀片21还包括在对置的端表面25之间延伸的外周侧表面29。外周侧表面29包括两个相同的对置的主侧表面31。
刀片21还包括间隔开的四个主切削刃33，每个主切削刃形成在每个主侧表面31与每个端表面25的相交部处。
孔35从主侧表面31中的一个主侧表面到主侧表面31中的另一个主侧表面延伸贯穿刀片21。
如图1所示，例如，每个端表面25包括与主切削刃33相邻的主前刀表面37。为了本申请的目的，前刀表面和主切削刃应被认为是相邻的，但是刃带L(图6-7)可被布置在它们之间。如图6所示，例如，主前刀表面37与主侧表面31的平面形成第一角度α。虽然主侧表面31通常包括至少一个平面部分并且是大致平坦的，但是这不是必需的，本文将参考这样的主侧表面的平面，其中该平面与主侧表面大致相切。
每个端表面25还包括中心支撑表面39，中心支撑表面39与主侧表面31的平面(以及副侧表面49的平面)形成第二角度β(图3)。通常但不是必需地是，中心支撑表面39的平面垂直于主侧表面31的平面，并且中心支撑表面和主侧表面都是平坦的，以便于将它们用作支撑表面，用于抵靠切削刀具23的刀具保持架的凹部中的类似的平坦抵接表面支撑刀片21。
每个端表面25还包括在主前刀表面37和中心支撑表面39之间的主中间表面41。如图3所示，例如，主中间表面41与主侧表面31的平面形成第三角度γ，当在沿着孔35的中心轴线A延伸并且与主侧表面31的平面和中心支撑表面39的平面大致垂直的中心平面CP(图2)中测量时，该第三角度γ大于第一角度α并且小于第二角度β。
如图3所示，孔35通常包括具有第一直径D1的中心部分43和在主侧表面31处具有第二直径D2的外部部分45，第二直径大于第一直径。孔35还包括在中心部分43和外部部分45之间的过渡区域47。过渡区域47的直径从过渡区域连结中心部分43处的第一直径D1变为过渡区域连结外部部分45中的相应的外部部分处的第二直径D2。能够选择中心部分43、外部部分45和过渡区域47的长度和位置，以优化刀片21的强度，从而增强刀片，同时仍然在小刀片21中设置大孔35。特别地，期望的是在孔35的表面和刀片21的最靠近的外部表面(特别是刀片的端表面25)之间提供最大量的刀片材料。
过渡区域47可以朝向孔的中心轴线A是凸形的。这样，可以在过渡区域47的长度上提供最大量的材料，以增强刀片。过渡区域47的凸形形状也可用作用于螺栓(未示出)的头部(其通常为凸形或圆锥形)的夹紧表面，该螺栓将延伸通过孔35，以将刀片21夹紧到刀具保持架。
如图3所示，沿着中心平面CP，通过将过渡区域47设置在如下位置，使得它们被完全设置在对置的端表面上的主中间表面41之间，孔的表面和端表面25之间的材料厚度可以最大化，从而为刀片提供最大程度的增强。因此，设置主中间表面41有助于通过促进更大的刀片厚度而获得了更强、更不易损坏的刀片21，同时不损害端表面25上的前刀面和其它切屑形成结构的功能。它还有助于设置具有最大尺寸的孔35，使得可以使用大的螺钉或螺栓来将刀片21固定到刀具保持架，从而降低螺钉或螺栓断裂的风险。
如图1所示，例如，外周侧表面29还包括两个相同的对置的副侧表面49。刀片21包括间隔开的四个副切削刃51。每个副切削刃51形成在每个副侧表面49与每个端表面25的相交部处。每个端表面25包括副前刀表面53和副中间表面55，副前刀表面53与副切削刃51相邻，副前刀表面53与副侧表面49的平面形成第四角度δ(图7)，副中间表面55处在副前刀表面53与中心支撑表面39之间。副中间表面55与副侧表面的平面形成第五角度ε(图7)，第五角度ε小于第四角度δ并小于第二角度β。
每个副侧表面49可以是平面，但是通常包括第一表面部分57和第二表面部分59，每个表面部分在对置的端表面25之间延伸，并且可以单独是、但不必需是平面的，并且其中，如图5所示，第一表面部分和第二表面部分中的每一个的平面与主侧表面31的平面中的相应的最靠近的平面形成钝角θ。
外周侧表面29还包括四个边角表面61。每个边角表面61被布置在主侧表面31中的一个主侧表面和副侧表面49中的一个副侧表面之间并连结它们。因此，刀片21包括间隔开的八个边角边缘。每个边角边缘形成在每个边角表面61与每个端表面25的相交部处。
通常，每个端表面25的四个边角27包括边角边缘中的四个边角边缘，包括对角方向对置的两个边角切削刃63c和对角方向对置的两个边角非切削刃63n。每个端表面25包括与边角切削刃63c相邻的边角前刀表面65和处在边角前刀表面与中心支撑表面39之间的边角中间表面67。每个边角前刀表面65被布置在主前刀表面37中的一个主前刀表面与副前刀表面53中的一个副前刀表面之间并连结它们。每个边角中间表面67被布置在主中间表面41中的一个主中间表面与副中间表面55中的一个副中间表面之间并连结它们。每个边角中间表面67可以相对于相邻的中心支撑表面39形成凸形突起，这可有助于破碎和移除在加工工件时形成的切屑。每个边角前刀表面65是凹形的。主中间表面41和副中间表面55通常也形成部分的凸形突起。
通常，每个端表面的四个边角27包括对角方向对置的两个降低的边角(63n)和对角方向对置的两个抬高的边角(63c)，与抬高的边角相比，降低的边角更靠近刀片的正中平面MP(例如如图2中所示)，正中平面沿着孔37的中心轴线A延伸并与中心平面CP大致垂直。
如图1所示，例如，每个主侧表面31可以包括与每个主切削刃33相邻的主退刀表面69。例如，如图4和图6所示，从与每个主退刀表面相邻的主切削刃31延伸的与每个主退刀表面69相切的线以锐角的内角相对于中心支撑表面39的平面和中间平面MP倾斜。通常，对于每个主退刀表面69，锐角的内角从主退刀表面(最靠近边角切削刃63c)的一端到主退刀表面(最靠近边角非切削刃63n)的相反端增大，即主退刀表面可以是扭曲的。
根据本发明的一个方面的切削刀具23如图8所示，并且包括一个或多个双面切削刀片21(在图8中以虚线示出)和刀具保持架71，该刀具保持架71包括本体73，本体73具有形成在本体中、用于接收切削刀片的凹部75。该凹部75包括主侧抵接表面77、副侧抵接表面79和中心支撑抵接表面81，用于抵接刀片的主侧表面31、副侧表面49和中心支撑表面39中的相应的表面。当副侧表面49包括第一表面部分57和第二表面部分59时，副侧抵接表面79抵接第一表面部分和第二表面部分中的一个表面部分，通常是当刀片被安装在刀具保持架上时，抵接第一表面部分和第二表面部分中被布置在最径向外侧的一个表面部分，与仅接触最内表面相比，这可以对刀片提供更好的支撑。通过使第一表面部分57和第二表面部分59与主侧表面中的最靠近的主侧表面形成钝角，能够安装刀片，使得表面部分中最靠近工作的边角切削刃63c的表面部分垂直于切削刀具的轴线，并将形成大致平坦的表面，同时表面部分中距工作的边角切削刃最远的表面部分相对于工件被释放。中心支撑抵接表面81可以包括至少两个共面的间隔开的突起，用于支撑刀片的平面中心支撑表面39。
在本申请中，使用诸如“包括”等术语是开放式的，并且旨在具有与诸如“包含”等术语相同的含义，并且不排除存在其它结构、材料或动作。同样，虽然使用诸如“可以”或“可能”等术语旨在是开放式的，并且旨在反映结构、材料或动作不是必需的，但未使用这些术语并不旨在反映结构、材料或动作是必不可少的。在当前认为结构、材料或动作是必不可少的情况下，它们才被确定是必不可少的。
虽然已经根据优选实施例示出和描述了本发明，但是应当认识到，在不脱离如权利要求书中阐述的本发明的情况下，可以在其中进行变形和改变。
本申请要求美国专利申请No.14/569,960的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种双面切削刀片，包括：
两个相同的对置的端表面(25)，每个端表面具有四个边角(27)；
在所述对置的端表面之间延伸的外周侧表面(29)，所述外周侧表面包括两个相同的对置的主侧表面(31)；
间隔开的四个主切削刃(33)，每个主切削刃形成在每个主侧表面与每个端表面的相交部处；以及
从所述主侧表面中的一个主侧表面到所述主侧表面中的另一个主侧表面贯穿所述刀片延伸的孔(35)，
其特征在于，
每个端表面包括主前刀表面(37)和中心支撑表面(29)，所述主前刀表面与所述主切削刃相邻，所述主前刀表面与所述主侧表面的平面形成第一角度(α)，所述中心支撑表面与所述主侧表面的平面形成第二角度(β)，并且每个端表面包括处在所述主前刀表面和所述中心支撑表面之间的主中间表面(41)，所述主中间表面与所述主侧表面的平面形成第三角度(γ)，当在沿着所述孔(35)的中心轴线(A)延伸并且与所述主侧表面的平面和所述中心支撑表面的平面大致垂直的中心平面(CP)中测量时，所述第三角度大于所述第一角度(α)并且小于所述第二角度(β)。
2.根据权利要求1所述的双面切削刀片，其中所述孔包括具有第一直径(D1)的中心部分(43)和在所述主侧表面处具有第二直径(D2)的外部部分(45)，所述第二直径大于所述第一直径，并且所述孔包括在所述中心部分和所述外部部分之间的过渡区域(47)，所述过渡区域的直径从所述过渡区域连结所述中心部分处的所述第一直径变为所述过渡区域连结所述外部部分中的相应的外部部分处的第二直径。
3.根据权利要求2所述的双面切削刀片，其中所述过渡区域朝向所述孔的中心轴线(A)是凸形的。
4.根据权利要求2或3所述的双面切削刀片，其中，沿着所述中心平面(CP)，所述过渡区域被完全布置在所述对置的端表面上的主中间表面之间。
5.根据权利要求1所述的双面切削刀片，其中所述外周侧表面包括两个相同的对置的副侧表面(49)，并且所述刀片包括间隔开的四个副切削刃(51)，每个副切削刃形成在每个副侧表面与每个端表面的相交部处，每个端表面包括副前刀表面(53)和副中间表面(55)，所述副前刀表面与所述副切削刃相邻，所述副前刀表面与所述副侧表面的平面形成第四角度(δ)，所述副中间表面处在所述副前刀表面与所述中心支撑表面之间，所述副中间表面与所述副侧表面的平面形成第五角度(ε)，所述第五角度小于所述第四角度(δ)并小于所述第二角度(β)。
6.根据权利要求5所述的双面切削刀片，其中每个副侧表面包括第一表面部分(57)和第二表面部分(59)，每个表面部分在所述对置的端表面之间延伸，并且其中所述第一表面部分和所述第二表面部分中的每一个的平面与所述主侧表面的平面中的相应的最靠近的平面形成钝角(θ)。
7.根据权利要求5或6所述的双面切削刀片，其中所述外周侧表面(29)包括四个边角表面(61)，每个边角表面被布置在所述主侧表面中的一个主侧表面和所述副侧表面中的一个副侧表面之间并连结它们，并且所述刀片包括间隔开的八个边角边缘，每个边角边缘形成在每个边角表面与每个端表面的相交部处，每个端表面的四个边角包括对角方向对置的两个边角切削刃(63c)和对角方向对置的两个边角非切削刃(63n)，每个端表面包括与所述边角切削刃相邻的边角前刀表面(65)和处在所述边角前刀表面与所述中心支撑表面之间的边角中间表面(67)，每个边角前刀表面被布置在所述主前刀表面中的一个主前刀表面与所述副前刀表面中的一个副前刀表面之间并连结它们，每个边角中间表面被布置在所述主中间表面中的一个主中间表面与所述副中间表面中的一个副中间表面之间并连结它们，每个边角中间表面相对于相邻的中心支撑表面形成凸形突起。
8.根据权利要求7所述的双面切削刀片，其中每个边角前刀表面(65)是凹形的。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的双面切削刀片，其中每个端表面的四个边角包括对角方向对置的两个降低的边角和对角方向对置的两个抬高的边角，与所述抬高的边角相比，所述降低的边角更靠近所述刀片的正中平面(MP)，所述正中平面沿着所述孔的中心轴线延伸并且与所述中心平面大致垂直。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的双面切削刀片，其中每个主侧表面包括与每个主切削刃相邻的主退刀表面，其中，在所述切削刀片的在与所述中心平面平行的平面中截取的横截面中，从与每个主退刀表面(69)相邻的所述主切削刃延伸的、与每个主退刀表面相切的线以锐角的内角相对于所述中心支撑表面的平面倾斜。
11.根据权利要求10所述的双面切削刀片，其中，对于每个主退刀表面，所述锐角的内角从所述主退刀表面(69)的一端到所述主退刀表面的相反端增大。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的双面切削刀片，其中所述中心支撑表面(39)是平坦的。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的双面切削刀片，其中每个主中间表面(41)相对于相邻的中心支撑表面形成部分的凸形突起。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的双面切削刀片，其中每个主侧表面(31)是平坦的。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的双面切削刀片，其中所述外周侧表面(29)包括两个相同的对置的副侧表面(49)，并且所述刀片包括间隔开的四个副切削刃(33)，每个副切削刃形成在每个副侧表面与每个端表面的相交部处。
16.根据权利要求15所述的双面切削刀片，其中每个副侧表面(49)包括第一表面部分和第二表面部分(57和59)，每个表面部分在所述对置的端表面之间延伸，并且每个表面部分与所述主侧表面中的相应的最靠近的主侧表面形成钝角(θ)。
17.根据权利要求16所述的双面切削刀片，其中，对于每个副侧表面，所述第一表面部分和所述第二表面部分(57和59)是平坦的。
18.一种切削刀具，包括：
双面切削刀片(21)，所述双面切削刀片包括
两个相同的对置的端表面，每个端表面具有四个边角(27)；
在所述对置的端表面之间延伸的外周侧表面(29)，所述外周侧表面包括两个相同的对置的主侧表面(31)；
间隔开的四个主切削刃(33)，每个主切削刃形成在每个主侧表面与每个端表面的相交部处；以及
从所述主侧表面中的一个主侧表面到所述主侧表面中的另一个主侧表面贯穿所述刀片延伸的孔(35)，
其特征在于，
每个端表面包括主前刀表面(37)和中心支撑表面(29)，所述主前刀表面与所述主切削刃相邻，所述主前刀表面与所述主侧表面的平面形成第一角度(α)，所述中心支撑表面与所述主侧表面的平面形成第二角度(β)，并且每个端表面包括处在所述主前刀表面和所述中心支撑表面之间的主中间表面(41)，所述主中间表面与所述主侧表面的平面形成第三角度(γ)，当在沿着所述孔(35)的中心轴线(A)延伸并且与所述主侧表面的平面和所述中心支撑表面的平面大致垂直的中心平面(CP)中测量时，所述第三角度大于所述第一角度并且小于所述第二角度；以及
刀具保持架(71)，所述刀具保持架包括本体(73)和形成在所述本体中以用于接收所述切削刀片的凹部(75)，所述凹部包括主侧抵接表面和中心支撑抵接表面(77、79和81)，用于抵接所述主侧表面中的相应的主侧表面和所述中心支撑表面中的一个中心支撑表面。
19.根据权利要求18所述的切削刀具，其中所述外周侧表面(29)包括两个相同的对置的副侧表面(49)，并且所述刀片包括间隔开的四个副切削刃(51)，每个副切削刃形成在每个副侧表面与每个端表面的相交部处，所述凹部(75)包括副侧抵接表面(79)，用于抵接所述副侧表面中的一个副侧表面。
20.根据权利要求19所述的切削刀具，其中每个副侧表面(49)包括第一表面部分和第二表面部分(57和59)，每个表面部分在所述对置的端表面之间延伸，并且每个表面部分与所述主侧表面中的相应的最靠近的主侧表面形成钝角(θ)，所述副侧抵接表面抵接所述第一表面部分和第二表面部分的一个表面部分。
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