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CN100515633C - 切削工具、切削工具的基体和切削工具的切削刀片 - Google Patents

切削工具、切削工具的基体和切削工具的切削刀片 Download PDF

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CN100515633C CNB200580004818XA CN200580004818A CN100515633C CN 100515633 C CN100515633 C CN 100515633C CN B200580004818X A CNB200580004818X A CN B200580004818XA CN 200580004818 A CN200580004818 A CN 200580004818A CN 100515633 C CN100515633 C CN 100515633C
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Abstract

本发明涉及一种切削工具，这种切削工具包括：具有刀片座的基体(1)和切削刀片(2)，该切削刀片(2)利用锯齿型连接表面(3，5)以可分离的方式连接在刀片座中并且刚性地固定在刀片座中，连接表面之一(3)形成所述刀片座并且包括彼此垂直延伸的第一脊(18)和第二脊(19)。根据本发明，至少形成刀片座(3)的连接表面一方面形成有两个间隔开的表面区域或者两组多个相互平行的彼此延伸布置的第一脊(18A，18B)，并且另一方面形成有位于两组第一脊(18A，18B)之间的一个或多个第二脊(19)。另外，本发明还涉及切削工具的基体以及切削工具的切削刀片。

Description

切削工具、切削工具的基体和切削工具的切削刀片
技术领域
在第一方面，本发明涉及旨在切屑移除式加工的切削工具，这种切削工具一方面包括具有刀片座的基体，另一方面包括切削刀片，该切削刀片利用锯齿型连接表面可分离地连接在刀片座中并且刚性地固定在刀片座中，连接表面之一形成所述刀片座并且包括彼此垂直地延伸的第一脊和第二脊。
实际上，基体可以例如包括钻柄或者刀头以及可转位的切削刀片。
背景技术
上述类型的切削工具此前在WO 9900208A1中已经是公知的。在这种情形下，用作刀片座的锯齿连接表面包括两组脊，每组都位于单独的表面区域中。仅仅处于两组或者表面区域中的脊的这种配置会产生如下的缺点：即作用在切削刀片上的切削力不会沿着连接表面的整个区域以希望的均匀的方式分布；这意味着连接表面承受并且抵抗较大的力的能力受到限制。因此，例如，在可在四个位置转位这种类型的四刃切削刀片中，朝向工作位置向前转位的切削刀片的角具有移动的趋势；除其它之外，还会由于切削刀片由其期望位置移开而导致中等的加工精度。
发明内容
本发明目的在于消除此前已知的切削工具存在的上述缺点并且提供改进的切削工具。因此，本发明的主要目的是提供一种切削工具，在基体和切削刀片之间的锯齿连接保证作用在切削刀片上的切削力沿着连接的整个表面延伸部分均匀而可靠的分布。另一个目的是提供一种切削工具，对于给定的工具尺寸，它的锯齿连接可以承受比此前已知的锯齿连接更大的力，而不会从其固定的精确位置移开。
在第二方面，本发明还涉及旨在用于切削工具的基体。
在第三方面，本发明还涉及旨在用于切削工具的切削刀片。
附图说明
在附图中：
图1是显示切削工具的简化透视图，该切削工具的基体由具有刀片座的刀头构成，其中切削刀片固定在刀片座中；
图2以放大的比例显示了在切削刀片和刀片座之间的接触面的端视图；
图3是显示刀片座和切削刀片的底端的放大透视分解图；
图4是根据本发明的刀片座的示意透视图；
图5是显示在切削刀片和刀片座之间锯齿连接的可选实施例的透视分解图；以及
图6是从根据本发明的切削刀片的下方观察时的透视图。
具体实施方式
在图1中，可旋转的切削工具显示的例子为铣刀，该铣刀包括基体1，其形式为刀头和多个切削刀片2。为了简化起见，仅仅显示了一个这样的切削刀片，虽然实际上铣刀可以设置有多个沿周边和切向间隔开的切削刀片。单个切削刀片2安装在由3指定的刀片座中，该刀片座邻接基体1的圆周中的容屑槽4形成。刀片座3由锯齿型的第一连接表面构成，该表面布置成与在切削刀片2的底端上形成的第二锯齿连接表面5(参见图2和3)相配合。切削刀片2利用适当的夹紧构件固定在刀片座3中，虽然本实例中由螺钉6构成，但是也可以由夹具等构成。
在更详细地描述两个锯齿连接表面3、5之前，应该简要地描述基体1和切削刀片2的总体形状。在所选取的实例中，切削刀片2(参见图2和3)具有扁平和四边形的(正方形)基本形状，该形状由大体上为平面的并且相互平行的顶端和底端7、8界定。四个端面9在顶端和底端之间延伸，四个端面类似并且形成与切削刃10、11邻接的余隙面，这些余隙面形成于顶端7和端面9之间。
用作基体的刀头1(参见图1)具有环形的前表面12和旋转对称的包络面13。锥形部分14从刀头的主要部分向后延伸，用于连接在刀架中。在图1中，15表示切削刀片的被转位朝向工作位置的角。在这种状态下，切削刃10形成主切削刃，切削刃11形成副切削刃或滑动刃(wiperedge)。不言自明的是，向前转位的角15受到操作期间作用在切削刀片上的大部分力，而另外的不工作的三个角不会受到比较大的应力。
连接表面3和5的每一个都以传统的方式包括多个由凹槽相互隔开的脊和/或顶部。与WO 9900208A1中的方式相同，示例的切削刀片2的连接表面5是格子状的或者是棋盘式的，到目前为止，该表面包括成行地布置的金字塔形的顶部16，这些行由凹槽17、17′均匀地间隔开，而凹槽17、17′彼此垂直地延伸。用作刀片座的锯齿连接表面3包括两种不同类型的通常分别由18和19指定的脊，第一脊18和第二脊19彼此垂直地延伸以便保证在彼此垂直的两个方向上机械地锁定切削刀片。定位在第一脊18之间的凹槽由22指定。到目前为止，脊的横截面形状是传统的，各个脊由两个相对的侧表面或者侧面20(参见图2)限定，在侧面20之间有脊突21，该脊突21形成脊中定位最高的部分。邻近的脊由凹槽22侧向地间隔开，凹槽22的底部由23指定。齿侧面20的共同的角度是60°，虽然其它角度也是可行的。两个连接表面之一的脊的顶部不在另一个连接表面的凹槽的底部是很重要的。同样很重要的是在两个连接表面之间的脊之间的间距相同，原因在于否则的话连接表面之一就不能装配到另一个上。
到目前为止已经描述了在所示的切削刀片和刀片座之间的锯齿连接，同样的锯齿连接实质上以前可由WO 9900208A1中获知。
本发明的新颖和特有之处在于：至少在基体中形成刀片座的连接表面3一方面包括两组间隔开的多个相互平行的第一脊18A、18B，第一脊18A、18B彼此延伸布置，另一方面包括位于两组第一脊之间的一个或多个横向的第二脊19。在图4中，包括第一组第一脊的表面区域由A指定，而与表面区域A隔开的包括第二组第一脊的表面区域由B指定。由此，首先提到的区域中的脊由18A指定，而表面区域B中的相应的脊由18B指定。另外，在图4中，15A表示刀片座中的角，在固定位置中的切削刀片2的工作角15朝向角15A转动。
参见图1，应当指出，操作期间切削刀片2在构想的坐标系中的三个不同方向上受力，即沿着x方向的切向力、y方向的径向力和z方向的轴向力。在所述的力中，y方向的径向力比z方向的轴向力大得多。
现在再参见图4，其中显示了表面区域A、B中的脊18A、18B的数目比第二脊或者中间脊19的数目大得多。因此，在实例中，脊18A和18B的数目分别达到十二，而第二脊的数目只达到二。这意味着作用在切削刀片上的切削力的主要部分即径向力y经由许多脊的力传递侧面由这些脊承受，这些侧面的总面积比第二脊19的侧面的总面积大很多倍，所述第二脊19就能够达到承受z方向的轴向力的目的。在这方面，应该指出用于基本上传递y方向上的力的表面接触在每个脊18A、18B上的沿径向向外转动的侧面和切削刀片的连接表面5中的每个顶部16上的沿径向向内转动的侧面之间形成。用于传递z方向上的力的表面接触又会在面向基体的前表面12的每个第二脊19上的侧面和远离所述前表面转动的格状图案的顶部16上的侧面之间形成。通过下面实事，即应该承受占优势的径向力y的脊18不仅邻接角15A(在表面区域A)，而且还在表面区域B中远离正所述的角，可以在根本上提高连接表面抵抗旨在使切削刀片相对于刀片座更精确地围绕着角15A处的旋转中心转动的力的能力。
工具的制造
在一起形成切削工具的两个零件1、2中，基体1由钢等制成，其中，锯齿连接表面3通过对一起形成所述的表面的脊和凹槽进行精密加工特别是铣削而形成。然而，各个切削刀片2通过硬质合金(或者其它的具有比钢更高的硬度和抗磨损性的其它材料)的压力成型和烧结形成，其中，切削刀片底端上的连接表面5结合压制和烧结至少获得它的基本形状。实际上，切削刀片可以是直接压制的即没有后处理或者进行研磨以便获得较高的精确性。
图4示出的基体中的锯齿连接表面3的铣削可以通过不同的方式执行。一种方式是在两个连续的阶段中首先产生脊18A和18B，在这两个阶段中间执行一个中间阶段，在中间阶段中适用于该目的的铣刀抬起以便在切削刀片上留下中心区域。例如，表面区域A中的脊18A可以首先由能够带入水平面的铣刀形成。当脊已经完成全部长度时，铣刀抬起并且跳过或者越过中心区域，在这之后铣刀再次向下降到最初所述的平面上，以便完成具有期望长度的脊18B。在另一种操作中，其形状适于提供第二脊19的另一种铣刀沿着切削刀片的底端更精确地垂直于第一铣刀的进给方向被带动。这样，就产生了在切削刀片的相对的端面之间延伸的两种脊19。在各个第二脊19与邻近的一组第一脊18A、18B之间分别提供了横向脊19A和19B。这些脊并不是沿着它们的整个长度具有完整的横截面，而是由构成凹槽22的延伸部分的或多或少的较深部的缝横断开，并且分别结合第一铣刀的提高和降低而产生并且生成脊18A、18B。由于这些缝的存在，凸状形式的19A、19B至少部分地获得锥形的顶部而不是连续的脊。
当然，以相反的顺序形成这几组脊也是切实可行的，即首先形成第二脊19然后形成第一脊18A、18B。
在图4所示的实施例中，所有脊都等高。更精确地说，所有脊18A、18B、19、19A和19B上的脊突21都位于共同的平面内(平行于切削刀片的顶端7)。然而，使脊或者至少脊的顶部位于不同的平面中也是切实可行的。一个这样的实施例在图5中进行了示例，其中用作刀片座的连接表面3中的多个第二脊19位于与脊18A、18B不同的另一个平面中。更精确地说，相对于第一脊18A、18B，第二脊19是埋头孔。应该明白，各个脊之间的高度差异主要在于位于不同平面中的脊的顶部。即使各个表面区域中的脊具有不同深度或者高度，也会如此。到目前为止，图5示出的实施例尤其有利，脊19的顶部与凹槽22的底部齐平或者在它们下方，其中凹槽22存在于脊18A、18B之间。这样，可以在铣刀没有任何跳跃的情况下进行制造。因此，在开始的操作中，可以在一个平面内将铣刀从刀片座的一个端部移到相对的端部，之后，第二铣刀垂直地移到比第一铣刀低的高度上，从而形成第二脊19。这样，在基体中就形成了中央埋头孔25，该埋头孔25沿着相对的边缘由台肩表面26限定。如果需要的话，所述台肩表面26可以用于传递力的目的，该力是通过相对于从切削刀片的底端伸出的凹形部分28上的两个边缘表面27进行密配合而形成的，该凹形部分支承第二脊19并且具有与埋头孔25相同的基本形状。
在根据图5的实例中，切削刀片2仅仅可以在两个位置中转位。为此，可以使用连接表面5代替格子图案的锯齿连接表面，该连接表面5可以像刀片座3那样包括相互间隔开的两组第一脊18A、18B以及在第一脊18A、18B之间的第二脊19，其中第二脊19在凹形部分28中形成。
最后，在图6中，示出了切削刀片2的可选实施例，在它的底端上具有两组隔开的第一脊18A、18B以及一组金字塔形的顶部16，顶部16布置在多个(五个)补充的横向行中用于与刀片座3中的第二脊19配合操作。
一起形成锯齿连接表面的几组脊中的纵向和第二脊的数目可以相当大地变化。然而，一般说来，第一脊的数目应该比第二脊的数目大得多。实际上，因此，第一脊的数目可以至少大于第二脊的数目的十乃至二十倍。这是为了使(各个脊上的)第一脊的工作侧面的总面积变成大于第二脊或脊的力承受侧面总面积很多倍。第二脊的数目可以有利地小到一，虽然二至六个第二脊也是切实可行的，如附图中示出的一样。两个表面区域A、B中每个的第一脊的绝对数目可以有利地达到十个或者更大。
附图标记
1基体
2切削刀片
3锯齿连接表面(刀片座)
4容屑槽
5(切削刀片上的)锯齿连接表面
6螺钉
7切削刀片的顶端
8切削刀片的底端
9端面
10主切削刃
11滑动刃
12前表面
13包络面
14固定部分
15切削刀片上的工作角
15A刀片座中的角
16顶部
17凹槽
18A、18B第一脊
19第二脊
20脊的侧面
21脊的脊突
22凹槽
23凹槽的底部
24顶部
25刀片座中的埋头孔
26台肩表面
27边缘表面
28凹形部分

Claims (8)

1.一种切削工具，一方面包括具有刀片座的基体(1)，另一方面包括切削刀片(2)，所述切削刀片(2)通过锯齿型的连接表面以可分离的方式连接在刀片座中并且刚性地固定在其中，所述连接表面之一形成所述刀片座(3)，并且所述连接表面包括彼此垂直地延伸的第一脊(18A，18B)和第二脊(19)，其特征在于，一方面，至少形成刀片座(3)的连接表面包括两个间隔开的表面区域或者两组多个相互平行的彼此延伸布置的第一脊(18A，18B)，另一方面，至少形成刀片座(3)的所述连接表面包括位于两组第一脊(18A，18B)之间的一个或多个第二脊(19)。
2.一种切削工具的基体，包括用作刀片座(3)的锯齿型连接表面，所述连接表面包括第一脊(18A，18B)和第二脊(19)，第一脊(18A，18B)和第二脊(19)彼此垂直地延伸，以便保证基体和切削刀片沿着彼此垂直的两个方向上可以机械地锁定，其特征在于，所述连接表面包括两组间隔开的多个相互平行的彼此延伸布置的第一脊(18A，18B)，还包括一个或多个位于两组第一脊(18A，18B)之间的第二脊(19)。
3.如权利要求2所述的基体，其特征在于，至少第一脊(18A，18B)和第二脊(19)的脊突(21)位于共同的平面中。
4.如权利要求3所述的基体，其特征在于，在每个第二脊(19)和邻近的一组第一脊(18A，18B)之间，第三类型的锯齿以多个顶部(24)的形式形成，所述多个顶部(24)位于与第二脊平行的行中并且通过凹槽(22)的延伸部分分隔开，其中凹槽(22)在横向上分开所述第一脊(18A，18B)。
5.如权利要求2所述的基体，其特征在于，至少第二脊(19)的脊突(21)位于与第一脊(18A，18B)的脊突(21)不同的另一个平面中。
6.如权利要求5所述的基体，其特征在于，相对于第一脊(18A，18B)，所述第二脊(19)是埋头孔。
7.如权利要求6所述的基体，其特征在于，所述第二脊(19)是使所述第二脊的顶部位于在第一脊(18A，18B)之间的凹槽(22)的底部(23)所处的假想平面上或者低于该假想平面的高度上的埋头孔。
8.一种切削工具的切削刀片，包括锯齿型连接表面(5)，其中包括由中间的凹槽限定出的脊，其特征在于，所述连接表面(5)一方面包括两组间隔开的多个相互平行的彼此延伸布置的第一脊(18A，18B)，另一方面包括位于两组第一脊(18A，18B)之间的第二脊(19)或者顶部(16)。
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