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CN100556596C - 切削镶块和切削工具 - Google Patents

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CN100556596C CNB2003801042393A CN200380104239A CN100556596C CN 100556596 C CN100556596 C CN 100556596C CN B2003801042393 A CNB2003801042393 A CN B2003801042393A CN 200380104239 A CN200380104239 A CN 200380104239A CN 100556596 C CN100556596 C CN 100556596C
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Abstract

本发明提供一种用于铣削操作的切削工具(44)中的可转位切削镶块(10)。切削镶块(10)是具有在两个相对端表面(12)之间延伸并与其垂直的周向侧表面(14)的大致菱形形状。切削刃区段与每个端表面(12)相关并包括在拐角切削刃(36)合并的第一和第二切削刃(32、34)。与每个端表面相关的两个第一切削刃(32、34)相对于切削镶块(10)的对称面(M)形成非零的第一角度。周向侧表面(12)包括四个大致平的主要侧表面(26)、两个径向相对的圆弧拐角侧表面(28)以及两个径向相对的大致平的次要侧表面(30)。每个端表面设置平端部区域(24)。平端部区域平行并形成切削镶块(10)的轴向最外面的伸出区域。

Description

切削镶块和切削工具
技术领域
本发明涉及一种总体用于金属切削操作并特别是用于切削小半径内部拐角且同时用于下坡切削操作的切削镶块和切削工具。
背景技术
在模子和模具以及具有复杂几何表面和延长肩部的其它结构的制造过程中，通常以端面铣刀和套式铣刀为形式的这种切削工具用来进行金属加工。在这些应用中，有时经常需要形成小于0.5mm的小半径的内部拐角。通常，使用球头端面铣刀或具有圆形切削镶块的端面铣刀来在金属工件中形成复杂几何表面。没有一种具有可更换切削镶块的球头端面铣刀能够形成0.5mm那样小半径的内部拐角。同样，没有具有0.5mm那样小的半径的圆形切削镶块。
当加工工件的大表面时，最为经济的方法是使用具有大半径切削镶块的切削工具来形成表面的主要大尺寸结构，并接着使用具有小半径切削能力的工具来形成小尺寸结构并减小所需内部拐角的半径。
具有小半径切削能力的切削镶块通常是菱形形状，具有所需小半径的切削突出部(或拐角)。这种切削镶块和相关切削工具的实例在EP1156768A1中披露过。切削镶块具有正性几何形状，并因此只具有两个切削拐角。
DE2811086A1披露沿着用于转动铣床的可转位切削镶块，其包括具有平行四边形截面的平行六面体主体，其中两个表面相对定位，两个边缘位于所述表面之间，并且两个前表面相对定位，由此该表面和前表面相互交叉，并形成主要切削刃，由此表面(11、12)和边缘表面以小于90°的角度交叉并形成边缘(17、18)，其一部分形成辅助切削刃，由此其它部分设置成凹入部(21、22)的形式，该凹入部设计成保持夹紧元件，由此每个凹入部通过平滑表面(23、24)制成，并且其延伸部通过平行于辅助切削刃的边缘限制。
本发明的目的在于提供一种具有四个切削拐角并能够在工件中切削小半径内部拐角的切削镶块。本发明的目的在于提供一种能够设置这种切削镶块的例如端面铣刀的切削工具。
本发明的另一目的在于提供一种还能够进行下坡切削操作的所述类型的切削镶块和切削工具。
发明内容
本发明的切削镶块和切削工具设计用来切削金属和合成物。通常，切削镶块通过成形压制和烧结硬质合金粉末来制造。但是，还可以使用注射模制技术。
按照本发明，提供一种用于铣削操作的切削工具中的可转位切削镶块，包括：
两个大致相同的菱形相对端表面；
在两个相对端表面之间延伸的周向侧表面，周向侧表面垂直于切削镶块的对称面并包括六个部分侧表面，四个部分侧表面是大致平的主要侧表面，并且两个部分侧表面是径向相对的圆弧拐角表面，每个拐角侧表面位于两个主要侧表面之间并与其合并；
与每个端表面相关的两个第一切削刃和两个第二切削刃，每个第一切削刃相对于对称面形成非零的第一角度，并且每个第二切削刃相对于对称面形成非零的第二角度，与给定端部表面相关的两个第一切削刃相互倾斜并位于相互平行的相关的主要侧表面内；并且与给定端部表面相关的两个第二切削刃相互倾斜并位于相互平行的相关的主要侧表面内；
与每个端表面相关的两个拐角切削刃，每个拐角切削刃和一个第一切削刃以及一个第二切削刃合并，并且在其中形成连续的切削刃区段；
两个相对的平端部区域，一个平端部区域与每个端表面相关，对称面平行于每个平端部区域；
在平端部区域之间延伸的通孔，通孔具有限定切削镶块轴向的轴线，平端部区域形成切削镶块的轴向最外面的伸出区域。
如果需要，第一角度不同于第二角度。
另外，如果需要，第一角度等于第二角度。
如果需要，周向侧表面还包括两个径向相对的大致平的次要侧表面，每个次要侧表面位于两个主要侧表面之间。
通常，切削镶块围绕每个第一、第二和第三转动对称轴线R1、R2、R3具有180°的转动对称，第一轴线R1垂直于平端部区域并与通孔的轴线重合，第二轴线R2穿过次要侧表面，并且第三轴线R3穿过拐角侧表面。
最好是每个端表面包括与每个切削刃区段相关的前刀面，前刀面从切削刃区段向内朝着对称面延伸。
另外，最好是，前刀面沿着结合部与从结合部向上倾斜离开对称面的突出部合并。
另外，最好是，与给定端表面相关的突出部从结合部延伸到给定端表面的平端部区域。
同样按照本发明，提供一种用于铣削操作的切削工具，该切削工具具有转动轴线A，并包括：
按照本发明的多个可转位切削镶块，每个切削镶块设置在镶块凹入部中，其中可操作的第一切削刃以给定轴向前刀面角(γ)定位。
通常是，轴向前刀面角(γ)在0°到5°的范围内。
附图说明
为了更好地进行理解，现在参考附图，并只通过实例，描述本发明，附图中：
图1是按照本发明的切削镶块的透视图；
图2是图1所示切削镶块的端视图；
图3是图1所示切削镶块的侧视图；
图4是图1所示切削镶块的另一侧视图；
图5A是沿着线VA-VA截取的图2所示切削镶块的局部截面图；
图5B是沿着线VB-VB截取的图2所示切削镶块的局部截面图；
图5C是沿着线VC-VC截取的图2所示切削镶块的局部截面图；
图5D是沿着线VD-VD截取的图2所示切削镶块的局部截面图；
图6是按照本发明的切削工具的侧视图。
具体实施方式
首先参考表示按照本发明的可转位切削镶块10的图1-4。切削镶块10具有两个相同的大致菱形的端表面12，周向侧表面14在其中延伸。每个端表面12邻接周边16，端表面12和周向侧表面14在该周边处合并。每个周边16包括由两个非切削刃区段20分开的两个连续的切削刃区段18。靠近端表面12的大致平端部区域24的凹槽22邻接每个切削刃区段18。因此，切削镶块10具有两个相对的平端部区域24。两个相对的平端部区域24相互平行并平行于位于平端部区域24中间的切削镶块10的对称面M。
周向侧表面14垂直于对称面M并包括八个部分侧表面，即四个大致平的主要侧表面26、两个径向相对的圆弧拐角侧表面28和两个径向相对的大致平的次要侧表面30。每个次要侧表面30位于两个主要侧表面26之间并与其合并。类似地，每个拐角侧表面28位于两个主要侧表面26之间并与其合并。
每个切削刃区域18包括第一切削刃32、第二切削刃34和拐角切削刃36，第一和第二切削刃32、34在拐角切削刃36处合并。每个第一切削刃32延伸离开拐角切削刃36，第一切削刃和拐角切削刃合并到相邻的非切削刃区段20上并朝着对称面M。第一切削刃32最好是直的并相对于对称面M以非零的第一角度θ1倾斜。类似地，每个第二切削刃34延伸离开拐角切削刃36，第二切削刃和拐角切削刃合并到相邻的非切削刃区段20上并朝着对称面M。第一切削刃34最好是直的并相对于对称面M以非零的第一角度θ2倾斜。第一和第二角度θ1、θ2可以相同或不同。与给定端表面12相关的两个第一切削刃32相互平行，并且与给定端表面12相关的两个第二切削刃34相互平行。平的次要侧表面30形成切削镶块10的一对径向相对的平拐角。
每个端表面12包括靠近每个切削刃区段18的前刀面38。前刀面38从切削刃区段18向内朝着对称面M延伸到与突出部42合并的结合部40，突出部42从结合部40倾斜离开对称面M到平端部区域24。如图2和5A-5D所示，靠近第一切削刃32的前刀面38沿着切削刃具有可变的长度(垂直于第一切削刃32测量)。它具有靠近相邻非切削刃20的第一长度L1(在截面VA-VA处)以及靠近相邻拐角切削刃36的第二长度L2(在截面VB-VB处)，其中第二长度L2大于第一长度L1并沿着切削刃在这两个数值之间变化。另一方面，靠近第二切削刃34的前刀面38具有沿着第二切削刃34大致恒定的第三长度L3。为了清楚起见，指出的是在图1和2作为结合部40的线只是说明性的。从图5A-5D中可以明白结合部实际上是凹槽22的有限宽度形成部分的弯曲区域。
切削镶块10围绕第一、第二和第三转动对称轴线R1、R2、R3具有转动对称。第一轴线R1垂直于平端部区域24，第二轴线R2穿过小的侧表面30并且第三轴线R3穿过拐角侧表面28。第二和第三轴线R2、R3位于对称面M中，并且第一轴线R1垂直于第二和第二轴线R2、R3。切削镶块10设置具有作为第一转动对称轴线R1的轴线的通孔44。通孔44在平端部区域24之间延伸，并限定切削镶块的轴向。从图3和4的切削镶块10的侧视图中应该注意到切削镶块10在平端部区域24直接相对的区域处在切削镶块10的轴向上是最宽的。换言之，平端部区域24形成切削镶块10的轴向最外面的伸出区域。通常，拐角切削刃36的半径R在0.2-6.35mm的范围内。
现在参考表示按照本发明的切削工具46的图6。切削工具46是能够按照关键切削刃36的半径R在工件48内切削小半径内部拐角的端面铣刀。切削工具46还能够通过第二切削刃34进行下坡切削操作。切削工具46具有转动轴线A并包括切削主体50，其中按照本发明的可转位切削镶块10设置在切削主体50的镶块凹入部52内。每个切削镶块10具有两个有效操作切削刃：一个操作第一切削刃32’和一个操作第二切削刃34’以及一个操作拐角切削刃36’。镶块凹入部52设计成操作第一切削刃32’以轴向前刀面角γ通常接近0°但通常不大于5°的方式定位。由于操作第一切削刃32’相对于切削镶块10的对称面M形成第一角度θ1，因此在切削镶块10和靠近操作第二切削刃34’的工件48的表面部分之间获得通常接近θ1但是不小于θ1-5°的固有的背隙α。
操作第一切削刃32’可以分成靠近操作切削拐角36’的导前部分、离开切削拐角36’的拖尾部分以及其中的中间部分。在涉及例如制造模子和模具的工件中的小直径内部拐角的制造的切削操作中，主要是操作切削拐角36’涉及切削操作。将理解到即使操作第一切削刃32’的导前部分也参与这种切削操作，凹槽22将靠近操作第一切削刃32’的整个长度从导前部分延伸到拖尾部分，以便在靠近操作第一切削刃32’的拖尾部分的端表面12和工件48之间提供间隙。还将理解到即使切削镶块具有伸出超过平的次要侧表面30的拐角来代替平的次要侧表面30，那么与操作第一切削刃32’相关的切削镶块伸出超过平的次要侧表面30的部分将不利地进入由操作第一切削刃32限定的切削圆。这在延长的肩部区域内以及在上坡切削操作中尤其重要。
尽管在特定程度上描述了本发明，应该理解到可以进行多种变型和改型而不偏离此后要求保护的本发明的精神或范围。

Claims (9)

1.一种用于铣削操作的切削工具(44)中的可转位切削镶块(10)，包括：
两个大致相同的菱形相对端表面(12)；
在两个相对端表面(12)之间延伸的周向侧表面(14)，周向侧表面(14)垂直于切削镶块(10)的对称面(M)并包括六个部分侧表面，四个部分侧表面是大致平的主要侧表面(26)，并且两个部分侧表面是径向相对的圆弧拐角表面(28)，每个拐角侧表面(28)位于两个主要侧表面(26)之间并与其合并；
与每个端表面(12)相关的两个第一切削刃(32)和两个第二切削刃(34)，每个第一切削刃(32)相对于对称面(M)形成非零的第一角度，并且每个第二切削刃(34)相对于对称面形成非零的第二角度，与给定端部表面(12)相关的两个第一切削刃(32)相互倾斜并位于相互平行的相关的主要侧表面(26)内；并且与给定端部表面(12)相关的两个第二切削刃(34)相互倾斜并位于相互平行的相关的主要侧表面(26)内；
与每个端表面(12)相关的两个拐角切削刃(36)，每个拐角切削刃(36)和一个第一切削刃(32)以及一个第二切削刃(34)合并，并且在其中形成连续的切削刃区段(18)；
两个相对的平端部区域(24)，一个平端部区域与每个端表面(12)相关，对称面(M)平行于每个平端部区域；
在平端部区域(24)之间延伸的通孔(44)，通孔(44)具有限定切削镶块轴向的轴线，平端部区域(24)形成切削镶块的轴向最外面的伸出区域。
2.如权利要求1所述的可转位切削镶块，其特征在于，第一角度不同于第二角度。
3.如权利要求1所述的可转位切削镶块，其特征在于，还包括两个径向相对的大致平的次要侧表面(30)，每个次要侧表面(30)位于两个主要侧表面(26)之间并与其合并。
4.如权利要求3所述的可转位切削镶块，其特征在于，切削镶块(10)围绕每个第一、第二和第三转动对称轴线(R1、R2、R3)具有180°的转动对称，第一轴线(R1)垂直于平端部区域(24)并与通孔的轴线重合，第二轴线(R2)穿过次要侧表面(30)，并且第三轴线(R3)穿过拐角侧表面(28)。
5.如权利要求1所述的可转位切削镶块，其特征在于，每个端表面(12)包括与每个切削刃区段(18)相关的前刀面(38)，前刀面(38)从切削刃区段(18)向内朝着对称面(M)延伸。
6.如权利要求5所述的可转位切削镶块，其特征在于，前刀面(38)沿着结合部(40)与从结合部(40)向上倾斜离开对称面(M)的突出部(42)合并。
7.如权利要求6所述的可转位切削镶块，其特征在于，与给定端表面(12)相关的突出部(42)从结合部(40)延伸到给定端表面(12)的平端部区域(24)。
8.一种用于铣削操作的切削工具(44)，该切削工具具有转动轴线(A)，并包括：
如权利要求1所述的多个可转位切削镶块(10)，每个切削镶块(10)设置在镶块凹入部中，其中可操作的第一切削刃(32’)以给定轴向前刀面角(γ)定位。
9.如权利要求8所述的切削工具，其特征在于，轴向前刀面角(γ)在0°到5°的范围内。
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