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CN102348524A - 具有径向切削刃的切削刀具 - Google Patents

具有径向切削刃的切削刀具 Download PDF

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CN102348524A
CN102348524A CN2010800116012A CN201080011601A CN102348524A CN 102348524 A CN102348524 A CN 102348524A CN 2010800116012 A CN2010800116012 A CN 2010800116012A CN 201080011601 A CN201080011601 A CN 201080011601A CN 102348524 A CN102348524 A CN 102348524A
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radial
tool
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Abstract

一种切削刀具，其包括：具有工作端的主体；和位于主体的工作端处的多个切削刃。每个切削刃包括径向切削刃部分。每个径向切削刃部分相对于从刀具的旋转轴线延伸的半径以一定的角度定向。

Description

具有径向切削刃的切削刀具
技术领域
本发明总体上涉及切削刀具。
背景技术
在传统的切削刀具中，切削刃布置在切削刀具的工作端，并沿从刀具旋转轴线延伸的半径定向。这些刀具形成与所述切屑刃附近的前刀面垂直的切屑，并且切屑被迫使进入在连续的切削刃之间的排屑槽。排屑槽受刀具上的齿或槽的数量限制。在具有过多齿的情况下，排屑槽变得太小并且切屑被阻塞在排屑槽中。期望提供一种切削刀具，该切削刀具便于从切削刀具的排屑槽中移走切屑。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种切削刀具，该切削刀具包括：具有工作端的主体；和位于主体的工作端处的多个切削刃。每个切削刃包括径向切削刃部分。每个径向切削刃部分以相对于从刀具的旋转轴线延伸的半径的一定的角度定向。
附图说明
通过结合附图阅读以下的详细说明本发明的特征和优点将会被很好地理解，附图中的同样的附图标记表示相似的元件，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的切削刀具的侧向局部剖视图；
图2是根据本发明的实施例的切削刀具的底视图；
图3是图2中的切削刀具沿截面3-3截取的侧向部分剖视图；
图4是根据本发明的方面的切削刀具的切削刃的一部分的视图；
图5是根据本发明的方面的切削刀具的切削刃的一部分的横截面视图；和
图6是根据本发明的方面的切削刀具的示意性端视图。
具体实施方式
图1示出了切削刀具21，所述切削刀具21包括：具有工作端25的主体23；和位于主体的工作端的多个切削刃27。如图2所示，每个切削刃27包括：径向切削刃部分29，其相对于从主体23的旋转轴线A延伸的半径R以一定的角度α定向；和轴向切削刃部分31，如在图3和图4中所示，所述轴向切削刃部分31通常沿主体的旋转轴线方向延伸。在图1至图4的实施例中，切削刃27与主体23整体成形，例如以由压制和烧结的硬质合金成形的切削刀具的形式，然而，切削刃可以成形为附接在刀夹主体上的可拆卸和/或可转位的切削刀片(未示出)的一部分。
如图2，每个径向切削刃部分29与相应的半径R在切削刀具21的周向外周P处相交。每个径向切削刃部分29在切削刀具21的旋转方向D上领先(lead)其相应的半径R。通过这种方式，从工件形成的切屑趋向形成在连续的齿或切削刃之间的空间的外部，使得切削刃之间的排屑槽不限制切屑的大小。此外，以此方式，径向切削刃部分29的定向趋于迫使切屑朝切削刀具21的周向外周P向外移动，其中切屑能够流动通过切削刃27的连续的轴向切削刃部分31之间的空间33，从而从切削部位移走。空间33能够具有螺旋形状，图1中示出的实施例中的空间具有0°螺旋。
在如图2的实施例中，当沿切削刀具21的轴线A观察时，每个切削刃27是直的，即当沿切削刀具的轴线A观察时，切削刃的唯一可见的部分即径向切削刃部分29是直的。沿每个切削刃27延伸的直线均相切于共同的圆C，并且工作端25的内部49总体上由切削刃的内端勾勒出轮廓，并且如图3所示，该内部49能够延伸到工作端的最前端部分，或能够相对于切削刃的内端陷入。通道36能够延伸穿过切削刀具到达内部49，比如用于提供冷却流体或润滑流体。
如图5所示，轴向间隙表面35在切削刀具21的旋转方向D上跟随在每个轴向切削刃部分31的至少一部分37之后。对于每个切削刃27，轴向间隙表面35不垂直于与切削刃的径向切削刃部分29对应的半径R，且不垂直于径向切削刃部分。在图5的实施例中，轴向间隙表面35与径向切削刃部分29的垂线形成大约1°的角θ。径向间隙表面39通常也在切削刀具的旋转方向D上跟随在每个径向切削刃部分29的至少一部分41之后。如图2所示，径向间隙表面39通常为三角形形状，其中后缘43位于排屑槽45之前，而排屑槽45位于下一个切削刃27之前。排屑槽45通常相对于径向间隙表面39大体上凹入，以便于切屑的形成。
易于理解的是，径向间隙表面39和轴向间隙表面35通常相互合并在一起。类似地，径向切削刃部分29和轴向切削刃部分31通常相互合并在一起。如图4所示，径向切削刃部分29能够被认为是切削刃27的延伸到切削刀具21的周向外周P的部分，且轴向切削刃部分31能够认为是切削刃的沿外周延伸的部分。径向切削刃部分29能够是弯曲的，比如具有半径，用以平滑地合并到轴向切削刃部分31。径向切削刃部分29还能够包括其他的半径R2或直线段。图4中所示的实施例示出了在垂直于切削刃且垂直于旋转轴线A的方向上观察的切削刃27，其中切削刃包括从刀具21的内部49向通常与旋转轴线A垂直的周向外周P延伸的直线段47。直线段47合并到具有半径R1的曲线段51，曲线段51合并到具有更小半径R2的曲线段53，曲线段53则在外周P处合并到轴向切削刃部分31。
为了比较本发明与传统切削刀具，图6示意性地示出了切削刀具121，该切削刀具具有在切削刀具的工作端的切削刃129。切削刀具121具有半径R和R-Y进给。对于具有沿径向线定向的切屑刃的传统切削刀具，即α＝0°，在进给R-Y下，切屑的长度也为R-Y。在本发明的切削刀具中，切削刃129相对于半径以非零角度定向，且在进给R-Y下，切屑的长度为L″。L″能够计算如下：
R2＝L2+X2        L＝(R2-X2)1/2
Y2＝L′2+X2      L′＝(Y2-X2)1/2
L＝L′+L″       L″＝L-L′＝(R2-X2)1/2-(Y2-X2)1/2
sin α＝X/R
因此，如果R＝8且Y＝6，那么若切削刃以例如α＝18°的角度定向，则X＝2.48且L″＝2.19。如果R＝8且Y＝6，那么若切削刃以例如α＝31°的角度定向，则当α＝31°时X＝4.12，且L″＝2.48。相反，在传统的刀具中，α＝0°，切屑的长度将是2。因此，比较在同样转速和进给速度下操作的切削刀具，角度α越大，形成的切屑将会越薄。换句话说，如果切削刀具的进给量相同，则由于在同样进给量下每个切削刀具移除的材料的体积相同，所以形成更长的切屑的切削刃，即夹角为α＝18°或31°的切削刃通常形成更薄的切屑。
按照大致相同的逻辑，相比于具有相同直径和切削刃数量的传统切削刀具，当切削刀具以同样转速和比第二切削刀具更高的进给速度操作时，本发明切削刀具121形成与第二切削刀具形成的切屑具有同样厚度的切屑。换句话说，替代于在相同进给速度下产生更薄的切屑，切削刀具121能够以更高的进给速度产生同样尺寸的切屑。
根据本发明的切削刀具优选地涉及非钻削立铣铣刀领域。本发明的切削刀具比迄今已知的同样直径的刀具具有在圆C的径向外部的、更长的径向切削刃，使得切削出更薄的切屑，同时在保持刀具寿命的情况下可以采用更高的进给速度。另外，根据本发明的切削刀具的几何构造允许比迄今已知的同样直径的刀具设置更多的径向切削刃，从而能够使用甚至更高的进给速度。
在本申请中，使用的术语例如“包括(including)”是开放式的，并且与术语例如“包括(comprising)”有相同的意思，并且不排除其它结构、材料或作用的存在。类似地，虽然使用的术语例如“能(can)”或“可以(may)”倾向于开放式的并且用于反映所述结构、材料或作用并不是必需的，但没使用这个术语并不趋于反映所述结构、材料或作用是不可或缺的。在所述结构、材料或作用被认为是不可或缺时，将对它们进行标示。
虽然已经根据优选的实施例解释和描述了本发明，应认识到不偏离如权利要求书中所提出的本发明的前提下，可以进行变化和改变。

Claims (13)

1.一种切削刀具(21)，所述切削刀具(21)具有旋转轴线(A)并且包括：
主体(23)，所述主体(23)具有工作端(25)；和
多个切削刃(27)，所述多个切削刃(27)位于所述主体(23)的工作端(25)，每个切削刃(27)包括径向切削刃部分(29)，其中每个径向切削刃部分(29)相对于从所述刀具的旋转轴线(A)延伸的半径(R)以一定的角度(α)定向，其特征在于：所述切削刃(27)的内端位于共同的、与所述旋转轴线(A)同心的圆(C)上，所述切削刃(27)的每个所述内端形成与所述圆(C)相切。
2.如权利要求1所述的切削刀具(21)，其特征在于：所述切削刃(27)与所述主体(23)整体地形成。
3.如权利要求1-2中任一所述的切削刀具(21)，其特征在于：每个径向切削刃部分(29)与相应的半径(R)在所述切削刀具(21)的周向外周(P)相交。
4.如权利要求3所述的切削刀具(21)，其特征在于：每个径向切削刃部分(29)在所述切削刀具(21)的旋转方向(D)上领先其相应的半径(R)。
5.如权利要求1-4中任一项所述的切削刀具(21)，其特征在于：每个切削刃(27)进一步包括在所述切削刀具(21)的大致轴线方向上延伸的轴向切削刃部分(31)。
6.如权利要求1-5中任一项所述的切削刀具(21)，其特征在于：轴向间隙表面(35)在所述切削刀具(21)的旋转方向(D)上跟随在每个轴向切削刃部分(31)的至少一部分(37)之后。
7.如权利要求6所述的切削刀具(21)，其特征在于：对于每个切削刃(27)，所述轴向间隙表面(35)不垂直于与所述切削刃(27)的所述径向切削刃部分(29)对应的半径(R)。
8.如权利要求6所述的切削刀具(21)，其特征在于：径向间隙表面(39)在所述切削刀具(21)的旋转方向(D)上跟随在每个径向切削刃部分(29)的至少一部分(41)之后。
9.如权利要求1-8中任一项所述的切削刀具(21)，其特征在于：当沿所述切削刀具(21)的旋转轴线(A)观察时，每个切削刃(27)为直的。
10.如权利要求1-9中任一项所述的切削刀具(21)，其特征在于：沿每个切削刃(27)延伸的直线均与共同的圆(C)相切。
11.如权利要求1-9中任一项所述的切削刀具(21)，其特征在于：当沿与所述切削刃(27)垂直并且与所述旋转轴线(A)垂直的方向观察时，每个切削刃(27)的至少一部分(51，53)是弯曲的。
12.如权利要求1-11中任一项所述的切削刀具(21)，其特征在于：与具有相同的直径和切削刃数量的第二切削刀具相比，当所述切削刀具(21)在与第二切削刀具相同的转速和进给速度下操作时，所述切削刀具(21)形成更薄的切屑。
13.如权利要求1-12中任一项所述的切削刀具(21)，其特征在于：与具有相同的直径和切削刃数量的第二切削刀具相比，当所述切削刀具(21)以与第二切削刀具相同的转速和更高的进给速度操作时，所述切削刀具(21)形成与第二切削刀具所形成的切屑具有相同厚度的切屑。
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