專利名稱：切削刀片和銑刀的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及可更換的可轉位切削刀片和銑刀，這些刀片和銑刀可具體地用于在工件中銑出方形臺肩。
背景技術：
在

圖1到4中顯示了用于在工件中銑出方形臺肩的具有旋轉軸線A的典型的現有技術的銑刀10和現有技術的切削刀片12。該現有技術的切削刀片12具有大致菱形的形狀，其具有頂面14、底面16、兩個主側面18和兩個副側面20。一些這類現有技術的刀片還可以具有大致矩形的形狀。兩個副側面20設有突起部分22。主側面18和副側面20沿著頂邊24與頂面14相交，而沿著底邊26與底面相交。圖4顯示了圖1所示的現有刀片的示意性底視圖。已經移去了現有技術銑刀10以便能夠看到該現有技術切削刀片12的各個部分相對于旋轉軸線A的徑向位置。在該視圖中無法辨認出軸向前刀面，因此看上去軸線A平行于該現有技術切削刀片12的底面16，但是如圖1所示，實際上并不是這種情況。如圖4所示，頂邊24和底邊26具有大致菱形的形狀。頂邊24包括兩條相對的主刃28和兩條副刃30，主刃28構成了兩條主切削刃。各副刃30的位于相關突起部分22上的部分構成了擦拭部分(wiper)32。底邊26具有兩條相對的長邊34和兩條相對的短邊36。該現有技術的切削刀片12具有大致正的幾何形狀。也就是說，主側面18和副側面20與底面16之間的在底邊26處與這些表面相切的切面之間測得的夾角為鈍角，而主側面18和副側面20與頂面14之間的在頂邊24處與這些表面相切的切面之間測得的夾角為銳角。
如圖1所示，現有技術的切削刀片12安放在銑刀10中，并具有正的軸向前刀面；軸向前角由θ來表示，并且具有用于圓周銑削的工作主切削刃28′。在這些圖中未示出兩條主切削刃28中的另一主切削刃。銑刀10在前部38處向前收窄，從而形成了錐形的形狀。前部38包括具有半徑RA的前端40和具有半徑RB的后端42，其中RB大于RA。工作主切削刃28′具有相鄰于前端40的前端28′A和遠離于前端40的后端28′B。如圖2A，2B和3所示，工作主切削刃28′形成了切削圓30，其包括于圖中以供參考。在圖2A中，銑刀10的后端42的位置由虛線示出，其顯示了前部38的前端40和后端42相對于切削圓30的相對位置。
參見圖4可以看到，當將切削刀片12安放在銑刀10中時，其底面16具有前方的徑向外側的底角部46和后方的徑向外側的底角部48。還可以看到，其前端28′A的區域中的工作主切削刃28′距前方徑向外側底角部46的徑向距離大于其后端28′B的區域中的工作主切削刃28′距后方徑向外側底角部48的徑向距離。因此，令人遺憾的是，工作主切削刃28′的前端28′A承受到比其后端28′B更大的切削力，但為其所提供的支撐比后端28′B更少。
具有錐形前端的銑刀比具有圓柱形前端的銑刀在強度上更低。圖3顯示了圓柱形銑刀50，即具有圓柱形前部51的銑刀。圓柱形前部51具有前端52，其半徑RB等于圓柱形前部51(未示出)的后端的半徑。如圖3所示，如果將現有技術的切削刀片12安放在圓柱形銑刀50中，那么該現有技術切削刀片12的前方徑向外側底角部46將處于徑向距離RA處。由于RA小于RB，因此，切削刀片20的前方徑向外側底角部46并未達到圓柱形銑刀50的外周53。另一方面，后方徑向外側底角部48也未到達外周53。因此，底邊26與后方徑向外側底角部48和前方徑向外側底角部46相交的長邊34除了在后方徑向外側底角部48處之外均未到達銑刀50的外周53。因此，該現有技術的切削刀片12將無法正確地安放在圓柱形銑刀50中。
顯然，必須對現有技術的切削刀片12進行重新設計以便能夠正確地安放。對于設計用于在工件中銑出方形臺肩的圓柱形銑刀50以及安放成具有正的軸向前刀面的切削刀片來說，切削刀片的主側面將不是平坦而通常是扭曲的。
具有非平坦或扭曲的主側面的切削刀片的一項主要缺點在于，很難實現其在銑刀中的固定和準確的安裝。
本發明的一個目的是提供一種基本上克服了上述缺陷的切削刀片和圓柱形銑刀。
發明概要根據本發明，提供了一種切削刀片，包括頂面、底面和在它們之間延伸的周邊側面，該周邊側面包括一對相對的主側面和一對相對的副側面；形成于這些相對的主側面與頂面的相交處的兩條相對的主切削刃；其中這對相對的主側面中的每一主側面均包括兩個間隔開的大致平坦且不共面的對接面。
根據本發明，兩個間隔開的對接面中的第一對接面與穿過切削刀片底面的平面P的法線N形成第一角度α，而兩個間隔開的對接面中的第二對接面與該法線N形成第二角度β。
根據本發明，第一角度α大于第二角度β。
各主側面優選還包括至少一個設于對接面和主切削刃之間的上方后刀面，其與法線N形成后角γ。
各主側面優選還包括至少一個設于對接面和底面之間的下方后刀面。
一般來說，切削刀片設有至少一個在頂面和底面之間延伸的通孔。
根據本發明，還提供了一種銑刀，其包括
至少一個根據本發明的切削刀片，以及具有至少一個刀片槽的刀具主體，該至少一個刀片槽包括大致垂直于底壁的相鄰的側壁和后壁，側壁設有兩個間隔開的大致平坦且不共面的側支撐面，即前側支撐面和后側支撐面，該前側支撐面與穿過底壁的平面P′的法線N′形成第三角度α′，而后側支撐面與該法線N′形成第四角度β′。
根據本發明，第三角度α′大于第四角度β′。
另外，根據本發明，第一角度α比第三角度α′大第一角度差δ1，而第二角度β比第四角度β′大第二角度差δ2。
第一角度差δ1和第二角度差δ2優選相同，并等于給定的角度差δ。
根據本發明，前側支撐面具有上部邊，后側支撐面具有上部邊，并且前側支撐面的上部邊與該至少一個切削刀片的給定主側面的第一對接面對接，而后側支撐面的上部邊與該至少一個切削刀片的給定主側面的第二對接面對接。
根據一項具體的非限制性例子，第一角度α約為14°，第二角度β約為5°，而給定角度差δ約為0.5°。
根據本發明，還提供了一種刀具主體，其具有至少一個刀片槽，該至少一個刀片槽包括大致垂直于底壁的相鄰的側壁和后壁，側壁設有兩個間隔開的大致平坦且不共面的側支撐面，即前側支撐面和后側支撐面，該前側支撐面與穿過底壁的平面P′的法線N′形成第三角度α′，而后側支撐面與該法線N′形成第四角度β′。
附圖簡介為了更好地進行理解，下面將參考附圖并僅通過示例來介紹本發明，在圖中圖1是現有技術銑刀的局部側視圖；圖2A是圖1所示銑刀沿線IIA-IIA的局部剖視圖2B是圖1所示銑刀沿線IIB-IIB的局部剖視圖；圖3是具有圓柱形銑刀主體和現有技術切削刀片的與圖2A類似的局部剖視圖；圖4是圖1所示現有技術刀片的示意性底視圖，顯示了刀片相對于安裝有該刀片的現有技術銑刀的旋轉軸線的徑向方位，其中銑刀已被移開；圖5是根據本發明的切削刀片的示意性透視圖；圖6A是圖5所示切削刀片沿線VIA-VIA的局部剖視圖；圖6B是圖5所示切削刀片沿線VIB-VIB的局部剖視圖；圖7是圖5所示刀片的示意性底視圖，顯示了刀片相對于安裝有該刀片的圓柱形銑刀的旋轉軸線的徑向方位，其中銑刀已被移開；圖8是根據本發明的銑刀中的刀片槽的透視圖；圖9是圖8所示刀片槽的側視圖；圖10A是圖9所示刀片槽的沿線XA-XA的局部剖視圖；圖10B是圖9所示刀片槽的沿線XB-XB的局部剖視圖；和圖11是根據本發明的銑刀的透視圖。
發明的詳細描述在圖5到7中顯示了根據本發明的切削刀片54。切削刀片54一般通過成型壓制和燒結碳化物粉末來制造。然而也可以使用注射模制技術。切削刀片54具有大致菱形的形狀，其具有頂面56、底面58以及在頂面56和底面58之間延伸的周邊側面60。周邊側面60包括兩個主側面62和兩個副側面64。雖然本發明是針對具有大致菱形形狀的切削刀片來進行的描述，然而它也可同樣適用于具有大致矩形或方形形狀的切削刀片。兩個副側面64設有突起部分66。主側面62和副側面64沿著頂邊68與頂面56相交，而沿著底邊70與底面58相交。圖7顯示了根據本發明的安放在圓柱形銑刀中的圖5所示刀片的示意性底視圖，該圓柱形銑刀具有旋轉軸線B。已經移去了銑刀以便能夠看到該切削刀片的各個部分相對于旋轉軸線B的徑向位置。在該視圖中無法辨認出軸向前刀面，因此看上去軸線B平行于切削刀片54的底面58，但是實際上并不是這種情況。如圖7所示，頂邊68和底邊70具有大致菱形的形狀。頂邊68包括兩條相對的主刃72和兩條副刃74，主刃72構成了兩條主切削刃。比較圖4和7可以發現，與現有技術切削刀片12的底邊26相對于其頂邊24的定向相比，根據本發明的切削刀片54的底邊70相對于其頂邊68的定向正好相反。
各副刃74的位于相關突起部分66上的部分構成了擦拭部分76。底邊70具有兩條相對的長邊78和兩條相對的短邊80。切削刀片54具有大致正的幾何形狀。也就是說，主側面62和副側面64與底面58之間的在底邊70處與這些表面相切的切面之間測得的夾角為鈍角，而主側面62和副側面64與頂面56之間的在頂邊68處與這些表面相切的切面之間測得的夾角為銳角。
回過來參見圖3，可以注意到，如果將現有技術的切削刀片12安放在圓柱形銑刀50中，那么切削刀片12的前方徑向外側底角部46以及底邊26的長邊34將不會到達銑刀50的外周53。為了使底邊26的長邊34可到達銑刀50的外周53，切削刀片12的底面16必須被重新設計，即將切削刀片12的底面16相對于其頂面14有效地旋轉。現在來看圖7，可以理解該重新設計的這一方面的效果。可以看到，與現有技術的切削刀片12相比，根據本發明的切削刀片54具有工作主切削刃72′，其前端72′A有利地設有比其后端72′B更大的支撐。
可以理解，如果在將現有技術刀片12的底面16相對于其頂面14旋轉之后，底邊26的各長邊34和頂邊中的與之相關的主刃28隨意地相交成一個表面，從而得到了一個主側面，那么這種主側面通常是扭曲的，這是不利的。
根據本發明，各主側面62均包括兩個間隔開的大致平坦且不共面的對接面82。這兩個間隔開的對接面82中的第一對接面82A與穿過切削刀片底面的平面P的法線N形成第一角度α，而這兩個間隔開的對接面82中的第二對接面82B與該法線N形成第二角度β。根據本發明，第一角度α大于第二角度β。對接面82不與主切削刃72相交。
各主側面62中的在第一對接面82A和第二對接面82B之間延伸的部分形成了任意形狀的中心面84。各主側面62包括上方后刀面86，其處于第一對接面82A、第二對接面82B和中心面84與主切削刃72之間。上方后刀面86與法線N形成了后角γ。對于各主側面62來說，上方后刀面86優選沿著主切削刃72的整個長度在主切削刃72的附近延伸。
各主側面62還包括下方后刀面88，其處于第一對接面82A、第二對接面82B和中心面84與底面58的底邊70的長邊78之間。對于各主側面62來說，下方后刀面88優選在與該主側面62相關的底邊70的長邊78的附近沿著長邊78的整個長度延伸。還應注意的是，根據本發明，當將切削刀片54安放在銑刀127中時，底面58的底邊70的徑向外側的長邊78設置成相鄰于銑刀的外周。下方后刀面88的寬度和斜度會影響第一角度α和第二角度β的值。切削刀片54設有兩個通孔90，其在頂面56和底面58之間延伸，這些通孔對于較長的切削刀片來說通常是需要的。
現在來看圖8到11。根據本發明的銑刀92具有旋轉軸線B，并包括具有刀片槽96的刀具主體94，切削刀片54便安放在刀片槽96中。各刀片槽96包括相鄰于后壁100的側壁98以及底壁102，側壁98和后壁98100大致垂直于底壁。側壁98設有兩個間隔開的大致平坦且不共面的側支撐面104(104A，104B)，即前側支撐面104A和后側支撐面104B。后壁100設有后支撐面108，其具有上部邊110。側支撐面104具有上部邊106(106A，106B)，其中前側支撐面104A具有上部邊106A，而后側支撐面104B具有上部邊106B。前側支撐面104A與穿過底壁102的平面P′的法線N′形成第三角度α′，而后側支撐面104B與該法線N′形成第四角度β′。根據本發明，第三角度α′大于第四角度β′。
側支撐面104和對接面82設計成以一定的角度傾斜，使得當將切削刀片54置于刀片槽96中時，側支撐面104的上部邊106與對接面82接觸。側支撐面104的上部邊106是直邊，因此側支撐面104沿著直線與對接面82接觸。具體而言，前側支撐面104A的上部邊106A沿著直線與第一對接面82A接觸，而前側支撐面104B的上部邊106B沿著直線與第二對接面82B接觸。為了保證側支撐面104的上部邊106沿著直線與對接面82接觸，支撐面和對接面的斜度應設置成使得第一角度α比第三角度α′大第一角度差δ1，而第二角度β比第四角度β′大第二角度差δ2。第一角度差δ1和第二角度差δ2優選相同，并等于給定的角度差δ。根據一項具體的非限制性例子，第一角度α約為14°，第二角度β約為5°，而給定角度差δ約為0.5°。
類似的，后支撐面108的斜度和副側面64的斜度應選擇成能夠保證后支撐面108的上部邊110沿著直線與副側面64接觸。因此，切削刀片54通過在一側由兩個接觸區域而在相鄰側由一個接觸區域來支撐于刀片槽96中，這使得切削刀片54可得到穩定且明確限定的安放。
眾所周知，在切削刀片的制造期間，刀片表面的微觀幾何形狀通常會變成不確定地扭曲，產生了不均勻的表面質量。因此，對接面82可能不是完全平坦的，即使其設計成是平坦的時也是如此。在這種情況下，側支撐面104的上部邊106將沿著斷開的線與對接面82接觸。
雖然在上文中以一定程度的特殊性介紹了本發明，然而應當理解，在不脫離由下述權利要求限定的本發明的精神或范圍的前提下，可以進行許多種變更和修改。例如，雖然本發明是針對其中主側面62只具有一個與主切削刃72相鄰的上方后刀面86的切削刀片來進行的介紹，然而也可以設置兩個或多個上方后刀面86。同樣，雖然主側面62介紹為只具有一個與底面58的底邊70的長邊78相鄰的下方后刀面88，然而也可以設置兩個或多個下方后刀面。上方后刀面86和下方后刀面88中的任一個或這兩個均設計成非常狹窄，例如為1毫米或更少。因此，例如第一對接面82A、第二對接面82B和中心面84可呈現為從主刃72延伸到相關的長邊78，或從上方后刀面86之下延伸到主刃72。
權利要求
1.一種切削刀片(54)，包括頂面(56)、底面(58)和在它們之間延伸的周邊側面(60)，所述周邊側面(60)包括一對相對的主側面(62)和一對相對的副側面(64)；形成于所述相對的主側面(62)與頂面(56)的相交處的兩條相對的主切削刃(72)；其中，所述這對相對的主側面(62)中的每一主側面均包括兩個間隔開的大致平坦且不共面的對接面(82)。
2.根據權利要求1所述的切削刀片(54)，其特征在于，所述兩個間隔開的對接面中的第一對接面(82A)與穿過所述切削刀片(54)的底面(58)的平面P的法線N形成第一角度α，而所述兩個間隔開的對接面中的第二對接面(82B)與所述法線N形成第二角度β。
3.根據權利要求2所述的切削刀片(54)，其特征在于，各所述主側面(62)還包括至少一個設于所述對接面(82)和主切削刃(72)之間的上方后刀面(86)，其與所述法線N形成后角γ。
4.根據權利要求3所述的切削刀片(54)，其特征在于，各所述主側面(62)還包括至少一個設于所述對接面(82)和底面(58)之間的下方后刀面(88)。
5.根據權利要求1所述的切削刀片(54)，其特征在于，所述切削刀片(54)設有至少一個在所述頂面(56)和底面(58)之間延伸的通孔(90)。
6.一種銑刀(92)，包括至少一個根據權利要求2所述的切削刀片(54)，以及具有至少一個刀片槽(96)的刀具主體(94)，所述至少一個刀片槽(96)包括大致垂直于底壁(102)的相鄰的側壁和后壁(98，100)，所述側壁(98)設有兩個間隔開的大致平坦且不共面的側支撐面(104)，即前側支撐面(104A)和后側支撐面(104B)，所述前側支撐面(104A)與穿過所述底壁(102)的平面P′的法線N′形成第三角度α′，而所述后側支撐面(104B)與所述法線N′形成第四角度β′。
7.根據權利要求6所述的銑刀(92)，其特征在于，所述第三角度α′大于所述第四角度β′。
8.根據權利要求7所述的銑刀(92)，其特征在于，所述第一角度α比所述第三角度α′大第一角度差δ1，而所述第二角度β比所述第四角度β′大第二角度差δ2。
9.根據權利要求8所述的銑刀(92)，其特征在于，所述第一角度差δ1和第二角度差δ2相同，并等于給定的角度差δ。
10.根據權利要求9所述的銑刀(92)，其特征在于，所述前側支撐面(104A)具有上部邊(106A)，所述后側支撐面(104B)具有上部邊(106B)，所述前側支撐面(104A)的上部邊(106A)與所述至少一個切削刀片(54)的給定主側面(62)的第一對接面(82A)對接，而所述后側支撐面(104B)的上部邊(106B)與所述至少一個切削刀片(54)的給定主側面(62)的第二對接面(82B)對接。
11.根據權利要求10所述的銑刀(92)，其特征在于，所述第一角度α約為14°，所述第二角度β約為5°，而所述給定角度差δ約為0.5°。
12.一種刀具主體(94)，其具有至少一個刀片槽(96)，所述至少一個刀片槽(96)包括大致垂直于底壁(102)的相鄰的側壁和后壁(98，100)，所述側壁(98)設有兩個間隔開的大致平坦且不共面的側支撐面(104)，即前側支撐面(104A)和后側支撐面(104B)，所述前側支撐面(104A)與穿過所述底壁(102)的平面P′的法線N′形成第三角度α′，而所述后側支撐面(104B)與所述法線N′形成第四角度β′。
13.根據權利要求12所述的刀具主體(94)，其特征在于，所述第三角度α′大于所述第四角度β′。
全文摘要
本發明提供了一種銑刀(92)，其具有帶刀片槽(96)的刀具主體(94)，切削刀片(54)裝在該刀片槽中。各刀片槽(96)具有與底壁(102)大致垂直的相鄰的側壁(98)和后壁(100)，側壁(98)設有兩個間隔開的大致平坦且不共面的側支撐面(104A，104B)。各切削刀片(54)具有一對相對的主側面(62)，其包括兩個間隔開的大致平坦且不共面的對接面(82A，82B)。側支撐面(104A，104B)的上部邊(106A，106B)與對接面(82A，82B)對接。
文檔編號B23C5/22GK1655902SQ03812569
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月21日 優先權日2002年6月4日
發明者A·薩特蘭 申請人:伊斯卡有限公司