CN102292182A - 圆盘铣刀刀具和切削元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆盘铣刀刀具,其用于铣削或者锯削金属坯件,带有一个圆盘形的基体(2),在其边缘区域处或者在其边缘区域上设置有多个可更换的切削元件(3),尤其是诸如硬质合金铣刀,其中,为了至少可以部分地装载或者至少为了抵靠安放切削元件(3),在基体(2)边缘区域处分别构成有底座(10),且切削元件(3)的设计应力配合地或形状配合地与底座(10)抵靠接触或者和底座(10)抵靠,或者装载其上,因而至少这种与圆盘平面相垂直而作用于切削元件(3)的切削力分别由各个底座(10)吸收,其中,底座(10)具有一个底座支承面(11),其由凸起边缘(9)限定,因而凸起边缘(9)和底座(10)构成了一个一侧开放的装载凹部,用于形状配合地装载切削元件(3)。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆盘铣刀刀具,其用于铣削或者锯削金属坯件,特别是诸如金属管或者金属棒类,带有一个圆盘形的基体和多个设置在圆盘形基体的边缘区域的、可更换的切削元件,并且带有固定构件用于将切削元件可拆卸地固定在圆盘形基体的边缘区域,此外,本发明还涉及一种应用于圆盘铣刀刀具的切削元件。
背景技术
DE 34 25 699 PS公开了同一专利申请人的这种刀具。该刀具用于切削加工,特别是用于高速进给的铣削工艺,其具有一个圆盘形的基体和多个设置在圆盘形基体的边缘区域的、可更换的切削元件,这正如硬质合金铣刀或者转位式刀片,以及带有固定构件用于将切削元件可拆卸地固定在圆盘形基体的边缘区域。考虑到进给速度,为了不减少有效刀片数量并杜绝硬质合金铣刀过长而造成断裂的高风险,这一特别为了立体铣削而创造的、业已公知的刀具在刀具的基体上或者在一个切削元件的刀杆上构成有至少两个具有某种形状的切削元件,特别是硬质合金材质的转位式刀片,其带有/不带有并排而列的缝隙作为刀具组合设置在基体上或者刀杆内。转位式刀片具有一个正方形或者三角形的基础面,其中,在基体内设计有相应构成的底座用于吸收切削力。转位式刀片借助于一个固定销牢牢地固定在基体上。
AT 004 597 U1公开了同一专利申请人的一种切削刀具。该刀具的刀片可以夹紧固定在基体上。在这种“自动夹紧原理”的情况下,刀片通过基体的一个构成为弹性的夹紧臂部件夹紧固定在刀具基体的缝隙里。这种设计主要使用在狭长的刀片上,正如它们应用于切入或切断刀具,再或者亦用于圆盘铣削。将刀片牢牢夹紧在刀架中的夹紧力相当于夹紧臂的弹力,该夹紧臂或者在刀片被推入刀架时的夹紧接触状态下自动展开,或者在刀片被推入刀架前通过使用一件合适的刀具摆脱夹紧状态而被展开,从而使得刀片在刀架中的定位变得简单易行。由于结构设计或者材料工程方面的原因,可以达到的最大夹紧力是有限的,因而特别是圆盘铣刀,如果使用时出现很大的离心力,可能会导致刀片从刀架中缩回。另外,使用这种刀具时,必须采取充分的措施以防止刀片从刀架中意外拉出。
GM 78 36 282 U1公开了一种锯片式铣刀盘,带有遍布基体圆周范围的、设置在刀具装载凹部内的切削体,优选为转位式刀片或者转位精磨片,其切削体横截面构成为U形,其中,具有一个切削刃的一条支腿平放在设置在基体圆周上的一个支座上,U形切削体的第二条支腿穿过一个设置在穿透基体一个平面的、轴向平行的穿通孔。通过这种业已公知的铣刀盘,应该可以使用狭窄得多的刀片,而且应该规避掉锯片的振动或者颤动。
发明内容
基于DE 34 25 699 PS的技术水平,本发明的任务在于提供一种专门用于切削加工的刀具,特别是用于高速进给的铣削工艺,其相对于业已公知的刀具可以具有范围广泛得多的用途,例如也可以锯削不锈钢材,在保证刀具尽可能高的耐用度的条件下使得切削刃任意几何角度的采用成为可能,其中,可以尽可能简便、迅速地进行刀片的更换,例如当一个切削刃提前脱落时;另一方面,该刀具可以很大程度上减少或者避免圆盘铣刀普遍易发的有害振动的倾向。
该任务可以通过权利要求1所述的圆盘铣刀刀具和权利要求12所述的切削元件得以解决。
依据本发明的圆盘铣刀刀具,用于铣削或者锯削金属坯件,特别是诸如金属管或者金属棒类,其特征在于:
—该刀具具有一个圆盘形的基体,在紧贴其边缘区域或者在其边缘区域之上设置有多个可更换的切削元件,尤其是诸如硬质合金铣刀,
—为了至少可以部分地装载或者至少为了抵靠安放切削元件,在紧贴圆盘形基体的边缘区域分别构成有底座,其中,切削元件的设计应力配合地或形状配合地与底座抵靠接触或者至少和底座抵靠或装载其上,因而至少这种与圆盘平面相垂直而作用于切削元件的切削力分别由各个底座吸收,其中,底座具有一个底座支承面,其由凸起边缘限定,因而凸起边缘和底座构成了一个一侧开放的装载凹部,用于形状配合地装载切削元件,
—切削元件具有一个基本上呈棱柱形或者长方六面体的基本形状,至少带有一个其宽度超出圆盘形基体的厚度的切削刃,
—切削元件具有至少一个穿通孔,用于承载一个固定构件,其中,固定构件通过一个固定螺钉而构成,其接合进入一个基本上径向设置在圆盘形基体的边缘区域上的螺纹孔中。
这些特征特别是对铣削或者锯削刀具、还有铣刀盘进行立体铣削或者锯削工艺时大有好处,例如可以充分利用锥形铣刀头或者锯削头尽可能密切覆盖在工件表面之上的全程运动轨道,例如可以借助于前面所述的、具有相应支承面或者接触面用来吸收切削力的底座中的埋头螺钉来固定切削元件。
依据本发明的刀具相对于业已公知的造型具有巨大优势。切削元件借助于螺钉的可拆卸连接,特别是位于基体圆周范围内基本在径向方向上的埋头螺钉替代此前公知的焊接连接或者夹紧连接,使得切削刃任意几何角度(没有磨削)的采用成为可能,从而可以具有范围广泛得多的用途,例如也可以锯削不锈钢材。刀具的耐用度也有可能提高,因为如果一个切削刃提前报废,仅需更换一个切削元件。此外,通过依据本发明的刀具所采取的这一特殊的结构设计上的措施,可以有效地减少或者缓冲圆盘铣刀此前显而易见的有害振动的倾向。依据本发明的螺钉固定比此前使用的转位式刀片的自动夹紧或者借助于垂直于圆盘平面分布的固定螺钉的固定手段要牢固耐用得多。
依据本发明的原理,另一有益的设置为,切削元件借助于固定螺钉在与基体圆盘的切线方向正切的方向上固定在圆盘形基体的边缘区域上,也就是说,切削刃或者附属于该切削刃的上部切削面基本上以正切方向设置在圆盘形基体的边缘区域上。通过切削元件的这种正切设置,产生了相对于振动的高度稳定性,即使需要加工的工件具有较高的切削厚度。
本发明的一个优选构成可以实现切削元件在缝隙或切削元件底座中特别良好的横向稳定性,其设计为:在圆盘形基体的边缘区域上构成有一个基本上呈L形的凹槽底座,在刀具的基体内部带有一个形成L形底座支腿之一的底座支承面和带有一个形成L形底座另一支腿的底座接触面,用于吸收作用于具有一个基本上呈棱柱形或者长方六面体的基本形状的切削元件的切削力。在此,优选结构设计的构造中,切削元件可以具有一个底部的和/或者端部的抵靠接触面,其与L形底座的底座支承面和/或底座接触面抵靠接触,其中,切削元件和L形底座在其相对的接触面上的结构形式是相适配的。在另一优选构造中,切削元件的底部和/或者端部的抵靠接触面从横截面看上去呈U形结构。
本发明的另一重大优点在于,构成有型号各不相同的切削元件,其可使用于或者固定于同一基体上,其中,至少有一个型号的切削元件具有多个、至少两个可以相继使用的切削刃。因此,至少有一个型号的切削元件可以具有粗切刀具,而另一型号的切削元件可以设计为精切刀具。
依据本发明的一个特别优选的切削元件的型号,可以同时具有一个粗切刀具和一个精切刀具,由此产生本变型的一个重大好处:可以二次使用该切削元件,实现方法为,在第一次使用时采用精切刀具,紧接着在使用后且在旋转180°后的第二次后续使用中,继续使用粗切刀具。
另外,至少有一个型号的切削元件可以具有一个排屑装置,其通过一个分布在基体切线方向上的排屑槽来构成。构成在切削面内部或其上的排屑槽优选设置为偏心错位排列,而且是在两个不同的错位方向上,其中,特别是依次固定在基体上的切削元件轮流具有一个设置在其中一个错位方向上以及一个设置在另一个错位方向上的排屑槽,从而可以实现刀具继续较为安静的运转并减少振动。
在本发明的一个特别优选的构造中,刀具构造为圆盘铣刀,特别是用于锯削的圆盘铣刀,其切削元件具有各不相同的切削形状。
本发明的其他优点、合理性以及进一步构成可以参见其他从属权利要求书。
附图说明
现借助附图所示的一个实施例对本发明进一步进行说明。其中:
图1示出依据本发明的一个实施例的刀具断面的俯视图;
图2示出依据图1的断面在装配状态下的透视图;以及
图3示出依据本发明的实施例的刀具断面的前视图。
具体实施方式
图1至3中以节选方式示出的本发明的优选实施例包括一种用于切削加工的刀具(1),特别是用于高速进给的铣削工艺和/或锯削工艺,其具有一个圆盘形的基体(2)和多个设置在圆盘形基体(2)的边缘区域的、可更换的切削元件(3),这正如硬质合金铣刀,以及带有固定构件(4)用于将切削元件(3)可拆卸地固定在圆盘形基体(2)的边缘区域上。切削元件(3)具有一个基本上呈棱柱形或者长方六面体的基本形状,至少带有一个其最大宽度(b)超出圆盘形基体(2)的厚度(d)的切削刃(5)。图中所示实施例中,切削刃宽度(b)约为10mm,圆盘厚度约为8mm,切削元件(3)至少具有一个穿通孔(6)用来承载固定构件(4),其中,所有实施例中的固定构件通过一个固定螺钉而构成,其接合进入一个基本上径向设置在圆盘形基体(2)的边缘区域上的螺纹孔(8)中。在此,切削元件(3)借助于固定螺钉(4)在与基体圆盘(2)的切线方向或者旋转方向相切的方向(t)上固定在圆盘形基体(2)的边缘区域上,也就是说,切削刃(5)或者附属于该切削刃的上部切削面(7)基本上以正切方向设置在圆盘形基体(2)的边缘区域上。
特别是从图1中可以看出,在圆盘形基体(2)的边缘区域上构成有一个基本上呈L形的凹槽底座(10),在刀具(1)的基体(2)内部带有一个形成L形底座(10)支腿之一的底座支承面(11)和带有一个形成L形底座(10)另一支腿的底座接触面(12),用于吸收作用于具有一个基本上呈棱柱形或者长方六面体的基本形状的切削元件(3)的切削力。在圆盘形基体(2)的边缘区域内可以看到,在旋转方向(t)上有形状为圆形凹坑的容屑槽,它们紧连在L形底座(10)上,其构成根据切削元件(3)的不同而有所不同。特别是从图1中还可以看出,切削元件(3)具有一个底部抵靠接触面(15)和一个端部抵靠接触面(16),其与L形底座(10)的底座支承面(11)或底座接触面(12)抵靠接触,其中,切削元件(3)和L形底座(10)在其相互抵靠的接触面(11)和(15)上的结构形式是相适配的。例如,根据附图中所示的特别优选实施例,切削元件(4)的底部接触面(15)从横截面看上去呈U形结构。由此可以实现切削元件(3)在缝隙或底座(10)中特别良好的横向稳定性。也可以选择或者附加设计端部抵靠接触面(12)从横截面看上去呈U形结构(没有进一步示出)。底座支承面(11)受到L形的凸起边缘(9)的限定,因而构成了一个一侧开放的装载凹部,用于形状配合地装载切削元件(3)。凸起边缘(9)为底座(10)中装载的切削元件(3)提供了侧面支承的安全保障。
附图中所示的所有实施例中,直径约为300mm至500mm的刀具,切削宽度(b)约为4mm;直径约为500mm至800mm的刀具,切削宽度(b)约为6mm;直径约为800mm至1000mm的刀具,切削宽度(b)约为8mm;直径约为1000mm至2200mm的刀具,切削宽度(b)约为10至16mm。
图1至3中示出的本发明的优选实施例中,可以构成有型号各不相同的切削元件,它们均可使用于或者固定于同一圆盘形基体(2)上。附图中所示切削元件型号具有两个可以同时或者相继使用的切削刃(13)和(14),而且例如可以让切削刃(13)作为粗切刀具构成,带有从切削元件上端平面(7)稍微突出来的一部分粗切面,其上紧接着一段具有较大倾斜角的平面并延伸至穿通孔(6);切削刃(14)作为精切刀具构成,精切刀具宽度(b)应超出基体(2)的厚度(d)。切削元件(3)的这种构成的好处在于,可以二次使用该切削元件,这是由于以旋转方向(t)为定向的精切刀具(14)在第一次使用时因为宽度超出而较快磨损,紧接着在旋转180°后的第二次后续使用中,可以使用粗切刀具(13)。为实现这样的好处,可以有的放矢地将切削元件以交替配置的方式安装在基体(2)的圆周范围内,即:带有以旋转方向(t)为导向的切削刃(13)的切削元件(3)紧随带有以相反旋转方向为导向的切削刃(14)的切削元件(3)之后。另外,可以在一种(附图中没有详细示出的)型号的切削元件中设计一个排屑装置,其通过一个分布在基体(2)切线方向(t)上的排屑槽来构成。构成在切削面平面(7)内部或其上的排屑槽优选设置为偏心错位排列,而且是在两个不同的错位方向上,其中,特别是依次固定在基体(2)上的切削元件轮流具有一个设置在其中一个错位方向上以及一个设置在另一个错位方向上的排屑槽,从而可以实现刀具继续较为安静的运转并减少振动。
Claims (12)
1.一种圆盘铣刀刀具,其用于铣削或者锯削金属坯件,特别是诸如金属管或者金属棒类,其特征在于:
—该刀具具有一个圆盘形的基体(2),在其边缘区域处或者在其边缘区域上设置有多个可更换的切削元件(3),尤其是诸如硬质合金铣刀,
—为了至少可以部分地装载或者至少为了抵靠安放切削元件(3),在圆盘形基体(2)边缘区域处分别构成有底座(10),其中,切削元件(3)的设计应力配合地或形状配合地与底座(10)抵靠接触或者至少和底座(10)抵靠或装载其上,因而至少这种与圆盘平面相垂直而作用于切削元件(3)的切削力分别由各个底座(10)吸收,其中,底座(10)具有一个底座支承面(11),其由凸起边缘(9)限定,因而凸起边缘(9)和底座(10)构成了一个一侧开放的装载凹部,用于形状配合地装载切削元件(3),
—切削元件(3)具有一个基本上呈棱柱形或者长方六面体的基本形状,至少带有一个其宽度(b)超出圆盘形基体(2)的厚度(d)的切削刃,
—切削元件(3)具有至少一个穿通孔(6)用于承载一个固定构件,其中,固定构件通过一个固定螺钉(5)而构成,其接合进入一个基本上径向(9)设置在圆盘形基体(2)的边缘区域上的螺纹孔(8)中。
2.按权利要求1所述的刀具,其特征在于,切削元件(3)借助于固定螺钉(5)在与基体圆盘(2)的切线方向相切的方向(t)上固定在圆盘形基体(2)的边缘区域上,也就是说,切削刃(7)或者附属于该切削刃的上部切削面(21)基本上以正切方向设置在圆盘形基体(2)的边缘区域上。
3.按权利要求1或2所述的刀具,其特征在于,在圆盘形基体(2)的边缘区域上构成有一个基本上呈L形的凹槽底座(10),在刀具的基体内部带有一个形成L形底座支腿之一的底座支承面(11)和带有一个形成L形底座另一支腿的底座接触面(12),用于吸收作用于具有一个基本上呈棱柱形或者长方六面体的基本形状的切削元件(3)的切削力。
4.按权利要求3所述的刀具,其特征在于,切削元件(3)具有一个底部的和/或端部的抵靠接触面(15、16),所述抵靠接触面与L形底座(10)的底座支承面(11)和/或底座接触面(12)抵靠接触,其中,切削元件(3)和L形底座(10)在其相互抵靠的接触面上的结构形式是相适配的。
5.按权利要求3或4所述的刀具,其特征在于,切削元件(3)的底部和/或端部的抵靠接触面从横截面上来看,呈U形结构。
6.按上述权利要求之一所述的刀具,其特征在于,构成有型号各不相同的切削元件,其可使用于或者固定于同一基体(2)上,其中,至少有一个型号的切削元件(3)具有多个,至少两个可以相继使用的切削刃(13、14)。
7.按权利要求6所述的刀具,其特征在于,切削元件(3)具有两个可以同时或者相继使用的切削(13、14),而且是一个第一切削刃(13)和一个第二切削刃(14),其设置在切削面中彼此相对的面上,其中,第一切削刃(13)作为粗切刀具、第二切削刃(14)作为精切刀具构成。
8.按权利要求7所述的刀具,其特征在于,第一切削刃(13)作为粗切刀具构成,带有从切削元件上端平面(7)稍微突出来的一部分粗切面,所述粗切面上连接着一段具有较大倾斜角的平面并延伸至穿通孔(6);第二切削刃(14)作为精切刀具构成,精切刀具宽度(b)超出了基体(2)的厚度(d)。
9.按权利要求6、7或8所述的刀具,其特征在于,至少有一种型号的切削元件(3)具有一个排屑装置,所述排屑装置通过一个分布在基体切线方向上的排屑槽来构成。
10.按上述权利要求之一所述的刀具,其特征在于,用于锯削的圆盘铣刀的切削元件(3)的形状构成是各不相同的。
11.按上述权利要求之一所述的刀具,其特征在于,直径约为300mm至500mm的刀具,切削宽度约为4mm;直径约为500mm至800mm的刀具,切削宽度约为6mm;直径约为800mm至1000mm的刀具,切削宽度约为8mm;直径约为1000mm至2200mm的刀具,切削宽度约为10至16mm。
12.按权利要求1至11之一的切削元件,用于一个金属切削刀具(1)。
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