CN103313814A - 用于直角机加工的切削刀片及具有该切削刀片的铣刀 - Google Patents

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Abstract

用于直角机加工的多边形切削刀片具有相对的上表面和下表面；外周侧表面，所述外周侧表面与所述上表面和下表面互连，并且具有弯曲的第一和第四侧表面以及平面的第二和第三侧表面；以及主切削刃和副切削刃，所述主切削刃和副切削刃沿所述上表面和下表面的外周交替地形成。相邻的主切削刃和副切削刃在其之间形成直角。第一侧表面毗连所述上表面的主切削刃。第二侧表面毗连所述下表面的副切削刃。第三侧表面毗连所述上表面的副切削刃。第四侧表面毗连所述下表面的主切削刃。所述切削刀片以正轴向前角被安装在铣刀上。

Description

用于直角机加工的切削刀片及具有该切削刀片的铣刀
技术领域
本发明总体上涉及用于铣削加工的切削刀片以及具有该切削刀片的铣刀，且更具体地涉及用于直角机加工的双面切削刀片及具有该切削刀片的铣刀。
背景技术
通常，铣削加工是指借助旋转的切削工具或切削机将由钢或铸铁制成的工件机加工成期望形状的过程，所述切削工具或切削机上安装有切削刀片。铣削加工包括侧面机加工、直角机加工、钻削、开槽等。其中，直角机加工是指形成两个表面以90°角彼此相交的拐角部的铣削过程。由于直角机加工一次机加工两个表面，因此参与切削的切削刃的长度相对长，且因此整个切削刃经受更多的阻力。因此，直角机加工需要有效地消除这种阻力并且提高工具的使用寿命。
作为用于直角机加工的常规切削刀片的示例，在本领域中已知单面切削刀片，所述单面切削刀片仅在上表面和侧表面之间具有切削刃，并且在下表面和侧表面之间不具有切削刃。然而，这种单面切削刀片具有短的寿命预期，并且由于可用的切削刃少而是低效的。
此外，在本领域中已知一种用于直角机加工的切削刀片，所述切削刀片在下表面与侧表面之间以及在上表面和侧表面之间具有切削刃，且因此其双面都可被使用。作为示例，韩国专利申请公布No. 10-2008-0041260公开了一种切削刀片，其中，上表面和下表面以90°角相交侧表面。根据上述参考，为了确保在机加工工件时的后角，切削刀片必须定位成使得由切削刀片的切削刃相对于铣刀的中心轴线形成的角度（即，轴向前角）是负的。如果切削刀片以负前角被定位，那么与正前角相比，切削刀片经受更多的阻力。因此，这种切削刀片不适合于以高速度、高进给率或高切削深度来进行切削机加工。为了解决这个问题，设计常规切削刀片，使得该切削刃相对于上表面或下表面不平行地倾斜地布置，以减少前角的负度数。然而，常规切削刀片在以高速度、高进给率或高切削深度来执行切削机加工的有效切削方面仍存在困难。
发明内容
技术问题
为解决前述问题，本发明的目的在于提供一种用于直角机加工的双面切削刀片以及具有所述双面切削刀片的铣刀，所述双面切削刀片能以高速度、高进给率或高切削深度来执行切削机加工的稳定切削。
本发明的另一目的在于提供一种切削刀片以及具有所述切削刀片的铣刀，所述切削刀片能提供在直角机加工中具有改进的垂直度的机加工表面。
解决问题的技术方案
根据本发明的切削刀片是用于直角机加工的多边形切削刀片。所述切削刀片包括：相对的上表面和下表面；外周侧表面，所述外周侧表面在所述上表面和下表面的外周处与所述上表面和下表面互连；以及至少一个主切削刃和至少一个副切削刃，所述至少一个主切削刃和至少一个副切削刃沿所述上表面和下表面的外周交替地形成。相邻对的主切削刃和副切削刃在其之间形成大致直角。所述外周侧表面包括：第一侧表面，所述第一侧表面毗连所述上表面的所述主切削刃；第二侧表面，所述第二侧表面毗连所述下表面的所述副切削刃；第三侧表面，所述第三侧表面毗连所述上表面的所述副切削刃；以及第四侧表面，所述第四侧表面毗连所述下表面的所述主切削刃。所述第一侧表面相对于所述上表面形成第一钝角，所述第二侧表面相对于所述上表面形成比所述第一钝角小的第二钝角，所述第三侧表面相对于所述上表面形成第一锐角，所述第四侧表面相对于所述上表面形成比所述第一锐角小的第二锐角。所述上表面和所述下表面围绕与所述切削刀片的中心轴线垂直的轴线旋转对称。
此外，在根据本发明的切削刀片中，当从上方和下方看所述切削刀片时，所述主切削刃包括沿所述切削刀片的径向方向的凸形曲线。此外，当从侧面看所述切削刀片时，所述主切削刃包括朝向所述切削刀片的厚度的中心的曲线凹形。
此外，当从上方和下方看所述切削刀片时，所述第一侧表面和第四侧表面包括沿所述主切削刃的凸形曲线表面，并且所述第二侧表面和第三侧表面包括平面表面。所述第一侧表面和第四侧表面的宽度远离所述主切削刃变得更窄，并且所述第二侧表面和第三侧表面的宽度朝向所述副切削刃变得更窄。
此外，在根据本发明的切削刀片中，当从侧面以及从上方和下方看所述切削刀片时，所述副切削刃包括直线。此外，所述副切削刃包括当从侧面看所述切削刀片时沿所述切削刀片的厚度方向的凸形曲线，并且包括当从上方和下方看所述切削刀片时沿所述切削刀片的径向方向的凸形曲线。
此外，在根据本发明的切削刀片中，所述切削刀片包括在所述上表面处的三个主切削刃和三个副切削刃以及在所述下表面处的三个主切削刃和三个副切削刃。与所述切削刀片的所述上表面或下表面内接的假想圆在三个点处与所述主切削刃内接。
根据本发明的铣刀包括刀体，所述刀体具有多个刀片槽口。每个刀片槽口构造成接收所述切削刀片。所述刀片槽口具有支承表面，所述支承表面邻接并支承所述切削刀片的所述上表面或下表面。所述刀片槽口的所述支承表面相对于所述刀体的中心旋转轴线形成正前角。所述切削刀片以正轴向前角被安装在所述刀片槽口上。
本发明的有益效果
本发明提供用于直角机加工的双面切削刀片，所述双面切削刀片相对于所述铣刀的轴向方向以正前角定位。由此，通过使用双面切削刀片，相对于直角机加工来说能以高速度、高进给率或高切削深度来执行切削机加工中的稳定切削。
此外，本发明能提供切削刀片以及具有所述切削刀片的铣刀，所述切削刀片通过减少由切削深度的变化引起的机加工误差而可提供在直角机加工中具有增加垂直度的机加工表面。
此外，本发明能提供双面切削刀片，与上表面和侧表面彼此垂直的其他相同尺寸的切削刀片相比，所述双面切削刀片确保主切削刃的更长长度。
附图说明
图1是根据本发明的铣刀的透视图。
图2是根据本发明的用于直角机加工的双面切削刀片的透视图。
图3是如图2所示的切削刀片的俯视图。
图4是如图2所示的切削刀片的侧视图。
图5是沿图3的线V-V截取的切削刀片的截面图。
图6是沿图3的线VI-VI截取的切削刀片的截面图。
图7是根据本发明的铣刀的侧视图，所述铣刀不具有切削刀片。
图8是如图1所示的铣刀的侧视图。
图9是如图1所示的铣刀的俯视图。
图10示出了如图1所示的铣刀的操作。
具体实施方式
参考附图详细地描述根据本发明的用于直角机加工的双面切削刀片以及具有所述切削刀片的铣刀。
图1、图7和图10示出了根据本发明的包括用于直角机加工的双面切削刀片的铣刀。
如图1、图7和图10所示，根据本发明的铣刀10包括刀体12和至少一个切削刀片20。每个切削刀片20被安置在相应槽口14（见图7）上，所述槽口沿铣刀10的刀体12的外周以预定角度间隔形成。切削刀片20借助夹持螺钉16被紧固到铣刀10的刀体12。铣刀10在切屑过程期间围绕中心旋转轴线P（见图7）旋转。铣刀10借助切削刀片20的切削刃在工件40（见图10）上执行直角机加工，所述切削刃定位成从铣刀10的刀体12的外周突出。将在下文更完整地描述由根据本发明的铣刀10执行的直角机加工的细节。
现参考图2至图6，并且关于根据本发明的切削刀片20进行详细说明。
图2示出了具有六个侧面的六边形切削刀片20。根据本发明的切削刀片20包括如下部分：上表面22和下表面24；在上表面22和下表面24的外周处与上表面22和下表面24互连的外周侧表面；弯曲拐角侧表面34，每一个都与相邻的侧表面平滑地互连；以及圆柱形通孔38，其延伸穿过上表面22和下表面24。此外，切削刀片20包括至少一个主切削刃30和至少一个副切削刃32。主切削刃30和副切削刃32沿上表面22和下表面24的外周交替地形成。相邻对的主切削刃30和副切削刃32形成在其之间的大致直角的夹角。拐角切削刃33形成在相邻对的主切削刃30和副切削刃32之间。也就是说，主切削刃30定位在拐角切削刃33的一个周向侧面，而副切削刃32定位在拐角切削刃33的另一周向侧面。切削刀片20包括断屑器36，所述断屑器形成于上表面22和切削刃（主切削刃30、副切削刃32和拐角切削刃33）之间以及形成于下表面24和切削刃之间。
根据本发明的切削刀片20的上表面22和下表面24围绕与切削刀片20的通孔38的中心轴线垂直的轴线旋转对称。上表面22和下表面24具有相同尺寸。
参考图3，当从上方看切削刀片时，根据本发明的切削刀片20的主切削刃30、副切削刃32和拐角切削刃33围绕圆柱形通孔38的中心轴线旋转对称。上表面22和下表面24具有大致六边形形状。替代地，还可使用具有除了六边形之外的多边形形状的切削刀片。优选地，所述切削刀片20在上表面22处具有三个主切削刃30和三个副切削刃32。此外优选地，与切削刀片的上表面22内接的假想圆E在三个点P1、P2、P3处与三个主切削刃内接。当在其上安装有切削刀片20的铣刀10执行切削操作时，可选择性地使用上表面22和下表面24中的一个。此外，可选择性地使用在形成于上表面22和下表面24处的多个主切削刃和副切削刃之中的一对主切削刃和副切削刃。
当从上方和下方观看切削刀片时，所述主切削刃30形成为沿切削刀片的径向方向具有弯曲凸形。所述凸形曲率具有大约100 mm至大约400 mm、优选地大约150 mm至大约350 mm的曲率半径。因此，当在其上安装有切削刀片20的铣刀10机加工工件40时，在每个切削位置中由切削深度变化引起的机加工误差被减小，并且由此极大地提高了直角机加工的精度。因此，在不需要附加地使用高精度精加工工具的情况下可实现具有增加的垂直度的精确机加工表面，由此极大地有助于生产率提高。
参考图4，当从侧面看切削刀片时，主切削刃30形成为具有朝向切削刀片的厚度的中心的弯曲凹形。所述凹形曲率具有大约30 mm至大约250 mm、优选地大约50 mm至大约170 mm的曲率半径。采用这种构造，与笔直主切削刃相比，正角度λ能变得更大，所述正角度λ是主切削刃30相对于切削刀片20的上表面22形成的。
参考图3和图4，当从侧面以及从上方和从下方看切削刀片时，副切削刃32形成为笔直的。
替代地，在本发明的另一实施方式中，副切削刃32可形成为这样的曲线，该曲线在从上方和下方看切削刀片时沿所述切削刀片的径向方向是凸形的，并且当从侧面看所述切削刀片时沿所述切削刀片的厚度方向也是凸形的。
如图2和图4所示，外周侧表面包括第一侧表面26、第二侧表面27、第三侧表面28和第四侧表面29。第一侧表面26毗连上表面22的主切削刃30。第二侧表面27毗连下表面24的副切削刃32。第三侧表面28毗连上表面22的副切削刃32。第四侧表面29毗连下表面24的主切削刃30。第一侧表面26、第二侧表面27、第三侧表面28和第四侧表面29分别围绕通孔38的中心轴线旋转对称。当从上方和下方看切削刀片时，第一侧表面26和第四侧表面29形成为沿主切削刃30凸形地弯曲的弯曲表面。第一侧表面26和第四侧表面29的宽度远离所述主切削刃30变得更窄。第二侧表面27和第三侧表面28形成为平面表面。第二侧表面27和第三侧表面28的宽度朝向副切削刃32变得更窄。第二侧表面27和第三侧表面28用作基准安装表面，当切削刀片20被安装在铣刀10的槽口14上时，所述基准安装表面邻接所述槽口14的表面。由于第二侧表面27和第三侧表面28是平面的，因此切削刀片20可被更稳定地安装在铣刀10的槽口14上处于期望位置。
图5是沿图3的线V-V截取的切削刀片20的截面图。第一侧表面26相对于上表面22形成第一钝角α。优选的是，第一钝角α具有大约95°至大约105°的夹角。第二侧表面27相对于上表面22形成第二钝角β。第二钝角β小于第一钝角α。优选的是，第二钝角β具有大约93°至大约103°的夹角。借助上述构造，与其外周表面包括单个平面表面的切削刀片相比，根据本发明的切削刀片20具有更大的后角。
图6是沿图3中的线VI-VI截取的切削刀片20的截面图。第三侧表面28相对于上表面22形成第一锐角γ。优选的是，第一锐角γ具有大约77°至大约87°的夹角。此外，第一锐角γ与第二钝角β的和是180°。第四侧表面29相对于上表面22形成第二锐角δ。第二锐角δ小于第一锐角γ。优选的是，第二锐角δ具有大约75°至大约85°的夹角。此外，第二锐角δ与第一钝角α的和是180°。借助上述构造，与具有直角侧表面和上表面的用于直角机加工的其他切削刀片相比，根据本发明的切削刀片20在相同尺寸上能具有更长的主切削刃。
参考图7至图10，并且针对在其上安装有根据本发明的切削刀片20的铣刀10以及在直角机加工期间的操作来进行描述。
图7示出了根据本发明的铣刀10，其中，切削刀片20未被安装在铣刀上。至少一个槽口14形成在铣刀10的刀体12的外周。槽口14包括在其中形成有孔的第一支承表面14a以及在其侧面的至少一个第二支承表面14b。槽口14的第一支承表面14a相对于铣刀10的中心旋转轴线P具有正前角ε。前角ε在大约0°至大约10°、优选地在大约2°至大约5°的范围内。切削刀片20联接到每个槽口14。当联接时，切削刀片20的下表面24（或上表面22）被安置在槽口14的第一支承表面14a上，而切削刀片的第二侧表面28被安置在槽口14的第二支承表面14b上。随后，夹持螺钉16被***到切削刀片20的圆柱形通孔38并然后***到槽口14的孔中，由此将切削刀片20紧固到铣刀10。
图8和图9示出了在其上安装有根据本发明的切削刀片20的铣刀10。切削刀片20的上表面22相对于铣刀10的中心旋转轴线P具有正轴向前角                                                
Figure 2012800050372100002DEST_PATH_IMAGE001
。切削刀片的轴向前角
Figure 790966DEST_PATH_IMAGE001
大于槽口14的第一支承表面14a的前角ε（见图7）。切削刀片的轴向前角
Figure 708107DEST_PATH_IMAGE001
在大约5°至大约20°、优选地大约5°至大约15°的范围内。
参考图9，切削刀片20的上表面22具有前角θ，所述前角θ沿铣刀10的径向方向是负的。径向前角θ在大约10°至大约30°、优选地大约15°至大约25°的范围内。主切削刃30相对于机加工表面具有后角σ。优选地，所述后角σ在大约5°至大约15°的范围内。
图10示出了在其上安装有根据本发明的切削刀片20的铣刀10的操作。当铣刀10的刀体12围绕中心旋转轴线P旋转时，多个切削刀片20旋转，以因此机加工该工件40。在这种旋转期间，切削刀片20的主切削刃30机加工工件40的直立表面，而副切削刃32机加工工件40的底表面。
根据本发明，当切削刀片20相对于铣刀10的中心旋转轴线P定位成正轴向前角时，切削刀片20的副切削刃32切削工件40的底表面。因此，与主切削刃和副切削刃都被定位成负的的情况相比，在切削过程中可以高速度、高进给率和高切削深度来实现更稳定的切削。
铣刀10如上所述在工件40上执行直角机加工。因此，工件40的直立表面和底表面在其之间形成直角。
虽然已经参考在附图中示出的前述实施方式在本文描述了本发明，但是前述实施方式是为了示例本发明的目的，并且本发明应当不局限于此。对于本领域普通技术人员将显而易见的是，可作出各种替代、替换和修改，而不偏离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于直角机加工的具有多边形形状的切削刀片，所述切削刀片包括：
相对的上表面和下表面；
外周侧表面，所述外周侧表面在所述上表面和下表面的外周处与所述上表面和下表面互连；以及
至少一个主切削刃和至少一个副切削刃，所述至少一个主切削刃和至少一个副切削刃沿所述上表面和下表面的外周交替地形成；
其中，所述主切削刃和副切削刃的相邻对在其之间形成大致直角；
其中，所述外周侧表面包括：第一侧表面，所述第一侧表面毗连所述上表面的所述主切削刃；第二侧表面，所述第二侧表面毗连所述下表面的所述副切削刃；第三侧表面，所述第三侧表面毗连所述上表面的所述副切削刃；以及第四侧表面，所述第四侧表面毗连所述下表面的所述主切削刃；
其中，所述第一侧表面相对于所述上表面形成第一钝角，所述第二侧表面相对于所述上表面形成比所述第一钝角小的第二钝角，所述第三侧表面相对于所述上表面形成第一锐角，以及所述第四侧表面相对于所述上表面形成比所述第一锐角小的第二锐角；以及
其中，所述上表面和所述下表面围绕与所述切削刀片的中心轴线垂直的轴线旋转对称。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，当从上方和下方看所述切削刀片时，所述主切削刃包括沿所述切削刀片的径向方向的凸形曲线。
3.根据权利要求2所述的切削刀片，其中，当从上方和下方看所述切削刀片时，所述第一侧表面和第四侧表面包括沿所述主切削刃的凸形弯曲表面，并且所述第二侧表面和第三侧表面包括平面表面。
4.根据权利要求3所述的切削刀片，其中，当从侧面看所述切削刀片时，所述主切削刃包括朝向所述切削刀片的厚度的中心的曲线凹形。
5.根据权利要求4所述的切削刀片，其中，所述第一侧表面和第四侧表面的宽度远离所述主切削刃变得更窄，并且所述第二侧表面和第三侧表面的宽度朝向所述副切削刃变得更窄。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的切削刀片，其中，当从侧面以及从上方和下方看所述切削刀片时，所述副切削刃包括直线。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的切削刀片，其中，所述副切削刃包括当从侧面看所述切削刀片时沿所述切削刀片的厚度方向的凸形曲线，并且包括当从上方和下方看所述切削刀片时沿所述切削刀片的径向方向的凸形曲线。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的切削刀片，其中，所述切削刀片包括在所述上表面处的三个主切削刃和三个副切削刃以及在所述下表面处的三个主切削刃和三个副切削刃；以及
其中，与所述切削刀片的所述上表面或下表面内接的假想圆在三个点处与所述主切削刃内接。
9.一种铣刀，所述铣刀包括：
根据权利要求1至5中任一项所述的切削刀片；以及
刀体，所述刀体具有多个刀片槽口，每个刀片槽口接收所述切削刀片；
其中，所述刀片槽口具有支承表面，所述支承表面邻接并支承所述切削刀片的所述上表面或下表面，所述支承表面相对于所述刀体的中心旋转轴线形成正前角；以及
其中，所述切削刀片以正轴向前角被安装在所述刀片槽口上。
10.根据权利要求9所述的铣刀，其中，所述切削刀片的轴向前角大于所述刀片槽口的所述支承表面的前角。
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