CN103842117A - 可转位的双面切削刀片和包括该刀片的切削刀具 - Google Patents

可转位的双面切削刀片和包括该刀片的切削刀具 Download PDF

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Abstract

一种切削刀片(21)，包括：包括第一前刀面(25)的第一表面(23)；包括第二前刀面(29)的第二表面(27)；在第一表面和第二表面之间延伸的刀片的中心轴线(C)；在第一表面(23)和第二表面(27)之间延伸的四个侧面(33、35、37、39)；以及四个切削刃(43a、43b、47a、47b)，每个切削刃具有第一切削刃部分(431a、431b、471a、471b)和第二切削刃部分(432a、432b、472a、472b)，并且每个切削刃与第一和第二表面(25和27)中的相应的一个表面相关联且与四个侧面(33、35、37、39)中的相应的两个侧面相关联。第一前刀面(25)与第二前刀面(29)是相同的，第一前刀面(25)和第二前刀面(29)关于刀片(21)的中心轴线(C)彼此成90°角定向。

Description

可转位的双面切削刀片和包括该刀片的切削刀具
技术领域
本发明总体上涉及可转位的切削刀片，更具体地说，涉及可转位的双面切削刀片。
背景技术
在加工中，特别是金属的加工，经常使用诸如铣刀的旋转工具。公知的是，将可转位的切削刀片安装在这样的旋转工具中的刀夹上，以允许使用在切削刀片上的两个或更多个切削刃。根据诸如所加工的材料种类这样的因素，刀片可以有一个正的前角或负的前角，并且刀片可以被安装在刀夹上，使得刀片的工作的切削刃与从刀夹的旋转轴线延伸的刀夹的半径形成正角或负角，并且使得刀片的工作的切削刃与旋转轴线形成正角或负角。
通常，期望的是在切削刀片上设置最大数目的切削刃，使得刀片能尽可能多次地转位。刀片被安装在刀夹上的方式通常限制了能够设置的切削刃的数目。
发明内容
根据本发明的一个方面，切削刀片包括：包括第一前刀面的第一表面；包括第二前刀面的第二表面；在第一表面和第二表面之间延伸的刀片的中心轴线；在第一表面和第二表面之间延伸的四个侧面；以及四个切削刃，每个切削刃具有第一切削刃部分和第二切削刃部分，并且每个切削刃与第一和第二表面中的相应的一个表面相关联且与四个侧面中的两个相应的侧面相关联。第一前刀面与第二前刀面是相同的，并且第一前刀面和第二前刀面关于刀片的中心轴线彼此成90°角定向。
根据本发明的另一个方面，还披露了包括如上所述刀片的刀具。
附图说明
结合附图来阅读以下详细说明，可以很好地理解本发明的特征和优点。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中
图1A-图1D示出根据本发明的一个方面的切削刀片的顶视图、左视图、底视图和右视图；
图2A-图2D示出根据本发明的一个方面的切削刀片的第一侧面视图、第二侧面视图、第三侧面视图和第四侧面视图；
图3A-图3F是图1A中的刀片的沿着截面3A-3F截取的一部分的截面图；并且
图4是根据本发明的一个方面的刀具的透视示意图。
具体实施方式
图1A-图2F示出了根据本发明一个方面的切削刀片21。可转位的切削刀片可以由直接加压硬质合金制成。术语“硬质合金”此处是指WC、TiC、TaC、NbC等与诸如例如Co或Ni的粘结剂金属的烧结结合物。切削刀片优选至少部分地涂有例如Al2O3、TiN和/或TiCN涂层。在某些情况下，切削刃由诸如CBN或PCD的焊接的超硬度材料组成，这可能是合理的。切削刀片21包括：可以被称作第一主表面的第一表面23，其包括第一前刀面25；可以被称作第二主表面的第二表面27，其包括第二前刀面29；在第一和第二表面之间延伸的刀片的中心轴线C；在第一表面和第二表面之间延伸的四个侧面33、35、37、39；四个角部43、45、47和49；以及四个切削刃43a、43b、47a、47b。通常，接收用来将刀片21安装到刀夹(图4中虚线示出的123)的安装螺钉(未示出)的通孔31与贯穿通孔的中心的中心轴线C一起从第一表面23延伸至第二表面27。刀片21是可转位的，以在四个切削刃43a、43b、47a、47b中的前一个切削刃磨损或损坏后，允许顺序地将所述切削刃中的每个切削刃在刀夹123中定位在工作位置中。
每个切削刃43a、43b、47a、47b具有可被称作副切削刃的第一切削刃部分431a、431b、471a、471b以及可被称作主切削刃的第二切削刃部分432a、432b、472a、472b，且每个切削刃与第一表面23和第二表面27中的相应的一个表面相关联且与侧面33，35，37，39中的两个相应的侧面相关联。具体地，第一切削刃43a与第一表面23和侧面33、39相关联；第二切削刃43b与第二表面27和侧面33、39相关联；第三切削刃47a与第一表面23和侧面35、37相关联；第四切削刃47b与第二表面27和侧面35、37相关联。
四个切削刃中的两个切削刃，即切削刃43a和47a被设置在刀片21的彼此相对置的角部43和47处，四个切削刃中的其它两个切削刃，即切削刃43b和47b被设置在刀片的彼此相对置的角部处。切削刃43a和47a每个被设置在刀片21的分别与角部中的相应的角部43b和47b相同的角部43和47处。通过该构造，当刀片21绕其中心轴线C被翻转180°时，在这一意义中，举例来说，刀片被从第一前刀面25面向上转动至第二前刀面29面向上，第二前刀面能够与第一前刀面相同，除了呈现出已经绕刀片的轴线旋转了90°。换句话说，第一前刀面25能够与第二前刀面29相同，且第一前刀面和第二前刀面关于刀片21的中心轴线彼此成90°角定向。两个切削刃43a和47a被设置成靠近第一前刀面25和四个侧面33、35、37、39中的两个侧面的相交处，而且其它两个切削刃43b和47b被设置成靠近第二前刀面29和四个侧面中的两个侧面的相交处。
因此，所描述的刀片21可以设有四个相同的切削刃43a、43b、47a、47b，这些切削刃可通过如下操作转位：围绕刀片的中心轴线将刀片转动180°来暴露刀片的一侧上的两个切削刃，并且翻转刀片，并围绕刀片的如参考图1A和图1C所示的中心轴线C将刀片转动90°，其中两个切削刃43a和47a位于刀片的一侧(表面23)，两个切削刃43b和47b位于刀片的另一侧(表面27)。第一表面23和第二表面27通常是相同的。
具体如参考图1B、图1D和图2A-图2D所示，每个切削刃43a、43b、47a、47b均包括：第一间隙面或第一面部分331a、392b、371a、352b，该第一间隙面或第一面部分分别与切削刃的第一切削刃部分431a、431b、471a、471b相关联且与垂直于中心轴线C的平面P(通过图1B、图1D和图2A-图2D中的虚线示出)形成锐角；和第二面部分392a、331b、352a、371b，该第二面部分与切削刃的第二切削刃部分432a、432b、472a、472b相关联并且与所述平面形成钝角。
第一表面23包括第一刀片支撑表面51并且第二表面27包括第二刀片支撑表面53。第一刀片支撑表面51和第二刀支撑表面片53通常是基本上平坦的且与刀片21的中心轴线C垂直。第一刀片支撑表面51和第二刀支撑表面片53被设计用以接触刀夹(图4)的凹槽中的邻接面(未示出)，其中刀片21被安装在该凹槽中。每个侧面33、35、37、39通常也包括与刀夹凹槽中的侧邻接面(未示出)接触的侧刀片支撑表面63、65、67、69。通常，通过与一个邻接面和两个侧邻接面接触的一个刀片支撑表面和两个侧刀片支撑面在凹槽中支撑刀片21。
通常，第一切削刃部分431a、431b、471a、471b和四个切削刃43a、43b、47a、47b中的每个切削刃的相应的第二切削刃部分432a、432b、472a、472b之间的角是90°或更小。刀片21还包括四个非切削边缘45a、45b、49a、49b，每个非切削边缘被设置在刀片的与角部43和47不同的角部45和49上，其中四个切削刃43a、43b、47a、47b被设置在该角部43和47处。每个非切削边缘45a、45b、49a、49b包括第一非切削边缘部分451a、451b、491a、491b和第二非切削边缘部分452a、452b、492a，492b。对于每个非切削边缘45a、45b、49a、49b，在第一非切削边缘部分451a、451b、491a、491b和非切削边缘的相应的第二非切削边缘部分452a、452b、492a，492b之间的角通常是90°或更大。
具体如参考图1B、图1D和图2A-图2D所示，每个非切削边缘45a、45b、49a、49b包括：第一面部分332a、351b、372a、391b，该第一面部分分别与切削刃的第一切削刃部分451a、451b、491a、491b相关联且与垂直于中心轴线C的平面P(通过图1B、图1D中的虚线示出)形成锐角；和第二面部分351a、332b、391a、372b，该第二面部分与切削刃的第二切削刃部分452a、452b、492a、492b相关联且与所述平面形成钝角。
图3A示出刀片21的在图1A的截面3A处的一部分，示出了与第二切削刃部分相邻的第二面部分，在这种情况下，在第二切削刃部分472a下方的第二面部分352a与平面P形成钝角A1，而且进一步与第二切削刃部分形成较小的钝角A2。在刀片21的实施例中，角A1是111.98°，角A2是103°。
图3B示出刀片21的在图1A的截面3B处的一部分，示出了与第二切削刃部分472a相邻的第二面部分352a与平面P形成钝角B1，而且进一步与第二切削刃部分形成较小的钝角B2。在刀片21的实施例中，角B1是109.9°，角B2是103°。
图3C示出刀片21的在图1A的截面3C处的一部分，示出了与第二切削刃部分472a相邻的第二面部分352a与平面P形成钝角C1，而且进一步与第二切削刃部分形成较小的钝角C2。在刀片21的实施例中，角C1是108.67°，角C2是103°。
图3D示出刀片21的在图1A的截面3D处的一部分，示出了与第二切削刃部分相邻的第二面部分，在这种情况下，在第二非切削边缘部分452a下方的第二面部分351a与平面P形成钝角D1，而且进一步与第二非切削边缘部分形成较小的钝角D2。在刀片21的实施例中，角D1是106.35°，角D2是103°。
图3E示出刀片21的在图1A的截面3E处的一部分，示出了与第一非切削边缘部分相邻的第一面部分，在这种情况下，在第一非切削边缘部分451a下方的第一面部分332a与平面P形成锐角E1，而且进一步与第二切削刃部分形成较小的锐角E2。在刀片21的实施例中，角E1是80.86°，角E2是77°。
图3F示出刀片21的在图1A的截面3F处的一部分，示出了与第一切削刃部分相邻的第一面部分，在这种情况下，在第一切削刃部分431a下方的第一面部分331a与平面P形成锐角F1。在刀片21的实施例中，角F1是80.7°。
在截面3A-3D并在截面3E-3F中，将看到与切削刃相邻的表面不一定与平面P形成恒定的角，即表面是可以被扭转的。还可见的是，在截面3A-3D中，角A2、B2、C2和D2可以是相同的。在侧面35中的刀片支撑表面65通常是平表面并且角A2、B2、C2和D2的角度是从刀片支撑表面65到平面P测量到的。在侧面中的刀片支撑表面63在图3E中可见，且其通常是平面。角E2通常等于180°减去角A2、B2、C2和D2与平面P形成的角度。刀片支撑表面63不延伸到截面3F。
如图4所示，根据本发明的一个方面的刀具121包括一个或更多个切削刀片21(为了说明，仅示出刀片的第一表面23)和刀夹123(以虚线示出)。刀夹123包括至少一个凹槽，切削刀片21被安装在凹槽中，使得切削刀片的切削刃43a、43b、47a、47b中的一个切削刃处于工作位置。
刀夹123包括旋转轴线R。当刀夹123绕旋转轴线旋转时，切削刀片21绕旋转轴线R回转。凹槽可以被构造成使得处于工作位置的切削刃43a、43b、47a或47b的第二切削刃部分432a、432b、472a或472b与旋转轴线R形成正角PA，也就是轴向正角。第二切削刃部分432a、432b、472a或472b的正的定向有助于切削刀具的更平滑的切割和较小的挠曲，以及较小的振动，这主要是由于减少切削力造成的。
凹槽还可以被构造成使得处于工作位置的切削刃43a、43b、47a或47b的第一切削刃部分431a、431b、471a或471b相对于从旋转轴线延伸的径向线RAD形成负角NA，也就是径向负角，这有助于刀片21的定向，使得第二面部分392a、331b、352a、371b相对于工件的表面被设置在第二切削刃部分432a、432b、472a或472b下方，使得第二面部分用作在第二切削刃部分之后的擦拭表面。当刀片21被安装在刀夹123的凹槽中时，在径向延伸的第一切削刃部分431a、431b、471a或471b形成径向负角时并且同时轴向延伸的第二切削刃部分432a、432b、472a或472b形成轴向正角时，刀片的中心轴线C基本上可以与旋转轴线R垂直。
在本申请中，使用诸如“包括”的术语是开放式的，并且意在与诸如“包含”的词语具有相同的含义，并且不排除其它结构、材料或行为的存在。同样的，尽管术语诸如“能够”或“可以”的使用旨在是开放式的，且反映结构、材料或行为不是必需的，但没有使用这些术语并不意味着反映结构、材料或行为是必不可少的。就结构、材料或行为目前被认为是必不可少的而言，它们是被这样认可的。
虽然已经根据优选实施例图示并描述了本发明，但认识到的是，在没有背离权利要求书中阐述的本发明的情况下，可以对本发明进行变型和修改。
本申请要求优先权的EP专利申请No.11177659.7中的***息通过引用并入本文。

Claims (15)

1.一种切削刀片(21)，包括：
包括第一前刀面(25)的第一表面(23)，
包括第二前刀面(29)的第二表面(27)，所述刀片的中心轴线(C)在所述第一表面和所述第二表面之间延伸，
在所述第一表面(23)和所述第二表面(27)之间延伸的四个侧面(33、35、37、39)，以及
四个切削刃(43a、43b、47a、47b)，每个切削刃具有第一切削刃部分(431a、431b、471a、471b)和第二切削刃部分(432a、432b、472a、472b)，并且每个切削刃与所述第一表面和所述第二表面(25和27)中的相应的一个表面相关联且与所述四个侧面(33、35、37、39)中的两个相应的侧面相关联，所述切削刀片的特征在于，所述第一前刀面(25)与所述第二前刀面(29)是相同的，所述第一前刀面(25)和所述第二前刀面(29)关于所述刀片(21)的所述中心轴线(C)彼此成90°角定向。
2.根据权利要求1所述的切削刀片(21)，其特征在于每个切削刃包括：第一面部分(331a、392b、371a、352b)，所述第一面部分与所述切削刃的所述第一切削刃部分(431a、431b、471a、471b)相关联且与垂直于所述中心轴线(C)的平面(P)形成锐角(F1)；以及第二面部分(392a、331b、352a、371b)，所述第二面部分与所述切削刃的所述第二切削刃部分(432a、432b、472a、472b)相关联且与所述平面(P)形成钝角(A1)。
3.根据权利要求2所述的切削刀片(21)，其特征在于，所述四个切削刃(43a、43b、47a、47b)中的每一个切削刃的所述第一切削刃部分(431a、431b、471a、471b)和所述第二切削刃部分(432a、432b、472a、472b)之间的角是90°或更小。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的切削刀片(21)，其特征在于所述四个切削刃(43a、43b、47a、47b)中的两个第一切削刃(43a、47a)被设置在所述刀片的彼此相对置的角部(43，47)处，而所述四个切削刃(43a、43b、47a、47b)中的两个第二切削刃(43b、47b)被设置在所述刀片的彼此相对置的角部(43、47)处。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片(21)，其特征在于，所述四个切削(43a、43b、47a、47b)中的所述两个第一切削刃(43a、47a)中的每一个第一切削刃被设置在所述刀片的与所述四个切削刃(43a、43b、47a、47b)中的所述两个第二切削刃(43b，47b)中的相应的一个第二切削刃相同的角部(43，47)处。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的切削刀片(21)，其特征在于所述第一表面(23)包括第一刀片支撑面(51)，并且所述第二表面(27)包括第二刀片支撑面(53)。
7.根据权利要求6所述的切削刀片(21)，其特征在于所述第一刀片支撑面(51)和所述第二刀片支撑面(53)基本上是平面且与所述刀片的所述中心轴线(C)垂直。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的切削刀片(21)，其特征在于通孔(31)从所述第一表面(23)延伸至所述第二表面(27)。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的切削刀片(21)，其特征在于，所述四个切削刃(43a、43b、47a、47b)中的两个第一切削刃(43a、47a)被设置成靠近所述第一前刀面(25)和所述四个侧面(33、35、37、39)中的两个侧面的相交处，而且所述四个切削刃(43a、43b、47a、47b)中的两个第二切削刃(43b、47b)被设置成靠近所述第二前刀面(29)和所述四个侧面(33、35、37、39)中的两个侧面的相交处。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的切削刀片(21)，其特征在于所述第一表面(23)和所述第二表面(27)中的每一个表面和每个侧面(33、35、37、39)均包括刀片支撑面(51、53、63、65、67、69)，而且每个切削刃均具有副切削刃(431a、431b、471a、471b)和主切削刃(432a、432b、472a、472b)。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的切削刀片(21)，其特征在于所述刀片包括四个非切削边缘(45a、45b、49a、49b)，每个非切削边缘被设置在所述刀片的与所述四个切削刃(43a、43b、47a、47b)不同的角部(45，49)上。
12.一种切削刀具(121)，包括：包括至少一个凹槽的刀夹(123)，切削刀片(21)被安装在所述凹槽中，使得所述切削刀片的切削(43a、43b、47a、47b)中的一个切削刃处于工作位置，所述刀夹包括旋转轴线(R)，当所述刀夹绕所述旋转轴线旋转时，所述切削刀片绕所述旋转轴线回转，所述刀具的特征在于如权利要求1-11中的任一项所述的构造所述切削刀片(21)。
13.根据权利要求12所述的切削刀具(121)，其特征在于所述凹槽被构造成使得处于工作位置的所述切削刃(43a、43b、47a、47b)的第二切削刃部分(432a、432b、472a、472b)与所述旋转轴线(R)形成正角(PA)。
14.根据权利要求12-13中的任一项所述的切削刀具(121)，其特征在于所述凹槽被构造成使得处于工作位置的所述切削刃(43a、43b、47a、47b)的第一切削刃部分(431a、431b、471a、471b)相对于从所述旋转轴线(R)延伸的半径(RAD)形成负角(NA)。
15.根据权利要求12-14中的任一项所述的切削刀具(121)，其特征在于所述刀片(21)的中心轴线(C)与所述旋转轴线(R)大致垂直。
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