CN1086326C - 用于铣削的刀具和切削刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于平面铣削的刀具和切削刀片。刀具包括一个铣削本体用于在铣削机床内旋转。铣削本体包括一些用于安装四边形、五边形、六边形切削刀片(11)的座。所述切削刀片包括两个基本平行的侧面以及与它们连接的刃面，并且还包括一些设置在侧面与切削刀片的刃面之间的过渡部分的切削刃对。所述侧面构成切屑表面，刃面构成一个间隙表面。每一个所述切削刃对包括一个主切削刃(15)和一个小切削刃(16)，它们在切削角部(17)汇合，该角部有一个平分线(B)。所述小切削刃设置成在工件(40)上产生表面。相关的主切削刃(15)和小切削刃(16)设置在平分线(B)的一个同一侧面上。两个小切削刃在平分线(B)上或其附近彼此连接，所述小切削刃(16)设置成与平面铣削刀具的旋转轴线基本垂直。

Description

用于铣削的刀具和切削刀片
本发明涉及一种用于平面铣削的刀具和切削刀片，其中刀具包括一个铣削本体用于在铣削机床内旋转，该铣削本体包括一些用于安装四边形、五边形、六边形切削刀片的座，所述切削刀片包括两个基本平行的侧面以及与它们连接的刃面，并且还包括一些设置在侧面与切削刀片的刃面之间的过渡部分的切削刃对，所述侧面构成切屑表面，所述刃面构成间隙表面，每一个所述切削刃对包括一个主切削刃和一个小切削刃，它们在切削角部汇合，该角部有一个平分线，所述小切削刃被设置成在工件上产生一个表面。
现有技术
在UK951 624中已经知道一种大体上具有上述类型的刀具和切削刀片，其中刀具被构成为其切削刀片的工作角部上的所有切削刃在加工操作时均与工件啮合。这意味着角部的所有切削刃同时磨损，并且具有新切削刃的例如四角形切削刀片至多可以转换8个位置。US-A-4,6-6,962披露了一种四切削刃的铣削刀片。
本发明的目的
本发明的一个目的是提供一种用于平面铣削的刀具，其中至少16个切削刃可以使用。
本发明的另一个目的是提供一种用于平面铣削的切削刀片，带有许多切削刃，使得使用经济性好。
本发明还有另一个目的是，按照另一个实施例提供一种切削刀片，该实施例进行了改进用于使切屑沿一个方向偏转形成较少的接触面，并且在切屑与切削刀片之间的摩擦系数低。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于平面铣削的切削刀片，其中切削刀片具有四边形、五边形或六边形的基本形状，所述切削刀片包括两个基本平行的侧面以及与它们连接的刃面，并且包括一些设置在侧面与切削刀片的刃面之间的过渡部分处的切削刃对，所述侧面构成切屑表面，所述刃面构成间隙表面，每一个所述切削刃对包括一个主切削刃和一个小切削刃，它们在切削角部汇合，该角部有一个平分线，所述小切削刃被设置成在工件上产生一个表面，其中，相关的主切削刃和小切削刃设置在平分线的一个同一侧面上，并且两个小切削刃在平分线上或其附近彼此连接，并且彼此相互连接的小切削刃形成一个钝内角。
为实现上述目的，本发明还提供了一种平面铣削刀具，包括一个铣削本体用于在铣削机床内旋转，其中，铣削本体包括一些用于安装四边形、五边形、六边形切削刀片的座，所述切削刀片包括两个基本平行的侧面以及与它们连接的刃面，并且还包括一些设置在侧面与切削刀片的刃面之间的过渡部分的切削刃对，所述侧面构成切屑表面，所述刃面构成间隙表面，每一个所述切削刃对包括一个主切削刃和一个小切削刃，它们在切削角部汇合，该角部有一个平分线，所述小切削刃被设置成在工件上产生一个表面，其中，相关的主切削刃和小切削刃设置在平分线的一个同一侧面上，且两个小切削刃在平分线上或其附近彼此连接，并且，小切削刃被设置成与平面铣削刀具的旋转轴基本垂直。
另外，切削刀片至少包括16个切削刃对，并且，相关的主切削刃与小切削刃相互之间形成一个第一锐外角，所述角在38°到42°之间，最好为40°左右。
其中，小切削刃比主切削刃尖，因为主切削刃通过一个切屑上置表面在切屑表面上与第一凹形切屑形成表面连接，而小切削刃直接与一个第二凹形切屑形成表面连接。
在第一凹形切屑形成表面上设置了一些相互分开的沿切削刃并且位于切削刃内侧的凹槽或突出部分，并且凹槽或突出部分沿一个方向纵向延伸，该方向和与相关切削刃垂直的线形成一个特定的角，所述角在5°-55°之间，在10°-20°之间较好，在15°左右最好。
附图的简要描述
图1示出了按照本发明的四角形切削刀片的平面图。
图2示出了切削刀片的侧视图。
图3A示出了切削刀片按照图1中的线III-III的剖面图。
图3B示出了图3A的切削角部的放大的剖面图。
图4示出了按照图1中的线IV-IV的剖面图。
图5示出了按照本发明的另一个实施例的四角形切削刀片的平面图。
图6示出了该另一个切削刀片的侧视图。
图7示出了切削刀片按照图5中的线XII-XII的剖面图。
图8示出了本发明的刀具的侧视图。
图9和10示出了两种替换的刀具的工作角部放大的视图，二者是从朝着切削刀片的工作侧面所在平面看的视图。
图11示出了按照本发明的切削刀片的另一实施例的平面图。
本发明的详细描述
参考图1-4和9，图中示出了按照本发明的一种用于平面铣削的切削刀片11。切削刀片由一个烧结的、最好涂层的、硬质合金的基体构成，并且具有多边形基本形状，在所示情况下为四边形基本形状。切削刀片也可以为五边形或六边形。切削刀片11包括两个大体平行的侧面12、13以及与它们连接的刃面14A-14D。侧面13和侧面12相同，因此以后只描述一个侧面。切削刀片11具有负几何形状，即，刃面与侧面垂直连接。然而，在本发明的范围内，切削刀片可以为双正几何形状，即，通过在刃面14A-14D上设置一个中心圆槽，每一个刃面与所连接的侧面形成锐角。切削刃15、16位于侧面12与刃面14的交叉区域。在两个相邻的刃面，例如14A和14B，之间的切削角部17上设置有大体平面的或有点弧形的倾斜面18A和18B。设置在侧面12与每一个倾斜面18交叉区域的刃围绕切削角部17的平分线B的刃称为小切削刃16。在所述切削刃平面铣削操作时，通过与工件的表面平行放置，所述切削刃在工件40上产生平面，工件的表面与铣削刀具的旋转轴垂直放置。其他刃用于将材料的主要部分切削成切屑，被称作主切削刃15。只有一个主切削刃和一个小切削刃同时啮合，因此，这两个刃成对工作。小切削刃16与相关的主切削刃15形成一个锐形外角α。角α在38°到42°之间，最好40°左右。
主切削刃15向内与一个切屑上置表面或基本倾斜面19连接，如图3B所示，面19形成侧面12的主要周边部分。基本倾斜面负面倾斜，并且不沿切削角部17延伸，因为小切削刃16应当尽可能尖并且尽可能便于切削，但是在切削刃16上选择了一个合适的刃半径代替。第一切屑形成表面20位于切屑上置表面19内。第二切屑形成表面21在切削角部上位于小切削刃内。第二切屑形成表面21，见图4，比第一切屑形成表面20浅，用于在平面铣削操作时形成切屑。区域22设置在侧面20上，相对于平分线B对称，用于进一步形成合适的切屑并且用于更好地支撑切削角部。
侧视图表明，小切削刃16设置在与侧面平行的平面上，但是比相关的侧面稍低一些。小切削刃16通过一个半径R1与主切削刃15连接。或者半径R1可以被一些小平面代替。“相关的主切削刃和小切削刃”在这里是指在铣削过程中只有这些刃工作，并且它们通过一个半径彼此实际连接。相关的小切削刃16形成一个钝内角ε，其最大为170°，并且小切削刃围绕平分线B呈镜象对称。每一个小切削刃在间隙面上与一个大体平面的倾斜面连接。
相邻的倾斜面沿线E连接，其与平分线的平面一致。主切削刃15以半径R2凹面弯曲以形成一个稍正的轴向角，尽管切削刀片已经在铣削本体上负安装。半径R2比切削刀片的长度L大。主切削刃与相关侧面的平面之间的最大距离在主切削刃的中间M处，所述距离小于1mm但是大于0.4mm。
为了能够以最合适的方式使用所有16个切削刃对，主切削刃15不能使用超过其纵向一半，即，到切削刀片的中间。这意味着，切削深度不应当超过切削刀片的侧面L的长度的一半，即，切削深度最大为A＝L/2*SinK，其中K为设置角。
现在参考图5-7，图中示出了按照本发明的用于平面铣削的切削刀片11′的另一个实施例。在另一个实施例中相同的部分用相同的数字表示。切削刀片11′与前面描述的切削刀片的变化在于，除了切削刀片11′的角部外，还包括一些位于切屑形成表面20′上的槽23′，这些槽沿相关主切削刃15′分开并且相对于相关主切削刃15′大体侧向延伸。槽围绕切削刀片的中线M按七个一组或类似设置。顶部24′在切屑形成表面20′上，位于槽23′之间，所述顶部24′沿相关主切削刃15′的方向跨接槽23′。槽23′不沿与切削刃15′垂直的方向延伸，而是与和相关切削刃15′垂直的线形成一个锐角β，如图5所示。角β在5°-55°之间，最好在10°-20°之间。角β的优选值的大小为15°。这种切屑形状的优点在于看起来相对较小的热量从切屑传递到切削刀片，因此与切削刃15′的较高温度相关的问题，例如塑性变形和/或扩散磨损，得以避免。这样使得切削刃的磨损得到限制，并且在高温时刀具寿命也较好。这种切屑形成方式与US-A 5,074,720所描述的非常接近，其关于切屑形成的描述在此引用。
图8中示出了按照本发明的一个平面铣削刀片，其包括一个铣削本体30，用于在一个铣削机床上旋转。铣削本体包括一些用于容纳四边形、五边形或六边形切削刀片的座。设置了一个调整装置31，以便在切削刀片座内对切削刀片进行细微调整。在调整之后，切削刀片通过已知的方法被一个夹紧装置夹紧。正如在图中所示的，相关的主切削刃15和小切削刃16设置在平分线B的一个同一侧面上，并且两个小切削刃在平分线B或其附近彼此连接。工作小切削刃16与平面铣削刀具的旋转轴大体垂直安装。一个小切削刃16A产生工件的表面，而其他的小切削刃16B设置在离工件表面一定距离的地方，与所述表面形成一个间隙角。该刀具有一个设置角K，其最大为42°。设置主切削刃15用于切削材料的主要部分，将其加工成切屑，主切削刃应当通过切屑上置表面19进行加强，而小切削刃16A构成最终切削刃，因此应当比主切削刃15更尖。
在图8和图10中，切削刀片11和11′分别显示与工件40的啮合。刀具以大约40°的设置角K、K′工作。
图11示出了一个五边形切削刀片11″，其中设置角K″选择在15°到30°之间，最好在20°到25°之间。切削刀片11″有20对切削刃。
因此，本发明涉及一种用于平面铣削的刀具和切削刀片，其中至少有16个新切削刃可以使用。在一个旋转方向上切削刀片至少有8对切削刃可以使用，并且在相反的旋转方向上至少有8对切削刃可以使用，这样改善了使用的经济性。
本发明并不限于上面描述的实施例。例如，切削刀片的基本形状可以为五边形或六边形。此外，槽23′可以被相同形状的突出部分取代。在附属权利要求的范围内，本发明在其他方面可以自由变化。

Claims (10)

1.用于平面铣削的切削刀片，其中切削刀片具有四边形、五边形或六边形的基本形状，所述切削刀片(11；11′；11″)包括两个基本平行的侧面(12，13；12′，13′)以及与它们连接的刃面(14A-14D；14A′-14D′)，并且包括一些设置在侧面(12，13；12′，13′)与切削刀片的刃面(14A-14D；14A′-14D′)之间的过渡部分处的切削刃对，所述侧面构成切屑表面，所述刃面构成间隙表面，每一个所述切削刃对包括一个主切削刃(15；15′)和一个小切削刃(16；16′)，它们在切削角部(17；17′)汇合，该角部有一个平分线(B；B′)，所述小切削刃被设置成在工件(40)上产生一个表面，
其特征在于，相关的主切削刃(15；15′)和小切削刃(16；16′)设置在平分线(B；B′)的一个同一侧面上，并且两个小切削刃在平分线(B；B′)上或其附近彼此连接，并且彼此相互连接的小切削刃(16；16′)形成一个钝内角(ε；ε′)。
2.按照权利要求1的切削刀片，
其特征在于，切削刀片(11；11′)至少包括16个切削刃对，并且，相关的主切削刃(15；15′)与小切削刃(16；16′)相互之间形成一个第一锐外角(α；α′)，所述角在38°到42°之间，最好为40°左右。
3.按照权利要求1或2的切削刀片，
其特征在于，钝内角(ε；ε′)最大为170°，小切削刃(16；16′)围绕平分线(B；B′)成镜象，并且，每一个小切削刃(16；16′)在间隙面上与一个大体平面的倾斜面(18A-18D；18A′-18D′)连接，其中相邻的倾斜面沿与平分线平面相同的线(E；E′)连接。
4.按照权利要求1的切削刀片，
其特征在于，小切削刃(16；16′)比主切削刃(15；15′)尖，因为主切削刃通过一个切屑上置表面(19；19′)在切屑表面上与第一凹形切屑形成表面(20；20′)连接，而小切削刃直接与一个第二凹形切屑形成表面(21，21′)连接。
5.按照权利要求4的切削刀片，
其特征在于，在第一凹形切屑形成表面(20；20′)上设置了一些相互分开的沿切削刃并且位于切削刃内侧的凹槽(23′)或突出部分，并且凹槽(23′)或突出部分沿一个方向纵向延伸，该方向和与相关切削刃(15′)垂直的线形成一个特定的角(β)，所述角(β)在5°-55°之间，在10°-20°之间较好，在15°左右最好。
6.平面铣削刀具，包括一个铣削本体(30)用于在铣削机床内旋转，其中，铣削本体包括一些用于安装四边形、五边形、六边形切削刀片(11；11′；11″)的座，所述切削刀片包括两个基本平行的侧面(12，13；12′，13′)以及与它们连接的刃面(14A-14D；14A′-14D′)，并且还包括一些设置在侧面(12，13；12′，13′)与切削刀片的刃面(14A-14D；14A′-14D′)之间的过渡部分的切削刃对，所述侧面构成切屑表面，所述刃面构成间隙表面，每一个所述切削刃对包括一个主切削刃(15；15′)和一个小切削刃(16；16′)，它们在切削角部(17；17′)汇合，该角部有一个平分线(B；B′)，所述小切削刃被设置成在工件(40)上产生一个表面，
其特征在于，相关的主切削刃(15；15′)和小切削刃(16；16′)设置在平分线(B；B′)的一个同一侧面上，且两个小切削刃在平分线(B；B′)上或其附近彼此连接，并且，小切削刃(16；16′)被设置成与平面铣削刀具的旋转轴基本垂直。
7.按照权利要求6的平面铣削刀具，
其特征在于，切削刀片(11；11′；11″)至少包括16个切削刃对，并且，该刀具有一个设置角(K；K′；K″)，其最大为42°。
8.按照权利要求6或7的平面铣削刀具，
其特征在于，两个相互连接的小切削刃(16；16′)形成一个钝内角(ε；ε′)，其中一个小切削刃在工件上产生一个表面，而其它小切削刃设置得离工件一定距离，与所述表面形成一个间隙角。
9.按照权利要求6的平面铣削刀具，
其特征在于，主切削刃(15；15′)设置成将材料的主要部分切削成切屑，并且小切削刃(16；16′)比主切削刃(15；15′)尖。
10.按照权利要求9的平面铣削刀具，
其特征在于，在第一凹形切屑形成表面(20；20′)上设置了一些相互分开的沿切削刃并且位于切削刃内侧的凹槽(23′)或突出部分，并且，凹槽(23′)或突出部分沿一个方向纵向延伸，该方向和与相关切削刃(15′)垂直的线形成一个特定的角度(β)，所述角度(β)在5°-55°之间，在10°-20°之间较好，在15°左右最好。
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