CN110799294B - 具有轴向锁定构件的回转式切削刀片和刀具 - Google Patents

Abstract

一种用于回转式钻具的切削刀片和钻具组件，在所述钻具组件中，刀片和支承主体经由互补成形的突出部而轴向地联接起来，该突出部从该刀片径向向外延伸并且由凹部容纳，该凹部在所述支承主体的径向向内面向的表面处缩入。

Description

具有轴向锁定构件的回转式切削刀片和刀具

技术领域

本发明涉及一种回转式钻具刀片并且涉及一种钻具组件，在该钻具组件中，该刀片能够安装到支承主体，从而最大程度地保持该刀片并且将该刀片置中地保持在该支承主体上，同时使得支承主体处的应力和疲劳最小。

背景技术

已研制出了多部件式钻具组件，其中，由昂贵硬质材料(诸如，硬质合金、陶瓷等等)形成的刀片以可释放的方式轴向并且径向锁定在刀具或承载主体处，该刀具或承载主体由硬度较低的且较便宜的材料形成。该刀片通常被认为是磨损部件，并且设置有轴向向前面向的切削区域，该切削区域通常包括一系列切削刃和切削表面。

需要对轴向加载力和转矩从刀片到钻的主体的传递进行控制和管理，从而在使用期间牢固地安装刀片，同时使得一旦刀片磨损就能够更换刀片。已经研制出了卡口型锁定接口，以试图适当地传递这种加载力。

US 7,625,161公开了一种回转式切削刀具组件，其中，切削刀片以可释放的方式安装在刀具柄部处，该刀具柄部替代性地称为钻主体或支承主体。该刀片形成为如下的主体，该主体具有相应的头部段和尾部段，其中，轴向加载力经由轴向支承表面从刀片传递到柄部中。为了试图最大程度地轴向锁定该刀片，该轴向支承表面相对于如下的平面倾斜，该平面垂直于钻具的纵向轴线延伸。

前述类型的现有钻具组件在许多方面上是不利的。特别地，该刀片通过卡口臂而被轴向锁定在支承主体的轴向向前的卡爪区域处，这些卡口臂受到传递通过倾斜的轴向支承表面的力的作用而被径向向内压迫，从而压靠于刀片。然而，该刀片可能并未充分置中。

发明内容

本发明的目的是提供刀片在支承主体处的轴向锁定，该轴向锁定并不损害刀片在支承主体处就位时的置中。特别地是，目的是提供刀片在支承主体处就位时的轴向锁定，该轴向锁定防止：例如当该刀具在不接触工件的情形下移动时，当刀具在钻凿操作之后缩回时，或者在应发生振动的情形中，刀片与支承主体分开。

具体目的是提供一种刀片和钻具组件，该钻具组件通过对支承主体和刀片之间的加载力进行管理和控制，从而促进刀片在支承主体处的安装和移除。又一具体目的是通过使得在安装刀片的区域处的疲劳和应力集中最小化来最大程度地延长支承主体的使用寿命，而不会损害(compromising)将刀片轴向且旋转上锁定在支承主体处的强度。

这些目的通过提供一种刀片来实现，该刀片具有至少一个突出部，该至少一个突出部在轴向向前面向的切削区域和向后面向的轴向支承表面之间的轴向位置处径向向外延伸，这些向后面向的轴向支承表面抵靠于该支承主体的对应的轴向向前面向的支承表面。通过将突出部定位成与轴向支承表面齐平或者定位在该轴向支承表面的轴向前方，可以使得该刀片的最后的置中颈部部分的体积、半径和/或轴向长度最大化。

这种布置结构有利于按需要最大化或构造该轴向向后的颈部部分，以使得刀片在支承主体处最大程度地置中。另外，本发明有利于提供一种牢靠的轴向锁定，而不会损害刀片在使用期间在支承主体处的置中功能。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于切削金属的回转式钻具的切削刀片，该切削刀片包括：头部和颈部，该头部和颈部沿着纵向轴线延伸，该头部具有轴向向前面向的切削区域，并且该颈部具有轴向向后面向的安装区域，至少该颈部能够以可释放的方式安装在支承主体的卡爪内；该头部具有大体轴向向后面向的轴向支承表面，这些轴向支承表面从颈部径向向外突出，以与支承主体的对应的轴向支承表面抵靠；其中，该头部由成对的大体直径相对的凸耳形成，该成对的大体直径相对的凸耳从该轴线径向向外突出；其特征在于，包括至少一个径向突出部，其在头部处从刀片的轴向位置延伸，并且在周向方向上定位在凸耳之间。

如所指示的那样，在与头部的凸耳相对应的轴向位置处包含突出部不会不利地影响轴向向后颈部的功能，以提供置中功能。另外，将突出部在周向方向上定位在头部的凸耳之间有利于实现期望的轴向锁定，而不会降低凸耳和支承主体的卡口臂之间转矩传递的能力。特别地是，凸耳的转矩传递表面的表面面积可以按期望进行构造，而不会受到轴向锁定突出部影响或限制。

可选地是，所述至少一个径向突出部的至少一部分在轴向方向上具有一定宽度，该宽度小于该头部在切削区域的轴向最前钻尖和轴向支承表面的轴向最后部分或边缘之间的轴向长度。优选地是，该突出部的至少该部分的宽度是该头部的轴向长度的2％到30％、2％到20％、5％到20％、5％到15％或者7％到15％的范围内。这种构造提供具有充足质量的突出部，以能够承受轴向分离力，诸如当使刀具从工件缩回时的负的轴向力，从而实现刀片在支承主体处的期望锁定，而不会损害刀片和支承主体的其它特征和功能，诸如对刀片和支承主体之间的加载力传递的期望控制。

优选地是，所述至少一个径向突出部包括至少两个大体直径相对的第一径向突出部，该第一径向突出部形成为肋部，这些肋部具有在周向方向上延伸的长度，其能够安置在支承主体的通道内，从而将该刀片轴向地固定在支承主体处。这些肋部包括在周向方向上延伸的一定长度，该长度大于宽度(在轴向方向上延伸的宽度)和深度(在径向方向上延伸的深度)。可选地是，每个肋部在周向方向上在凸耳之间的角度长度在2°到85°、2°到80°、5°到80°、5°到70°、5°到60°、10°到60°、20°到60°、30°到60°或者40°到50°的范围内。这有益于使得轴向力沿着肋部的长度分布，从而避免点加载并且减小应力集中的大小或者消除应力集中，否则的话，如果突出部在周向方向上不是伸长的，则可能会遭受应力集中。

可选地是，该至少一个径向突出部从径向向外面向的定位表面径向向外延伸，该径向向外面向的定位表面在该突出部和轴向向前面向的切削区域之间轴向地延伸，其中，该突出部的径向深度被表达为该突出部的径向最外表面的半径和定位表面的半径的商，该商在1.02到1.5、1.025到1.5、1.02到1.4、1.025到1.4或者1.05到1.3的范围内。这种构造提供具有充足质量的突出部，以能够承受轴向加载力，从而实现刀片在支承主体处的期望锁定，而不会损害刀片和支承主体的其它特征和功能，诸如对刀片和支承主体之间的加载力传递的期望控制。

可选地是，该突出部定位成在轴向方向上比轴向向前面向的切削区域更靠近于轴向支承表面。可选地是，该突出部在轴向方向上位于头部的轴向长度的轴向后方的30％内，该头部的轴向长度处在切削区域的轴向最前钻尖和轴向支承表面的轴向最后部分或边缘之间。

可选地是，该刀片还包括至少一个凸起凸块，该至少一个凸起凸块从头部的径向内部表面或径向内部区域并且在凸耳之间在周向方向上的位置处径向向外突出，从而当刀片旋转以与支承主体匹配时，提供触觉式咔哒卡扣。这使得操作员能够确认刀片何时完全匹配就位，而同时不会干扰置中表面。第二径向突出部包括在径向方向上的一定深度，该深度明显小于第一径向突出部的对应深度，以使得该第二径向突出部对于将刀片轴向锁定在支承主体处几乎没有影响或者没有影响。

优选地是，该第一(和第二)径向突出部从头部的径向内部表面延伸，该径向内部表面在大致对应的径向位置处与颈部的向外面向表面对准。特别地是，第一(和第二)突出部从其延伸的那一表面可以被认为是颈部表面的延长部，即大致在同一径向位置处(相对于纵向轴线的同一径向位置处)对准。这样，该第一(和第二)突出部相对于头部的凸耳的全部或大部分径向向内定位。这种相对定位有益于使得轴向支承表面和转矩传递表面的功能最大化，并且特别是使得刀片和支承主体之间的这些力的传递最大化。因此，这些表面以及这些表面的相应的组成部分可以针对这些表面的特定功能而进行优化。

优选地是，该刀片的颈部是部分圆柱形的，该部分圆柱形由至少一个弯曲的径向外表面所限定，该至少一个弯曲的径向外表面在该刀片的头部下方的轴向位置处不具有任何径向向外突处部。该弯曲表面可以是颈部的径向最外表面，并且是完全或整体圆柱形的。因此，该刀片构造成最大程度地置中，并且能够通过有效的制造技术和/或工艺来获得(即，避免研磨，或者如果需要的话，则大大地促进研磨)。因此，该颈部构造用以有助于刀片在支承主体处的置中。

优选地是，该支承表面包括第一倾斜定向，该第一倾斜定向相对于与纵向轴线垂直的平面对准，使得每个所述表面的径向外部区域均相对于每个所述表面的径向内部区域轴向向后。更优选地是，该支承表面包括第二倾斜定向，该第二倾斜定向附加于该第一倾斜定向，并且对准成在周向方向上相对于与纵向轴线垂直的平面延伸。该第一倾斜定向和第二倾斜定向有利于根据刀片和刀具主体之间的多个力传递方向/定向来引导和吸收轴向加载力。特别地是，该第一倾斜定向有利于将力分量径向向内引导朝向该支承主体的纵向轴线。这使得刀具主体的臂不会由于刀片过度地轴向加载(按压)到刀具主体上而被迫径向分开。另外，适当地管理了并且特别是限制了卡口式接口处的应力和疲劳。这种布置结构还有利于允许便利地安装刀片，并且特别是允许一旦刀片磨损就便利地将刀片移除。该第二倾斜定向还有益于允许该刀片通过围绕纵向轴线扭转或旋转而安装在支承主体处，由此提供了刀片在刀具主体处的置中功能。

此外，该第二倾斜定向使得通过轴向支承表面获得在使用期间通过切削力而产生的转矩的一部分。特别地是，其中的一些切向力替代地被引导朝向轴向支承表面，以使得这些力的上述一部分被轴向向下引导，否则这些力的该部分将会被施加到特定的单独转矩传递表面上。这通过减小刀具主体疲劳而具有正面影响。

优选地是，该第二倾斜定向延伸，以使得每个所述表面在刀片的旋转方向上的前导区域或前导边缘相对于每个所述表面在该刀片的旋转方向上的尾部区域或尾部边缘轴向向后定位。这种构造有利于使得在切削期间，该转矩力的一部分从支承主体传递到刀片，并且被轴向向下引导到刀片的轴向向后区域以及支承主体的轴向向前区域中。

可选地是，对于支承表面是‘倾斜的’这一参照是指这些支承表面是大体平面的(即，平坦的)，并且相对于与刀具的轴线垂直的平面以及相对于该刀片的切削钻尖或切削刃具有第一斜率和第二斜率。因此，这些支承表面具有一定定向，该一定定向在径向方向和周向方向(替代性地是，指代如下的圆的切线的方向，该圆将刀片或支承主体的中心纵向轴线作为中心)上远离轴向向前钻尖或切削刃倾斜。

可选地是，沿着将刀片的中心纵向轴线作为中心的圆的切线的方向，第二倾斜定向从所述平面倾斜的角度(δ)在1°到50°、1°到45°、1°到30°、1°到20°、2°到20°、1°到15°、2°到15°的范围内，或者更优选地是在5°到15°的范围内。圆的切线可以在每个相应的支承表面的在每个支承表面的径向内部区域(或边缘)和径向外部区域(或边缘)之间的任何径向位置处延伸。可选地是，该切线可以定位在每个支承表面的在每个相应的支承表面的径向内部区域(或边缘)和径向外部区域(或边缘)之间的中间径向区域处。大于所述范围的角度将不会在刀片和支承主体之间适当地传递轴向加载力，并且将会有助于产生切向引导力，这些切向引导力将会进而驱使臂径向向外。

可选地是，第一倾斜定向从所述平面倾斜的角度(θ)在1°到50°、1°到45°、2°到45°、2°到30°、5°到20°、5°到15°或者10°到15°的范围内。小于所述范围的角度将会对于驱使臂径向向内以夹持刀片几乎没有影响或没有影响，而高于所述范围的定向将会增大刀片内的应力集中的大小以及裂纹传播的可能性。

优选地是，每个凸耳均包括径向和轴向延伸的转矩传递表面，用于与支承主体的对应的转矩传递表面抵靠接触；其中，在垂直于纵向轴线延伸的平面中，该刀片的转矩传递表面相对于头部的半径以一定角度定向，该一定角度在0°到60°、0°到50°、0°到45°、1°到50°、1°到45°、1°到30°、1°到20°、2°到20°或者3°到15°的范围内。这些转矩传递表面的这种相对定向实现了在切削期间遭受的径向力的期望传递，同时维持了径向地保持臂，以响应于转矩力来夹持刀片。转矩传递表面的定向相对于半径可以是正的或负的，从而相对于旋转方向上倾或下倾。

优选地是，该头部的具有径向最外包络表面的每个直径相对的凸耳构造用以与支承主体的对应的径向外包络表面协作配合，例如大体对准，其中，这些凸耳的至少一些表面部分地限定了该支承主体的轴向延伸切屑槽的轴向向前区域。

根据本发明的第二方面，提供一种用于切削金属的回转式钻具，该回转式钻具包括：本文中所要求保护的刀片；以及支承主体，该支承主体沿着纵向轴线延伸并且以至少两个轴向延伸的臂终止在轴向向前端部处，这些臂围绕轴线隔开，以限定卡爪；每个臂均具有肩部，该肩部具有大体轴向向前面向的轴向支承表面，该刀片能够以可释放的方式安装在臂之间的卡爪内，从而使得刀片和支承主体的轴向支承表面分别构造成彼此抵靠；并且每个臂在径向内部表面处均包括凹部，该凹部构造用以分别容纳该刀片的所述至少一个突出部，以将刀片轴向地保持在该支承主体处。

优选地是，每个臂的凹部均包括通道，该通道具有在周向方向上延伸的长度，并且所述通道轴向地定位在每个臂的肩部处或其前方，并且该通道构造用以分别容纳刀片的肋部。该突出部和通道包括在周向方向上、轴向方向上以及径向方向上的互补长度、宽度以及深度，从而允许这些突出部在相应的通道内匹配，以使得相对的接触表面能够轴向地抵靠，以将刀片轴向地锁定在支承主体处，从而防止轴向向前和轴向向后移动。

优选地是，该支承主体的卡爪的用以容纳刀片的颈部的区域是部分圆柱形的，并且其由至少一个弯曲的径向内部表面所限定，该至少一个弯曲的径向内部表面没有任何径向向内突出部。这种布置结构提供刀片的颈部的互补安置表面，以有助于该刀片和支承主体的置中。

附图说明

现将参照附图仅以示例的方式描述本发明的特定实施方式，附图中：

图1是根据本发明的特定实施方式的钻具组件的立体图，该钻具组件具有伸长的支承主体，该支承主体在一个轴向端部处以可释放的方式安装有切削刀片；

图2是切削刀片的分解放大视图，该切削刀片定位成用于安装在图1的支承主体的轴向向前端部处；

图3是图2的刀片的侧视图；

图4是图3的刀片的又一侧视图，该刀片围绕其中心纵向轴线相对于图2的视图转过90°；

图5是图4的刀片的平面图；

图6是图5的刀片的又一放大平面图；

图7是图6的刀片的底面视图；

图8是图2的支承主体的轴向向前的刀片安装区域的立体图。

具体实施方式

参照图1，实施为钻具的切削刀具包括伸长的支承主体11。切削刀片10以可释放的方式安装在支承主体11的轴向向前端部处。刀片10包括轴向最前的轴向向前面向的切削区域13和轴向最后的安装区域67。如下文详细描述地那样，安装区域67和支承主体11的轴向向前端部在轴向上和径向上均彼此形状互补，从而在使用期间为刀片10和支承主体11之间的加载力的传递提供控制和管理。除了由于切削刀具在方向R上围绕中心纵向轴线12旋转而产生的转矩以外，这些加载力还包括轴向力和径向力，该中心纵向轴线延伸穿过刀片10和支承主体11。

参照图2，刀片10可以被认为包括轴向向前头部14，该轴向向前头部相对于大体圆柱形的中心颈部15在径向上扩大，并且该头部从该中心颈部延伸。正如图3和图6中详示的那样，头部14大体由成对的直径相对的凸耳33形成，该成对的直径相对的凸耳从轴线12和颈部15径向向外突出。向前面向的切削区域13在刀片10的凸耳33和内部中心部分之上延伸，并且大体是部分圆锥形(或拱形)的，该向前面向的切削区域具有中心轴向最前切削钻尖24，一系列切削刃和对应的切削表面从该中心轴向最前切削钻尖径向向外延伸。每个凸耳33均以底切部终止在该凸耳的轴向向后端部处，从而具有大体轴向向后面向的轴向支承表面18。表面18从中心颈部15的轴向向前区域径向向外突出。每个凸耳33还包括转矩传递表面17，该转矩传递表面具有轴向延伸的长度和大体径向延伸的宽度。每个转矩传递表面17均在向后面向的轴向支承表面18和向前面向的切削区域13之间轴向延伸。另外，转矩传递表面17定位成从凸耳33的径向周界径向向内延伸。头部14包括径向向外面向的包络表面23(形成在凸耳的径向外部区域处)，并且颈部15包括对应的径向向外面向的大体圆柱形(或略微圆锥形)的表面35。如下文进一步详述地那样，突出部19从头部14的轴向向后部分径向向外延伸并且在每个凸耳33之间在周向方向上延伸。因此，刀片10包括两个直径相对的径向突出部19。颈部15以部分圆形的平面基部表面16终止在该颈部的轴向向后端部处。

伸长的支承主体11可以被认为包括成对的直径相对的伸长构件，该成对的直径相对的伸长构件围绕轴线12扭转，从而沿着螺旋形路径延伸，并且在这些伸长构件之间限定有轴向延伸的螺旋形切屑槽20，该螺旋形切屑槽相对于旋转方向R限定在轴向延伸的尾部边缘21a和对应的轴向延伸的前导边缘21b之间。支承主体11在其轴向向前端部处包括成对的保持臂，该成对的保持臂大体由附图标记22指代，并且围绕轴线12隔开，从而彼此直径相对。卡爪28被径向限定在臂22之间，并且构造用以以可释放的方式安装刀片颈部15和凸耳33。特别地是，臂22的径向向内面向的表面限定卡爪28，其中，这些表面包括部分圆柱形的表面26，这些部分圆柱形的表面在它们之间限定有基部空腔65，用以容纳并且以可释放的方式安装颈部15。臂22还包括径向向内面向的定位表面30(朝向臂22的轴向最前端部定位)，用于相对于/抵靠于头部14的径向内部表面区域(在周向方向上处在凸耳33之间)进行定位。向内面向表面26和30由通道32轴向隔开，该通道在周向方向上围绕轴线12沿着每个臂22的整个宽度(在周向方向上)延伸。每个通道32均被适当地设定尺寸，以容纳每个相应的突出部19，从而当刀片10如图1中所示的那样被安装就位时，将该刀片轴向地锁定在支承主体11处。空腔65包括基部表面27，该基部表面构造用以相对于刀片的基部表面16定位。在刀片10如图1中所示的那样在支承主体11处被安装就位的情形下，刀片的包络表面23对准，以定位成大体与支承主体11的对应的径向向外面向的包络表面31共面。

每个臂22均包括肩部，该肩部大体由附图标记59指代，并且其轴向地定位在与通道32相同的位置处，该通道和肩部处在臂的向内面向表面26和30的轴向结合部处。每个肩部59均具有轴向向前面向的轴向支承表面25，该轴向支承表面被设定尺寸并且对准成与刀片10的轴向支承表面18互补。也就是说，在刀片10在支承主体11处被安装就位(如图1中所示)的情形下，该刀片的轴向支承表面18和支承主体的轴向支承表面25构造成彼此抵靠，并且提供在刀片10和支承主体11之间的轴向力的传递。每个肩部59还包括相应的转矩传递表面29，该转矩传递表面被设定尺寸并且对准成与刀片的转矩传递表面17互补，以提供在围绕轴线12旋转R期间从支承主体11到刀片10的转矩力的传递。

参照图2和图3，头部的凸耳33在周向方向上由凹入弯曲表面37部分地限定和隔开，该凹入弯曲表面径向地凹入到头部14和颈部15中。在周向方向上，凹入表面37在一个端部处由尾部边缘38a限定，并且在相对端部处由前导边缘38b限定。刀片10包括两个直径相对的凹入表面37(以及对应的成对的边缘38a、38b)，这两个直径相对的凹入表面延伸刀片10的在基部表面16和切削区域13之间的整个(或几乎整个)轴向高度，并且被设定尺寸和定向成形成切屑槽20在支承主体11处的轴向延长部。在周向方向上，切屑槽边缘38b限定定位表面34的一个轴向延伸的纵长(lengthwise)侧部，该轴向延伸的纵长侧部在每个凸耳33的尾部端部和切屑槽的凹入表面37之间延伸一个较短的周向距离。径向突出部19定位在定位表面34的尾部纵长端部处，并且也在周向方向上在每个凸耳33的尾部端部和边缘38b之间延伸。定位表面34的轴向向前端部终止在向前面向的切削区域13处，其中，每个定位表面34均是大体部分圆柱形的，并且具有与圆柱形颈部表面35类似的半径(相对于共同的轴线12)。

第二径向突出部36从定位表面34的轴向向前半部径向向外延伸。第二突出部36定位成相对于凹入表面边缘38b在周向方向上更靠近每个凸耳33的尾部端部。另外，第二突出部36与突出部19轴向隔开。如图3中所示的那样，突出部19可以被认为形成为肋部、脊部或搁架，该肋部、脊部或搁架具有在周向方向上延伸的长度、在轴向方向上延伸的宽度以及在径向方向上延伸的深度(相对于定位表面34)。相比之下，第二突出部36所包括的径向深度小于突出部19的对应的径向深度的10％或5％(相对于定位表面34)，其中，第二突出部36所具有的在轴向方向上延伸的长度大致等于定位表面34的轴向向前半部。这样，第二突出部36可以被认为是从定位表面34突出的凸起凸块。

参照图3和图7，每个头部的凸耳33在其轴向向后端部处由向后面向的轴向支承表面18所限定。可以认为每个表面18相对于平面P(垂直于轴线12对准)以角度θ倾斜，以使得表面18的径向外部横向端部区域57相对于径向内部横向端部区域58轴向向后定位。

如图4和图7中所示，每个轴向支承表面18包括第二倾斜定向，该第二倾斜定向在周向方向和旋转方向R上延伸。相对于轴向垂直平面P，每个表面18均在周向方向上倾斜，以使得表面18的前导纵长端部区域56关于旋转方向R相对于尾部纵长端部区域55轴向向后定位。特别地是，每个表面18均在周向方向上以角度δ从平面P倾斜。

根据所述特定的实施方式，θ在5°到15°的范围内，并且δ在3°到15°的范围内。如图3和图4中所示，每个轴向支承表面18均定位在与突出部19大致相同的轴向位置处，以使得(表面18的)轴向向前的横向端部区域58和纵长端部区域55定位在突出部19的轴向向后部分处或其附近。另外，表面18定位在颈部15和头部14之间的结合部处。每个轴向支承表面18(在由横向端部区域57、58和纵长端部区域55、56所限定的周界内)均大体是平面的。

参照图5，每个凸耳的转矩传递表面17均在旋转方向R上定位于每个凸耳33的尾部端部处，从而由每个相应的臂22的对应的支承主体的转矩传递表面29抵靠，从而允许从主体11到刀片10传递旋转驱动。每个转矩传递表面17、29均是平面的，并且所包括的在轴向方向上延伸的长度大于在径向方向上延伸的对应宽度。根据所述特定的实施方式，每个转矩传递表面17、29大体是矩形的。在平面P中，每个刀片的转矩传递表面17均定向成横向于头部14的半径R_T。特别地是，每个转矩传递表面均相对于半径R_T以锐角α延伸，其中，α根据所述特定的实施方式在0°到60°的范围内。根据进一步的特定实施方式，每个表面17均可以相对于半径R_T以相反(负)的锐角定向，其中，等同的负的α可以在-45°到0°的范围内。因此，相对于R_T，α可以从-45°延伸到60°。

如图所示，突出部19包括在周向方向或旋转方向R上延伸的长度，该长度具有第一前导纵长端部40和第二尾部纵长端部39。突出部19在周向(旋转)方向上延伸的角度长度β在5°到60°的范围内。根据所述特定的实施方式，前导纵长端部40相对于尾部纵长端部39渐缩，以提供从定位表面34到径向最外表面66的大体平滑过渡部，该径向最外表面限定了突出部19的径向外周界。参照图6，突出部19的径向深度可以被限定在半径R1(在最外表面66处的半径)和半径R2(在定位表面34处的半径)之间的差部处。根据特定的实施方式，商R2/R1可以在1.025到1.5、1.025到1.4或更优选地是1.05到1.3的范围内。另外，突出部19的径向宽度(R1和R2之间的差部)可以在最大半径R_T的10％到30％的范围内，该最大半径对应于轴线12和包络表面23之间的半径。

参照图4，刀片10包括总轴向长度A、头部轴向长度B以及颈部轴向长度C，该总轴向长度A被限定在基部表面16和切削钻尖24之间，该头部轴向长度B被限定在每个轴向支承表面18的中间长度区域(在端部区域55、56之间的区域)和切削钻尖24之间，该颈部轴向长度C被限定在基部表面16和每个轴向支承表面18的上述中间长度区域之间。突出部19包括在轴向方向上的宽度D，该宽度是突出部19在轴向向前端壁面19a和对应的轴向向后端壁面19b之间延伸的轴向距离。根据所述特定的实施方式，D/A的商在0.05到0.1的范围内，D/B的商在0.05到0.15的范围内，C/B的商在0.2到1.0的范围内。

参照图8，并且详细地是如参照图2所示，每个卡扣臂22均包括对应的轴向支承表面25，该轴向支承表面具有一定长度以及对应的径向宽度，该一定长度在周向(旋转)方向上在向前端部区域42和尾部端部区域43之间延伸，并且该径向宽度被限定在径向内部端部区域45和径向外部端部区域44之间。每个表面25均包括与相对于刀片10的轴向支承表面18详述的定向相同的双重的第一倾斜定向和第二倾斜定向。特别地是，每个轴向支承表面25均在轴向方向上以相同的角度θ从平面P倾斜，并且还在周向(旋转)方向上以相同的角度δ相对于平面P倾斜。因此，表面18和25构造成在基本上这些表面的整个相应的表面面积上以完全碰触接触的方式来对准。类似地是，支承主体11处的每个转矩传递表面29均相对于半径R_T以相同的或类似的锐角α延伸，其中，角度α可以相对于R_T是正的或负的。

定位在每个臂22的肩部59处的通道32包括在周向(旋转)方向上延伸的长度(该长度对应于突出部19的角度长度β)，除此之外还包括对应的径向深度(该径向深度与商R1/R2类似)，从而将突出部19容纳在通道32内。这样，每个臂22的至少一部分与每个突出部19径向重叠，从而将刀片10轴向地锁定在支承主体11处。特别地是，每个通道32均包括对应的纵长端部32a、32b以及成对的纵长延伸的侧壁51、52，该成对的纵长延伸的侧壁限定每个通道32的径向深度。在每个突出部19定位于每个通道32内的情形下，(突出部19的)纵长延伸的壁表面19a和19b能够抵靠于通道32的对应的纵长延伸的壁51、52，以提供在向前方向(该方向用于将刀片与支承主体分离开)上提供轴向锁定。另外，每个通道还由部分圆柱形的径向向内表面53所限定，该部分圆柱形的径向向内表面构造用于相对于(每个突出部19的)圆柱形的径向最外表面66定位。每个通道的纵长端部32a、32b“敞开”，从而允许刀片10能围绕轴线12旋转，以将突出部19引入并且容纳在通道32内。轴向最后的通道壁52过渡到倾斜表面50(具有也在周向方向上延伸的长度)中，该倾斜表面轴向向后过渡，以限定空腔65，该空腔构造用以容纳刀片颈部15。

每个臂22的径向向内面向的定位表面30均包括径向凹入凹座46，该径向凹入凹座由成对的轴向端部边缘47、49和对应的成对的相对的侧边缘48a、48b(在周向方向上分隔开)所限定。每个臂的凹座46均包括一定长度和一定宽度(在轴向方向上和周向方向上)，以容纳每个相应的第二突出部36。特别地是，随着刀片10臂22(在卡爪28内的臂)之间旋转就位，每个第二突出部36在被容纳于每个相应的凹座46内时提供对应的咔哒卡扣触觉指示(当突出部36滑过侧边缘48a、48b时)。

在使用中，轴向支承表面18、25(以相应的角度θ)的第一倾斜定向有利于径向向内地引导轴向加载力的一部分，从而使得臂22以足够的大小(magnitude)径向地挤压到刀片颈部15上，从而将刀片10轴向地并且旋转上保持在卡爪28内的安装位置中。表面18、25(以相应角度δ)的第二倾斜定向构造用以：在转矩以及轴向和径向定向的力在刀片10和支承主体11之间进行传递时，控制并且管理该转矩以及轴向和径向定向的力的方向和大小。特别地是，该第二倾斜定向适合于有效地限制径向向内引导的力的大小，从而防止保持臂22处的应力集中，该应力集中否则将会缩短或终止支承主体11的使用寿命。

通过突出部19和通道32的径向重叠而提供了刀片10在支承主体11处的轴向锁定，即抵抗轴向分开的锁定。通过将突出部19和通道32定位在颈部15和空腔65的轴向前方，可以使得颈部15的相对表面面积(以及材料的体积和质量)最大化，从而增强刀片10在支承主体11处相对于轴线12的“置中”。

另外，突出部19的相对轴向位置有利于通过模制技术(该模制技术中，可以避免对于精确加工/研磨的需求)或者通过圆柱形表面35的铸造之后精确研磨来促进刀片10的制造。特别地是，根据本发明，并不存在突出部或通道，这些突出部或通道否则可能会在颈部15的区域处阻挡研磨刀具。

Claims (15)

1.一种回转式钻具的切削刀片(10)，所述回转式钻具用于切削金属，其包括：

头部(14)和颈部(15)，所述头部和所述颈部沿着纵向轴线(12)延伸，所述头部具有轴向向前面向的切削区域(13)，并且所述颈部具有轴向向后面向的安装区域(67)，至少所述颈部能够以可释放的方式安装在支承主体(11)的卡爪(28)内；

所述头部具有大体轴向向后面向的轴向支承表面(18)，所述轴向支承表面从所述颈部径向向外突出，用于与所述支承主体的对应的轴向支承表面(25)抵靠；

其中，所述头部由成对的大体直径相对的凸耳(33)形成，所述成对的大体直径相对的凸耳从所述轴线径向向外突出；

其特征在于，

包括至少一个径向突出部(19)，其从所述头部的径向内部表面(34)或径向内部区域延伸，并且在周向方向上被定位在所述凸耳之间，并且

其中，所述凸耳(33)在周向方向上由凹入弯曲表面(37)部分地限定和隔开，所述凹入弯曲表面(37)径向地凹入到所述头部(14)和所述颈部(15)中，

其中，所述至少一个径向突出部从径向向外面向的定位表面(34)径向向外延伸，所述径向向外面向的定位表面在所述突出部和所述轴向向前面向的切削区域之间轴向地延伸；

其中，所述突出部的径向深度被表达为所述突出部的径向最外表面(66)的半径(R1)和所述定位表面的半径(R2)的商，所述商在1.02到1.5、1.025到1.5、1.02到1.4、1.025到1.4或者1.05到1.3的范围内。

2.根据权利要求1所述的刀片，其中，至少所述至少一个径向突出部的一部分在轴向方向上具有宽度(D)，所述宽度小于所述头部的在所述切削区域的轴向最前钻尖(24)和所述轴向支承表面的轴向最后部分(55)或边缘之间的轴向长度(B)。

3.根据权利要求2所述的刀片，其特征在于，所述突出部的至少所述部分的所述宽度(D)在所述头部的所述轴向长度(B)的2％到30％、2％到20％、5％到20％、5％到15％或者7％到15％的范围内。

4.根据任一前述权利要求所述的刀片，其中，所述至少一个径向突出部包括至少两个大体直径相对的第一径向突出部，所述第一径向突出部形成为肋部，所述肋部具有在周向方向上延伸的长度，其能够安置在所述支承主体的通道(32)内，从而将所述刀片轴向地固定在所述支承主体处。

5.根据权利要求4所述的刀片，其中，每个所述肋部在周向方向上在所述凸耳之间的角度长度(β)在2°到85°、2°到80°、5°到80°、5°到70°、5°到60°、10°到60°、20°到60°、30°到60°或者40°到50°的范围内。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的刀片，其中，所述突出部被定位成在轴向方向上比所述轴向向前面向的切削区域更靠近于所述轴向支承表面。

7.根据权利要求6所述的刀片，其中，所述突出部在所述轴向方向上位于所述头部的所述轴向长度的轴向后方的30％内，所述头部的所述轴向长度在所述切削区域的轴向最前钻尖(24)和所述轴向支承表面的轴向最后部分(55)或边缘之间。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的刀片，还包括至少一个凸起凸块(36)，所述至少一个凸起凸块从所述头部的所述径向内部表面或径向内部区域并且在所述凸耳之间的在周向方向上的一位置处径向向外突出，从而当所述刀片旋转以与所述支承主体匹配时，提供触觉式咔哒卡扣。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的刀片，其中，所述刀片的所述颈部是部分圆柱形的，所述部分圆柱形由至少一个弯曲的径向外表面(35)所限定，所述至少一个弯曲的径向外表面在所述刀片的所述头部下方的轴向位置处不具有任何径向向外突出部。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的刀片，其中，所述支承表面包括第一倾斜定向，所述第一倾斜定向相对于与所述纵向轴线垂直的平面(P)对准，以使得每个所述表面的径向外部区域(57)均相对于每个所述表面的径向内部区域(58)轴向向后。

11.根据权利要求10所述的刀片，其中，所述支承表面包括第二倾斜定向，所述第二倾斜定向附加于所述第一倾斜定向并且被对准成在周向方向上相对于与所述纵向轴线垂直的所述平面延伸。

12.根据权利要求11所述的刀片，其中，所述第二倾斜定向延伸，以使得每个所述表面的在所述刀片的旋转方向上的前导区域(56)或前导边缘相对于每个所述表面的在所述刀片的旋转方向上的尾部区域(55)或尾部边缘被轴向向后定位。

13.一种回转式钻具，所述回转式钻具用于切削金属，其包括：

根据任一前述权利要求所述的刀片；以及

支承主体(11)，所述支承主体沿着所述纵向轴线(12)延伸并且以至少两个轴向延伸的臂(22)终止在轴向向前端部处，所述臂围绕所述轴线隔开，以限定所述卡爪(28)；

每个臂均具有肩部(59)，所述肩部具有大体轴向向前面向的轴向支承表面(25)，所述刀片能够以可释放的方式安装在所述臂之间的所述卡爪内，使得所述刀片和所述支承主体的所述轴向支承表面分别被构造成彼此抵靠；并且

每个所述臂在径向内部表面处均包括凹部(32)，所述凹部被构造用以分别容纳所述刀片的至少一个径向突出部(19)，以将所述刀片轴向地保持在所述支承主体处。

14.根据权利要求13所述的回转式钻具，其中，

在以下情况下，即：所述至少一个径向突出部包括至少两个大体直径相对的第一径向突出部，所述第一径向突出部形成为肋部，所述肋部具有在周向方向上延伸的长度，其能够安置在所述支承主体的通道内，从而将所述刀片轴向地固定在所述支承主体处，

每个所述臂的所述凹部(32)均包括通道，所述通道具有在周向方向上延伸的长度，并且所述通道轴向地被定位在每个臂的所述肩部(59)处或所述肩部的前方，并且所述通道被构造用以分别容纳所述刀片的所述肋部。

15.根据权利要求13或14所述的回转式钻具，其中，所述支承主体的所述卡爪的用以容纳所述刀片的所述颈部的区域是部分圆柱形的，并且由至少一个弯曲的径向内部表面(26)所限定，所述至少一个弯曲的径向内部表面没有任何径向向内突出部。

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