CN1484562A - 用于切屑形成加工的刀具和刀具夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于切屑去除机加工的刀具及其切削刀片。切削刀片具有一个包括脊(11)和中间凹槽的连接表面或锯齿。限定脊(11)的侧面(18)具有凸出的弯曲表面(28)，其与配合脊的配合侧面(25)的接触点由一条直线(G)组成，该直线沿侧面的长度方向轴向延伸并位于一方面的外过渡处(19)和另一方面的内过渡处(23)之间的近似一半处，外过渡处位于侧面(18)和顶部(17)之间，内过渡处位于侧面和凹槽底部之间。凸出弯曲表面从所述接触线(G)向内及向外延伸，为得是保证通过弯曲表面的内和外限定边(30，29)之间不同位置处的表面接触实现配合脊的侧面之间的实际接触。
Description
技术领域
第一方面，本发明涉及一种用于切屑去除加工的刀具，其包括一个夹具和一个切削体，所述切削体具有第一连接表面，该表面包括若干通过凹槽间隔开的第一脊，这些脊具有锥形横截面，而且所述表面被设置得与夹具的第二连接表面接合或与连接到所述表面的一部分接合，第二表面形成有类似的平行第二脊和凹槽，目的是实现切削体相对于夹具的刚性固定，因此各连接表面中的各脊由一个顶部和两个相对的侧面限定，所述侧面朝向凹槽中间隔开的底部空间延伸。
上面概述的刀具通常用于机械加工金属工件，例如钢、铝、钛等工件。刀具的夹具或者可以固定安装，例如为了车削目的，或者可以转动，例如为了铣或钻的目的。切削体为一种消耗品，其具有比夹具短的多的使用寿命，而且因此被可拆卸地连接到夹具上以便容许更换。切削体可以具有各种各样的形状，这取决于应用领域。常见的切削体由平的和多边的或圆的刀片组成，这种类型的刀片具有一个顶侧、至少一个侧面或外周面和一个底侧，从而一个或多个切削刃形成在顶侧和外周面的过渡处。其它切削体可以由可转动的刀头组成，这种类型的刀头具有一个旋转对称的包络面，其上形成切削刃。这种切削体例如出现在钻、端铣刀等中。
一直以来的目标是尽可能以稳定和可靠的方式连接切削体和夹具。以前，传统的平切削刀片完全由平的底侧形成，从而切削刀片被装配在基座或所谓的刀片基座中，所述基座一方面具有切削刀片的底侧压靠的一个平的底部，另一方面具有切削刀片的侧面压靠的一个或多个侧壁。但是近来，设有起初所述类型的脊的配合连接面已经开始被应用在刀具工业中。
现有技术
在专利文献中，大量描述了相互配合的、成脊状的连接表面或所谓的锯齿形的实施例。例如，见US6102630(Tool Flo制造公司)，WO99/19104(Sandvik AB)，WO99/19105(Sandvik AB)，WO97/16276(Sandvik AB)，SE9702500-1(Seco Tools AB)，AU213925(StanislasKryszek)和US5810518(Sandvik AB)。在这些已知的结构中，两个配合连接表面或锯齿中的每一个包括若干平行的和长而窄的脊，通过凹槽间隔开，这些脊通常具有梯形横截面。确切地说，各脊型面由平的或光滑的侧面形成，彼此约形成60°的夹角。另外，正在考虑中的连接表面或界面的特性是脊的峰或顶没有到达附属凹槽的底部。这样，保证了只有脊的侧面彼此压靠，从而脊被向上彼此楔入。
在现代的刀具工业中，朝向日益加快的切削操作的方向发展。例如，在铣削比较软的金属如铝中，机械加工可以在非常高的切削或圆周速度，例如10,000m/min或更高的速度下进行。为了在这样的切削速度下进行铣削操作，需要较高的转速，这是因为铣刀不可能具有无限大的直径。因此，高速机加工时对刀具的需求和与传统的切削形成机加工相关的需求有几分不同，在传统的机加工中切削力非常重要。因此，离心力和不平衡力在高速旋转刀具，例如用于铝机加工的铣刀中扮演中心角色。这方面的一个重要因素是刀具本身的质量；在一些情况中，用于高速旋转铣刀的切削刀片承载夹具或铣刀头在较大程度上已经由轻的材料制成，例如铝。
形成本发明基础的调查显示，起初提到的传统的脊状连接表面不适合用在高速旋转刀具中，特别是当所述刀具包括比较薄的平切削刀片时，其中所述传统的脊状连接表面基于使用脊的平的侧面以及其它不太复杂的几何形状。在此上下文中的一个重要情况是理论和实际的差异。因此，理论上，脊的侧面是理想的平面，并相对于彼此和连接界面中的配合脊设置在精确的角度和位置处。但是，在刀具的夹具和切削体的实际制造中(其在不同的地方进行)，会出现尺寸偏差，当将切削体装配在夹具上使连接表面彼此接合时，这使得各脊侧面之间的接触点或表面以不能控制和不令人满意的方式形成。在其它方面，实际的侧面接触可能会在连接界面中引起“高”的情况，即由下述事实引起，即一个或数个脊上的一个侧面或两个侧面仅与周围脊的侧面的顶部接触，前述脊是切削体的一部分，后述脊是夹具连接表面的一部分。在其它方面，这会导致切削体和夹具之间的界面被完全折断，这是因为夹具的脊的峰或顶部中的材料损坏的缘故。另外，由于邻近的侧面会得到不同的角度，有时会出现角度误差，从而彼此之间出现间隙。较小的划分或形式误差同样会出现。当刀具在高转速下操作时，脊之间的不能控制的和普通的接触会变得危险。例如，为夹紧切削体而设置的螺钉会暴露给相当大的拉伸载荷，而且由于各连接表面中的脊相对彼此运动而变长；某些会导致螺钉失效而且切削体从夹具松脱并被离心力引起的巨大力抛出。还会出现切削体的硬质材料中的脊破裂。
具有已知类型的连接表面的刀具的另一缺点是切削体连接表面各凹槽的底部空间比较深并具有不适当的几何形状。这意味着在比较薄、平并因此轻的切削***刀片上形成连接表面具有一定的受限可能性，而该切削刀片用在高速转动的铣刀中是理想的。在其它方面，如果凹槽相对于切削刀片的厚度太深，那么会出现切削刀片碎裂或破裂的相当大的危险。
发明目的和特征
第一方面，本发明旨在提供一种用于切屑形成或去除切屑机械加工的刀具，其在刀具夹具和可拆卸地连接到其上的切削体之间具有改进的连接界面。因此，本发明的主要目的是提供一种具有高精度连接界面的刀具，更确切地说所述精度是通过确保相互配合的脊的侧面之间可控并可靠的接触而实现的，而与这种较小的尺寸误差无关，所述尺寸误差实际会出现在刀具的连续生产中。在这种连接中，连接界面应该承受非常高的机械载荷并容许切削体在夹具上的稳定和良好限定的固定。另一个目的是提供一种具有一种连接界面的刀具，所述连接界面容许生产较薄的切削刀片，而不会在使用期间出现碎裂或破裂的危险。在其它方面，连接界面的几何形状不应该在切削体的材料中引起相当大的拉伸应力。本发明的又一个目的是提供一种刀具，该刀具的切削体可以以精确的方式固定，其中连接表面不必是磨过的。
根据本发明，通过权利要求1特征部分给出的特征至少实现了主要目的。根据本发明刀具的优选实施例被另外限定在从属权利要求2至19中。
在第二方面，本发明涉及一种这样的切削体。根据本发明的切削体的基本特征在权利要求20中给出。根据本发明的切削体的优选实施例在从属权利要求21至33中给出。
现有技术的进一步说明
在SE9404266-0(Seco Tools AB)中，描述了一种所谓的切断刀具，该刀具具有一个切削刀片，所述刀片可以通过连接表面或锯齿而被装配在刀具夹具中，所述连接表面或锯齿包括若干平行的、通过凹槽间隔开的脊。在这种情况中，夹具的连接表面的脊或凹槽具有梯形的型面，而切削刀片的连接表面的脊和凹槽由正弦曲线限定。这意味着切削刀片的各脊主要在其外部、自由的顶部具有横截面凸出弯曲的形状，而脊的内半部或根部由凹入弯曲的侧面限定。因此切削刀片的一个脊和夹具的两个环绕脊之间的接触可以仅沿夹具脊的顶部形成；某些情况意味着接触线或面将在夹具的附属凹槽中被设置得“高”。另外，一方面切削刀片的各凹槽底部之间和另一方面夹具的各凹槽顶点之间的间隔变大。因为这些原因，SE-9404266-0中所述的连接界面不适于用在用于高速旋转刀具的平且较薄的切削刀片中。此处应该提到，根据所述公开的刀具被牢固地装配，而且切削刀片相当厚(＝切削刀片的顶侧和底侧之间的距离)。
在WO98/19831(Seco Tools AB)中，描述了一种可转动的切削刀具，其具有可拆卸的刀头，该刀头通过四个X-形的倾斜脊连接到一个呈轴形式的夹具上，所述脊与轴端部相应数量的倾斜槽接合。每个这样的槽具有梯形型面，而刀头的配合脊具有基本凸出弯曲的侧面。确切地说，所述侧面的弯曲由仅稍比脊的高度大的半径限定。但是，也是在这种情况中，单个脊的凸出侧面和配合凹槽的平侧面之间的接触线在凹槽中设置得高；某些情况下导致刀头和轴之间的接合处会变得不稳定和不可靠。另外，连接界面在生产过程接受尺寸偏差的能力特别受到限制。
附图简要说明
在附图中：
图1是切削刀具的透视图，其具有一个呈平的切削刀片形式的切削体和一个呈刀头形式的夹具，
图2是一个放大的、局部剖开侧视图，示出刀头端部的切削刀片，
图3是一个透视图，仅示出从上面斜向看去的切削刀片，
图4是一个同一切削刀片的纵剖图，
图5是从切削刀片下方看去的平面图，示出包含在切削刀片中的连接表面，
图6是同一切削刀片的端视图，
图7是放大的截面图，示出包含在切削刀片中的第一连接表面的型面形状，
图8是类似的一个截面图，示出包含在切削刀片中的第二连接表面的型面形状，
图9是一个截面图，示出彼此接合的连接表面，示出的第一连接表面中的脊侧面具有被夸大了的弯曲表面，
图10是一个截面图，以减小的比例仅示出根据图9的第一连接表面，
图11是类似的一个截面图，示出第二连接表面的型面形状，
图12是一个与图4对应的纵剖图，示出根据本发明另一实施例的切削刀片，
图13是图12的一个局部放大图，
图14是根据本发明又一实施例的切削刀片的纵剖图，
图15是从图14的切削刀片下方看去的平面图，
图16是表示切削刀片另一实施例的截面图，其与附属的夹具分开，
图17是表示根据图16的切削刀片与夹具接合的截面图，
图18是一个分解图，示出切削刀片和夹具之间连接界面的另一实施例。
优选实施例的详细说明
在图1和2中，标号1表示呈铣刀头形式的夹具，其为用于切屑去除机械加工的刀具的一部分。在所述的铣刀头上，装配有若干切削刀片，其中一个通常以参考标号2表示。尽管所述切削刀片的几何形状可以相当复杂，特别是在切削刀片的顶部，所述切削刀片由一种平的切削刀片组成，这种类型的平刀片具有相对于其它尺寸的比较有限的厚度。在图2至6中，标号3、4表示切削刀片的顶侧和底侧，而5、6分别表示两种不同类型的外周侧，即长侧和短侧。因此，在该例中，切削刀片通常为多边形的形状。在圆的切削刀片中，仅有一个圆周侧面。
切削刀片2通过一个界面或连接界面连接到刀头上，所述界面整体被标以7，其包括两个不同的、成脊状的连接表面，即切削刀片2底侧上的第一连接表面8，以及第二表面9，第二表面在该实施例中直接形成在铣刀头1中。确切地说，所述连接表面9在形成在铣刀头中的刀片空间10中形成一个底部，而且其中容纳切削刀片。第一连接表面8包括若干(例如8～10个)脊11，这些脊由槽或凹槽12间隔开。相应地形成具有若干脊13的第二连接表面9(还参见图7和8)，这些脊13通过与脊11接合的凹槽14间隔开。此后，脊11将被标为第一脊，而脊13将被标为第二脊。类似地，凹槽12将被标以第一凹槽，而凹槽14将被标以第二凹槽。
现在应该已经提到切削刀片也可以被装配在特定的垫片上或装配在盒子中。在这种情况中，至少在垫片和盒子的一侧上分别提供一种类似的设有脊的连接表面。有利地，成脊状的连接表面被分别形成在所述垫片和盒子的相对侧上。换句话说，切削刀片可以被装配在辅助装置上，而不是直接装在刀具的承载夹具上。
切削刀片2通常由一种材料制造，该材料比夹具1的材料硬得多。在本发明的范围内，切削刀片可以由许多不同的、硬材料制成，例如传统的硬质合金、陶瓷、金属陶瓷等。暴露在切削刃中的所谓尖端也可以被包括在切削刀片中，其中所述尖端具有例如立方体氮化硼、多晶金钢石等小形体的形状。切削刀片2的材料可以具有270～800GPa范围内的弹性模量。但是，夹具1的材料可以具有相当低的弹性模量，例如在60～250GPa范围内(而且受拉屈服点位于200～1400MPa的范围内)。通常，钢或铝被用作夹具的材料。因此，夹具的材料通常比切削刀片的材料软而且更易于变形。
在图5中，可以看到，切削刀片2包括用于螺钉(未示出)的中心孔15，通过螺钉可以将切削刀片固定在附属的所谓的刀片基座中，即固定在所述第二连接表面9上。另外，在图3中可以看到切削刃16例如通过研磨如何形成在切削刀片的顶侧和侧面之间的过渡处。还应该提到两个相互配合的连接表面8、9中的脊和凹槽分别具有一种基本锥形的型面或横截面形状而且彼此平行。
现在参照图7至11，其更详细地示出本发明的本质，即两个相互配合的连接表面8、9中的脊和槽的形成，所述表面形成夹具1和切削刀片2之间的界面7。
形成两个连接表面一部分的各脊由一个顶或顶部表面和两个侧面限定，所述侧面从顶部朝向邻近凹槽的底部空间延伸。各第一脊11的顶部被标以17，而两个相对侧面的每一个通常被标以18。在所示的优选实施例中，顶部17由平面形成，该平面沿相对的平行长边经过渡处19转换到侧面18，过渡处19在下面被命名为外过渡处(侧面的)，而且有利地，该平面具有倒圆边缘的凸出表面的形状，其中倒圆具有小半径R1(例如0.05mm)。两个第一凹槽12中每个的底部或底部空间位于各第一脊11的两侧，被标以12′(见图7和10)。每个这样的底部空间由底部表面20(见图9)限定，所述底部表面沿着相对的平行长边(标以21)转换到侧面22，具有凹入弯曲的形状。在各侧面18和附属的底侧表面22之间的区域中，有一个过渡处23，其形成侧面的内过渡处。
在根据图7至11的例子中，底部表面20是平的。但是，也可以将所述底部平面形成为凹入弯曲的形状，从而该弯曲形状由另一个并比弯曲侧面22半径大的半径确定。所有第一凹槽的底部表面20位于公共平面A(见图10)上。类似地，侧面18的内过渡处23位于公共平面B上。所述平面B平行于平面A。另外，第一脊11的顶部表面17位于公共平面C上。所述平面C平行于平面A以及平面B。上述底部空间12′由平面A和B之间的各凹槽中的空间组成。
包含在第二连接表面9中的各脊13的顶部和侧面分别被标以24和25，而且形成第二凹槽13的底部表面的表面被标以26。每个这样的底部表面26在所示例中由一个凹入的弯曲表面或一个弯曲表面组成，尽管平面和凹入弯曲的侧面相结合也是可行的。在该例中，各侧面25直接转换到凹入弯曲的底部表面26中。各侧面25在其外限定边缘处通过凸出弯曲的外过渡处27转换到顶部表面24中。所述过渡处27的半径被限定(在该例中为0.15mm)。
在所示例中，顶部表面24是平的，尽管它们也可以是弯曲的，最好是凸出弯曲。所有第二脊13的顶部表面位于一个公共平面D(见图11)上，该平面平行于平面E，其中所有第二槽14的底部表面26位于平面E上。平面D和E的垂直距离限定了各第二槽14的深度。
在所示的优选实施例中，第二脊13的侧面25具有平面的形状。
现在参照图7，脊11形成第一连接表面8的一部分。在公知的传统切削体中，其特征为脊状连接表面、各脊的侧面通常已经以和配合脊的侧面相同的方式具有平面的形状，所述配合脊形成界面的第二连接表面9的一部分。这种情况带来了起初提到的问题和困难。理论上，各第一脊的侧面角(即同一脊的两个侧面之间的夹角)与第二连接表面中两个围绕脊的侧面角对应。出于许多不同的原因，所述侧面角实际上经常被选择为60°(＝2α°，其中α为30°)。容易认识到界面中相互配合的第一和第二脊的侧面获得沿其整个深度延伸I的近乎完全的表面接触(＝内和外过渡处分别到顶部和底部的距离)，在这种情况中将实现所有额定的尺寸。除适当的侧面角之外，这方面的重要尺寸是两个连接表面各个中的相邻脊之间的间距、各脊的容积(深度和宽度)以及围绕其对称平面的各脊的对称性。但是，在刀具的切削刀片和夹具的实际制造中，不总是能达到规定的尺寸偏差。因此，断断续续地，在顺序生产过程中会出现尺寸偏差。所述尺寸偏差不必如此大，以至它们分别需要废弃切削刀片和夹具，但它们有助于相互配合脊的侧面之间的实际接触，所述脊以不受控制的方式终止在侧面之间边界的不同点上。
为了解决上述问题，根据本发明，限定第一脊11的两个侧面18中的至少一个形成有凸出弯曲表面部分。所述弯曲表面部分具有如此大的半径和有限的弧高，使得在图7中不能用肉眼看到该表面。因此，为了说明本发明的基本观点，在图9至10中示出的这种表面部分28具有夸大的弧高。各凸出弯曲表面部分28由外和内限定边29、30限定，限定边沿各脊轴向延伸并相互平行。图9的左边示出限定表面部分28的圆弧的弦F。
在根据图9至11的例子中，弯曲表面部分28比其侧面窄，即限定边29和30之间的距离(＝弦F的长度)比侧面18的宽度或延伸I(＝过渡处19和23之间的距离)小。换句话说，在这种情况中两个平面表面31形成在弯曲表面部分28的两侧上。在此情况中，但是应该注意实际中的弯曲表面部分28也能具有和其侧面相同的宽度，即侧面18完全由凸出弯曲表面形成。
完全或部分形成各第一脊的侧面的凸出弯曲表面28的功能和优点在下面可以看到。
当两个连接表面彼此接合时，各表面28压靠第二脊13的配合、平侧面25。理论地，因此可以得到表面28和25之间的线性接触，即沿一条沿各表面轴向延伸的直线形成接触。在图9中，所述接触线在平面G中示意地示出。所述理论接触线位于限定边29、30或过渡处19、23之间约一半的高度处。这意味着凸出弯曲表面部分28从理论接触线G向内和向外延伸。在此情况中，应该记住夹具1的材料，即各第二脊13的材料比切削刀片的材料软。
假定例如第二脊13的侧面角中的较小偏差会出现，例如第二脊的侧面角将变得比额定的角60°稍(最大限度可忽略)小。在那种情况中，相对图9而言，理论接触线G分别更靠近限定边30和内过渡处23建立。相反地，如果实际的侧面角比60°稍大，那么事实上接触线G更靠近限定边29或过渡处19。自然地，如果各第一脊11的侧面偏离所需的额定角，那么类似的情况也是这样的。换句话说，从理论接触线G向内和向外延伸的弯曲表面28使相对侧面朝向所述弯曲表面“滑移”。
但是，各脊之间的实际接触具有表面接触的形式。当切削刀片被装配在夹具中并通过一定的力，如通过固定螺钉或夹子压靠夹具时，脊13的较软材料将首先弹性变形，至少使得表面接触将沿弯曲表面28的主要部分实现。
脊13的材料变形是弹性特性的事实意味着当脊11从凹槽14离开时，侧面25基本上恢复平面形状。
另外，对于不同于角度偏差的其它尺寸偏差，例如节距误差，侧面的弯曲表面保证至少沿侧面的一定部分实现可靠的表面接触。
在所示实施例中，涉及一种平的且比较薄的切削刀片，其有利地用在高速旋转刀具中，切削刀片可以形成有有效且界限分明的连接表面，而不会危及切削刀片的强度特性。尽管通过各第一脊12的平底部表面20得到截顶几何形状，但切削刀片尽管整体厚度有限也可以被设计得具有最佳量的材料。因此，脊11和凹槽12的深度H(见图7)，例如这由图10中的平面A和C之间的距离限定，可以分别最多达到切削刀片厚度的20％，优选地为3～15％，其中厚度计算为切削刀片的顶侧3(顶侧的最高点)和第一连接表面8的底侧例如这由脊11的顶部17代表之间的距离。在绝对尺寸中，各第一脊11可以具有最多达到0.6mm的深度(平面A和C之间的距离)。因此，脊的各侧面18在其外和内过渡处19和23之间可以具有一定的宽度或延伸I，在0.25～0.40mm之间，优选地为0.30～0.37mm。
根据本发明的一个优选实施例，各第一脊的每个侧面18的弯曲表面部分28的弧高为假想弦F的长度的0.5～5％。在此情况中，应该记得侧面18可以整体凸出地弯曲。因此，如果侧面的宽度达到0.30mm(＝弦F的长度)，那么弧高可以在0.0015～0.015mm的范围内变化。弯曲表面28的半径可以为1～15mm，优选地为3～6mm。
在图10中，可以看到各第一凹槽12的底部空间12′具有一定的深度(计算为平面A和B之间的垂直距离)，其比各第一脊11的外部的深度(平面B和C之间的距离)小。底部空间12′的深度应该小于脊11整体厚度(平面A和C之间的距离)的40％。
当切削刀片被装配而且两个连接表面8、9彼此接合时，在第二脊13的顶部表面24和凹槽12的底部空间20之间形成一个自由空间32(见图9)。所述空间32的高度，即底部表面20和顶部表面24之间的垂直距离应该最多达到第一脊11的整体深度H的20％。
下面在图7中将示出切削刀片尺寸的具体例子，其特别适合于高速旋转铣削。切削刀片的宽度可以位于10～12mm的范围内，厚度约为5mm。邻近凹槽之间的间隔然后可以达到1.25mm，从而各脊具有0.54mm的深度。角α达到30°(2α＝60°)。弯曲侧面18的宽度I达到0.35mm，因此中心对称线S和侧面18的外过渡处19之间的距离J达到0.47mm。对称线S和侧面的内过渡处之间的距离K达到0.30mm。外过渡处19的半径R1达到0.05mm。底侧表面22的半径R2达到2.00mm。平的底部表面20具有0.18mm的宽度(尺寸L＝0.09mm)。在各侧面18的内过渡处23和弯曲的底侧表面22之间，具有一个平的表面部分(未示出)，其宽度为0.06mm(＝底部空间12′的深度M和底侧表面22的深度N之间的差，其中前者等于0.22mm，后者等于0.16mm)，而且该平的表面部分以角度β＝12°倾斜。
在上述实施例中，弯曲的侧面18(或者其弯曲表面部分)沿第一脊11的整个长度延伸，如图4中所示。在图12和13中，示出了另一个实施例，其中各第一脊11的凸出弯曲的侧面包括若干凸出弯曲表面部分18′，沿所述脊轴向间隔开，它们之间是埋头的表面部分34。所述埋头表面部分例如可以是平的。在具有这种脊的切削刀片的生产中，埋头表面部分34在压铸模法中形成。不仅是所述埋头表面部分而且是弯曲表面部分本身可以保持为未磨过的，而实际上弯曲部分的研磨是优选的，准确地说是通过精磨。由于埋头部分34，脊的弯曲表面部分的总面积减小，从而较大程度地有利于研磨操作。
本文中，应该指出沿脊的整个长度延伸的前述弯曲侧面部分也可以精磨。
现在参照图14和15，示出切削刀片2如何形成数个，更确切地说是两个连接表面8′、8″。所述两个间隔开的连接表面可以与附属夹具的两个单独的第二连接表面配合，或者可以与同一个第二连接表面配合。在根据图14和15的例子中，切削刀片形成有一个中心孔15，从而两个连接表面8′、8″形成在所述孔的两侧。形成这种具有间隔开的连接表面的切削刀片的优点是切削刀片可以通过压模的和烧结的材料制成，例如硬质合金，而不必冒下述危险，即在烧结材料时，出现与孔相关的连接表面的脊中的形状偏差。
不考虑该实施例，尽管易于使用精制的技术实现和压模及烧结工艺(即表面保持未磨过的)相关的必需精度，但有利地，脊侧面的弯曲表面部分可以如上所述被精磨。
现在参照图16和17，其中示出的切削刀片2与较早描述的切削刀片的不同之处仅在于其具有中性的切削几何形状。但是，在图17中，由本发明实现的优点特别显然，即切削刀片的侧表面，例如侧表面5不需要与刀片基座的侧表面接触。因此，位于切削刀片和夹具之间的本发明的连接界面确保非常可靠地固定切削刀片。这意味着切削刀片不需要任何横向支撑。
在上述实施例中，各脊(第一脊和第二脊)是对称的，这是由于中心线两侧上的各脊的两半是相同的，尽管镜面对称。在图18中，示出了另一种实施例，其中大多数脊是不对称的。确切地说，除中央脊11″外，切削刀片2的连接表面8的所有脊11′倾斜到这样一种程度，即各脊的侧面相对于一条垂直于切削刀片的平面并穿过顶部的直线具有不同的角度。与脊11′的锯齿形型面形状相反，中央脊11″具有梯形的型面形状。换句话说，至少一个脊的形状与其它脊的形状不同。因此，切削刀片可以以单个、预定的方式被装配在夹具的连接表面中(观察到中央凹槽14″具有和脊11″相同的梯形形状，其它凹槽14′具有与脊11′的型面形状对应的形状)。
本发明的可行变型
尽管已经结合实施例披露了上述发明，其中包含在切削刀片或切削体中的各第一脊的至少一个侧面形成有至少一个弯曲表面部分，但相反的实施例也是可行的。换句话说，第二连接表面，即夹具的连接表面的脊的侧面可以形成有凸出弯曲的表面，而包含在切削刀片的连接表面中的第一脊的侧面是平的。第一和第二脊的弯曲侧面的组合同样也是可行的。因此，甚至可以形成具有凹入弯曲表面的夹具脊的侧面。另外，切削体和夹具的材料硬度(以及可能的垫片和盒子)分别可以相当大程度地变化。因此，材料甚至可以是等硬的。
Claims (33)
1.一种用于切屑去除机加工的刀具，包括一个夹具(1)和一个切削体(2)，所述切削体具有第一连接表面(8)，该表面包括若干通过凹槽(12)间隔开的第一脊(11)，这些脊具有锥形横截面，而且所述表面被设置得与夹具(1)的第二连接表面(9)接合或与连接到所述第二连接表面的一部分接合，第二表面形成有类似的第二脊(13)和凹槽(14)，目的是实现切削体相对于夹具的刚性固定，因此各连接表面中的各脊由一个顶部(17，24)和两个相对的侧面(18，25)限定，所述侧面朝向凹槽(12，14)中间隔开的底部空间延伸，其特征在于：限定单个脊(11)的两个侧面(18)中的至少一个具有至少一个由凸出弯曲的形状形成的表面部分(28)，表面部分(28)朝向另一个脊(13)的配合侧面(25)的理论接触点构成一条线(G)，该线(G)沿侧面的长度延伸部分轴向延伸，并位于外过渡处(19)和内过渡处(23)之间的近似一半处，其中外过渡处位于侧面(18)和顶部(17)之间，内过渡处位于侧面和凹槽底部空间(12’)之间，由此凸出弯曲表面部分(28)从所述理论接触线(G)向内和向外延伸，在连接表面(8，9)彼此接合时，保证通过弯曲表面部分的内和外限定边之间中性点处的表面接触实现脊的侧面之间的实际接触。
2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：所述凸出弯曲表面部分(28)形成在各第一脊(11)的侧面(18)中，所述第一脊形成切削体的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的刀具，其特征在于：所述第一脊(11)的侧面(18)的弯曲表面部分(28)具有一定的弧高，该弧高等于所述弯曲表面部分的限定边之间的一条假想弦(F)的长度的0.5～5％。
4.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：凸出弯曲表面部分(28)沿侧面(18)深度方向的整个延伸部延伸，即在一方面朝向顶部(17)的外过渡处(19)和另一方面朝向凹槽底部空间(12′)的内过渡处(23)之间延伸。
5.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：各第一凹槽(12′)的底部空间(12)通过由一个底部表面(20)限定而形成截头锥形，其中所述表面(20)沿相对的长侧边(21)转换为至少部分地凹入弯曲的侧表面(22)。
6.根据权利要求5所述的刀具，其特征在于：所述底部表面(20)是平的。
7.根据权利要求5或6所述的刀具，其特征在于：各第一凹槽(12)的底部空间(12′)具有一个深度—被计算为所述底部表面(20)和假想的几何平面(B)之间的垂直距离，所述几何平面(B)与侧面(18)和底部侧表面(22)之间的所述内过渡处(23)相交—其比脊的外部的深度小，所述脊的外部深度从所述几何平面(B)延伸到顶部(17)。
8.根据权利要求7所述的刀具，其特征在于：所述底部空间(12′)的深度小于第一脊(11)总深度的40％，所述总深度被计算为顶部(17)和一假想平面(A)之间的垂直距离，所述假想平面对于所有第一凹槽(12)的底部表面(20)是共同的。
9.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：两个侧面(25)中的至少一个，与顶部(24)一起限定了一个脊(13)，形成第二连接表面(9)的一部分，而且被设置得抵靠第一脊(11)的凸出弯曲侧表面部分(28)，并具有平面形状。
10.根据权利要求1至8中任一所述的刀具，其特征在于：两个侧面中的至少一个与顶部一起限定了一个脊，其包含在第二连接表面中，而且其被设置得抵靠第一脊的凸出弯曲侧表面部分，具有弯曲形状，优选为凸出的弯曲表面形状。
11.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：各第二脊(13)的顶部具有平面(24)的形状，其通过凸出的边缘倒圆表面(27)转换到脊的侧面(25)中。
12.根据权利要求2至7中任一所述的刀具，其特征在于：当一个连接表面(8)的脊于第二连接表面(9)的凹槽接合时，各第一凹槽(12)的底部表面(20)和各第二脊(13)的顶部(24)之间的垂直距离最多达到第一脊(11)总深度的20％。
13.根据前述任一权利要求所述的刀具，切削体包括一个平的切削刀片，该刀片具有一个顶侧(3)，至少一个侧表面(5，6)和一个底侧(4)，其中形成至少一个第一连接表面(8)，该表面包含脊(11)和凹槽(12)，由此在顶侧(3)和侧表面(5，6)之间的过渡处形成至少一个边缘(16)，其特征在于：各第一脊(11)的深度(H)被计算为脊的顶部(17)和一通过所有第一凹槽底部的假想平面(A)之间的距离，最多为切削刀片厚度的20％，优选为3～15％，所述厚度被计算为切削刀片的顶侧(3)和第一连接表面(8)的底侧之间的垂直距离，第一连接表面(8)的底侧例如由第一脊的顶部(17)代表。
14.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：各第一脊(11)的深度(H)被计算为脊的顶部(17)和一通过所有第一凹槽(12)底部的假想平面(A)之间的距离，最多为0.6mm，而且各第一脊的侧面(18)具有一个位于外和内限定边(19，23)之间的延伸部(I)，该延伸部在0.25～0.40mm的范围内，优选为0.30～0.37mm。
15.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：至少切削体包括若干间隔开的第一连接表面(8，8′)，用于和夹具的至少一个第二连接表面(9)或与其相连的一部分配合。
16.根据权利要求15所述的刀具，切削体形成有一个中心孔(15)，其特征在于：一对第一连接表面(8′，8″)形成在孔(15)的两侧上。
17.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：至少一个脊(11″)和容纳该脊的一个凹槽(14″)具有一种型面形状，该形状不同于其它对配合脊(11′)和凹槽(14′)的型面形状。
18.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：各脊(11)的凸出弯曲侧面包括若干沿脊轴向间隔开的凸出弯曲表面部分(18′)，这些部分之间是埋头的，优选平面的表面部分(34)。
19.根据前述任一权利要求所述的刀具，其特征在于：脊侧面的所述弯曲表面部分被精磨。
20.一种用于切屑去除机加工的切削体，包括第一连接表面(8)，该表面包括若干通过凹槽(12)间隔开的脊(11)，所述脊具有锥形横截面，而且所述表面用于与和切削体配合的夹具的第二连接表面接合或与连接到所述第二连接表面的一部分接合，第二表面形成有类似的脊和凹槽，目的是实现切削体的刚性固定，因此切削体连接表面中的各脊(11)由一个顶部(17)和两个相对的侧面(18)限定，所述侧面朝向间隔开的凹槽底部表面延伸，其特征在于：限定单个脊(11)的两个侧面(18)中的至少一个具有由凸出弯曲的形状形成的表面部分(28)，表面部分(28)朝向夹具连接表面中脊的配合侧面的理论接触点构成一条线(G)，该线(G)沿侧面的一长度延伸部分轴向延伸，并位于外过渡处(19)和内过渡处(23)之间的近似一半处，其中外过渡处位于侧面(18)和顶部(17)之间，内过渡处位于侧面和凹槽底部空间(12’)之间，由此弯曲表面部分(28)从理论接触线(G)向内和向外延伸，在连接表面彼此接合时，保证通过弯曲表面部分的内和外限定边(29，30)之间的中性点处的表面接触实现脊的侧面之间的实际接触。
21.根据权利要求20所述的切削体，其特征在于：脊侧面(19)的弯曲表面部分(28)具有一定的弧高，该弧高等于所述弯曲表面部分的限定边(30，29)之间的一条假想弦(F)的长度的0.5～5％。
22.根据权利要求20或21所述的切削体，其特征在于：凸出弯曲表面部分(28)沿侧面(18)深度方向的整个延伸部延伸，即在一方面朝向顶部(17)的外过渡处(19)和另一方面朝向凹槽底部空间的内过渡处(23)之间延伸。
23.根据权利要求20至22中任一所述的切削体，其特征在于：各凹槽(12)的底部通过由一个底部表面(20)限定而形成截头锥形，其中所述表面(20)沿相对的长侧边(21)转换为至少部分地凹入弯曲的侧表面。
24.根据权利要求23所述的切削体，其特征在于：所述底部平面(20)是平的。
25.根据权利要求23或24所述的切削体，其特征在于：各凹槽(12)的底部空间(12′)具有一个深度—被计算为所述底部表面(20)和假想的几何平面(B)之间的垂直距离，所述几何平面(B)与侧面(18)和底部侧表面(22)之间的所述内过渡处(23)相交—其比脊的外部的深度小，所述脊的外部深度从所述几何平面(B)延伸到顶部(17)。
26.根据权利要求25所述的切削体，其特征在于：所述底部空间(12′)的深度小于各脊(11)的总深度的40％，所述总深度被计算为顶部(17)和一假想平面(A)之间的垂直距离，所述假想平面对于所有第一凹槽(12)的底部表面(20)是共同的。
27.根据权利要求20至26中任一所述的切削体，具有平的切削刀片的形式，该刀片具有一个顶侧(3)，至少一个侧表面(5，6)和一个底侧(4)，其包括所述连接表面(8)，从而至少一个边缘(16)形成在顶侧(3)和一个侧表面(5，6)之间的过渡处，其特征在于：包含在所述连接表面中的各脊(11)的深度被计算为脊的顶部(17)和一通过所有凹槽(12)底部(20)的假想平面(A)之间的距离，最多为切削刀片厚度的20％，优选为3～15％，所述厚度被计算为切削刀片的顶侧(3)和连接表面的底侧之间的垂直距离，所述连接表面的底侧例如由第一脊的顶部(17)代表。
28.根据权利要求20至27中任一所述的切削体，其特征在于：各脊(11)的深度被计算为脊的顶部(17)和一通过所有凹槽(12)底部的假想平面(A)之间的距离，最多为0.6mm，而且各脊(11)的侧面(18)具有一个位于其外和内限定边之间的延伸部，延伸部在0.25～0.40mm的范围内，优选为0.30～0.37mm。
29.根据权利要求18至26中任一所述的切削体，其特征在于：切削体包括若干间隔开的连接表面(8’，8”)。
30.根据权利要求29所述的切削体，包括一个中心孔(15)，其特征在于：一对隔开的连接表面(8′，8″)形成在孔(15)的两侧上。
31.根据权利要求20至30中任一所述的切削体，其特征在于：至少一个脊(11″)具有一种型面形状，该形状不同于其它脊(11′)的型面形状。
32.根据权利要求20至31中任一所述的切削体，其特征在于：各脊(11)的凸出弯曲侧面包括若干沿脊轴向间隔开的凸出弯曲表面部分(18′)，这些弯曲表面部分之间是埋头的，优选平面的表面部分(24)。
33.根据权利要求20至32中任一所述的切削体，其特征在于：脊侧面的所述凸出弯曲表面部分(28)被精磨。
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