專利名稱：用于切屑形成加工的刀具和刀具夾具的制作方法
技術領域：
第一方面，本發(fā)明涉及一種用于切屑去除加工的刀具，其包括一個夾具和一個切削體，所述切削體具有第一連接表面，該表面包括若干通過凹槽間隔開的第一脊，這些脊具有錐形橫截面，而且所述表面被設置得與夾具的第二連接表面接合或與連接到所述表面的一部分接合，第二表面形成有類似的平行第二脊和凹槽，目的是實現(xiàn)切削體相對于夾具的剛性固定，因此各連接表面中的各脊由一個頂部和兩個相對的側面限定，所述側面朝向凹槽中間隔開的底部空間延伸。
上面概述的刀具通常用于機械加工金屬工件，例如鋼、鋁、鈦等工件。刀具的夾具或者可以固定安裝，例如為了車削目的，或者可以轉動，例如為了銑或鉆的目的。切削體為一種消耗品，其具有比夾具短的多的使用壽命，而且因此被可拆卸地連接到夾具上以便容許更換。切削體可以具有各種各樣的形狀，這取決于應用領域。常見的切削體由平的和多邊的或圓的刀片組成，這種類型的刀片具有一個頂側、至少一個側面或外周面和一個底側，從而一個或多個切削刃形成在頂側和外周面的過渡處。其它切削體可以由可轉動的刀頭組成，這種類型的刀頭具有一個旋轉對稱的包絡面，其上形成切削刃。這種切削體例如出現(xiàn)在鉆、端銑刀等中。
一直以來的目標是盡可能以穩(wěn)定和可靠的方式連接切削體和夾具。以前，傳統(tǒng)的平切削刀片完全由平的底側形成，從而切削刀片被裝配在基座或所謂的刀片基座中，所述基座一方面具有切削刀片的底側壓靠的一個平的底部，另一方面具有切削刀片的側面壓靠的一個或多個側壁。但是近來，設有起初所述類型的脊的配合連接面已經(jīng)開始被應用在刀具工業(yè)中。
現(xiàn)有技術在專利文獻中，大量描述了相互配合的、成脊狀的連接表面或所謂的鋸齒形的實施例。例如，見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)。在這些已知的結構中，兩個配合連接表面或鋸齒中的每一個包括若干平行的和長而窄的脊，通過凹槽間隔開，這些脊通常具有梯形橫截面。確切地說，各脊型面由平的或光滑的側面形成，彼此約形成60°的夾角。另外，正在考慮中的連接表面或界面的特性是脊的峰或頂沒有到達附屬凹槽的底部。這樣，保證了只有脊的側面彼此壓靠，從而脊被向上彼此楔入。
在現(xiàn)代的刀具工業(yè)中，朝向日益加快的切削操作的方向發(fā)展。例如，在銑削比較軟的金屬如鋁中，機械加工可以在非常高的切削或圓周速度，例如10,000m/min或更高的速度下進行。為了在這樣的切削速度下進行銑削操作，需要較高的轉速，這是因為銑刀不可能具有無限大的直徑。因此，高速機加工時對刀具的需求和與傳統(tǒng)的切削形成機加工相關的需求有幾分不同，在傳統(tǒng)的機加工中切削力非常重要。因此，離心力和不平衡力在高速旋轉刀具，例如用于鋁機加工的銑刀中扮演中心角色。這方面的一個重要因素是刀具本身的質量；在一些情況中，用于高速旋轉銑刀的切削刀片承載夾具或銑刀頭在較大程度上已經(jīng)由輕的材料制成，例如鋁。
形成本發(fā)明基礎的調查顯示，起初提到的傳統(tǒng)的脊狀連接表面不適合用在高速旋轉刀具中，特別是當所述刀具包括比較薄的平切削刀片時，其中所述傳統(tǒng)的脊狀連接表面基于使用脊的平的側面以及其它不太復雜的幾何形狀。在此上下文中的一個重要情況是理論和實際的差異。因此，理論上，脊的側面是理想的平面，并相對于彼此和連接界面中的配合脊設置在精確的角度和位置處。但是，在刀具的夾具和切削體的實際制造中(其在不同的地方進行)，會出現(xiàn)尺寸偏差，當將切削體裝配在夾具上使連接表面彼此接合時，這使得各脊側面之間的接觸點或表面以不能控制和不令人滿意的方式形成。在其它方面，實際的側面接觸可能會在連接界面中引起“高”的情況，即由下述事實引起，即一個或數(shù)個脊上的一個側面或兩個側面僅與周圍脊的側面的頂部接觸，前述脊是切削體的一部分，后述脊是夾具連接表面的一部分。在其它方面，這會導致切削體和夾具之間的界面被完全折斷，這是因為夾具的脊的峰或頂部中的材料損壞的緣故。另外，由于鄰近的側面會得到不同的角度，有時會出現(xiàn)角度誤差，從而彼此之間出現(xiàn)間隙。較小的劃分或形式誤差同樣會出現(xiàn)。當?shù)毒咴诟咿D速下操作時，脊之間的不能控制的和普通的接觸會變得危險。例如，為夾緊切削體而設置的螺釘會暴露給相當大的拉伸載荷，而且由于各連接表面中的脊相對彼此運動而變長；某些會導致螺釘失效而且切削體從夾具松脫并被離心力引起的巨大力拋出。還會出現(xiàn)切削體的硬質材料中的脊破裂。
具有已知類型的連接表面的刀具的另一缺點是切削體連接表面各凹槽的底部空間比較深并具有不適當?shù)膸缀涡螤?。這意味著在比較薄、平并因此輕的切削插入刀片上形成連接表面具有一定的受限可能性，而該切削刀片用在高速轉動的銑刀中是理想的。在其它方面，如果凹槽相對于切削刀片的厚度太深，那么會出現(xiàn)切削刀片碎裂或破裂的相當大的危險。
發(fā)明目的和特征第一方面，本發(fā)明旨在提供一種用于切屑形成或去除切屑機械加工的刀具，其在刀具夾具和可拆卸地連接到其上的切削體之間具有改進的連接界面。因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種具有高精度連接界面的刀具，更確切地說所述精度是通過確保相互配合的脊的側面之間可控并可靠的接觸而實現(xiàn)的，而與這種較小的尺寸誤差無關，所述尺寸誤差實際會出現(xiàn)在刀具的連續(xù)生產(chǎn)中。在這種連接中，連接界面應該承受非常高的機械載荷并容許切削體在夾具上的穩(wěn)定和良好限定的固定。另一個目的是提供一種具有一種連接界面的刀具，所述連接界面容許生產(chǎn)較薄的切削刀片，而不會在使用期間出現(xiàn)碎裂或破裂的危險。在其它方面，連接界面的幾何形狀不應該在切削體的材料中引起相當大的拉伸應力。本發(fā)明的又一個目的是提供一種刀具，該刀具的切削體可以以精確的方式固定，其中連接表面不必是磨過的。
根據(jù)本發(fā)明，通過權利要求1特征部分給出的特征至少實現(xiàn)了主要目的。根據(jù)本發(fā)明刀具的優(yōu)選實施例被另外限定在從屬權利要求2至19中。
在第二方面，本發(fā)明涉及一種這樣的切削體。根據(jù)本發(fā)明的切削體的基本特征在權利要求20中給出。根據(jù)本發(fā)明的切削體的優(yōu)選實施例在從屬權利要求21至33中給出。
現(xiàn)有技術的進一步說明在SE9404266-0(Seco Tools AB)中，描述了一種所謂的切斷刀具，該刀具具有一個切削刀片，所述刀片可以通過連接表面或鋸齒而被裝配在刀具夾具中，所述連接表面或鋸齒包括若干平行的、通過凹槽間隔開的脊。在這種情況中，夾具的連接表面的脊或凹槽具有梯形的型面，而切削刀片的連接表面的脊和凹槽由正弦曲線限定。這意味著切削刀片的各脊主要在其外部、自由的頂部具有橫截面凸出彎曲的形狀，而脊的內半部或根部由凹入彎曲的側面限定。因此切削刀片的一個脊和夾具的兩個環(huán)繞脊之間的接觸可以僅沿夾具脊的頂部形成；某些情況意味著接觸線或面將在夾具的附屬凹槽中被設置得“高”。另外，一方面切削刀片的各凹槽底部之間和另一方面夾具的各凹槽頂點之間的間隔變大。因為這些原因，SE-9404266-0中所述的連接界面不適于用在用于高速旋轉刀具的平且較薄的切削刀片中。此處應該提到，根據(jù)所述公開的刀具被牢固地裝配，而且切削刀片相當厚(＝切削刀片的頂側和底側之間的距離)。
在WO98/19831(Seco Tools AB)中，描述了一種可轉動的切削刀具，其具有可拆卸的刀頭，該刀頭通過四個X-形的傾斜脊連接到一個呈軸形式的夾具上，所述脊與軸端部相應數(shù)量的傾斜槽接合。每個這樣的槽具有梯形型面，而刀頭的配合脊具有基本凸出彎曲的側面。確切地說，所述側面的彎曲由僅稍比脊的高度大的半徑限定。但是，也是在這種情況中，單個脊的凸出側面和配合凹槽的平側面之間的接觸線在凹槽中設置得高；某些情況下導致刀頭和軸之間的接合處會變得不穩(wěn)定和不可靠。另外，連接界面在生產(chǎn)過程接受尺寸偏差的能力特別受到限制。
附圖簡要說明在附圖中

圖1是切削刀具的透視圖，其具有一個呈平的切削刀片形式的切削體和一個呈刀頭形式的夾具，圖2是一個放大的、局部剖開側視圖，示出刀頭端部的切削刀片，圖3是一個透視圖，僅示出從上面斜向看去的切削刀片，圖4是一個同一切削刀片的縱剖圖，圖5是從切削刀片下方看去的平面圖，示出包含在切削刀片中的連接表面，圖6是同一切削刀片的端視圖，圖7是放大的截面圖，示出包含在切削刀片中的第一連接表面的型面形狀，圖8是類似的一個截面圖，示出包含在切削刀片中的第二連接表面的型面形狀，圖9是一個截面圖，示出彼此接合的連接表面，示出的第一連接表面中的脊側面具有被夸大了的彎曲表面，圖10是一個截面圖，以減小的比例僅示出根據(jù)圖9的第一連接表面，圖11是類似的一個截面圖，示出第二連接表面的型面形狀，
圖12是一個與圖4對應的縱剖圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的切削刀片，圖13是圖12的一個局部放大圖，圖14是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的切削刀片的縱剖圖，圖15是從圖14的切削刀片下方看去的平面圖，圖16是表示切削刀片另一實施例的截面圖，其與附屬的夾具分開，圖17是表示根據(jù)圖16的切削刀片與夾具接合的截面圖，圖18是一個分解圖，示出切削刀片和夾具之間連接界面的另一實施例。
優(yōu)選實施例的詳細說明在圖1和2中，標號1表示呈銑刀頭形式的夾具，其為用于切屑去除機械加工的刀具的一部分。在所述的銑刀頭上，裝配有若干切削刀片，其中一個通常以參考標號2表示。盡管所述切削刀片的幾何形狀可以相當復雜，特別是在切削刀片的頂部，所述切削刀片由一種平的切削刀片組成，這種類型的平刀片具有相對于其它尺寸的比較有限的厚度。在圖2至6中，標號3、4表示切削刀片的頂側和底側，而5、6分別表示兩種不同類型的外周側，即長側和短側。因此，在該例中，切削刀片通常為多邊形的形狀。在圓的切削刀片中，僅有一個圓周側面。
切削刀片2通過一個界面或連接界面連接到刀頭上，所述界面整體被標以7，其包括兩個不同的、成脊狀的連接表面，即切削刀片2底側上的第一連接表面8，以及第二表面9，第二表面在該實施例中直接形成在銑刀頭1中。確切地說，所述連接表面9在形成在銑刀頭中的刀片空間10中形成一個底部，而且其中容納切削刀片。第一連接表面8包括若干(例如8～10個)脊11，這些脊由槽或凹槽12間隔開。相應地形成具有若干脊13的第二連接表面9(還參見圖7和8)，這些脊13通過與脊11接合的凹槽14間隔開。此后，脊11將被標為第一脊，而脊13將被標為第二脊。類似地，凹槽12將被標以第一凹槽，而凹槽14將被標以第二凹槽。
現(xiàn)在應該已經(jīng)提到切削刀片也可以被裝配在特定的墊片上或裝配在盒子中。在這種情況中，至少在墊片和盒子的一側上分別提供一種類似的設有脊的連接表面。有利地，成脊狀的連接表面被分別形成在所述墊片和盒子的相對側上。換句話說，切削刀片可以被裝配在輔助裝置上，而不是直接裝在刀具的承載夾具上。
切削刀片2通常由一種材料制造，該材料比夾具1的材料硬得多。在本發(fā)明的范圍內，切削刀片可以由許多不同的、硬材料制成，例如傳統(tǒng)的硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷等。暴露在切削刃中的所謂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體氮化硼、多晶金鋼石等小形體的形狀。切削刀片2的材料可以具有270～800GPa范圍內的彈性模量。但是，夾具1的材料可以具有相當?shù)偷膹椥阅Ａ?，例如?0～250GPa范圍內(而且受拉屈服點位于200～1400MPa的范圍內)。通常，鋼或鋁被用作夾具的材料。因此，夾具的材料通常比切削刀片的材料軟而且更易于變形。
在圖5中，可以看到，切削刀片2包括用于螺釘(未示出)的中心孔15，通過螺釘可以將切削刀片固定在附屬的所謂的刀片基座中，即固定在所述第二連接表面9上。另外，在圖3中可以看到切削刃16例如通過研磨如何形成在切削刀片的頂側和側面之間的過渡處。還應該提到兩個相互配合的連接表面8、9中的脊和凹槽分別具有一種基本錐形的型面或橫截面形狀而且彼此平行。
現(xiàn)在參照圖7至11，其更詳細地示出本發(fā)明的本質，即兩個相互配合的連接表面8、9中的脊和槽的形成，所述表面形成夾具1和切削刀片2之間的界面7。
形成兩個連接表面一部分的各脊由一個頂或頂部表面和兩個側面限定，所述側面從頂部朝向鄰近凹槽的底部空間延伸。各第一脊11的頂部被標以17，而兩個相對側面的每一個通常被標以18。在所示的優(yōu)選實施例中，頂部17由平面形成，該平面沿相對的平行長邊經(jīng)過渡處19轉換到側面18，過渡處19在下面被命名為外過渡處(側面的)，而且有利地，該平面具有倒圓邊緣的凸出表面的形狀，其中倒圓具有小半徑R1(例如0.05mm)。兩個第一凹槽12中每個的底部或底部空間位于各第一脊11的兩側，被標以12′(見圖7和10)。每個這樣的底部空間由底部表面20(見圖9)限定，所述底部表面沿著相對的平行長邊(標以21)轉換到側面22，具有凹入彎曲的形狀。在各側面18和附屬的底側表面22之間的區(qū)域中，有一個過渡處23，其形成側面的內過渡處。
在根據(jù)圖7至11的例子中，底部表面20是平的。但是，也可以將所述底部平面形成為凹入彎曲的形狀，從而該彎曲形狀由另一個并比彎曲側面22半徑大的半徑確定。所有第一凹槽的底部表面20位于公共平面A(見圖10)上。類似地，側面18的內過渡處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的頂部表面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。上述底部空間12′由平面A和B之間的各凹槽中的空間組成。
包含在第二連接表面9中的各脊13的頂部和側面分別被標以24和25，而且形成第二凹槽13的底部表面的表面被標以26。每個這樣的底部表面26在所示例中由一個凹入的彎曲表面或一個彎曲表面組成，盡管平面和凹入彎曲的側面相結合也是可行的。在該例中，各側面25直接轉換到凹入彎曲的底部表面26中。各側面25在其外限定邊緣處通過凸出彎曲的外過渡處27轉換到頂部表面24中。所述過渡處27的半徑被限定(在該例中為0.15mm)。
在所示例中，頂部表面24是平的，盡管它們也可以是彎曲的，最好是凸出彎曲。所有第二脊13的頂部表面位于一個公共平面D(見圖11)上，該平面平行于平面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的垂直距離限定了各第二槽14的深度。
在所示的優(yōu)選實施例中，第二脊13的側面25具有平面的形狀。
現(xiàn)在參照圖7，脊11形成第一連接表面8的一部分。在公知的傳統(tǒng)切削體中，其特征為脊狀連接表面、各脊的側面通常已經(jīng)以和配合脊的側面相同的方式具有平面的形狀，所述配合脊形成界面的第二連接表面9的一部分。這種情況帶來了起初提到的問題和困難。理論上，各第一脊的側面角(即同一脊的兩個側面之間的夾角)與第二連接表面中兩個圍繞脊的側面角對應。出于許多不同的原因，所述側面角實際上經(jīng)常被選擇為60°(＝2α°，其中α為30°)。容易認識到界面中相互配合的第一和第二脊的側面獲得沿其整個深度延伸I的近乎完全的表面接觸(＝內和外過渡處分別到頂部和底部的距離)，在這種情況中將實現(xiàn)所有額定的尺寸。除適當?shù)膫让娼侵?，這方面的重要尺寸是兩個連接表面各個中的相鄰脊之間的間距、各脊的容積(深度和寬度)以及圍繞其對稱平面的各脊的對稱性。但是，在刀具的切削刀片和夾具的實際制造中，不總是能達到規(guī)定的尺寸偏差。因此，斷斷續(xù)續(xù)地，在順序生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)尺寸偏差。所述尺寸偏差不必如此大，以至它們分別需要廢棄切削刀片和夾具，但它們有助于相互配合脊的側面之間的實際接觸，所述脊以不受控制的方式終止在側面之間邊界的不同點上。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，限定第一脊11的兩個側面18中的至少一個形成有凸出彎曲表面部分。所述彎曲表面部分具有如此大的半徑和有限的弧高，使得在圖7中不能用肉眼看到該表面。因此，為了說明本發(fā)明的基本觀點，在圖9至10中示出的這種表面部分28具有夸大的弧高。各凸出彎曲表面部分28由外和內限定邊29、30限定，限定邊沿各脊軸向延伸并相互平行。圖9的左邊示出限定表面部分28的圓弧的弦F。
在根據(jù)圖9至11的例子中，彎曲表面部分28比其側面窄，即限定邊29和30之間的距離(＝弦F的長度)比側面18的寬度或延伸I(＝過渡處19和23之間的距離)小。換句話說，在這種情況中兩個平面表面31形成在彎曲表面部分28的兩側上。在此情況中，但是應該注意實際中的彎曲表面部分28也能具有和其側面相同的寬度，即側面18完全由凸出彎曲表面形成。
完全或部分形成各第一脊的側面的凸出彎曲表面28的功能和優(yōu)點在下面可以看到。
當兩個連接表面彼此接合時，各表面28壓靠第二脊13的配合、平側面25。理論地，因此可以得到表面28和25之間的線性接觸，即沿一條沿各表面軸向延伸的直線形成接觸。在圖9中，所述接觸線在平面G中示意地示出。所述理論接觸線位于限定邊29、30或過渡處19、23之間約一半的高度處。這意味著凸出彎曲表面部分28從理論接觸線G向內和向外延伸。在此情況中，應該記住夾具1的材料，即各第二脊13的材料比切削刀片的材料軟。
假定例如第二脊13的側面角中的較小偏差會出現(xiàn)，例如第二脊的側面角將變得比額定的角60°稍(最大限度可忽略)小。在那種情況中，相對圖9而言，理論接觸線G分別更靠近限定邊30和內過渡處23建立。相反地，如果實際的側面角比60°稍大，那么事實上接觸線G更靠近限定邊29或過渡處19。自然地，如果各第一脊11的側面偏離所需的額定角，那么類似的情況也是這樣的。換句話說，從理論接觸線G向內和向外延伸的彎曲表面28使相對側面朝向所述彎曲表面“滑移”。
但是，各脊之間的實際接觸具有表面接觸的形式。當切削刀片被裝配在夾具中并通過一定的力，如通過固定螺釘或夾子壓靠夾具時，脊13的較軟材料將首先彈性變形，至少使得表面接觸將沿彎曲表面28的主要部分實現(xiàn)。
脊13的材料變形是彈性特性的事實意味著當脊11從凹槽14離開時，側面25基本上恢復平面形狀。
另外，對于不同于角度偏差的其它尺寸偏差，例如節(jié)距誤差，側面的彎曲表面保證至少沿側面的一定部分實現(xiàn)可靠的表面接觸。
在所示實施例中，涉及一種平的且比較薄的切削刀片，其有利地用在高速旋轉刀具中，切削刀片可以形成有有效且界限分明的連接表面，而不會危及切削刀片的強度特性。盡管通過各第一脊12的平底部表面20得到截頂幾何形狀，但切削刀片盡管整體厚度有限也可以被設計得具有最佳量的材料。因此，脊11和凹槽12的深度H(見圖7)，例如這由圖10中的平面A和C之間的距離限定，可以分別最多達到切削刀片厚度的20％，優(yōu)選地為3～15％，其中厚度計算為切削刀片的頂側3(頂側的最高點)和第一連接表面8的底側例如這由脊11的頂部17代表之間的距離。在絕對尺寸中，各第一脊11可以具有最多達到0.6mm的深度(平面A和C之間的距離)。因此，脊的各側面18在其外和內過渡處19和23之間可以具有一定的寬度或延伸I，在0.25～0.40mm之間，優(yōu)選地為0.30～0.37mm。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，各第一脊的每個側面18的彎曲表面部分28的弧高為假想弦F的長度的0.5～5％。在此情況中，應該記得側面18可以整體凸出地彎曲。因此，如果側面的寬度達到0.30mm(＝弦F的長度)，那么弧高可以在0.0015～0.015mm的范圍內變化。彎曲表面28的半徑可以為1～15mm，優(yōu)選地為3～6mm。
在圖10中，可以看到各第一凹槽12的底部空間12′具有一定的深度(計算為平面A和B之間的垂直距離)，其比各第一脊11的外部的深度(平面B和C之間的距離)小。底部空間12′的深度應該小于脊11整體厚度(平面A和C之間的距離)的40％。
當切削刀片被裝配而且兩個連接表面8、9彼此接合時，在第二脊13的頂部表面24和凹槽12的底部空間20之間形成一個自由空間32(見圖9)。所述空間32的高度，即底部表面20和頂部表面24之間的垂直距離應該最多達到第一脊11的整體深度H的20％。
下面在圖7中將示出切削刀片尺寸的具體例子，其特別適合于高速旋轉銑削。切削刀片的寬度可以位于10～12mm的范圍內，厚度約為5mm。鄰近凹槽之間的間隔然后可以達到1.25mm，從而各脊具有0.54mm的深度。角α達到30°(2α＝60°)。彎曲側面18的寬度I達到0.35mm，因此中心對稱線S和側面18的外過渡處19之間的距離J達到0.47mm。對稱線S和側面的內過渡處之間的距離K達到0.30mm。外過渡處19的半徑R1達到0.05mm。底側表面22的半徑R2達到2.00mm。平的底部表面20具有0.18mm的寬度(尺寸L＝0.09mm)。在各側面18的內過渡處23和彎曲的底側表面22之間，具有一個平的表面部分(未示出)，其寬度為0.06mm(＝底部空間12′的深度M和底側表面22的深度N之間的差，其中前者等于0.22mm，后者等于0.16mm)，而且該平的表面部分以角度β＝12°傾斜。
在上述實施例中，彎曲的側面18(或者其彎曲表面部分)沿第一脊11的整個長度延伸，如圖4中所示。在圖12和13中，示出了另一個實施例，其中各第一脊11的凸出彎曲的側面包括若干凸出彎曲表面部分18′，沿所述脊軸向間隔開，它們之間是埋頭的表面部分34。所述埋頭表面部分例如可以是平的。在具有這種脊的切削刀片的生產(chǎn)中，埋頭表面部分34在壓鑄模法中形成。不僅是所述埋頭表面部分而且是彎曲表面部分本身可以保持為未磨過的，而實際上彎曲部分的研磨是優(yōu)選的，準確地說是通過精磨。由于埋頭部分34，脊的彎曲表面部分的總面積減小，從而較大程度地有利于研磨操作。
本文中，應該指出沿脊的整個長度延伸的前述彎曲側面部分也可以精磨。
現(xiàn)在參照圖14和15，示出切削刀片2如何形成數(shù)個，更確切地說是兩個連接表面8′、8″。所述兩個間隔開的連接表面可以與附屬夾具的兩個單獨的第二連接表面配合，或者可以與同一個第二連接表面配合。在根據(jù)圖14和15的例子中，切削刀片形成有一個中心孔15，從而兩個連接表面8′、8″形成在所述孔的兩側。形成這種具有間隔開的連接表面的切削刀片的優(yōu)點是切削刀片可以通過壓模的和燒結的材料制成，例如硬質合金，而不必冒下述危險，即在燒結材料時，出現(xiàn)與孔相關的連接表面的脊中的形狀偏差。
不考慮該實施例，盡管易于使用精制的技術實現(xiàn)和壓模及燒結工藝(即表面保持未磨過的)相關的必需精度，但有利地，脊側面的彎曲表面部分可以如上所述被精磨。
現(xiàn)在參照圖16和17，其中示出的切削刀片2與較早描述的切削刀片的不同之處僅在于其具有中性的切削幾何形狀。但是，在圖17中，由本發(fā)明實現(xiàn)的優(yōu)點特別顯然，即切削刀片的側表面，例如側表面5不需要與刀片基座的側表面接觸。因此，位于切削刀片和夾具之間的本發(fā)明的連接界面確保非常可靠地固定切削刀片。這意味著切削刀片不需要任何橫向支撐。
在上述實施例中，各脊(第一脊和第二脊)是對稱的，這是由于中心線兩側上的各脊的兩半是相同的，盡管鏡面對稱。在圖18中，示出了另一種實施例，其中大多數(shù)脊是不對稱的。確切地說，除中央脊11″外，切削刀片2的連接表面8的所有脊11′傾斜到這樣一種程度，即各脊的側面相對于一條垂直于切削刀片的平面并穿過頂部的直線具有不同的角度。與脊11′的鋸齒形型面形狀相反，中央脊11″具有梯形的型面形狀。換句話說，至少一個脊的形狀與其它脊的形狀不同。因此，切削刀片可以以單個、預定的方式被裝配在夾具的連接表面中(觀察到中央凹槽14″具有和脊11″相同的梯形形狀，其它凹槽14′具有與脊11′的型面形狀對應的形狀)。
本發(fā)明的可行變型盡管已經(jīng)結合實施例披露了上述發(fā)明，其中包含在切削刀片或切削體中的各第一脊的至少一個側面形成有至少一個彎曲表面部分，但相反的實施例也是可行的。換句話說，第二連接表面，即夾具的連接表面的脊的側面可以形成有凸出彎曲的表面，而包含在切削刀片的連接表面中的第一脊的側面是平的。第一和第二脊的彎曲側面的組合同樣也是可行的。因此，甚至可以形成具有凹入彎曲表面的夾具脊的側面。另外，切削體和夾具的材料硬度(以及可能的墊片和盒子)分別可以相當大程度地變化。因此，材料甚至可以是等硬的。
權利要求
1.一種用于切屑去除機加工的刀具，包括一個夾具(1)和一個切削體(2)，所述切削體具有第一連接表面(8)，該表面包括若干通過凹槽(12)間隔開的第一脊(11)，這些脊具有錐形橫截面，而且所述表面被設置得與夾具(1)的第二連接表面(9)接合或與連接到所述第二連接表面的一部分接合，第二表面形成有類似的第二脊(13)和凹槽(14)，目的是實現(xiàn)切削體相對于夾具的剛性固定，因此各連接表面中的各脊由一個頂部(17，24)和兩個相對的側面(18，25)限定，所述側面朝向凹槽(12，14)中間隔開的底部空間延伸，其特征在于限定單個脊(11)的兩個側面(18)中的至少一個具有至少一個由凸出彎曲的形狀形成的表面部分(28)，表面部分(28)朝向另一個脊(13)的配合側面(25)的理論接觸點構成一條線(G)，該線(G)沿側面的長度延伸部分軸向延伸，并位于外過渡處(19)和內過渡處(23)之間的近似一半處，其中外過渡處位于側面(18)和頂部(17)之間，內過渡處位于側面和凹槽底部空間(12’)之間，由此凸出彎曲表面部分(28)從所述理論接觸線(G)向內和向外延伸，在連接表面(8，9)彼此接合時，保證通過彎曲表面部分的內和外限定邊之間中性點處的表面接觸實現(xiàn)脊的側面之間的實際接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的刀具，其特征在于所述凸出彎曲表面部分(28)形成在各第一脊(11)的側面(18)中，所述第一脊形成切削體的一部分。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的刀具，其特征在于所述第一脊(11)的側面(18)的彎曲表面部分(28)具有一定的弧高，該弧高等于所述彎曲表面部分的限定邊之間的一條假想弦(F)的長度的0.5～5％。
4.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于凸出彎曲表面部分(28)沿側面(18)深度方向的整個延伸部延伸，即在一方面朝向頂部(17)的外過渡處(19)和另一方面朝向凹槽底部空間(12′)的內過渡處(23)之間延伸。
5.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于各第一凹槽(12′)的底部空間(12)通過由一個底部表面(20)限定而形成截頭錐形，其中所述表面(20)沿相對的長側邊(21)轉換為至少部分地凹入彎曲的側表面(22)。
6.根據(jù)權利要求5所述的刀具，其特征在于所述底部表面(20)是平的。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的刀具，其特征在于各第一凹槽(12)的底部空間(12′)具有一個深度—被計算為所述底部表面(20)和假想的幾何平面(B)之間的垂直距離，所述幾何平面(B)與側面(18)和底部側表面(22)之間的所述內過渡處(23)相交—其比脊的外部的深度小，所述脊的外部深度從所述幾何平面(B)延伸到頂部(17)。
8.根據(jù)權利要求7所述的刀具，其特征在于所述底部空間(12′)的深度小于第一脊(11)總深度的40％，所述總深度被計算為頂部(17)和一假想平面(A)之間的垂直距離，所述假想平面對于所有第一凹槽(12)的底部表面(20)是共同的。
9.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于兩個側面(25)中的至少一個，與頂部(24)一起限定了一個脊(13)，形成第二連接表面(9)的一部分，而且被設置得抵靠第一脊(11)的凸出彎曲側表面部分(28)，并具有平面形狀。
10.根據(jù)權利要求1至8中任一所述的刀具，其特征在于兩個側面中的至少一個與頂部一起限定了一個脊，其包含在第二連接表面中，而且其被設置得抵靠第一脊的凸出彎曲側表面部分，具有彎曲形狀，優(yōu)選為凸出的彎曲表面形狀。
11.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于各第二脊(13)的頂部具有平面(24)的形狀，其通過凸出的邊緣倒圓表面(27)轉換到脊的側面(25)中。
12.根據(jù)權利要求2至7中任一所述的刀具，其特征在于當一個連接表面(8)的脊于第二連接表面(9)的凹槽接合時，各第一凹槽(12)的底部表面(20)和各第二脊(13)的頂部(24)之間的垂直距離最多達到第一脊(11)總深度的20％。
13.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，切削體包括一個平的切削刀片，該刀片具有一個頂側(3)，至少一個側表面(5，6)和一個底側(4)，其中形成至少一個第一連接表面(8)，該表面包含脊(11)和凹槽(12)，由此在頂側(3)和側表面(5，6)之間的過渡處形成至少一個邊緣(16)，其特征在于各第一脊(11)的深度(H)被計算為脊的頂部(17)和一通過所有第一凹槽底部的假想平面(A)之間的距離，最多為切削刀片厚度的20％，優(yōu)選為3～15％，所述厚度被計算為切削刀片的頂側(3)和第一連接表面(8)的底側之間的垂直距離，第一連接表面(8)的底側例如由第一脊的頂部(17)代表。
14.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于各第一脊(11)的深度(H)被計算為脊的頂部(17)和一通過所有第一凹槽(12)底部的假想平面(A)之間的距離，最多為0.6mm，而且各第一脊的側面(18)具有一個位于外和內限定邊(19，23)之間的延伸部(I)，該延伸部在0.25～0.40mm的范圍內，優(yōu)選為0.30～0.37mm。
15.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于至少切削體包括若干間隔開的第一連接表面(8，8′)，用于和夾具的至少一個第二連接表面(9)或與其相連的一部分配合。
16.根據(jù)權利要求15所述的刀具，切削體形成有一個中心孔(15)，其特征在于一對第一連接表面(8′，8″)形成在孔(15)的兩側上。
17.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于至少一個脊(11″)和容納該脊的一個凹槽(14″)具有一種型面形狀，該形狀不同于其它對配合脊(11′)和凹槽(14′)的型面形狀。
18.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于各脊(11)的凸出彎曲側面包括若干沿脊軸向間隔開的凸出彎曲表面部分(18′)，這些部分之間是埋頭的，優(yōu)選平面的表面部分(34)。
19.根據(jù)前述任一權利要求所述的刀具，其特征在于脊側面的所述彎曲表面部分被精磨。
20.一種用于切屑去除機加工的切削體，包括第一連接表面(8)，該表面包括若干通過凹槽(12)間隔開的脊(11)，所述脊具有錐形橫截面，而且所述表面用于與和切削體配合的夾具的第二連接表面接合或與連接到所述第二連接表面的一部分接合，第二表面形成有類似的脊和凹槽，目的是實現(xiàn)切削體的剛性固定，因此切削體連接表面中的各脊(11)由一個頂部(17)和兩個相對的側面(18)限定，所述側面朝向間隔開的凹槽底部表面延伸，其特征在于限定單個脊(11)的兩個側面(18)中的至少一個具有由凸出彎曲的形狀形成的表面部分(28)，表面部分(28)朝向夾具連接表面中脊的配合側面的理論接觸點構成一條線(G)，該線(G)沿側面的一長度延伸部分軸向延伸，并位于外過渡處(19)和內過渡處(23)之間的近似一半處，其中外過渡處位于側面(18)和頂部(17)之間，內過渡處位于側面和凹槽底部空間(12’)之間，由此彎曲表面部分(28)從理論接觸線(G)向內和向外延伸，在連接表面彼此接合時，保證通過彎曲表面部分的內和外限定邊(29，30)之間的中性點處的表面接觸實現(xiàn)脊的側面之間的實際接觸。
21.根據(jù)權利要求20所述的切削體，其特征在于脊側面(19)的彎曲表面部分(28)具有一定的弧高，該弧高等于所述彎曲表面部分的限定邊(30，29)之間的一條假想弦(F)的長度的0.5～5％。
22.根據(jù)權利要求20或21所述的切削體，其特征在于凸出彎曲表面部分(28)沿側面(18)深度方向的整個延伸部延伸，即在一方面朝向頂部(17)的外過渡處(19)和另一方面朝向凹槽底部空間的內過渡處(23)之間延伸。
23.根據(jù)權利要求20至22中任一所述的切削體，其特征在于各凹槽(12)的底部通過由一個底部表面(20)限定而形成截頭錐形，其中所述表面(20)沿相對的長側邊(21)轉換為至少部分地凹入彎曲的側表面。
24.根據(jù)權利要求23所述的切削體，其特征在于所述底部平面(20)是平的。
25.根據(jù)權利要求23或24所述的切削體，其特征在于各凹槽(12)的底部空間(12′)具有一個深度—被計算為所述底部表面(20)和假想的幾何平面(B)之間的垂直距離，所述幾何平面(B)與側面(18)和底部側表面(22)之間的所述內過渡處(23)相交—其比脊的外部的深度小，所述脊的外部深度從所述幾何平面(B)延伸到頂部(17)。
26.根據(jù)權利要求25所述的切削體，其特征在于所述底部空間(12′)的深度小于各脊(11)的總深度的40％，所述總深度被計算為頂部(17)和一假想平面(A)之間的垂直距離，所述假想平面對于所有第一凹槽(12)的底部表面(20)是共同的。
27.根據(jù)權利要求20至26中任一所述的切削體，具有平的切削刀片的形式，該刀片具有一個頂側(3)，至少一個側表面(5，6)和一個底側(4)，其包括所述連接表面(8)，從而至少一個邊緣(16)形成在頂側(3)和一個側表面(5，6)之間的過渡處，其特征在于包含在所述連接表面中的各脊(11)的深度被計算為脊的頂部(17)和一通過所有凹槽(12)底部(20)的假想平面(A)之間的距離，最多為切削刀片厚度的20％，優(yōu)選為3～15％，所述厚度被計算為切削刀片的頂側(3)和連接表面的底側之間的垂直距離，所述連接表面的底側例如由第一脊的頂部(17)代表。
28.根據(jù)權利要求20至27中任一所述的切削體，其特征在于各脊(11)的深度被計算為脊的頂部(17)和一通過所有凹槽(12)底部的假想平面(A)之間的距離，最多為0.6mm，而且各脊(11)的側面(18)具有一個位于其外和內限定邊之間的延伸部，延伸部在0.25～0.40mm的范圍內，優(yōu)選為0.30～0.37mm。
29.根據(jù)權利要求18至26中任一所述的切削體，其特征在于切削體包括若干間隔開的連接表面(8’，8”)。
30.根據(jù)權利要求29所述的切削體，包括一個中心孔(15)，其特征在于一對隔開的連接表面(8′，8″)形成在孔(15)的兩側上。
31.根據(jù)權利要求20至30中任一所述的切削體，其特征在于至少一個脊(11″)具有一種型面形狀，該形狀不同于其它脊(11′)的型面形狀。
32.根據(jù)權利要求20至31中任一所述的切削體，其特征在于各脊(11)的凸出彎曲側面包括若干沿脊軸向間隔開的凸出彎曲表面部分(18′)，這些彎曲表面部分之間是埋頭的，優(yōu)選平面的表面部分(24)。
33.根據(jù)權利要求20至32中任一所述的切削體，其特征在于脊側面的所述凸出彎曲表面部分(28)被精磨。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于切屑去除機加工的刀具及其切削刀片。切削刀片具有一個包括脊(11)和中間凹槽的連接表面或鋸齒。限定脊(11)的側面(18)具有凸出的彎曲表面(28)，其與配合脊的配合側面(25)的接觸點由一條直線(G)組成，該直線沿側面的長度方向軸向延伸并位于一方面的外過渡處(19)和另一方面的內過渡處(23)之間的近似一半處，外過渡處位于側面(18)和頂部(17)之間，內過渡處位于側面和凹槽底部之間。凸出彎曲表面從所述接觸線(G)向內及向外延伸，為得是保證通過彎曲表面的內和外限定邊(30，29)之間不同位置處的表面接觸實現(xiàn)配合脊的側面之間的實際接觸。
文檔編號B23C5/10GK1484562SQ02803538
公開日2004年3月24日 申請日期2002年1月3日 優(yōu)先權日2001年1月9日
發(fā)明者佩德·阿維德松, 揚·約翰松, 拉爾斯·埃里克·恩奎斯特, 埃里克 恩奎斯特, 佩德 阿維德松, 翰松 申請人:山特維克公司