專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)銑刀的可轉(zhuǎn)位刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型多邊形切削刀片，該切削刀片應(yīng)用在用于加工金屬工件的旋轉(zhuǎn)銑刀中。本發(fā)明特別涉及一種具有優(yōu)化的刀片幾何形狀的新型切削刀片，從而可用于立銑刀和平銑的銑刀。
銑削刀片一般通過形狀壓制并對形成粉末的切削材料進(jìn)行燒結(jié)而制成。目前的開發(fā)集中在具有正前角的正切削刃，因?yàn)檫@些切削刃在不期望的振動(dòng)被減小的同時(shí)顯示具有減小切削力及減少機(jī)床所需電能的能力。通常的目的是提供一種刀具，該刀具的幾何形狀在具有正軸向角的同時(shí)具有負(fù)徑向角。在某些情況下還可以使用正軸向角與零度徑向角的組合，以便獲得一能夠提供最佳切屑輸送的螺旋切屑。該切削刀片通常由一中心鎖緊螺桿夾住，以便沒有問題地提供最佳的切屑輸送可能性。
現(xiàn)有的用于立銑刀的普通可轉(zhuǎn)位刀片的一個(gè)缺點(diǎn)是，它們不能完全避免切屑纏結(jié)的問題。這個(gè)問題特別是在材料的加工導(dǎo)致長切屑的情況下會(huì)發(fā)生。提出的解決這個(gè)問題的一種方案是使用一種切削刀片，該切削刀片的切削刃是螺旋卷曲的。EP-A-416901顯示和描述了這種工具。有了這種螺旋切削刃，切削刃可以更容易地以一至多為一最大值的切削力的傾斜曲線與工件嚙合，該最大值小于直切削刃情況下獲得的切削力。該工具以這種方式獲得了略好一些的穩(wěn)定性，但當(dāng)使用具有中心孔的刀片時(shí)，特別是在加工產(chǎn)生長切屑的材料時(shí)，切屑纏結(jié)的問題仍未解決。
鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的是獲得一種EP-A-416901中所描述類型的改進(jìn)的切削刀片，它具有改進(jìn)的幾何形狀的優(yōu)化，包含恒定功能棱角與沿將以大軸向傾角安裝在工具中的波形刃線的臺(tái)階間隙之間的組合，同時(shí)前刀面獲得了更優(yōu)化的形狀。下面的權(quán)利要求中更精確地限定了本發(fā)明的具體特征。
現(xiàn)在結(jié)合附圖中所示一優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。


圖1示出帶有根據(jù)本發(fā)明的被夾持的切削刀片的銑刀本體的側(cè)視圖。
圖2示出根據(jù)圖1的工具的另一局部側(cè)視圖。
圖3示出根據(jù)圖1-2的切削刀片的端部視圖。
圖4示出本發(fā)明刀片的一可替換實(shí)施例的另一局部側(cè)視圖。
圖5示出沿圖4中Ⅴ-Ⅴ線的剖視圖。
圖6示出沿圖4中A-A線的剖視圖。
圖7示出圖1中切削刀片的剖視圖。
圖8示出沿圖4中C-C線的剖視圖。
圖9示出圖2中刀片的端部視圖。
圖10示出沿圖9中E-E線的剖視圖。
圖11示出沿圖9中F-F線的剖視圖。
圖12示出沿圖9中G-G線的剖視圖。
圖1-2中示出一立銑刀的實(shí)施例，該立銑刀上設(shè)置了一根據(jù)本發(fā)明的棱柱形細(xì)長的可轉(zhuǎn)位刀片13。這種切削刀片是通過一直接壓制方法制成的，其中一形成粉末的硬質(zhì)合金首先在壓制機(jī)中形成一所需形狀，然后在一爐中以1000℃以上的溫度進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)時(shí)獲得的收縮是在確定壓制裝置尺寸時(shí)必須考慮的。該立銑刀包括一基本為圓柱形的本體10，其后上部(未顯示)為圓錐形并將由機(jī)床的夾盤或者心軸夾緊，本體可借助于該機(jī)床而繞一中心軸線CL旋轉(zhuǎn)。端銑刀的前部環(huán)繞周邊有多個(gè)間隔開的槽11，每個(gè)槽11具有一個(gè)凹部12，該凹部12由底部支承面14和一個(gè)或多個(gè)從此處向上直立的側(cè)部支承面限定，以在其中的工位中安裝一可拆卸的夾緊的可轉(zhuǎn)位刀片13?？商鎿Q地，可另外將一些切削刀片軸向疊置在所述銑刀本體中相匹配的凹部中。
所述凹部12的底面14沿一縱軸線設(shè)置，該縱軸線形成一個(gè)正軸向角α，同時(shí)它與一徑向面成一負(fù)徑向角地設(shè)置?？赊D(zhuǎn)位刀片13最好通過一夾緊螺栓(未示出)緊固在所述凹部12中，該夾緊螺釘穿過刀片的中心孔15安裝，并可擰緊地裝配在銑刀本體10中。所述孔15的軸線最好垂直于所述刀片的底面。該正軸向角α的大小應(yīng)在0-20°，適當(dāng)?shù)厥?-15°范圍內(nèi)選擇。該正軸向角α能夠使切屑很容易升起并從工件中排出。
該可轉(zhuǎn)位刀片13基本上形成一平行四邊形，該平行四邊形包括兩個(gè)基本平行的矩形側(cè)面，上表面16和下表面17，這些表面可以瑞典專利申請9801576-1中描述的方式彼此成角度分開。在所述上下表面之間延伸有兩個(gè)縱向側(cè)表面18、19和兩個(gè)端面20、21，該兩端面20、21基本上垂直于所述上下表面定向，其中所述側(cè)表面18、19具有比橫向延伸端面20、21大得多的縱向長度。這些側(cè)表面18、19向著起作用的切削角部具有增大的寬度，同時(shí)大致以一銳角相對上表面16傾斜，并以一鈍角相對底表面17傾斜。位于正好相對角部上的端面設(shè)置在從所述刀片的其余部分軸向突出的部分22、23上。側(cè)表面18、19與上表面16之間的每一個(gè)交會(huì)線分別形成一個(gè)主切削刃24和25，而所述部分22、23與上表面16之間的交會(huì)部分構(gòu)成了斜面26和27，該斜面26和27相對于分別位于所述突出部分22和23上的所述主切削刃基本成直角，以用于整平加工表面并獲得改進(jìn)的表面光潔度。主切削刃與所述斜面分別在光滑圓形的角部刃28和29的每個(gè)角部分開，對角部刃28和29的曲率進(jìn)行選擇，使得在加工工件過程中獲得一半徑為0.4-6.4毫米的彎曲部分。為了加強(qiáng)切削刃，沿主切削刃24、25以一適當(dāng)?shù)膶挾仍O(shè)置了一個(gè)窄的斜面30，同時(shí)沿所述第一斜面26、27設(shè)置了略寬一些的斜面31，因而所述斜面31以基本恒定的寬度沿整個(gè)端面20、21延伸。此外，靠近斜面26、27有一個(gè)光滑彎曲的刃部26a、27a。刃部26a、27a是軸向傾斜鉆孔時(shí)起作用的刃。彎曲半徑在離傾斜面越遠(yuǎn)的位置逐漸變大。
縱向側(cè)表面18、19被設(shè)計(jì)成向著起作用的切削角部具有增大的寬度，從而使切削角部和彎曲角部刃28、29位于切削刀片的升高部分上。該切削刀片同步成形，從而使側(cè)表面18、19和端面20、21相對于切削刀片的上表面16沿整個(gè)切削刃呈現(xiàn)正后角。端面20、21。進(jìn)一步的區(qū)別在于，切削刀片的縱向側(cè)表面18、19沿整個(gè)主切削刃24(相似地沿整個(gè)主切削刃25)呈現(xiàn)波形主后刀面32，同時(shí)從一個(gè)刃面21向下朝另一個(gè)端面20有較大的軸向傾角。應(yīng)該注意到，該主后刀面32設(shè)置在從刀片的其余部分橫向突出的部分上，該主后刀面32借助于具有一定半徑的臺(tái)階間隙進(jìn)入一副螺旋扭轉(zhuǎn)后刀面18，這樣成形是為了使其后角隨切削深度的增加而增加。主后刀面32和相鄰主切削刃24、25沿縱向方向平滑地彎成S形。該主后刀面32形成沿其全長具有恒定的寬度。
刀片上表面16的具體形狀在圖2、圖4、圖9以及從圖5-9和圖10-12的相應(yīng)剖視圖中最佳地表示出來。因此，上表面繞中心孔15具有一凹入的平的中心表面33。周圍的表面從此處升高。在緊靠斜面30的每個(gè)主切削刃附近是向下傾斜的表面34和35，該表面34和35在縱向方向?yàn)槁菪?，以用作主前刀面。該前刀?4、35沿整個(gè)主切削刃24、25具有恒定的寬度。
在圖4所示實(shí)施例中，前刀面34、35的一部分位于靠近一向上傾斜的表面36、37附近，該表面36、37將用作一副斷屑面，該副斷屑面朝軸向突出部分22、23具有增加的寬度，所述寬度隨后向著所述部分22、23減小。在該斜面與彎曲半徑26a、27a之間的過渡區(qū)所取的剖面中，所述傾斜表面36、37與一靠近向下傾斜的表面38、39的隆起36、37會(huì)合，該表面38、39具有一凸起的彎曲形狀并全部向下延伸到與相對前刀面34的交會(huì)處。所述副切屑面36、37向刀片中心方向延伸與一凹入表面40、41會(huì)合，該凹入表面40、41的水平與作為環(huán)形表面整個(gè)繞孔15延伸的表面33相比略微升高。該凹入表面40、41還是位于凸起的彎曲表面38、39的中心部分與刀片中心之間的過渡表面。表面35和37應(yīng)該有這樣的傾角，使其間的鈍角β的值在130-160°，最好是140-150°范圍內(nèi)。工件的重型加工越少，則選擇越窄的角度范圍。由前刀面38在圖4中的剖面線D-D處提供的切屑角度γ應(yīng)該在0-10°范圍內(nèi)。如圖2、圖4和圖9中顯示的，位置靠近彎曲刃28、29的傾斜表面34、35的部分應(yīng)該平滑彎曲，同時(shí)其寬度大于沿該主切削刃延伸的所述表面34、35的寬度。因此，所述副切屑面36、37的寬度在接近斜面26、27時(shí)減小。
圖2和圖9中示出一可替換實(shí)施例，其中刀片設(shè)置了一個(gè)與主切削刃24、25平行延伸的細(xì)長凸起42、43，所述凸起位于表面36、37向上的斜面上，并具有一凸起的剖面形狀。因此，凸起43設(shè)置在距表面35和37的交會(huì)線一定距離處，并平行于主切削刃25，類似地，凸起42設(shè)置在距表面34和36的交會(huì)線一定距離處，并平行于主切削刃24延伸。凸起42、43的縱向長度應(yīng)該為中心孔15的直徑尺寸的0.8-1.2倍，最好是0.9-1.1倍。
由于以上描述的結(jié)構(gòu)，提供了一種用于切削刀具的新型刀片，該刀片在困難的加工操作中高速切削時(shí)變得非常有用，如切口銑刀加工產(chǎn)生長切屑的材料，以及對困難材料的修斜面或立銑操作。同時(shí)能夠獲得非常高的加工表面精度和良好的光潔度。雖然所描述的刀片是用于立銑刀的棱形細(xì)長刀片，應(yīng)該理解，對主和副前刀面以及對所提供的這些凸起的相應(yīng)優(yōu)化可以類似地應(yīng)用于其它多邊形的刀片，如方形、菱形或斜方形刀片。
權(quán)利要求
1．用于切屑成形加工的切削刀片，包括一基本為多邊形的本體，該本體包括一上部切屑面(16)和一平的底面(17)，以及位于其間的多個(gè)周邊側(cè)表面(18,19,20,21)，該多個(gè)周邊側(cè)表面(18,19,20,21)在所述上表面的交會(huì)處形成了主和副切削刃(24,25,26,27)，其中每個(gè)刃具有一斜面(30,31)，所述副切削刃設(shè)置在從刀片本體其余部分軸向突出的部分(22,23)上，其中縱向延伸的表面(18,19)朝起作用的切削角部具有增大的寬度，從而使切削角部位于一升高的部分上，傾斜表面(34,35)從所述斜面(30,31)內(nèi)向延伸，一個(gè)或幾個(gè)上部切屑面設(shè)置在所述傾斜表面內(nèi)側(cè)并向刀片的中心延伸，從而在其間提供切屑卷曲區(qū)，其特征在于a)周邊表面(18,19,20,21)以一銳角相對上表面(16)傾斜，從而至少兩相對周邊表面的上部位于一橫向延伸部(32)上，以使所述部分(32)和相鄰周邊表面(18,19)的底部沿它們的整個(gè)縱向長度具有螺旋形狀；b)用作緊靠主切削刃(24,25)的主斷屑面的傾斜表面(34,35)沿其整個(gè)長度為螺旋狀，并沿整個(gè)主切削刃具有一恒定的寬度；c)主斷屑面(34,35)向內(nèi)延伸到用作副斷屑器的向上傾斜的表面(36,37)，從而在其間形成一V形切屑卷曲腔。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀片，其特征在于，刃加強(qiáng)斜面(30)沿主切削刃的寬度小于沿副切削刃(26,27)延伸的斜面(31)的寬度。
3．如權(quán)利要求1或2限定的切削刀片，其特征在于，傾斜表面(34,35)位置靠近彎曲角部刃(28,29)的部分是具有平滑彎曲表面形狀的部分(34a,35a)的形式，該部分(34a,35a)的寬度大于沿主切削刃延伸的所述表面(34,35)的寬度。
4．如權(quán)利要求3限定的切削刀片，其特征在于，副切屑成形面(36,37)從中部至角部的寬度首先增大然后減小。
5．如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)限定的切削刀片，其特征在于，副切屑成形面(36,37)在與傾斜面(26,27)和彎曲刃部分(26a,27a)交會(huì)區(qū)域平齊的部分延伸到設(shè)置在向下傾斜表面(38,39)處的隆起(36a,37a)，傾斜表面(38,39)具有基本凸起的彎曲輪廓。
6．如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的切削刀片，其特征在于，包括切屑成形表面(35,37)和(34,36)的角(β)的值在130-160°，最好是140-150°范圍內(nèi)。
7．如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的切削刀片，其特征在于，一細(xì)長突起(42,43)距主和副切屑成形面(34,35)和(36,37)的交會(huì)處一定距離地設(shè)置在向上傾斜的切屑成形面(36,37)上。
8．如權(quán)利要求7限定的切削刀片，其特征在于，所述凸起(42,43)的縱向長度是刀片中心孔(15)的直徑尺寸的0.8-1.2倍，最好是0.9-1.1倍。
9．如權(quán)利要求7-8中任一項(xiàng)所述的切削刀片，其特征在于，凸起(42,43)定向成平行于主切削刃(24,25)，所述凸起的截面具有一凸起的彎曲輪廓。
10．如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的切削刀片，其特征在于，它具有棱柱形細(xì)長的本體，其中主切削刃(24,25)沿所述刀片的縱向方向延伸。
11．如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的切削刀片，其特征在于，刀片具有一中心孔(15)，該中心孔(15)最好是沿垂直于所述刀片底面(17)的方向完全穿過刀片延伸。
全文摘要
一種切削刀片,包括一上部切削表面(16),一底表面(17)及其間的側(cè)表面(18,19)。該切削刀片在每個(gè)端表面具有軸向突起部(22,23),每個(gè)突起部(22,23)具有一傾斜面(26,27)。在切屑表面(16)與側(cè)表面(18,19)的交會(huì)處設(shè)置了主切削刃(24,25)。在突起部分(32)每個(gè)側(cè)面上設(shè)置了一后刀面(30),該后刀面(30)借助于一臺(tái)階間隙延伸到一副螺旋扭轉(zhuǎn)后刀面中,其切屑角度隨切削深度的增加而增加。上表面(16)沿主切削刃(24,25)包括一具有恒定寬度的平的傾斜表面(34,35),該傾斜表面(34,35)向內(nèi)延伸并與一向上傾斜的副斷屑面(36,37)交會(huì)。由于該實(shí)施例,沿波形刃線獲得了恒定功能的棱角,該棱角與以大切削速度形成的更優(yōu)化的切屑一起改進(jìn)了產(chǎn)生長切屑的工件材料的加工。
文檔編號(hào)B23C5/20GK1315891SQ9981040
公開日2001年10月3日 申請日期1999年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月2日
發(fā)明者芒努斯·奧斯特倫, 拉爾斯-奧拉·漢松 申請人:桑德維克公司