切削刀具及去屑刀具的切削刀片的制作方法

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的被構造用于去屑加工的切削刀具以及根據權利要求17的前序部分的切削刀片，該切削刀具包括刀體和至少一個這種切削刀片。

本發明尤其涉及切削刀具和在這種刀具中使用以用于銑削的可轉位切削刀片，并且為此，下文將主要討論并說明該具體應用，但是本發明不完全限于此。所述刀具和刀片也可以用于其它類型的去屑加工，諸如車削。可想到的銑削過程的實例是端面銑削、坡走銑(ramping)和插補銑削(interpolation)。

這種銑刀通常具有多個(例如六個)凹座，切削刀片被可釋放地固定到該凹座上，以使切削刀片能夠轉位，進而改變切削刀片的用于去屑加工的切削刃部分。對于所述加工的結果和所述切削刀片的壽命至關重要的是，接納在刀體的所述凹座或刀座中的刀片被適當地支撐在其中的固定位置上。這種支撐將由向刀片的側表面的部分提供支撐的所述裝置和向刀片的下表面提供支撐的所述平坦支撐面提供，并且緊固裝置將下表面壓靠于該平坦支撐面上，同時將刀片固定在所述凹座中。同樣重要的是，當在刀具的起作用的去屑狀態下旋轉力矩作用在刀片上時，刀片可以不移動，并且這通過刀片的接合構件與凹座的接合構件相互作用來確保。

背景技術：

EP 2764939 A1公開了一種在前言中限定的類型的切削刀具和切削刀片。在該刀具中，凹座的支撐面由平坦的凹座底表面提供，圍繞所述中心凹槽的刀片的所述下表面的部分被施加到該平坦的凹座底表面上，以由此接納支撐。接合構件被布置在該支撐面上面，以便被接納在所述凹槽中，并且形成突出構件，該突出構件用于獲得與特定凹槽延伸部的接合并防止刀片在所述刀具的起作用的去屑狀態下旋轉。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種在引言中限定的類型的切削刀具和切削刀片，其至少在某一方面上相對于已知的這種切削刀具和切削刀片得到改進。

關于切削刀具，這一目的通過提供具有在所附權利要求1的特征部分中列出的特征的這種切削刀具來實現。

通過借助升高部來提供所述支撐面，可以通過使用為轉位并且為防止接納在凹座中的刀片旋轉提供的凹槽的底表面來獲得適當支撐。這不僅意味著可以從下方為所述刀片提供足夠支撐，而且還提供在所述切削刀具中使用可翻轉的刀片(即雙面刀片)的可能性，這在如上所述的已知的切削刀具那樣的具有所述支撐面的刀具中是不可能的。

根據本發明的實施例，所述至少一個突出構件承載所述支撐面，以將刀片支撐在所述凹槽延伸部內的所述底表面上。這意味著所述支撐面將接近接納所述突出構件的凹槽的外邊界，從而改進在刀具的起作用的去屑狀態下被施加到切削力的刀片部分的保護和支撐。

根據本發明的另一個實施例，所述第二接合構件包括第一所述突出構件，該第一所述突出構件被定位用以在如下區域中通過所述支撐面的部分將所述刀片支撐在其上面，所述區域被構造成在所述刀具的起作用的去屑狀態下被施加載荷。在該實施例的進一步發展中，從接納該構件的刀片的所述中心軸線看，所述第一突出構件在如下方向上突出，該方向與指向在刀具的起作用的去屑狀態下被施加到最大載荷的所述切削刃的點的相應方向偏離0-45°。通過這種構造，刀片將通過切削力最高的所述支撐面來接納支撐，從而降低所述刀片在所述切削操作期間開裂的任何風險。

根據本發明的另一個實施例，當所述第一突出構件接納在所述凹槽延伸部中時，所述第一突出構件被構造成從所述中心軸線延伸一定距離，該距離是從所述中心軸線至刀片的所述側表面的距離的至少70％、75％-95％或80％-90％。支撐面將由此靠近刀片的周界向刀片提供支撐，從而降低了刀片開裂的風險，其中，刀片開裂的風險通常在所述切削操作期間是最高的。

根據本發明的另一實施例，所述刀片設置有至少三個所述凹槽延伸部，并且所述第二接合構件包括兩個所述突出構件。相對于一個所述突出構件的存在，兩個所述突出構件的布置改進了刀片在所述凹座中的穩定性和支撐。于是，優選的是，所述兩個突出構件中的第二突出構件被構造成突出到如下凹槽延伸部中，該凹槽延伸部跟在所述第一突出構件突出到的所述凹槽延伸部后面，如從在刀具的起作用的去屑狀態下作用在刀片上的所述旋轉力矩的方向上看到的那樣。

根據本發明的另一個實施例，每個所述突出構件被設計成突出到所述凹槽延伸部中，其中，在突出構件的所述限制壁與凹槽的所述凹槽延伸部中的凹槽邊界壁之間具有間隙。間隙可以非常小，但具有這種尺寸，即：使得刀片的凹槽容易地安裝或放置到升高部的突出構件上。然而，突出構件和凹槽邊界壁可以通過緊固裝置彼此壓靠，該緊固裝置被布置用以在刀片的固定位置上將它們壓靠一起。這還意味著，所述兩個突出構件可以形成在所述升高部上，而不會使得形成在凹座中的刀座超靜定。因此，第二突出構件可以由此設置有比第一突出構件稍大的間隙，以進一步便于將刀片的凹槽安裝到支撐面和突出構件上。

根據本發明的另一個實施例，所述凹槽設置有圍繞刀片的所述中心軸線均勻分布的多個凹谷狀或指狀的所述凹槽延伸部，并且根據本發明的另一個實施例，所述部分的數量可以是2-8個、5-8個、6-8個或6個，從而當使用所述切削刃進行去屑加工時，產生相應數量的刀片的轉位位置。

根據本發明的另一個實施例，刀片的所述頂表面是圓形的，并且所述切削刃是圓形的。

根據本發明的另一個實施例，刀片的所述底表面和頂表面相同并且所述切削刃形成在這些表面中的每一個與刀片的所述側表面之間，在這個意義上說，所述刀片是可翻轉的，這導致可能的轉位數量翻倍，這延長了切削刀片的使用壽命，并且因此相對于例如根據上述文獻的切削刀具提供了更好的刀具經濟性。

根據本發明的另一個實施例，向刀片的所述側表面的部分提供支撐的所述裝置包括至少一個支撐表面，該支撐表面包括至少三個凸脊，在凸脊之間具有溝槽，溝槽通過賦予其凹拱形形狀的球頭端面銑刀制造，并且溝槽具有0.015至0.025mm的深度。這種支撐表面及其制造在EP 1629917B1中公開，并且導致在難以觸及的刀體的凹座中制造所述支撐表面的可能性。具有這種有限深度的溝槽導致能夠提供良好支撐的表面。

根據本發明的另一個實施例，切削刀具是銑刀，其具有所述刀體，所述刀體包括前端和后端，中心旋轉軸線在前端與后端之間延伸，所述刀具可在旋轉方向上繞中心旋轉軸線旋轉，并且所述凹座形成在前端與包絡面之間的過渡部中，該包絡面在所述刀體的前端與后端之間延伸。根據本發明的切削刀具特別適合于銑削操作，尤其是端面銑削和坡走銑。

根據構成最后提及的實施例的進一步發展的本發明的另一個實施例，被構造用以向刀片的所述側表面的部分提供支撐的所述裝置包括兩個分開的支撐表面，該兩個分開的支撐表面相對于刀具的所述中心旋轉軸線為所述刀片分別提供軸向和徑向支撐。這兩個分開的支撐表面將與所述支撐面一起確保切削刀片將會接納精確的支撐并且被牢固地保持在根據本發明的銑刀中的所述凹座中。于是，如在本發明的另一個實施例中所述，這有利于使所述第一突出構件在相對于刀具的所述中心旋轉軸線的延伸偏離0-45°、0-25°或0-5°的方向上突出。這意味著所述支撐面將在切削力最高的刀片區域中提供適當的支撐。換言之，支撐面向外延伸，以在銑削期間向處在起作用的切削刃下面并沿著起作用的切削刃的區域中的刀片的下表面提供支撐。

針對一種用于去屑刀具的可轉位切削刀片，本發明的目的是通過提供根據涉及這種刀片的獨立權利要求的刀片來實現。這種刀片及其實施例的優點從根據本發明的切削刀具及其實施例的上述討論中清楚地顯現。一個主要優點是：通過所述中心凹槽的平坦底表面為所述刀片提供足夠的支撐，使得能夠在所述切削刀具中使用可翻轉刀片(即雙面刀片)。因此，中心凹槽的平坦底表面被構造用以形成下表面的如下唯一部分，該部分將由所述支撐面支撐，所述支撐面處在凹座中的升高部上。凹槽的平坦底表面由此設置有用于支撐刀片的下表面的足夠表面區域。換言之，包括切削刃(和前刀面)的雙面刀片的下表面不支承抵靠于任何環繞的凹座部。

本發明的其它有利特征以及優點從以下描述中顯現。

附圖說明

參照附圖，以下跟著是如實例所述的本發明的實施例的具體描述。

在附圖中：

圖1示出了根據本發明的銑刀的透視圖，

圖2示出圖1中示出的刀具的凹座的透視圖，

圖3示出了根據本發明的實施例的切削刀片的透視圖，以及

圖4透明地示出了接納在根據圖2的凹座中的根據圖3的切削刀片。

具體實施方式

根據本發明的實施例的端面銑刀1在圖1中示出。刀具包括刀體2，刀體2具有六個刀座或凹座3，每個刀座或凹座3接納可釋放地固定到凹座的雙面切削刀片4。為了示出凹座的結構，在圖1中，將切削刀片從多個凹座中的一個凹座移除。刀體2包括前端5和后端6，中心旋轉軸線C1在前端5與后端6之間延伸，刀具能夠在旋轉方向R上繞中心旋轉軸線C1旋轉。凹座3形成在前端與包絡面7之間的過渡部中，該包絡面7在刀體的前端與后端之間延伸。雙面刀片4具有負的類型，其被固定在凹座中并且相對于中心旋轉軸線C1傾斜-7°至-12°的軸向角度和-8°至-15°的徑向角度，以提供切削刀片和工件之間的間隙。當然能夠想到其它軸向角度和徑向角度。

現在將參照圖1至圖4來解釋圖1所示的銑刀的結構及其切削刀片。圖3示出了根據本發明實施例的切削刀片4。切削刀片是雙面的或可翻轉的，這意味著其頂部和底部具有相同的設計，但是在圖中的刀片的定向情況下示出為上側的側面在下文中將被稱為頂部，但是其可以正好是刀片的底部或下側。因此，刀片具有如在圖中看到的那樣的隱藏的下表面8、頂表面9以及連接下表面與頂表面的環繞的側表面10。下表面和頂表面是圓形的并各自具有形成在這些表面與側表面10之間的圓形切削刃11、12。頂表面9和下表面8設置有中心凹槽13，中心凹槽13具有平坦底表面14。凹槽13具有繞刀片的中心軸線C2均勻分布的凹谷狀或指狀設計的六個延伸部15。這些延伸部15由凹槽的邊界壁16限定并相對于所述中心軸線C2比凹槽的相鄰部17徑向延伸得更遠。刀片設置有中心軸向通孔18，中心軸向通孔18用于通過螺釘19將刀片固定在刀具的凹座3中。每個凹座3具有相對于環繞的凹座部21升高并設置有作為上表面的平坦支撐面22的部分20。升高部20被構造成接納在固定于凹座中的刀片的中心凹槽13中，并通過支撐面22向凹槽的底表面14提供支撐。

凹座還具有被構造用以以兩個分開的支撐表面的形式向接納在凹座中的刀片的側表面10的部分提供支撐的裝置，該兩個分開的支撐表面中的一個支撐表面23用于提供軸向支撐并且一個支撐表面24用于提供徑向支撐。這兩個支撐表面由凸脊形成，在凸脊之間具有溝槽，其中溝槽通過賦予其凹拱形形狀的球頭端面銑刀制造，且溝槽具有0.015至0.025mm的深度。

凹座的升高部20具有第一突出構件25，該第一突出構件25被構造成突出到并接納在刀片的一個凹槽延伸部15中，并且接合凹槽邊界壁的部分26，以建立刀片與凹座的相互接合，進而通過接收在刀具的起作用的去屑狀態下作用在刀片上的旋轉力矩來防止刀片繞刀片的中心軸線C2旋轉。突出構件25承載所述支撐面22，以將刀片支撐在所述凹槽延伸部15內的底表面14上。第一突出構件25在此相對于刀具的中心旋轉軸線C1指向“六點鐘”，這指的是在該軸線的方向上，這意味著其將在構造成在刀具的起作用的去屑狀態下被施加到最大載荷的刀片的區域中通過其上的支撐面部分27提供支撐，并且由此有效地抵消刀片的任何開裂或斷裂趨勢。凹槽延伸部15被設計用以允許所述第一突出構件被設計成從接納在凹座中的刀片的所述中心軸線C2延伸到一定距離，該距離大約是從所述中心軸線至刀片的側表面的距離的90％。升高部20設置有兩個所述突出構件，并且第二所述突出構件28被構造成突出到如下凹槽延伸部15中，該凹槽延伸部跟在所述第一突出構件25突出到的凹槽延伸部后面，如在所述旋轉力矩的方向上看到的那樣。兩個突出構件被設計成突出到所述凹槽延伸部中，其中，在突出構件的限制壁29與刀片的相應凹槽延伸部中的凹槽邊界壁26之間具有間隙，用于簡化刀片的安裝并且避免凹座的刀座超靜定。

凹座的升高部20具有螺紋孔30，用于接納螺釘19，該螺釘19被構造用以將刀片固定在凹座中。孔30被定位成相對于刀片的通孔18略微偏移，這意味著當螺釘擰緊時，螺釘19將推壓刀片的側表面10的部分，以在預拉緊作用下支承抵靠于支撐表面23和24，并且接著還將刀片的中心凹槽13的底表面14壓靠于凹座的支撐面22。當刀具的操作開始時，圍繞中心旋轉軸線C2的旋轉力矩將被施加到每個刀片，以試圖旋轉刀片并且通過使第一突出構件25的限制壁29與刀片的凹槽邊界壁的部分26接合來確保刀片被穩定且可再現地定位在凹座中，進而防止刀片進一步旋轉。

刀片可以轉位六次，以使所述第一突出構件25接納在每個凹槽延伸部15中，并且接著翻轉，以使刀片能夠轉位12次。

本發明當然不限于上述的本發明的實施例，而是對于本領域的技術人員來說，在不偏離如所附權利要求書所限定的本發明的范圍的情況下，對本發明進行修改的許多可能性將是顯而易見的。

由刀片的每個中心凹槽提供的轉位的數量可以不是六個。刀片可以具有多邊形橫截面，該多邊形橫截面沿其上邊界和下邊界具有多個不同的直切削刃。用于將刀片固定在凹座中的緊固裝置可以例如是夾具而不是螺釘，并且刀片因此不需要具有中心通孔，凹座的升高部因此也不必具有孔。刀片可以是單面的。盡管在圖中所示的實施例中，下表面和頂表面的凹槽延伸部彼此對齊，但是它們也可以相對于彼此移位任何所需角度。這些僅是在本發明的所述范圍內的一些可能修改。