專利名稱：金屬切削刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車(chē)削、開(kāi)槽、切斷和車(chē)螺紋操作的具有包括多條切削刃的可轉(zhuǎn)位刀片的金屬切削刀具。
背景技術(shù)：
這類金屬切削刀具在本領(lǐng)域中是眾所周知的。美國(guó)專利No.4320996公開(kāi)了一種能夠生產(chǎn)出窄槽的切刀。這種刀具包括有刀桿，在其一個(gè)側(cè)面中具有凹腔，切削刀片可設(shè)于其中并通過(guò)與刀桿螺紋式接合的中心螺釘而被夾緊。刀片為三角形的，并設(shè)有可容納在凹腔中的突起的三角形中央部分，而刀片的其余部分從刀桿中側(cè)向地伸出以供切削用。由于刀片具有突起的中央部分，因此它是單向切削式刀具，也就是說(shuō)，如果該刀片如美國(guó)專利4320996所示地那樣設(shè)計(jì)用于右削式刀具，那么它就只能用于右削式刀具。
美國(guó)專利No.4169690公開(kāi)了一種用于重負(fù)載性能的可轉(zhuǎn)位刀片。切削刀片具有多條從中央主體部分中向外延伸的切削刃。刀片被夾緊臂從側(cè)面或從頂部處固定在刀桿的凹穴中。夾緊臂的存在使得刀桿結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。
美國(guó)專利No.5308197公開(kāi)了一種機(jī)加工裝置，其包括具有凹穴件的刀桿，凹穴件安裝在刀桿上以固定刀片。刀片具有安裝部分和多個(gè)臂。安裝部分的定位面承靠在凹穴件的一對(duì)定位面上。凹穴件使得裝置的生產(chǎn)和使用更加復(fù)雜。其它的缺點(diǎn)包括限制了切削深度的夾緊系統(tǒng)。
美國(guó)專利No.3613197公開(kāi)了一種可轉(zhuǎn)位且可反面使用的車(chē)螺紋用或開(kāi)槽用刀片。它包括可在其下方切削刃處與刀片相接合的刀片支撐。刀片支撐通過(guò)螺紋擰在刀具主體上，并在使用中與切削臂相接合，這便限制了切削深度。
美國(guó)專利申請(qǐng)出版物No.2001/0022123A1在其一個(gè)實(shí)施例(見(jiàn)圖2)中介紹了一種固定件，其中具有四條切削刃的切削刀頭在三個(gè)間隔開(kāi)的位置10′，10″和10處安放在固定件上。在該申請(qǐng)中指出，切削刀頭在原理上還在第四位置10″″處與固定件接觸，在用于預(yù)期目的的使用期間，切削刀頭受到了一定力的作用，使得刀頭不再在位置10″″處安放在固定件上。這意味著在原理上切削刀頭安放得不穩(wěn)固。切削刀頭在使用前處于四點(diǎn)接觸的一個(gè)位置中，而在使用期間將運(yùn)動(dòng)到三點(diǎn)接觸的另一位置處。這顯然是不利的，因?yàn)檫@意味著切削刃的位置發(fā)生了變化，因此其位置未被明確地限定。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種主要用于開(kāi)槽、切斷和車(chē)削操作的新型金屬切削刀具，其包括具有多條切削刃的可轉(zhuǎn)位的切削刀片，其中切削刀片可用于左削式或右削式切削操作，并且能夠顯著地減輕上述困難和缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種金屬切削刀具，其中切削刀片被有效地固定在明確限定的位置處，不需要使用外部夾緊裝置。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明，提供了一種金屬切削刀具，包括可轉(zhuǎn)位的切削刀片，其包括兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面，以及在它們之間延伸并具有通過(guò)這些側(cè)面的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的刀片軸線的周邊表面；周邊表面具有多個(gè)對(duì)接部分，各對(duì)接部分位于一個(gè)具有多條側(cè)邊的假想規(guī)則多邊形的側(cè)邊的一部分上，多個(gè)切削部分從該假想多邊形中向外延伸出來(lái)，這些多個(gè)切削部分的數(shù)量等于該假想多邊形的側(cè)邊的數(shù)量，各切削部分均具有切削刃，各對(duì)接部分位于兩個(gè)切削部分之間；和刀桿，其包括有刀槽，切削刀片便固定在刀槽中，并且周邊表面僅在兩個(gè)對(duì)接部分處相接，該刀槽包括與第一對(duì)接部分相接的下方支撐壁，以及與第二對(duì)接部分相接的上方支撐壁；下方支撐壁和上方支撐壁均固定在刀桿上并形成為刀桿的整體部分。
根據(jù)本發(fā)明，上方支撐壁和下方支撐壁在它們之間形成了一個(gè)銳角α。
根據(jù)一個(gè)特定的應(yīng)用，該銳角α為36°。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，切削部分在切削刀片的側(cè)視圖中大致為三角形。
在本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選應(yīng)用中，該切削刀具是用于開(kāi)槽、切斷和車(chē)削的刀具。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，切削刀片在與刀片軸線平行的方向上具有變化的寬度尺寸。
切削刀片優(yōu)選具有三種寬度尺寸，即切削部分處的第一寬度尺寸D1、切削刀片的大致中心區(qū)域處的第二寬度尺寸D2，以及切削刀片的所有其它區(qū)域處的第三寬度尺寸D3。
另外，第二寬度尺寸D2優(yōu)選大于第一寬度尺寸D1，而第一寬度尺寸D1優(yōu)選大于第三寬度尺寸D3。
還優(yōu)選的是，具有第二寬度尺寸的切削刀片的大致中心區(qū)域在切削刀片的側(cè)視圖中為多邊形的形式，因而在各側(cè)面上均形成了突起多邊形。
通常來(lái)說(shuō)，該假想多邊形具有與刀片軸線重合的多邊形軸線。
如果需要的話，該突起多邊形相對(duì)于刀片軸線與假想多邊形形成了一定的角度偏置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述規(guī)則的假想多邊形是規(guī)則的假想五邊形；切削刀片具有五個(gè)對(duì)接部分，各對(duì)接部分靠在該假想的規(guī)則五邊形的側(cè)邊的一部分上；五個(gè)切削部分以規(guī)則的間隔相互隔開(kāi)；所述突起多邊形為突起五邊形，各突起五邊形具有比假想五邊形更小的表面積，各突起五邊形相對(duì)于假想五邊形形成一定的角度偏置。
根據(jù)本發(fā)明，刀槽包括底面，下方和上方支撐壁從該底面中大致直立地延伸，該底面與切削刀片的給定突起多邊形相接。
根據(jù)本發(fā)明，切削刀具還包括用于將刀片固定在刀槽中的螺釘，該螺釘延伸穿過(guò)刀片通孔，并與底面中的螺紋容納孔螺紋式接合；刀片通孔在兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間延伸。
根據(jù)本發(fā)明，該刀片通孔在突起多邊形之間延伸。
根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例，操作用的第一和第二對(duì)接部分將切削刀片分成兩個(gè)部分。
另外，根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例，第一部分包括操作用的切削部分以及處于該操作用的切削部分兩側(cè)的兩個(gè)切削部分，而第二部分包括兩個(gè)相鄰的切削部分。
附圖簡(jiǎn)介為了更好地進(jìn)行理解，下面將參考附圖并僅通過(guò)示例來(lái)介紹本發(fā)明，在圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的金屬切削刀具的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的刀桿的透視圖；圖3是圖1所示金屬切削刀具的側(cè)視圖；和圖4是圖1所示切削刀片的側(cè)視圖。
發(fā)明的詳細(xì)介紹首先來(lái)看圖1-3，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的金屬切削刀具10。金屬切削刀具10包括具有刀片軸線A的切削刀片12和刀桿14，其中切削刀片12固定在刀桿14的刀槽16(16′，16″)中。切削刀片12通過(guò)對(duì)由碳化物粉末如碳化鎢制成的硬金屬體進(jìn)行成型壓制和燒結(jié)來(lái)生產(chǎn)。然而，切削刀片12也可通過(guò)注射模制來(lái)生產(chǎn)。刀桿14可由機(jī)器鋼或其它硬質(zhì)材料制成。如圖2所示，刀桿14具有兩個(gè)刀槽16，其中刀槽16′用于右削式切削操作，而刀槽16″用于左削式切削操作。切削刀片12將在下文中詳細(xì)地介紹，其可用于左削式和右削式切削操作，并且能夠固定在任一刀槽16′，16″中。刀片軸線A是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸線，切削刀片12圍繞著該軸線具有五重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
刀槽16包括底面18、從底面18上大致直立地延伸出來(lái)的下方支撐壁20，以及同樣從底面18上大致直立地延伸出來(lái)的上方支撐壁22。在上方支撐壁22和下方支撐壁20之間形成了一個(gè)銳角α。根據(jù)一項(xiàng)具體的應(yīng)用，該銳角α為36°，并具有一定的制造公差。下方支撐壁20和上方支撐壁22與底面18形成一體。
再來(lái)看圖4。切削刀片12包括兩個(gè)相同的相對(duì)側(cè)面24以及在它們之間延伸的周邊表面26。由于側(cè)面24是相同的，因此將只介紹其中的一個(gè)，然而應(yīng)當(dāng)理解，另一側(cè)面具有相同的結(jié)構(gòu)。周邊表面26具有五個(gè)對(duì)接部分28和五個(gè)等距隔開(kāi)的切削部分32。這五個(gè)對(duì)接部分28均位于一個(gè)假想的規(guī)則五邊形36(在圖3中以虛線示出)的側(cè)邊34的一部分上，并且相互間通過(guò)給定的切削部分32間隔開(kāi)。
切削刀片12的各切削部分32是三角形的，并從切削刀片12的假想的規(guī)則五邊形36中向外延伸。在各切削部分32的徑向最外側(cè)部分處，在前刀面40和后刀面42的交接處形成了切削刃38，前刀面40處于切削部分32的前側(cè)41處，而后刀面42處于切削部分32的后側(cè)43處。切削部分32的前側(cè)41和后側(cè)43并不是徑向地朝向。如圖所示，切削刃38比對(duì)接部分28在徑向上更遠(yuǎn)離刀片軸線A。前刀面40和后刀面42位于周邊表面26上。操作用的切削部分32′從刀桿14的端面44(在圖3中以短虛線示出)中伸出來(lái)以切削工件(未示出)。操作用的第一對(duì)接部分28′與下方支撐壁20對(duì)接，而操作用的第二對(duì)接部分28″與上方支撐壁22對(duì)接。顯然，操作用的第一和第二對(duì)接部分28′，28″在它們之間形成了一個(gè)基本上等于角α的角。除了操作用的第一和第二對(duì)接部分28′，28″之外，周邊表面26上沒(méi)有其它部分與刀桿14形成接觸。操作用的第一和第二對(duì)接部分28′，28″將切削刀片12分成兩個(gè)部分。第一部分包括操作用的切削部分32′和處于該操作用的切削部分32′的兩側(cè)的兩個(gè)切削部分32。第二部分包括兩個(gè)相鄰的切削部分32。
如圖所示，各側(cè)面24均具有處于中央的向外突起的部分，其形式為具有平坦表面50的突起五邊形46。各突起五邊形46的平坦表面50相互平行。突起五邊形46的平坦表面50的表面積小于假想五邊形36的表面積。突起五邊形46的表面50與刀槽16的底面18相接。突起五邊形46還圍繞著刀片軸線A相對(duì)于該假想五邊形形成了一定的角度偏置，使得突起五邊形46的給定側(cè)邊52與刀桿14的端面44共面。這就使得刀片12和刀桿14之間的接觸面積最大，并且不會(huì)降低切削深度。
切削刀片12具有三種寬度尺寸。第一寬度尺寸D1是切削部分32的寬度。切削刀片12的大致中心區(qū)域具有第二寬度尺寸D2，它是兩個(gè)突起五邊形46的平坦表面50之間的尺寸。第三寬度尺寸D3是切削刀片12上的未包括在第一寬度尺寸D1和第二寬度尺寸D2中的所有其它區(qū)域的尺寸。第二寬度尺寸D2大于第一寬度尺寸D1，這便保證了切削刃38不會(huì)與刀槽16的底面18接觸。可以理解，切削部分32從切削刃38處向內(nèi)稍稍呈錐形。也就是說(shuō)，第一寬度尺寸D1是稍稍變化的，其在切削刃38處具有最大值，并在向內(nèi)朝向刀片軸線A的方向上減小。這種設(shè)置保證了切削部分32的側(cè)面24在切削操作期間不會(huì)與工件接觸。
刀片通孔56在突起五邊形46的平坦表面50之間延伸，并具有與刀片軸線A重合的孔軸線。刀片通孔56在兩側(cè)上均為沉孔。螺釘54延伸穿過(guò)該刀片通孔56，并與刀槽16的底面18中的螺紋容納孔57螺紋式接合。
下方支撐壁20、上方支撐壁22、刀桿14的底面18以及螺釘54用于將切削刀片12有效地鎖定在刀槽16中。下方支撐壁20和上方支撐壁22的相對(duì)定位使得在切削操作期間施加在操作用的切削部分32′上的切削力主要施加在下方支撐壁20和上方支撐壁22上，只有很少一部分施加在螺釘54上。這就消除了需要用額外的結(jié)構(gòu)例如夾緊件來(lái)有效地鎖定住切削刀片12，并且限制了因螺釘54所引起的失效的可能性。
雖然在上文中以一定程度的特殊性介紹了本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由下述權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神或范圍的前提下，可以進(jìn)行許多種變更和修改。例如，切削刀片可具有四個(gè)或六個(gè)或更多個(gè)切削部分，而不是五個(gè)切削部分?？筛淖儗挾瘸叽鏒1，D2和D3以適應(yīng)不同的應(yīng)用。此外，可以理解，本發(fā)明可應(yīng)用于車(chē)螺紋的操作?？梢愿淖兘嵌圈烈赃m應(yīng)其它的幾何結(jié)構(gòu)?？刹捎酶軛U或銷(xiāo)來(lái)代替螺釘。
權(quán)利要求
1.一種金屬切削刀具(10)，包括可轉(zhuǎn)位的切削刀片(12)，其包括兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面(24)，以及在它們之間延伸并具有通過(guò)所述側(cè)面(24)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的刀片軸線(A)的周邊表面(26)；所述周邊表面(26)具有多個(gè)對(duì)接部分(28，28′，28″)，各所述對(duì)接部分(28，28′，28″)位于一個(gè)具有多條側(cè)邊(34)的假想規(guī)則多邊形(36)的側(cè)邊(34)的一部分上，多個(gè)切削部分(32)從所述假想多邊形(36)中向外延伸出來(lái)，所述多個(gè)切削部分(32)的數(shù)量等于所述假想多邊形(36)的側(cè)邊(34)的數(shù)量，各所述切削部分(32)均具有切削刃(38)，各所述對(duì)接部分(28，28′，28″)位于兩個(gè)切削部分(32)之間；和刀桿(14)，其包括有刀槽(16，16′，16″)，所述切削刀片(12)固定在所述刀槽中，并且所述周邊表面(26)僅在兩個(gè)對(duì)接部分(28′，28″)處相接，所述刀槽(16，16′，16″)包括與第一對(duì)接部分(28′)相接的下方支撐壁(20)，以及與第二對(duì)接部分(28″)相接的上方支撐壁(22)；所述下方支撐壁(20)和上方支撐壁(22)均固定在所述刀桿(14)上并形成為所述刀桿(14)的整體部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，在所述上方支撐壁(22)和下方支撐壁(20)之間形成了銳角(α)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述銳角(α)為36°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述切削部分(32)在所述切削刀片(12)的側(cè)視圖中大致為三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述切削刀具(10)是用于開(kāi)槽、切斷和車(chē)削的刀具。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述切削刀片(12)在與所述刀片軸線(A)平行的方向上具有變化的寬度尺寸(D1，D2，D3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述切削刀片(12)具有三種寬度尺寸，即所述切削部分(32)處的第一寬度尺寸(D1)、所述切削刀片(12)的大致中心區(qū)域處的第二寬度尺寸(D2)，以及所述切削刀片(12)的所有其它區(qū)域處的第三寬度尺寸(D3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述第二寬度尺寸(D2)大于所述第一寬度尺寸(D1)，而所述第一寬度尺寸(D1)大于所述第三寬度尺寸(D3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，具有所述第二寬度尺寸(D2)的所述切削刀片(12)的大致中心區(qū)域在所述切削刀片(12)的側(cè)視圖中為多邊形的形式，因而在各所述側(cè)面(24)上形成了突起多邊形(46)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述假想多邊形(36)具有與所述刀片軸線(A)重合的多邊形軸線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述突起多邊形(46)相對(duì)于所述刀片軸線(A)與所述假想多邊形(36)形成了一定的角度偏置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述規(guī)則的假想多邊形(36)是規(guī)則的假想五邊形(36)；所述切削刀片(12)具有五個(gè)對(duì)接部分(28，28′，28″)，各所述對(duì)接部分(28，28′，28″)靠在所述假想的規(guī)則五邊形上(36)的側(cè)邊(34)的一部分上；五個(gè)切削部分(32)以規(guī)則的間隔相互隔開(kāi)；所述突起多邊形(46)為突起五邊形(46)，各所述突起五邊形(46)具有比所述假想五邊形(36)更小的面積，各所述突起五邊形(46)相對(duì)于所述假想五邊形(36)形成一定的角度偏置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述刀槽(16，16′，16″)包括底面(18)，所述下方和上方支撐壁(20，22)從所述底面中大致直立地延伸，所述底面(18)與所述切削刀片上(12)的給定突起多邊形(46)相接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述切削刀具(10)還包括用于將所述切削刀片(12)固定在所述刀槽(16，16′，16″)中的螺釘(54)，所述螺釘(54)延伸穿過(guò)刀片通孔(56)，并與所述底面(18)中的螺紋容納孔(57)螺紋式接合；所述刀片通孔(56)在兩個(gè)相對(duì)的所述側(cè)面(24)之間延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述刀片通孔(56)在所述突起多邊形(46)之間延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述第一和第二對(duì)接部分(28)將所述切削刀片(12)分成兩個(gè)部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的金屬切削刀具(10)，其特征在于，所述第一部分包括操作用的切削部分(32′)以及處于所述操作用的切削部分(32′)兩側(cè)的兩個(gè)切削部分(32)，而所述第二部分包括兩個(gè)相鄰的切削部分(32)。
全文摘要
一種金屬切削刀具(10)，其具有固定在刀桿(14)的刀槽(16)中的可轉(zhuǎn)位的切削刀片(12)。切削刀片包括兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面(24)、在它們之間延伸的周邊表面(26)，以及多個(gè)切削部分(32)。周邊表面(26)具有多個(gè)對(duì)接部分(28)，各對(duì)接部分(28)位于一個(gè)假想規(guī)則多邊形的側(cè)邊的一部分上。多個(gè)切削部分(32)從該假想多邊形中向外延伸出來(lái)，其數(shù)量等于多邊形側(cè)邊的數(shù)量。各對(duì)接部分(28)位于兩個(gè)切削部分(32)之間。刀桿(14)包括有刀槽(16)，切削刀片(12)便固定在刀槽中，并且周邊表面(26)在兩個(gè)對(duì)接部分(28)處通過(guò)刀槽(16)的兩個(gè)支撐壁(20)而相接，支撐壁(20)固定在刀桿(14)上并形成為刀桿(14)的整體部分。
文檔編號(hào)B23B27/04GK1633343SQ03804048
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者J·弗里德曼, B·布克斯 申請(qǐng)人:伊斯卡有限公司