專利名稱：切削元件和裝備有至少一個(gè)切削元件的刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削元件，同時(shí)涉及一種帶有至少一個(gè)切削元件的刀具。
背景技術(shù)：
通常，參照下面將被簡(jiǎn)要說明的特定術(shù)語，描述通過去除材料或碎屑而工作的刀具(tool)的切削部件或切削元件的幾何形狀；本申請(qǐng)也使用依據(jù)下列定義的這些術(shù)語，其很大程度上是源自于A.Herbert Fritz and GünterSchulze的書《Fertigungstechnik》(5th Edition，2001，Springer Verlag/VDI.)。
該切削部件的“切面(face)”或“切削表面(chip surface)”或“切削面(cutting face)”是被去除的切屑在材料去除過程中從上經(jīng)過的表面?！皞?cè)面(flanks)”或“自由表面(free surfaces)”是所述切削部件的表面，其朝向產(chǎn)生在工件(workpiece)上的切削表面轉(zhuǎn)動(dòng)。切削線，由所述切面和側(cè)面的相交部分形成的一維結(jié)構(gòu)，是所述刀具的“切削刃(cutting edge)”?！爸髑邢魅?major cutting edge或main cutting edge)”對(duì)準(zhǔn)所述刀具在操作平面內(nèi)前進(jìn)的方向，而“次切削刃(minor cuttingedge或secondary cutting edge)”則不是。在一個(gè)“轉(zhuǎn)角(corner)”或“刀鼻(nose)”處，所述主切削刃和次切削刃與所述切面重合。在所述刀具的所述轉(zhuǎn)角通常進(jìn)行弧形倒角或斜面倒角。
相對(duì)于另一部件來說，所述切削部件的表面方向或位置決定“刀具角(tool angles)”，刀具角在所稱的刀具基準(zhǔn)系統(tǒng)(tool reference system)內(nèi)測(cè)量。所述刀具角因而表現(xiàn)了所述切削部件的幾何形狀特點(diǎn)，并對(duì)所述刀具的制造和保養(yǎng)有重要意義。為了表示切削或切屑去除過程，根據(jù)切削過程基準(zhǔn)系統(tǒng)中測(cè)量的“切削過程角(working angles)”來識(shí)別所述刀具角是重要的。所述刀具基準(zhǔn)系統(tǒng)不僅包括一個(gè)刀具基準(zhǔn)面，該基準(zhǔn)面通過切削刃尖，盡可能地垂直于假定的切削方向，并且依據(jù)所述刀具的一個(gè)平面、軸或刃被標(biāo)定方向，其在端銑削刀具(end milling cutter)中是旋轉(zhuǎn)軸；而且所述系統(tǒng)還包括一個(gè)切削刃平面，其和所述切削刃的基準(zhǔn)面一樣包含切削刃。在工作基準(zhǔn)系統(tǒng)中，刀具基準(zhǔn)面由被認(rèn)為是與切削的工作方向或有效方向垂直的工作基準(zhǔn)面所替換。在兩種基準(zhǔn)系統(tǒng)中的任一種內(nèi)，所述的三個(gè)平面是彼此垂直的。
在刀具基準(zhǔn)系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)切削過程最重要的角是對(duì)應(yīng)于介于切面和刀具基準(zhǔn)面之間的角度的傾斜角(rake angle)γ、對(duì)應(yīng)于介于切面和側(cè)面之間的角度的楔角(wedge angle)β、以及對(duì)應(yīng)于介于刀具的側(cè)面和切削刃面之間的角度的后角(clearance angle)或后向角(relief angle)α。所述三個(gè)角α、β和γ的總和是90°。其它重要的角是設(shè)置角或切削刃角κ，其所測(cè)量的是所述刀具的切削刃平面和在所述刀具基準(zhǔn)面內(nèi)的工作面之間的角度，還有坡口角度(included angle)ψ，其所測(cè)量的是與所述刀具基準(zhǔn)面內(nèi)的主要和次要切削刃相關(guān)的切削刃平面之間的角度。最后，在所述刀具切削刃平面內(nèi)的切削刃傾角(inclination angle)λ，被定義為介于切削刃和刀具基準(zhǔn)面之間的角度。
已知的切削技術(shù)，尤其銑加工技術(shù)使用帶有許多不同幾何形狀和外形的切削部件。特別是，一些部件被設(shè)計(jì)為可替換的并且能被使用多次；這些切削元件(或切削板、切削刀片)包括兩個(gè)或多個(gè)彼此大致相同或一致的切削區(qū)，并且依賴于現(xiàn)有相同的切削刃的數(shù)量，其能相對(duì)于承載元件轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，從而被多次使用。通常，在這種情況下，所述切削刃依據(jù)一個(gè)預(yù)先指定的n次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱配置，所以因?yàn)榇艘粚?duì)稱配置，所述切削部件在被旋轉(zhuǎn)通過一個(gè)預(yù)先指定的角度或該角度的整數(shù)倍時(shí)，與它自身先前所在的位置相一致。在兩個(gè)切削刃的情況下，通常，選擇一個(gè)180°的旋轉(zhuǎn)角；對(duì)于三個(gè)切削刃，所述旋轉(zhuǎn)角是120°，以及對(duì)于四個(gè)切削刃時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)角是90°，等等。就是說，通常旋轉(zhuǎn)角是360°/n，其中n表示對(duì)稱的整數(shù)次。被設(shè)計(jì)為以這種方式旋轉(zhuǎn)的一種切削刀片，具有n次對(duì)稱，在它必須最后被替換為其它刀片前，通過圍繞旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)n倍來使用它。依據(jù)應(yīng)用的類型，這種旋轉(zhuǎn)切削刀片的廣泛的不同的形式是已知的。某些具有線性導(dǎo)向的切削刃，其相交在所指出的轉(zhuǎn)角區(qū)域，然而，在其它情況下，所述刀具具有彎曲的切削刃，其對(duì)應(yīng)于所述切面和側(cè)面的一種扁平的或類似曲線的形狀，例如，這已知于專利US 4,294,565 A、EP 1 075 889 A1、DE 100 52 963 A1、DE 199 56 592 A1或EP 1 260 298 A1中。
文件US 4,294,565 A公開了一種用于精加工的隨銑刀(milling tool)一起使用的切削刀片(cutting insert)；該刀片包括彼此平行的兩個(gè)平面或斜面，并且包括在前斜面上的切削刃。在兩個(gè)斜面之間，形成了梯形的刃面，其被配置為和垂直于所述精加工刀片斜面的一個(gè)平面之間的夾角為銳角。因?yàn)槿忻鎯A向于此角度，在該刀片被配置在一個(gè)正的軸傾角(axialinclination)時(shí)，允許有一個(gè)后角，即，在所述切削板的放射狀的外側(cè)上的刀具旋轉(zhuǎn)方向上傾斜。所述前斜面和后斜面的外形為一個(gè)具有相同長(zhǎng)度側(cè)邊的多邊形，尤其一個(gè)正方形，并且因此具有帶四個(gè)主切削刃的四次軸對(duì)稱。這些主切削刃具有圓弧形狀，弧半徑比所述精加工刀片前斜面的寬度大幾倍。由于所述切削刃的這一圓形的凸曲率(convex curvature)，在所述切削板的轉(zhuǎn)角處存在一個(gè)偏移量(轉(zhuǎn)角下降x)，其值為所述切削刃的一個(gè)終點(diǎn)與相切于所述切削刃的中點(diǎn)(d)的一條線之間的距離。在此該已知的精加工刀片的側(cè)面，設(shè)置有凸起彎曲的凹痕(indents)，使得在位于所述刀具的主體上的凹坑(pocket)內(nèi)將刀片夾住。在根據(jù)專利US4,294,565 A的這種已知的精加工刀具情況中，用于銑或切削的部件不是所述切削板的一個(gè)轉(zhuǎn)角區(qū)域，而是環(huán)繞所述切削刃的中心點(diǎn)的正方形基本結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域。
專利文獻(xiàn)DE 100 52 963 A1中公開的端面銑和切削刀具帶有幾個(gè)可更換的切削板，其被可釋放地固定在位于刀具的一個(gè)桿狀主體上的切削板插座內(nèi)?？筛鼡Q的切削板是多邊形板，其中各都在其中至少一部分內(nèi)包括一個(gè)角部切削刃，在主刀具體的前端部分上的臨近角部切削刃處設(shè)置的一個(gè)曲線切削刃，以及一個(gè)周緣的切削刃，其設(shè)置在主刀具體的一個(gè)外部側(cè)面上的角部切削刃的另一側(cè)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，使得曲線切削刃從轉(zhuǎn)角主刀具體的前端部分向前伸出，并且該周緣切削刃在朝向主刀具體的一個(gè)軸的方向上向后延伸。該曲線切削刃具有一個(gè)固定的曲率半徑，因此具有恒定的曲率。該角部切削刃同樣具有一個(gè)固定的曲率半徑，并因此具有恒定的曲率。該角部切削刃的曲率半徑比曲線切削刃的曲率半徑小。周緣切削刃為線性結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)DE 199 56 592 A1中公開了一種用于球形銑刀的切削板，其具有一個(gè)在一個(gè)大致的徑向平面內(nèi)延伸并且設(shè)置于切削面上的主切削刃，一個(gè)大體上軸向、向后和部分徑向向外延伸的次切削刃，及位于主次切削刃之間連接處的一個(gè)角部切削刃，如在切削板的上表面的俯視圖中所示，其具有特定的倒角半徑；次切削刃的半徑明顯大于角部切削刃的半徑并且小于提供切削板的銑刀直徑的兩倍。切削刃的曲率半徑以及相應(yīng)的曲率在所有情況都是常數(shù)。
專利文獻(xiàn)EP 1 075 889 A1公開了一種切削刀片，其具有兩個(gè)彼此相對(duì)排列的主切削刃和連接主切削刃的兩個(gè)次切削刃，這樣，切削刃角是在3°到35°之間。主切削刃為拱形，而次切削刃被成形為一條弧線或一條直線并且相對(duì)于該切削刀片的中心軸向后傾斜。此已知的切削刀片包括帶有拱形主切削刃的兩個(gè)轉(zhuǎn)角區(qū)域，從而表現(xiàn)出兩次對(duì)稱，能被使用兩次。此外，此文件還公開了一個(gè)帶有三次對(duì)稱的切削刀片，即具有三個(gè)帶有主切削刃的轉(zhuǎn)角區(qū)域，因此其可被使用三次。
最接近本申請(qǐng)目的的現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為是來自日立(Hitachi)的專利文獻(xiàn)EP 1 260 298 A1中的技術(shù)。此EP 1 260 298 A1公開了一種用于通過去除材料來工作的旋轉(zhuǎn)刀具的可更換的切削刀片。該切削刀片具有一個(gè)正方形的正面以及一個(gè)正方形的、平面的背面，還有在介于切削面和后側(cè)面之間的側(cè)面上的一個(gè)弧形側(cè)面區(qū)域。此已知的切削刀片有一個(gè)所稱的正類型的配置，其中一個(gè)向外的曲線刃邊位于所述切削面和側(cè)面區(qū)域之間，以作為切削刃。術(shù)語“正類型”被用于描述一種這樣的切削刀片，其自身已經(jīng)包括了一個(gè)位于切削刃上、用于切削過程的后角。這樣，該刀片能被安裝至旋轉(zhuǎn)刀具主體上的相關(guān)凹槽內(nèi)，在各側(cè)面區(qū)域的中部有一個(gè)平面區(qū)域，其不接觸切削刃而延伸至更低，或延伸至背面。一個(gè)由向外彎曲的刃邊形成的主切削刃在一個(gè)圓形路線上從它的最低點(diǎn)延伸到刀具的外圍。該向外彎曲刃邊的半徑是在刀片內(nèi)標(biāo)記的圓周直徑的0.6-1.6倍，并且總計(jì)在11mm和15mm之間。
根據(jù)文件EP 1 260 298 A1的記載，其中所描述的切削刀片減小了在切削過程中所施加的力并因此延長(zhǎng)了該刀片的工作壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是公開一種切削元件，其中，相對(duì)于由專利EP 1260 298 A1所公開的刀片，切削力被更進(jìn)一步的改善，本發(fā)明的目的還包括公開一種帶有至少一個(gè)這樣的切削元件的刀具。
根據(jù)權(quán)利要求1的切削元件(或切削板，切削刀片)，包括一個(gè)第一表面，尤其是端面，以及至少一個(gè)側(cè)面，該側(cè)面和該第一表面相交(或會(huì)合，彼此鄰接)在一個(gè)邊緣區(qū)域(或周邊區(qū)域)，并且在此邊緣區(qū)域內(nèi)至少形成一個(gè)切削刃。根據(jù)本發(fā)明，各切削刃相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸被大致地凸起彎曲，以此方式，它的曲率在一個(gè)預(yù)先指定的圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上嚴(yán)格地單調(diào)地增加。由于曲率上嚴(yán)格地單調(diào)地增加，在第二切削刃尖處的曲率在預(yù)先指定的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上緊隨在一個(gè)第一切削刃尖后，在第二切削刃尖處的曲率總是大于在第一切削刃尖處的曲率。
根據(jù)本發(fā)明的這些措施，具有如下優(yōu)勢(shì)，第一，在一個(gè)給定的預(yù)先指定的插入或結(jié)合深度，所述深度在朝向工件的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之前由該刀具的縱向進(jìn)給決定，操作或切削刃的插入或結(jié)合長(zhǎng)度，即在切削過程中將與工件接觸的切削刃的長(zhǎng)度，比從專利EP 1 260 298 A1所知的對(duì)應(yīng)切削元件短，這是因?yàn)樵诒景l(fā)明中逐漸增加了切削刃的曲率。結(jié)果，相比于專利EP 1 260 298 A1，所施加的切削或屑片去除力，引入的熱量和振蕩的趨勢(shì)都被減小，并且工作壽命進(jìn)一步地增加。此外，在小結(jié)合深度的情況下，例如，在修平或精加工過程中，切削刃在一個(gè)小曲率或接近直線的區(qū)域內(nèi)是有效的，其使得具有最小結(jié)合深度，能獲得高質(zhì)量和平滑的工件表面，或者通過縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)獲得高質(zhì)量的溝槽，即使在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)也是如此。
然而，因?yàn)槠湓黾恿饲剩撉邢魅性诖蟛迦肷疃葧r(shí)進(jìn)也能有效工件，比如應(yīng)用在初級(jí)修平或粗加工中，使得帶有給定外部尺寸的一個(gè)切削元件能有更大的插入深度，或?qū)τ谝粋€(gè)給定的插入深度，該切削元件相比于從專利EP 1 260 298 A1中所知的切削元件來說能具有更小的外部尺寸。因而根據(jù)本發(fā)明的切削元件是非常適于最終或初始的修平工序。
通過閱讀從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求，該切削元件的有利的實(shí)施例、進(jìn)一步的改進(jìn)和應(yīng)用將變得顯而易見。
為了得到用于多種用途一個(gè)切削元件，在一個(gè)特別有益的實(shí)施例中，至少兩個(gè)切削刃被安置在邊緣區(qū)域，并且它們具有完全相同的配置(或是彼此相互一致的)，使得在該切削元件被以一個(gè)預(yù)先指定的轉(zhuǎn)動(dòng)角繞它的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些切削刃變成互相占據(jù)彼此的位置(或在所有情況下，位于另一切削刃先前所在的位置)，并且與在此位置的先前切削刃在形狀上相適合或一致。根據(jù)示出在一個(gè)邊緣區(qū)域的切削刃的數(shù)量，通過將其取下、繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)并再次插入該切削元件，一個(gè)切削元件能被使用多次，這是因?yàn)樗鲂D(zhuǎn)導(dǎo)致先前的切削刃已經(jīng)被另一個(gè)現(xiàn)在被用于材料去除的切削刃所替換。
彼此完全相同的切削刃通常提供作為主切削刃。
在一個(gè)實(shí)施例中，在所有情況下，切削刃之間的邊緣區(qū)域包括中間區(qū)，其并不是作為(主)切削刃而設(shè)置和/或特別地其包括有或就是轉(zhuǎn)角區(qū)域。該切削刃和相鄰的中間區(qū)彼此連續(xù)的結(jié)合(或會(huì)合在一點(diǎn))，優(yōu)選地以一種導(dǎo)數(shù)連續(xù)的方式(或平滑的，或在會(huì)合點(diǎn)的兩側(cè)具有相同的斜率)。
在切削刃的一個(gè)可供選擇的有益的實(shí)施例中，其也根據(jù)權(quán)利要求5被以獨(dú)立權(quán)利要求的形式記載，所述邊緣區(qū)域包括至少兩個(gè)曲線部分，其彼此完全相同、一個(gè)緊隨另一個(gè)、并且連續(xù)地結(jié)合或會(huì)合，優(yōu)選地是導(dǎo)數(shù)連續(xù)地彼此結(jié)合；各完全相同的曲線部分都相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸被大致地凸起彎曲，并且在一個(gè)共有的預(yù)先指定的圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上，各完全相同的曲線部分的曲率嚴(yán)格地單調(diào)增加。優(yōu)選地，在這種情況中，一個(gè)完全相同的切削刃被安排在各曲線部分，或各曲線部分大體上對(duì)應(yīng)一個(gè)切削刃。
切削刃或包括切削刃的曲線部分的凸起的單調(diào)增加的曲率，能至少應(yīng)用在與轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的一個(gè)坐標(biāo)平面內(nèi)，或投影在垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影平面上，所述曲率帶有至少在一個(gè)特定的定義范圍或數(shù)值范圍內(nèi)表現(xiàn)出這種特性的基本函數(shù)特性，或者其也能是以連續(xù)的方式，優(yōu)選為導(dǎo)數(shù)連續(xù)的方式，由單獨(dú)的分段曲線或函數(shù)組成，例如通過插值，從而獲得一個(gè)帶有所需變化曲率的整個(gè)曲線。
下面是此處所引用的作為基本函數(shù)的有益的實(shí)施例，但沒有一般性的限制。
●整數(shù)有理函數(shù)或多項(xiàng)式，尤其是作為一個(gè)特例的一個(gè)拋物線函數(shù)，在此情況中，優(yōu)選地每一切削刃結(jié)束于拋物線的頂點(diǎn)；●分?jǐn)?shù)有理函數(shù)或兩個(gè)多項(xiàng)式的商，尤其是作為一個(gè)特例的一個(gè)雙曲線函數(shù)，在此情況中，優(yōu)選地各切削刃結(jié)束于雙曲線的頂點(diǎn)；●擺線函數(shù)●橢圓函數(shù)●三角函數(shù)，尤其是正切或類正切函數(shù)、或正弦或類正弦函數(shù)；●指數(shù)函數(shù)●螺旋函數(shù)，尤其是一個(gè)對(duì)數(shù)螺旋、一個(gè)雙曲螺旋或一個(gè)阿基米德螺旋。
對(duì)于邊緣區(qū)域和它的切削刃或曲線部分的形狀的可用性來說，同樣可能和相等的數(shù)值，是通過對(duì)先前的函數(shù)進(jìn)行雙映射或轉(zhuǎn)動(dòng)和/或?qū)ζ浜瘮?shù)圖形進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到，例如反函數(shù)(比如，對(duì)數(shù)函數(shù)與指數(shù)函數(shù)、平方根函數(shù)與拋物線函數(shù)、反正切函數(shù)與正切函數(shù))，或轉(zhuǎn)換函數(shù)(比如余弦到正弦，等等)。
可在邊緣區(qū)域內(nèi)設(shè)置奇數(shù)n個(gè)完全相等的的切削刃或曲線部分，在此情況中，n等于或大于1，尤其是3或5。相應(yīng)地，切削刃的對(duì)稱性能隨后通過一個(gè)繞著360°/n的轉(zhuǎn)動(dòng)角的轉(zhuǎn)動(dòng)來描述，即，在三次對(duì)稱中該角是120°。
同樣，在邊緣區(qū)域內(nèi)的完全相同的切削刃或曲線部分的數(shù)目也能是一個(gè)偶數(shù)，其等于或大于2，尤其是4或6。那么，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱，轉(zhuǎn)動(dòng)角360°/n在四次對(duì)稱的情況下是90°，或在六次對(duì)稱的情況下是60°。
在一個(gè)特別的實(shí)施例中，至少該邊緣區(qū)域相對(duì)于一個(gè)包含轉(zhuǎn)動(dòng)軸的對(duì)稱面是至少近似鏡像對(duì)稱，或相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸是至少軸對(duì)稱的。這些額外的對(duì)稱，尤其能與帶有偶數(shù)個(gè)切削刃或曲線部分的實(shí)施例相結(jié)合，和/或與n是偶數(shù)的n次軸對(duì)稱的實(shí)施例相結(jié)合。
在一個(gè)特別有益的實(shí)施例中的邊緣區(qū)域的切削刃或曲線部分被構(gòu)造成其是平滑的或是導(dǎo)數(shù)連續(xù)。單獨(dú)切削刃或曲線部分的平滑形式，以及他們的至少連續(xù)和同樣優(yōu)選的平滑過渡，確保在切削刃上的磨損很少。
邊緣區(qū)域的切削刃或曲線部分也能是多個(gè)單獨(dú)的分段曲線的一個(gè)組合，這些單獨(dú)的分段曲線彼此連續(xù)地結(jié)合并優(yōu)選地以是導(dǎo)數(shù)連續(xù)的方式結(jié)合。
在一個(gè)特例中，該切削元件的有益的進(jìn)一步發(fā)展是，通過第二表面與側(cè)面的相交，一個(gè)邊緣區(qū)域也可以形成在一個(gè)遠(yuǎn)離第一表面的第二表面上。
此輔助的邊緣區(qū)域，在一個(gè)有益的進(jìn)一步發(fā)展中，同樣包括至少一個(gè)切削刃或至少兩個(gè)曲線部分，在此情況下，每一切削刃或曲線部分參照于穿過該切削元件的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸被大致地凸起彎曲。因此，在輔助的邊緣區(qū)域內(nèi)的切削刃也能被使用，并且該切削元件能被使用相應(yīng)的更多的次數(shù)。
特別地，此輔助的邊緣區(qū)域優(yōu)選地是實(shí)質(zhì)上完全相同于由第一表面和側(cè)面形成的邊緣區(qū)域；尤其，和第一邊緣區(qū)域內(nèi)一樣，所述助的邊緣區(qū)域所包括的相同的切削刃或曲線的數(shù)量、安排和配置和在第一邊緣區(qū)域內(nèi)的情況一樣。總的切削刃的數(shù)目因而被加倍，這就是切削元件所能被使用的次數(shù)。
作為一個(gè)可選的或附加的特征，該輔助的邊緣區(qū)域是第一邊緣區(qū)域相對(duì)于位于第一表面和第二表面之間的一個(gè)鏡像對(duì)稱面的一個(gè)鏡像，并且其垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸。特別地，在由第二表面和側(cè)面形成的輔助的邊緣區(qū)域內(nèi)，與切削刃或曲線部分的曲率相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與在由第一表面和側(cè)面形成的邊緣區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相同的。當(dāng)切削元件被旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，通常帶有該切削元件的刀具必須被改變成向右旋轉(zhuǎn)，而不是向左旋轉(zhuǎn)，或與之相反。
所以，帶有切削元件的刀具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不需被改變，兩個(gè)二者擇一的特別有益的進(jìn)一步開發(fā)方案被提出，其也能被組合應(yīng)用。在這些進(jìn)一步開發(fā)中的第一個(gè)情況中，由第二表面和側(cè)面形成的該輔助的邊緣區(qū)域，其形成過程如下，通過相對(duì)于位于第一表面和第二表面之間的一個(gè)第一鏡像對(duì)稱面對(duì)所述第一邊緣區(qū)域進(jìn)行鏡面反射(或鏡像)，所述鏡像對(duì)稱面垂直垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸，隨后相對(duì)于一個(gè)包含轉(zhuǎn)動(dòng)軸第二鏡像對(duì)稱面作鏡面反射(或鏡像)，和/或通過繞垂直垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)對(duì)稱軸將第一邊緣區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在這些進(jìn)一步開發(fā)的第二種情況中，決定由第二表面和側(cè)面形成的輔助的邊緣區(qū)域內(nèi)的刀刃或曲線部分的曲率的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，與由第一表面和側(cè)面形成的邊緣區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相反的。
作為一個(gè)整體的該切削元件，還能相對(duì)于位于第一表面和第二表面之間并垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)對(duì)稱面是實(shí)質(zhì)上鏡面對(duì)稱的。
為了能被安裝進(jìn)一個(gè)刀具的承載體內(nèi)，在一個(gè)有益地進(jìn)一步開發(fā)方案中，該切削元件包括至少一個(gè)支撐面，優(yōu)選地包括對(duì)應(yīng)于切削刃或曲線部分?jǐn)?shù)目的多個(gè)支撐面，利用此方式，在處于裝載狀態(tài)時(shí)，它被固定或置于該刀具的一個(gè)承載體上的一個(gè)基座內(nèi)。在一個(gè)兩個(gè)邊緣區(qū)域或表面上都具有切削刃的實(shí)施例中，各支撐面被形成在介于兩個(gè)邊緣區(qū)的側(cè)面上。在僅一個(gè)表面上有切削刃的實(shí)施例中，各支撐面能空間上與第一表面上的邊緣區(qū)域分離，并且能延伸直到第二表面，或通向它的邊緣區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，各支撐面由一個(gè)或多個(gè)平面的區(qū)域組成。如果側(cè)面是曲面，并且它的曲率至少主要的與第一表面和第二表面上的邊緣區(qū)域的曲率相一致，也可設(shè)置曲面狀的支撐面。此外，各支撐面優(yōu)選地形成在側(cè)面上的一個(gè)凹槽內(nèi)，即，從環(huán)繞的側(cè)面向內(nèi)偏離的一種結(jié)構(gòu)。
通常，該邊緣區(qū)域，尤其是它的切削刃，在第一表面上形成大致位于一個(gè)平面內(nèi)的曲線。類似的，該輔助的邊緣區(qū)域(如果有的話)在第二表面上是平面的。位于第一表面和/或第二表面上的各邊緣區(qū)域，能包括一個(gè)座圈或倒角，尤其用于增加楔角或減小在切削刃上的負(fù)荷。
為了將切削元件固定到一個(gè)切削刀具的一個(gè)承載體上，在進(jìn)一步發(fā)展中的該切削元件，包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過其中的中心開孔或貫穿通孔；此通孔優(yōu)選地用于容納一個(gè)固定裝置，尤其是一個(gè)固定螺釘。然而，該切削元件也能額外地或可選地被從外側(cè)通過一個(gè)或多個(gè)鉗制楔夾持在其位置上。
第一表面和/或第二表面，在與邊緣區(qū)域相鄰的區(qū)域內(nèi)，以一個(gè)固定角向內(nèi)傾斜延伸，即分別朝向第二或第一表面，并且因而在邊緣區(qū)域內(nèi)相應(yīng)地以一個(gè)銳角傾斜向側(cè)面。結(jié)果，該邊緣區(qū)域有一個(gè)尖角結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的具有一個(gè)帶尖銳角的切削刃。特別地，在邊緣區(qū)域和支撐面之間，第一表面和/或第二表面包括，一個(gè)圓周的凹坑或凹槽以引導(dǎo)屑片離開或作為一個(gè)導(dǎo)屑刃。
通常，一個(gè)工件被利用一個(gè)第一表面和側(cè)面之間的邊緣區(qū)域內(nèi)的切削刃進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，第一表面是切削表面，而側(cè)面是刀具側(cè)面。相應(yīng)地，對(duì)于利用一個(gè)第二表面和側(cè)面之間的邊緣區(qū)域內(nèi)的切削刃對(duì)一個(gè)工件進(jìn)行機(jī)械加工，通常，該第二表面是切削面，而側(cè)面是刀具側(cè)面。
此處，切削元件可以是正類型的，包括一個(gè)在切削面和側(cè)面之間的后角，可選地，該切削元件能可以是負(fù)類型的，即，在切削面和側(cè)面之間沒有后角(0°)，在此情況中，通常在切削元件被安裝在刀具內(nèi)時(shí)設(shè)置一個(gè)后角。
根據(jù)本發(fā)明的切削元件能由各種切削或加工材料制成。用于切削元件的較佳的材料是高速鋼材料或含有碳、鎢、鉬、釩和/或鈷等類似合金元素的高合金刀具鋼。這些高速剛或HSS鋼的硬度通過在碳與碳化物形成合金金屬之間形成碳化物而增加。此外，硬化材料比如碳化鈦或氮化鈦能作為涂層被應(yīng)用于切削元件，以增加它的耐磨損性能。另一個(gè)能被使用的材料是硬質(zhì)合金，其通常由包括用于獲得硬度的包括金屬碳化物的物質(zhì)和決定韌性的粘合金屬的物質(zhì)的燒結(jié)體系組成。硬度通常由碳化鎢、碳化鈦和碳化鉭以及碳化鈮來提供。粘合金屬可以是鈷、鎳、或鉬。具有很少碳化鎢的硬質(zhì)合金也能被使用；這些所稱的金屬陶瓷基于鈦碳氮化合物。即使當(dāng)一個(gè)切削元件由硬質(zhì)合金制成時(shí)，可以提供一個(gè)涂層以增加它的抗磨損性能。理論上切削板也可以由一種切削陶瓷制品、一種氮化硼，尤其立方體晶的氮化硼(CBN)或鉆石(尤其是多晶線性鉆石PCD)組成。多晶立方氮化硼或多晶鉆石也能被用作一種涂層而用在由硬金屬制成的基體上。
根據(jù)該發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)切削元件通常被應(yīng)用在一個(gè)刀具內(nèi)，尤其一種材料去處的刀具，其帶有一個(gè)能繞刀具軸旋轉(zhuǎn)或被旋轉(zhuǎn)的承載體，以及具有用于各切削元件的基座，使得該切削元件被優(yōu)選為可釋放地附在其上，尤其在傾向于多次使用各切削元件時(shí)，但其也能不可釋放地固定在其上，例如，通過焊接。該刀具優(yōu)選的是一種銑刀，尤其一種端銑刀。


下面，參照示例性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述，該描述參照如下附圖，其中圖1是僅在一個(gè)表面上帶有切削刃的切削元件的第一實(shí)施例的一個(gè)透視圖；圖2是切削元件的一個(gè)邊緣區(qū)域的一個(gè)示例性實(shí)施例的俯視圖，所述切削元件帶有四個(gè)橢圓形切削刃；圖3是切削元件的一個(gè)邊緣區(qū)域的另一個(gè)示例性實(shí)施例的俯視圖，其中所述切削刃具有一個(gè)呈雙曲線的形狀；圖4是切削元件的一個(gè)邊緣區(qū)域的另一個(gè)示例性實(shí)施例的俯視圖，其中的曲線部分有一個(gè)呈拋物線的形狀；圖5是切削元件的一個(gè)邊緣區(qū)域的另一個(gè)示例性實(shí)施例的俯視圖，其中切削刃具有一個(gè)呈螺旋形的形狀；圖6是一個(gè)切削元件的透視圖，其中，在兩個(gè)表面上的切削刃設(shè)置為朝向相同的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；圖7是另一個(gè)切削元件的透視圖，其中在兩個(gè)表面上的切削刃具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；圖8是已裝配了兩個(gè)切削元件的一種材料去除刀具的透視圖；
圖9是根據(jù)圖8的刀具在其被繞它的轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)90°后的一個(gè)透視圖；圖10示出了根據(jù)圖8和9的刀具從下面或從前面觀察的透視圖；圖11示出了一個(gè)帶有五個(gè)切削刃的切削元件的透視圖；以及圖12是一個(gè)切削元件的透視圖，其在兩個(gè)表面上的切削刃具有相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
圖1-圖12都是示意性的，并且它們中的相同附圖標(biāo)記被用于表示相對(duì)應(yīng)的部件和數(shù)量。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一個(gè)切削元件2，其帶有在圖1中表現(xiàn)為上表面的一個(gè)第一表面20，以及位于相對(duì)側(cè)即圖1中的底面上的一個(gè)第二表面21，還包括環(huán)繞通過該元件的圓周的一個(gè)側(cè)面23。在側(cè)面23鄰接第一表面20處，存在一個(gè)邊緣區(qū)域24，其對(duì)應(yīng)于表面20與側(cè)面23的相交線。在這個(gè)邊緣區(qū)域24，有一個(gè)近似的正方形基本形狀，設(shè)置有四個(gè)主切削刃，主要是切削刃11、12、1 3、14，其中的各都通過中間區(qū)15、16、17和18與下一個(gè)分隔開來，中間區(qū)15、16、17和18組成了邊緣區(qū)域24的轉(zhuǎn)角區(qū)。切削刃11、12、13和14相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸A形成四次對(duì)稱，旋轉(zhuǎn)軸A穿過位于切削元件2中心的一個(gè)開口50，使得在切削元件2被旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，切削刃11與切削刃12重合，照例，切削刃12和切削刃13、切削刃13和切削刃14、以及切削刃14和切削刃11都分別重合。結(jié)果，切削元件2通過繞軸A旋轉(zhuǎn)能被使用四次。
切削刃11至14相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸A都是凸形彎曲的，使得其曲率在圍繞軸A的旋轉(zhuǎn)方向上連續(xù)地或單調(diào)地增加，所述旋轉(zhuǎn)方向如D所示。例如，切削刃11的曲率從中間區(qū)18到中間區(qū)15之間連續(xù)增加，切削刃12的曲率從中間區(qū)15到中間區(qū)16之間連續(xù)增加，等等。
在第一表面20上，緊鄰邊緣區(qū)24，設(shè)置有一個(gè)環(huán)行槽(annular groove)或凹槽(recess)25，其以一個(gè)銳角傾向所述邊緣區(qū)24并因此能形成一個(gè)鋒利的切削刃。開口50被一個(gè)環(huán)繞區(qū)域26所包圍，該環(huán)繞區(qū)域26鄰接于凹槽25并帶有一個(gè)向上突出的平面。該開口50向內(nèi)錐形地減小，使得它具有類似圓錐形或喇叭形的形狀，并因此適于和一個(gè)固定螺釘?shù)念^部接觸或?qū)⑺鼔涸谄渖?，固定螺釘?shù)念^部是通過開口50引入，從而將切削元件2固定在一個(gè)刀具上。為了連接至所述刀具，該切削元件2額外地包括在側(cè)面23上低于邊緣區(qū)24的四個(gè)凹槽或鋸齒狀缺口，以形成位于各所述切削刃11-14之下的四個(gè)支撐面。這里所示出的視圖中，僅支撐面33和34能夠被看到。每一支撐面，尤其33和34，向下延伸直到所述第二表面21，使得該切削元件能被向下移動(dòng)，即，在從第一表面20到第二表面21的方向上向下移動(dòng)，從而被插入進(jìn)刀具主體上的一個(gè)底座內(nèi)。所述支撐面，尤其33和34，是平面的，并優(yōu)選地設(shè)置成平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸A。
切削刃11-14的突起的、單調(diào)增加的曲率是依據(jù)基本函數(shù)而制造的，這樣的一些例子顯示在圖2-5中。
在圖2中，邊緣區(qū)域24是由四個(gè)曲線部分41-44組成，它們?nèi)勘舜送耆粯硬⒃谶^渡點(diǎn)P1-P4處彼此平穩(wěn)地結(jié)合。在圖2所示的例子中，曲線部分41-44中各都被制成橢圓形，而在圖3中，各自的形狀都是一個(gè)雙曲線，在圖4中，是一個(gè)拋物線，以及在圖5中，是一個(gè)雙曲螺旋線。
在根據(jù)圖4的拋物線函數(shù)的一個(gè)例子中，過渡點(diǎn)P1-P4被較佳的定位于接近拋物線的頂點(diǎn)S1-S4，即，在每一曲線中曲率最小的點(diǎn)。
圖6和7各都示出了一個(gè)改進(jìn)的切削元件6的一個(gè)實(shí)施例，切削元件6同樣在第一表面60和側(cè)面63彼此相接的邊緣區(qū)域64內(nèi)具有四個(gè)切削刃71-74，但此外還在第二表面61具有另四個(gè)切削刃81-84。分別帶有邊緣區(qū)域64和67的該兩個(gè)表面60和61的結(jié)構(gòu)非常對(duì)稱或類似，并且除切削刃以外，類似于圖1所示的實(shí)施例，還分別包括一個(gè)凹槽65或68，還分別包括環(huán)繞開口90的臨近于邊緣區(qū)域的一個(gè)支撐面66或69。在兩個(gè)表面60和61之間，近似的在側(cè)面63的中間，為每一切削刃形成一個(gè)接觸或支撐面，即，在這種情況下為四個(gè)這樣的表面；在圖6所示的例子中，每一接觸面具有一個(gè)由兩個(gè)傾斜開口面所形成的V形橫截面(這里僅接觸面93和94可見)，然而，在圖7所示的實(shí)施例中，該構(gòu)造采用凹槽嵌入側(cè)面63的形式，其中各都在它的底部有一個(gè)平坦的向外開放并平行于切線方向的接觸表面(在四個(gè)接觸表面中，僅兩個(gè)表面92和93在圖7中可見)。
圖8到圖10示出了一種通過材料去除來工作的刀具，例如，一種端面銑削刀具，其帶有根據(jù)圖8所示結(jié)構(gòu)的并且在前端固定于刀具頭的兩個(gè)切削元件6和8。切削元件6和8相對(duì)于刀具的轉(zhuǎn)軸R彼此分開大約180°，通過相應(yīng)的固定螺釘36和38，各切削元件各被分別固定在刀具的承載體3相應(yīng)的基座5或7內(nèi)，。一個(gè)凸起物55或75分別地從承載體3延伸進(jìn)入包含接觸表面的凹槽內(nèi)，從而輔助將一個(gè)切削元件固定和裝配到基座5或7上固定和裝配。
在圖8中示出了安裝角(setting angle)κ，在圖9中示出了前角(rakeangle)γ和后角(clearance angle)α，并且在圖10中示出了徑向角(radialangle)ξ。
圖11示出了一種切削元件9，其帶有五個(gè)切削刃，此處為在一個(gè)不間斷的平面100上的五個(gè)曲線部分95-99，，并且還帶有與平面100相對(duì)的作為支撐面的面101，以及位于前兩個(gè)表面之間的一個(gè)側(cè)面102。根據(jù)圖11的該切削元件9是正類型的，也就是說，它包括一個(gè)在帶有切削刃95-99的表面100與該側(cè)面102之間的一個(gè)后角α。在此實(shí)施例中，該切削元件9不包括用于一個(gè)螺釘?shù)囊粋€(gè)開口，這樣，為了連接至刀具上的一個(gè)基座，它被一個(gè)或多個(gè)楔狀物夾住，尤其是在表面100和表面101上。
在圖12中示出了一個(gè)切削元件10，其包括通過一個(gè)側(cè)面115相互連接的兩個(gè)平坦表面110和120，以及用于固定螺釘?shù)囊粋€(gè)中心開口。在第一表面110和側(cè)面115之間的邊緣區(qū)域內(nèi)，存在四個(gè)完全相同的切削刃111-114，它們的凸曲率順時(shí)針方向增加，即，圖中所示的轉(zhuǎn)動(dòng)方向D。在相對(duì)的邊緣區(qū)域內(nèi)，在第二表面110和側(cè)面115之間，形成了另外四個(gè)完全相同的切削刃，這里，僅其中兩個(gè)122和123是可見的；這些切削刃的凸曲率在轉(zhuǎn)動(dòng)方向D’上增加，轉(zhuǎn)動(dòng)方向D’與方向D相反，即是逆時(shí)針方向。帶有切削刃111-114的邊緣區(qū)域與帶有切削刃122和123連同另兩個(gè)切削刃(未示出)的邊緣區(qū)域是連續(xù)的，在圍繞與軸A垂直的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°的情況下，即在彼此垂直的鏡象面內(nèi)兩次反射，這樣，對(duì)一個(gè)給定的刀具轉(zhuǎn)動(dòng)方向，尤其根據(jù)圖8至圖10的一個(gè)方向，圍繞它的刀具軸，該切削元件10能通過轉(zhuǎn)過180°而被使用四次。
根據(jù)圖12的切削元件優(yōu)選地被設(shè)計(jì)用于一個(gè)左旋的刀具，對(duì)于右旋的刀具，切削刃將會(huì)相對(duì)它們的曲率配置被反轉(zhuǎn)，這樣轉(zhuǎn)動(dòng)方向D和D’實(shí)際上被彼此交換。
List of reference numerals圖例2 Cutting element 切削元件3 Carrier body 承載體4 Tool 刀具5 Seating 基座6 Cutting element 切削元件7 Seating 基座8，9，10 Cutting element 切削元件11 to 14 Cutting edge 切削刃15 to 18 Intervening region 中間區(qū)域20，21 Surface 表面23 Lateral surface 側(cè)面24 Marginal region 邊緣區(qū)域25 Recess 凹槽26 Bearing surface 支撐面27 Marginal region 邊緣區(qū)域31 to 34 Bearing region 支撐區(qū)
36，38 Screw 螺釘41 to 44 Curve section 曲線部分50 Opening 開口55 Projection 凸起60，61 Surface 表面63 Lateral surface 側(cè)面64 Marginal region 邊緣區(qū)域65 Recess 凹槽66 Bearing surface 支撐面67 Margina region 邊緣區(qū)域68 Recess 凹槽69 Bearing surface 支撐面71 to 74 Cutting edge 切削刃75 Projection 凸起81 to 84 Cutting edge 切削刃90 Opening 開口91 to 94 Contact surface 接觸面95 to 99 Cutting edges 切削刃100，101 Surface 表面102 Lateral surface 側(cè)面110 Surface 表面111 to 114 Cutting edge 切削刃115 Lateral surface 側(cè)面120 Surface 表面122，123 Cutting edge 切削刃
190 Opening 開口A Axis of rotation 轉(zhuǎn)動(dòng)軸D，D’Direction of rotation 轉(zhuǎn)動(dòng)方向α，κ，γ，ξ Angles 角度
權(quán)利要求
1.切削元件，包括a)一個(gè)第一表面(20)，以及b)至少一個(gè)側(cè)面(23)，c)其中，所述側(cè)面和所述第一表面在一個(gè)邊緣區(qū)域(24)彼此鄰接，d)其中，在所述邊緣區(qū)域形成了至少一個(gè)切削刃(11-14)，e)其中，各切削刃都參照穿過所述切削元件的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(A)實(shí)質(zhì)上凸起彎曲，f)其中，各切削刃的曲率都在一個(gè)預(yù)先指定的圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(D)上嚴(yán)格地單調(diào)增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削元件，其中各切削刃都被提供或使用作為一個(gè)主切削刃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的切削元件，其中在邊緣區(qū)域，有至少兩個(gè)構(gòu)造為彼此完全相同的切削刃，使得在所述切削元件被圍繞它的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)預(yù)先指定的轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)，各切削刃進(jìn)入另一個(gè)切削刃先前的一個(gè)位置，并且與這一其它的切削刃完全相同。
4.根據(jù)前述的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述切削刃通過所述邊緣區(qū)域的中間區(qū)彼此相連，所述中間區(qū)并不是被提供作為主切削刃，和/或所述區(qū)域包括轉(zhuǎn)角區(qū)域，或優(yōu)選地就是轉(zhuǎn)角區(qū)域，此外，所述切削刃和所述相鄰的中間區(qū)連續(xù)地彼此結(jié)合，優(yōu)選地，其是導(dǎo)數(shù)連續(xù)地結(jié)合。
5.切削元件，尤其根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，包括a)一個(gè)第一表面，以及b)至少一個(gè)側(cè)面，c)其中所述側(cè)面和所述第一表面在一個(gè)邊緣區(qū)域彼此鄰接，d)其中所述邊緣區(qū)域包括至少兩個(gè)彼此完全相同的連續(xù)的曲線部分，e)其中所述各完全相同的曲線部分相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸實(shí)質(zhì)上凸起彎曲，以及f)所述各完全相同的曲線部分的曲率在一個(gè)預(yù)先指定的圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上嚴(yán)格地單調(diào)增加，以及g)所述曲線部分連續(xù)地彼此結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5引用權(quán)利要求1-4中之一時(shí)所述的切削元件，其中所述切削刃之一被配置在各曲線部分，或各曲線實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于一個(gè)切削刃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的切削元件，其中所述曲線部分以一種導(dǎo)數(shù)連續(xù)的方式彼此結(jié)合。
8.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分被構(gòu)造為平滑過渡或?qū)?shù)連續(xù)。
9.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，至少在一個(gè)位于垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影面上的正交投影內(nèi)，其被配置成至少部分地對(duì)應(yīng)于一個(gè)整數(shù)或分?jǐn)?shù)有理函數(shù)的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，至少在一個(gè)位于垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影面上的正交投影內(nèi)，其被配置成至少部分地對(duì)應(yīng)于一條拋物線的一部分，如，一個(gè)二次的整有理函數(shù)，使得所述切削刃各自優(yōu)選地終止在所述拋物線的頂點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，至少在一個(gè)位于垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影面上的正交投影內(nèi)，其被配置成至少部分地對(duì)應(yīng)于一條雙曲線的一部分，使得所述切削刃各自優(yōu)選地終止在所述雙曲線的頂點(diǎn)。
12.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，至少在一個(gè)位于垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影面上的正交投影內(nèi)，其被配置成至少部分地對(duì)應(yīng)于一條擺線的一部分。
13.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，至少在一個(gè)位于垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影面上的正交投影內(nèi)，其被配置成至少部分地對(duì)應(yīng)于一個(gè)橢圓函數(shù)的一部分。
14.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，至少在一個(gè)位于垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影面上的正交投影內(nèi)，其被配置成至少部分地對(duì)應(yīng)于一個(gè)三角函數(shù)的一部分，尤其是對(duì)應(yīng)于一個(gè)正切或正弦函數(shù)。
15.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，至少在一個(gè)位于垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影面上的正交投影內(nèi)，其被配置成至少部分地對(duì)應(yīng)于一個(gè)指數(shù)函數(shù)的一部分。
16.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，至少在一個(gè)位于垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)投影面上的正交投影內(nèi)，其被配置成至少部分地對(duì)應(yīng)于一條螺旋線的一部分，尤其是對(duì)應(yīng)于一條對(duì)數(shù)螺旋線、一條雙曲螺旋線或一條阿基米德螺旋線。
17.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述邊緣區(qū)域的所述切削刃或所述曲線部分，由單獨(dú)的分段曲線組成，其以一種連續(xù)的、優(yōu)選為導(dǎo)數(shù)連續(xù)的方式彼此相互結(jié)合。
18.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其包括在所述邊緣區(qū)域內(nèi)的奇數(shù)個(gè)切削刃或完全相同的曲線部分，所述奇數(shù)等于或大于1，尤其是3或5。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-17中的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的切削元件，其包括在所述邊緣區(qū)域內(nèi)的偶數(shù)個(gè)切削刃或完全相同的曲線部分，所述偶數(shù)等于或大于2，尤其是4或6。
20.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中至少所述邊緣區(qū)域參照一個(gè)包含轉(zhuǎn)動(dòng)軸的對(duì)稱平面具有一個(gè)至少大致鏡面對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中至少所述邊緣區(qū)域是至少相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸大致軸向?qū)ΨQ。
22.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其包括一個(gè)第二表面，其朝向遠(yuǎn)離所述第一表面的方向，并且在一個(gè)輔助的邊緣區(qū)域與所述側(cè)面鄰接。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的切削元件，其中由所述第二表面和所述側(cè)面形成的邊緣區(qū)域包括至少一個(gè)切削刃或至少兩個(gè)曲線部分，使得各切削刃或各曲線部分相對(duì)于通過所述切削元件的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸實(shí)質(zhì)上凸起彎曲，并且各切削刃或各曲線部分的曲率在圍繞該轉(zhuǎn)動(dòng)軸的預(yù)先指定的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上嚴(yán)格地單調(diào)增加。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的切削元件，其中，在由所述第二表面和所述側(cè)面形成的輔助的邊緣區(qū)域內(nèi)決定所述切削刃或所述曲線部分曲率的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，與在由所述第一表面和所述側(cè)面形成的邊緣區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相同的。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的切削元件，其中，在由所述第二表面和所述側(cè)面形成的輔助的邊緣區(qū)域內(nèi)決定所述切削刃或所述曲線部分曲率的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，與在由所述第一表面和所述側(cè)面形成的邊緣區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相反的。
26.根據(jù)權(quán)利要求22-25之一所述的切削元件，其中由所述第二表面和所述側(cè)面形成的輔助的邊緣區(qū)域是與由所述第一表面和所述側(cè)面形成的邊緣區(qū)域完全相同的，尤其是其所具有的所述切削刃或所述曲線部分的數(shù)量、排列和配置與在所述第一邊緣區(qū)域內(nèi)的情況相同。
27.根據(jù)權(quán)利要求22-26之一所述的切削元件，其中相對(duì)于位于所述第一表面和所述第二表面之間并且與轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的一個(gè)鏡像對(duì)稱面來說，由所述第二表面和所述側(cè)面形成的輔助的邊緣區(qū)域是所述第一邊緣區(qū)域的一個(gè)鏡像。
28.根據(jù)權(quán)利要求22-27之一所述的切削元件，其中由所述第二表面和所述側(cè)面形成的輔助的邊緣區(qū)域是通過如下方式設(shè)置或形成相對(duì)于一個(gè)位于所述第一表面和所述第二表面之間并垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第一鏡像對(duì)稱面對(duì)第一邊緣區(qū)域進(jìn)行鏡像，隨后相對(duì)于一個(gè)包含轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第二鏡像對(duì)稱面進(jìn)行輔助鏡像，和/或隨后繞垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°
29.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其被構(gòu)造成相對(duì)于所述第一表面和所述第二表面之間并垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一個(gè)鏡像對(duì)稱面實(shí)質(zhì)上鏡像對(duì)稱。
30.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述的權(quán)利要求所述的切削元件，其包括至少一個(gè)支撐面，優(yōu)選地為對(duì)應(yīng)于切削刃或曲線部分?jǐn)?shù)目的多個(gè)支撐面，以此方式與一個(gè)材料去除刀具的承載體相接觸或與承載體中的一個(gè)基座相接觸。
31.根據(jù)權(quán)利要求30引用權(quán)利要求22時(shí)所述的切削元件，其中至少一個(gè)或每一個(gè)支撐面被構(gòu)建在介于兩個(gè)邊緣區(qū)域的側(cè)面上，并空間上與所述邊緣區(qū)域隔開。
32.根據(jù)權(quán)利要求30引用權(quán)利要求22時(shí)所述的切削元件，其中至少一個(gè)或各支撐面被構(gòu)建在側(cè)面上，并且在空間上與第一表面上的邊緣區(qū)域隔開，并延伸至或通向在第二表面上的邊緣區(qū)域。
33.根據(jù)權(quán)利要求30-32之一所述的切削元件，其中至少一個(gè)或每一個(gè)支撐面由一個(gè)或多個(gè)平面組成。
34.根據(jù)權(quán)利要求30-33之一所述的切削元件，其中各支撐面位于在側(cè)面上的一個(gè)凹槽內(nèi)，其向內(nèi)偏離于環(huán)繞的側(cè)面。
35.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中，所述側(cè)面具有彎曲的形狀，并且它的曲率至少實(shí)質(zhì)上與在第一表面或第二表面上的邊緣區(qū)域的曲率相一致。
36.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中在所述第一表面上的所述邊緣區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上在一個(gè)平面內(nèi)延伸。
37.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中在所述第一表面和/或在所述第二表面上的所述邊緣區(qū)域包括一個(gè)座圈或倒角。
38.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸從中通過的中心通孔，其優(yōu)選地作為一個(gè)固定裝置的通道，尤其是一個(gè)固定螺釘，通過所述固定裝置將所述切削元件固定在一個(gè)材料去除刀具的承載體上。
39.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中在臨近邊緣區(qū)域的一個(gè)區(qū)域內(nèi)的第一表面和/或第二表面，在一個(gè)向內(nèi)、和/或向第一和/或第二表面的立體角范圍內(nèi)延伸，和/或被傾斜，和/或被設(shè)置為在所述邊緣區(qū)域內(nèi)與所述側(cè)面之間呈銳角。
40.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中所述第一表面和/或所述第二表面包括一個(gè)環(huán)狀的凹坑或凹槽以導(dǎo)出屑片。
41.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，根據(jù)設(shè)置在一個(gè)邊緣區(qū)域內(nèi)的切削刃的數(shù)量，通過將其圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，能被多次使用。
42.根據(jù)一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的切削元件，其中當(dāng)一個(gè)工件被介于所述第一表面和所述側(cè)面間的所述邊緣區(qū)域內(nèi)的一個(gè)切削刃加工時(shí)，所述第一表面作為切削面而所述側(cè)面則作為側(cè)翼面。
43.根據(jù)權(quán)利要求42引用權(quán)利要求23時(shí)所述的切削元件，其中當(dāng)一個(gè)工件被介于所述第二表面和所述側(cè)面間的所述邊緣區(qū)域內(nèi)的一個(gè)切削刃加工時(shí)，所述第二表面作為切削面而側(cè)面則作為側(cè)翼面。
44.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的切削元件，其中在切削面和側(cè)翼面之間設(shè)置一個(gè)后角，或所述切削元件是正類型的。
45.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的切削元件，其中在切削面和側(cè)翼面之間不設(shè)置后角，或所述切削元件是負(fù)類型的。
46.刀具，尤其是材料去除刀具，包括a)一個(gè)承載體，其帶有至少一個(gè)用于至少一個(gè)切削元件的基座，能圍繞一個(gè)刀具軸旋轉(zhuǎn)或被旋轉(zhuǎn)，以及b)根據(jù)權(quán)利要求1-45所述的一個(gè)或多個(gè)切削元件，其被固定在所述基座上，優(yōu)選地，是以可釋放方式固定在所述基座上。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的刀具，其被構(gòu)建為一個(gè)銑削刀具，尤其是一個(gè)端銑刀具。
全文摘要
一種切削元件，其包括a)一個(gè)第一上表面(20)；以及b)，至少一個(gè)側(cè)面(23)；由此c)該側(cè)面和第一上表面會(huì)合在一個(gè)邊緣區(qū)域(24)；d)在該邊緣區(qū)域形成至少一個(gè)切削刃(11－14)；e)各切削刃本質(zhì)上相對(duì)于穿過所述切削元件的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(A)凸起彎曲，以及；f)各切削刃的曲率在一個(gè)預(yù)先確定的圍繞該轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(D)上以一種嚴(yán)格單調(diào)的方式增加。
文檔編號(hào)B23C5/10GK1849192SQ200480026248
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者伯爾哈德·貝爾曼, 海爾姆特·格林普爾 申請(qǐng)人:埃莫克精密工具廠里查德格林普爾有限責(zé)任兩合公司