專利名稱：螺旋銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋銑刀，更具體地說涉及一種具有切削鑲片的多個螺旋陣列的 螺旋銑刀，這些切削鑲片可拆卸地被附接到形成于該切削刀具上的座上。
背景技術(shù)：
在金屬切削領(lǐng)域中，并且更具體地說是在金屬切削刀具設(shè)計中，令人希望的是開 發(fā)出在切削操作過程中在螺旋狀刀具上獲得最均勻分布的切削負(fù)荷的刀具。優(yōu)化切削刀具 的切削負(fù)荷允許刀具更快速和有效地工作。另外，令人希望的是優(yōu)化切削負(fù)荷以防止當(dāng)切 削刀具抵靠該工件移動時所不希望的振動或震顫。另外，這些不希望的振動能夠引起切削 刀具鑲片或刀具本體的破損，這減少了切削刀具及其部件的使用壽命并且可能毀壞工件。在美國專利號5，083，887中描述了這樣一種改進切削負(fù)荷的方案。在這個解決方 案中，這些切削鑲片被安置在一個螺旋陣列中，其中每個鑲片的切削刃相對于切削刀具是 在一個圓周方向上與下一個相鄰鑲片的基座間隔開的、而在軸向方向上與下一個相鄰鑲片 的切削刃處于重疊關(guān)系，并且每個鑲片的徑向延伸的刃與相鄰鑲片的徑向延伸的刃處于重 疊關(guān)系，這樣從第二行以后在任何列的所有鑲片的所有切削刃上的相同的點包括了定義該 螺旋陣列的一個連續(xù)的并且不中斷的配置線。由這個發(fā)明描述的切削刀具在刀具旋轉(zhuǎn)的整 個過程中在切削刀具與工件之間提供了更大比例的接觸；然而，沒有實現(xiàn)消除不希望的振 動以及改進切削負(fù)荷。具體地講，本行業(yè)希望用于甚至更好的表面光潔度、更平滑的切削動 作、減少的振動、減少的裝卸、減少的震顫的改進型刀具，更經(jīng)濟的刀具，更耐用的刀具，更 持久的刀具，以及用于更容易和更快速制造以及鑲片更換的更簡單的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種切削刀具，該切削刀具具有一個外表面，該外表面帶有多個被連 接到不同的凹座上的鑲片，該凹座在該外表面上總體上徑向地延伸。這些切削鑲片被安排 在外表面上的一個螺旋陣列中，其方式為使得每個切削鑲片的至少一個切削刃在一個圓周 的角度方向上是與鄰近的切削鑲片的凹座間隔開的。這些鑲片的間隔是使得在該一個或多 個切削刃的每一個上的不同點定義了具有不均勻斜度的一個配置線的一部分。


本發(fā)明的另外的特征連同由其得到的優(yōu)點將從以下參考附圖的詳細(xì)說明中變得 清楚，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)螺旋切削刀具中的多個切削鑲片的投影；圖2是展示本發(fā)明的某些特征的多個切削鑲片的投影；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一種切削刀具的透視側(cè)視圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一種切削刀具的端視圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一個單列中的切削刀具鑲片布局的端視圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一個單列中的切削刀具鑲片布局的側(cè)視 圖；并且圖5是將切削鑲片移除的幾個切削刀具凹座的放大的部分側(cè)視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在總體上參見圖2至圖5并且更確切地參見圖3A，在此示出了一個切削刀具 10。在一個優(yōu)選實施方案中，切削刀具10是在一個銑床或機加工中心中使用的一種螺旋銑 刀。切削刀具10具有一個本體12，該本體具有一個外表面14，如現(xiàn)有技術(shù)中熟知的，該外表 面總體上是圓柱形的形狀的并且在切削刀具10的操作過程中圍繞一條旋轉(zhuǎn)軸線16旋轉(zhuǎn)。 外表面14上形成有多個列A、B、C、D，每列具有連接到切削刀具10的外表面14上的多個切 削鑲片22、24、26、28、30、32。這些列A、B、C、D總體上平行于旋轉(zhuǎn)軸線16延伸。這些列A、
B、C、D包括在切削操作過程中用于移除切屑的一個切屑縫或槽。然而，為了在切削刀具10 上形成一列鑲片，存在或不存在切屑縫或槽不是必需的，應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明的某些應(yīng)用在 切削過程中獲益于、或者要求有用于移除切屑的一個切屑縫或槽。設(shè)計切削刀具的另一個 因素是所使用的切削鑲片列的數(shù)目。在圖2和圖3A中描繪的切削刀具10具有四個列A、B、
C、D。然而，根據(jù)具體切削刀具設(shè)計的需要(例如，鑲片尺寸、銑刀直徑、鑲片的定向、等等) 而具有更多或更少的列數(shù)是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明可以被應(yīng)用于具有 更多或更少列數(shù)的任何切削刀具。這些切削鑲片還被安排在多個行中，這些行總體上垂直于旋轉(zhuǎn)軸線16延伸并且 圍繞刀具本體12的圓周延伸。一個第一行切削鑲片22被定位在刀具本體12的一個軸向 切削端17處。第二行切削鑲片24、第三行切削鑲片26、第四行切削鑲片28、第五行切削鑲 片30以及第六行切削鑲片32、等等總體上順序地沿著本體12的軸向長度彼此相鄰定位。 這些切削鑲片22、24、26、28、30、32被安排在一種螺旋陣列中、并且被各自連接到一個不同 座穴18上，該座穴形成在外表面14上并且由該外表面總體上徑向延伸。如這些附圖所示，每一行中的鑲片的數(shù)目相當(dāng)于切削刀具10中所使用的列的數(shù) 目。然而，可以使用更少數(shù)目的鑲片，這樣不是每個列都必須在每行具有一個鑲片。這些切 削鑲片22、24、26、28、30、32在切削刀具10的外表面上的布局對于切削刀具10的性能特征 具有影響。具體地講，這些切削鑲片22、24、26、28、30、32和/或沿這些列A、B、C、D的多個 凹座18有角度的圓周布局可以影響以下因素，如(但不限于)切削負(fù)荷、偏離、振動以及切 削刃磨損或失效。另外，在相鄰的凹座18和/或一行內(nèi)的多個切削鑲片之間的圓周的角度 距離還影響以下因素，如(但不限于)刀具偏離、切削負(fù)荷、振動以及切削刃磨損或失效。圖1展現(xiàn)了在現(xiàn)有技術(shù)的切削刀具上的切削鑲片布局的二維示意圖。相差100的 相同的參考數(shù)字被用來表示與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)相類似的結(jié)構(gòu)。該切削刀具具有四個列A、B、C、 D，每個列具有第一行切削鑲片122、第二行切削鑲片124、第三行切削鑲片126、第四行切削 鑲片128、第五行切削鑲片130以及第六行切削鑲片132，這些行的切削鑲片總體上彼此相 鄰地順序地從左至右橫跨頁面定位，這在應(yīng)用于一個切削刀具時是沿著該切削本體的軸向 長度。在相鄰列上的不同點之間的距離是被稱為一個列的量度(CM)，它被示為在這些列A、 B、C、D之間是相等的。每個列A、B、C、D具有一個配置線144，該配置線被定義為在切削鑲
6片122、124、126、128、130、132中的每一個上的同一個特殊點146之間延伸的一個連續(xù)的總 體上線性的線。應(yīng)該認(rèn)識到，該配置線是通過使每個鑲片上的相同點相互連接(例如，每個 鑲片的切削刃上的相同點)、或者通過使該刀具的每個凹座18上的相同點相互連接而形成 的一條假想線。如這些圖中所示，從第二、第三、第四、第五以及第六切削鑲片124、126、128、 130、132開始的斜度(例如，這些切削鑲片的有角度的圓周布局)是均勻的和線性的。然 而，因為在該切削刀具本體的軸向切削端上的第一切削鑲片122的布局，第一切削鑲片122 與第二切削鑲片124之間的斜度可以不同于該列中的其他鑲片。該斜度是從該同一列中多 個行之間的行的量度(RM)或圓周的角度距離得到的。圖2展現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的切削刀具10的切削鑲片布局的二維示 意圖。相鄰列上的不同點之間的距離被稱為一個列的量度(CM)，它被示為在這些列A、B、 C、D之間相等。每個列A、B、C、D具有一條配置線44，該配置線被定義為在切削鑲片22、24、 26、28、30、32中的每一個的切削刃上的同一個特殊點46之間延伸的一個總體上連續(xù)的線。 如圖5所示，一個配置線244也可以由在刀具本體12上形成的同一列中的這些凹座18上 的同一個特殊點246來定義。如果使用統(tǒng)一尺寸的切削鑲片，那么由這些凹座18上的點定 義的配置線244將總體上與在一個列中的切削鑲片22、24、26、28、30、32中的每一個的切削 刃上的不同點46所定義的配置線44是相同的?？商娲?，如果使用非統(tǒng)一尺寸的切削鑲 片，那么將形成一種配置線，它不同于使用這些凹座18上的不同點246所形成的一個配置 線244。所有以上提到的變體都是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。返回參見圖2，配置線44的斜度是由在同一列中多行之間的行的量度(RM)或圓周 的角度距離得到的。圖2示出了每一行22、24、26、28、30、32的鑲片的不同點46之間的RM 的測量值。與現(xiàn)有技術(shù)的配置線144相比，本發(fā)明的配置線44的斜度(例如，這些切削鑲 片的圓周角度布局)是非均勻的、并且在同一列之中的至少兩個相鄰鑲片之間發(fā)生變化。 配置線44中的變化通過以一種方式引起所有列A、B、C、D的切削鑲片22、24、26、28、30、32 與工件的接觸來使切削刀具的操作最大化，該方式為通過在切削操作過程中當(dāng)該刀具旋轉(zhuǎn) 時將最小與最大切削負(fù)荷之間的差異最小化來使振動、刀具偏離、切削負(fù)荷、切削刃磨損和 /或失效等等中的一個或多個最小化。另外，存在著切削鑲片負(fù)載效率上的改進，使用的壽 命被增加并且刀具本體以及切削鑲片失效的情況被減少。圖3B和圖4A示出了在單一列A、 B、C、D的切削鑲片22、24、26、28、30、32之間的RM值。圖4B是圖4A的切削鑲片22、24、26、 28、30、32的端視圖，其中以三維視角示出了 RM值。在一行中相鄰鑲片之間的RM值表明了 在相同列A、B、C、D中的兩個相鄰行的鑲片之間的圓周的角度距離。如以上指明的，當(dāng)使用統(tǒng)一尺寸的鑲片時，配置線44的斜度將取決于沿著該列的 每個凹座18的支承面34的圓周角度布局。這導(dǎo)致了配置線44與配置線244是相同的。支 承面34的位置可以通過變化同一列之中的相鄰行的支承面34之間的高度或距離42來控 制，如圖5所示，該圖是在同一行A、B、C、D中的三個凹座18的放大的二維視圖。每個凹座 18將其對應(yīng)的切削鑲片移除，然而，如本領(lǐng)域所熟知的，這些切削鑲片22、24、26、28、30、32 如果存在的話將用一個適當(dāng)?shù)木o固件被可拆卸地連接到凹座18的一個支承面34上。簡要 地參考圖3A，這些凹座18'之一已將鑲片移除并且可見具有接收孔36的支承面34。接收 孔36被配置為用于接收一個緊固件38，該緊固件延伸穿過這些切削鑲片22、24、26、28、30、 32用于可拆卸地將該切削鑲片連接到支承面34上。每個凹座18還具有一個徑向壁40和軸向壁19。一個高度42的測量值被示出并且是由在同一列中在相鄰的支承面34之間的圓 周的角度距離所定義。圖5描繪了二維的高度42，然而，實際上它是一個三維量度，因為在 應(yīng)用中，切削刀具本體12是三維的，其中這些凹座18是圍繞刀具本體12的外表面14放置 的。在同一列中的相鄰鑲片之間的這些切削鑲片22、24、26、28、30、32的圓周角度布 局或相同值可以通過改變相鄰凹座18之間的高度42來進行調(diào)整，這樣切削鑲片22、24、26、 28、30、32之間的圓周的角度距離被改變，從而導(dǎo)致相鄰的行之間的不同RM測量值。這具有 的效果是產(chǎn)生一個配置線44或配置線244 (當(dāng)使用統(tǒng)一尺寸的切削鑲片時)，該配置線與如 圖1所展示的現(xiàn)有技術(shù)刀具中的配置線144相比具有變化的斜度?，F(xiàn)在本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以從以上說明中認(rèn)識到，能夠以不同的形式來實現(xiàn)本發(fā) 明廣泛的傳授內(nèi)容。因此，盡管已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的多個具體實例對本發(fā)明予以描述，但本發(fā) 明的真正范圍不應(yīng)局限于此，因為對熟練的從業(yè)者而言，在研究了這些附圖、說明書以及以 下權(quán)利要求時其他修改將變得很清楚。雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的某些特定實施方案對本發(fā)明予以確切的說明，應(yīng)當(dāng)理解這 是通過解說而非限制的方式來進行的，并且所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)有技術(shù)所允許的 程度而盡可能廣泛地解釋。
權(quán)利要求
一種螺旋銑刀，包括一個外表面；多個凹座，這些凹座沿該外表面形成于一個螺旋陣列上并且被安排在該螺旋陣列中并且在一個圓周的角度方向上與一個相鄰的凹座間隔開；以及一條配置線，該配置線由一種不同點定義，該不同點是這些凹座的每一個上的相同點，該配置線超過第一行具有一個非均勻的斜度。
2.如權(quán)利要求1所述的螺旋銑刀，其中，該多個凹座各自進一步包括一個支承面；以及兩個或更多個高度，這些高度各自由相鄰支承面之間的圓周的角度距離所定義，其中 所述兩個或更多個高度是不相等的。
3.如權(quán)利要求1所述的螺旋銑刀，其中，該多個凹座各自進一步包括一個支承面；以及多個切削鑲片，這些切削鑲片使用一個緊固件被可拆卸地連接到所述多個凹座中的一 個不同的凹座上，該緊固件延伸穿過該切削鑲片并且鎖入該凹座的一個支承面上形成的一 個接收孔之中。
4.一種螺旋銑刀，包括該螺旋銑刀的一個外表面；以及多個具有至少一個切削刃的切削鑲片，其中，該多個切削鑲片各自被連接到一個不同 的凹座上，該凹座在該外表面上總體徑向延伸，這些切削鑲片被安排在沿該外表面的一個 螺旋陣列中，其中該多個切削鑲片中的每一個的該至少一個切削刃是在一個圓周的角度方 向上與下一個相鄰的切削鑲片的凹座間隔開，這樣在超過一個第一行的一個或多個切削刃 中的至少兩個上的不同點定義了具有一個非均勻斜度的一個配置線的一部分。
5.如權(quán)利要求4所述的螺旋銑刀，其中，這些凹座各自進一步包括一個支承面，該多個切削鑲片之一被連接到該支承面上；以及兩個或更多個高度，這些高度各自是由相鄰支承面之間的圓周的角度距離定義的，其 中所述兩個或更多個高度是不相等的。
6.如權(quán)利要求4所述的螺旋銑刀，其中，該多個切削鑲片各自是用一個緊固件可拆卸 地連接到該凹座上，該緊固件延伸穿過該切削鑲片并且鎖入在該凹座的一個支承面上形成 的一個接收孔之中。
7.如權(quán)利要求4所述的螺旋銑刀，進一步包括一個或多個螺旋的列，這些螺旋列沿該 外表面延伸并且用于該多個切削鑲片的每個凹座是沿該一個或多個螺旋列中的至少一個 定位的。
8.一種螺旋銑刀，包括一個圓柱形構(gòu)形的外表面；一條旋轉(zhuǎn)軸線，該外表面圍繞該旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；以及被安排在該外表面上的兩個或更多個行，這些行總體上垂直于并且環(huán)圓周地圍繞該旋 轉(zhuǎn)軸線，其中這兩個或更多個行各自具有三個或更多個切削鑲片，這些切削鑲片各自具有 至少一個切削刃，該切削刃定義具有一個非均勻斜度的一個或多個配置線的一部分。
9.如權(quán)利要求8所述的螺旋銑刀，其中，這兩個或更多行的三個或更多個切削鑲片在該圓周的角度方向上與同一行中的其他切削鑲片是不相等地間隔開的。
10.
11.如權(quán)利要求8所述的螺旋銑刀，其中，這兩個或更多行的三個或更多個切削鑲片在 該圓周的角度方向上與同一行中的其他切削鑲片是相等地間隔開的。
12.如權(quán)利要求8所述的螺旋銑刀，其中，這兩個或更多行的三個或更多個切削鑲片在 該圓周的角度方向上與這些相鄰的行的這些切削鑲片是不相等地間隔開。
13.如權(quán)利要求8所述的螺旋銑刀，其中，這兩個或更多行的三個或更多個切削鑲片在 該圓周的角度方向上與這些相鄰的行的這些切削鑲片是相等地間隔開的。
14.如權(quán)利要求8所述的螺旋銑刀，進一步包括與三個或更多個切削鑲片的數(shù)目相當(dāng)數(shù)目的凹座，用于將這三個或更多個切削鑲片的 一個不同的鑲片連接到該螺旋銑刀上，其中這些凹座各自具有一個支承面，該支承面上連 接了這三個或更多個切削鑲片中選定的一個；以及兩個或更多個高度，這些高度各自是由在同一行中的相鄰的支承面之間的圓周的角度 距離定義的，其中所述兩個或更多個高度是不相等的。
15.如權(quán)利要求8所述的螺旋銑刀，進一步包括與三個或更多個切削鑲片的數(shù)目相當(dāng)數(shù)目的凹座，用于將這三個或更多個切削鑲片中 的一個不同的鑲片連接到該螺旋銑刀上，其中這些凹座各自具有一個支承面，該支承面上 連接了這三個或更多個切削鑲片中選定的一個；以及兩個或更多個高度，這些高度各自是由兩個或更多行的相鄰支承面之間的圓周的角度 距離定義的，其中所述兩個或更多高度是不相等的。
16.如權(quán)利要求8所述的螺旋銑刀，進一步包括一個或多個螺旋列，這些螺旋列沿該外表面延伸，并且這三個或更多切削鑲片各自是 沿該一個或多個螺旋列中的至少一個定位的。
17.一種螺旋銑刀，包括一個外表面；一條圍繞該旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線；具有一個或多個鑲片的一個第一行；具有一個或多個鑲片的一個第二行，該第二行與該第一行相鄰；以及具有一個或多個鑲片的一個第三行，該第三行與該第二行相鄰，其中該第一、第二、以 及第三行總體上垂直于并且環(huán)圓周地圍繞該旋轉(zhuǎn)軸線被安排在該外表面上，該第一、第二、 以及第三行的一個或多個鑲片沿該旋轉(zhuǎn)軸線形成一個或多個切削刃，這些切削刃定義具有 一個非均勻斜度的一個不連續(xù)的配置線。
18.如權(quán)利要求17所述的螺旋銑刀，進一步包括一個或多個列，這些列形成在該外表面上并且與該第一、第二以及第三行交叉延伸，其 中該一個或多個列沿該旋轉(zhuǎn)軸線的至少一部分并且與之平行螺旋地延伸，其中該一個或多 個列的數(shù)目是等于位于該第一、第二以及第三行之一中的切削鑲片的最大數(shù)目；以及三個徑向延伸的凹座，這些凹座形成在該一個或多個列中的每個不同的列中，這三個 徑向延伸的凹座定義了用于該第一、第二以及第三行中的一個或多個切削鑲片中的一個不 同的鑲片的一個連接點。
19.如權(quán)利要求18所述的螺旋銑刀，其中，這些凹座各自具有一個支承面，該支承面上連接了該一個或多個切削鑲片中的該不同的鑲片，并且這些凹座各自具有一個高度，該高 度是由在該一個或多個列中相鄰行中的多個相鄰支承面之間的圓周的角度距離定義的，其 中所述高度是不相等的。
20.如權(quán)利要求17所述的螺旋銑刀，進一步包括三個或更多個列，這些列形成在該外表面上并且與該第一、第二以及第三行交叉延伸， 其中該三個或更多個列沿該旋轉(zhuǎn)軸線的至少一部分并且平行于該旋轉(zhuǎn)軸線螺旋地延伸并 且在該外表面上被間隔開，其中三個或更多個列的數(shù)目是等于位于該第一、第二以及第三 行之一中的切削鑲片的最大數(shù)目；以及三個徑向延伸的凹座，這些凹座形成在該三個或更多個列的每一個之中，這三個徑向 延伸的凹座定義了用于該第一、第二以及第三行中的一個或多個切削鑲片中的一個不同鑲 片的一個連接點。
21.如權(quán)利要求20所述的螺旋銑刀，其中，該第一、第二以及第三行的該一個或多個切 削鑲片在該圓周的角度方向上與同一行中的其他切削鑲片是不相等地間隔開的。
22.如權(quán)利要求20所述的螺旋銑刀，其中，該第一、第二以及第三行的該一個或多個切 削鑲片在該圓周的角度方向上與同一行中的其他切削鑲片是相等地間隔開的。
23.如權(quán)利要求20所述的螺旋銑刀，其中，該第一、第二以及第三行的一個或多個切削 鑲片在該圓周的角度方向上與這些相鄰行的切削鑲片是不相等地間隔開的。
24.如權(quán)利要求20所述的螺旋銑刀，其中，該第一、第二以及第三行的一個或多個切削 鑲片在該圓周的角度方向上與這些相鄰行的切削鑲片是相等地間隔開的。
25.如權(quán)利要求20所述的螺旋銑刀，其中，這些凹座各自具有一個支承面，該支承面上 連接了該一個或多個切削鑲片中的不同的鑲片，并且這些凹座各自具有一個高度，該高度 是由該一個或多個列中相鄰行中的相鄰支承面之間的圓周的角度距離定義的，其中所述高 度是不相等的。
全文摘要
一種切削刀具具有一個外表面，該外表面帶有多個鑲片，這些鑲片被連接到在該外表面上總體上徑向延伸的不同凹座上。這些切削鑲片被安排在該外表面上的一個螺旋陣列中，其方式為每個切削鑲片的至少一個切削刃與下一個相鄰的切削鑲片的凹座是在一個圓周的角度方向上間隔開的。這些鑲片的間隔使得一個或多個切削刃中的每一個上的一個不同點定義了具有不均勻斜度的配置線的一部分。
文檔編號B23C5/02GK101945723SQ200980105460
公開日2011年1月12日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者J·M·韋格爾, K·A·克賴格, K·M·甘布爾, R·F·德索薩·菲約 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司