專利名稱：切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削工具，其通常用于金屬切削過(guò)程，尤其用于開槽和車削操作。
背景技術(shù)：
在用于開槽和車削操作的金屬切削工具領(lǐng)域范圍內(nèi)，典型小寬度的且由第一材料制造的切削刀片可以可移除地固定到刀片保持器的槽部分，該刀片保持器具有相似的小寬度且由第二材料制造，第一材料比第二材料更硬。切削力通常傳遞通過(guò)刀片尖端和刀片保持器下表面的前部，然而，在一些開槽和車削操作中，切削力的橫向分量可以引起切削刀片相對(duì)于刀片保持器的側(cè)向位移。US 6，086，291公開了用于分割和開槽操作的切削工具，其中，刀片保持器包括槽形刀片座，其具有上和下V形凸出部分，并且切削刀片包括對(duì)應(yīng)的V形凹陷部分。每個(gè)V形凸出部分具有凸脊，凸脊具有形成銳角的側(cè)表面，其在兩個(gè)側(cè)向隔開的第一接觸表面之間 縱向延伸，兩個(gè)側(cè)向隔開的第一接觸表面形成鈍楔角，并且每個(gè)V形凹陷部分具有凹槽，凹槽具有形成銳角的側(cè)表面，其在兩個(gè)側(cè)向隔開的第二接觸表面之間縱向延伸，兩個(gè)側(cè)向隔開的第二接觸表面形成鈍楔角。切削刀片和刀片保持器被制造成使得當(dāng)?shù)镀惭b在刀片座中時(shí)，在第一和第二接觸表面處在V形凸出和凹陷部分之間形成夾持接觸，并且在凸脊和凹槽側(cè)表面之間建立小的間隙。在工作模式下，主力被指向通過(guò)較寬的形成鈍角的第一和第二接觸表面，并且橫向力可被指向通過(guò)較窄的形成銳角的凸脊和凹槽側(cè)表面，導(dǎo)致凸脊側(cè)表面之一與對(duì)應(yīng)的凹槽側(cè)表面接觸并且吸收橫向力。由于刀片保持器構(gòu)造有在較寬的形成鈍角的第一接觸表面之間縱向延伸的較窄的形成銳角的凸脊，所以為了制造刀片保持器，可需要不期望地困難和耗時(shí)的機(jī)械加工操作。而且，由于凸脊和凹槽分別在V形的凸出和凹陷部分的第一和第二接觸表面之間縱向延伸，所以這使得在每個(gè)V形凸出和凹陷部分上的兩個(gè)側(cè)向隔開的夾持接觸位置之間需要不期望的大距離。US 7，384，218公開了一種用于刀片可拆卸工具的夾持機(jī)構(gòu)，該刀片可拆卸工具用于開槽和切斷操作，其中，切削刀片可拆卸地安裝在保持器的刀片安裝座上。刀片安裝座包括上顎和下顎，上顎和下顎具有沿縱向方向延伸的V形接觸表面，其中，每個(gè)接觸表面具有第一對(duì)斜面，并且接觸表面中的至少一個(gè)包括具有第二對(duì)斜面的引導(dǎo)部分。切削刀片具有帶V形接觸表面的頂和底表面，V形接觸表面分別與上顎和下顎的接觸表面實(shí)現(xiàn)夾持接觸，其中，當(dāng)在剖面中看時(shí)，每個(gè)接觸表面具有一對(duì)帶圓度的凸面以形成第一對(duì)接觸位置。在夾持期間，在切削刀片的接觸表面和至少一個(gè)導(dǎo)向部分的第二對(duì)斜面之間通常沒有接觸，然而，可能在凸面對(duì)中的至少一個(gè)上的第二對(duì)接觸位置處發(fā)生瞬時(shí)接觸，以平滑地導(dǎo)向和確保切削刀片在組裝到保持器期間的對(duì)準(zhǔn)。而且，在大載荷沿寬度方向施加于切削刀片的切削操作期間，可能在凸面對(duì)中的至少一個(gè)上的第二對(duì)接觸位置處發(fā)生接觸以穩(wěn)定地保持刀片。由于切削刀片構(gòu)造有沿寬度方向在第一對(duì)接觸位置之間的第二對(duì)接觸位置，所以這使得在第一對(duì)接觸位置之間需要不期望的大距離。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的切削工具。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的切削工具，其刀片保持器能被高效地制造。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種改進(jìn)的切削工具，其具有切削刀片和刀片保持器之間的夾持接觸的優(yōu)化定位。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種切削工具，其包括由第一材料制造的刀片保持器和由更硬的第二材料制造的切削刀片，其中，所述切削刀片能夠可拆卸地固定在所述刀片保持器中；所述切削刀片包括上和下表面，所述上和下表面沿著公共縱向方向延伸，周圍側(cè)表面在它們之間延伸；第一平面，所述第一平面平行于所述縱向方向并且與所述上和下表面相交；上周刃，所述上周刃形成在所述上表面與所述周圍側(cè)表面的相交處,其中，至少一個(gè)切削刃形成在所述上周刃上；單一一對(duì)上鄰接表面，所述單一一對(duì)上鄰接表面形成在所述上表面上；以及至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面，所述至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面形成在所述上表面上，所述刀片保持器包括刀片接收槽，所述刀片接收槽開口朝向所述刀片保持器的前端，包括沿所述縱向
方向延伸的上和下接收槽表面，其中，所述上接收槽表面包括單--對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面和單
--對(duì)上夾持表面，其中夾持接觸發(fā)生在所述一對(duì)上鄰接表面和所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面的前方或后方的所述一對(duì)上夾持表面之間；當(dāng)所述切削刀片上沒有沿橫向于所述第一平面的方向的側(cè)載荷時(shí)，所述至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面中的一對(duì)的第一和第二側(cè)向鄰接表面組成部分與所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面的第一和第二止動(dòng)表面組成部分分別被第一和第二間隙隔開；并且當(dāng)所述切削刀片上存在沿橫向于所述第一平面的方向的足夠大的側(cè)載荷時(shí)，僅僅所述側(cè)向鄰接表面組成部分中的一個(gè)接觸所述第一和第二止動(dòng)表面組成部分中的對(duì)應(yīng)一個(gè)，并且其中所述一對(duì)上鄰接表面和所述至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面是縱向地分離的。


為了更好的理解，現(xiàn)在將通過(guò)僅僅示例的方式并參照附圖來(lái)描述本發(fā)明，在附圖中，點(diǎn)劃線代表構(gòu)件的局部視圖的切斷邊界，并且在附圖中圖I為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的切削工具的透視圖；圖2為圖I所示的切削工具的分解透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的刀片保持器的透視圖；圖4為圖3所示的刀片保持器的前端視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的切削刀片的頂視圖；圖6為圖5所示的切削刀片沿線VI-VI的剖面圖；圖7為圖I所示的切削工具側(cè)視圖；·
圖8為圖7所示的切削工具沿線VIII-VIII的剖面圖；圖9a為圖7所示的切削工具沿線IX-IX的典型剖面圖；并且圖9b為在側(cè)載荷加在切削刀片上時(shí)圖7所示的切削工具沿線IX-IX的剖面圖。
具體實(shí)施例方式首先參照?qǐng)DI和2，示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的一種用于開槽和車削操作的切削工具20。切削工具20具有由第一材料制成的葉片形刀片保持器22和由更硬的第二材料制成的切削刀片24的形式，其中，切削刀片24通過(guò)自?shī)A持方式而可移除地固定在刀片保持器22中?？梢酝ㄟ^(guò)形狀壓制和燒結(jié)碳化物粉末(如碳化鎢)來(lái)制造切削刀片24。如圖3和4中所示，刀片保持器22包括刀片接收槽26，其開口朝向刀片保持器22的前端28，具有沿公共縱向方向L延伸的上和下接收槽表面30、32。上接收槽表面30包括單一一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面34和單一一對(duì)上夾持表面36，其是縱向地分離的且每對(duì)可以是大致V形的。在本發(fā)明的其他實(shí)施例(未示出)中，刀片保持器22可包括從刀片接收槽26向后延伸的相對(duì)薄的分隔槽，切削刀片24借助于與分隔槽橫向相交的夾持螺釘可移除地固定在刀片保持器22中。應(yīng)當(dāng)理解，遍及說(shuō)明書和權(quán)利要求使用的術(shù)語(yǔ)“V形”不限于具有形成“V”形且在頂點(diǎn)處相交的兩個(gè)平表面組成部分(當(dāng)在剖面圖中看時(shí))的一對(duì)表面，而且也包括兩個(gè)非平表面組成部分以及連結(jié)表面組成部分的額外的平面或曲面的情況。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上夾持表面對(duì)36可以是凸出的凸脊型，具有平面的第一和第二夾持表面組成部分38、40，其形成內(nèi)部第一角α 1，并且側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34也可以是凸出的凸脊型，具有平面的第一和第二止動(dòng)表面組成部分42、44，其形成內(nèi)部第二角α 2，其中，內(nèi)部第一角α I大于內(nèi)部第二角α2。在一些實(shí)施例中，第一角α I可以是鈍角并且第二角α2可以是銳角。應(yīng)該理解，遍及說(shuō)明書和權(quán)利要求使用的術(shù)語(yǔ)“內(nèi)部角”和“外部角”分別指的是在一對(duì)表面的兩個(gè)平表面組成部分之間在兩個(gè)表面組成部分所形成的物件的內(nèi)部和外部測(cè)量的角。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，上接收槽表面30 (其具有縱向地分離的上夾持表面對(duì)36和側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34，二者都是具有平面組成部分的凸出凸脊型)使得能夠以提高的效率來(lái)制造刀片保持器22。在一些實(shí)施例中，側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34可以鄰近于刀片接收槽26的后端46，并且上夾持表面對(duì)36可以位于其前方。應(yīng)當(dāng)理解，遍及說(shuō)明書和權(quán)利要求使用的術(shù)語(yǔ)“前”和“后”分別是指在圖I至3和7中沿縱向方向L朝左和朝右的相對(duì)位置。如圖5和6所示，切削刀片24包括上表面和下表面48、50，上表面和下表面48、50的每個(gè)都沿縱向方向L延伸，周圍側(cè)表面52在它們之間延伸，上周刃54形成在上表面48與周圍側(cè)表面52的相交處。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，切削刀片24可以呈現(xiàn)關(guān)于平行于縱向方向L且與上表面和下表面48、50相交的第一平面Pl的鏡像對(duì)稱性。 而且，在一些實(shí)施例中，切削刀片24也可以呈現(xiàn)關(guān)于與第一平面Pl垂直的第二平面P2的鏡像對(duì)稱性。
在一些實(shí)施例中，切削刀片24可以具有兩個(gè)切削刃56和單一一對(duì)上鄰接表面58，兩個(gè)切削刃56形成在上周刃54的縱向遠(yuǎn)側(cè)部分處且與第一平面Pl相交，并且單一一對(duì)上鄰接表面58形成在上表面48處且縱向地位于兩對(duì)側(cè)向鄰接表面60之間且與其分離。上鄰接表面對(duì)58和兩對(duì)側(cè)向鄰接表面60可以各自是大致V形的。因此,在一些實(shí)施例中，切削刀片是雙端開槽或分割刀片，其能夠被接收到工具保持槽中并被夾持在其上和下表面之間。如圖7和8所示，上鄰接表面對(duì)58可以是凹陷的凹槽型，具有第一和第二上鄰接表面組成部分62、64，其分別與上夾持表面對(duì)36的第一和第二夾持表面組成部分38、40在第一和第二夾持接觸區(qū)Z1、Z2形成夾持接觸。第一和第二夾持接觸區(qū)Z1、Z2沿著側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34前方的上接收槽表面30的短部分延伸。在本發(fā)明的其他實(shí)施例(未示出)中，上夾持表面對(duì)36可以鄰近于刀片接收槽26的后端46并且側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34可以位于其前方，使得夾持接觸分別在側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34的后方的第一和第二夾持接觸區(qū)Z1、Z2處發(fā)生在第一和第二夾持表面組成部分38、40與第一和第二上鄰接表面組成部分62、64之間。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，當(dāng)在剖面中看時(shí)，第一和第二上鄰接表面組成部分62、64可以是非平面的，每個(gè)向外凸并且在沿著第一和第二夾持接觸區(qū)Z1、Z2的隔開接觸距離D的兩點(diǎn)處分別與第一和第二夾持表面組成部分38、40接觸。當(dāng)在同一剖面中看時(shí)，切削刀片24具有寬度W，并且接觸距離D等于或小于O. 50W。在本發(fā)明的其他實(shí)施例(未示出)中，第一和第二上鄰接表面組成部分62、64可以是平面的，形成外部角，該外部角略大于在第一和第二夾持表面組成部分38、40之間形成的內(nèi)部第一角α ，以確保夾持接觸朝向第一平面Pl發(fā)生。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，刀片保持器22的上接收槽表面30上的上夾持表面對(duì)36和側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34的縱向分離以及切削刀片24的上表面48上的上鄰接表面對(duì)58和側(cè)向鄰接表面對(duì)60之間的縱向分離使得能夠?qū)A持接觸區(qū)Zl、Ζ2定位在側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34的前方或后方并且夾持接觸區(qū)Zl、Ζ2之間的接觸距離D得以優(yōu)化。如圖5和6所示，兩對(duì)側(cè)向鄰接表面60可以是凹陷的凹槽型，每個(gè)相對(duì)于上鄰接表面對(duì)58凹陷并且具有平面的第一和第二側(cè)向鄰接表面組成部分66、68。圖7示出了被保持在刀片保持器22中的切削刀片24的側(cè)視圖，并且圖9a在沒有側(cè)向力沿橫向于第一平面Pl的方向施加到切削刀片24的情況中示出了圖7的剖視圖。如圖9a最佳地看到的，當(dāng)在剖面圖中看時(shí),兩對(duì)側(cè)向鄰接表面60中的位于工作切削刃56最后方的一對(duì)分別在它的第一和第二側(cè)向鄰接表面組成部分66、68與側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)34的第一和第二止動(dòng)表面組成部分42、44之間形成了相等的第一和第二間隙Gl和G2。因此，在沒有任何這種側(cè)向力的情況下，或者在沒有足夠大的力的情況下，第一和第二側(cè)向鄰接表面組成部分66、68均不鄰接相對(duì)的第一或第二止動(dòng)表面組成部分42、44。
圖9b在足夠大的側(cè)向力Ft( “側(cè)載荷”)沿橫向于第一平面Pl的方向施加到切削刀片24的情況中不出了圖7的首I]面圖。在圖9b中，由于側(cè)載荷Ft足夠大，其引起了切削刀片24相對(duì)于刀片保持器22的刀片接收槽26的側(cè)向移動(dòng)，直到位于工作切削刃56最后方的側(cè)向鄰接表面對(duì)60的第一和第二側(cè)向鄰接表面組成部分66、68中的一個(gè)與第一和第二止動(dòng)表面組成部分42、44中的一個(gè)之間發(fā)生側(cè)向接觸。
圖9b示出了作為朝向切削刀片24的周圍側(cè)表面52的基本平行于第一平面Pl且鄰近于上述第二側(cè)向鄰接表面組成部分68的一部分施加側(cè)載荷Ft的結(jié)果，上述側(cè)向鄰接表面對(duì)60的第二側(cè)向鄰接表面組成部分68與第二止動(dòng)表面組成部分44形成側(cè)向接觸。同時(shí)在上述側(cè)向鄰接表面對(duì)60的第一側(cè)向鄰接表面組成部分66和第一止動(dòng)表面組成部分42 之間形成了第三間隙G3，第三間隙G3大于第一和第二間隙G1、G2中的每一個(gè)。
雖然已經(jīng)將本發(fā)明描述到了一定的具體程度，但應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的如后面所要求保護(hù)的精神和范圍的情況下，可作出各種變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種切削工具(20)，包括由第一材料制造的刀片保持器(22)和由更硬的第二材料制造的切削刀片(24)，其中，所述切削刀片(24)能夠可拆卸地固定在所述刀片保持器(22)中； 所述切削刀片(24)包括 上和下表面(48,50),所述上和下表面(48,50)沿著公共縱向方向(L)延伸，周圍側(cè)表面(52)在它們之間延伸； 第一平面(P1)，所述第一平面(Pl)平行于所述縱向方向(L)并且與所述上和下表面(48，50)相交； 上周刃(54)，所述上周刃(54)形成在所述上表面(48)與所述周圍側(cè)表面(52)的相交處，其中，至少一個(gè)切削刃(56)形成在所述上周刃(54)上； 單一一對(duì)上鄰接表面(58)，所述單一一對(duì)上鄰接表面(58)形成在所述上表面(48)上；以及 至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面(60)，所述至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面￠0)形成在所述上表面(48)上， 所述刀片保持器(22)包括 刀片接收槽(26)，所述刀片接收槽(26)開口朝向所述刀片保持器(22)的前端(28)，包括沿所述縱向方向(L)延伸的上和下接收槽表面(30，32)，其中，所述上接收槽表面(30)包括單一一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面(34)和單一一對(duì)上夾持表面(36)， 其中 夾持接觸發(fā)生在所述一對(duì)上鄰接表面(58)和所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面(34)的前方或后方的所述一對(duì)上夾持表面(36)之間； 當(dāng)所述切削刀片(24)上沒有沿橫向于所述第一平面(Pl)的方向的側(cè)載荷(Ft)時(shí)，所述至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面(60)中的一對(duì)的第一和第二側(cè)向鄰接表面組成部分(66,68)與所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面(34)的第一和第二止動(dòng)表面組成部分(42，44)分別被第一和第二間隙(G1，G2)隔開；并且 當(dāng)所述切削刀片(24)上存在沿橫向于所述第一平面(Pl)的方向的足夠大的側(cè)載荷(Ft)時(shí)，僅僅所述側(cè)向鄰接表面組成部分￠6,68)中的一個(gè)接觸所述第一和第二止動(dòng)表面組成部分(42，44)中的對(duì)應(yīng)一個(gè)，并且其中 所述一對(duì)上鄰接表面(58)和所述至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面￠0)是縱向地分離的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，所述一對(duì)上鄰接表面(58)和所述至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面出0)是凹陷凹槽型的大致V形，并且所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面(34)和所述一對(duì)上夾持表面(36)是凸出凸脊型的大致V形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面(34)鄰近于所述刀片接收槽(26)的后端(46)，并且 其中，夾持接觸發(fā)生在所述一對(duì)上鄰接表面(58)和所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面(34)前方的所述一對(duì)上夾持表面(36)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中 所述一對(duì)上夾持表面(36)的第一和第二夾持表面組成部分(38，40)是平面的，其形成內(nèi)部的第一角(α I)，并且所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面(34)的第一和第二止動(dòng)表面組成部分(42,44)是平面的，其形成內(nèi)部的第二角(α2)，并且 其中，所述第一角(α )和所述第二角(α2)不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的切削工具(20)，其中，所述第一角(α )大于所述第二角(α2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的切削工具(20)，其中，所述第一角(α )是鈍角并且所述第二角(α 2)是銳角ο
7.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，所述一對(duì)上夾持表面(36)和所述一對(duì)側(cè)向止動(dòng)表面(34)是縱向地分離的。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，所述第一間隙(Gl)等于所述第二間隙(G2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，所述切削刀片(24)呈現(xiàn)關(guān)于所述第一平面(PD的鏡像對(duì)稱性。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，在所述上周刃(54)上形成兩個(gè)切削刃(56)并且在所述上表面(48)上形成兩對(duì)側(cè)向鄰接表面(60)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，所述切削刀片(24)呈現(xiàn)關(guān)于與所述第一平面(Pl)垂直的第二平面(Ρ2)的鏡像對(duì)稱性。
12.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，所述至少一對(duì)側(cè)向鄰接表面(60)相對(duì)于所述一對(duì)上鄰接表面(58)凹陷。
13.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，夾持接觸分別發(fā)生在所述一對(duì)上鄰接表面(58)的第一和第二上鄰接表面組成部分(62，64)上的第一和第二夾持接觸區(qū)(Ζ1，Ζ2)處， 其中，當(dāng)在剖面圖中看時(shí)，所述第一和第二夾持接觸區(qū)(Ζ1，Ζ2)形成隔開接觸距離(D)的兩個(gè)點(diǎn)，并且所述切削刀片(24)具有寬度(W)，并且 其中，所述接觸距離(D)等于或小于O. 50W。
14.根據(jù)權(quán)利要求I的切削工具(20)，其中，所述第一平面(Pl)與所述至少一個(gè)切削刃(56)相交。
全文摘要
一種用于開槽和車削操作的切削工具，其中，切削刀片能夠可拆卸地固定在葉片形刀片保持器中。刀片保持器包括刀片接收槽，其具有縱向延伸的上接收槽表面，該上接收槽表面具有縱向分離的單對(duì)凸脊型V形側(cè)向止動(dòng)表面和上夾持表面，其平表面組成部分形成不同的內(nèi)角。切削刀片包括上表面，該上表面具有單一一對(duì)凹槽型的V形上鄰接表面，該對(duì)上鄰接表面與兩對(duì)凹槽型的V形側(cè)向鄰接表面分離。夾持接觸發(fā)生在上鄰接表面對(duì)和上夾持表面對(duì)之間，并且側(cè)向接觸僅僅在足夠大的側(cè)載荷加在切削刀片上時(shí)才發(fā)生在側(cè)向鄰接表面對(duì)之一的一個(gè)表面組成部分和側(cè)向止動(dòng)表面對(duì)的一個(gè)表面組成部分之間。
文檔編號(hào)B23B29/04GK102947029SQ201180019044
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
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