專利名稱:用于端面銑刀的可轉(zhuǎn)位刀片的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于旋轉(zhuǎn)端面銑刀中加工金屬工件的新型切削刀片。特別是，本發(fā)明涉及一種用于端面銑刀中的新型切削刀片，能夠以較高的精度加工90°的臺肩。
端面銑刀的銑削刀片通常通過擠壓和燒結(jié)粉末狀的切削材料制造而成，如今的發(fā)展著眼于具有正前傾角的主切削刃，因為這樣可減小切削力和降低能耗，同時，可以消除不良的振動。因此，力圖提供呈具有正軸向角和負(fù)徑向角的幾何形狀的工具。在特定情況下，正軸向角和零度徑向角的組合可以獲得螺旋狀的切屑，從而有利于切屑的輸送。為盡可能地提供無故障的切屑輸送，切削刀片通常用一中央鎖定螺釘夾緊。
現(xiàn)有的常用可轉(zhuǎn)位刀片的缺點之一在于其不能以理想的精度加工工件的90°臺肩。這種加工的問題在于工件壁并不完全平直。這種問題的一種解決方法是使用這樣一種切削刀片，該切削刀片的切削刃呈螺旋狀彎曲。EP-A-416 901顯示和描述了這樣一種工具。利用這樣的螺旋狀切削刃，切削刃很容易與工件接合，其中沿著一斜線，切削力達(dá)到最大值，該最大值等同于用直的切削刃加工時所能達(dá)到的值。通過這種方式，工具可獲得較好的穩(wěn)定性，并且減輕了工具的振動趨勢。
鑒于此，本發(fā)明的目的是為了獲得一種改進(jìn)型切削刀片，它是對EP-A-416 901中所描述類型的切削刀片的一種改進(jìn)，其具有優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)，含有恒定的功能棱角，并結(jié)合有沿著一波浪狀邊緣線的階梯式間隙通過大的軸向傾角被安裝在工具上。
本發(fā)明的另一個目的是得到一種銑削工具，它不但有利于加工90°的臺肩，而且有利于進(jìn)行所謂的修整斜面的軸向加工，也就是說，提供一種工具，其在軸向和徑向上均可以加工工件。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于切削加工的切削刀片，它特別適用于端面銑刀，該切削刀片基本上由一平行六面體構(gòu)成，包括一頂面和一底面，它們與位于其間的兩個縱向側(cè)面一起形成主切削刃和兩個端面，兩個端面中的每個具有一斜面，所述斜面設(shè)置在從刀片體的其余部分軸向突出的部分上，所述縱向側(cè)面被設(shè)計成向著工作切削角部其寬度逐漸增加，這樣便可將切削角部設(shè)置在一凸起部分上，其中，所述縱向側(cè)面與頂面成一銳角，并與底面成一鈍角，并且，沿著整個切削刃，側(cè)面的上部設(shè)置有波浪狀的主隙面，并以較大的軸向斜度從一個端面向下向著另一個端面延伸，從而顯示出沿整個切削刃的功能性間隙，其中所述隙面位于從刀片的其余部分橫向伸出的部分上，并且通過一階梯式間隙，主隙面延伸至靠近側(cè)面的較低部分，從而構(gòu)成一第二螺旋扭曲隙面，它的傾角隨著切削深度的增加而增加，并且從切削刀片的平面視圖上看，斜面基本上與主切削刃成直角，并通過一光滑的彎曲刃部分隔開。
本發(fā)明還提供了一種用于旋轉(zhuǎn)加工金屬工件的銑削工具，它具有圓柱形的基本形狀，并且可繞一中央軸線CL旋轉(zhuǎn)，它的后部具有一柄部，以可旋轉(zhuǎn)地固定在一夾具或機器轉(zhuǎn)軸上，它的外周設(shè)有多個相互間隔的凹槽，每個凹槽由一底部支撐面和一個或多個直立的并沿軸向和徑向延伸的側(cè)部支撐面構(gòu)成，其中，前述可轉(zhuǎn)位刀片以這樣的方式夾緊在銑削刀體上，以使得其沿著主切削刃和斜面具有適宜的后角，且銑削刀體上的每個切削刀片以一正軸向角和一負(fù)徑向角取向。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。其中，
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明具有一夾緊切削刀片的銑削體的側(cè)視圖。
圖2顯示了圖1中的工具的另一部分的側(cè)視圖。
圖3顯示了切削刀片的平面圖。
圖4顯示了圖3中切削刀片的側(cè)視圖。
圖5顯示了沿圖3中V-V線的剖面圖。
圖6顯示了圖1中切削刀片的端視圖。
圖7顯示了圖1中切削刀片的透視圖。
圖8顯示了切削刀片的平面圖。
圖9顯示了沿圖8中H-H線的剖面圖。
圖10顯示了沿圖8中L-L線的剖面圖。
圖11顯示了在軸向和徑向加工的銑削體的側(cè)視圖。
圖1-2圖示了根據(jù)本發(fā)明的端面銑刀的一個實施例，它具有棱柱形的伸長可轉(zhuǎn)位刀片13。這樣一種切削刀片通過直接壓制的方法制造而成，即硬質(zhì)合金粉末首先通過擠壓成型，然后在溫度高于1000℃的爐子中進(jìn)行燒結(jié)。在度量擠壓設(shè)備尺寸時需要考慮物體在燒結(jié)過程中的收縮。端面銑刀基本上包含一個圓柱形的刀體10，其后上部(圖中未示出)呈圓錐狀并將被緊固在一夾具或加工機器的轉(zhuǎn)軸上，這樣，所述刀體可被帶動圍繞著一中心軸線CL旋轉(zhuǎn)。端面銑刀的前部的外周具有多個間隔的凹槽11，每個凹槽都具有一個槽12，它由一底部支撐面14和一個或多個直立的側(cè)部支撐面構(gòu)成，以接受一個可釋放地夾持的處于工作位置的可轉(zhuǎn)位刀片13?；蛘?，多個切削刀片可以進(jìn)一步在所述切削刀體的匹配槽中軸向堆疊。
槽12的底面14與縱向軸線形成一正軸向角α，同時與徑向平面形成一負(fù)徑向角?？赊D(zhuǎn)位刀片13優(yōu)選通過一夾緊螺釘(未示出)緊固在所述的槽12中，該夾緊螺釘穿過該刀片的一中央開口15被接受，并與銑削刀體10螺紋配合。正軸向角α的大小宜在0-20°之間選擇，優(yōu)選為在5-15°之間。正軸向角α將使切屑容易與工件分離并從工件上脫落。
可轉(zhuǎn)位刀片13基本上為一平行六面體，包括兩個平行的矩形側(cè)面，頂面16和底面17，頂面16和底面17可相互成一定角度而遠(yuǎn)離，如圖2-3中所示。在所述頂面和底面之間，具有兩個縱向側(cè)面18，19和兩個端面20，21，它們基本上垂直于所述頂面和底面，并且其中側(cè)面18，19比橫向延伸的端面20，21具有更大的延伸區(qū)域。這些側(cè)面18，19大體上與頂面16成銳角，并與底面17成鈍角。位于沿直徑方向相對的角部的端面設(shè)置在部分22，23上，它們從該刀片的其余部分軸向突出。側(cè)面18，19和切削刀片的頂面16之間的相交線形成主切削刃24和25，而所述部分22，23與頂面16之間的相交部分構(gòu)成斜面26，27，它們分別與突出部分22，23上的主切削刃基本垂直，以使加工表面平面化，從而獲得改善的表面精度。主切削刃和所述斜面在光滑的圓角刃28，29的每個角部分離，圓角的曲率這樣選擇，以使得在對工件加工時可得到一具有半徑為0.4-6.4mm的曲線部分。為此，角邊28，29具有這樣的形狀，即其鄰近主切削刃和斜面26，27處的半徑稍大于位于它們之間的曲線部分的半徑。
如圖3所示，靠近斜面27具有一個光滑的彎曲刃部分27a。該彎曲刃部分27a在軸向修整斜面和鉆孔時作為一工作刃。該彎曲半徑隨著與斜面27之間距離的增大而連續(xù)變大。一分離的修整刃X1，X2與彎曲刃R1相連，該彎曲刃R1形成向部分26a的一過渡部分。切削刃R1，R2的尺寸應(yīng)在O.4-0.6mm之間。
一個顯著的特點是，縱向側(cè)面18，19被設(shè)計成向著有效切削角部其寬度逐漸增加，這樣，切削角部和彎曲角部刃28，29可置于切削刀片的一凸起部分上。同時，切削刀片這樣形成，以使得側(cè)面18，19和端面20，21沿著整個切削刃與切削刀片的頂面16形成正后角(隙角)。進(jìn)一步的特點是，縱向側(cè)面18，19沿著整個主切削刃24(沿著主切削刃25也類似)形成波浪形的主隙面30，并以較大的軸向斜度從一個端面21向下朝著另一個端面20延伸。值得注意的是，主隙面30位于部分31上，該部分31以一定的半徑通過一階梯式間隙從刀片的其余部分橫向突出，并延伸至另一個螺旋形的扭曲隙面18處，這樣，其后角隨著切削深度的增加而增加。主隙面30沿著整個長度基本上具有恒定的寬度。
刀片的頂面16的詳細(xì)形式在圖6-7中比較清楚。從中可以看出，頂面具有一個圍繞著中央孔15的中央凹槽區(qū)。從這個區(qū)域開始并向著端面，延伸著彎曲斜面32，33。如圖7中清楚顯示的那樣，頂面由一周向延伸的平面加強倒棱34界定，為了清楚起見，其寬度被放大。如圖8-10中所示，沿著主切削刃，斜面34與主隙面30成一銳角，該角度在75-90°之間較為合適，最好在84-89°之間選擇。沿著斜面26，27，加強倒棱34與緊鄰著的斜面26，27的隙面21a成一較小的銳角。該銳角的大小應(yīng)在70°-80°之間。與縱向側(cè)面18，19相連并與縱向側(cè)面18，19相交的頂面的斜面呈基本上從平坦的表面35和36向上傾斜的形式。在斜面33，35之間設(shè)有一個平面37，它與周圍的平面相比略微下凹，該表面向下傾斜，并向著角部其寬度逐漸增加。相應(yīng)地，類似的窄平面38在沿直徑方向相對的位置向著刀片中央向下傾斜。所有這些窄平面37，38與一凹入的圓形中央孔15相連，該中央孔15位于與底面17平行的平面上。由于這種布局，交替的凹、凸表面部分與工作切削角部相連，從而可以獲得有利且優(yōu)化的切屑形式，這樣切屑可很容易地破裂并從工件上去除。如圖6-7所示，端面20的上面部分形成一隙面20’，它與上加強倒棱34銳角相交。端面20的表面部分40與副切削刃26相連，它具有平面狀表面形狀，并作為一個連續(xù)的表面從頂面16向底面17延伸。
圖8-10通過多個剖視圖顯示了切削刀片，從中可更為清楚地看出頂面16的輪廓。上加強倒棱34的螺旋扭曲輪廓和沿著主切削刃24的連接切屑表面35也和主隙面30一樣具有螺旋扭曲狀輪廓。通過這種方式，主隙面30和與底面17的法線之間成一角β。它這樣變化，從而在H-H剖面圖中顯得小一些，而在L-L剖面圖中顯得大一些。角β的大小應(yīng)在0-25°之間。這意味著在保證緊固到銑削刀體上后，將得到一個恒定的后角，從而使得倒棱的磨損變得均勻。不過，斜角γ保持恒定。表面30和35之間的夾角為θ，表面34和30之間的夾角為σ。由此，角γ、θ、σ在沿主切削刃上的所有橫截面上保持恒定。因此，沿主切削刃上的每個橫截面總是保持一致的切屑形成過程，從而提高了切削刃的強度，并有利于延長切削刀片的使用壽命。
圖11顯示了具有本發(fā)明的切削刀片的銑削工具是如何用于修整斜面加工的，從而有可能加工出以一定的傾角向下朝著圖中右側(cè)傾斜的斜面?？刹僮鞯那邢魅性趫D3中以較黑部分示出，并被標(biāo)示為X1，X2與27a，27b。
通過上述結(jié)構(gòu)，由于具有沿著波浪形邊緣線的恒定功能性棱角(邊緣角)，并結(jié)合階梯式間隙和較大的正軸向角α，從而可以在加工90°臺肩時達(dá)到理想的精度。一方面，沿主切削刃得到均勻的倒棱磨損，從而有利于延長工具的壽命；與此同時，切屑的形狀更為有利，從而加工時的切削力更為適度。此外，通過環(huán)形插入物，這樣的工具已應(yīng)用于適宜的機加工中，這樣，有可能加工出最大傾角為10°的斜面。另一個效果是限制了切削刃的切口磨損或火花磨損的增加。因此，它一方面制約了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，另外又增加了加工時的切削力，并且有利于延長工具的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種用于切削加工的切削刀片，它特別適用于端面銑刀，該切削刀片基本上由一平行六面體構(gòu)成，包括一頂面(16)和一底面(17)，它們與位于其間的兩個縱向側(cè)面(18，19)一起形成主切削刃(24，25)和兩個端面(20，21)，兩個端面(20，21)中的每個具有一斜面(26，27)，所述斜面設(shè)置在從刀片體的其余部分軸向突出的部分(22，23)上，所述縱向側(cè)面被設(shè)計成向著工作切削角部其寬度逐漸增加，這樣便可將切削角部設(shè)置在一凸起部分上，其特征在于，所述縱向側(cè)面與頂面(16)成一銳角，并與底面(17)成一鈍角，并且，沿著整個切削刃，側(cè)面(18，19)的上部設(shè)置有波浪狀的主隙面(30)，并以較大的軸向斜度從一個端面(21)向下向著另一個端面(20)延伸，從而顯示出沿整個切削刃的功能性間隙，其中所述隙面位于從刀片的其余部分橫向伸出的部分(31)上，并且，通過一階梯式間隙，主隙面(30)延伸至靠近側(cè)面(18，19)的較低部分，從而構(gòu)成一第二螺旋扭曲隙面，它的傾角隨著切削深度的增加而增加，并且從切削刀片的平面視圖上看，斜面(26，27)基本上與主切削刃(24，25)成直角，并通過一光滑的彎曲刃部分(28，29)隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的切削刀片，其特征在于，沿著整個主切削刃，主隙面(30)具有恒定的寬度，并且隙面(30)沿整個側(cè)面在兩個相對的端面(20，21)之間延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1-2中任何一個所述的切削刀片，其特征在于，所述頂面由一中央下凹區(qū)域和圍繞該區(qū)域的切屑表面形成，其中，面向所述端面(20，21)的切屑表面形成一凸面(32，33)，而靠近所述側(cè)面的切屑表面構(gòu)成傾斜向上的平面(35，36)，它以銳角與靠近主切削刃的主隙面(30)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于，所述頂面(16)和底面(17)相互成一定角度而遠(yuǎn)離。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于，沿主切削刃(24，25)和斜面(26，27)形成一平面加強倒棱(34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于，沿整個主切削刃(24，25)，加強倒棱(34)和主隙面(30)成84-89°的角。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于，在凸面(32)和平面狀表面(36)之間，以及表面(33)和(35)之間，設(shè)有一個下凹的平面狀表面(38，37)，并向著角部其寬度逐漸增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于，在靠近凸出的切屑表面(32，33)的部分上，所述端面的上部形成一傾斜的隙面(20′)，而所述端面中靠近斜面(26，27)的部分則具有平面(40)的形狀，其作為一連續(xù)表面在頂面(16)和底面(17)之間延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于，加強倒棱(34)和斜面上的隙面(21a)之間的夾角小于加強倒棱(34)與沿主切削刃的隙面(30)之間的夾角。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于，彎曲刃(28，29)具有這樣一種形狀，它在靠近直的主切削刃(24，25)和直的斜面(26，27)處的彎曲部分大于位于它們之間的彎曲部分。
11.用于旋轉(zhuǎn)加工金屬工件的銑削工具，它具有圓柱形的基本形狀，并且可繞一中央軸線CL旋轉(zhuǎn)，它的后部具有一柄部(10)，以可旋轉(zhuǎn)地固定在一夾具或機器轉(zhuǎn)軸上，它的外周設(shè)有多個相互間隔的凹槽，每個凹槽由一底部支撐面(14)和一個或多個直立的并沿軸向和徑向延伸的側(cè)部支撐面構(gòu)成，其特征在于，根據(jù)前述權(quán)利要求
1-10中任何一個所述的可轉(zhuǎn)位刀片以這樣的方式夾緊在銑削刀體上，以使得其沿著主切削刃(24，25)和斜面(26)具有適宜的后角，且銑削刀體上的每個切削刀片以一正軸向角和一負(fù)徑向角取向。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的銑削工具，其特征在于，所述切削刀片以這樣的方式軸向固定在銑削刀體(10)上，即它們越過支撐體而軸向延伸，從而使一沿軸向取向的修整刃(X)可與工件接觸，而徑向位于斜面(26，27)內(nèi)的彎曲徑向刃(26a，27a)可在修整斜面和鉆孔相結(jié)合的加工過程中與工件接觸。
專利摘要
一種切削刀片，包括頂面(16)，底面(17)和側(cè)面(18，19)。切削刀片的每個端面具有軸向突出部分(22，23)，每個突出部分上具有一斜面(26，27)。頂面(16)和側(cè)面(18，19)的相交線形成主切削刃。每個側(cè)面上具有一個在一突出部分(31)上形成的隙面(30)，并且通過一階梯式間隙延伸至一第二螺旋扭曲隙面，其傾角隨著切削深度的增加而增加。從切削刀片的平面圖上看，所述斜面以直角向著主切削刃(24，25)。由于這種結(jié)構(gòu)，沿著一波浪狀邊緣線可獲得恒定的功能邊緣角，同時結(jié)合階梯式間隙和正軸向角(α)，從而可在加工90°臺肩時提高加工精度，并有助于主切削刃的均勻磨損以及延長切削刀片的使用壽命。
文檔編號B23C5/10GKCN1117646SQ99805800
公開日2003年8月13日 申請日期1999年5月4日
發(fā)明者芒魯斯·奧斯特倫, 拉爾斯-奧拉·漢松 申請人:桑德維克公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan