棱柱形和圓柱形切削刀片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可轉(zhuǎn)位切削刀片和用于具有正切削幾何形狀的平行四邊形切削刀片的刀架。在一個非限制性實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的切削刀片在用于加工難加工材料的圓周旋轉(zhuǎn)銑削應(yīng)用中特別有用。在另一個非限制性實(shí)施例中，在加工鑄鐵及其合金、中高碳鋼、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的切削刀片唯一地可用于生成分段切肩的圓周旋轉(zhuǎn)銑削應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]熟知的是，切削刀片在圓周旋轉(zhuǎn)銑削應(yīng)用中具有有限的使用壽命，特別是在加工難加工材料時(shí)尤為如此，所述難加工材料包括例如特種金屬，諸如鈦和鈦合金、鎳和鎳合金、超合金、某些異金屬，以及纖維增強(qiáng)的聚合物復(fù)合材料。在軸向切削面和徑向切削面上包括正切削幾何形狀的切削刀片常用于這樣的銑削操作，該銑削操作涉及具有可轉(zhuǎn)位能力的圓周旋轉(zhuǎn)刀架的使用。切削刀片的正切削幾何形狀減小了切削力，從而導(dǎo)致更有效的銑削操作。單面平行四邊形切削刀片(通常稱為A式刀片)具有當(dāng)從刀片頂部表面上方的某個點(diǎn)觀察時(shí)的大體平行四邊形的輪廓，其中兩個長邊形成兩個主切削刃，并且兩個短邊形成兩個副切削刃。這些類型的切削刀片由于其正切削刃而提供更有效的加工，方法是由于更長的平行四邊形切削刃而提供更大切削深度的能力。
[0003]使用雙面切削刀片越來越普及，只因?yàn)榭捎们邢魅械碾p倍數(shù)量有助于為切削工具最終用戶和切削工具制造商兩者帶來成本降低的益處。然而，與傳統(tǒng)的單面切削刀片相比，由于將雙面切削刀片定位在切削刀架上的刀片凹座中以便在接合切削刃周圍實(shí)現(xiàn)足夠的正切削幾何形狀的復(fù)雜性，因此用于圓周旋轉(zhuǎn)銑削的雙面切削刀片的幾何形狀設(shè)計(jì)成為更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。雙面平行四邊形切削刀片具有當(dāng)從刀片頂部表面上方的某個點(diǎn)觀察時(shí)的大體平行四邊形的輪廓，其中在頂面和底面的每一者上，兩個長邊形成兩個主切削刃，并且兩個短邊形成兩個副切削刃。雙面平行四邊形切削刀片至少在徑向切削面上包括負(fù)切削幾何形狀。
[0004]在行業(yè)中所作出的開發(fā)新的或改善的平行四邊形切削刀片的努力已經(jīng)趨向于實(shí)現(xiàn)減小的切削力、減小的功率消耗、增加的切削刃強(qiáng)度和增加的工具壽命。從幾何設(shè)計(jì)的角度來看，保持正切削作用一直是這些努力的基本目的。然而，用于銑削操作的常規(guī)平行四邊形切削刀片僅局限于用于單面切削刀片的兩個正切削刃，或用于雙面切削刀片的四個大體為負(fù)的切削刃。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供用于設(shè)計(jì)平行四邊形切削刀片的創(chuàng)新和獨(dú)特概念。本發(fā)明的切削刀片具有棱柱形和/或圓柱形形狀，所述形狀具有多個正切削齒，所述正切削齒在切削刃周圍具有正切削幾何形狀。換句話講，每個切削齒相當(dāng)于單面平行四邊形切削刀片的可轉(zhuǎn)位切削刃(兩個正切削刃)，然而，切削齒的數(shù)量可以為三、四、五甚至更大。與傳統(tǒng)的單面平行四邊形切削刀片相比，這允許更多可用的長的正切削刃。此外，根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的棱柱形或圓柱形切削刀片可通過提供至少相同數(shù)量的、長的正切削刃而展示出優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)雙面平行四邊形切削刀片(通常為負(fù)幾何形狀)的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面，具有棱柱形和/或圓柱形(包括錐形或圓錐形)形狀的切削刀片包括多個切削齒，每個切削齒相當(dāng)于單面平行四邊形切削刀片(在切削工具行業(yè)中被稱為具有兩個可用切削刃的A式切削刀片)的切削刃。根據(jù)本發(fā)明的棱柱形和圓柱形切削刀片具有多個可轉(zhuǎn)位正切削刃，該多個可轉(zhuǎn)位正切削刃根據(jù)實(shí)際銑削應(yīng)用在四到六或甚至更多個的范圍內(nèi)。棱柱形和圓柱形切削刀片可用于加工大范圍的材料，包括難加工材料、鑄鐵及其合金、鋁及其合金、碳鋼和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
[0007]根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的大體棱柱形和圓柱形的切削刀片包括多個可轉(zhuǎn)位切削齒，并且每個切削齒包括頂面；至少一個與頂面相交的徑向間隙面；至少一個與頂面相交的軸向間隙面；和至少一個圓錐形間隙面，其與頂面相交并且連接所述至少一個徑向間隙面和所述至少一個徑向間隙面；以及位于頂面和第一徑向間隙面的相交處的長切削刃，位于頂面和第一圓錐形間隙面的相交處的彎曲切削刃，和位于頂面和第一軸向間隙面的相交處的直切削刃。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明的銑削刀架包括柄；至少刀片接納凹座，其圍繞銑削刀架的周邊內(nèi)置并且包括底部座置面、徑向座置面和周邊座置面；包括頂面的至少棱柱形和圓柱形切削刀片；至少一個與頂面相交的徑向間隙面；至少一個與頂面相交的軸向間隙面；和至少一個圓錐形間隙面，其與頂面相交并且連接所述至少一個徑向間隙面和所述至少一個徑向間隙面；以及位于頂面和第一徑向間隙面的相交處的長切削刃，位于頂面和第一圓錐形間隙面的相交處的彎曲切削刃，和位于頂面和第一軸向間隙面的相交處的直切削刃。
【附圖說明】
[0009]通過參考以下附圖，將更好地理解根據(jù)本發(fā)明的不完全和非限制性實(shí)施例的各種特征結(jié)構(gòu)和特征，其中:
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的具有四個可轉(zhuǎn)位切削齒的棱柱形切削刀片的實(shí)施例，其中圖1(a)為三維透視圖，圖1(b)為側(cè)視圖。
[0011]圖2為圖1中棱柱形切削刀片的各種剖視圖。
[0012]圖3為根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的切削工具系統(tǒng)的實(shí)施例的三維透視圖，該切削工具系統(tǒng)包括刀架和六個棱柱形切削刀片，每個棱柱形切削刀片具有四個切削齒(或可轉(zhuǎn)位切削刃)。
[0013]圖4展示了具有多個切削齒的棱柱形切削刀片在刀架上的定位方式。
[0014]圖5為根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的具有四個可轉(zhuǎn)位切削齒(每個切削齒在頂面上具有冷卻劑孔)的棱柱形切削刀片的另一個實(shí)施例，其中圖5(a)為三維透視圖，圖5(b)為側(cè)視圖。
[0015]圖6為根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的切削工具系統(tǒng)的實(shí)施例的三維透視圖，該切削工具系統(tǒng)包括刀架和六個棱柱形切削刀片，每個棱柱形切削刀片具有四個切削齒(或可轉(zhuǎn)位切削刃)。
[0016]圖7為根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的具有五個可轉(zhuǎn)位切削齒的圓柱形切削刀片的又一個實(shí)施例。
[0017]圖8為切削工具系統(tǒng)的另一個實(shí)施例的三維透視圖，該切削工具系統(tǒng)包括刀架、十二個圓柱形切削刀片，和十二個緊固螺釘。
[0018]圖9為示出了切削工具系統(tǒng)的前端視圖的實(shí)用性設(shè)計(jì)例子，該切削工具系統(tǒng)包括刀架、十二個圓柱形切削刀片，和十二個螺釘。
[0019]圖10為根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的具有四個可轉(zhuǎn)位切削齒(每個切削齒具有內(nèi)置的硬質(zhì)刀頭)的棱柱形切削刀片的又一個實(shí)施例，其中圖10(a)為三維透視圖，圖10(b)為側(cè)視圖。
[0020]圖11為根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的具有四個可轉(zhuǎn)位切削齒(不具有小平面或直切削刃)的棱柱形切削刀片的實(shí)施例，其中圖11(a)為三維透視圖，圖11(b)為側(cè)視圖。
[0021]圖12示出了具有中心軸線和中心孔的基礎(chǔ)圓柱體的三維透視圖和前端視圖。
[0022]圖13示出了具有中心軸線和中心孔的基礎(chǔ)錐形圓柱體的三維透視圖和前端視圖。
[0023]圖14示出了具有圓柱形(或圓錐形)周邊輪廓的基礎(chǔ)圓柱形切削刀片的三維透視圖和前端視圖。
[0024]圖15示出了具有圓柱形(或圓錐形)周邊輪廓和交隔的刀尖拐角(blended nosecorner)的基礎(chǔ)圓柱形切削刀片的三維透視圖和前端視圖。
[0025]圖16示出了具有棱柱形周邊平坦表面和交隔的刀尖拐角的基礎(chǔ)棱柱形切削刀片的三維透視圖和前端視圖。
[0026]圖17示出了具有組合的棱柱形周邊平坦表面和圓柱形(或圓錐形)周邊輪廓的基礎(chǔ)棱柱形和圓柱形切削刀片的三維透視圖和前端視圖。
[0027]圖18為示出了圓柱形切削刀片的原理圖。
[0028]圖19示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圓柱形切削刀片。
[0029]圖20示出了圖19的圓柱形切削刀片當(dāng)固定在刀架的刀片接納凹座內(nèi)時(shí)的位置。
[0030]圖21示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的圓柱形切削刀片。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 在非限制性實(shí)施例的本說明書中和權(quán)利要求中，除了在操作實(shí)例或另外指明的情況下，表示成分和產(chǎn)品的量或特征、加工條件等的所有數(shù)字均應(yīng)理解為在所有情況下用術(shù)語“約”來修飾。因此