CN1154670A - 镶装刀片 - Google Patents

Abstract

一种可更换镶装刀片可装在刀体中用作平面和圆周复合铣削加工。镶片基本上为平截头棱柱体，具有平面底部(1)和带前倾部分(10)的上表面(2)，前倾部分与镶片的侧面(3)汇合且至少有两个切刃(5)在其间构成一镶片角(6)。镶片角有一等分面(0-0)垂直于镶片底部。每个切刃(5)都具有中部(5a)和倾斜于镶片底部的第一及第二侧部(5b，5c)，而镶片角由相邻切刃的相邻第一、第二侧部(5b、5c)构成。镶片角(6)和切刃(5)相对等分面(0-0)作镜对称。

Description

镶装刀片

发明的领域

本发明关系到去除切屑的操作例如铣削、钻削及车削，特别是对一种联合平面与圆周铣削，特定地为加工台肩尤其是直角台肩、槽等需要的切削刀具中用的镶装刀片。

发明的背景

在以上特定的切削操作中采用的铣刀上装的镶装刀片，切削作用通常是由位置在铣刀圆周上基本上与旋转轴线同方向的镶片圆周切削刃以及位置在刀具前面上通常与旋转轴线垂直的镶片副切削刃的相邻部分(这部分常被称为刮扫器)来进行的，以此期待加工出高表面质量的加工件平基面。

从经济观点看，显然希望镶片具有尽量多的切刃，必要时可以很容易地转位，目前的镶片都设计成大体上呈正方形，有四个切削刃、每个都能作圆周和副切削刃。这种镶片绕镶片中轴线有顺时针或反时针的90°对称旋转，因而镶片切刃可转位而分别用于左向和右向刀具。

以上这种镶片的切刃通常具有一主要部分和至少一个辅助部分，因而当切刃用作圆周切刃时，其主要部分起主切刃作用而铣削被加工的台肩的立墙，而在切削刃用作副切刃时，其辅助部分起刮扫器作用而刮削被加工台肩的底部。

为使这种镶片可用来加工直角台肩，应保证切削角的有效角度基本上为90°。此外，在非工作的副切削刃部分和被加工台肩的底面之间始终必须保持足够的端铣隙角，还必须保证由圆周切刃加工的台肩立墙的平直度偏差值不超过允许值。

一般满足上述约束条件的这类镶片，举例来说，已在US4,632,607、US5,199,827和US5,382,118中公开。

在US4,632,607中，镶片通常呈正方形并且有四个全同的切刃。每个切刃由相连的主要部分和辅助部分组成，各切削刃的辅助部分，如在镶片的平面图中所示，相对于主要部分隆起并成为它的延伸。镶片具有四个全同的角，每个角连接着两相邻切刃的主要部分和辅助部分，这两部分间形成90°角。在切削过程中，圆周布置的切刃的主要部分用作圆周切削的主切削刃，而副切刃的相应辅助部分则起刮扫器的作用。

US5,199,827所公开的镶片通常有正方形状和四个全同的切刃。每个切刃具有主刃部分和辅刃部分，主刃部分相对于相关辅刃部分延伸时略有角度。镶片有相同的角，每个角连接相邻两切刃的主刃和辅刃部分，相邻两切刃之间的实际角度稍大于90°。镶片装在刀体内从而在工件内得到有效的90°角。

US5,382,118公开的镶片基本上呈正方形而具有四个相同的切刀，每个切刃有中央切刃部分和第一、第二横向切刃部分，位置在中央切刃部分的两侧。镶片有四个相同的角，每个角连接相邻切刃的第一、第二横向切刃。各切刃的三个切刃部分的每一个相对于底部以一特定状态都是倾斜的，从而使切刃在前视图中具有凸凹的形状。切削时，圆周切刃的第一横向部分和中部限定主切刃并加工工件台肩的立墙，而副切刃的第二横向部分起刮扫器作用，用于加工台肩的底部。

应该理解，在所有上述镶片中，镶片角相对于其等分线都是非对称的，因而与相应方向的刀体配用，镶片可以或者作为左向或者作为右向的应用。

本发明的目的是提供一种新镶装刀片，可装在右向和左向两种刀体上，这种镶片的角部对于其等分线作镜面对称。

发明的概要

遵照本发明提供有一种适于装在切削刀体上的可更换镶装刀片，

所述镶片基本上为平截头棱柱体，具有一平面底部和一带前倾部分的上表面，上表面的前倾部分与镶片侧面汇合，至少在两个切刃处构成镶片角，镶片角有垂直于镶装刀片底部的等分面；

每个切削刃包括有中央部分和倾斜于所述镶片底部的第一和第二侧部，所述镶片角则与相邻切刃的相邻第一第二侧部相连；

当镶片装到刀具上时，各切刃都可以加工。用作圆周切削刃时，切削长度由其第一侧部和中央部位确定，而用作方向垂直于相邻圆周切刃的副切刃时，切削长度由其第二侧部确定。

其特征是：

诸切刃的所述诸中央部分在其间限定一平行于所述底部的第一平面，所述相邻的第一、第二侧部具有相等的长度而在其间构成倾斜于所述底平面并垂直于所述等分面的第二平面，从而使所述镶片角和所述诸切刃都有相对于所述等分面作镜面对称的几何形状。

遵照本发明的镶片最好能以这样的方式装在一旋转刀具中，使镶片副切刃的所述第二侧部位于一垂直于刀具旋转轴线的平面内，起刮扫器作用，并使镶片圆周切刃的所述中部在镶片绕旋转轴线旋转时由于它的取向而成为刮扫出基本上是圆筒形的包络面的母线。

在本发明的另一实施例中，由切刃的所述相邻的第一、第二侧部构成的所述第二平面从镶片中心朝相应镶片角斜向镶片底部。在本发明的另一实施例中，所述第二平面斜向相反方向，也就是斜离镶片底部。

在本发明的这两个实施例中，镶片可具有任一数量的镶片角。但在镶片用以加工直角台肩这类结构时，镶片具有基本正方形而具有四个切刃、四个角而绕镶片中轴线作顺时针和反时针的90°旋转对称。

附图的简要说明

为了进一步了解本发明并只用举例的方法表明如何付之实施，现按附图进行说明如下，图中：

图1为遵照本发明镶片第一实施例的透视图；

图1a为根据本发明第二实施例，类似于图1所示镶片的角部的视图；

图2为图1所示镶片的侧视图；

图3为图1所示镶片的平面图；

图4为图3所示镶片角部正交于等分面0-0方向的视图；

图5与6依次为图3所示镶片分别沿V-V和VI-VI线的剖面图；

图7为图1a中所示本发明镶片第二实施例的顶视图；

图8为图7中所示镶片沿VIII-VIII线的剖面图；

图9为图7中所示镶片的侧视图；

图10为遵照第一实施例图1，2至6中所示镶片的铣刀示意侧视图；

图11为如图10中所示切削镶片的示意透视图以及用装有这种镶片的铣刀在工件中加工出的台肩的透视图；

图12为图11中所示加工出的台肩上XII部分的放大图，有镶片的外形加在此处；

图13为使用根据图1a及7至9所示的第2实施例的镶片的铣刀示意侧视图；

图14为图13中所示的镶片的和使用这种镶片的铣刀加工出的台肩的示意透视图。

优选实施例的描述

下面描述的是根据本发明用在铣刀里的可转位镶片的两个例子。这些例子表明本发明镶片的两种不同的实施例，镶片的形状和装在刀体上的方式大体上相似，差别主要在镶片角部的几何形状。例如，图1表示根据本发明第一实施例的镶片I，最适于加工较硬的材料，图1a表示根据本发明第2实施例镶片II的角部分，最适于加工要求较大正剪切角的材料。

由图1可看到，特别在图2图3中表示，镶片I为基本上正方形的平截头棱柱体。镶片属正角型而具有平面底部1、上表面2和四个侧面3(仅能有到其中二个)，分别从底部1的侧边4向上向外延伸。镶片有四个由侧面4与上表面2相交形成的切刃5，并在其间构成镶片角6，镶片角最好呈圆形如图3所示，但也可带有小平面。镶片角和在此相关的切刃设计成相对于等分面0-0作镜对称，等分面0-0通过角的等分线而垂直于镶片底部1。这样，镶片还对此处的中心轴线A有90°顺时针和逆时针旋转对称，从而使四个切刃5和镶片角6全同，可在切削中等效地作左向和右向操作。

参看图2，镶片I的每个切刃5都具有延伸在切刃5的大部分长度上的中部5a，和长度相等并从中央切削部分5a向相应镶片角6在反向延伸的第一、第二侧部5b与5c。每个镶片角6由相邻两切刃5的相邻第一、第二侧部5b、5c构成。包括相邻角在内的各切刃侧部长度比较短。这样，切刃中部的长度一般约为切刃整个长度的大约40～60％，范围相当宽、例如在8+25mm。就这种切刃长度来说，每个切刃侧部最好约为2.4mm。

参看图2及4，可以看出，所有切刃5的切刃中部5a平行于底部1并在一共同的平面B内。各切刃5的切刃侧部5b与5c以这样一种方式向下斜向底部1，使在每对相邻接的第一、第二切刃侧部5b与5c之间形成的假想平面C相对于平面B成一角度而垂直于等分面0-0。如图4所示，平面C和平面B形成一内钝角D，此角最好稍小于180°，如约为176°。采用这种结构就可得到相邻切刃的相连第一、第二侧部相对于等分面完全的几何对称。此外，镶片角部6也得到加强。

应该理解，为了说明问题，各切刃部分相对的倾斜角度在图中与实际镶片上的相比是夸大了的。实际上，如图3中的镶片每个切削刃5在投影平面所看到的基本上是一直线。

如图3所示，镶片的上表面2具有与每个切刃5相邻的刃背9和从刃背9朝底部1向平行于底部1的中央平面11延伸的部分前倾面10。从图3、5与6可看出，分别与相应第一和第二侧部5b与5c相邻的刃背9部分9b、9c与背面中邻接于切刃中部5a的刃背部分9a相比具有较大的宽度和较小相对于底部1的倾斜角，因而与镶片角相邻的切刃区得到了加强。在中部表面11内设有贯穿镶片的通孔12，用以装入合适的夹紧螺钉以便将镶片装入铣刀。

如图2所示，镶片的每个侧面3都有上部后侧面13、下部的镶片定位面14和位于其间的中部15。在本发明的优选实施例中，镶片侧面最好具有中央凹部17，凹部大体上从后侧面13向下朝底部1延伸而在两侧由一对平面段18为界。凹部17的结构可见之于共同未决申请的以色列专利申请113121，凹部在将镶片装到刀具上时可用来在刀具轴向支承镶片。

图7-9示出遵照本发明镶片的第二实施例，镶片角部示于图1a。如图所示，镶片II为基本上是正方形的平截头棱柱体，具有平面底部1′、上表面2′和四个侧面3′，侧面与1表面2′在四个全同的切刃5′处相交而在其间构成四个全同的镶片角部6′。各镶片角部和相应切刃相对于等分面0′-0′作镜面对称，等分面0′-0′通过角的等分线而垂直于镶片底部1′。这样，镶片也绕镶片中央轴线A′作90°顺时针和反时针旋转对称，使四个切刃5′和镶片角部6′全同而等效地用于左向和右向切削操作。

与本发明第一实施例镶片I的切刃5相似，切刃5′具有在切刃5大部分长度上延伸的中央部分5′a和长度相等而从中央部分5′a向相应镶片角6′作反向延伸的第一、第二侧部5′b、  5′c。各镶片角6′由相邻两切刃5′的第一、第二侧部5′b、5′c构成。

所有切刃5′的切刃中部5′a位于平行于底部1′的共同平面B′内。切刃侧部5′b与5′c从底部1′向上倾斜而使每对相邻的第一、第二切刃侧部5′b、  5′c之间所构成的假想平面c′相对于此处平面B′作角度取向，形成一个内角最好稍大于180°，譬如185°。依靠这种设计，得到镶片切屑前倾面10′，这种几何形状对于要求用更大正前倾角切削的材料来说特别重要。

如图8与9所示，镶片II的上面和副后侧面大体上与镶片I上的相似。这样，镶片上表面2′具有邻接于各切刃5′的刃背9′和从刃背9′朝底部1′向下延伸的部分前倾面10′。副后侧面3′为正向结构而最好具有凹部17′。

图10-12所示为按照上述本发明第一实施例镶片I装在铣刀上铣削工件W的情况。

图10示出装在铣刀体16圆周槽15的安装面14上的镶片I。刀具体有旋转轴线X和在镶片切刃5下面经过刀具体旋转轴X的径向基准面18。安装面14相对于径向基准面18倾斜一正值轴向倾角γ，这是上述两个面在正交投影面上相互之间的实际角度。应该理解，镶片切刃在此基准面上的倾斜度和位置限定相对于刀具构成镶片的有效轴向和径向切削前倾角。

如图11所示，为加工工件W的直角台肩S，安装镶片I时使其切刃5大体上与旋转轴线X同向而起圆周切刃作用，而切刃50则大体上垂直于旋转轴线X而起副切刃作用。使镶片在安装面14上绕镶片中轴线A顺时针方向稍作转动而使副切刃50的第二侧部切刃5c位置在垂直于旋转轴线X的平面内而起刮扫器作用，刮扫台肩S的底部23。此外，如图12所示，由于镶片处于转动过的位置上，在副切刃50的非工作部分5a和被加工后台肩S底部23之是保证有所要求的后隙角30。圆周切刃5的中部5a和第一侧部5b构成镶片的主切刃，中部5a的取向使它在镶片绕轴线X旋转时成为刮扫出半径为R的大致圆柱形包络面20的母线，从而相应地铣出被加工工件W直角台肩S的立墙21。

采用如上所述安装的镶片，在由圆周切刃5的中部5a和第一侧部5b构成的主切刃和由副切刃50的第二侧部5c构成的刮扫器之间所取得的有效切削角具有大体上为90°的视在量值而可正确地加工出直角台肩S。应该一提的是，如图12所示，由于镶片角6的特定几何形状在被加工台肩上取得的稍大于90°的角度是可以忽略不计的，因为由侧部5b加工出的表面相对于台肩S立墙21总的方向的偏离26的量很小，仅约0.015mm，在镶片角部6为圆角时更是如此。

图13与14表示，遵照本发明第二实施例的镶片II装在铣刀上的情况与第一实施例的镶片I的情况是相同的。这样，圆周切刃5′的中部5′a和副切刃50′的第二侧部5′c构成其间大体上为90°的视在角度，因而可正确地加工出直角台肩S。

这样，采用本发明的镶片结构并在铣刀中拔出上所描述的方式安装，一方面可在副切刃的非工作部分和被加工台肩底壁之间得到足够的端铣间隙角30，另一方面可使被加工台肩立墙平直度的偏差不超过允许限度。

虽然本发明优选实施例中是以装在右向铣刀上的镶片来描述的，但显然镶片也可用于左向铣刀。

本发明镶片的所有切刃可在左向和右向刀具中一样使用，但，很明显，在镶片一旦已经在某特定类型的刀具中应用而其切刃工作部分已经相应地受到磨损后，镶片的后续使用就只能限于这一类型的刀具。

遵照本发明的镶片可能有不同于以上所述和附图所示的特点。例如，镶片可以有其他数量的转位切刃和切削角。切刃部分，特别是中央部分切刃可以有特定的形状、高度不同，呈曲线形，例如，呈凸形或凹形。相邻切刃侧部的平面和镶片底部之间的角度可以有小于或大于优选实施例中提到的相应角度。镶片前倾面可以有任何一种适当种类的切屑形成方式，而侧面可以有不同于本发明优选实施例所述的结构。

Claims (6)

1.一种可装在切削工具刀体上的可更换镶装刀片，所述镶片基本上为平截头棱柱体，具有一平面底部和一上表面，上表面的各前倾部分与镶片侧面汇合，至少在两个切刃处构成镶片角，镶片角的等分面垂直于镶片底部；

各切刃具有中部和相对于镶片所述底部倾斜的第一和第二侧部，所述镶片角由相邻切刃的相邻第一、第二侧部相连；

将镶片装在刀具上时，各切刃可于加工，用作圆周切刃时，切削长度由第一侧部和中部确定；用作副切刃时切削长度由第二侧部确定；

其特征是：

各切刃的所述中部在其间限定一平行于所述底部的第一平面，而所述相邻的第一与第二侧部具有相同长度而在其间限定第二平面，它倾斜于所述底部平面并垂直于所述等分面，因而所述镶片角和所述切刃具有相对所述等分面镜面对称的几何形状。

2.按权利要求1的一种镶装刀片，其特征在于：所述刀具为旋转刀具，所述镶片可装在刀具中而使镶片副切刃的所述第二侧部位于一垂直于刀具旋转轴线的平面内用作刮扫器，并使镶片圆周切刃的所述中部在镶片绕旋转轴线旋转时由于其取向而成为刮扫出基本上呈圆柱形包络面的母线。

3.按权利要求1所述镶装刀片，其特征在于：由多个切刃的所述相邻的第一与第二侧部构成的所述第二平面从镶片中心观察时在相应镶片角方向上斜向镶片底部。

4.按权利要求1所述镶装刀片，其特征在于多个切刃所述相邻的第一与第二侧部构成的所述第二平面从镶片中心观察时在相应镶片角方向上斜离镶片底部。

5.按权利要求1所述的镶装刀片，其特征在于镶装刀片具有多个可转位的切刃。

6.按权利要求5所述镶装刀片，其特征在于镶装刀片具有大致的正方形，四个切刃以及对刀具中央轴线顺时针向和逆时针向的90°旋转对称。

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