切削刀具及去屑刀具的切削刀片的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的被构造用于去屑加工的切削刀具以及根据权利要求17的前序部分的切削刀片，该切削刀具包括刀体和至少一个这种切削刀片。

本发明尤其涉及切削刀具和在这种刀具中使用以用于铣削的可转位切削刀片，并且为此，下文将主要讨论并说明该具体应用，但是本发明不完全限于此。所述刀具和刀片也可以用于其它类型的去屑加工，诸如车削。可想到的铣削过程的实例是端面铣削、坡走铣(ramping)和插补铣削(interpolation)。

这种铣刀通常具有多个(例如六个)凹座，切削刀片被可释放地固定到该凹座上，以使切削刀片能够转位，进而改变切削刀片的用于去屑加工的切削刃部分。对于所述加工的结果和所述切削刀片的寿命至关重要的是，接纳在刀体的所述凹座或刀座中的刀片被适当地支撑在其中的固定位置上。这种支撑将由向刀片的侧表面的部分提供支撑的所述装置和向刀片的下表面提供支撑的所述平坦支撑面提供，并且紧固装置将下表面压靠于该平坦支撑面上，同时将刀片固定在所述凹座中。同样重要的是，当在刀具的起作用的去屑状态下旋转力矩作用在刀片上时，刀片可以不移动，并且这通过刀片的接合构件与凹座的接合构件相互作用来确保。

背景技术：

EP 2764939 A1公开了一种在前言中限定的类型的切削刀具和切削刀片。在该刀具中，凹座的支撑面由平坦的凹座底表面提供，围绕所述中心凹槽的刀片的所述下表面的部分被施加到该平坦的凹座底表面上，以由此接纳支撑。接合构件被布置在该支撑面上面，以便被接纳在所述凹槽中，并且形成突出构件，该突出构件用于获得与特定凹槽延伸部的接合并防止刀片在所述刀具的起作用的去屑状态下旋转。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在引言中限定的类型的切削刀具和切削刀片，其至少在某一方面上相对于已知的这种切削刀具和切削刀片得到改进。

关于切削刀具，这一目的通过提供具有在所附权利要求1的特征部分中列出的特征的这种切削刀具来实现。

通过借助升高部来提供所述支撑面，可以通过使用为转位并且为防止接纳在凹座中的刀片旋转提供的凹槽的底表面来获得适当支撑。这不仅意味着可以从下方为所述刀片提供足够支撑，而且还提供在所述切削刀具中使用可翻转的刀片(即双面刀片)的可能性，这在如上所述的已知的切削刀具那样的具有所述支撑面的刀具中是不可能的。

根据本发明的实施例，所述至少一个突出构件承载所述支撑面，以将刀片支撑在所述凹槽延伸部内的所述底表面上。这意味着所述支撑面将接近接纳所述突出构件的凹槽的外边界，从而改进在刀具的起作用的去屑状态下被施加到切削力的刀片部分的保护和支撑。

根据本发明的另一个实施例，所述第二接合构件包括第一所述突出构件，该第一所述突出构件被定位用以在如下区域中通过所述支撑面的部分将所述刀片支撑在其上面，所述区域被构造成在所述刀具的起作用的去屑状态下被施加载荷。在该实施例的进一步发展中，从接纳该构件的刀片的所述中心轴线看，所述第一突出构件在如下方向上突出，该方向与指向在刀具的起作用的去屑状态下被施加到最大载荷的所述切削刃的点的相应方向偏离0-45°。通过这种构造，刀片将通过切削力最高的所述支撑面来接纳支撑，从而降低所述刀片在所述切削操作期间开裂的任何风险。

根据本发明的另一个实施例，当所述第一突出构件接纳在所述凹槽延伸部中时，所述第一突出构件被构造成从所述中心轴线延伸一定距离，该距离是从所述中心轴线至刀片的所述侧表面的距离的至少70％、75％-95％或80％-90％。支撑面将由此靠近刀片的周界向刀片提供支撑，从而降低了刀片开裂的风险，其中，刀片开裂的风险通常在所述切削操作期间是最高的。

根据本发明的另一实施例，所述刀片设置有至少三个所述凹槽延伸部，并且所述第二接合构件包括两个所述突出构件。相对于一个所述突出构件的存在，两个所述突出构件的布置改进了刀片在所述凹座中的稳定性和支撑。于是，优选的是，所述两个突出构件中的第二突出构件被构造成突出到如下凹槽延伸部中，该凹槽延伸部跟在所述第一突出构件突出到的所述凹槽延伸部后面，如从在刀具的起作用的去屑状态下作用在刀片上的所述旋转力矩的方向上看到的那样。

根据本发明的另一个实施例，每个所述突出构件被设计成突出到所述凹槽延伸部中，其中，在突出构件的所述限制壁与凹槽的所述凹槽延伸部中的凹槽边界壁之间具有间隙。间隙可以非常小，但具有这种尺寸，即：使得刀片的凹槽容易地安装或放置到升高部的突出构件上。然而，突出构件和凹槽边界壁可以通过紧固装置彼此压靠，该紧固装置被布置用以在刀片的固定位置上将它们压靠一起。这还意味着，所述两个突出构件可以形成在所述升高部上，而不会使得形成在凹座中的刀座超静定。因此，第二突出构件可以由此设置有比第一突出构件稍大的间隙，以进一步便于将刀片的凹槽安装到支撑面和突出构件上。

根据本发明的另一个实施例，所述凹槽设置有围绕刀片的所述中心轴线均匀分布的多个凹谷状或指状的所述凹槽延伸部，并且根据本发明的另一个实施例，所述部分的数量可以是2-8个、5-8个、6-8个或6个，从而当使用所述切削刃进行去屑加工时，产生相应数量的刀片的转位位置。

根据本发明的另一个实施例，刀片的所述顶表面是圆形的，并且所述切削刃是圆形的。

根据本发明的另一个实施例，刀片的所述底表面和顶表面相同并且所述切削刃形成在这些表面中的每一个与刀片的所述侧表面之间，在这个意义上说，所述刀片是可翻转的，这导致可能的转位数量翻倍，这延长了切削刀片的使用寿命，并且因此相对于例如根据上述文献的切削刀具提供了更好的刀具经济性。

根据本发明的另一个实施例，向刀片的所述侧表面的部分提供支撑的所述装置包括至少一个支撑表面，该支撑表面包括至少三个凸脊，在凸脊之间具有沟槽，沟槽通过赋予其凹拱形形状的球头端面铣刀制造，并且沟槽具有0.015至0.025mm的深度。这种支撑表面及其制造在EP 1629917B1中公开，并且导致在难以触及的刀体的凹座中制造所述支撑表面的可能性。具有这种有限深度的沟槽导致能够提供良好支撑的表面。

根据本发明的另一个实施例，切削刀具是铣刀，其具有所述刀体，所述刀体包括前端和后端，中心旋转轴线在前端与后端之间延伸，所述刀具可在旋转方向上绕中心旋转轴线旋转，并且所述凹座形成在前端与包络面之间的过渡部中，该包络面在所述刀体的前端与后端之间延伸。根据本发明的切削刀具特别适合于铣削操作，尤其是端面铣削和坡走铣。

根据构成最后提及的实施例的进一步发展的本发明的另一个实施例，被构造用以向刀片的所述侧表面的部分提供支撑的所述装置包括两个分开的支撑表面，该两个分开的支撑表面相对于刀具的所述中心旋转轴线为所述刀片分别提供轴向和径向支撑。这两个分开的支撑表面将与所述支撑面一起确保切削刀片将会接纳精确的支撑并且被牢固地保持在根据本发明的铣刀中的所述凹座中。于是，如在本发明的另一个实施例中所述，这有利于使所述第一突出构件在相对于刀具的所述中心旋转轴线的延伸偏离0-45°、0-25°或0-5°的方向上突出。这意味着所述支撑面将在切削力最高的刀片区域中提供适当的支撑。换言之，支撑面向外延伸，以在铣削期间向处在起作用的切削刃下面并沿着起作用的切削刃的区域中的刀片的下表面提供支撑。

针对一种用于去屑刀具的可转位切削刀片，本发明的目的是通过提供根据涉及这种刀片的独立权利要求的刀片来实现。这种刀片及其实施例的优点从根据本发明的切削刀具及其实施例的上述讨论中清楚地显现。一个主要优点是：通过所述中心凹槽的平坦底表面为所述刀片提供足够的支撑，使得能够在所述切削刀具中使用可翻转刀片(即双面刀片)。因此，中心凹槽的平坦底表面被构造用以形成下表面的如下唯一部分，该部分将由所述支撑面支撑，所述支撑面处在凹座中的升高部上。凹槽的平坦底表面由此设置有用于支撑刀片的下表面的足够表面区域。换言之，包括切削刃(和前刀面)的双面刀片的下表面不支承抵靠于任何环绕的凹座部。

本发明的其它有利特征以及优点从以下描述中显现。

附图说明

参照附图，以下跟着是如实例所述的本发明的实施例的具体描述。

在附图中：

图1示出了根据本发明的铣刀的透视图，

图2示出图1中示出的刀具的凹座的透视图，

图3示出了根据本发明的实施例的切削刀片的透视图，以及

图4透明地示出了接纳在根据图2的凹座中的根据图3的切削刀片。

具体实施方式

根据本发明的实施例的端面铣刀1在图1中示出。刀具包括刀体2，刀体2具有六个刀座或凹座3，每个刀座或凹座3接纳可释放地固定到凹座的双面切削刀片4。为了示出凹座的结构，在图1中，将切削刀片从多个凹座中的一个凹座移除。刀体2包括前端5和后端6，中心旋转轴线C1在前端5与后端6之间延伸，刀具能够在旋转方向R上绕中心旋转轴线C1旋转。凹座3形成在前端与包络面7之间的过渡部中，该包络面7在刀体的前端与后端之间延伸。双面刀片4具有负的类型，其被固定在凹座中并且相对于中心旋转轴线C1倾斜-7°至-12°的轴向角度和-8°至-15°的径向角度，以提供切削刀片和工件之间的间隙。当然能够想到其它轴向角度和径向角度。

现在将参照图1至图4来解释图1所示的铣刀的结构及其切削刀片。图3示出了根据本发明实施例的切削刀片4。切削刀片是双面的或可翻转的，这意味着其顶部和底部具有相同的设计，但是在图中的刀片的定向情况下示出为上侧的侧面在下文中将被称为顶部，但是其可以正好是刀片的底部或下侧。因此，刀片具有如在图中看到的那样的隐藏的下表面8、顶表面9以及连接下表面与顶表面的环绕的侧表面10。下表面和顶表面是圆形的并各自具有形成在这些表面与侧表面10之间的圆形切削刃11、12。顶表面9和下表面8设置有中心凹槽13，中心凹槽13具有平坦底表面14。凹槽13具有绕刀片的中心轴线C2均匀分布的凹谷状或指状设计的六个延伸部15。这些延伸部15由凹槽的边界壁16限定并相对于所述中心轴线C2比凹槽的相邻部17径向延伸得更远。刀片设置有中心轴向通孔18，中心轴向通孔18用于通过螺钉19将刀片固定在刀具的凹座3中。每个凹座3具有相对于环绕的凹座部21升高并设置有作为上表面的平坦支撑面22的部分20。升高部20被构造成接纳在固定于凹座中的刀片的中心凹槽13中，并通过支撑面22向凹槽的底表面14提供支撑。

凹座还具有被构造用以以两个分开的支撑表面的形式向接纳在凹座中的刀片的侧表面10的部分提供支撑的装置，该两个分开的支撑表面中的一个支撑表面23用于提供轴向支撑并且一个支撑表面24用于提供径向支撑。这两个支撑表面由凸脊形成，在凸脊之间具有沟槽，其中沟槽通过赋予其凹拱形形状的球头端面铣刀制造，且沟槽具有0.015至0.025mm的深度。

凹座的升高部20具有第一突出构件25，该第一突出构件25被构造成突出到并接纳在刀片的一个凹槽延伸部15中，并且接合凹槽边界壁的部分26，以建立刀片与凹座的相互接合，进而通过接收在刀具的起作用的去屑状态下作用在刀片上的旋转力矩来防止刀片绕刀片的中心轴线C2旋转。突出构件25承载所述支撑面22，以将刀片支撑在所述凹槽延伸部15内的底表面14上。第一突出构件25在此相对于刀具的中心旋转轴线C1指向“六点钟”，这指的是在该轴线的方向上，这意味着其将在构造成在刀具的起作用的去屑状态下被施加到最大载荷的刀片的区域中通过其上的支撑面部分27提供支撑，并且由此有效地抵消刀片的任何开裂或断裂趋势。凹槽延伸部15被设计用以允许所述第一突出构件被设计成从接纳在凹座中的刀片的所述中心轴线C2延伸到一定距离，该距离大约是从所述中心轴线至刀片的侧表面的距离的90％。升高部20设置有两个所述突出构件，并且第二所述突出构件28被构造成突出到如下凹槽延伸部15中，该凹槽延伸部跟在所述第一突出构件25突出到的凹槽延伸部后面，如在所述旋转力矩的方向上看到的那样。两个突出构件被设计成突出到所述凹槽延伸部中，其中，在突出构件的限制壁29与刀片的相应凹槽延伸部中的凹槽边界壁26之间具有间隙，用于简化刀片的安装并且避免凹座的刀座超静定。

凹座的升高部20具有螺纹孔30，用于接纳螺钉19，该螺钉19被构造用以将刀片固定在凹座中。孔30被定位成相对于刀片的通孔18略微偏移，这意味着当螺钉拧紧时，螺钉19将推压刀片的侧表面10的部分，以在预拉紧作用下支承抵靠于支撑表面23和24，并且接着还将刀片的中心凹槽13的底表面14压靠于凹座的支撑面22。当刀具的操作开始时，围绕中心旋转轴线C2的旋转力矩将被施加到每个刀片，以试图旋转刀片并且通过使第一突出构件25的限制壁29与刀片的凹槽边界壁的部分26接合来确保刀片被稳定且可再现地定位在凹座中，进而防止刀片进一步旋转。

刀片可以转位六次，以使所述第一突出构件25接纳在每个凹槽延伸部15中，并且接着翻转，以使刀片能够转位12次。

本发明当然不限于上述的本发明的实施例，而是对于本领域的技术人员来说，在不偏离如所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，对本发明进行修改的许多可能性将是显而易见的。

由刀片的每个中心凹槽提供的转位的数量可以不是六个。刀片可以具有多边形横截面，该多边形横截面沿其上边界和下边界具有多个不同的直切削刃。用于将刀片固定在凹座中的紧固装置可以例如是夹具而不是螺钉，并且刀片因此不需要具有中心通孔，凹座的升高部因此也不必具有孔。刀片可以是单面的。尽管在图中所示的实施例中，下表面和顶表面的凹槽延伸部彼此对齐，但是它们也可以相对于彼此移位任何所需角度。这些仅是在本发明的所述范围内的一些可能修改。