背景技術(shù)：
和

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明總的涉及雙面銑削刀片，并且更具體地，涉及一種適合用于高進(jìn)給銑削刀架以形成高進(jìn)給銑削刀具的雙面銑削刀片和一種高進(jìn)給銑削的方法。

在銑削操作中，通過提高銑削刀具的進(jìn)給速度(進(jìn)給距離/齒)來切削工件的方法被稱為高進(jìn)給銑削。高進(jìn)給銑削是允許比其它銑削方法加工得更快的銑削方法。在提供更高的金屬去除率的高進(jìn)給/齒或高進(jìn)給/切削刃的情況下，其配對(pair)淺切削深度(例如2mm或更小)，從而導(dǎo)致更多的部分被加工。切削力沿機床主軸的軸線定向，這意味著更大的穩(wěn)定性和減少的振動，由此延長了刀具壽命。方法具有小安裝角(settingangles)的優(yōu)點。這提供了最小徑向切削力和最大軸向切削力，這穩(wěn)定了加工并降低了振動的風(fēng)險。繼而，這允許了即使在以較大懸垂量(largeoverhang)加工時也提高切削參數(shù)。

安裝在銑床上的銑削刀具通常包括若干安裝在銑削刀具的周界處的銑削刀片，使得每個起作用的切削刃被大致徑向地定向在銑削刀具中。

三角型切削刀片經(jīng)常被使用，其具有被設(shè)計具有大半徑的切削刃，特別是在豎直或插入(plunging)操作中，三角型刀片提供了良好的排屑。所使用的切削刀片具有大致三角形的輪廓，每個切削刀片旨在被大致定位在銑削刀具本體的旋轉(zhuǎn)軸線的平面上。提供與待加工表面接觸的直的切削刃是常見的。然而，這種切削刃的布置可能在加工期間需要更多的功率，并且導(dǎo)致公差靈敏度、振動和/或受損的切屑去除速度。

ep2703108a1公開了一種其中安裝有三角形銑削刀片的銑削刀具。

已經(jīng)提出了切削刀片的構(gòu)造的改變，以便具有成角度的間隙表面，從而允許安裝在銑削刀具本體中以及相對于待加工的材料表面的切削刀片的切削刃的優(yōu)化定向。然而，即使這種幾何形狀可能允許改進(jìn)切削操作的功能，但這些切削刀片的制造需要復(fù)雜的壓制和加工步驟，使得產(chǎn)生成本以及制造時間可能延長。

本發(fā)明旨在通過提出一種適合于易于以相對低的成本制造，同時保持切削質(zhì)量的高進(jìn)給銑削刀片和高進(jìn)給銑削刀具來克服這些缺點。

希望提供一種雙面銑削刀片，其可以以良好的徑向角度安裝在刀架上。還希望提供一種能由刀架良好地支承的刀片。

希望提供一種雙面銑削刀片和高進(jìn)給銑削刀具，其提供改進(jìn)的性能并且適合用于通用圓形切削刀片所用的應(yīng)用和高進(jìn)給表面精加工應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于高進(jìn)給銑削金屬工件的雙面銑削刀片，其中，所述刀片具有三角形基本形狀并且包括面向相反方向的上表面和下表面以及在上表面和下表面之間延伸的凸形間隙表面，這些表面中的每個表面包括凹入的支承面，所述支承面大致平行于另一支承面，并且在其中具有用于接納緊固裝置的空腔，當(dāng)在平面圖中觀察時，所述凸形間隙表面與所述上表面和所述下表面的相交處形成凸形切削刃，前刀面鄰近凸形切削刃設(shè)置，其中當(dāng)在側(cè)視圖中觀察時，每個凸形切削刃是凹形的，當(dāng)在平面圖中觀察時，每個凸形切削刃包括處在彎曲的切削刃部分的每一側(cè)上的大致直的切削刃部分。每個切削刃具有在彎曲部分的每一側(cè)上的第一直的切削刃部分和第二直的切削刃部分，其中第一直的切削刃部分和第二直的切削刃部分在側(cè)視圖中各自遵循直線路徑或凸形路徑并且在平面圖中都是直的。彎曲部分具有比直的切削刃部分的任一個的長度要長的長度。彎曲切削刃部分有助于形成彎曲的擦拭刃，以在金屬工件中獲得精細(xì)的表面光潔度并且有助于確定安裝角。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，相鄰的間隙表面在限定二等分線的第一角部處相會合，其中，所述間隙表面形成鈍角角部角。當(dāng)在側(cè)視圖上觀察時，凸形切削刃的切線與包含間隙表面的平面在角部處形成內(nèi)銳角。間隙表面包括處在間隙表面的中央彎曲部的每一側(cè)處的大致平面部分，從而使刀架槽更易于制造。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，當(dāng)在側(cè)視圖中觀察時，每個凸形間隙表面包括處在中央彎曲部分的區(qū)域中的腰部，這有利于降低功率要求。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，鈍角角部角處于95-120°的范圍內(nèi)，這有利于強度和仿形銑削。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，二等分線位于與腰部相交的二等分線平面中，這有利于使刀片上的支承面的面積最大。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，二等分線平面與空腔的中心或中心線相交，這有利于獲得對稱刀片。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，切削刃的彎曲部分的最低點位于二等分線平面的相反側(cè)上，這有利于降低功率要求。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個凸形間隙表面垂直于與凹入的支承面平行的平面，從而提供耐用的負(fù)的刀片基本幾何形狀。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，當(dāng)在側(cè)視圖中觀察時，凸形切削刃大致為v形，其中與凸形切削刃的最低點和角部的最高點相交的直線與平面p1形成一個角度，該角度在5-15°的范圍內(nèi)。v形切削刃在銑削時帶來相對平滑的切口入口。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，前刀面直接或間接地連接到凸形切削刃，其中前刀面形成正前角γ，這是降低功率要求的附加措施。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，前刀面經(jīng)由與所述平面形成負(fù)角度的斜切部而部分地連接到凸切削刃，以加強切削刃。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，前刀面位于延伸于支承面上方的周向突出部上，以使支承面遠(yuǎn)離切屑流區(qū)域，并且因此有助于切屑去除。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，前刀面在角部處比在中央彎曲切削刃部分處更高得延伸于支承面上方，以避免因所謂的涂抹(smearon)而出現(xiàn)不利的材料堆積。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種高進(jìn)給銑削刀具，其具有縱向旋轉(zhuǎn)軸線并且包括刀具本體，所述刀具本體具有多個形成在該刀具本體的前端中的刀片槽和保持在該多個刀片槽中的多個雙面銑削刀片，每個刀片槽包括槽底鄰接表面、從槽底鄰接表面切向向后延伸的螺紋孔、從槽底鄰接表面向上延伸的槽側(cè)壁，并且槽側(cè)壁中的兩個槽側(cè)壁是與槽底鄰接表面形成槽內(nèi)部鈍角的槽鄰接表面，其中槽底鄰接表面相對于其最近的環(huán)繞部凸起，并且其中槽底鄰接表面的每一側(cè)包括處在中心彎曲部分的每一側(cè)上的大致直的部分，以提供切削刀片的正確轉(zhuǎn)位。至少一個銑削刀片以在5-15°范圍內(nèi)的安裝角安裝在刀片槽中。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種高進(jìn)給銑削金屬工件的方法，包括以下步驟：將上述類型的高進(jìn)給銑削刀具設(shè)置在銑床中，以在5-15°范圍內(nèi)的安裝角布置銑削刀片，在800-1300rpm下、在達(dá)到約2mm的切削深度下并且在5-10米/分鐘的進(jìn)給速度下操作。

附圖說明

本發(fā)明從涉及通過非限制性實例給出并且參照所附概要性附圖解釋的優(yōu)選實施例的下列描述中將被更好理解，附圖中：

圖1a示出了根據(jù)本發(fā)明的雙面高進(jìn)給銑削刀片的平面圖；

圖1b示出了刀片的側(cè)視圖；

圖1c示出了沿圖1a的線c-c的刀片的剖面圖；

圖1d示出了刀片和緊固裝置的立體圖；

圖1e示出了刀片和緊固裝置的側(cè)視圖；

圖1f示出了沿圖1a的線f-f的刀片的剖面圖；

圖1g示出了沿圖1a的線g-g的刀片的剖面圖；

圖1h示出了沿圖1a的線h-h的刀片的剖面圖；

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的高進(jìn)給銑削刀具的立體圖；

圖2b是高進(jìn)給銑削刀具的仰視圖；

圖2c是高進(jìn)給銑削刀具的側(cè)視圖；

圖2d是高進(jìn)給銑削刀具的刀片槽的平面圖；以及

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的刀片的側(cè)視圖。

具體實施方式

圖1a-圖1h所示的高進(jìn)給銑削刀片30具有三角形基本形狀。刀片是大致三角形，三角形的每條邊從三角形的中心向外斷開，以形成三角形的每條邊的兩邊。因此，刀片得到六個角部，其中，三角形的尖角變得較鈍。描述三角形銑削刀片的另一方式是，內(nèi)接在銑削刀片的中間平面的假想圓可在六個點上接觸銑削刀片的周界。這種形狀在如圖1a所示的平面圖中公開了三個具有相對較小半徑r1的第一角部42和三個具有相對較大半徑r2的第二角部或彎曲部分47。半徑r2可使其中心在刀片中心線cl處。第一角部42包括刀尖切削刃，并且每個刀刃由半徑r1限定。刀片30包括面向相反方向的上表面31和下表面32。凸形側(cè)面或間隙表面33在上表面31與下表面32之間延伸。這里，術(shù)語“凸形”可意味著：如圖1a所示的，間隙表面以至少部分彎曲的方式延伸超過內(nèi)接三角形j。這里，術(shù)語“雙面”意味著上表面31和下表面32均具有可用切削刃。因此，高進(jìn)給銑削刀片分別在間隙表面與上表面和下表面之間的相交處的每個周界邊緣處具有切削刃。這種構(gòu)造的高進(jìn)給銑削刀片提供能夠轉(zhuǎn)位到起作用位置的六個切削刃。起作用位置的實例在圖2c的右邊示出。

表面31、32中的每一個表面包括凹入的支承面34a、34b。每個支承面與另一個支承面大致平行，并且在其中具有空腔35，該空腔35用于接納諸如螺釘36或夾子的緊固裝置。凹入的支承面34a、34b之間的距離在圖1d中用h3表示。每個支承面優(yōu)選地由周向突出部46包圍。周向突出部46可延伸于相關(guān)聯(lián)的支承面上方，使得其形成垂直于平面p1的距離或高度，該平面p1平行于凹入的支承面或包含凹入的支承面。支承面34a、34b相對于平面p2凹陷，該平面p2接觸所有三個小半徑角部42并平行于平面p1。

當(dāng)在如圖1a的平面圖中觀察時，凸形間隙表面33與上表面和下表面的相交處形成凸形切削刃37a、37b。前刀面38鄰近凸形切削刃37a、37b設(shè)置。當(dāng)在平面圖中觀察時，前刀面38優(yōu)選地是環(huán)形的，因為其可以沿刀片的周界或周長連續(xù)。優(yōu)選地，支承面34a、34b相對于所有切削刃37a、37b凹陷，并且經(jīng)由斜坡部48與前刀面38間隔開。斜坡部48可以在二等分線b處具有其最大高度并且被構(gòu)造成使得其高度從其被測量的二等分線進(jìn)一步減小。斜坡部48可以在角部47處具有其最小高度。

不管該表面的平坦度的質(zhì)量如何，切削刃37a、37b的凸曲率在切削操作期間都引起對所加工的工件的連續(xù)壓力。切削刃的這種曲率允許高進(jìn)給銑削刀片適合用于加工大范圍的表面平坦度類型。

相鄰的間隙表面33在第一角部42相會合并限定二等分線b，并且形成鈍角角部角α。鈍角角部角α在95-120°的范圍內(nèi)。二等分線b位于二等分線平面bp上，該二等分線平面bp可與間隙表面33的中部相交。

間隙表面33可包括處在中央彎曲部分41a的每一側(cè)上的大致平面部分33a、33b。當(dāng)在側(cè)視圖中觀察時，每個凸間形隙表面包括在中央彎曲部分41a的區(qū)域中的腰部41。在腰部41處的最短垂直距離大于距離h3。

當(dāng)在側(cè)視圖(圖1b)中觀察時，凸形切削刃的切線t與包含間隙表面的平面p3在第一角部42處形成內(nèi)銳角ω。銳角ω在75-87°的范圍內(nèi)。

當(dāng)在側(cè)視圖中觀察時，凸形切削刃是大致v形的，其中，與凸形切削刃的最低點和第一角部42的最高點相交的直線(例如，平行于切線t)與平面p1形成在5-15°范圍內(nèi)的角度。

間隙表面33包括在間隙表面的中央彎曲部分41a的每一側(cè)處的大致平面部分33a、33b。優(yōu)選地，所述部分33a、33b諸如通過在一點共用共同切線而混合到所述部分41a中。所述點可限定比平面部分33a、33b中的任一個的長度要長的部分的長度。換言之，每個切削刃37a、37b具有在彎曲部分40a、40b的每一側(cè)處或每一側(cè)上的第一直的切削刃部分39a和第二直的切削刃部分39b，其中第一直的切削刃部分39a和第二直的切削刃部分39b在側(cè)視圖(圖1b)中各自遵循直線路徑或凸形路徑并且在平面圖(圖1a)中都是直的，并且其中彎曲部分40a、40b具有比直的切削刃部分中的任一個的長度長的長度。

間隙表面33可以被構(gòu)造成使得每隔一個間隙表面部分33a、33b是平面的，而其余的是部分圓柱形的。

當(dāng)在平面圖中觀察時，每個凸形切削刃37a、37b包括在彎曲切削刃部分40a、40b的每一側(cè)上的大致直的切削刃部分39a、39b。

在圖1b的側(cè)視圖中，每個彎曲切削刃部分40a、40b分別遵循限定最低點43a、43b，即在離相關(guān)聯(lián)的支承面34a、34b的平面p1的最短距離處的路徑。與相同間隙表面33相關(guān)聯(lián)的切削刃37a、37b的最低點43a、43b可位于二等分線平面bp的相反側(cè)，例如用以延長切削刃39a的斜坡部的距離。最低點43a、43b可間隔開小于小半徑角部42的半徑r1的兩倍。

每個彎曲切削刃部分40a、40b用于擦拭表面22(圖2c)，以產(chǎn)生良好光潔度。

每個切削刃37a、37b具有在彎曲切削刃部分40a、40b的每一側(cè)上的第一部分39a和第二部分39b。在圖1b的側(cè)視圖中，第一部分39a可遵循直線路徑或凸形路徑。當(dāng)在平面圖中觀察時，彎曲切削刃部分40a、40b可由至少一個半徑r2限定，該半徑r2是半徑r1的5-30倍。半徑r1可以是4-20mm。在圖1b的側(cè)視圖中，第二部分39b可遵循直線路徑或凸形路徑。根據(jù)圖1a，當(dāng)在平面圖中觀察時，第一部分39a和第二部分39b均是直的，并且它們中的每一個在這能力下也可以被稱為直的部分。在平面圖中，彎曲部分40a、40b可具有比直的部分39a、39b中的任一個的長度要長的長度或弧長，優(yōu)選地，彎曲部分40a、40b可具有直的部分中的任一個的長度的至少二倍的長度或弧長。

每個凸形間隙表面33垂直于平面p1，該平面p1平行于或包含凹入的支承面34a、34b。這種形狀使得所謂的坯體的壓制變得相對容易，其中，壓制僅在兩個相反方向上大致沿一個軸線發(fā)生。此外，支承面34a、34b在空腔35的周圍可以都是平坦的，使得壓制的坯體的拾取被簡化，并且使得切屑阻礙得以避免。

當(dāng)在平面圖中觀察時，切削刃37a、37b是凸形的，而當(dāng)在側(cè)視圖中觀察時，切削刃37a、37b是凹形的。切削刃37a、37b可以在高度方向上從其最低點43a、43b延伸到相鄰的第一角部42處的最高點44。

前刀面38直接或間接連接到凸形切削刃37a、37b，其中前刀面形成正前角γ(圖1g)。正前角γ使刀具更鋒利和尖銳，從而降低了切削力和功率要求，并且可避免積屑瘤(buildupedge)的形成。前刀面38可例如經(jīng)由在直的部分39b處的第一斜切部45而部分地連接到凸形切削刃37a、37b，該第一斜切部45與平面p1形成負(fù)角δ(圖1f)。第一斜切部45加強了切削刃。前刀面38可經(jīng)由在直的部分39a處的第二斜切部47而部分地連接到凸形切削刃37a、37b，該第二斜切部47與平面p1形成正角，以更容易地切削(圖1h)。

前刀面38位于延伸于支承面34a、34b上方的周向突出部46上，即，前刀面38位于在刀片的厚度方向上離該突出部一定距離處。前刀面38在第一角部42附近比在中央彎曲切削刃部分40a、40b處更高得延伸于支承面34a、34b上方。因此，在第一角部42處的距離h1大于在彎曲部分40aa、40b處的距離h2。例如，如果銑削刀片設(shè)有減少磨損的涂層，則該涂層可能被材料堆積所危害。如果材料堆積成長過大并且被掃過其的切屑夾帶，則在某些情況下，對涂層的損壞會發(fā)生。此外，材料可能堆積在表面區(qū)域上，這些表面區(qū)域在可轉(zhuǎn)位銑削刀片的不同定向上將用作支承面。因此，在這些表面上的材料堆積導(dǎo)致將要避免的錯誤定位。

圖1e示意性地示出了如何可相對于與由銑削刀具在旋轉(zhuǎn)過程中形成的圓形c2垂直的半徑r3設(shè)置刀片30。大致平面切削刃部分39a與半徑r3形成小負(fù)角(0至-5°)，但是如果切削刃37a、37b與平面p1平行，則不會那么大。功率要求因此降低了。在某些情況下，小正角(>0至+5°)也可用于進(jìn)一步降低。

金屬工件m的高進(jìn)給銑削刀具10在圖2a-圖2c示出。使用高進(jìn)給銑削刀具的方法將在800至1300rpm下、在達(dá)到約2mm，通常為0.5至1mm的切割深度和5至10米/分鐘的進(jìn)給速度下操作。可以使用在5-15°的范圍內(nèi)的進(jìn)入角或安裝角κ。安裝角κ是在起作用切削刃部分39a與垂直于旋轉(zhuǎn)軸線a的平面之間的角度。不管該表面的平坦度的質(zhì)量如何，切削刃37a、37b的凸曲率在切削操作期間都引起對所加工的工件的連續(xù)壓力。切削刃的這種曲率允許高進(jìn)給銑削刀片適合用于加工大范圍的表面平坦度。刀片的二等分線b被定位成大致平行于旋轉(zhuǎn)軸線a。優(yōu)選的，將刀具盡可能多地橫穿刀具的周圍地保持接合在工件上，并將其接合周圍的40％以上，以保持銑削操作平衡。

對于槽等的加工，優(yōu)選將起作用切削刃部分39b用作斜切(ramping)切削刃部分，即，被定位成比切削刃部分39a靠近軸線a的切削刃部分，并且其與表面擦拭切削刃部分40a、40b混合。

高進(jìn)給銑削刀具包括銑刀本體11，該銑削刀具本體11具有形成在銑削刀具本體的前端13中的多個刀片槽12和保持在該多個刀片槽中的多個上述雙面銑削刀片30。通常，切削刀片由與銑削刀具本體的材料相比較硬且較耐磨的材料形成。例如，切削刀片通常由硬質(zhì)合金、金屬陶瓷或諸如pcd或cbn的超硬切削材料制成。槽的數(shù)量可以變化，其中，在該情況中，有五個可用刀片位置。

冷卻劑出口20設(shè)置在刀架11中，其通常被引向起作用切削刃的彎曲部分和直的部分，以冷卻切削刀片并降低涂抹的風(fēng)險。

每個刀片槽12具有與刀片30的支承面34a、34b大致相同形狀的槽底鄰接表面14，但具有稍微較小的面積，該面積約為80-95％。螺紋孔15從槽底鄰接表面切向向后延伸，以接納螺釘36。槽側(cè)壁16、17、18從槽底鄰接表面14向上延伸。槽側(cè)壁16和17形成與切削刀片30的角度α相同或?qū)?yīng)的槽內(nèi)鈍角。通過形成周向凹槽19，槽底鄰接表面相對于其最近的環(huán)繞部凸起，使得背離刀具的旋轉(zhuǎn)方向r的非作用切削刃保持完整無缺。槽底鄰接表面的每一側(cè)包括在中央彎曲部分140的每一側(cè)上的大致直的部分139a、139b。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的刀片30’。當(dāng)在平面圖中觀察時，刀片30’將具有與圖1a所示的外觀大致相同的外觀。高進(jìn)給銑削刀片分別設(shè)置有在間隙表面與上表面和下表面之間的相交處的每個周界邊緣處的切削刃37a’、37b’。這種構(gòu)造的高進(jìn)給銑削刀片提供能夠轉(zhuǎn)位到起作用位置的六個切削刃。刀片30’與上述刀片30的不同之處在于，切削刃的最低點43a’、43b’在二等分線平面bp的相反側(cè)上比在刀片30處分開得要寬。最低點43a’、43b’可間隔開大于小半徑角部的半徑。最低點甚至可以位于彎曲切削刃部分40a’、40b’一側(cè)上的第二部分39b’處。當(dāng)該切削刃用于仿形銑削時，例如，當(dāng)?shù)毒咴阢娤鞯耐瑫r軸向向后移動時，第二部分39b’的軸向角度將變成更負(fù)角度。

在本申請中，諸如“包括”的術(shù)語的使用是開放性的并意味著具有與諸如“包含”的術(shù)語相同的意思且不排除存在其它結(jié)構(gòu)、材料或動作。類似地，雖然諸如“可”或“可以”的術(shù)語的使用意味著是開放性的且反映結(jié)構(gòu)、材料或動作不是必要的，但是不使用這些術(shù)語不意味著反映結(jié)構(gòu)、材料或動作是必要的。就目前被認(rèn)為是必要的結(jié)構(gòu)、材料或動作來說，它們被這樣確認(rèn)。本文中的術(shù)語將被解釋為本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)為的。表達(dá)式“當(dāng)在平面視圖中觀察時”是指類似圖1a的視圖，即垂直于上表面或下表面的視圖，并且術(shù)語“當(dāng)在側(cè)視圖中觀察時”是指類似圖1b和圖3的視圖，即垂直于中心線cl的視圖。

雖然在本文中使用術(shù)語“上表面”和“下表面”，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，這僅是為了易于解釋，并且“上表面”是否實際上在頂部取決于銑削刀片的定向。具體地，當(dāng)然銑削刀片可以被倒置，使得“上表面”變成位于“下表面”下方，并且反之亦然。

雖然已根據(jù)優(yōu)選實施例說明和描述了本發(fā)明，但應(yīng)認(rèn)識到，可以在不偏離如權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的情況下進(jìn)行各種變動和更改。

本申請要求優(yōu)先權(quán)的ep專利申請15155979.6中的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。