專利名稱：具有螺旋扭曲的后面和相鄰的槽的切削刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于成形加工刀具，特別是銑刀的切削刀片。該刀片最好是由制造刀片的粉末成型壓制并燒結(jié)制成。刀片包括一上出屑面，一個(gè)設(shè)置在與加工刀具的一合作底支撐面接合處的下平底面，以及延伸在這些表面之間的至少一個(gè)側(cè)面。側(cè)面適于至少與刀具一個(gè)接合側(cè)面相對(duì)設(shè)置，并且一般相對(duì)刀片上出屑面傾斜成銳角，相對(duì)底面傾斜成純角。一切削刃沿出屑面和該側(cè)面之間的過渡線延伸，靠近切削刃設(shè)有一后面。
這種刀片越來越多地通過直接壓制方法生產(chǎn)。該方法是首先把粘結(jié)的碳化物成形粉末，在適于達(dá)到目的壓制工具中壓制成所要求的形狀，隨后在一個(gè)爐中，在大約1000℃的溫度下燒結(jié)達(dá)到最終的強(qiáng)度。壓制工序已經(jīng)多年的改進(jìn)，今天如此好地規(guī)定了工藝，至使有可能提供有很大精確度的加強(qiáng)倒角和后面，靠近切屑成形面的成形切屑刃。此外，甚至在燒結(jié)產(chǎn)生的縮小包括進(jìn)壓制工具尺寸的計(jì)算之中。
現(xiàn)代切削刀片幾何形狀越來越趨向于正的切削幾何形狀，即，在切削刀片的出屑面和加工面的垂直平面之間的角越來越大。切削刀片幾何形狀這樣發(fā)展的原因是用其可獲得好處，例如，在保持正的切削幾何形狀時(shí)切削力小，能源消耗低，很好限定的切削刃可有高精度尺寸，以及在選擇后角時(shí)有更大的自由。實(shí)際上，出屑面的正度限制是由粘結(jié)碳化物的強(qiáng)度所定，因?yàn)槌鲂济嬲脑蕉?，切削刃角就越尖銳，并且由此而更弱。
正前角也需要銑刀體上的切削刀片的軸向傾斜角盡可能是正的。然而，在銑刀體上增加傾斜角的缺點(diǎn)是隙角或后角隨切深的增加而減少。作為一實(shí)例，具有正方基本形狀并具有側(cè)長1.5cm的可轉(zhuǎn)位刀片，安裝在50cm直徑的銑刀體上成7°的正軸向傾斜角，在切削刀片的拐角上有10°的后角，而在最大切深時(shí)的相應(yīng)角是7°。若同一刀片進(jìn)一步在同一銑刀體上傾斜，例如到17°的正軸向角，后角在最大切深時(shí)減少至僅有0.7°。這減少的角度必須與至少應(yīng)當(dāng)是大約7°的滿意的后角相比較。這種不利在小直徑的刀體上越發(fā)顯著。
本領(lǐng)域中熟練人員眾所周知，充分的間隙對(duì)所有的切削加工起決定性的作用。由于在切削刃之下空隙不足而間隙不適當(dāng)，導(dǎo)致刀片后面加速磨損和不能接受的振動(dòng)。此外，刀片切削刃的缺口、破損或裂斷都可能發(fā)生。為了試驗(yàn)在銑刀體上刀片的正傾斜所提供足夠的間隙，已有建議在切削刃下壓制出螺旋扭曲的后面。這樣，朝著工件保持著一基本不變的間隙，不管刀片在銑刀體上的傾斜度如何。
然而，扭曲的間隙的不足是緊跟切削刃的扭曲的后面和在扭曲后面之下的平的第二后面的結(jié)合導(dǎo)致在這二后面這間有一過渡或截?cái)嗑€，它不是直的且平行于切削刃，而是彎曲的。由于這條彎曲的截?cái)嗑€，扭曲的后面的寬度向切深方向增加(見圖1)。這在兩后面這間的彎曲的截?cái)嗑€當(dāng)為把刀片軸向和徑向定位確定銑刀體上的切削刀片槽上接合點(diǎn)或面的位置時(shí)，產(chǎn)生了問題。
此外，為某種類型的加工，例如某種類型的面銑削，近些年來，在形狀和尺寸精度上的要求更嚴(yán)格了。實(shí)際上，正切削刃需要一十分高的尺寸精度，以保證在刀具小進(jìn)給時(shí)良好的性能。迄今，在精度上的這些要求已由稱之為仿形磨削所完成，這意味著鄰近單獨(dú)切削刃的每一表面在燒結(jié)之后的一工步中后磨而成。然而，這樣仿形磨削的一系列不足是它使切削刀片的微幾何形狀產(chǎn)生變化，即構(gòu)成切削刀片部分的切削刃的表面結(jié)構(gòu)在表面處理之后，例如噴砂、修邊、沉淀一表面硬層，產(chǎn)生變化，而表面處理正常情況下在完成燒結(jié)之后應(yīng)盡可能有效。以這種方式，刀片可能改變產(chǎn)生負(fù)的加強(qiáng)倒棱的寬度、從切削刃到切屑形成面之間的距離、以及后面。例如，一個(gè)原始?jí)褐?，螺旋扭曲形狀的后面，可整個(gè)或部分被磨掉。實(shí)際上，這些變化很可能使成屑能力和刀片的成屑功能惡化，并且使其強(qiáng)度和刀具壽命減少。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是在切削刃的最靠近處避免任何形式的磨削或其他工藝。
本發(fā)明的另一目的是能夠精密定位刀槽中切削刀片的軸向和徑向接合點(diǎn)，而不管未磨的后面如何。
在最佳實(shí)施例中，本發(fā)明的另一目的是能精確定位刀槽中切削刀片的軸向和徑向接合點(diǎn)，甚至在螺旋扭曲后面或隙面情況下。
根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)這些目的和其他目的。按照本發(fā)明，任何形式的磨削或其他工藝在最靠近切削刃處均可避免。實(shí)際上，通過在側(cè)面設(shè)置一槽，使隙面或后面的寬度基本不變，甚至它是螺旋扭曲面也如此。進(jìn)一步說，由于是磨削在下的平側(cè)面，后面不受任何方式影響。為了能夠使切削刀片的軸向和徑向定位具有高尺寸精度，能夠以任何所需的方式成形。
本發(fā)明另一附加的優(yōu)點(diǎn)是在不影響接合點(diǎn)的高度情況下，選擇平側(cè)面上不同間隙時(shí)，可以有很大自由度。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是不起作用的切削刃和它相鄰的后面不壓到刀片槽的側(cè)支撐面上。因此，它們?cè)诓黄鹱饔脮r(shí)的位置上不存在損傷表面的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，鄰近切削刃的后面，也稱為第一隙面或后面，最好是螺旋扭曲的。這扭曲有使后角基本不變的好處，而不管在銑刀體上切削刀片的軸向正的傾斜度。然而，第一后面也能夠是整個(gè)平面，并且具有一例如5°到25°，最好是5°到15°的后角。
為了說明而非限制的目的，本發(fā)明現(xiàn)聯(lián)系附圖更詳細(xì)地說明。附圖表示了一最佳實(shí)施例，其中同一物用同一參考號(hào)，附圖中圖1是一具有螺旋扭曲隙面或后面而在側(cè)面中無槽的刀片的視圖；圖2是一根據(jù)本發(fā)明刀片的從上部看的透視圖；圖3是一根據(jù)本發(fā)明刀片的頂視圖；圖4是一沿圖3中I—I線的剖視圖；而圖5是一根據(jù)本發(fā)明用一透明刀片的切削刀片凹座的視圖。
參照?qǐng)D1，一標(biāo)準(zhǔn)刀片1′，具有非標(biāo)準(zhǔn)隙面或后面3′，為在增加切深方向上增加間隙，它被螺旋扭曲。后面3′鄰近平的第二后面2′。由于面3′的扭曲形狀，一彎曲截?cái)嗑€4′形成在二后面2′、3′之間。截?cái)嗑€4′的彎曲隨磨削和面2′的后角顯著變化。彎曲的變化在確定一銑刀(未畫出)的刀片凹座的軸向和徑向方向的接合點(diǎn)應(yīng)放置的位置時(shí)，產(chǎn)生或加重了上述已指出的困難。
圖2到4表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明，具有正方基本型式的可轉(zhuǎn)位切削刀片1。其他所有的形狀在本發(fā)明中也予重視。
刀片包括一上側(cè)或出屑面10和一平的底側(cè)或底面12，其基本與出屑面10平的平行。在正方基本型式中，四個(gè)相似側(cè)面在出屑面10和底面12之間延伸。根據(jù)本發(fā)明，側(cè)面包括一第一后面或隙面3，其最好以間隙隨切削深度增加的這種方式被螺旋扭曲。例如，靠近操作切削拐角的后角是在0°到30°之間，最好在0°到10°之間，而在最大切削深度時(shí)，該角度是在10°到40°之間，最好在10°到20°之間。由于銑刀上刀片的負(fù)的軸向傾斜角，后面3可以是在相反方向上被扭曲，扭曲的程度與如上述指出的大小相同。
側(cè)面進(jìn)一步包括一第二后面2和一位于這二后面之間的槽13(圖4)。這些槽最好沿全部側(cè)面長度，從一切削拐角到下一切削拐角延伸。該槽由面4和14所限定，該表面4在最佳實(shí)施例中，基本垂直于刀片的上面和底面10、12；而表面14在最佳實(shí)施例中，其基本上與上面和底面平行。
后面3的高度B(圖4)適當(dāng)構(gòu)成了切削刀片的整個(gè)厚度的8％到20％。實(shí)際上，后面3的最小的高度由制成刀片所用的粘結(jié)碳化物的強(qiáng)度來決定。平面4的高度(圖4中C)適當(dāng)構(gòu)成了切削刀片整個(gè)高度的30％到50％之間。決定面4的高度和第二后面2的后角的標(biāo)準(zhǔn)是它們提供不侵入后面3的表面2上的一定的磨削允許量A。
為了加強(qiáng)表面3、10和14所限定的伸出部分，槽13能夠沿面4和14之間的截?cái)嗑€設(shè)有一適當(dāng)?shù)膱A或圓角。
當(dāng)然，磨削操作是要求時(shí)間和能耗兩方面的。為了把時(shí)間和能耗減至最少，刀片的側(cè)面最好用與成型壓制操作相關(guān)的中央槽5(圖2)構(gòu)成。槽5把刀片的每一側(cè)面上要磨削的表面2分成二部分。實(shí)際上，沿側(cè)面的槽5的長度可允許合計(jì)為要磨削的底面12整個(gè)長度的25％—35％。
槽13能夠使側(cè)面2磨削制成接合面，同時(shí)鄰近主切削刃6和第二切削刃7的面3和8，在它們經(jīng)壓制和燒結(jié)之后的同樣條件下保持原封不動(dòng)。這個(gè)步驟保證達(dá)到十分高的尺寸精度。然而，在刀片凹座的接合點(diǎn)和徑向相對(duì)切削刃之間測(cè)定距離的誤差可在1—20μm，適合為1—10μm的范圍內(nèi)。這些結(jié)果在圖5之中說明得最好，其中表示了一個(gè)支撐面的二接合點(diǎn)或接合面16和17和其他側(cè)支撐面的一接合面18。銑刀的銑刀體的底支撐面參照號(hào)為15。由于圖1中的彎曲截?cái)嗑€4′沒升高，支撐面16、17、18能夠在整個(gè)范圍內(nèi)利用來接合切削刀片側(cè)面2相應(yīng)平面部分。
根據(jù)本發(fā)明的刀片最好設(shè)置一中央位置的通孔11，用于插入適當(dāng)?shù)木o固裝置例如一螺絲，緊固銷等等。
當(dāng)然，發(fā)明不限于


和所表示的實(shí)例。因此，也可能把本發(fā)明應(yīng)用到具有其他多邊形基本型式例如三角形的鑲嵌刀片上，披露的正方形是特定一例。甚至可能制備具有圓形槽的圓開鑲嵌刀片。然而，出屑面能十分顯著地變化。例如，出屑面能夠成已經(jīng)公知的幾何形狀，例如正出屑面、斷屑槽、坑、脊、隆起和類似物。
根據(jù)加工實(shí)例，主切削刃完全是直的。然而它也能稍微向外彎曲，為了補(bǔ)償正的軸向傾斜角和保證銑削表面的完全平面性。
本發(fā)明的原理，最佳實(shí)施例和操作模式已在前面說明書中描述。然而，打算要保護(hù)的發(fā)明不局限于所公開的實(shí)例。變化和改變可以作出，但不會(huì)脫離附屬的權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于成形加工刀具，特別是銑刀的切削刀片，其特征在于，包括一上出屑面，一平底面，其適于置于與加工刀具的一合作支撐面接合處，至少在上和下表面之間延伸的一側(cè)面，至少一側(cè)面的一部分適于置于與加工刀具的至少一個(gè)合作的該支撐面的接合處，該至少一側(cè)面相對(duì)出屑面傾斜成一銳角，而相對(duì)底面傾斜成一鈍角，至少一切削刃沿在上出屑面和該至少一側(cè)面之間的過渡線形成，一第一后面設(shè)在該至少一鄰近切削刃的表面，一第二后面設(shè)在該第一后面之下，和一沿在第一后面和第二后面之間的該至少一側(cè)面的長度的至少一部分延伸的槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具，其特征在于，所述的第二后面基本上是平的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的第二后面被磨削。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的槽在刀片成型之后被磨削。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刀片，其特征在于，所述的第二后面的平面當(dāng)從基本位于切削刀片的側(cè)面的中點(diǎn)的一點(diǎn)看時(shí)，位于切削刃和第一后面兩者的外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的槽基本沿限定了切削刃的側(cè)面整個(gè)長度延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的槽設(shè)置在第二后面的平面之內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的刀片具有一個(gè)從三角形、菱形、長菱形、正方形、矩形或圓形之一選擇出的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，進(jìn)一步包括一制在該第二后面之中的第二槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的第一后面被螺旋扭曲。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于所述的槽包括一第一表面，其基本平行于底面并且位于鄰近第一后面，以及設(shè)置在第一表面和第二后面之間的第二表面，第二表面基本垂直于底面。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的刀片，其特征在于，所述的第二槽從槽延伸到底面。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的刀片，其特征在于，所述的第二槽延伸過底面的長度的25％到35％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的第一后面被螺旋扭曲，以使間隙隨切深的增加而增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的上和底表面的平面相平行并且其中槽包括一般垂直于上和底面的第一表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的刀具，其特征在于，所述的槽包括第二表面，它的平面基本上平行于上表面和底面的平面。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的刀片由刀片生產(chǎn)粉末成型壓制和燒結(jié)制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于，所述的第一后面延伸過刀片厚度的8％到20％。
19.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刀片，其特征在于，所述的槽從切削刃移位，使該槽的磨削不影響該切削刃或該第一后面。
20.一種銑刀體，包括至少一個(gè)刀片，其特征在于，所述的刀片包括一上出屑面，一平底面，其適于置于與加工刀具的一合作的支撐面接合處，至少在上和下表面之間延伸的一側(cè)面，至少該一側(cè)面的一部分適于置于與加工刀具的至少一個(gè)合作的支撐面的接合處，該至少一側(cè)面相對(duì)出屑面傾斜成一銳角，而相對(duì)底面傾斜成一鈍角，至少一切削刃沿上出屑面和該至少一側(cè)面之間的過渡線形成，一第一后面設(shè)在該至少一鄰近切削刃的表面，一第二后面設(shè)在該第一后面之下，和一沿在第一后面和第二后面之間的該至少一側(cè)的長度的至少一部分延伸的槽。
全文摘要
一種切削刀片包括一上側(cè)或出屑面，一底面和延伸在這兩面之間的側(cè)面。至少一側(cè)面設(shè)有一第一，可以是被螺旋扭曲的后面并且在第一后面之下，有一第二后面。在這二后面之間，設(shè)有一槽。因有這槽，切削刃的最接近處避免了全部磨削。進(jìn)一步說，由于設(shè)置這槽也使在銑刀體上精密定位刀片成為可能，甚至在第一后面被螺旋扭曲時(shí)也是如此。
文檔編號(hào)B23C5/20GK1116834SQ9419102
公開日1996年2月14日 申請(qǐng)日期1994年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月27日
發(fā)明者岡瑞·潘澤 申請(qǐng)人:桑德維克公司