具有兩個(gè)有效中斷切削刃和軸向支撐件的球頭銑刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種球頭切削工具，所述球頭切削工具包括各自具有一個(gè)長(zhǎng)切削刃的 兩個(gè)等同球頭切削刀片以及一個(gè)球頭刀架，用于在金屬加工中進(jìn)行銑削操作。根據(jù)本發(fā)明 的切削刀片在沖模和模具仿形銑削應(yīng)用和仿形銑削高溫合金組分中特別有用。在嚴(yán)苛切削 條件下使用球頭切削工具時(shí)存在問(wèn)題，因?yàn)榍蛐吻邢鞯镀芸赡茉谇蝾^刀架上的切削刀片 接收槽中旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明提供一種獨(dú)特解決方案，所述獨(dú)特解決方案用于在球頭刀架中為具 有兩個(gè)長(zhǎng)切削刃的球頭切削刀片提供可靠軸向支撐件，以便防止所述切削刀片在繁重加工 過(guò)程中在球頭刀架的槽中旋轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 具有長(zhǎng)切削刃的典型球頭切削刀片提供兩個(gè)切削刃，這兩個(gè)切削刃各自包括具有 圓直徑到球頭切削直徑的彎曲切削刃以及直的切削刃。此外，第一切削刃的彎曲切削刃和 直的切削刃的長(zhǎng)度不同于第二切削刃的彎曲切削刃和直的切削刃的長(zhǎng)度。由于彎曲切削刃 部分的相對(duì)較大半徑和較長(zhǎng)彎曲圓弧加繁重切削條件，因此難以可靠且精確地將球頭切削 刀片固定在球頭刀架上的切削刀片接收槽中。在一些其他情況下，為了實(shí)現(xiàn)固定且精確定 位，球頭切削刀片和刀架上的對(duì)應(yīng)槽在幾何上變得復(fù)雜并且難以制造。
[0003] 美國(guó)專利5, 951，213提出用于將球頭切削刀片固定在刀架上的對(duì)應(yīng)槽中的三種 不同方法。第一種方法在切削刀片上無(wú)凹槽并且在槽上無(wú)突起，這將難以防止球頭刀片在 切削刀片接收槽中旋轉(zhuǎn)。第二種方法是形成于槽基部上的單一突起，以接合形成于切削刀 片的底部處的兩個(gè)凹槽之一，使得提供抵消軸向切削力的軸向支撐并且防止切削刀片旋 轉(zhuǎn)。第三種方法使用銷釘替代單一突起以用于相同功能和目的。沒(méi)有關(guān)于球頭切削刀片的 底部上的凹槽的清晰描述并且沒(méi)有幾何附圖。然而，基于對(duì)美國(guó)專利5, 951，213中所述的 槽設(shè)計(jì)中的邏輯推理，由于刀架的槽基部上的突起（或銷釘）的單一結(jié)構(gòu)和孤島位置，切削 刀片的底部上的兩個(gè)凹槽必須平行。每個(gè)凹槽與中心孔（凹槽與中心孔均在切削刀片上） 之間的距離可相等或不等，這取決于槽上的突起（或銷釘）與螺紋孔之間的距離是否等于 同一刀架的另一個(gè)槽上的突起（或銷釘）與螺紋孔之間的距離。
[0004] 美國(guó)專利8, 066, 454提出一種通過(guò)以下方式將球頭切削刀片固定在刀架上的對(duì) 應(yīng)槽中的方法：在切削刀片的底部上形成兩個(gè)閉端凹槽，每個(gè)凹槽到切削刀片的中心孔的 距離不等；并且相應(yīng)地通過(guò)在槽基部上形成兩個(gè)突起。盡管這種方法可能能夠精確且可靠 地將切削刀片固定在刀架上的槽中，但是這增加了在槽基部上制造突起和在切削刀片的底 部上制造凹槽的復(fù)雜性和難度。另外，切削刀片與切削刀片接收槽之間的組合幾何關(guān)系是 基于切削刀片的底部上的兩個(gè)凹槽和槽上的兩個(gè)突起，因此切削刀片上的兩個(gè)凹槽必須平 行并且槽上的兩個(gè)突起也必須平行，這要求對(duì)幾何尺寸和公差（⑶&T)進(jìn)行較嚴(yán)格控制，以 便保證凹槽和突起（或銷釘）一起工作。因此，需要開(kāi)發(fā)出一種更經(jīng)濟(jì)和更穩(wěn)健的方法，以 將具有可轉(zhuǎn)位長(zhǎng)切削刃的球頭切削刀片有效地固定在球頭刀架的切削刀片接收槽中，以防 止切削刀片在加工過(guò)程中旋轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供將具有長(zhǎng)切削刃的球頭切削刀片固定在球頭刀架上的切削刀片接收 槽中的獨(dú)特概念。包括具有長(zhǎng)切削刃的球頭切削刀片的球頭切削工具由于以下原因而通常 用于沖模和模具和/或復(fù)雜航空防御部件中：它們的圓形切削刃，以及由組合的彎曲切削 刃和直的切削刃所獲得的相對(duì)較大的切削深度。本發(fā)明中所提出的球頭切削刀片的每個(gè)切 削刃包括以中斷刃輪廓為特征的彎曲切削刃部分以及直的切削刃。彎曲切削刃首先由多個(gè) 修圓凹槽構(gòu)成，所述修圓凹槽是通過(guò)在大體上垂直于球頭切削刀片的底面的方向上從切削 刃部分減去一定體積來(lái)形成，并且隨后還由多個(gè)切削刃構(gòu)成，所述切削刃在垂直于底面的 方向上向下傾斜并且分別在對(duì)應(yīng)修圓凹槽處終止。在球頭切削刀片的彎曲切削刃部分處的 多對(duì)組合修圓凹槽和向下傾斜刃的目的在于將原始切削單刃分成多個(gè)區(qū)段，從而產(chǎn)生在徑 向方向（如從頂部看）和豎直方向（如從側(cè)部看）兩者上偏離原始圓的中斷彎曲切削刃。 由此形成具有中斷特征的切削刃在以下繁重切削條件下特別有效：幫助將在加工過(guò)程中產(chǎn) 生的切肩斷裂成較小片段、改進(jìn)沿切削刃的應(yīng)力分布以及提高嚴(yán)苛加工和粗加工過(guò)程中的 操作穩(wěn)定性。
[0006] 本發(fā)明通過(guò)分別在所述球頭切削刀片的每個(gè)頭部拐角之下截短的兩個(gè)開(kāi)端凹槽 在所述球頭切削刀片的底部處提供一種獨(dú)特結(jié)構(gòu)。兩個(gè)開(kāi)端凹槽的兩個(gè)凹槽接合面（用 于接合切削刀片接收槽中的接觸面）彼此不平行，但是所具有的到緊固件孔中心的距離相 同。兩個(gè)凹槽接合面之間的不平行特征通過(guò)調(diào)整所述兩個(gè)不平行凹槽之間的角度來(lái)幫助在 整體切削刀片強(qiáng)度、軸向支撐充分性以及槽耐久性之間進(jìn)行最佳平衡。在每個(gè)切削刀片接 收槽的端部處，抵靠槽壁形成簡(jiǎn)單階梯，由此提供平的槽基部，這與單一孤島形突起或雙突 起相比制造起來(lái)更加容易且更便宜。另外，與從槽基部凸起的單一突起或雙突起相比，因?yàn)?平的槽基部而不存在由內(nèi)切錘擊效應(yīng)造成的磨損問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括兩個(gè)有效切削刃的球頭切削刀片的實(shí)施例的三維透視 圖。
[0008] 圖2是與圖1中早已呈現(xiàn)的切削刀片相同的球頭切削刀片的頂視圖。
[0009] 圖3示出與以上圖1和圖2所示相同的球頭切削刀片的一個(gè)底視圖連同兩個(gè)截面 圖。
[0010] 圖4示出與圖1-3中所示相同的球頭切削刀片的兩個(gè)凹槽接合表面之間的不平行 和到緊固件孔的相同距離的獨(dú)特特征的原理和優(yōu)點(diǎn)。
[0011] 圖5包括圖5㈧和圖5(B)，其中圖5㈧示出根據(jù)本發(fā)明的球頭切削刀片的實(shí)施 例的透視圖連同詳細(xì)視圖A，圖5(B)示出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片接收槽的實(shí)施例的透視圖 連同詳細(xì)視圖B。
[0012] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的包括一個(gè)球頭刀架和兩個(gè)等同球頭切削刀片的球頭切削 工具的實(shí)施例。
[0013] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的球頭切削刀片的一些實(shí)施例，球頭切削刀片各自包括兩個(gè) 開(kāi)端凹槽，其中來(lái)自任一個(gè)或兩個(gè)開(kāi)端凹槽的凹槽接合面可相對(duì)于球頭切削刀片的底面具 有各種角度，例如從45度到135度不等。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 在關(guān)于非限制性實(shí)施例的本說(shuō)明書(shū)中和權(quán)利要求中，除了在操作實(shí)例中或另外指 明的情況下，表示成分和產(chǎn)物的量或特征、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(yǔ)"約"來(lái)修飾。因此，除非有相反的說(shuō)明，否則在以下描述和所附權(quán)利要求中闡述 的任何數(shù)值參數(shù)均為近似值，其可根據(jù)想要在根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法中獲得的所需性質(zhì) 而變化。至少且并不試圖限制將等同原則應(yīng)用于權(quán)利要求書(shū)的范圍，每個(gè)數(shù)值參數(shù)應(yīng)至少 根據(jù)記錄的有效數(shù)位的數(shù)目并且通過(guò)應(yīng)用慣常的四舍五入法來(lái)進(jìn)行解釋。
[0015] 被敘述為以引用方式整體或部分并入本文的任何專利、出版物或其他公開(kāi)材料僅 以并入材料不與本發(fā)明中闡述的現(xiàn)有定義、表達(dá)或其他公開(kāi)材料相沖突的程度并入本文。 因此，并且在必要的程度內(nèi)，本文闡述的公開(kāi)內(nèi)容取代以引用方式并入本文的任何沖突材 料。被敘述為以引用方式并入本文但與本文闡述的現(xiàn)有定義、表達(dá)或其他公開(kāi)材料相沖突 的任何材料或其一部分僅以并入材料與現(xiàn)有公開(kāi)材料之間不發(fā)生沖突的程度并入。
[0016] 具有長(zhǎng)切削刃的球頭切削刀片由于以下原因而通常用于沖模和模具和/或復(fù)雜 航空防御部件中：它們的圓形切削刃，以及與修圓形切削刀片相比由包括彎曲部分和直的 部分的相對(duì)較長(zhǎng)的組合切削刃所獲得的相對(duì)較大的切削深度。
[0017] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)有效切削刃11和12的球頭切削刀片10的實(shí)施例的 三維透視圖，有效切削刃11和12在頂面15上互連兩個(gè)過(guò)渡拐角13和14并且通過(guò)切削刀 片10周?chē)囊幌盗袀?cè)面19向下延伸至底面16。每個(gè)切削刃包括具有中斷刃輪廓的彎曲切 削刃部分（Ila或12a)以及直的切削刃（lib或12b)。例如，切削刃11的彎曲切削刃部分 Ila的特征首先在于多個(gè)修圓凹槽22a、22b和22c，所述修圓凹槽是通過(guò)在大體上垂直于底 面16或大體上平行于球頭切削刀片10的緊固件孔18的中心軸17的方向上從切削刃區(qū)域 減去一定體積來(lái)形成；并且其次其特征還在于多個(gè)切削刃23a、23b和23c，所述切削刃相對(duì) 于頂面15向下傾斜并且分別在對(duì)應(yīng)修圓凹槽22a、22b和22c處終止。多對(duì)組合修圓凹槽 和向下傾斜刃的目的在于將原始單個(gè)圓刃中斷成多個(gè)區(qū)段，從而產(chǎn)生在徑向方向（從切削 刀片10的頂面15看）和豎直方向（從切削刀片10的切削刃11下面的側(cè)面19看）兩者 上偏