棱柱形和圆柱形切削刀片制造技术

本发明专利技术公开了一种用于长刃旋转铣削应用的棱柱形和圆柱形切削刀片，所述棱柱形和圆柱形切削刀片具有多个可转位切削刃，所述多个可转位切削刃根据实际铣削应用在四到六或甚至更多个的范围内。棱柱形或圆柱形切削刀片的每个切削刃提供正切削几何形状并且相当于具有两个可转位切削刃的传统单面平行四边形切削刀片(通常称为A式刀片)的可转位切削刃。棱柱形和圆柱形(包括锥形或圆锥形)切削刀片可用于加工大范围的材料，包括难加工材料、铸铁及其合金、铝及其合金、碳钢，以及纤维增强复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可转位切削刀片和用于具有正切削几何形状的平行四边形切削刀片的刀架。在一个非限制性实施例中，根据本专利技术的切削刀片在用于加工难加工材料的圆周旋转铣削应用中特别有用。在另一个非限制性实施例中，在加工铸铁及其合金、中高碳钢、纤维增强复合材料时，根据本专利技术的切削刀片唯一地可用于生成分段切肩的圆周旋转铣削应用。
技术介绍
熟知的是，切削刀片在圆周旋转铣削应用中具有有限的使用寿命，特别是在加工难加工材料时尤为如此，所述难加工材料包括例如特种金属，诸如钛和钛合金、镍和镍合金、超合金、某些异金属，以及纤维增强的聚合物复合材料。在轴向切削面和径向切削面上包括正切削几何形状的切削刀片常用于这样的铣削操作，该铣削操作涉及具有可转位能力的圆周旋转刀架的使用。切削刀片的正切削几何形状减小了切削力，从而导致更有效的铣削操作。单面平行四边形切削刀片(通常称为A式刀片)具有当从刀片顶部表面上方的某个点观察时的大体平行四边形的轮廓，其中两个长边形成两个主切削刃，并且两个短边形成两个副切削刃。这些类型的切削刀片由于其正切削刃而提供更有效的加工，方法是由于更长的平行四边形切削刃而提供更大切削深度的能力。使用双面切削刀片越来越普及，只因为可用切削刃的双倍数量有助于为切削工具最终用户和切削工具制造商两者带来成本降低的益处。然而，与传统的单面切削刀片相比，由于将双面切削刀片定位在切削刀架上的刀片凹座中以便在接合切削刃周围实现足够的正切削几何形状的复杂性，因此用于圆周旋转铣削的双面切削刀片的几何形状设计成为更具挑战性的任务。双面平行四边形切削刀片具有当从刀片顶部表面上方的某个点观察时的大体平行四边形的轮廓，其中在顶面和底面的每一者上，两个长边形成两个主切削刃，并且两个短边形成两个副切削刃。双面平行四边形切削刀片至少在径向切削面上包括负切削几何形状。在行业中所作出的开发新的或改善的平行四边形切削刀片的努力已经趋向于实现减小的切削力、减小的功率消耗、增加的切削刃强度和增加的工具寿命。从几何设计的角度来看，保持正切削作用一直是这些努力的基本目的。然而，用于铣削操作的常规平行四边形切削刀片仅局限于用于单面切削刀片的两个正切削刃，或用于双面切削刀片的四个大体为负的切削刃。
技术实现思路
本专利技术提供用于设计平行四边形切削刀片的创新和独特概念。本专利技术的切削刀片具有棱柱形和/或圆柱形形状，所述形状具有多个正切削齿，所述正切削齿在切削刃周围具有正切削几何形状。换句话讲，每个切削齿相当于单面平行四边形切削刀片的可转位切削刃(两个正切削刃)，然而，切削齿的数量可以为三、四、五甚至更大。与传统的单面平行四边形切削刀片相比，这允许更多可用的长的正切削刃。此外，根据本专利技术公开内容的棱柱形或圆柱形切削刀片可通过提供至少相同数量的、长的正切削刃而展示出优于现有技术双面平行四边形切削刀片(通常为负几何形状)的优点。根据本专利技术的一个非限制性方面，具有棱柱形和/或圆柱形(包括锥形或圆锥形)形状的切削刀片包括多个切削齿，每个切削齿相当于单面平行四边形切削刀片(在切削工具行业中被称为具有两个可用切削刃的A式切削刀片)的切削刃。根据本专利技术的棱柱形和圆柱形切削刀片具有多个可转位正切削刃，该多个可转位正切削刃根据实际铣削应用在四到六或甚至更多个的范围内。棱柱形和圆柱形切削刀片可用于加工大范围的材料，包括难加工材料、铸铁及其合金、铝及其合金、碳钢和纤维增强复合材料。根据本专利技术公开内容的大体棱柱形和圆柱形的切削刀片包括多个可转位切削齿，并且每个切削齿包括顶面；至少一个与顶面相交的径向间隙面；至少一个与顶面相交的轴向间隙面；和至少一个圆锥形间隙面，其与顶面相交并且连接所述至少一个径向间隙面和所述至少一个径向间隙面；以及位于顶面和第一径向间隙面的相交处的长切削刃，位于顶面和第一圆锥形间隙面的相交处的弯曲切削刃，和位于顶面和第一轴向间隙面的相交处的直切削刃。另外，根据本专利技术的铣削刀架包括柄；至少刀片接纳凹座，其围绕铣削刀架的周边内置并且包括底部座置面、径向座置面和周边座置面；包括顶面的至少棱柱形和圆柱形切削刀片；至少一个与顶面相交的径向间隙面；至少一个与顶面相交的轴向间隙面；和至少一个圆锥形间隙面，其与顶面相交并且连接所述至少一个径向间隙面和所述至少一个径向间隙面；以及位于顶面和第一径向间隙面的相交处的长切削刃，位于顶面和第一圆锥形间隙面的相交处的弯曲切削刃，和位于顶面和第一轴向间隙面的相交处的直切削刃。【附图说明】通过参考以下附图，将更好地理解根据本专利技术的不完全和非限制性实施例的各种特征结构和特征，其中:图1为根据本专利技术公开内容的具有四个可转位切削齿的棱柱形切削刀片的实施例，其中图1(a)为三维透视图，图1(b)为侧视图。图2为图1中棱柱形切削刀片的各种剖视图。图3为根据本专利技术公开内容的切削工具系统的实施例的三维透视图，该切削工具系统包括刀架和六个棱柱形切削刀片，每个棱柱形切削刀片具有四个切削齿(或可转位切削刃)。图4展示了具有多个切削齿的棱柱形切削刀片在刀架上的定位方式。图5为根据本专利技术公开内容的具有四个可转位切削齿(每个切削齿在顶面上具有冷却剂孔)的棱柱形切削刀片的另一个实施例，其中图5(a)为三维透视图，图5(b)为侧视图。图6为根据本专利技术公开内容的切削工具系统的实施例的三维透视图，该切削工具系统包括刀架和六个棱柱形切削刀片，每个棱柱形切削刀片具有四个切削齿(或可转位切削刃)。图7为根据本专利技术公开内容的具有五个可转位切削齿的圆柱形切削刀片的又一个实施例。图8为切削工具系统的另一个实施例的三维透视图，该切削工具系统包括刀架、十二个圆柱形切削刀片，和十二个紧固螺钉。图9为示出了切削工具系统的前端视图的实用性设计例子，该切削工具系统包括刀架、十二个圆柱形切削刀片，和十二个螺钉。图10为根据本专利技术公开内容的具有四个可转位切削齿(每个切削齿具有内置的硬质刀头)的棱柱形切削刀片的又一个实施例，其中图10(a)为三维透视图，图10(b)为侧视图。图11为根据本专利技术公开内容的具有四个可转位切削齿(不具有小平面或直切削刃)的棱柱形切削刀片的实施例，其中图11(a)为三维透视图，图11(b)为侧视图。图12示出了具有中心轴线和中心孔的基础圆柱体的三维透视图和前端视图。图13示出了具有中心轴线和中心孔的基础锥形圆柱体的三维透视图和前端视图。图14示出了具有圆柱形(或圆锥形)周边轮廓的基础圆柱形切削刀片的三维透视图和前端视图。图15示出了具有圆柱形(或圆锥形)周边轮廓和交隔的刀尖拐角(blended nosecorner)的基础圆柱形切削刀片的三维透视图和前端视图。图16示出了具有棱柱形周边平坦表面和交隔的刀尖拐角的基础棱柱形切削刀片的三维透视图和前端视图。图17示出了具有组合的棱柱形周边平坦表面和圆柱形(或圆锥形)周边轮廓的基础棱柱形和圆柱形切削刀片的三维透视图和前端视图。图18为示出了圆柱形切削刀片的原理图。图19示出了根据本专利技术实施例的圆柱形切削刀片。图20示出了图19的圆柱形切削刀片当固定在刀架的刀片接纳凹座内时的位置。图21示出了根据本专利技术另一个实施例的圆柱形切削刀片。【具体实施方式】 在非限制性实施例的本说明书中和权利要求中，除了在操作实例或另外指明的情况下，表示成分和产品的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棱柱形和圆柱形切削刀片，包括：多个至少三个切削齿，每个切削齿包括：顶面；径向间隙面；轴向间隙面；圆锥形间隙面；位于所述顶面和所述径向间隙面相交处的长切削刃；位于所述顶面和所述圆锥形间隙面相交处的刀尖拐角切削刃；和位于所述顶面和所述轴向间隙面相交处的直切削刃。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：X·丹尼尔·方，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金公司，
类型：发明
国别省市：美国;US