可转位的圆形切削镶片 |
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申请号 | CN201310136498.X | 申请日 | 2013-04-19 | 公开(公告)号 | CN103372673B | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
申请人 | 钴碳化钨硬质合金公司; | 发明人 | L·R·莫里森; A·利伯; J·塞库利; K·R·梅拉瓦兰·尼基莱什; H·M·墨菲; G·阿卡迪; M·普洛科皮奥; | ||||
摘要 | 一种可转位的、可倒置的切削镶片在该镶片的 正面 上具有多个径向定向的 定位 区段并且在该镶片背面上具有多个径向定向的定位区段。正面上的这些径向定向的定位区段相对于背面上的那些定位区段是偏移的,使得当该切削镶片被接合在刀夹具中时,在正面上使用的切削区段决不与背面上使用的切削区段直接相对。一种刀夹具系统由该切削镶片以及能够对该切削镶片进行紧固和转位的刀夹具构成。 | ||||||
权利要求 | 1.一种可转位的切削镶片,该可转位的切削镶片具有一个总体上圆柱形的本体,该本体具有延伸穿过其中的一条中心纵向轴线,其中该镶片本体具有: |
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说明书全文 | 可转位的圆形切削镶片技术领域[0001] 本发明涉及切削镶片并且确切地说是针对一种可倒置的、可转位的圆形切削镶片,该切削镶片在被倒置时被设计成用于接合一个与可以在该镶片的相反侧上使用的切削区域发生纵向偏移的切削区域。本发明还涉及一种使用了被安装在刀夹具中的本主题切削镶片的刀夹具系统,如铣刀。 背景技术[0002] 对金属工件进行切削和成形的铣刀是多年已知的。这类铣刀通常包括一个圆柱形切削本体,该本体具有围绕本体的周边间隔开的多个镶片座。切削镶片被安装在镶片座中并且这些镶片座被定向为使得安装在其中的这些镶片将在刀具本体沿着纵向轴线旋转时有效地切削工件。在一个实施例中,在这些凹座中使用圆形切削镶片并且这些镶片随着切削刃的一部分被磨损而被转位。通常,这类圆形镶片不仅是可转位的、而且还是可倒置的。其结果是,当一个特定的刃被磨损时,可将该镶片倒置以便接合该镶片的相反侧上的一个切削刃。然而,在先前的设计中,在该切削镶片的一侧上切削刃的接合了工件的这个部分与相反侧上的切削刃的接合了工件的这个部分是纵向相反的。其结果是,当使用该第一侧上的切削刃时,该切削刃以及该切削刃附近的区域遭受高温和极端条件,这不只是降解该切削刃、而且降解了该切削刃区域中的材料。当该镶片被倒置并且使用与耗用区域纵向相反的切削刃时,该切削刃的寿命减小,这是因为该切削刃附近的区域中材料通过使用相反侧上的切削刃在之前已被降解。 [0003] 需要更好地使用圆形的可转位切削镶片上的切削刃,该切削镶片是可倒置的以便在该切削镶片被倒置时将切削刃附近的区域的降解最小化。 发明内容[0004] 本主题发明的一个实施例是针对一种可转位的切削镶片,该切削镶片具有一个总体上圆柱形的本体,该本体具有延伸穿过其中的一条中心纵向轴线。该本体具有一个正面、一个相反的背面、以及位于其间的一个侧壁。该本体还具有在侧壁与正面的相交处的一个正面切削刃以及在侧壁与背面的相交处的一个背面切削刃。正面上有多个正面定位区段,其中这些正面区段具有多条中心线并且其中多个相邻区段的中心线围绕该中心纵向轴线限定了多个均匀间隔的、用于对刀夹具内的镶片进行转位的径向角RA。背面上有多个背面定位区段,其中这些背面区段具有多条中心线并且其中多个相邻区段的中心线围绕该中心纵向轴线限定了多个均匀间隔的、用于对刀夹具内的镶片进行转位的径向角RB。这些背面定位区段的中心线在沿着该中心纵向轴线经过该本体投影到该正面上时,将这些限定了正面定位区段的径向角RA二等分。 [0005] 本主题发明的第二实施例是针对一个用于对工件进行切削的刀夹具系统,其中在刀夹具与工件之间存在相对旋转。该刀夹具系统包括至少一个切削镶片,该至少一个切削镶片具有一个正面、一个相反的背面以及位于其间的一个侧壁。该切削镶片还具有在侧壁与正面的相交处的一个正面切削刃以及在侧壁与背面的相交处的一个背面切削刃。在正面上有多个正面定位区段,其中这些正面区段具有多条径向中心线并且其中多个相邻区段的中心线围绕该中心纵向轴线限定了多个均匀间隔的、用于对刀夹具内的镶片进行转位的径向角RA,其中这些正面定位区段限定了一个正面图案。在背面上有多个背面定位区段,其中这些背面区段具有多条中心线并且其中多个相邻区段的中心线围绕该中心纵向轴线限定了多个均匀间隔的、用于对刀夹具内的镶片进行转位的径向角RB,其中这些背面定位区段限定了与该正面图案完全相同的一个背面图案。这些背面定位区段的中心线在沿着该中心纵向轴线经过该本体投影到该正面上时,将这些限定了正面定位区段的径向角RA二等分。一种刀夹具具有用于可紧固地固持圆形切削镶片的至少一个座,其中该至少一个座各自包括用于接合一个镶片的正面和背面之一的一个底壁,其中该底壁进一步包括多个接纳区段,这些接纳区段以与该正面图案和该背面图案相同的图案被定位在该底壁上。 附图说明 [0006] 图1是根据本主题发明被安装在铣刀中的一个切削镶片的透视图; [0007] 图2是根据本主题发明的切削镶片的正视图; [0008] 图3是图2中展示的切削镶片的正面透视图; [0009] 图4是图2中展示的切削镶片的侧视图; [0010] 图5是图2中展示的切削镶片的后视图; [0011] 图6是图2中展示的切削镶片的背面透视图; [0012] 图7是根据本主题发明的切削镶片的正视图,示意性地示出了这些定位区段; [0013] 图8是图7中展示的切削镶片的后视图; [0014] 图9是一种现有技术切削镶片的正视图; [0015] 图10是图9中展示的切削镶片的侧视图; [0016] 图11与图7完全相同并且用来与图12相比较;并且 [0017] 图12是图11中展示的切削镶片的后视图并且与图11并列地展示以使不同之处变得醒目。 具体实施方式[0018] 图1展示了一种用于对工件15进行切削的刀夹具系统10,其中在刀夹具20与工件15之间存在相对旋转。刀夹具系统10包括至少一个切削镶片30以及该刀夹具20。图1中展示的刀夹具20是围绕轴线M旋转的铣刀。 [0019] 注意力转向图2至图6,该切削镶片30具有一个本体35,该本体带有一个正面40、一个相反的背面50、以及在其间的一个侧壁60。在侧壁60与正面40的相交处是一个正面切削刃42。在侧壁60与背面50的相交处是一个背面切削刃52。正面40上的多个定位区段44A-D具有从纵向轴线L延伸的多条径向中心线45A-D,其中相邻区段44A-D的中心线45A-D围绕该中心纵向轴线L限定了均匀间隔的、用于对在刀夹具20中的切削镶片30进行转位的多个径向角RA。这些正面定位区段44A-D限定了一个正面图案。 [0020] 另外,在背面50上的多个背面定位区段54A-D具有从纵向轴线L延伸的多条径向中心线55A-D,其中相邻区段54A-D的中心线55A-D围绕该中心纵向轴线L限定了均匀间隔的、用于对在刀夹具20中的切削镶片30进行转位的多个径向角RB。这些背面定位区段54A-D限定了与正面图案完全相同的背面图案。 [0021] 图7和图8分别展示了根据本主题发明的切削镶片30,其中这些定位区段44A-D以及54A-D被示意性地展示出并且用正面40上的数字1-4以及背面50上的数字5-8标识出。如图7中展示的,相对于背面区段中心线55A并且作为其他背面定位区段的代表,当这些背面定位区段54A-D的中心线55A-D沿着中心纵向轴线L经过本体35而投影在正面40上时被展示为虚线、将这些限定了正面定位区段54A-D的径向角RA二等分,如通过线55A与45D之间的角RA/2展示的。 [0022] 图9和图10展示了现有技术镶片的正视图和侧视图,并且将相对此现有技术镶片对本主题发明的这些益处进行描述。 [0023] 该切削镶片130也具有一个正面140和一个背面150,其中通过侧壁160与正面140以及与背面150的相交对应地限定了一个正面切削刃142和一个背面切削刃152。然而,当该切削镶片130被呈现给工件115时,正面140的切削刃142在例如切削刃142上的点A与点B之间接合该工件。其结果是,切削镶片130的主要磨损是在该切削刃142上的点A与点B之间。特别地,最严重的磨损出现在点A的区域中,这是因为不仅首先遇到工件的就是该区域,而且此外当该切削镶片被用于多种不同切削深度的机加工操作时,点A始终暴露给该工件,而点B则取决于切削的深度而可能暴露或可能不被暴露。因此,邻近点A的区域被反复加热并且反复遭受极端条件。这个热降解区域由图10中的FR表示。如图9中可见,切削镶片130是可转位的、并且因此当该镶片130被转位时可被旋转到六个不同的位置以便将工件115暴露给一个新切削刃。 [0024] 然而,该镶片还是可倒置的,并且在这个现有技术设计中,这些定位区段144A-F与背面150上的这些定位区段(未示出)围绕纵向轴线L被定位在相同的径向位置处。当该镶片130被转位以接合一个与已经被热降解的前部区域FR附近的切削刃152时,于是有可能的是热降解已经延伸到与背面150的切削刃152相关联的背面区域BR中。其结果是,该背面区域已经经历了一定的热降解水平,而使得与背面区域相关联的切削刃会过早磨损。 [0025] 诸位发明人已经发现,就与正面区域FR和背面区域BR相关联的热降解以及对于之后使用的切削刃的降解而言,有可能将该切削镶片设计成使得可使用的切削刃被径向偏移。通过偏移该切削刃,于是纵使在切削镶片的一侧上存在热降解,该切削镶片的相反侧上的热降解可以被径向地偏移,从而不会影响该镶片相反侧上的切削刃的完整性。 [0026] 注意力转向图11和图12并且在对图7和图8提供的说明的基础上进行扩展,与定位区段44A相关联的切削刃42将产生一个降解区域FR。然而,当倒置该镶片时,与正面区域FR直接相对的切削刃将不被使用,这是因为背面50上的这些定位区段54A-D相对于正面40上的这些定位区段44A-D被偏移。因此,发生热降解的背面区域BR也将被偏移,这样纵使这些区域仍存在,它们是从前面区域FR被径向地偏移的。因此,该热降解对于该镶片反面上使用的切削刃的完整性具有很小的影响。 [0027] 暂时返回图1,刀夹具20具有用于可紧固地固持该切削镶片30的至少一个座70。该座70包括用于接合该镶片30的正面40和背面50之一的一个底壁72,其中该底壁72进一步包括多个接纳区段75,这些接纳区段按照与正面40的正面图案以及背面50的背面图案相同的图案而被定位在底壁72上。其结果是,可以认识到该切削镶片30不仅围绕其纵向轴线L是可转位的、而且此外是可倒置的,这样使得至少相对于图1中展示的切削镶片30,通过这个可转位的、可倒置的切削镶片30提供了八个有用的切削刃。 [0028] 将注意力再转向图1和图2至图6,这些正面定位区段44A-D以及这些背面定位区段54A-D是从对应的正面40和背面50上延伸的凸起。然而在替代方案中,这些正面定位区段 44A-D以及这些背面定位区段54A-D可以是延伸进入对应的面40、50中的凹痕,这是本领域普通技术人员容易想到的且显而易见的。 [0029] 如在图2和图3中所见,正面40具有一个底部47,该底部与切削刃42通过其间的一个倾斜壁48间隔开,并且其中这些定位区段44A-D从该底部47延伸或者延伸进入该底部中,这取决于这些定位区段是凸起还是凹痕。此外,背面50具有一个底部57,该底部与切削刃52通过其间的一个倾斜壁58间隔开,并且这些定位区段54A-D从该底部57延伸或者延伸进入该底部中,这取决于这些定位区段是凸起还是凹痕。 [0030] 如图2和图5中总体展示的,这些定位区段44A-D以及54A-D总体上是U形的。另外,这些定位区段旨在将这些切削镶片可旋转地定位和固定在刀夹具的凹座中并且可具有用来实现此目标的多种不同形状。转让给本申请受让人的美国专利申请公开号2011/0103905尤其阐述了一种带有抗旋转特征的圆形切削镶片并且该申请通过引用结合在此。此外,如图2和图5展示的,这些区段44A-D包括用于独特地识别正面40上的每个区段44A-D以及背面50上的每个区段54A-D的标记。如图2和图5中展示的,这些标记可以是数字。 [0031] 如图7中示出,在正面40上形成的这些径向角RA与在背面50上形成的这些径向角RB相等。 [0033] 如图2和图5中展示,在本体35的正面40上存在四个定位区段44A-D并且在该本体的背面50上存在四个定位区段54A-D。每个区段与对应面上的一个相邻区段形成一个90°的角RA、RB。 [0034] 图9中展示的现有技术实例展示了正面140上的六个定位区段以及背面150上的六个定位区段(未示出)。可以认识到,基于上述讨论并根据本主题发明,正面140上的这些定位区段可以相对于背面150上的这些定位区段径向地偏移,以便使正面区域FR相对背面区域BR偏移,从而使从镶片的一侧到该镶片的另一侧的热降解的影响最小化。尽管未展示出,但同样地,将每侧上的定位区段的数目增加到八个,由此每个区段将与对应面上的相邻区段形成一个45°的角并且多个相反侧上的这些区段将根据本主题发明是偏移的,这是本领域普通技术人员容易想到的并且显而易见。 [0035] 此外应该认识到,虽然已经关于铣刀对本主题发明进行了讨论,但本主题发明还可应用于使用可转位的、可倒置的圆形切削镶片的任何数量的刀夹具。例如,可以使用一种正方形柄的刀夹具。 |