本发明的发明者认识到了与高速铣刀和相关的切削刀片有关的这 些和其它问题。简要地说，依照本发明，提供了一种高速铣刀，它包 括具有带有凸出轴套的刀片槽的柄，和具有顶面、底面和端面的至少 一个切削刀片。切削刀片具有在顶面和端面之一之间的交点处形成的 主切削刃。切削刀片包括底面中的凹部，能够接收凸出轴套从而用于 在高速铣削操作期间将切削刀片牢固地保持在刀片槽中。切削刀片包 括几何尺寸适合于控制切削的工件材料的尺寸/形状的前刀面。
附图说明
通过如下参照附图进行的详细说明，由此得出的本发明的其它特 征和优点会变得更清楚，其中：
图1显示了依照本发明的实施例的研磨刀具的透视图。
图2显示了当切削刀片移走时图1的铣刀的放大透视图。
图3显示了图1的铣刀的正视图。
图4显示了图1的铣刀的顶视图。
图5显示了依照本发明的实施例的切削刀片的透视图。
图6显示了图5的切削刀片的顶视图。
图7显示了图5的切削刀片的正视图。
图8显示了图5的切削刀片的底视图。
图9显示了依照本发明的可选实施例的铣刀。

参见附图，其中类似的参考符号表示类似的元件，其中显示了依 照本发明的实施例的铣刀10。如图1所示，铣刀10包括柄12、前部 14和柄12与前部14之间的过渡表面16。刀具10优选由热处理的钢 例如H13工具钢或者本领域的技术人员已知的其它材料制成。使用的 具体材料可以随着刀具10的期望设计特征而改变。刀具10界定了旋 转轴18，如图3所示。刀具10还包括刀片槽，总体上在20处显示， 形成在刀具10的前端处前部14中。
如图2所示，刀片槽20包括底面22和一对端面24、26。本发明 的一个方面是底面22包括凸起的轴套28，该轴套28的尺寸可以设计 成任何希望的形状并且定位成可以接收和支撑切削刀片，总体显示在 30处，并且在下面将进行更详细的描述。在所示实施例中，凸起的轴 套28的形状有倒圆角。然而，对于本领域的普通技术人员显而易见的 是，凸起的轴套28可以具有任何希望的形状从而抑制切削刀片30的 侧向运动。例如，凸起的轴套28的形状可以是正方形、矩形等。另外， 可以代替如所示实施例中所示的单个凸起的轴套28，刀片槽20可以 包括多个凸起的轴套28。
刀片30优选由硬质合金或者本领域的技术人员已知的用于铣削 金属工件(未显示)例如铝等的其他材料制成。参见图3和4，切削 刀片30安装在刀片槽20中，其轴向前角A大约在十五(15)至二十 五(25)度之间，其径向前角B足以允许在第二切削刃46下方具有 适当的间隙，且基于刀具直径而在正十(10)至负二十(20)度之间。
参见图5-8，切削刀片30总体上包括顶面32、底面34和端面 36、38、40、42。倒圆角的主切削刃44、52分别界定在第三切削刃 48、52和倒圆角的第二切削刃46、54的交点处。倒圆角的第二切削 刃46、54大体上分别界定在顶面32和端面36、40之间的交点处。第 三切削刃48、56大体上界定在顶面32和端面38、42之间的交点处。 更具体地，倒圆角的第二切削刃46、54由倒圆角的上部刃70、72和 第三切削刃48、56的交点形成。当切削刀片30执行向下修整斜坡的 操作时，即定义为随着刀具沿着工件(未显示)行进而增大的轴向切 削深度，就使用第三切削刃48最接近倒圆角的主切削刃44的一部分。 然而，第三切削刃48、56远离主切削刃44、52的剩余部分是不参与 切割工件的后刃部。第三切削刃48与第二切削刃46形成小于九十(90) 度的角度，例如，在大约四十五(45)度至大约八十五(85)度的范 围内。切削刀片30的剩余刃定义为过渡刃49、57，过渡刃在本说明 中是圆角的，但是也可以是类似地符合概念的能够制造的所希望的形 状例如倒角、尖角等，注意应包含径向后刀面50、前刀面58。总体上， 过渡刃49、57分别界定在顶面32和端面40、42之间的拐角交点处。 径向后刀面50、前刀面58用于有效地排空在铣削操作期间形成的切 屑，如下面关于顶面32所讨论的一样。
如图5-8所示，切削刀片30在对角处优选而不是必须地包括上 述切削刃、径向后刀面和其它特征。因此，切削刀片30沿着经过主切 削刃44、52的线或者经过径向后刀面50、前刀面58的线呈镜面对称。 切削刀片30的镜面对称允许切削刀片30在被处置之前可以使用两次。 例如，当主切削刃44在一个角落处无法使用时，就从刀片槽20中移 走切削刀片30，旋转180度并且重新放置在刀片槽20中使用第二主 切削刃52来执行铣削操作。
参见图5和6，为了便于在刀片槽20中插入和移走切削刀片30， 在切削刀片30中设置了埋头孔60。凸起的轴套28包括与刀片槽20 连通的螺纹孔62(图2)。当切削刀片30适当地安装在刀片槽20中时 候，螺纹孔62大体上与切削刀片30的埋头孔60对齐。螺纹孔62尺 寸和位置设计成通过螺纹接收带螺纹的紧固件64例如置于埋头孔60 中的保持螺钉等，藉此刀片30可以牢固地但是可松开地安装在刀片槽 20中。因为凸起的轴套28从刀片槽20的底面22向外延伸，所以与 传统的刀片槽相比，保持螺钉64的长度可以通过凸起的轴套28的高 度而缩短。由于凸出高度缩短，所以与传统的铣刀相比，在高速铣削 操作期间保持螺钉64可以在更小的弯矩下操作。
如图5和6所示，切削刀片30的顶面32包括凹入的表面形状， 这种设计适合于对金属工件例如铝等进行高速铣削操作。当安装在刀 片槽20中时，顶面32的表面形状能够使切削刀片30提供有效的正的 径向前角，大约在十五(15)度和三十五(35)度之间。特别地，切 削刀片30的顶面或者倾斜表面32包括向下倾斜的主倾斜表面32a， 它自主切削刃44、第二切削刃46和第三切削刃48延伸。主倾斜表面 32a与过渡至向上倾斜的第二倾斜表面32c的较大的半径过渡接合部 32b相交。半径过渡接合部32d过渡到与底面34总体上平行的第三倾 斜表面32e。(原文语法不通？)工件材料的去除效果根据由切削刃44、 46、48约束的倾斜表面32a、32c、32e和过渡接合部32b、32d的相 对位置而变化。例如，在较浅的切割(较浅的轴向切削深度)中，切 屑载荷往往较高，并且更深程度的主倾斜表面32a易于连续的剪切操 作。随着切割深度的增加，切屑载荷的趋势减少。主倾斜表面32a的 减小的深度使材料继续受到正剪力，并且第二倾斜表面32c和第三倾 斜表面32e使切割材料从刀片槽20的区域中退出。因此，对于较深的 切割(较高的轴向切削深度)，在降低的进给速度(每个齿的切屑载荷) 下，几何尺寸对于切屑流是足够的，但是刀片的横截面厚度却并不会 不利地减小。径向后刀面50与主倾斜面32a类似之处在于它也是向下 倾斜的。然而，因为顶面32的组合设计，需要后刀面50在由第二倒 圆角切削刃46、过渡刃49和第三切削刃48形成的边界的过渡很大。？ 由于从工件上去除的材料在极端的纵向切削深度的状态下经过主倾斜 面32a，所以认为材料会趋于聚集在所述区域中并且生成不可接受的 工件切屑形式，和/或迫使第三切削刃48和过渡刃49的非切削段产生 灾难性变形。因为切削刀片30的底面34大体上为平面，所以切削刀 片30在倒圆角的主切削刃44和倒圆角的第二切削刃46处具有最大的 厚度(和最高的高度)，而这最适合于抵抗高速铣削操作期间切削刀片 30上的诱导应力。
优选而不是必需地，端面36、40分别包括由底面34延伸的倾斜 平面66、68，如图7和图8中所见的一样。每个倾斜平面66、68都 分别包括倒圆角的上部刃70、72。平面66、68充当分别通过沿着槽 端面26、24的第二触点和第三触点使刀片30坐在槽20中的主刀面。 倒圆角的上部刃70、72便于在工件上形成九十(90)度的圆柱形壁， 这一点在本领域中是通用的。
如图8所示，与埋头孔60相对的是由底面34伸进切削刀片30 中的孔76，并且在边缘上具有比凸出的轴套28(图2)的埋头孔60 大的直径。孔76优选具有的深度略微大于凸出轴套28的高度。这样， 切削刀片30能够安装在刀片槽20中，以便凸出轴套28布置在切削刀 片30的孔76内，同时切削刀片30的底面34与刀片槽20的底面22 接合。另外，切削刀片30的端面38、68分别与刀片槽20的端面24、 26接合，从而当在铣削操作期间使用切削刃44、46、48时紧密地将 切削刀片30固定在刀片槽20中。类似地，切削刀片30的端面42、 66分别与刀片槽20的端面24、26接合，从而当在铣削操作期间使用 切削刃52、54、56时紧密地将切削刀片30固定在刀片槽20中。
在图1-8显示的铣刀10的所示实施例中，铣刀10能够将相对于 彼此定向成大约180度的两个切削刀片30安装在各自的刀片槽20中。 然而，应当理解，本发明的铣刀并不限于可以安装在刀片槽20中的切 削刀片30的数目，而且本发明可以使用任何期望数目的切削刀片来实 行，其中仅仅受到铣刀的材料性能的物理局限的限制。如图9所示， 例如，铣刀100包括前部114和过渡表面116，与铣刀10类似。然而， 不同于铣刀10，铣刀100设计成用于在各自的刀片槽120中安装三个 (3)切削刀片130。
如上所述，本发明的铣刀10、100提供的辅助安全特征包括与切 削刀片30的孔76结合的凸出轴套28，这样就能够使切削刀片30用 于高速铣削操作。另外，与传统的铣刀相比，本发明的铣刀10、100 提供的保持螺钉64具有与其它材料(即轴套28)不接合的并且不由 它包住的较短的凸出长度，这样就能够使保持螺钉64在高速铣削操作 期间使用更小的弯矩来操作。
在此引用的文献、专利和专利申请包含在此作为参考。
虽然本发明已经结合它的不同实施例进行了特别的描述，但是应 当理解这只是用于说明而非限制，并且所附权利要求书的范围应该广 义地解释为现有技术所允许的范围。