侧锁定刀件和带有该侧锁定刀件的材料移除刀具的制作方法

专利名称：侧锁定刀件和带有该侧锁定刀件的材料移除刀具的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种可转位刀件和相关的材料移除刀具。更具体地， 本公开涉及一种能够固定到刀具上的具有任何形状的且为正型或负型 的可转位刀件，比如铣削刀件、车削刀件、打孔刀件、开槽刀件或切 削刀件，并涉及将刀件固定到刀具的方法。
背景技术：
在如下的背景技术的论述中，参考了一定的结构和/或方法。然而， 如下的参考不应解释为认为这些结构和/或方法组成了现有技术。申请 人声明保留证明这样的结构和/或方法不视作现有技术的权力。
包括可替换刀件的已知的刀具使用多种方式以用于将刀件安装到 刀具主体。 一些已知的刀件利用通过刀件中心的锁定螺钉安装并固定 在刀件固定表面内的锥形孔内。锥形孔的轴线可以垂直于刀件，且刀 件固定表面或锥形孔的轴线可以偏斜。然而，刀件在铣削刀具上的密 度受到限制，这是因为当在刀件固定表面内通过使用楔和/或夹具攻锁 定螺钉孔时要求间隙。另外，在刀件本身内的孔降低了刀件的横截面，
这可能降低刀件的性能，比如强度，特别是对于比如氮化硅(SiNO刀 件的陶瓷刀件。 一些已知的刀件利用从刀件固定表面的侧面下降的固 定螺钉安装。固定螺钉的点插入到和/或接触例如刀件的表面内的凹陷， 以将固定螺钉以压縮方式放置并使刀件压紧刀件固定表面。然而，用 于此刀件和刀具的切屑空间可能不足，并可能在运行期间淤塞刀具。
其中刀件使用螺钉安装到刀具主体的铣削切割器的例子在美国专 利No.4，934，880中说明。其中刀件通过可释放的夹具保持到刀具主体的 铣削切割器的例子在美国专利No.3，588，977中说明。GBl，209,181披露了其中刀件通过一个或多个螺钉固定在狭缝内的切割器。
用于加工和制造的刀件当在铁制部件上工作时在严酷的条件下执 行任务。典型地，不同的铁具有不同的运行情况，因此典型地使用不 同的刀件。 一些相关的铁包括灰铁、球铁、高应力铁和蠕墨铸铁(CGI 铁)。可以在多于一个类型的铁上执行功能的工作的刀件是有利的。 刀件的其他考虑包括所提供的表面的类型(粗糙表面和精加工表面)、 所使用的刀件的刀件转位容易性和的更换时间、可靠固定以最小化刀 件在离心力下的"掷出"、刀具寿命、简单且通常可获得的附件、与 现有铣削设备和硬件的可兼容性、和可靠地且可重复地将刀件放置在 固定座内的固定装置。

发明内容
可转位刀件的示例性的实施例在前表面和/或后表面内具有一个 或多个凹陷，所述凹陷接收了锁定螺钉的头部表面。当被安装时，可 转位刀件相对刀件槽的相应的支承表面切向地、轴向地和径向地受力。 锁定螺钉以受到张力的方式被放置且略微变形，使得力保证可转位刀 件在刀件槽内。更具体地，在一个例子中，可转位刀件具有凹入形状 的表面凹陷，该表面凹陷与锁定螺钉头部的相应的凸出表面匹配且将 可转位刀件固定在到固定表面的多个方向上。
可转位刀件的示例性的实施例包括主体，该主体包括前多边形表 面、后多边形表面、和多个将前多边形表面和后多边形表面结合的侧 边缘，侧边缘表面与多边形表面的相交限定了刀件的线刀刃，连续的 侧边缘表面的相交限定了刀件的角刀刃，该可转位刀件还包括在前多 边形表面内用于锁定螺钉的头部区域的接收器，其中该接收器包括多 个凹陷，每个凹陷具有与锁定螺钉的头部区域互补的表面。
材料移除刀具的示例性的实施例包括刀具主体，该刀具主体包 括在第一端带有多个刀件槽且在第二端带有轴向延伸部的头部，该头部具有直径；和多个可转位刀件，该多个可转位刀件中的每个被固定 在多个刀件槽中的一个内，其中多个可转位刀件以大约每英寸头部直 径4个刀件的密度布置在头部上。
材料移除刀具的另一个示例性的实施例包括主体，该主体在第 一轴向端带有多个刀件槽，该多个刀件槽中的每个包括壁支承表面、 底板支承表面、和带有埋头孔的带螺纹的螺纹孔，该带螺纹的螺纹孔
(threaded tap hole)具有相对于底板支承表面成角度定向的中心线； 可转位刀件，该可转位刀件包括前多边形表面、后多边形表面、和多 个将前多边形表面和后多边形表面结合的侧边缘表面，侧边缘表面和 多边形表面的相交限定了刀件的线刀刃，连续的恻边缘表面的相交限 定了刀件的角刀刃，所述可转位刀件还包括在前多边形表面内用于锁 定螺钉的头部区域的接收器，其中接收器包括多个凹陷，且其中所述 可转位刀件被固定在刀件槽内，后多边形表面接触底板支承表面，多 个侧边缘表面的第一个接触壁支承表面，且多个侧边缘表面的第二个 径向突出超过主体的外周表面；和用于带螺纹的螺纹孔的锁定螺钉，
该锁定螺钉包括螺纹部、同心肩和倾斜肩，倾斜肩在螺纹部和同心肩 之间，其中插入到带螺纹的螺纹孔内的锁定螺钉靠着多个凹陷中的一 个接合同心肩的第一区域和倾斜肩的第一区域。
用于将可转位刀件安装在材料移除刀具上的示例性的方法，所述 可转位刀件包括主体，该主体具有前多边形表面、后多边形表面、和 多个将前多边形表面和后多边形表面结合的侧边缘表面，侧边缘表面 和多边形表面的相交限定了刀件的线刀刃，连续的侧表面的相交限定 了刀件的角刀刃，所述可转位刀件还包括在前多边形表面内的接收器，
其中接收器包括多个凹陷，所述方法包括将可转位刀件放置在材料
移除刀具的刀件槽的固定表面上；和将包括倾斜肩和同心肩的锁定螺
钉拧进到螺纹孔内，以使锁定螺钉的头部区域与多个凹陷中的一个接
12应理解的是前述的一般描述和如下的详细描述都是示例性的和解 释性的，且意图在于提供对如所要求的本发明的进一步解释。


如下的详细描述可以接合附图阅读，在附图中，相同的数字指示 了相同的元件，其中
图1至图6示出了可转位刀件的实施例的代表性例子，图1至图3示 出了为实心主体的刀件，图4至图6示出了带有通过主体的孔的刀件；
图7示出了可转位刀件和锁定螺钉的示例性的实施例之间的相互
作用；
图8示出了可转位刀件和锁定螺钉的另一个示例性的实施例之间 的相互作用；
图9示出了材料移除刀具的示例性实施例； 图10示出了可转位刀件、锁定螺钉和刀件槽的分解视图； 图11至图13示出了在材料移除刀具内的示例性的刀件槽，图中示 出了可转位刀件和锁定螺钉；在图ll的视图中，两个侧边缘表面示出 为正视图；在图12的视图中示出了从上方的成角度的视图；且在图13 的视图中示出了可转位刀件和完全插入的锁定螺钉的切开的视图14和图15示出了材料移除刀具的示例性实施例和涉及这些另外
的多边形形状的可转位刀件的可转位刀件安装方法。
具体实施例方式
在此相关的可转位刀件具有通过侧边缘结合的前多边形表面和后 多边形表面。侧边缘表面与多边形表面的相交的至少部分限定了刀件 的线刀刃，连续的侧边缘的相交的至少部分限定了刀件的角刀刃。线 刀刃可以是直线的或非直线的，如在本领域中已知的；角刀刃可以是 圆形的、截锥形的或其他几何形状的，如在本领域中已知的。 一般地， 进行机加工操作使得切割在由在多边形表面的角部处的角刀刃的相交 形成的刀件角部发生，或进行机加工操作使得例如铣削的切割在刀件 的线刀刃处发生。在每个情况中，当工件旋转时刀件能够沿工件表面横穿，或当工件旋转且并平移时刀件能够静止。也能够使用可转位刀 件和工件之间的其他相对运动的组合。
可转位刀件的示例性的实施例包括主体和用于锁定螺钉的头部区 域的接收器。图1至图6示出了可转位刀件的实施例的各例子。
在图1至图6的示例性的实施例中，可转位刀件10包括主体12，主
体12包括前多边形表面14、后多边形表面16、和多个将前多边形表面 14和后多边形表面16结合的侧边缘表面18。侧边缘表面18和多边形表 面的相交限定了刀件10的线刀刃20，连续的侧边缘表面18的相交限定 了刀件10的角刀刃22。用于锁定螺钉的头部区域的接收器24位于前多 边形表面14内。接收器包括多个凹陷26。凹陷能够具有任何形式。例 如，凹陷能够是凸出的、凹入的或具有一个或多个平面表面。 一般地， 多个凹陷26的数目与前多边形表面14的边的数目相同。然而， 一些可 转位刀件具有数目与切割刀刃的数目不同的凹陷。另外，当例如修光 刀刃和粗加工刀刃时的可转位刀件的多于一个的切割功能部件中的一 个被定位时，单个凹陷可以用于将可转位刀件固定在刀件槽内。
在一些示例性的实施例中，可选择的第二接收器能够定位在主体 12的后多边形表面16上。在这样的情形中，接收器能够如在此相对于 前多边形表面14上的接收器所描述和说明的。可选择的第二接收器允 许安装可转位刀件，以用于利用与后多边形表面16相关的线刀刃和角 刀刃，因此增加了用于任一个可转位刀件的可转位位置的数目。
接收器24—般位于可转位刀件10的径向中心。在图1至图2中和图4 至图5中，接收器24具有凹陷26，所述凹陷26不相互邻近，而是通过前 多边形表面14的部分相互分开。然而，凹陷26定位在径向中心的一般 区内，当存在孔时，凹陷围绕孔的外周定位。在图3和图6中，凹陷在 可转位刀件10的径向中心内以连续的结构排列。至少两个邻近的凹陷 通过脊线28或其他过渡区分开。在一些实施例中，脊线28被定向为使
14得脊线28的投影与可转位刀件10的角刀刃22或可转位刀件10的长边缘 20的至少一个相交。另外在一些实施例中，脊线28或过渡区的数目与 可转位刀件10的角刀刃22的数目相同。当存在用来辅助加工刀件的主 体的孔30时，凹陷26围绕孔30的外周定位。
图1至图6示出了可转位刀件10的非限制性变型。例如，图1至图6 的几何形状包括正方形、矩形和六边形，但能够利用其他的多边形形 状，包括三角形、五边形和三角形。在另一个例子中，图1至图3示出 了为实心体12的可转位刀件10，而图4至图6示出了带有通过主体12的 孔30的可转位刀件10。 一般地，孔30被轴向地定向在可转位刀件10的 径向中心内。接收器24的多个凹陷26能够围绕孔30的外周32布置。在 一些实施例中，例如，见图5，孔被定位为与可转位刀件10的径向中心 偏心。
在图1至图6中的一个或多个示例性实施例中示出的其他可选择的 功能部件包括一个或多个切屑分离器40 (chip splitter)，表面倾斜以获 得希望的材料移除功能和涂层(在下文中进一步描述)。
在示例性的实施例中，接收器的凹陷的表面对应于锁定螺钉的头 部区域的表面。图7和图8示出了可转位刀件的示例性实施例和锁定螺 钉之间的相互作用。虽然通过凹入地形成的凹陷和相应的凸出地形成 的锁定螺钉的头部区域示出，但应理解的是凹陷能够具有任何形式， 包括凹入的、凸出的和平面的形式，相应的锁定螺钉的头部区域能够 具有当锁定螺钉的头部区域接合凹陷时符合该凹陷的任何形式。
在图7中的实例中，可转位刀件100具有在前多边形表面104内的接 收器102。接收器具有两个凹陷106，每个凹陷具有进入到可转位刀件 IOO的主体内的凹状。锁定螺钉110包括螺纹部112、同心肩114和倾斜 肩116。倾斜肩116在螺纹部112和同心肩114之间。在一些情形中，倾 斜肩116用作螺纹部和同心肩114的不同直径的过渡。同心肩114和倾斜肩116中的每个被示出为凸出的表面，但所述表面能够是平面的、凹入 的或凸出的或任何其他形式的。
在一些实施例中，所述表面符合凹陷的表面。例如，同心肩114和 倾斜肩116的凸出度对应于在接收器102内的凹陷106的凹入度。当锁定 螺钉110完全被接合时，越过增加的表面积，在一些情况中直至凹入的 凹陷106的整个表面积，凸出的同心肩114和倾斜肩116与凹入的凹陷 106匹配。
在其他实施例中，所述表面不与凹陷的表面符合，部分地与凹陷 的表面符合。例如，同心肩和倾斜肩的凹入度、凸出度、倾斜度或平 面度能够与凹陷的表面的凹入度、凸出度、倾斜度或平面度不同。还 例如，接触的表面能够25%、 35%、 40%、 50%、 60%、 66%、 75% 或更多地符合，较高的符合度降低了刀件上的应力。
如在图7的实例中所示，锁定螺钉110接合了多个凹陷106中的一 个。在此实例中，该凹陷106是最靠近比如铣削刀件的线刀刃120的可 转位刀件100的材料移除功能部件的凹陷。接收器可被重新定向，使得 凹陷106最靠近可转位刀件100的不同的材料移除功能部件，例如在多 边形表面的角处通过角刀刃的相交形成的刀件角122。
如在图8中的实例所示，可转位刀件140具有在前多边形表面144内 的接收器142。接收器具有六个凹陷146，每个具凹陷具有进入到可转 位刀件140的主体内的凹状。锁定螺钉150包括螺纹部152、同心肩154 和倾斜肩156。倾斜肩156在螺纹部152和同心肩154之间。在一些情形 中，倾斜肩156用作螺纹部152和同心肩154的不同直径之间的过渡。同 心肩154和倾斜肩156中的每个是凸出的。同心肩154和倾斜肩156的凸 出度对应于在接收器142内的凹陷146的凹入度。当锁定螺钉150被完全 接合时，越过增加的表面积，在一些情况中直至在将邻近的凹陷146分 开的两个连续的脊线148之间的凹入的凹陷146的整个表面积，凸出的
16同心肩154和倾斜肩156与凹入的凹陷146匹配。
如在图8的实例中所示，锁定螺钉150接合了多个凹陷146中的一 个。在此实例中，该凹陷146是距比如铣削刀件的线刀刃160的可转位 刀件140的材料移除功能部件最远的凹陷。接收器可被重新定向，使得 凹陷146最远离可转位刀件140的不同的材料移除功能部件，例如在多 边形表面的角处通过角刀刃的相交形成的刀件角162。
可转位刀件的主体能够由任何合适的材料形成。例如，主体能够 由硬质合金或陶瓷形成。代表性的硬质合金包括碳化钨和包括钴的基 粘结剂，能够包括大致70%至97%的重量百分比的金属碳化物和大致3 %至30%的重量百分比的基粘结剂材料。也能够包括从由Cr、 Mo、 V、 Nb、 Ta、 Ti、 Zr、 Hf和其混合物构成的组中选择的金属碳化物。代表 性的陶瓷包括氧化铝基陶瓷和硅基陶瓷，比如氮化硅(SiNi)。
可转位刀件能够具有在主体的外表面上的可选择的涂层。代表性 的涂层包括至少一层Ti基层或至少一层Al203层。Ti基层的例子是 TiCxNyOz，其中x+y+z-l。八1203层的例子是0^1203、 /^-八1203或其混合 物。涂层能够可选择地包括最外侧的TiN层。
如在此所述，可转位刀件的功能部件能够被合并在用于铣削刀具 的铣削刀件内，或被合并在用于车削刀具、开槽刀具和切削刀具的车 削刀件、打孔刀件、开槽刀件和切削刀件内。
在铣削刀具上，对于固定的速度，密度增加能够产生进给速度增 加、循环减少和生产的最终增加。希望的是倘若机器动力足以使刀具 旋转，具有尽可能高的密度。典型地，具有利用固定螺钉或利用通过
刀件的螺钉安装的刀件的刀具具有每英寸刀具头部直径一个至三个刀 件槽的密度。更高的密度趋向于具有在性能上的负面影响，这是因为 与刀具几何形状的负面折衷以容纳安装机构以及切屑接收空间。然而，一般地，在此处披露的可转位刀件上的锁定螺钉和接收器允许将较高 密度的刀件安装在材料移除刀具上，这至少部分地因为包含在打开的 切屑槽内的安装机构的降低的尺寸。在一些实施例中，能够实现大于3
至大约4.5的密度，可选择地，大于大约4 (例如±0.25)的密度。对于
密度增加有贡献的事实是没有与示例的可转位刀件的安装相关的额外 的硬件。安装不需要例如楔和夹具的物品。
因此，在图9的示例性的实施例中示出了材料移除刀具。材料移除 刀具200包括刀具主体202，所述刀具主体202包括头部204，头部204在 第一端带有多个刀件槽206且在第二端带有轴向延伸部208。头部204具 有直径D和多个可转位刀件210。多个可转位刀件210的每个被固定在多 个刀件槽206的一个内。多个可转位刀件210以大约每英寸头部直径4.5 个刀件槽的密度布置在头部204上。
如在此所使用的密度可以通过下式确定
密度=(刀件槽数目)/ (刀具头部直径(英寸))
可转位刀件210通过锁定螺钉212保持在刀件槽206内。图10示出了 可转位刀件210、锁定螺钉212和刀件槽206的分解视图。可转位刀件210 被放置到刀件槽206内且锁定螺钉212被拧入到螺纹孔214内。当锁定螺 钉被拧紧时，锁定螺钉212的头部216的区域接触了可转位刀件210的表 面上的接收器218的区域。例如，锁定螺钉的头部区域能够是锁定螺钉 的倾斜肩和同心肩，且接收器的区域能够是凹陷。在示例性的实施例 中，锁定螺钉212的头部216的区域具有凸出度，所述凸出度对应于接 收器218的区域的凹入度。在其他示例性实施例中，锁定螺钉的头部区 域具有凹入度，所述凹入度对应于接收器的区域的凸出度。在再另一 个示例性实施例中，锁定螺钉的头部区域具有平面度(例如， 一个或 多个平面表面)，所述平面度对应于接收器的区域的平面度(例如， 一个或多个平面表面)。接收器218和相关的凹陷能够是如在此关于图 l至图8的实施例中的任何实施例所说明和描述的。在示例性的实施例中，材料移除刀具的头部的直径是二至二十英 寸，可选择地是四至十英寸，布置在刀具头部上的刀件的数目在大约9
个至大约90个之间，以每英寸直径大约4.5个的密度。
在另一个示例性的实施例中，材料移除刀具包括主体，主体带有 在第一轴端的多个刀件槽、可转位刀件和用于带有螺纹的螺纹孔的锁 定螺钉。当被插入到带有螺纹的螺纹孔内时，锁定螺钉靠着可转位刀 件的接收器的凹陷中的一个接合锁定螺钉的同心肩的区域和锁定螺钉 的倾斜肩的区域，且靠着带螺纹的螺纹孔的埋头孔的表面接合同心肩 的第二区域。
图11至图13示出了在材料移除刀具内的示例性的刀件槽300，图中 示出了可转位刀件302和锁定螺钉304。在图ll的视图中，刀件的两个 侧边缘和锁定螺钉的侧面示出为正视图；在图12的视图中示出了从上 方的成角度的视图；在图13的视图中示出了可转位刀件和完全插入的 锁定螺钉的切开的视图。
刀件槽300包括壁支承表面306、底板支承表面308、和带有埋头孔 311的带螺纹的螺纹孔310。带螺纹的螺纹孔310具有相对于底板支承表 面3O8成角度0定向的中心线312。可转位刀件302能够如在此参考图1至 图8的实施例中的任何实施例所说明和描述的，包括在前多边形表面或 后多边形表面内的用于锁定螺钉的头部区域的接收器320 (在图12和图 13中示出)，该接收器包括多个凹陷，该凹陷被凹入地形成、凸出地 形成或平面地形成，或为以上的组合。
在图ll的视图中，后多边形表面被示出为接触底板支承表面308， 多个侧边缘表面中的第一个被示出为接触壁支承表面306。多个侧边缘 中的第二个314径向突出超过主体的外周表面316。在图ll中还可看到 在锁定螺钉304和可转位刀件302之间具有间隙318，同时维持了拧进螺
19纹孔310内的锁定螺钉304的至少部分。此间隙318产生将可转位刀件插 入到刀件槽和从刀件槽移除的能力，同时维持了锁定螺钉的至少部分 拧进螺纹孔内。这便于有效地转位和/或替换可转位刀件。
在图12的视图中，将锁定螺钉304进一步插入螺纹孔310内。这样 的锁定螺钉304的部分插入开始将锁定螺钉304的头部放置在接收器 320内，例如，头部的部分破坏前多边形表面的平面，使得可转位刀件 302虽然不完全地安放在刀件槽300内但也不能从刀件槽300移除，因此 降低了在转位或换出期间脱落或丢失的风险。
在图13的视图中，锁定螺钉304被完全地插入到螺纹孔310内，锁 定螺钉的头部区域接触接收器320的凹陷322。例如，锁定螺钉304包括 螺纹部324、同心肩326和倾斜肩328，倾斜肩328在螺纹部324和同心肩 326之间。当被插入到螺纹孔310内之后，倾斜肩328首先靠着多个凹陷 322中的一个接合，引起锁定螺钉304的突出部在方向F上弯曲。当被进 一步拧入时，锁定螺钉304的弯曲受到靠着螺纹孔310的埋头孔311的表 面332接合的同心肩326的第二区域330的限制，这也使同心肩326的第 一区域334靠着多个凹陷322中的一个接合。总之，当被固定后，锁定 螺钉304沿轴线S轴向拉伸。而且，当被固定后，锁定螺钉304与多个凹 陷中的一个接合，埋头孔的表面产生对刀件槽的例如侧壁306的侧壁和 刀件槽的其他侧壁上的侧锁定力，并产生对刀件槽的底板支承表面308 的夹紧力。锁定螺钉304被插入到带螺纹的螺纹孔内，以便靠着多个凹 陷中的一个接合同心肩的第一区域和倾斜肩的区域，且以便靠着埋头 孔的表面接合同心肩的第二区域，在切向方向上、轴向方向上和径向 方向上对可转位刀件施加力。由锁定螺钉304产生的力在图13中分别示 出为矢量^、和&。如在图13中示出，矢量》是/一和&的结果。
可转位刀件能够被安装在材料移除刀具上。不限制刀件和材料移 除刀具的类型。所公开的材料移除刀具的示例性实施例能够是铣削刀 具而可转位刀件是铣削刀件，或者能够是车削刀具、开槽刀具和切削
20刀具中的一种，而可转位刀具是车削刀件、打孔刀件、开槽刀件和切削刀件中的一种。
披露了将可转位刀件安装在材料移除刀具上的示例性的方法。可转位刀件包括主体，主体具有前多边形表面、后多边形表面、和多个将前多边形表面与后多边形表面结合的侧边缘表面，侧边缘表面和多边形表面的相交限定了刀件的线刀刃，连续的侧边缘的相交限定了刀件的角刀刃，可转位刀件还包括在前多边形表面内用于锁定螺钉的头部区域的接收器，其中接收器包括多个凹陷。可转位刀件的例子在此结合图1至图8示出和描述。示例性的方法包括将可转位刀件放置在材料移除刀具的刀件槽的固定表面上，且将包括倾斜肩和同心肩的锁定螺钉拧进到螺纹孔内，以将倾斜肩的部分和同心肩的部分与多个凹陷中的一个接合。
倾斜肩的部分和同心肩的部分与多个凹陷中的一个接合，将可转位刀件固定在刀件槽内。例如，倾斜肩的部分与多个凹陷中的一个接合使得锁定螺钉弯曲，倾斜肩的部分和同心肩的第一部分与多个凹陷中的一个接合以及同心肩的第二部分与埋头孔的表面接合使得锁定螺钉拉伸。在另一个例子中，倾斜肩的部分和同心肩的第一部分与多个凹陷中的一个接合以及同心肩的第二部分与埋头孔的表面接合在切向方向上、轴向方向上和径向方向上对可转位刀件施加力。
在刀件上通过披露的方法产生的压縮夹紧力利用了通常使用的刀具材料的固有的压縮特性。在此披露的刀件的例子已经通过重复的安
装、转位和拆卸操作进行了测试。可转位刀件维持运行的周期超过IO，OOO次。另外，锁定螺钉的头部区域与接收器的凹陷的相互作用，与刀件槽的形状，例如壁表面和底板支承表面和埋头孔的形状，使可转位刀件合适地定向在刀件槽内。
虽然通过参考示出了为六边形的多边形可转位刀件的图9至图13示出和描述，但类似的图、论述和原理能够应用于其他多边形形状的可转位刀件，包括但不限制于如在图1至图2和图4至图5中示出的多边形形状。图14和图15示出了材料移除刀具400、 500的示例性的实施例和涉及这些另外的多边形形状的可转位刀件的安装可转位刀件402、502的方法。
虽然在此结合其优选实施例描述，但本领域一般技术人员将认识到的是可以进行未特定地描述的添加、删除、修改和替代，而不偏离如在所附的权利要求中描述的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种可转位刀件，包括主体，该主体包括前多边形表面、后多边形表面、和多个将前多边形表面和后多边形表面结合的侧边缘表面，侧边缘表面和多边形表面的相交限定了刀件的线刀刃，连续的侧边缘表面的相交限定了刀件的角刀刃；和接收器，该接收器在前多边形表面内，用于锁定螺钉的头部区域；其中所述接收器包括多个凹陷，每个凹陷具有与所述锁定螺钉的头部区域互补的表面。
2. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述锁定螺钉的头部 区域是该锁定螺钉的倾斜肩和同心肩。
3. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述凹陷的表面具有 对应于所述锁定螺钉的头部区域的凸出度的凹入度。
4. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述凹陷的表面具有 对应于所述锁定螺钉的头部区域的凹入度的凸出度。
5. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述凹陷的表面是对 应于所述锁定螺钉的头部区域的平面度的平面。
6. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中由所述锁定螺钉的头 部区域接触的所述接触器的凹陷是最靠近所述可转位刀件的材料移除 功能部件的凹陷。
7. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中由所述锁定螺钉的头 部区域接触的所述接收器的凹陷是最远离所述可转位刀件的材料移除 功能部件的凹陷。
8. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述接收器在所述可 转位刀件的径向中心。
9. 根据权利要求l所述的可转位刀件，包括通过所述主体的孔， 该孔轴向地定向在径向中心且所述接收器的多个凹陷围绕该孔的外周 布置。
10. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述多个凹陷的数目 至少与所述前多边形表面的边的数目相同。
11. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述主体由硬质合金 形成。
12. 根据权利要求ll所述的可转位刀件，包括通过所述主体的孔，该孔轴向地定向在径向中心且所述接收器的多个凹陷围绕该孔的外周 布置。
13. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述可转位刀件是铣 削刀件。
14. 根据权利要求l所述的可转位刀件，其中所述可转位刀件是车 削刀件、打孔刀件、开槽刀件或切削刀件中的一个。
15. —种材料移除刀具，包括刀具主体，该刀具主体包括在第一端带有多个刀件槽且在第二端 带有轴向延伸部的头部，该头部具有直径，和多个可转位刀件，该多个可转位刀件中的每个被固定在所述多个刀件槽中的一个内，其中所述多个可转位刀件以大约每英寸头部直径4 个刀件的密度布置在所述头部上。
16. 根据权利要求15所述的材料移除刀具，其中所述可转位刀件 通过锁定螺钉保持在刀件槽内，所述锁定螺钉的头部区域接触在所述 可转位刀件的表面上的所述接收器的区域，其中所述接收器的区域具 有与所述锁定螺钉的头部区域互补的表面。
17. 根据权利要求16所述的材料移除刀具，其中所述锁定螺钉的头部区域具有对应于所述接收器的区域的凹入度的凸出度。
18. 根据权利要求16所述的材料移除刀具，其中所述锁定螺钉的 头部区域具有对应于所述接收器的区域的凸出度的凹入度。
19. 根据权利要求16所述的材料移除刀具，其中所述锁定螺钉的 头部区域是对应于所述接收器的区域的平面度的平面。
20. 根据权利要求16所述的材料移除刀具，其中所述锁定螺钉的 头部区域是锁定螺钉的倾斜肩和同心肩。
21. 根据权利要求20所述的材料移除刀具，其中所述锁定螺钉的 同心肩的区域接合用于锁定螺钉的带螺纹的螺纹孔的埋头孔。
22. 根据权利要求15所述的材料移除刀具，其中所述可转位刀件 包括在表面上的接收器和多个切割刀刃，其中所述接收器具有多个区 域，每个该区域至关联该多个区域中的一个的可转位刀件的多个切割 刀刃中的一个。
23. 根据权利要求22所述的材料移除刀具，其中所述可转位刀件 通过锁定螺钉保持在刀件槽内，所述锁定螺钉的头部区域接触关联所 述切割刀刃的接收器的区域。
24. 根据权利要求23所述的材料移除刀具，其中所述锁定螺钉的 头部区域具有对应于所述接收器的区域表面的表面。
25. 根据权利要求23所述的材料移除刀具，其中所述锁定螺钉的 头部区域是该锁定螺钉的倾斜肩和锁定螺钉的同心肩。
26. 根据权利要求23所述的材料移除刀具，其中所述关联切割刀 刃的接收器的区域是最靠近该切割刀刃的接收器的区域。
27. 根据权利要求23所述的材料移除刀具，其中所述关联切割刀 刃的接收器的区域是最远离该切割刀刃的接收器的区域。
28. 根据权利要求15所述的材料移除刀具，其中所述材料移除刀 具是铣削刀具，所述可转位刀件是铣削刀件。
29. 根据权利要求15所述的材料移除刀具，其中所述材料移除刀 具是车削刀具、开槽刀具和切削刀具中的一个，所述可转位刀件是车 削刀件、打孔刀件、开槽刀件和切削刀件中的一个。
30. —种材料移除刀具，包括主体，该主体在第一轴向端带有多个刀件槽，该多个刀件槽中的 每个包括壁支承表面、底板支承表面、和带有埋头孔的带螺纹的螺纹 孔，该带螺纹的螺纹孔具有相对于底板支承表面成角度定向的中心线；可转位刀件，该可转位刀件包括前多边形表面、后多边形表面、 和多个将前多边形表面和后多边形表面结合的侧边缘表面，侧边缘表 面和多边形表面的相交限定了刀件的线刀刃，连续的侧边缘表面的相 交限定了刀件的角刀刃，所述可转位刀件还包括在前多边形表面内的 用于锁定螺钉的头部区域的接收器，其中所述接收器包括多个凹陷， 且其中所述可转位刀件被固定在所述刀件槽内，所述后多边形表面接 触底板支承表面，所述多个侧边缘表面的第一个接触壁支承表面，且所述多个侧边缘表面的第二个径向突出超过所述主体的外周表面；和 用于带螺纹的螺纹孔的锁定螺钉，该锁定螺钉包括螺纹部、同心肩和倾斜肩，所述倾斜肩在螺纹部和同心肩之间，其中插入到带螺纹的螺纹孔内的所述锁定螺钉靠着多个凹陷中的一个接合所述同心肩的第一区域和所述倾斜肩的第一区域。
31. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中插入到带螺纹的 螺纹孔内的所述锁定螺钉靠着所述带螺纹的螺纹孔的埋头孔的表面接 合所述同心肩的第二区域。
32. 根据权利要求31所述的材料移除刀具，其中靠着所述多个凹 陷中的一个接合的所述同心肩的第一区域和所述倾斜肩的第一区域以 及靠着所述埋头孔的表面接合的所述同心肩的第二区域，产生对所述 刀件槽的侧壁的侧锁定力，并产生对所述刀件槽的底板支承表面的夹 紧力。
33. 根据权利要求31所述的材料移除刀具，其中所述锁定螺钉被 插入到所述带螺纹的螺纹孔内，以便靠着所述多个凹陷中的一个接合 所述同心肩的第一区域和所述倾斜肩的第一区域，且以便靠着所述埋 头孔的表面接合所述同心肩的第二区域，在切向方向上、轴向方向上 和径向方向上对所述可转位刀件施加力。
34. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中所述同心肩的第 一区域和所述倾斜肩的第一区域具有对应于所述多个凹陷中的一个的 凹入度的凸出度。
35. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中所述同心肩的第 一区域和所述倾斜肩的第一区域具有对应于所述多个凹陷中的一个的 凸出度的凹入度。
36. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中所述同心肩的第一区域和所述倾斜肩的第一区域是对应于所述多个凹陷中的一个的平面度的平面。
37. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中由所述锁定螺钉 的头部区域接触的所述接收器的凹陷是最靠近所述可转位刀件的材料 移除功能部件的凹陷。
38. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中由所述锁定螺钉 的头部区域接触的所述接收器的凹陷是最远离所述可转位刀件的材料 移除功能部件的凹陷。
39. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中所述接收器在所 述可转位刀件的径向中心。
40. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，包括通过所述主体的 孔，该孔轴向地定向在径向中心且所述接收器的多个凹陷围绕该孔的 外周布置。
41. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中所述主体由硬质 合金形成。
42. 根据权利要求41所述的材料移除刀具，包括通过所述主体的 孔，该孔轴向地定向在径向中心且所述接收器的多个凹陷围绕该孔的 外周布置。
43. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中所述材料移除刀 具是铣削刀具，所述可转位刀件是铣削刀件。
44. 根据权利要求30所述的材料移除刀具，其中所述材料移除刀具是车削刀具、开槽刀具和切削刀具中的一个，所述可转位刀件是车 削刀件、打孔刀件、开槽刀件或切削刀件中的一个。
45. —种用于将可转位刀件安装在材料移除刀具上的方法，所述 可转位刀件包括主体，该主体具有前多边形表面、后多边形表面、和 多个将前多边形表面和后多边形表面结合的侧边缘表面，所述侧边缘 表面和所述多边形表面的相交限定了刀件的线刀刃，连续的侧边缘表 面的相交限定了刀件的角刀刃，所述可转位刀件还包括在所述前多边 形表面内的接收器，其中所述接收器包括多个凹陷，所述方法包括将所述可转位刀件放置在所述材料移除刀具的刀件槽的固定表面 上；禾口将包括倾斜肩和同心肩的锁定螺钉拧到螺纹孔内，以使所述锁定 螺钉的头部区域与所述多个凹陷中的一个接合。
46. 根据权利要求45所述的方法，其中所述凹陷具有对应于所述 锁定螺钉的头部区域表面的表面。
47. 根据权利要求46所述的方法，其中所述锁定螺钉的头部区域 是该锁定螺钉的倾斜肩的第一部分和同心肩的第一部分，且其中所述 凹陷的表面具有对应于所述倾斜肩的第一部分和所述同心肩的第一部 分的凸出度的凹入度。
48. 根据权利要求46所述的方法，其中所述锁定螺钉的头部区域 是该锁定螺钉的倾斜肩的第一部分和同心肩的第一部分，且其中所述 凹陷的表面具有对应于所述倾斜肩的第一部分和所述同心肩的第一部 分的凹入度的凸出度。
49. 根据权利要求46所述的方法，其中所述锁定螺钉的头部区域 是该锁定螺钉的倾斜肩的第一部分和同心肩的第一部分，且其中所述 凹陷的表面是对应于所述倾斜肩的第一部分和所述同心肩的第一部分的平面度的平面。
50. 根据权利要求46所述的方法，其中所述锁定螺钉的头部区域 是该锁定螺钉的倾斜肩的第一部分和同心肩的第一部分，且其中所述 倾斜肩的第一部分和所述同心肩的第一部分与所述凹陷的表面接合以 及所述同心肩的第二部分与螺纹孔的埋头孔的表面接合，提供了侧锁 定力并提供了夹紧力。
51. 根据权利要求45所述的方法，其中所述锁定螺钉的头部区域 与所述多个凹陷中的一个接合，在切向方向上、轴向方向上和径向方 向上对所述可转位刀件施加力。
全文摘要
可转位刀件(10，100，140，210，302)具有一个或多个形成在前侧表面(14，144)或后侧表面(16)内的凹陷(26，106，146，322)，凹陷(26，106，146，322)接收了锁定螺钉(110，150，212，304)的头部表面。当被安装时，刀件(10，100，140，210，302)被相对于刀件槽(206，300)的相应的支承表面(306，308)受力。锁定螺钉(110，150，212，304)被拧进到带埋头孔的螺纹孔(214，310)内以接合刀件(10，100，140，210，302)且提供侧向定位力和夹紧力来将可转位刀件(10，100，140，210，302)固定在刀件槽(206，300)内。更具体地，可转位刀件(10，100，140，210，302)具有一定形状的表面凹陷(26，106，146，322)，该表面凹陷(26，106，146，322)与在锁定螺钉(110，150，212，304)的头部上的互补形状的表面匹配，且将可转位刀件(10，100，140，210，302)在多个方向上固定到固定表面(306，308)。还公开了材料移除刀具(200，400，500)和可转位刀件的安装方法。
文档编号B23B5/22GK101495259SQ200780014798
公开日2009年7月29日 申请日期2007年4月18日 优先权日2006年4月24日
发明者肯尼思·G·诺格尔 申请人:瓦莱尼特有限责任公司