一种切削刀具及其可转位切削刀片的制作方法

本专利申请要求先前于2021年6月6日提交的美国临时专利申请序列号63/197,457的优先权。

背景技术：

1、本公开的背景仅用于提供信息用途，并不一定承认随后提到的信息和/或出版物是现有技术。

2、一般而言，切削刀片[下文称为“切削刀片”]用于车削加工时在一般为圆柱形的工件内部和/或外部封套上切削螺纹。然而，按照需求，工件可以具有任何横截面形状。

3、螺纹加工对刀片、刀柄和机床的要求相当高，需要良好的切屑控制、螺纹质量和一致性、低刀片磨损(以提高螺纹质量和一致性)以及较长的刀具寿命。然而，螺纹加工时高加工力会集中在刀片的最薄弱部位(即切削尖端)。

4、为了减少切削载荷，现有技术的凹槽/螺纹刀片被制成具有紧邻其切削刃的“正”刃带形状。参考例子为us7909546b2，其特地公开了“......本发明采用螺纹切削刀片...延续到螺纹切削刃7的第一台阶的倾斜面是具有适度倾斜角度的窄正刃带...”[参见现有技术us7909546b2图3]。

5、现有技术jp2006123041a的发布特地公开了“……一种用于螺纹切削的刀片……”，显示出切削刀尖的透视图和详细平面图以及显示出锐角刃带的切削尖端横截面。

6、虽然锐角/正前刀刃带最初可以提供良好的去屑效果，但它们会受到热量集中的影响，并且锐角变得越尖锐，强度就越低。它们可能会更快变钝，从而降低螺纹切削的一致性，并缩短刀具和刀片的寿命。

7、因此，人们对使用紧邻“切削刃”的“负”刃带越来越感兴趣，因为它们提供了某些优点，例如，这种负刃带提供了坚固的刀尖，使工具在冲击载荷下更有弹性，在高切削温度下抵抗塑性变形，并提供更长的刀具寿命。

8、然而，使用这些负刃带时也会出现一些缺点。例如，这种负切削角增加了切削力以及相联的压力，可能导致刀片在槽上多余的运动，特别是当使用中心夹紧螺钉时抵抗围绕中心轴线的旋转运动。

9、因此，本公开的目的是提供一种具有负刃带的切削刀片，特别是用于螺纹加工，其在拥有切削刀具的高刚性的同时，也避免在使用时有任何移位或旋转，从而使切削刀具在切削刃抵靠工件时保持高精度定位。

技术实现思路

1、本公开的一个方面总体上涉及一种用于执行螺纹车削加工的示例性切削刀具。该切削刀具包括刀架和适于在其上牢固地接合至刀架的螺纹切削刀片。该刀架包括由顶面、底面和在前端和后端之间大致彼此平行延伸的两个相对的纵向延伸侧面限定的架主体。此外，刀架包括限定刀片槽的凹槽，该刀片槽配置在其侧面之一内。刀片槽包括基座支撑表面和从基座支撑表面向上延伸的多个侧支撑壁。

2、该切削刀片包括大致多边形形状的本体，该本体具有本体基座，该本体基座通过在其间延伸的多个侧面部分连接至相对且形状相似的主体面。切削刀片还包括至少一个与其合并并远离本体延伸的切削突出部。至少一个切削突出部包括突出部基座，该突出部基座大体共面并且与本体基座合并。切削突出部还包括位于突出部基座相反方向的前刀面以及在突出基座和前刀面之间延伸的突出侧面。切削突出部还包括尖端平坦部，该尖端平坦部在突出部尖端处的前刀前部朝相邻本体的前刀根部之间延伸。切削突出部相对于本体成角度，使得前刀面与本体基座的法线之间的角度小于同一法线与切削突出部的尖端平坦部之间的角度。

3、加工时，切削刀片通过一个或多个夹紧装置可释放地固定到所述凹槽中，所述夹紧装置诸如可与刀架中的横向孔螺纹接合的中心螺钉，使得至少一个切削突出部延伸出刀架并适于对工件执行螺纹加工。

4、优选地，切削刀片包括三个切削突出部，并且本体的形状大致为三角形。

5、另外，切削刀片的多个侧面部分包括至少一个后侧面部分，该后侧面部分大体上与切削突出部之一相对并且背对该切削突出部。

6、此外，后侧面部分包括远离主体基座朝向主体面延伸的基座侧面，以及远离主体面朝向主体基座延伸以在中间拐角处与基座侧面相交的顶侧面。基座侧面相对于主体基座以角度β定位以限定基座角度。顶部侧面相对于主体基座以角度γ定位以限定面角度，使得角度β通常大于角度γ。

7、具体地，基座角度β的范围在60°至120°之间，优选地在86°至95°之间。

8、更具体地，面角度γ的范围在30°至80°之间，并且优选地在36°至45°之间。

9、优选地，至少一个侧支撑壁和刀片槽的基座支撑表面在其间限定锐角度(α)。

10、此外，锐角度(α)的范围在25°至85°之间，并且优选地在37°至46°之间，使得至少一个后侧面部分的顶侧面接合和/或锁定在对应的侧支撑壁上。这种接合和/或锁定类似于楔形榫锁定机制，因此可称为楔形榫接合。

11、具体地，突出侧面包括通过中心弧形侧面朝第二平坦侧面延伸的第一平坦侧面。

12、可选地，朝侧面延伸的突出尖端被磨削以获得光滑边缘。

13、优选地，突出尖端仅由突出侧面的中心弧形侧面限定。

14、另一选择为，突出尖端由包括第一平坦侧面、第二平坦侧面和中心弧形侧面的整个突出侧面限定。

15、本公开的另一方面涉及一种切削刀片，其具有大体多边形形状的本体，该本体包括本体基座，该本体基座通过在其间延伸的多个侧面部分连接至相对的、大体平行且形状相似的主体面。切削刀片还包括至少一个切削突出部，该切削突出部与本体合并并远离本体延伸。所述至少一个切削突出部包括突出部基座，该突出部基座大体共面并且与本体基座合并。所述至少一个切削突出部还包括与突出部基座相反方向的前刀面以及在突出部基座和前刀面之间延伸的突出侧面。前刀面通常包括尖端平坦部，该尖端平坦部在突出尖端处朝相邻本体的前刀根部延伸。切削突出部相对于本体成角度，使得前刀面与本体基座的法线之间的角度小于同一法线与切削突出部的尖端平面之间的角度。

16、此外，切削刀片的多个侧面部分包括至少一个后侧面部分，该后侧面部分大体上与切削突出部之一相对并且背对该切削突出部。另外，后侧面部分包括远离主体基座朝向主体面延伸的基座侧面，以及远离主体面朝向主体基座延伸以在中间拐角处与基座侧面相交的顶侧面。基座侧面相对于主体基座以角度β定位以限定基座角度。顶部侧面相对于主体基座以角度γ定位以限定面角度，使得角度β通常大于角度γ。

17、具体地，基座角度β的范围在60°至120°之间，优选地在86°至95°之间。

18、更具体地，面角度γ的范围在30°至80°之间，并且优选地在36°至45°之间。

19、除了上述示例性方面和实施例之外，通过参考附图并通过研究以下详细说明，另外的方面和实施例将变得显而易见。

技术特征：

1.一种切削刀具，包括：

2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中所述多个侧面部分包括至少一个后侧面部分，所述后侧面部分与所述至少一个切削突出部之一相对并且背对该后侧面部分，所述后侧面部分包括：

3.根据权利要求1所述的切削刀具，其中所述刀片槽的至少一个侧支撑壁和基座支撑表面在其间限定了槽角度(α)。

4.根据权利要求3所述的切削刀具，其中所述槽角度(α)的范围在30°至60°之间，使得至少一个后侧面部分的顶部侧面抵靠/锁定对应的侧支撑壁。

5.根据权利要求3所述的切削刀具，其中所述槽角度(α)的范围在36°至45°之间。

6.根据权利要求1所述的切削刀具，其中所述突出后侧面包括通过中心弧形侧面连接至第二平坦侧面的第一平坦侧面。

7.根据权利要求1或5所述的切削刀具，其中所述突出尖端仅由所述突出侧面的中心弧形侧面限定。

8.根据权利要求1所述的切削刀具，其中还包括由朝向侧垫片壁延伸的底部垫片表面限定的支撑元件，所述侧垫片壁相对于所述底部垫片的平面以预定角度延伸，以便抵靠刀片槽的支撑壁之一。

9.根据权利要求1所述的切削刀具，其中使用夹紧装置将所述刀片牢固地接合在所述凹槽内，所述夹紧装置选自能够与所述刀架中的横向孔接合的中心螺钉、杠杆、销或夹紧楔中的一种或多种。

10.一种可转位切削刀片，包括:

技术总结
公开了一种切削刀具及其可转位切削刀片，其具有大致多边形形状的本体，该本体包括本体基座，该本体基座通过在其间延伸的多个侧面部分连接至相对的、大致平行且形状相似的主体面。该切削刀片还包括至少一个与其合并及远离本体延伸的切削突出部。至少一个切削突出部包括大体共面并且与本体基座合并的突出部基座。至少一个切削突出部还包括位于突出部基座相反方向的前刀面以及在突出部基座和前刀面之间延伸的突出侧面。至少一个切削突出部还包括尖端平坦部，该尖端平坦部在突出部尖端处的前刀前部朝相邻本体的前刀根部之间延伸。至少一个切削突出部相对于本体成角度，使得尖端平坦部与本体基座的法线之间的角度小于同一法线与至少一个切削突出部的前刀面之间的角度。

技术研发人员：B·布克斯,E·图钦斯基,R·莫尔古利斯
受保护的技术使用者：瓦格斯有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/21