[发明专利]具有定位装置的多齿可转位刀片及具有该多齿可转位刀片的材料移除刀具

说明书

技术领域

本公开涉及材料移除刀具和用于该刀具的可转位刀片。具体地，本公开涉及用于铣削、车削、镗孔和钻孔操作的材料移除刀具，该材料移除刀具结合有多个可转位刀片，所述多个可转位刀片例如通过配合布置而以增加的密度被布置在刀具本体上，所述配合布置通过在协作的定位装置和接纳装置之间的特定容纳结构和/或可转位刀片之间的相互锁定关系来控制切削刀片的六轴自由度。

背景技术

在下面对背景的论述中，参考了某些结构和/或方法。然而，以下的参考不应被解释为承认这些结构和/或方法构成了现有技术。申请人明确保留证明这样的结构和/或方法不视作现有技术的权利。

通常，金属移除速率是进给速率和切削刀具能够结合在给定直径的刀具或刀具上的其他可利用的空间内的齿的数目的函数。一般而言，刀具寿命长度是参与材料移除过程的切削刃的数目的函数。刀具上的切削刃越多，刀具寿命将成比例地延长。除增加刀具寿命和材料移除速率之外，多个切削刃有助于减小切削中断的时间。这使得切削更平稳且表面质量更好。较平稳的切削也意味着机械的磨损较少。

存在实现高密度切削刃的已知方法。美国专利No.889,829示出了利用固体研磨技术生产高密度齿的传统刀具。它是一种简单的方法。然而，刀具的再研磨是昂贵的，且结果，刀具失去其原始尺寸。而且，由于高成本，因此该方法与现代切削材料例如碳化物、陶瓷、PCD和CBN的兼容性是非常不可能的。

通过利用具有两个切削刃的可转位切削刀片，比如美国专利No.5,209,611中公开的来解决诸如美国专利No.888,829中的传统刀具的问题。图1示出了这种切削刀片的示例。切削刀片2具有在切削刀片2的每个转位位置处作用的两个切削刃4、6。这一设计的益处是增加与可再循环刀片结合的切削刃的数目。这允许使用具有多个刀片的一个刀具本体。切削刀片2相对于通常作为定位表面的壁8、10定位在刀具本体（未示出）中。

而且，这一类型的刀具本体具有非常高的制造费用。典型地，为了将切削刃4、6两者精确地定位在同一切削直径上，用于刀具本体中的切削刀片2的凹座必须被极其精确地加工。利用小直径的整体端铣刀来进行凹座的铣削，而整体端铣刀通常由于长度和直径之间的不适宜的比率而偏斜。因而，为了增加利用图1的切削刀片2的铣刀的精度，容纳凹座是被研磨的夹具，这大大地增加本体的成本。

发明内容

所公开的可转位切削刀片和材料移除刀具的示例性实施例包含可转位切削刀片的紧密互锁。比如，切削刃相对于夹紧装置的不对称定位提供了两个相邻的可转位切削刀片之间的互锁，以允许以最小的直径定位最大数目的可转位切削刀片。因此，实现了可转位切削刀片在材料移除刀具的周边上的极其紧凑的布置。这增加材料移除刀具上作用的切削刃的数目并进一步提高材料移除刀具的性能。

所公开的可转位切削刀片和材料移除刀具的示例性实施例包含在材料移除刀具中定位可转位切削刀片以提供切削刃的径向和轴向定位的高精度以及合适的“凹角（dish angle）”的独特方法。而且，这样的特征允许切削刀片的可重复的而且精确的互换性和转位。

可转位切削刀片的示例性实施例包括：本体，该本体包括与下面相对的上面和将上面连接到下面的侧刃，至少两个侧刃，其各限定出刀片的可转位刃；安装孔，该安装孔从上面至下面延伸穿过本体；每个可转位刃上的至少两个切削齿；以及在上面的平面和下面的平面中的至少一个平面上的定位装置，其中所述至少两个切削齿中的每一个切削齿均包括在径向刃处与侧间隙表面相接且在面刃处与面间隙表面相接的切削平面以及连接侧间隙表面和面间隙表面的拐角表面。

材料移除刀具的示例性实施例包括：刀具本体，该刀具本体沿刀具轴线具有与安装面相对的工作面，该安装面能够安装到机床的主轴，以围绕刀具轴线旋转，且工作面具有周边；多个切削刀片，所述多个切削刀片经由具有安装轴线的工作面中的安装孔被安装在工作面上，切削刀片包括各限定出刀片的可转位刃的至少两个侧刃、每个可转位刃上的至少两个切削齿以及在切削刀片的上面的平面和刀片的下面的平面中的至少一个平面上的多个定位装置；以及工作面上的多个切削位置，每个切削位置均具有围绕安装孔分布且由所述多个定位装置接合的多个接纳装置。