車螺紋切削刀具及其雙面可轉位車螺紋鑲裝刀片的制作方法
【專利摘要】一種雙面可轉位車螺紋鑲裝刀片（14），包括兩個相反的端部表面（16）以及在它們之間延伸的公共外周（18）。所述外周（18）包括確切的五個相同的外周部段（34）以及確切的五個相同的外周區段（32）。每個外周區段（32）在兩個相鄰的外周部段（34）之間延伸，每個外周部段（34）包括位于兩個前刀面（36）之間的兩個相鄰的鄰接部段（40）。在每個端部表面（16）的平面圖中，每個鄰接部段（40）位于虛擬的五角星的一部分上，所述五角星包括與五個內頂點（26）交替的五個外頂點（24）。所述鑲裝刀片（14）包括五個切削部（28），每個切削部（28）與各自的外頂點（24）相關聯，每個切削部（28）向外延伸，且每個切削部（28）包括兩個相反的割尖（30）。
【專利說明】車螺紋切削刀具及其雙面可轉位車螺紋鑲裝刀片
【技術領域】
[0001]本申請的主題涉及制造螺紋或者車螺紋的切削刀具。
【背景技術】
[0002]該領域的切削刀具在例如US5004379中已知并公開。
【發明內容】
[0003]根據本申請的主題，提供了一種雙面可轉位(indexable)車螺紋鑲裝刀片(cutting insert，或為“鑲入式截坯刀”)。所述鑲裝刀片包括兩個相反的端部表面以及在它們之間延伸的公共外周。所述外周包括確切的五個相同的外周部段以及確切的五個相同的外周區段。每個外周區段在兩個相鄰的外周部段之間延伸，且每個外周部段包括位于兩個前刀面(rake face )之間的兩個相鄰的鄰接部段。在每個端部表面的平面圖中，每個鄰接部段位于虛擬的五角星的一部分上，所述五角星具有與五個內頂點交替的五個外頂點，所述外頂點位于所述內頂點徑向向外的位置，每個外頂點形成所述五角星的尖端點，且可位于一個外周區段內。所述鑲裝刀片還包括五個切削部，每個切削部與各自的外周區段和外頂點相關聯，每個切削部向外延伸，且每個切削部可具有兩個相反的割尖(cutting tip)。
[0004]根據本申請的主題，還提供了一種刀具本體，所述刀具本體包括在兩個側表面之間延伸的頂表面和底表面。所述刀具本體包括位于刀具本體前端部處的整體一件式兜部(pocket)。所述兜部包括:基表面、從所述基表面延伸的三個隔開的突出部以及分別位于每個突出部上的第一、第二和第三鄰接表面。每個鄰接表面橫向于所述基表面，甚至可垂直于所述基表面。
[0005]所述第二和第三鄰接表面位于所述第一鄰接表面的后方，且遠離所述刀具本體前端部向后會聚。所述第一和第二鄰接表面位于所述第三鄰接表面的下方，且遠離所述頂表面向下匯聚。
[0006]根據本申請的主題，還提供了一種車螺紋切削刀具，包括所述刀具本體以及通過螺釘固定在其中的鑲裝刀片。端部表面中的一個與所述基表面鄰接，且相鄰的外周部段的三個相鄰的鄰接部段分別與所述第一、第二和第三表面鄰接。
[0007]應該理解，上述為概要，以上任何方面可進一步包括結合任何其他方面描述的任何特征或者下文描述的任何特征，或者進一步采用結合任何其他方面描述的任何特征或者下文描述的任何特征來限定。例如，以下特征可以應用到本申請的主題的任何上述方面:
所述割尖位于平行的端部平面P之間，所述端部平面P由所述端部表面的最內側部分限定。
[0008]所述鑲裝刀片可具有對稱平面SP以及與其垂直的對稱軸線S，對稱平面SP位于所述端部表面之間的中間。在每個端部表面的平面圖中，所述鑲裝刀片具有繞對稱軸線S的五重旋轉對稱性。
[0009]所述鑲裝刀片可包括在所述端部表面之間延伸的插入通孔。所述插入孔可具有插入孔軸線B，所述鑲裝刀片繞插入孔軸線B具有五重旋轉對稱性。
[0010]每個端部表面可包括端部鄰接表面，所述端部鄰接表面可相鄰所述外周設置。
[0011]在每個端部表面的平面圖中，每個外頂點可具有由兩個相反的鄰接部段限定的第一內角α，每個鄰接部段位于所述外頂點的相應側。
[0012]與給定外頂點相關聯的每兩個相反鄰接部段可向外會聚。
[0013]第一內角α可以設定在30°至120°的范圍內。
[0014]在每個端部表面的平面圖中，每個切削部能夠具有由兩個相反前刀面限定的第二內角β，每個前刀面位于切削部的相應側。
[0015]與給定外頂點相關聯的相反前刀面可向內會聚。
[0016]第二內角β可以設定在32°至72°的范圍內。
[0017]在每個端部表面的平面圖中，每兩個相鄰的割尖位于相應外周區段的相反端部。
[0018]每個鄰接部段可位于前刀面和相鄰的鄰接部段之間。
[0019]每兩個相鄰的突出部由凹處隔開，分別位于所述兜部的后端部和底端部。
[0020]所述第一鄰接表面朝向頂表面面向上。
[0021]所述兜部可包括夾持孔，所述夾持孔向外通向所述基表面，且所述夾持孔具有縱向的夾持孔軸線。
[0022]所述鄰接表面可以是平面的。
[0023]每個鄰接表面可具有能夠與其垂直的虛擬的中心線N，所述中心線N取向為使得其不與孔軸線C相交。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了更好地理解本申請的主題，并展示本申請在實踐中如何實施，現在將參照附圖，其中:
圖1是組裝的車螺紋切削刀具的正等測圖；
圖2是圖1的車螺紋切削刀具的正等測分解圖；
圖3是圖1的切削刀具的側視平面圖，示出了四個主方向:向上(Du)、向下(Dd)、向前(Df)和向后(Dr)；
圖4是圖1的切削刀具的前視圖；
圖5是鑲裝刀片的正等測圖；以及圖6是圖5的鑲裝刀片的平面圖。
[0025]在被認為適當之處，附圖標號可在附圖中重復，以指示對應的或者類似的元件。
【具體實施方式】
[0026]在以下的描述中，將會描述本申請的主題的各方面。為了解釋的目的，足夠詳細地列出了特定構造和細節，以提供對本申請的主題的透徹理解。但是，對本領域的技術人員來說，很明顯，在不需要在此給出的特定構造和細節的情況下也可實施本申請的主題。此外，在隨后的描述中，詞語向前、向后、向上和向下及其任何同義詞或者類似的方向性措辭將參照圖3所示的各方向Df、Dr、Du、Dd。
[0027]參照圖1和圖2。車螺紋切削刀具10包括刀具本體12和雙面可轉位車螺紋鑲裝刀片14，雙面可轉位車螺紋鑲裝刀片14可通過螺釘15固定到刀具本體12。
[0028]鑲裝刀片14包括兩個相反的且相同的端部表面16以及在它們之間延伸的公共外周18。鑲裝刀片具有虛擬的對稱平面SP，對稱平面SP位于端部表面16之間的中間。鑲裝刀片14關于對稱平面SP鏡像對稱(圖4)。鑲裝刀片14的最薄部分限定兩個平行端部平面P，平行端部平面P也平行于對稱平面SP。換句話說，在鑲裝刀片14的外周18的平面圖中(圖4)，端部表面16的最內側部分限定了端部平面P。限定端部平面P的另一種方法是端部表面16最靠近對稱平面SP的部分限定端部平面P或者位于端部平面P內。
[0029]根據本例子，每個端部表面16包括五個端部鄰接表面20。在每個端部表面16的平面圖中，端部鄰接表面可以相鄰外周18設置。每個端部鄰接表面20可以從各端部表面16向外突出。端部鄰接表面20可以是鑲裝刀片14在垂直于端部平面P的方向上最靠外的部分(圖4)。鑲裝刀片具有垂直于端部平面P的對稱軸線S。在每個端部表面16的平面圖中，鑲裝刀片14具有繞對稱軸線S的五重旋轉對稱性。鑲裝刀片14可包括插入通孔22，插入通孔22向外通向兩個端部表面16。插入孔22具有插入孔軸線B，插入孔軸線B可與對稱軸線S共軸。
[0030]現在關注圖3和6。鑲裝刀片14具有五個切削部28，每個切削部28能夠包括兩個相反的割尖30。因此鑲裝刀片14可具有十個割尖30。每個切削部28遠離對稱軸線S向外延伸。所有的割尖30位于平面P之間(圖4)。
[0031]外周18具有五個外周區段32和五個外周部段34。每個外周部段34在兩個相鄰的外周區段32之間延伸。每個外周部段34可包括兩個前刀面36、四個切削刃38以及兩個鄰接部段40 (40a、40b)。
[0032]在每個外周部段34中，兩個鄰接部段40可以是相鄰的、相同的，且位于兩個前刀面36之間。在端部表面16的給定平面圖中，與在順時針方向上向后(或者“拖動(trailing)”)的順時針拖動的第二鄰接部段40b相比，順時針引導的第一鄰接部段40a在順時針方向上向前(或者“引導(leading)”)。每個鄰接部段40可以位于前刀面36和相鄰的鄰接部段40之間。
[0033]在每個端部表面16的平面圖中，鄰接部段40可位于虛擬的五角星(參照圖6)的側壁的各部分上，該五角星限定了與五個內頂點26交替的五個外頂點24。在相同的視圖中，每個外頂點24與切削部28以及外周區段32相關聯，外頂點24位于內頂點26徑向向外的位置，每個外頂點24形成五角星的尖端點，且可位于一個外周區段32內。每個內頂點26與外周部段34相關聯，且構成了外角，該外角形成于由兩個相鄰的鄰接部段40限定的直線的交叉點處，且每個內頂點26在外周部段34的中間附近靠近鑲裝刀片14的外表面。在相同的視圖中，每個外頂點24具有由兩個相反的鄰接部段40限定的第一內角α，每個鄰接部段40位于外頂點24的相應側。換句話說，角α可以由每兩個相鄰的鄰接部段40限定，兩個鄰接部段40中的每一個都屬于不同的外周部段34。在相同的視圖中，限定了角α的鄰接部段40向外會聚，S卩，遠離對稱軸線S會聚。角α可以設定在30°至120°的范圍內。根據本例子，第一內角α可以被設定為73°。在相同的視圖中，每個切削部28具有由兩個相反前刀面36限定的第二內角β，每個前刀面36位于切削部28的相應側。換句話說，角β可以由每兩個相鄰的前刀面36限定，兩個前刀面36中的每一個都屬于不同的外周部段34。在相同的視圖中，限定了角β的前刀面36向內會聚，S卩，朝向對稱軸線S會聚。角β可以設定在32°至72°的范圍內。根據本例子，第二內角β可以被設定為57°。每個切削刃38可形成于每個端部表面16的一部分與外周部段34的一部分的交點或者交叉點處。特別地，每個切削刃38可以形成于每個端部表面16的一部分與前刀面36的一部分之間的交點處。每個前刀面36可以在兩個相鄰的切削刃38之間延伸。每個割尖30可以形成于相同的外周部段34的兩個相鄰的切削刃38之間的匯合點、交叉點或者交點處。切削刃38可以在其之間形成銳角(圖4)。切削刃38可以是直的。
[0034]每個外周區段32可以在單個切削部28上的兩個割尖30之間延伸。根據本例子，在每個端部表面16的平面圖中，外周區段32可以是直的。在操作位置中，即，當切削刀具10加工工件時，外周區段32可以被配置為從工件退刀。換句話說，每個外周區段32可包括與割尖30相鄰的多個部分,這些部分可用作退刀區域(relief reg1n)。根據本例子,在垂直于對稱軸線S的視圖中(參見圖4)，割尖30處的每個外周區段32在其離對稱軸線S最遠的最外側部分處可具有彎曲形狀。
[0035]刀具本體12具有頂表面和底表面42、44以及在它們之間延伸的兩個側表面46。在刀具本體前端部48處，刀具本體12包括一件式整體兜部50。換句話說，除了將鑲裝刀片14夾緊或者固定到兜部50中的螺釘15，兜部50不包括任何可移除的部件。該一件式整體設計可以幫助降低刀具本體12的制造成本。兜部50可包括基表面52以及第一、第二和第三突出部54、55、57。基表面52可平行于側表面46，且它可包括螺紋夾持孔56，螺紋夾持孔56具有縱向夾持孔軸線C。突出部54、55、57從基表面52向外延伸。每對相鄰的突出部54由凹處58隔開，凹處58在鑲裝刀片14的組裝位置中配置為容納鑲裝刀片14的切削部28。突出部54、55、57的每一個都具有各自的鄰接表面，也就是，第一、第二和第三鄰接表面60、62、64。鄰接表面60、62、64可以是平面的。鄰接表面60、62、64橫向于基表面52,且可垂直于基表面52。每個鄰接表面60、62、64面向不與夾持孔軸線C相交的方向。換句話說，每個鄰接表面60、62、64具有虛擬的中心線N (參見圖3)，中心線N與鄰接表面60、62、64垂直，且取向為使得其不與夾持孔軸線C交叉。在組裝位置中，由于鄰接表面60、62、64的該朝向，鄰接力可以遠離夾持孔軸線C而被轉移，因此可以生成抵抗鑲裝刀片14在兜部50中旋轉的力。
[0036]三個鄰接表面60、62、64中的兩個，即，第二和第三鄰接表面62、64位于第一鄰接表面60后方。第二和第三鄰接表面62、64遠離刀具本體前端部48向后會聚(在方向Dr上)。三個鄰接表面中的兩個，即，第一和第二鄰接表面60、62從第三鄰接表面64向下或者位于第三鄰接表面64下方。第一和第二鄰接表面60、62朝向底表面44向下會聚(在方向Dd上)。第一鄰接表面60最靠近刀具本體前端部48。第一鄰接表面60可朝向頂表面42面向上。另外說明，垂直于第一鄰接表面60的虛擬中心線N可以向上取向。在切削操作期間，第一鄰接表面60的這種方向性可以幫助使抵抗加工力的反作用或支撐力最大化。這也減少或者防止鑲裝刀片14在兜部50中旋轉。
[0037]在組裝位置中，鑲裝刀片14可以通過螺釘15固定或者夾持在兜部50中，螺釘15螺接到兜部50中的夾持孔56內。一個端部表面16的端部鄰接表面20與基表面52鄰接。相鄰外周部段34的三個鄰接部段40分別與兜部50的三個鄰接表面60、62、64鄰接。特別地，屬于兩個隔開的外周部段34a和34c的順時針引導的鄰接部段40a分別與鄰接表面60和64鄰接，而屬于介于中間的外周部段34b的順時針拖動的鄰接部段40b與介于中間的鄰接表面62鄰接。因此，在給定的時間處，屬于三個連續的外周部段34a、34b、34c的兩個相鄰的鄰接表面41a、40b中只有一個與兜部鄰接。兩個切削部28在插入兜部50中位于各自的凹處58中。根據本例子，夾持孔軸線C與插入孔軸線B不共軸。這種偏心被使用，使得螺釘將鑲裝刀片14推動到兜部中的鄰接表面60、62、64上。鄰接部段40和鄰接表面60、62、64之間的這種三點式鄰接提供了牢固的鎖定以及可重復性，該牢固的鎖定防止鑲裝刀片14在加工的過程中在兜部50中移動或者轉動。
[0038]以上描述包括了要求保護的主題的示例性實施例以及用于使其能夠實現的細節(如果需要的話)，且不將未示例實施例和細節排除在本申請的權利要求范圍之外。
【權利要求】
1.一種雙面可轉位車螺紋鑲裝刀片(14),包括: 兩個相反的端部表面(16)以及在這兩個相反的端部表面(16)之間延伸的公共外周(18),所述外周(18)包括確切的五個相同的外周部段(34)以及確切的五個相同的外周區段(32), 每個外周區段(32)在兩個相鄰的外周部段(34)之間延伸， 每個外周部段(34)包括位于兩個前刀面(36)之間的兩個相鄰的鄰接部段(40), 在每個端部表面(16)的平面圖中，每個鄰接部段(40)位于虛擬的五角星的一部分上，所述五角星具有與五個內頂點(26)交替的五個外頂點(24),所述外頂點(24)位于所述內頂點(26)徑向向外的位置，每個外頂點(24)形成所述五角星的尖端點；以及 五個切削部(28),每個切削部(28)與各自的外周區段(32)和外頂點(24)相關聯，每個切削部(28)向外延伸，且每個切削部(28)具有兩個相反的割尖(30).\
2.根據權利要求1所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，所述割尖(30)位于由所述端部表面(16)的最內側部分限定的平行端部平面(9)之間。
3.根據權利要求1和2中任一項所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，所述鑲裝刀片(14)具有對稱平面($)以及與其垂直的對稱軸線(幻，所述對稱平面($)位于所述端部表面(16)之間的中間；并且在每個端部表面(16)的平面圖中，所述鑲裝刀片(14)具有繞所述對稱軸線(3)的五重旋轉對稱性。
4.根據權利要求3所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，所述鑲裝刀片(14)關于所述對稱平面(?3)鏡像對稱。
5.根據前述權利要求中任一項所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，所述鑲裝刀片(14)包括在所述端部表面(16)之間延伸的插入通孔(22),所述插入孔(22)具有插入孔軸線(8),所述鑲裝刀片(14)繞所述插入孔軸線(8)具有五重旋轉對稱性。
6.根據前述權利要求中任一項所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，每個端部表面(16)包括端部鄰接表面(20),所述端部鄰接表面(20)相鄰所述外周(18)設直。
7.根據前述權利要求中任一項所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，在每個端部表面(16)的平面圖中，每個外頂點(24)具有由兩個相反的鄰接部段(40)限定的第一內角(0 ),每個鄰接部段(40)位于所述外頂點(24)的相應側。
8.根據權利要求7所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，與所述外頂點(24)相關聯的兩個相反鄰接部段(40)向外會聚。
9.根據權利要求7所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，所述第一內角(0)^^30°至120°的范圍內。
10.根據前述權利要求中任一項所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，在每個端部表面(16)的平面圖中，每個切削部(28)具有由兩個相反前刀面(36)限定的第二內角(0 ),每個前刀面(36)位于所述切削部(28)的相應側。
11.根據權利要求10所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，與所述外頂點(24)相關聯的相反前刀面(36)向內會聚。
12.根據權利要求10所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，所述第二內角(￠)^32°至72。的范圍內。
13.根據前述權利要求任一項所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，在每個端部表面(16)的平面圖中，兩個相反的割尖(30)位于與這兩個相反的割尖(30)所屬的切削部(28)相關聯的所述外周區段(32)的相反端部。
14.根據前述權利要求中任一項所述的車螺紋鑲裝刀片(14),其中，每個鄰接部段(40)位于前刀面(36)和相鄰的鄰接部段(40)之間。
15.一種刀具本體(12),包括在兩個側表面(46)之間延伸的頂表面和底表面(42.44)以及位于刀具本體前端部(48)處的整體一件式兜部(50),所述兜部(50)包括: 基表面(52)； 從所述基表面(52 )延伸的三個隔開的突出部(54、55、57 )；以及 分別位于每個突出部(515547)上的第一、第二和第三鄰接表面(604244),每個鄰接表面(6(^62,64)橫向于所述基表面(52)； 其中，所述第二和第三鄰接表面(6244)位于所述第一鄰接表面(60)的后方，且遠離所述刀具本體前端部(48)向后會聚；并且 所述第一和第二鄰接表面(6042)位于所述第三鄰接表面(64)的下方，且遠離所述頂表面(42)向下匯聚。
16.根據權利要求15所述的刀具本體(12),其中，每兩個相鄰的突出部(54)由凹處(58)隔開，分別位于所述兜部(50)的后端部和底端部。
17.根據權利要求15和16中任一項所述的刀具本體(12),其中，所述第一鄰接表面(60)朝向頂表面(42)面向上。
18.根據權利要求15至17中任一項所述的刀具本體(12),其中，所述兜部(50)包括夾持孔(56),所述夾持孔(56)向外通向所述基表面(52),所述夾持孔具有縱向的夾持孔軸線⑵。
19.根據權利要求15至18中任一項所述的刀具本體(12),其中，所述鄰接表面〔60、62,64)是平面的。
20.根據權利要求18所述的刀具本體(12),其中，每個鄰接表面(604244)具有與其垂直的虛擬的中心線(幻，所述中心線(幻取向為使得其不與所述夾持孔軸線(0相交。
21.—種車螺紋刀具(10),包括根據權利要求15至20中任一項所述的所述刀具本體(20)以及根據權利要求1至14中任一項所述的鑲裝刀片(14),所述鑲裝刀片(14)通過螺釘(15)固定在所述刀具本體(20)中；其中， 端部表面(16)中的一個與所述基表面(52)鄰接；并且 相鄰的外周部段(34^3413?)的三個相鄰的鄰接部段(40)分別與所述第一、第二和第三鄰接表面(604244)鄰接。
22.根據權利要求21所述的車螺紋刀具(10),其中: 在固定在所述刀具本體(12)中的所述鑲裝刀片(14)的側視圖中，每個外周部段(34)的兩個相鄰的鄰接部段40包括順時針引導的第一鄰接部段(403)和順時針拖動的第二鄰接部段(4013):并且 每個外周部段(34)的順時針引導的第一鄰接部段(403)和順時針拖動的第二鄰接部段(406)中只有一個與鄰接表面(604244)鄰接。
23.根據權利要求22所述的車螺紋刀具(10),其中: 屬于兩個隔開的外周部段(34^3?)的順時針引導的鄰接部段(4()8)分別與第一和第三鄰接表面(6044)鄰接，且屬于介于中間的外周部段(346)的順時針拖動的鄰接部段(40?)與第二鄰接部段(62)鄰接。
【文檔編號】B23B27/06GK104364036SQ201380031934
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2012年6月19日
【發明者】G.赫奇特, D.陳 申請人:伊斯卡有限公司