[發明專利]具有用于減小應力的凹座特征的切削刀具

有效

• 申請號: 201210480265.7
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103128351B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: M·A·弗朗西斯;R·F·德索薩菲約;麥克·戴維·薩夫斯
• 申請（專利權）人: 鈷碳化鎢硬質合金公司
• 主分類號: B23C5/02
• 分類號: B23C5/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 葛青,盧亞靜

背景技術

切削刀具，諸如銑刀，是圓柱形、圓錐形的形狀的或者盤形式的、具有多個切削刃的可旋轉刀具。此類刀具可按多種形式來獲得，諸如簡單的圓柱形、側銑刀、平面銑刀和端銑刀、成形刀具、以及標準和特殊形狀的外形的刀具。

本領域已知了使用被安裝在刀具前端的切削鑲片的端銑刀。這些端銑刀根據安裝在其中的鑲片構型可以用于若干類型的應用中。這些切削鑲片可以提供一個用于側銑削的外圍切削刃、一個用于平面銑削的前部切削刃、以及一個用于不同復制應用的所謂“球頭”端銑刀的彎曲切削刃。四槽銑刀可能是最常見的，但是2、3、或6槽也被廣泛地使用著。端銑刀的大量使用是因為它們可以執行各種各樣的銑削操作，并且該刀具的初始費用是中等程度的。除圓柱形外的形狀也是常用的。其柄可以是平行的或者楔形的、并且不必等于該刀具齒的直徑。

通常當端銑刀處于操作中時，機械力被施加在該刀具的一個刃上的。所產生的力矩受到該剛性地握持刀具柄的刀夾具的抵抗。忽視該力矩的方向隨著刀具的旋轉而不斷改變這一事實，該刀具可以被認為是如懸臂一樣受到應力的。

如在圖8到圖10中所示，一個常規切削刀具100(諸如端銑刀)包括被布置在多個槽104之間的多個鑲片接收凹座102。每個凹座102包括一個底部支撐表面106、一個徑向支撐表面108、以及一個軸向支撐表面110，用于在鑲片(未示出)被安裝在該凹座102中時支撐該鑲片。各個凹座還可以包括一個位于該底部支撐表面106與該軸向支撐表面110之間的交叉處的拐角離隙112、以及用于接納將該切削鑲片固定在凹座102中的螺紋緊固件(未示出)的一個螺紋孔114。模擬研究已經顯示出，在機加工操作過程中該凹座102的、為約742MPa的拉伸應力是位于該軸向支撐表面110和拐角離隙112附近，從而得到了約0.66的安全系數。

盡管以上所討論的應力問題是與避免會導致工具破裂的疲勞相關的，但是同樣重要的還有對最小化刀具撓曲的要求，以便改進精確度和表面精度并且減小震動和噪聲。該彎曲力矩與刀具的旋轉一起產生了完全相反的應力狀況(交替的拉伸應力和壓縮應力)，這對于疲勞而言是最具毀壞性的狀況。

因此，需要一種改進的切削刀具，該切削刀具可以克服已知切削刀具的局限性并且減小或消除該切削刀具的總應力。

發明內容

本發明的諸位發明人通過在徑向支撐表面上提供一個位于高應力區域附近的凹座特征已經解決了與常規切削刀具相關聯的高應力問題，該凹座特征大大減小了拉伸應力，由此改進了刀具安全性以及刀具的壽命。

一方面，一種切削刀具包括：一個刀具本體，該刀具本體包括多個用于接收切削鑲片的凹座，每個凹座包括一個底部支撐表面、一個徑向支撐表面、一個軸向支撐表面、以及一個位于該底部支撐表面與該徑向支撐表面之間的拐角離隙；以及一個至少部分地位于該凹座附近的凹座特征，其中該凹座特征減小了該切削刀具在機加工操作過程中的拉伸應力。

附圖說明

雖然展示了本發明的不同實施方案，但是不應認為所示的具體實施方案限制了權利要求。在此預期可以在不脫離本發明的范圍的情況下進行各種變化和修改。

圖1是根據本發明一個實施方案的切削刀具的等距視圖；

圖2是圖1的切削刀具的凹座的放大視圖，示出了根據本發明一個實施方案的一個用于減小應力的凹座特征；

圖3顯示了具有圖2的凹座特征的切削刀具凹座的應力分布的測量結果；

圖4是圖1的切削刀具的凹座的放大視圖，顯示了根據本發明另一個實施方案的一個用于減小應力的凹座特征；

圖5顯示了具有圖4的凹座特征的切削刀具凹座的應力分布的測量結果；

圖6是圖1的切削刀具的凹座的放大視圖，顯示了根據本發明另一個實施方案的一個用于減小應力的凹座特征；

圖7顯示了具有圖6的凹座特征的切削刀具凹座的應力分布的測量結果；

圖8是一種常規切削刀具的等距視圖；

圖9是圖8的切削刀具的凹座的放大視圖；并且

圖10顯示了圖8的切削刀具的凹座的應力分布的測量結果。

具體實施方式