具有带两个分岔沟槽的分屑装置的旋转切削工具

摘要

本发明涉及一种具有纵向轴线（17）的旋转切削工具（20），该旋转切削工具（20）包括向前的切削部（22）和向后的柄部（24）。切削部包括具有凹进其中的多个凹槽（26）的周向表面（34）。多个凹槽沿纵向轴线螺旋状延伸地并且构成多个切削齿。各切削齿包括在其旋转前缘处的切削刃（30）和位于该切削刃处的分屑装置（38）。各分屑装置包括两个沟槽（40）。这两个沟槽（42、44）将切削刃中断并且在取向在垂直于纵向轴线的方向上的相关平面（P）的相反侧上在周向表面中从切削刃相对于彼此分岔。

说明书

技术领域

本申请的主题涉及旋转切削工具，具体地涉及具有成屑装置（chip-formingarrangement）的旋转切削工具。

背景技术

具备具有一个凹口等的一系列成屑装置的旋转切削工具的例子公开于例如美国专利第2,855,657号、美国专利第3,117,366号和美国专利第3,548,476号中。具备具有三个凹口的一系列成屑装置的旋转切削工具的一个例子公开于例如美国专利第4,285,618号。具备具有变化数量的凹口的一系列成屑装置的旋转切削工具的一个例子公开于例如美国专利申请公开第2007/098506号。

本申请的主题的一个目的是提供一种用于旋转切削工具的新的成屑装置。

本申请的主题的另一个目的是提供一种用于旋转切削工具的新的成屑装置，该成屑装置在切削操作期间提供防振动效果。

发明内容

根据本申请的主题的一个方面，提供一种具有纵向轴线的旋转切削工具，该旋转切削工具可围绕所述纵向轴线在旋转方向上旋转；该旋转切削工具包括：

构成切削部的向前部和构成柄部的向后部，切削部包括：

　具有凹进其中的多个凹槽的周向表面，所述多个凹槽沿纵向轴线螺旋状地延伸并且构成多个切削齿，各切削齿形成于两个相邻的凹槽之间并且包括：

　　在其旋转前缘处的切削刃；和

　　分屑装置，该分屑装置包括：

包括第一沟槽和第二沟槽的确切地两个沟槽，第一沟槽在第二沟槽的轴向的前方；其中这两个沟槽中断切削刃，并且在取向在垂直于纵向轴线的方向上的相关平面的相反侧上在周向表面中从切削刃相对于彼此分岔。

应理解的是以上所描述的是概述，并且在下文中所描述的特征可以任意组合的形式适用于本申请的主题，例如任何的以下特征可适用于旋转切削工具：

两个沟槽可以在切削刃处相互间隔达沟槽间距D_G。

两个沟槽可以构成切削刃的两个中断部，并且切削刃的非中断部在这两个中断部之间延伸，该非中断部构成副切削刃。

在垂直于与切削刃相邻的前刀面的方向上所截取的分屑装置的视图中，切削刃构成分屑装置的轮廓。分屑装置的轮廓可以关于镜像对称平面大体上成镜像对称，镜像对称平面垂直于在分屑装置处针对与切削刃有关的假象切削刃螺旋线的切线。

第一沟槽可以包括第一轴向向前侧壁和第一轴向向后侧壁。在垂直于与切削刃相邻的前刀面的方向上所截取的分屑装置的视图中，在切削刃处，第一轴向向前侧壁可以具有略微凸形部，第一轴向向后侧壁可以具有凹形部。

在垂直于与切削刃相邻的前刀面的方向上所截取的分屑装置的视图中，在切削刃处第一轴向向前侧壁可以具有第一轴向向前侧壁宽度。在切削刃处第一轴向向后侧壁可以具有第一轴向向后侧壁宽度。第一轴向向前侧壁宽度可以大于第一轴向向后侧壁宽度。

第二沟槽可以包括第二轴向向前侧壁和第二轴向向后侧壁。在垂直于与切削刃相邻的前刀面的方向上所截取的分屑装置的视图中，第二轴向向前侧壁可以具有凹形部，第二轴向向后侧壁可以具有在切削刃处的略微凸形部。

在垂直于与切削刃相邻的前刀面的方向上所截取的分屑装置的视图中，在切削刃处第二轴向向前侧壁可以具有第二轴向向前侧壁宽度。在切削刃处第二轴向向后侧壁可以具有第二轴向向后侧壁宽度。第二轴向向前侧壁宽度可以小于第二轴向向后侧壁宽度。

在垂直于与切削刃相邻的前刀面的方向上所截取的分屑装置的视图中，在切削刃处分屑装置可以具有分屑装置宽度。沟槽间距D_G可以是在W/12≤D_G≤W/8的范围内。

沟槽间距可以是大于0.1mm且小于1.0mm。

在所有切削齿上的所有第一沟槽可以围绕具备第一沟槽螺旋线的纵向轴线而螺旋状地对齐。

当多个凹槽是右手螺旋形凹槽时，第一沟槽螺旋线是左手螺旋线。当多个凹槽是左手螺旋形凹槽时，第一沟槽螺旋线是右手螺旋线。第一沟槽螺旋线可以具有第一沟槽螺旋角。第一沟槽螺旋角可以是在49°≤α≤51°的范围内。第一沟槽螺旋角可以等于49.83°。

第一沟槽可以具有在远离切削刃方向上减小的变化的第一沟槽宽度。

第一沟槽可以具有在远离切削刃方向上减小的变化的第一沟槽深度。

在所有切削齿上的所有第二沟槽可以围绕具备第二沟槽螺旋线的纵向轴线而螺旋状地对齐。

当多个凹槽是右手螺旋形凹槽时，第二沟槽螺旋线是右手螺旋线。当多个凹槽是左手螺旋形凹槽时，第二沟槽螺旋线是左手螺旋线。第二沟槽螺旋线可以具有第二沟槽螺旋角。第二沟槽螺旋角可以是在69°≤β≤71°的范围内。第二沟槽螺旋角可以等于70°。

第二沟槽可以具有在远离切削刃方向上减小的变化的第二沟槽宽度。

第二沟槽可以具有在远离切削刃方向上减小的变化的第二沟槽深度。

第一沟槽螺旋角和第二沟槽螺旋角各自可以是固定的或者在上述范围内变化。

切削部可以具有大体呈柱形的形状。

各切削齿可以包括确切地两个分屑装置。

分屑装置的两个沟槽中的至少一个沟槽可以向外打开到旋转后凹槽。

分屑装置的两个沟槽可以向外打开到旋转后凹槽。由分屑装置的两个沟槽及两个相邻凹槽所限制的一部分的周向表面可以呈梯形的形状。

至少一个切削齿可以包括至少两个分屑装置。在垂直于与切削刃相邻的前刀面的方向上的方向上所截取的各分屑装置的视图中，在切削刃处各分屑装置可以具有分屑装置宽度。在同一切削齿上的各对的相邻分屑装置可以在切削刃处相互间隔达一个间距。该间距可以大于分屑装置的宽度。

旋转切削工具可以包括单一的整体的单件式结构。

旋转切削工具可以呈现围绕纵向轴线的二重旋转对称。

附图说明

为了更好地理解本申请并揭示实际上如何实施本申请，现在将参考附图，在附图中：

图1是旋转切削工具的透视图；

图2是图1中所示旋转切削工具的前视图；

图3是图1中所示旋转切削工具的切削部的侧视图；

图4是图3中的细节；

图5是在垂直于与切削刃相邻的前刀面的方向上所截取的分屑装置的视图。

应当理解的是，为了说明的简单和清楚，附图中所示的元件不必按比例绘制。例如，为了清楚起见可将部分元件的尺寸相对于其它元件放大，或者可将若干物理构件包括在一个功能块或元件中。在适当的情况下，在附图中可重复使用附图标记来标示相应的或类似的元件。

具体实施方式

在以下的说明中，将对本申请主题的一个方面进行描述。为了说明的目的，充分详细地陈述了具体的构造和细节以便提供对本申请主题的详尽理解。然而，对于本领域技术人员也清楚的是，本申请的主题可以在没有本文中所给出具体构造和细节的情况下实施。

首先参照图1，图中示出了根据本申请主题的实施例的、用于铣削操作（尤其是精整操作）的类型的旋转切削工具20。该旋转切削工具20通常可以由硬质合金制成。旋转切削工具20可以具有单一的整体的单件式结构。旋转切削工具20具有纵向轴线A，旋转切削工具20可围绕该纵向轴线A在旋转方向R上旋转。旋转切削工具20的向前部构成切削部22。旋转切削工具20的向后部构成柄部24。根据本申请主题的一些实施例，切削部22可以具有大体呈柱形的形状。旋转切削工具20可以呈现围绕纵向轴线A的二重旋转对称。

参照图1、图2和图3，切削部22包括周向表面34，该周向表面34具有凹进其中的多个凹槽26。多个凹槽26沿纵向轴线A螺旋状地延伸。切削部22包括由多个凹槽26所构成的多个切削齿28。各切削齿28形成于两个相邻的凹槽26之间。各切削齿28包括在其旋转前缘处的切削刃30。由于沿纵向轴线A螺旋状延伸的多个凹槽26，因而各切削齿28也沿纵向轴线A螺旋状地延伸。周向表面34从切削刃30延伸至相邻的凹槽26。各切削齿28包括位于旋转前凹槽26中的前刀面32。前刀面32具有凹形的弯曲，如在垂直于纵向轴线A的截面中所见。各切削刃30形成于前刀面32与相邻周向表面34的交汇处。

在整个说明和权利要求中，术语“旋转前”和“旋转后”是指相对于旋转方向R的位置。

各切削齿28包括至少一个分屑装置38。现在具体地参照图4，图中示出了图3中所示切削部22的细节，分屑装置38包括确切地两个沟槽40，即第一沟槽42和第二沟槽44。第一沟槽42是第二沟槽44的轴向向前。各沟槽40形成于周向表面34中，沟槽40将切削刃30中断并且向外打开到前刀面32。两个沟槽40从切削刃30相对于彼此分岔。各沟槽40相对于旋转方向R在周向表面34中横向地延伸。两个沟槽40在平面P的相反侧上在远离切削刃30的方向上延伸，所述平面P与分屑装置38有关并且取向在垂直于纵向轴线A的方向上。

具体地如图4和图5中所见，根据本申请主题的一些实施例，两个沟槽40可以构成切削刃30的两个中断部58，其中切削刃30的非中断部60可以在这两个中断部58之间延伸。在该实施例中，两个沟槽40在切削刃30处相互间隔。在同一分屑装置38的两个中断部58之间延伸的切削刃30的非中断部60是切削刃30的一部分，并且将被称为副切削刃54。

如图5中所见，各切削刃30与假象的切削刃螺旋线H_CE有关。各分屑装置38与针对假象切削刃螺旋线H_CE的切线T有关。切线T在位于两个沟槽40之间的中点的切点TP处与假象切削刃螺旋线H_CE相切。应当理解的是，在其中分屑装置38的两个沟槽40不相互间隔的本申请实施例中，切点TP位于在将两个沟槽40分开的假象边界上的点。

根据本申请主题的一些实施例，在垂直于与切削刃30相邻的前刀面32的方向上所截取的分屑装置38的视图中，如图5中所示，切削刃30构成分屑装置的轮廓PR。分屑装置的轮廓PR可以关于镜像对称平面M为大体上镜像对称，其中镜像对称平面M垂直于切线T并且经过切点TP。

根据本申请主题的一些实施例，两个沟槽40可以在切削刃30处相互间隔达沟槽间距D_G。分屑装置38在切削刃30处可以具有分屑装置宽度W。沟槽间距D_G可以是在W/12≤D_G≤W/8的范围内。沟槽间距D_G应大于0.1mm且小于1.0mm。沟槽间距D_G的最小值确保副切削刃54不是尖头的或尖锐的，因此在切削操作期间副切削刃54将不会断裂。

沟槽间距D_G是在平行于相关切线T的方向上测量。同样地，分屑装置宽度W也是在平行于相关切线T的方向上测量。

如上文中所述，各切削齿28包括至少一个分屑装置38。例如，在一个具体的非限制性实例中，各切削齿28可以包括确切地两个分屑装置38。在另一个非限制性实例中，各切削齿28可以包括至少两个分屑装置38。在这种构造中，在同一切削齿28上的各对相邻的分屑装置38可以在切削刃30处相互间隔达间距D，其中该间距D是以在同一切削齿28上沿切削刃30在相邻分屑装置38之间的最小直线距离的方式而进行测量。间距D可以大于分屑装置宽度W。在相邻切削齿28中的分屑装置38可以相对于彼此轴向地偏移。

第一沟槽42可以包括第一轴向向前侧壁46和第一轴向向后侧壁48。在垂直于与切削刃30相邻的前刀面32的方向上所截取的分屑装置38的视图中，第一轴向向前侧壁46可以具有在切削刃30处的略微凸形部。第一轴向向后侧壁48可以具有在切削刃30处的凹形部。在切削刃30处第一轴向向前侧壁46可以具有第一轴向向前侧壁宽度W1。在切削刃30处第一轴向向后侧壁48可以具有第一轴向向后侧壁宽度W2。第一轴向向前侧壁宽度W1可以大于第一轴向向后侧壁宽度W2。第一轴向向前侧壁宽度W1和第一轴向向后侧壁宽度W2是在平行于相关切线T的方向上进行测量。

在所有切削齿28上的所有第一沟槽42可以围绕具备具有第一沟槽螺旋角α的第一沟槽螺旋线H1的纵向轴线A螺旋状地对齐。当多个凹槽26是右手螺旋形凹槽时，第一沟槽螺旋线H1是左手螺旋线。当多个凹槽26是左手螺旋形凹槽时，第一沟槽螺旋线H1是右手螺旋线。第一沟槽螺旋角α可以在49°≤α≤51°的范围内。在一个特定的应用中，当第一沟槽螺旋角α等于49.83°时获得最优性能。第一沟槽42可以具有可以在远离切削刃30的方向上从最大值减小的变化的第一沟槽宽度WG1。第一沟槽42可以具有可以在远离切削刃30的方向上从最大第一沟槽深度D1减小的变化的第一沟槽深度。在垂直于与切削刃30相邻的前刀面32的方向上所截取的视图中，在垂直于其第一沟槽螺旋线H1的方向上所截取的第一沟槽42的截面中，以与在切削刃30处成形同样的方式，第一轴向向前侧壁46可以具有略微凸形部并且第一轴向向后侧壁48可以具有凹形部。除非另有说明，在整个说明和权利要求中，术语“沟槽宽度”是在垂直于其中沟槽延伸的方向的方向上进行测量。

根据本申请主题的一些实施例，第二沟槽44可以包括第二轴向向前侧壁50和第二轴向向后侧壁52。在垂直于与切削刃30相邻的前刀面32的方向上所截取的分屑装置38的视图中，第二轴向向前侧壁50可以具有在切削刃30处的凹形部。第二轴向向后侧壁52可以具有在切削刃30处的略微凸形部。在切削刃30处第二轴向向前侧壁50可以具有第二轴向向前侧壁宽度W3。在切削刃30处第二轴向向后侧壁52可以具有第二轴向向后侧壁宽度W4。第二轴向向前侧壁宽度W3可以小于第二轴向向后侧壁宽度W4。第二轴向向前侧壁宽度W3和第二轴向向后侧壁宽度W4是在平行于相关切线T的方向上进行测量。

在所有切削齿28上的所有第二沟槽44可以围绕具备具有第二沟槽螺旋角β的第二沟槽螺旋线H2的纵向轴线A而螺旋状地对齐。当多个凹槽26是右手螺旋形凹槽时，第二沟槽螺旋线H2是右手螺旋线。当多个凹槽26是左手螺旋形凹槽时，第二沟槽螺旋线H2是左手螺旋线。第二沟槽螺旋角β可以是在69°≤β≤71°的范围内。在一个特定的应用中，当第二沟槽螺旋角β等于70°时获得最优性能。第二沟槽44可以具有可以在远离切削刃30的方向上从最大值减小的变化的第二沟槽宽度WG2。第二沟槽44可以具有可以在远离切削刃30的方向上从最大第二沟槽深度D2减小的变化的第二沟槽深度。在垂直于与切削刃30相邻的前刀面32的方向上所截取的视图中，在垂直于其第二沟槽螺旋线H2的方向上所截取的第二沟槽44的截面中，以与在切削刃30处成形同样的方式，第二轴向向前侧壁50可以具有凹形部并且第二轴向向后侧壁52可以具有略微凸形部。

分屑装置38可以具有分屑装置深度D3，该深度D3是由在切削刃30处的最大第一沟槽深度D1和最大第二沟槽深度D2中的较大深度所限定。应当理解的是，如图5中所见，在一个非限制性实例中，最大第一沟槽和第二沟槽深度D1、D2可以是相等的。

再次参照图3和图4，根据本申请主题的一些实施例，分屑装置38的两个沟槽40中的至少一个沟槽可以向外打开到旋转后凹槽26。在一个非限制性实例中，分屑装置38的两个沟槽40可以向外打开到旋转后凹槽26。由于向外打开到旋转后凹槽26的两个分岔沟槽，因而由分屑装置38的两个沟槽40和相邻凹槽26所限制的周向表面34的部分76可以呈梯形的形状。

两个沟槽40的设计提供有效的分屑性能。旋转切削工具20以预定的方向和速度接近工件，因此限定切削的深度。由于切削的深度小于两个沟槽40的深度，因而使碎屑与工件分开。

本申请主题的另一个特征是：分屑装置38的两个沟槽40的取向为旋转切削工具20提供改善的旋转切削工具20与工件接合时的防振动性能。当分屑装置38遇到工件时，工件在轴向向后方向上向第一轴向向后侧壁48施加力。类似地，工件也在轴向向前方向上向第二轴向向前侧壁50施加力。这两个力具有方向指向彼此的相似量值的轴向分量，这些轴向分量的作用是减小切削部的轴向移动，因此具有减小旋转切削工具20的振动的效果。

尽管在某种程度下详细地描述了本申请的主题，但应当理解的是，在不背离所附权利要求中所限定的本发明精神或范围的前提下可以作出各种变更和修改。