專利名稱：用于螺紋銑削的cbn銑削刀片和銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)所附的獨立權(quán)利要求1和7的前序部分所述的用于 去屑加工的銑削刀片和銑刀。
背景技術(shù)：
在堅硬材料工件的加工中，諸如在具有從45-70HRC硬度的白口鑄 鐵和硬化鋼的機械加工中，存在必須制造螺紋的情況。在這樣的材料 中制造螺紋的最通常的方式是在材料處于柔軟狀態(tài)時，即在材料被硬 化之前，通過硬質(zhì)合金工具在該材料中切削螺紋。然后將該材料硬化， 在此之后，執(zhí)行最后的研磨以便補償螺紋幾何形狀由于硬化的變化。 某些材料可能在硬化之前也相對堅硬，其中只能使用低切削速度(例 如50m/分鐘)，并且刀具的使用壽命變差。因此，用于在堅硬材料中 制造螺紋的過程變得既耗成本又耗時間。
在堅硬材料中形成螺紋的另一種方法是基于切削材料立方氮化硼 (CBN)的使用。CBN由立方氮化硼和特殊粘結(jié)相顆粒組成。CBN能 以相對高的切削速度和進刀速度對處于硬化狀態(tài)的材料進行機械加 工，而不會例如被工件化學地磨損。由此，通過避免了拋光的事實可 降低用于機械加工的成本和時間。用于這種機械加工的己知刀具包括 焊接在硬質(zhì)合金體或鋼體上的CBN盤。還存在具有CBN刀刃的可轉(zhuǎn)位 刀具。由于必須在多個不同的點上完成焊接，所以這種多刃焊接產(chǎn)品 的制造既耗成本又耗時間。焊接CBN刀具的軟釬焊縫在高加工溫度下 可能變松。然后在機械加工期間，通過將冷卻液體沖在CBN刀具上而 降低溫度的情況下，出現(xiàn)其它缺點，諸如引起刀刃斷裂的切屑瘤的形 成，使切削力和冷卻液體的成本更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供避免現(xiàn)有技術(shù)存在的問題的銑削刀片和銑刀。
本發(fā)明的另一目的是提供用于堅硬金屬材料的經(jīng)濟有利的切削加 工的銑削刀片和銑刀。
本發(fā)明的另一目的是提供銑削刀片和銑刀，通過所述銑削刀片和 銑刀，所有的機械加工可在硬化狀態(tài)下在機構(gòu)中實現(xiàn)。
根據(jù)優(yōu)選實施例的本發(fā)明的又一目的是提供包括穩(wěn)定附加裝置的 銑削刀片和銑刀。
根據(jù)優(yōu)選實施例的本發(fā)明的又一目的是提供一種可重新研磨的銑 削刀片。
這些和其它目的已通過諸如在獨立權(quán)利要求的特征部分中限定的 銑削刀片和銑刀實現(xiàn)。


下面，出于非限定性的目的，將通過參照附圖來對優(yōu)選實施例進 行描述，在附圖中相同的附圖標記涉及相同的部件。
圖l顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于銑削刀片的工件的平面圖。 圖2顯示了銑削刀片的側(cè)視圖。
圖3顯示了工件的透視圖。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的銑削刀片的平面圖。
圖5顯示了銑削刀片的側(cè)視圖。
圖6顯示了銑削刀片的透視圖。
圖7顯示了銑削刀片的一部分的放大側(cè)視圖。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的銑削刀片的可選實施例的放大側(cè)視圖。
具體實施例方式
在圖l、 2和3中，顯示了用于根據(jù)本發(fā)明的銑削刀片的工件IO。工 件10專門由固體立方氮化硼(CBN)組成。工件10可由CBN的固體通 過線切割制成。該工件具有盤形的基本形狀，具有頂側(cè)ll、下側(cè)12以 及在其之間延伸的邊緣表面13。工件具有通過頂側(cè)11與下側(cè)12之間的 距離限定的厚度T。該厚度可在例如2-5mm的間隔中選擇。工件具有居 中設(shè)置的貫穿孔14。優(yōu)選通過研磨制成的許多凹口15設(shè)置在工件的外 圍。在所示的實施例中，凹口的數(shù)目是五個，但是從二到十的凹口數(shù) 目都是可行的。凹口15形成從圓C1突出的齒16。圓C1與工件的中心線 CL同心。每個齒具有正面17和曲面18。曲面18可遵循可由一半徑描述 的路徑，設(shè)置所述半徑的半徑中心，得到所需間隙。所述半徑可大于 厚度T，例如為7mm的等級。正面17或齒之間的節(jié)距可以是不規(guī)則的， 舉例來說，諸如通過圖1中最外側(cè)的圓C3所示?；蛘?，正面或齒之間的 節(jié)距可以是規(guī)則的。在所示的實施例中，如從圖l中的下側(cè)齒起順時針 計數(shù)，相鄰正面之間的節(jié)距大約如下72°、 68°、 76°、 68°和76°。具 有不規(guī)則節(jié)距的目的是要使當使用完成的銑削刀片時的振動最小化。 圖1中的中間圓C2可表示完成的銑削刀片的假想最大直徑D。該直徑D 可在例如15-30mm的間隔中選擇。因此，每個齒16在圓C2的外部徑向 突出一定距離，由此以得到機械公差。
在圖4、5和6中，顯示了由工件10制造的根據(jù)本發(fā)明的銑削刀片20。 所示的銑削刀片20是可旋轉(zhuǎn)的螺紋銑削刀片，基本具有盤形形狀。銑 削刀片20具有中心軸線CL，該銑削刀片設(shè)置為在銑削期間繞該中心軸 線CL旋轉(zhuǎn)。該銑削刀片包括頂側(cè)21和下側(cè)22以及在其之間延伸的邊緣 表面23。頂側(cè)21和下側(cè)22的至少某一個適于形成鎖定于刀夾(未示出) 上。在所示的實施例中，僅僅頂側(cè)21具有輪廓形狀，而下側(cè)22基本是 平面的。邊緣表面23包括五個齒26A、 26B、 26C、 26D和26E，每個齒 具有凸形的刀刃29。每個齒26A-26E包括正面或前刀面27以及間隙表面
28。前刀面27可設(shè)置在與銑削刀片的中心線CL相交或與孔14相交的平 面中。工件曲面18的部分保留在銑削刀片20中。刀刃29形成在前刀面 27與間隙表面28之間的相交處中。刀刃29可由在所述平面中的半徑R (見圖7)限定，在該實施例中，該半徑為銑削刀片的厚度T的一半的 等級。銑削刀片20具有在上下側(cè)21和22之間中間限定的中心線M。該中 心線M優(yōu)選垂直于中心軸線CL。齒26A-26E和刀刃29關(guān)于中心線M對稱 設(shè)置?；蛘撸X和刀刃可關(guān)于中心線M非對稱地設(shè)置。因此，螺紋銑削 刀片20完全由立方氮化硼組成。在孔14與圓C2之間的區(qū)域中，側(cè)面21 和22中的至少一個可包括設(shè)有至少一個驅(qū)動件的支撐面21A，該驅(qū)動件 設(shè)置用以將切削力傳遞到例如結(jié)合US-A-6,146,060中的圖2A公開的類 型的刀夾。根據(jù)US-A-6，146，060的所述刀夾的描述被引入在本說明書 中。在圖4-6中所示的銑削刀片20的實施例中，驅(qū)動件是蜂窩式圖案的， 許多頂點30通過側(cè)部形成有兩個凹槽部分的事實形成。每個凹槽部分 基本覆蓋全部支撐面21A，并且包括許多彼此分離的相同通道或凹槽。 凹槽部分的凹槽具有兩個彼此垂直的主方向。凹槽部分彼此完全相交， 即除了在設(shè)有孔的地方之外，它們在支撐面內(nèi)不停止相交。每個凹槽 是細長的并且橫截面基本是V形的。凹槽部分可例如通過激光燒蝕形 成。齒26A-26E優(yōu)選通過研磨或電腐蝕(EDM)制造。在線切割時，呈 線形式的電極切入工件，因而，在水平面中形成輪廓。螺紋銑削刀片 的齒不需要是相同的，而是可在不同刀刃和輪廓或設(shè)定齒的形式上具 有不同設(shè)計。齒的數(shù)目可從2到10變化。此特定產(chǎn)品首先打算用于內(nèi)螺 紋銑刀的應(yīng)用。此外，形成該產(chǎn)品以能夠通過如下事實對該產(chǎn)品進行 保留的輪廓的多次重新研磨在徑向橫截面中，例如半徑的間隙表面 的形狀從前刀面27的平面大約直到曲面18基本保持恒定。
或者，如圖8中所示，刀刃可通過所述平面中的曲線和/或一個或 多個切角限定，這里銑削刀片20'的齒26D'包括至少一個切削角，并 且關(guān)于中心線M非對稱地設(shè)置，當沿相反的方向設(shè)置時，齒26C'沿虛 線所示的旋轉(zhuǎn)方向行進。所述刀刃可以是沿部分圓形、拋物線形、橢 圓形或不規(guī)則形的曲線凸形彎曲的。
通過在四個可能位置中的任意位置用手將銑削刀片20的支撐面
21A壓靠在刀夾的正面上來組裝銑刀。由此，凹槽的方向?qū)τ谙鄳?yīng)的凹 槽部分是對齊的。因而，銑削刀片20的中心線M將具有垂直于刀夾的旋 轉(zhuǎn)軸線的延伸部。將螺桿通過插孔14插入并插向刀夾中的螺紋孔。在 螺桿經(jīng)由與鍵夾接合的鍵旋轉(zhuǎn)時，銑削刀片將被緊固到該正面上?，F(xiàn) 在銑削刀片20以令人滿意的方式固定到刀夾。當要更換銑削刀片時， 以與組裝時相反的方式繼續(xù)進行上述操作，其中銑削刀片能從刀夾上 被拆下并被替換。銑削刀片與刀夾之間的連接通過形成鎖定給出了獨 特的鎖定效果，并能夠傳遞較高轉(zhuǎn)矩。在該連接的使用中，具有小直 徑的刀具也可以穩(wěn)定的方式設(shè)置并允許銑削刀片的簡單替換。堅硬工 件中的螺紋通過圓弧插補法或螺旋插補法合適地制造出來。工件因而 具有凹口或突出部，在該凹口或突出部中或在該凹口或突出部上以已 知方式銑削出螺紋。
根據(jù)本發(fā)明的銑削刀片解決了堅硬產(chǎn)品或硬化零部件的制造中的 機械加工問題。根據(jù)本發(fā)明的刀具導致所有的機械加工可在硬化狀態(tài) 下在一個機構(gòu)中執(zhí)行。此外，可在保留的輪廓的情況下對銑削刀片進 行多次重新研磨，因此對于使用者而言，銑削刀片的花費成本降低了。
權(quán)利要求
1. 可旋轉(zhuǎn)的銑削刀片，優(yōu)選用于螺紋銑削，所述銑削刀片包括至少兩個齒(26A-26E)，所述銑削刀片(20；20’)基本具有盤形形狀并包括頂側(cè)(21)和下側(cè)(22)，其特征在于所述銑削刀片(20；20’)具有中心軸線(CL)，所述銑削刀片設(shè)置為繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)，并且所述銑削刀片整體由立方氮化硼(CBN)組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的銑削刀片，其特征在于所述銑削刀片 (20)具有垂直于所述中心軸線(CL)設(shè)置的中心線(M)，并且每個齒(26A-26E)包括刀刃(29)，所述刀刃關(guān)于所述中心線(M)對 稱設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的銑削刀片，其特征在于所述銑削刀片 (20')具有垂直于所述中心軸線(CL)設(shè)置的中心線(M)，并且每個齒(26C' ， 26D，)包括刀刃，所述刀刃關(guān)于所述中心線(M) 非對稱設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的銑削刀片，其特征在于每個 齒(26A-26E)具有由半徑(R)限定的凸形刀刃(29)，并且所述銑 削刀片(20)具有厚度(T)，并且所述半徑(R)是所述銑削刀片的 厚度的一半的量級。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的銑削刀片，其特征在于所述齒 (26A-26E)之間的節(jié)距是不規(guī)則的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的銑削刀片，其特征在于所述齒 (26A-26E)之間的節(jié)距是規(guī)則的。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的銑削刀片，其特征在于所述頂側(cè)(21)和所述下側(cè)(22)中的至少某一個適合于形成鎖定于 刀夾上。
8. 包括刀夾的螺紋銑刀，所述刀夾固定包括至少兩個齒 (26A-26E)的銑削刀片，所述銑削刀片(20; 20')基本具有盤形形狀并包括頂側(cè)(21)和下側(cè)(22)，所述銑削刀片(20; 20')的中 心線(M)具有垂直于所述刀夾的旋轉(zhuǎn)軸線的延伸部，其特征在于所 述銑削刀片(20; 20')具有中心軸線(CL)，所述銑削刀片設(shè)置為 繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)，并且所述銑削刀片整體由立方氮化硼(CBN) 組成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺紋銑刀，其特征在于每個齒 (26A-26E)包括刀刃(29)，所述刀刃關(guān)于所述中心線(M)對稱設(shè)置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺紋銑刀，其特征在于每個齒(26C'， 26D')包括刀刃，所述刀刃關(guān)于所述中心線(M)非對稱設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于去屑加工的銑削刀片(20)和銑刀。所述銑削刀片包括至少兩個齒(26A-26E)。所述銑削刀片(20)基本具有盤形形狀并包括頂側(cè)(21)和下側(cè)(22)。所述銑削刀片(10)整體由立方氮化硼(CBN)組成。
文檔編號B23G5/18GK101389436SQ200780006491
公開日2009年3月18日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者克里斯特·榮松, 馬茨·強森 申請人:山高刀具公司