本发明提供一种切削刀片和与其一起使用的切削刀具。刀具主体包括至少一个支撑面和相对于支撑面有所倾斜地延伸的螺纹孔。具有贯穿其中的安装孔的至少一个切削刀片被可拆卸地固定在支撑面上。螺纹件穿过安装孔并且紧固在螺纹孔上，从而可拆卸地将切削刀片固定在刀具主体上。安装孔的壁表面在至少一个第一接触部和至少一个第二接触部的附近接触螺纹件头部。第一接触部形成在沿着安装孔的纵向轴线与第二接触部的高度不同的高度处。第一接触部处的接触角和第二接触部处的接触角互不相同。
刀具主体，其包括至少一个支撑面和在远离支撑面的方向上延伸的螺纹孔；
至少一个可拆卸地固定在支撑面上的切削刀片，该至少一个切削刀片具有贯穿其中的安装孔；和穿过安装孔并且被紧固到螺纹孔的螺纹件，以便可拆卸地将切削刀片固定在刀具主体上；
其中安装孔的壁表面在至少一个第一接触部和至少一个第二接触部的位置处接触螺纹件头部，该至少一个第一接触部形成在沿着安装孔的纵向轴线与该至少一个第二接触部的高度不同的高度处，第一接触部处的接触角和第二接触部处的接触角互不相同，其中接触角是从切削刀片的截面可见的、包括在分别从两个接触点延伸的两条切线之间的角度。
2.根据权利要求1所述的切削刀具，其特征在于，第一接触部提供大约60度的接触角并且第二接触部提供大约40度的接触角。
3.根据权利要求2所述的切削刀具，其特征在于，第一接触部沿着安装孔的纵向轴线低于第二接触部设置。
4.根据权利要求1到3中的任一个所述的切削刀具，其特征在于，安装孔的壁表面还在至少一个第三接触部的位置处接触螺纹件头部，并且其中至少一个第一接触部，至少一个第二接触部和至少一个第三接触部围绕螺纹件头部的周边形成连续的接触线。
5.根据权利要求1到3中的任一个所述的切削刀具，其特征在于，安装孔关于其中心部对称。
6.根据权利要求5所述的切削刀具，其特征在于，切削刀片具有矩形平行管的形状，并且其中安装孔在上端和下端处是圆形的，在中间部是具有圆角的矩形。
7.一种具有用于使螺纹件穿过的安装孔的切削刀片，该切削刀片由螺纹件安装在刀具主体上并且提供刀具的切削刃，其特征在于，安装孔的壁表面在至少一个第一接触部和至少一个第二接触部的位置处接触螺纹件头部，该至少一个第一接触部形成在沿着安装孔的纵向轴线与该至少一个第二接触部的高度不同的高度处，第一接触部处的接触角和第二接触部处的接触角互不相同，其中接触角是从切削刀片的截面可见的、包括在分别从两个接触点延伸的两条切线之间的角度。
8.根据权利要求7所述的切削刀片，其特征在于，设定安装孔的壁表面的几何形状，使得第一接触部相对于螺纹件提供大约60度的接触角，并且第二接触部相对于螺纹件提供大约40度的接触角。
9.根据权利要求8所述的切削刀片，其特征在于，第一接触部沿着安装孔的纵向轴线低于第二接触部设置。
10.根据权利要求7到9中的任一个所述的切削刀片，其特征在于，安装孔的壁表面还给螺纹件提供至少一个第三接触部，并且其中至少一个第一接触部，至少一个第二接触部和至少一个第三接触部形成封闭曲线。
11.根据权利要求7到9中的任一个所述的切削刀片，其特征在于，切削刀片具有矩形平行管的形状，并且其中安装孔关于其中心部是对称的，并且安装孔的上端和下端是圆形的，中间部是具有圆角的矩形。
切削刀片以及切削刀具
技术领域
[0001] 本发明主要涉及切削刀片(cutting insert)以及包含该切削刀片的切削刀具。
背景技术
[0002] 提供切削刀具的切削刃的切削刀片由具有高耐磨性的材料制成，例如碳化钨。这种切削刀片借助于螺纹件而刚性地固定在刀具主体上，因此它们在切削过程中可以实施稳定的切削。图1是铣刀的透视图，其中应用了现有技术中的切削刀片。螺纹件垂直地紧固在切削主体的切削刀片的支撑面(seating surface)上，其中使切削刀片的底面处于接触状态，从而将切削刀片固定在切削主体上。在这种情况下，由于螺纹件仅在切削刀片上施加垂直的紧固力，因此该螺纹件未能充分地支持对应于切削力的反作用力，并且在铣刀的操作过程中可能松脱。因此，存在着切削刀片没有刚性地固定在切削主体上的问题。
[0003] 图2是另一个现有技术中的铣刀的透视图，其中为了解决上述问题改进了螺纹件-紧固结构。在这种结构中，螺纹件紧固在切削主体的切削刀片的支撑面上，并倾斜一个预定角度。通过这种倾斜地紧固的螺纹件，允许该螺纹件的紧固力具有垂直和水平的分力。这样，尽管存在对应于切削力的反作用力，也可将螺纹件维持在紧固状态，并且切削刀片可以被更加稳定地固定在切削主体上。然而，即使具有这种螺纹件-紧固结构，在遇到伴随着较强振动的切削环境时还存在问题，即螺纹件不能经受这种环境并且因此而变得松脱。
发明内容
[0004] 本发明是针对解决现有技术的前述问题。本发明的目的是提供一种结构，其中，用于将切削刀片固定到刀具主体上的螺纹件在伴随着较强振动的工作环境中不会松脱。因此，可以使切削刀片保持为刚性地固定在刀具主体上。
[0005] 本发明进一步的目的是提供一种切削刀片，其具有允许极大地增加已被紧固的螺纹件的松开力(unclamping force)的螺纹件-接触结构，和一种包括这种切削刀片的切削刀具。
[0006] 为了达到上述目的，依照本发明构造的切削刀具，包括以下：刀具主体，其包括至少一个支撑面和一个在远离支撑面的方向上延伸的螺纹孔；至少一个可拆卸地固定在支撑面上的切削刀片，该至少一个切削刀片具有在其中穿过的安装孔；以及穿过该安装孔并被紧固在螺纹孔上的螺纹件，因此可拆卸地将切削刀片固定在刀具主体上。螺纹孔相对于支撑面倾斜。安装孔的壁表面在至少一个第一接触部和至少一个第二接触部附近接触螺纹件头部。该至少一个第一接触部形成在沿着安装孔的纵向轴线与该至少一个第二接触部的高度不相同的高度处。第一接触部处的接触角度和第二接触部处的接触角度彼此不相同。
[0007] 根据本发明的一个实施例，该第一接触部提供大约60度的接触角并且第二接触部提供小于60度的接触角，优选为大约40度。进一步地，第一接触部可以沿着安装孔的纵向轴线低于第二接触部而设置。
[0008] 根据本发明的一个实施例，安装孔的壁表面进一步在至少一个第三接触部的附近接触螺纹件头部。该至少一个第一接触部，该至少一个第二接触部和该至少一个第三接触部围绕螺纹件头部的周边形成连续的接触线。
[0009] 据本发明的一个实施例，安装孔关于它的中心部对称。此外，切削刀片具有矩形平行管的形状，并且安装孔在上端和下端是圆的，在中间部是具有圆角的矩形。
附图说明
[0010] 图1是现有技术中具有切削刀片的铣刀的透视图；
[0011] 图2是另一个现有技术中具有经改进的螺纹件-紧固结构的铣刀的透视图；
[0012] 图3是根据本发明的用于铣刀的切削刀片的俯视图；
[0013] 图4是沿图3的线A-A的截面图；
[0014] 图5是沿图3的线B-B的截面图；
[0015] 图6是切削刀片的透视图，其中根据本发明的一个实施例螺纹件被紧固和随后被松开、
[0016] 图7是另一个切削刀片的透视图，其中根据本发明的一个实施例螺纹件被紧固和随后被松开。
[0017] <附图标记的说明>
[0018] 10：切削刀片
[0019] 12：拐角
[0020] 14：安装孔
[0021] 16：安装孔的壁表面
[0022] 18：侧部
[0023] 22，24：接触线
[0024] 30：螺纹件
[0025] 32：螺纹件头部
[0026] 34：螺纹件的螺纹
[0027] 40：刀具主体
[0028] 42：螺纹孔
[0029] 44：孔的螺纹
[0030] 46：支撑面
具体实施方式
[0031] 图3是根据本发明的一个实施例构造的与铣刀一起使用的切削刀片的俯视图。切削刀片10通常具有矩形平行管的形状。切削刀片关于其中心部对称，从而可以通过使用设置在其上表面和下表面的每个拐角处的切削刃(cutting edge)来切削工件。切削刀片的中心部形成有从其上表面贯穿到其下表面的安装孔14。另一方面，切削主体40形成有支撑面部分用以接纳切削刀片10。与切削刀片10的底面接触的支撑面46形成有螺纹孔42，已经穿过切削刀片10的安装孔14的螺纹件30被紧固到该螺纹孔。螺纹孔42相对于支撑面46倾斜。螺纹孔的壁表面形成有与螺纹件30的螺纹34相接合的螺纹。相应地，螺纹件30穿过切削刀片10的安装孔14而紧固到切削主体40的螺纹孔42，从而将切削刀片10刚性地固定在切削主体40上。
[0032] 图4是沿图3的线A-A的截面图。图5是沿图3的线B-B的截面图。当将螺纹件30紧固到切削主体40的螺纹孔42以便固定切削刀片10时，螺纹件头部32相对于切削刀片16的安装孔14的壁表面16在不同的高度处并且以不同的接触角，分别接触与切削刀片
10的侧部18相对的一部分、以及与拐角12相对的另一部分。如此处使用的，接触角意思是包括在分别从螺纹件头32接触安装孔14的壁表面16处的两个接触点延伸的两条切线之间的角度，如图4和5中的切削刀片10的截面图所示。图4显示了在与切削刀片的侧部
18相对的部分中螺纹件头部32与安装孔的壁表面16之间的接触。接触角A在从大约55度到大约65度的范围内(优选为大约60度)。图5显示了在与切削刀片的拐角12相对的部分中螺纹件头部32和安装孔的壁表面16之间的接触。图5所示的接触部形成在比图
4中的接触部更高的位置上。接触角B在从大约20度到大约50度的范围内(优选为大约
40度)。
[0033] 在通过向切削刀片施加相同的夹紧力而将螺纹件紧固之后，测量出松开力，该松开力分别给所紧固的螺纹件提供30度和60度的接触角。这种测量的结果如下面表1中所示。夹紧力和松开力的大小通过已知的方法测量。可以从表1中看到，当施加相同的夹紧力时，30度接触角的情况需要比60度接触角的情况大出大约27％至大约47％的松开力。
[0034] 表1
[0035]夹紧力 松开力
30°接触角 390Ncm 370-425Ncm
60°接触角 390Ncm 290-325Ncm
[0036] 像这样，当接触角比较小，不会发生由振动引起的螺纹件的松脱。然而，在螺纹件松脱期间，会发生螺纹件卡在切削刀片的安装孔内的问题。根据本发明的上述实施例，当螺纹件被紧固并且螺纹件头部32接触安装孔的壁表面16时，同时形成了在切削刀片的侧部18的相对部分处的大约60度的接触角和在切削刀片的拐角12的相对部分处的大约40度的接触角。在这种结构下，可以防止在机加工期间发生的由振动引起的螺纹件的松脱。此外，在螺纹件松脱期间，也不会发生螺纹件被卡在切削刀片的安装孔中的问题。
[0037] 图6是切削刀片的透视图，其中螺纹件如图4和5所示被紧固，并且此后螺纹件被松脱。图6显示了当螺纹件头部32接触与切削刀片10的侧部18相对的安装孔的壁表面16时所形成的接触线22。此外，图6显示了当螺纹件头部32接触与拐角12相对的安装孔的壁表面16时所形成的接触线24。上述接触线位于不同的高度处。在与切削刀片10的侧部18相对的安装孔的壁表面16上的接触线22形成在沿着安装孔14的纵向轴线X比与拐角12相对的安装孔的壁表面16上的接触线24更低的高度上。在这种情况下，当螺纹件30被紧固并且螺纹件头部32接触安装孔的壁表面16时，与切削刀片的侧部18相对的部分处的接触角大约是60度，并且与切削刀片的拐角12相对的部分处的接触角大约为40度。
[0038] 如图6所示，在螺纹件头部接触安装孔的壁表面处的接触线可以形成为相互分开的。
[0039] 相反，在螺纹件头部接触安装孔的壁表面处的接触线可以相互接合，如图7所示。换句话说，螺纹件头部32和安装孔14还在一个或更多接触部处相互接触。这样的接触部，连同在螺纹件头部32和相对于切削刀片的拐角12的部分内的安装孔的壁表面16之间的接触部，以及在螺纹件头部32和相对于切削刀片的侧部18的部分内的安装孔的壁表面16之间的接触部一起，形成围绕螺纹件头部的周边的连续的接触线。这可以通过设计安装孔的壁表面16的合适的几何形状来完成。或者，可以通过选择螺纹件头部32的合适的几何形状来完成。这样，由于接合的接触线比分隔的接触线形成更长的接触线，当在大负载下紧固螺纹件时，具有相对低硬度的螺纹件头部比较不容易被破坏。
[0040] 安装孔14是上下对称的。如图3所示，安装孔在其入口处是圆的，并且在其中间部是具有圆角的矩形。这样，切削刀片的侧部18和安装孔的壁表面16之间的距离随着接近中间部不断增大。相应地，切削刀片的截面面积有所增加从而切削刀片的刚度增强。
[0041] 虽然本发明参照其中的示范性实施例进行了描述，但是本发明可以体现为多种方式。例如，本发明的切削刀片可以不仅用于铣刀，还可以用于其它切削刀具。进一步地，切削刀片可以具有其它任何形状，例如除了矩形平行管的形状之外的三方柱(trigonal prism)。这些变形对于本领域的普通技术人员是明显的并且自然地属于本发明的范围内。
[0042] 如上所述，根据本发明，提供了一种具有螺纹件-接触结构的切削刀片、以及包括该切削刀片的切削刀具，该螺纹件-接触结构允许已被紧固的螺纹件的松开力被极大地增加。通过这种结构，可以防止由发生在机加工期间的振动引起的螺纹件的松动。此外，也不会发生在螺纹件松动期间螺纹件被卡在切削刀片的安装孔中的问题。
