[发明专利]用于通过金属切削而形成圆形凹槽的可旋转刀具

说明书

本发明涉及一种用于通过金属切削而在金属工件(20)中产生圆形凹槽(21)的可旋转刀具(1)。该可旋转刀具(1)的前端包括第一径向外切削刃(6)和第二径向内切削刃(7’)，其中所述第一径向外切削刃(6)相比所述可旋转刀具(1)的任何其它切削刃被定位在距刀具中心轴线(A2)更大的径向距离处，并且其中所述第二径向内切削刃(7’)相比所述可旋转刀具(1)的任何其它切削刃被定位在距刀具中心轴线(A2)更小的径向距离处。本发明还涉及利用这种可旋转刀具(1)形成圆形凹槽(21)的方法。

技术领域

本发明总体上涉及可旋转刀具。换言之，本发明涉及用于通过金属切削而在金属工件中形成圆形凹槽的可旋转刀具，该可旋转刀具包括前端和后端，其中可旋转刀具能够在给定的旋转方向上绕刀具中心轴线旋转，该刀具中心轴线为可旋转刀具的纵向轴线，前端包括被定位在相对侧上并且被定位在距刀具中心轴线一定距离处的两个切削刃。

这种刀具从WO 2013/030351A1中是已知的。本发明还涉及利用这种刀具形成圆形凹槽的方法。

背景技术

当通过金属切削在工件中产生圆形凹槽时，几种刀具和方法是已知的。一种常见类型的圆形凹槽是密封环凹槽。其在石油工业中的部件中使用。这种密封环凹槽的通常形状由美国石油学会标准6A(American Petroleum Institute standard 6A)定义。这种密封环凹槽具有底表面、内壁表面和外壁表面。密封环凹槽具有在平坦表面中的开口。外壁和内壁以凹槽的底部比开口窄的方式逐渐缩小。包括这种密封环凹槽的部件的材料可以是不同类型的钢合金。

用以产生密封环凹槽的常见方式是通过加工，也称为金属切削。工件被夹紧在CNC(计算机数字控制)机床中，例如加工中心，其具有可旋转机床主轴，可旋转刀具被夹紧在该可旋转机床主轴中。然后，刀具绕其中心轴线旋转并且相对于工件移动。移动被称为进刀。可旋转刀具包括至少两个切削刀片，该切削刀片通常通过螺钉而安装在刀座中。在加工期间，来自工件的材料以切屑的形式被移除。刀片的切削刃进入工件内并且切削切屑。切削刀片通过切削而磨损。例如，常见形式的磨损或刀具磨损是后刀面磨损。当切削刀片磨损时，可以用新的切削刀片更换该切削刀片。可替代地，切削刀片可以具有未使用的切削刃(一个或多个)，该未使用的切削刃可以被使用。例如，平行四边形形状的切削刀片通常具有2个或4个相同形状的切削部，即切削刃组。因此，它们可以在由新的切削刀片更换之前被使用2次或4次。

通过金属切削而产生圆形凹槽的方法在WO 2013/030351A1中公开。包括两个相对的切削刀片的旋转刀具绕其中心轴线旋转。刀具中心轴线被定位在距凹槽中心轴线一个恒定的距离处并且绕凹槽中心轴线旋转。两个切削刀片的外切削刃和内切削刃相对于刀具中心轴线形成相同的角度。

发明人已经发现希望的是诸如密封环凹槽的圆形凹槽在利用一个可旋转刀具进行一次加工操作之后具有几何上准确和精确的形状。发明人还发现希望的是在具有尽可能长的刀具寿命的情况下，以尽可能低的成本尽可能快速地产生密封环凹槽，其中刀具的公差对在加工或切削之后完成的圆形凹槽的尺寸精度具有尽可能小的影响。

发明内容

在WO 2013/030351A1中所公开的可旋转刀具和方法具有的缺点是：存在切削之后圆形凹槽的壁的几何精度不足的风险。另外的缺点是：刀片上的压力或载荷将在切削期间在刀片上增加，因为切屑厚度并且因此每时间单位移除的材料体积将在切削期间增加。本发明的目的是减少上述缺点中的至少一个。该目的通过如下的可旋转刀具实现，即：

一种用于通过金属切削而在金属工件中形成圆形凹槽的可旋转刀具，包括前端和后端，其中可旋转刀具能够在给定的旋转方向上绕刀具中心轴线旋转，刀具中心轴线是可旋转刀具的纵向轴线，前端包括两个切削刃，两个切削刃被定位在相对侧上并且被定位在距刀具中心轴线一定距离处，