[发明专利]具有下倾的轴向支撑表面的旋转切削刀片和刀具

说明书

一种用于旋转钻削刀具的切削刀片和钻削刀具组件，在该钻削刀具组件中，刀片和支撑体通过多个轴向支撑表面相联接。所述支撑表面包括在轴向方向上的第一下倾定向和在周向方向上的第二下倾定向，以便管理和控制在将刀片安装在支撑体处的区域处的载荷力的传递。

技术领域

本发明涉及旋转钻削刀具刀片和钻削刀具组件，在该钻削刀具组件中，所述刀片能够安装到支撑体，以最大程度地保持刀片，同时使支撑体处的应力和疲劳最小化。

背景技术

已经研制了多部件钻削刀具组件，在该多部件钻削刀具组件中，由硬的昂贵材料(诸如硬质合金、陶瓷等)形成的刀片以可释放的方式被轴向和径向地锁定在由较低硬度的较便宜的材料形成的刀具或承载体处。刀片通常被视为磨损部件，并且设有轴向面向前的切削区域，该切削区域通常包括一系列切削边缘和切削表面。

需要控制和管理轴向载荷力和扭矩从刀片到钻体的传递，以在使用期间牢固地安装刀片，同时使刀片能够一旦磨损就进行更换。已经研制了卡口型锁定接口，以试图适当地传递这种载荷力。

US 7,625,161公开了一种旋转切削刀具组件，在该旋转切削刀具组件中，切削刀片以可释放的方式安装在刀具刀柄处，该刀具刀柄被可替代地称为钻体或支撑体。刀片被形成为具有相应头部段和尾部段的主体，其中轴向载荷力通过轴向支撑表面从刀片传递到刀柄。在使刀片的轴向锁定最大化的尝试中，轴向支撑表面相对于垂直于钻削刀具的纵向轴线延伸的平面下倾(declined)。

然而，现有的钻削刀具组件在许多方面都是不利的。首先，通常难以在上述类型的旋转组件内安装和移除刀片。此外，使用期间遇到的上述布置结构的载荷力通常将会在钻柄的安装区域处引起应力和疲劳，从而导致应力集中、裂纹和刀柄失效。因此，需要一种解决这些问题的刀片和钻削刀具组件。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻削刀具刀片和钻削刀具组件，以在使用期间控制和管理载荷力的传递，特别是扭矩和轴向载荷力的传递，从而使将刀片保持在支撑体(该支撑体涵盖钻体或钻柄)处的锁定强度最大化，同时使支撑体以及组件的潜在的其它部件(诸如刀片)的区域处的应力和疲劳最小化。

具体目的是提供一种刀片和钻削刀具组件，其通过管理和控制刀片和支撑体之间的载荷力来有助于刀片在支撑体处的安装和移除，否则所述载荷力可能导致支撑体不期望地变形，而与刀片形成不可释放的夹紧接合。

另一个具体目的是在不损害将刀片在轴向上和旋转上锁定在支撑体处的强度的情况下通过使安装刀片的区域处的疲劳和应力集中最小化来使支撑体的使用寿命最大化。

这些目的通过提供一种钻削刀具刀片和一种钻削刀具组件来实现，该钻削刀具组件在刀片和刀具主体之间具有尖齿状接口，在该接口中，轴向支撑表面适当地引导扭矩以及轴向力和径向力在刀片和刀具主体之间的传递。特别地是，发明人已经确定，通过为这种轴向支撑表面至少提供相对于与刀具的纵向轴线垂直的平面的第一下倾定向和第二下倾定向，实现了刀片的适当轴向锁定，同时使组件的安装区域内的疲劳和不期望的应力集中最小化，否则这种疲劳和应力集中将会导致一些或所有的组件部件的疲劳或失效。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于切削金属的旋转钻削刀具的切削刀片，该切削刀片包括：头部和颈部，该头部和颈部沿着纵向轴线延伸，头部具有轴向面向前的切削区域，颈部具有轴向面向后的安装区域，至少颈部能够以可释放的方式安装在支撑体的卡爪内；头部具有从颈部径向向外突出的大体轴向面向后的轴向支撑表面，用于与支撑体的对应的轴向支撑表面抵接；其中所述支撑表面包括相对于与纵向轴线垂直的平面对准的第一下倾定向，使得每一个所述表面的径向外部区域相对于每一个所述表面的径向内部区域在轴向上处于后方；其特征在于：所述支撑表面还包括第二下倾定向，该第二下倾定向是除第一下倾定向之外的下倾定向，并且该第二下倾定向相对于与纵向轴线垂直的平面被对准成在周向方向上延伸。