CN109996634A - 球头立铣刀刀片、球头立铣刀刀具本体和球头立铣刀 - Google Patents

Abstract

一种球头立铣刀刀片，包括：刀片本体，其具有轴向中心轴线(C2)；两个相反的大体上平坦的刀片侧表面(23、24)；外周表面(25)，其连结所述两个刀片侧表面(23、24)，所述外周表面(25)包括在刀片(2)的第一轴向前端(28)处的两个拱形表面(26、27)和在刀片的第二轴向后端(29)处的刀片支撑表面。所述拱形表面(26、27)从第一轴向前端(28)的轴向中心区域轴向地向后延伸，并且关于刀片的轴向中心区域在相反侧上对称地定位。外周侧表面(32、33)邻接所述拱形表面。刀片通孔(37)与所述刀片侧表面(23、24)相交。刀片支撑表面包括轴向刀片支撑表面(34)和径向刀片支撑表面(35)，轴向刀片支撑表面(34)具有在刀片的轴向中心轴线(C2)的相反侧上的表面部分(34A、34B)。轴向刀片支撑表面(34)和径向刀片支撑表面(35)一起形成锐角(β)。

Description

球头立铣刀刀片、球头立铣刀刀具本体和球头立铣刀

技术领域

本发明属于金属切削的技术领域。更具体地是，本发明属于球头立铣刀的领域，该球头立铣刀具有用于在诸如计算机数控(即，CNC)机床的机器中进行金属切削的可更换的球头立铣刀刀片。

背景技术

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的球头立铣刀刀片、根据权利要求14的前序部分的球头立铣刀刀具本体和包括这种球头立铣刀刀片和这种球头立铣刀刀具本体的球头立铣刀。

这种球头立铣刀用于不同类型的铣削操作，其中通过使球头立铣刀围绕其中心轴线旋转并且大体横向于所述中心轴线进刀球头立铣刀，使得球头立铣刀刀片与工件进行材料去除接合，由此在工件中产生形态。球头立铣刀特别适合于仿形铣削操作，即获得二维和三维的凹形形状和凸形形状的铣削操作。例如，球头立铣刀可以用于在压模和铸模中加工三维形态，以及用于在工件中提供成圆角的、拱形的或弯曲的形状。

JP 4203212 B2公开了具有在引言中限定的类型的球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体的球头立铣刀。然而，所公开的球头立铣刀具有期望改进的许多性能。例如，期望的是改进当球头立铣刀刀片被接纳在球头立铣刀刀具本体中时球头立铣刀刀片在球头立铣刀刀具本体中的定位、球头立铣刀刀片在球头立铣刀刀具本体中的紧固以及球头立铣刀承受切削力的能力。

发明内容

本发明的主要目的是提供在引言中限定的类型的球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体，其在至少某个方面相对于已知的这种球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体被改进。进一步的目的是提供球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体，其实现了球头立铣刀刀片在球头立铣刀刀具本体中的更可靠和/或稳定的紧固。又一个目的是提供球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体，其关于在材料去除加工期间承受切削力(尤其是横向于球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体的中心轴线的切削力)方面具有改进的性能。进一步的目的是提供球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体，当被球头立铣刀刀具本体接纳时获得球头立铣刀刀片的更精确定位。还有的进一步目的是提供能够以经济方式制造的球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体。

至少主要目的通过提供具有所附权利要求1的特征部分中列举的特征的这种球头立铣刀刀片并且通过提供具有所附权利要求14的特征部分中列举的特征的这种球头立铣刀刀具本体获得。

当球头立铣刀刀片被接纳在对应地构造的球头立铣刀刀具本体(即，具有一起形成锐角的轴向刀具本体支撑表面和径向刀具本体支撑表面的球头立铣刀刀具本体)中时，由于轴向刀片支撑表面和径向刀片支撑表面一起形成锐角，所以所述轴向刀片支撑表面和所述径向刀片支撑表面将产生楔形构造，该楔形构造能够接受在材料去除加工期间在大体上横向于球头立铣刀刀片的中心轴线的方向上作用的切削力的至少一部分。这样，用于将球头立铣刀刀片紧固到球头立铣刀刀具本体中的紧固件上的负载减小。从而，改进了包括这种球头立铣刀刀片的球头立铣刀的使用寿命。这对于JP 4203212 B2中建议和公开的球头立铣刀刀片是不可能的，因为轴向刀片支撑表面和径向刀片支撑表面布置成直角，即，它们一起形成90°。另外，由轴向刀片支撑表面和径向刀片支撑表面产生的楔形构造实现了球头立铣刀刀片在对应地构造的球头立铣刀刀具本体中的更好定位。当球头立铣刀刀片被球头立铣刀刀具本体接纳时，刀片将几乎自动地落入其指定地方。

此外，其中两个刀片支撑表面一起形成钝角的其它现有技术解决方案(例如JP4203212 B2的图6和图7中示出的方案)与其它问题相关。由于刀片支撑表面一起形成钝角，故而球头立铣刀刀具本体的对应的支撑表面也需要布置成形成钝角。在球头立铣刀刀具本体中的这种布置实质上更难以产生。必然地是，为了产生具有形成钝角的支撑表面的球头立铣刀刀具本体的大体上凹形的构造，必须使用更易于断裂的较小并且/或者更细长的刀具，以便达到待加工的所有表面。

根据本发明的实施方式，所述锐角不大于88°。该布置了提供了用于承受横向于球头立铣刀刀片的轴向中心轴线的切削力的足够的支撑。而且，对于这种锐角，当将球头立铣刀刀片放置到球头立铣刀刀具本体中时，实现了球头立铣刀刀片的充分改进的定位。

根据本发明的实施方式，所述锐角不大于85°。该布置提供了用于承受横向于球头立铣刀刀片的轴向中心轴线的切削力的进一步改进的支撑。而且，对于这种锐角，当将球头立铣刀刀片放置在球头立铣刀刀具本体中时，实现了球头立铣刀刀片的甚至更好的定位。

根据本发明的实施方式，所述锐角是至少70°。小于70°的角度不是优选的，因为用于接纳这种球头立铣刀刀片的球头立铣刀刀具本体更易于受到有害的磨损。

根据本发明的实施方式，轴向刀片支撑表面是大体上平坦的表面。这样，实现了在操作期间轴向力的均匀分布。

根据本发明的实施方式，轴向刀片支撑表面是限定出至少两个分离的接触区域的弯曲表面。该布置提供了甚至更精确的定位。

根据本发明的实施方式，所述轴向刀片支撑表面直接地连接到所述径向刀片支撑表面，这简化了球头立铣刀刀片的制造。

根据本发明的实施方式，所述轴向刀片支撑表面延伸所述刀片支撑表面的大部分。换句话说，轴向刀片支撑表面比径向支撑表面大或者比径向支撑表面延伸得长。据此，在操作期间作用在球头立铣刀刀片上的轴向切削力能够分布在较大的表面上，并且因此由这种轴向切削力造成的磨损减小。

根据本发明的实施方式，所述轴向刀片支撑表面从第一外周侧表面延伸到径向刀片支撑表面。这允许简单且有效地生产球头立铣刀刀片。

根据本发明的实施方式，所述径向刀片支撑表面平行于所述轴向中心轴线。这样，获得了在径向方向上的精确定位。另外，实现了有利的径向支撑和承受横向于球头立铣刀刀片的中心轴线的切削力的能力。

根据本发明的实施方式，所述外周表面包括连接所述径向刀片支撑表面和其中一个所述外周侧表面的横向表面。这允许球头立铣刀刀片的简单且有效的生产。

根据本发明的实施方式，所述刀片支撑表面由所述轴向刀片支撑表面和所述径向刀片支撑表面组成。这允许球头立铣刀刀片的简单且有效的生产。

参考球头立铣刀刀片的特征在上面陈述的优点也分别适用于具有对应的特征的球头立铣刀刀具本体和球头立铣刀，并且将不再重复这些优点。

附图说明

现在通过对本发明的不同实施方式的说明并参考附图来更详细地解释本发明。

图1是根据第一实施方式的球头立铣刀的前视图。

图2是图1中显示的球头立铣刀的侧视图，其中紧固件位于球头立铣刀外侧。

图3是与图1相对应的局部前视图，但是仅显示了球头立铣刀刀具本体。

图4是与图2相对应的局部侧视图，但是仅显示了球头立铣刀刀具本体。

图5是沿着图4中显示的球头立铣刀刀具本体的线IV-IV的横截面图。

图6是图1中显示的球头立铣刀刀片的前视图。

图7是图6的球头立铣刀刀片的透视图。

图8是图6的球头立铣刀刀片的俯视图。

图9是沿着图2中显示的球头立铣刀刀片和球头立铣刀刀具本体的线II-II的横截面图。

具体实施方式

参考图1，图1显示了根据第一实施方式的用于执行仿形铣削操作(即材料去除加工操作)的金属切削刀具的前视图，其呈球头立铣刀1的形式。球头立铣刀1包括球头立铣刀刀片2、球头立铣刀刀具本体3和用于将球头立铣刀刀片2固定到球头立铣刀刀具本体3中的指定位置的紧固件4。图1显示了出在其组装位置的球头立铣刀1。球头立铣刀刀具本体3通常由一块金属合金制成。在第一实施方式中，球头立铣刀刀具本体3由钢制成。球头立铣刀刀片2由比球头立铣刀刀具本体3的材料硬的硬质材料(比如硬质合金)制成。

球头立铣刀1具有大体上伸长形状，并且能够围绕球头立铣刀1的轴向中心轴线C1旋转。所述轴向中心轴线C1在球头立铣刀1的纵向方向上延伸。球头立铣刀1具有轴向前端部分5和轴向后端部分6，球头立铣刀刀片2定位在轴向前端部分5中，而在轴向后端部分6处，球头立铣刀刀具本体3适合于直接地或间接地(即，通过另外的延伸形体)而被联接到机床(未显示)，诸如CNC机床的机床主轴。

因而，球头立铣刀刀具本体3具有大体上伸长形状，并且能够围绕球头立铣刀刀具本体3的轴向中心轴线C3旋转。在图1中显示的组装位置，刀具本体轴向中心轴线C3与球头立铣刀1的轴向中心轴线C1重合。所述刀具本体轴向中心轴线C3在球头立铣刀刀具本体3的纵向方向上延伸。在图1-5中示出的实施方式中，球头立铣刀刀具本体3具有圆柱形基本形状的前刀具本体区段7、圆柱形基本形状的后刀具本体区段9和连接前刀具本体区段7和后刀具本体区段9的具有圆锥状的大体上渐缩形状的中间刀具本体区段8。后刀具本体区段9具有比前刀具本体区段7的直径大的直径，而中间刀具本体区段8的直径在纵向方向上从后刀具本体区段9到前刀具本体区段7减小。根据另一个实施方式(未显示)，球头立铣刀刀具本体3具有圆柱形形状和沿着其整个长度大体上恒定的直径。

参考图3-4，球头立铣刀刀具本体3包括适合于接纳球头立铣刀刀片2的狭槽11。狭槽11位于球头立铣刀1的轴向前端部分5中。因而，狭槽11位于前刀具本体区段7中。狭槽11与球头立铣刀刀具本体3的前端部分12相交。该前端部分12具有大体上圆顶形构造，并且具有截头的平坦最前部。此外，狭槽11在刀具本体轴向中心轴线C3的两个相反侧14、15上与刀具本体3的包络表面13(即前刀具本体区段7的圆柱形包络表面)相交。换句话说，并且如图1和图3中的前视图中示出的那样，狭槽11贯通刀具本体3的前部部分，使得刀具本体3的包络表面13(即，外表面)在刀具本体中心轴线C3的左侧14上以及在刀具本体中心轴线C3的右侧15上被横穿。根据图1-4中示出的实施方式，前刀具本体区段7在刀具本体轴向中心轴线C3的相反的前侧和后侧上设置有切屑流动凹槽10。切屑流动凹槽10大体上轴向地延伸并且一直通到狭槽11。切屑流动凹槽10的纵向延伸比前刀具本体区段7的轴向延伸短。

此外，在图4中示出的侧视图中，所述狭槽11具有大体上凹形的或U形的构造。狭槽11包括面向彼此的两个相对的大体上平坦的内部刀具本体侧表面16、17。更具体地是，狭槽11具有在图4中的刀具本体中心轴线C3的左侧的后侧表面16和在图4中示出的刀具本体中心轴线C3的右侧的前侧表面17。进一步，狭槽11包括轴向后部刀具本体支撑表面18，其将内部刀具本体侧表面16、17相互连接并且适合于接触对应的刀片支撑表面30。因而，内部刀具本体侧表面16、17位于所述轴向后部刀具本体支撑表面18的轴向前方并且一直通到刀具本体3的前端部分12。如也在图4中可看到的那样，狭槽11居中地定位在球头立铣刀刀具本体3中，使得狭槽11的内部刀具本体侧表面16、17大体上平行于刀具本体中心轴线C3延伸，并且后部刀具本体支撑表面18大体上横向于刀具本体中心轴线C3延伸并且与刀具本体中心轴线C3相交。如图4中的侧视图中显示的那样，后部刀具本体支撑表面18被刀具本体中心轴线C3居中地、即在内部刀具本体侧表面16、17之间的中间部分横穿。当将球头立铣刀刀片2固定在狭槽11中时，狭槽11的该中心布置实现良好平衡的刀具。进一步，在所示的实施方式中，狭槽的宽度W1(即内部刀具本体侧表面16、17之间在垂直于刀具本体中心轴线C3的方向上的距离)大体上恒定。在图1-5中示出的实施方式中，宽度W1在轴向方向上以及在垂直于刀具本体中心轴线C3且平行于内部刀具本体侧表面16、17大体上恒定。根据另一个实施方式(未显示)，狭槽11可以朝向前端部分12加宽，以方便插入球头立铣刀刀片2。

进一步，如图3-5中所示，球头立铣刀刀具本体3包括适合于接纳用于将刀片2紧固到刀具本体3中的紧固件4的横向刀具本体通孔40。刀具本体通孔40适合于与球头立铣刀刀片2的通孔37对齐，因而当紧固刀片2时允许紧固件4被接纳在所述刀片通孔37中。刀具本体通孔40与包络表面13和内部刀具本体侧表面16、17相交。刀具本体通孔40大体上横向于刀具本体中心轴线C3延伸。如在图4中的侧视图中示出的那样，刀具本体通孔40具有大体上圆柱形形状，并且具有限定孔中心轴线A1的后部刀具本体通孔部分41和与后部刀具本体通孔部分41大体上对齐的前部刀具本体通孔部分42，使得轴线A1也是前部刀具本体通孔部分42的中心轴线。在示出的实施方式中，孔中心轴线A1大体上垂直于刀具本体中心轴线C3。后部刀具本体通孔部分41与包络表面13的后部和后部内部刀具本体侧表面16相交，而前部刀具本体通孔部分42与包络表面13的前部和前部内部刀具本体侧表面17相交。

如图1-2中可看到的，根据该实施方式，紧固件4是具有头部部分4A、中间柄部部分4B和螺纹部分4C的紧固螺钉。在将球头立铣刀刀片2紧固在狭槽11中时，螺纹部分4C的阳螺纹接合后部刀具本体通孔部分41的阴螺纹，柄部部分4B延伸穿过刀片通孔37，而头部部分4A接触前部刀具本体通孔部分42的沉孔部分43。沉孔部分43限定中心轴线A2，其大体上垂直于刀具本体中心轴线C3。

如图5中示出的那样，刀具本体支撑表面18包括轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20。轴向刀具本体支撑表面19具有在刀具本体3的轴向中心轴线C3的相反侧、即两侧上的表面部分19A、19B。更具体地是，轴向刀具本体支撑表面19没有中断地从包络表面13延伸(在图5中的左侧可见)，一直延伸穿过刀具本体轴向中心轴线C3到径向刀具本体支撑表面20，径向刀具本体支撑表面20整体上位于图5中的刀具本体轴向中心轴线C3的右侧。因此，轴向刀具本体支撑表面19直接地连接到径向刀具本体支撑表面20，即，在这两个刀具本体支撑表面19、20之间没有任何凹部、突起或其它中间部分。根据示出的实施方式，轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20之间的过渡是斜角部分39，其用于减小由于狭槽11中重复的刀片放置引起的磨损。根据另一个实施方式(未显示)，该过渡是尖锐边缘。根据又一个实施方式(未显示)，该过渡是拱形的。

轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20一起形成锐角α。根据一个实施方式，锐角α不大于88°。根据另一个实施方式，锐角α不大于85°。根据另一个实施方式，锐角α是至少70°。在图1-5中示出的实施方式中，锐角α是80°。

通过基于用户需要来合适地布置轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20，可以以不同的方式实现锐角α。在图1-5中示出的实施方式中，径向刀具本体支撑表面20平行于刀具本体3的轴向中心轴线C3，而轴向刀具本体支撑表面19大体上横向于但不垂直于刀具本体轴向中心轴线C3延伸。更具体地是，轴向刀具本体支撑表面19从包络表面13在轴向向前的方向上倾斜到径向刀具本体支撑表面20。换句话说，前端部分12与轴向刀具本体支撑表面19和包络表面13之间的相交部之间的轴向距离D1大于前端部分12与轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20之间的过渡之间的轴向距离D2。因而，由于锐角α的结果，轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20背离彼此。更具体地是，且如从图5中的前视图中看到的那样，轴向刀具本体支撑表面19向上面向左，而径向刀具本体支撑表面20面向右。

进一步，轴向刀具本体支撑表面19延伸刀具本体支撑表面18的大部分。换句话说，轴向刀具本体支撑表面19的面积大于刀具本体支撑表面18的其余小部分的面积。在图5中示出的实施方式中，刀具本体支撑表面18由轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20组成。因此，轴向刀具本体支撑表面19的面积大于径向刀具本体支撑表面20的面积。进一步，如从图5明显的是，轴向刀具本体支撑表面19在垂直于刀具本体中心轴线C3的方向上的延伸大于径向刀具本体支撑表面20在平行于刀具本体中心轴线C3的方向上的延伸。因为狭槽11的宽度W1是恒定的，所以轴向刀具本体支撑表面19具有宽度W1且径向刀具本体支撑表面20具有宽度W1，如在图4中的侧视图中看到的那样。狭槽11还包括连接径向刀具本体支撑表面20和包络表面13的横向狭槽表面38。横向狭槽表面38大体上横向于刀具本体中心轴线C3延伸。如图5中示出的那样，横向狭槽表面38位于刀具本体中心轴线C3的右侧并且处在轴向刀具本体表面19以及径向刀具本体表面20的轴向后面或下面的水平高度上。换句话说，前端部分12和横向狭槽表面38之间的轴向距离D3大于前端部分12与轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20之间的过渡之间的轴向距离D2。而且，前端部分12和横向狭槽表面38之间的轴向距离D3大于前端部分12与轴向刀具本体支撑表面19和包络表面13之间的相交部之间的轴向距离D1。因此，刀具本体支撑表面18和横向狭槽表面38形成狭槽11的底部。如图5中示出的，刀具本体支撑表面18延伸前刀具本体区段7的直径的大部分，而横向狭槽表面38延伸前刀具本体区段7的直径的小部分。根据示出的实施方式，刀具本体支撑表面18延伸刀具本体区段7的直径的大于80％，并且横向狭槽表面38延伸前刀具本体区段7的直径的小于20％。

在图6-8中，更详细地显示了图1和图2的球头立铣刀刀片2。球头立铣刀刀片2包括具有轴向中心轴线C2的刀片本体22。球头立铣刀刀片2具有大体上板状形状，并且包括两个相反的大体上平坦(即，平面的)刀片侧表面23、24，即前刀片侧表面23和后刀片侧表面24。进一步，球头立铣刀刀片2包括连结两个侧表面23、24的外周表面25。外周表面25包括在刀片2的第一轴向前端28处的两个拱形表面26、27和在刀片2的第二轴向后端29处的刀片支撑表面30。拱形表面26、27从第一轴向前端28的轴向中心区域31(即从以轴向中心轴线C2为中心的表面部分)轴向地向后延伸。拱形表面26、27关于刀片2的轴向中心区域31在相反侧上对称地定位。因而，拱形表面26、27关于轴向中心轴线C2在相反侧上对称地定位。球头立铣刀刀片2还包括两个切削刃46、47，所述切削刃形成在相应的拱形表面26、27与相应的刀片侧表面23、24中的切屑控制凹槽48、49的相交部处。相应地是，第一切削刃46形成在第一拱形表面26和在刀片侧表面23中的切屑控制凹槽48的外部部分50之间的相交部处，在图6-7中的刀片中心轴线C2的左侧。第二切削刃47形成在第二拱形表面27和在刀片侧表面24中的切屑控制凹槽49的外部部分51的相交部处，如图7中的刀片中心轴线C2的右侧和图8的俯视图中所示。进一步，如图8中可看到的那样，两个切削刃46、47在刀片的轴向中心处、即在轴向中心轴线C2与外周表面25相交的地方汇合，该轴向中心是球头立铣刀刀片2的前端28的轴向最靠前的点。

刀片支撑表面30包括轴向刀片支撑表面34和径向刀片支撑表面35。轴向刀片支撑表面34大体上横向于刀片轴向中心轴线C2延伸，并且以非直角与刀片轴向中心轴线C2相交。进一步，轴向刀片支撑表面34具有在刀片轴向中心轴线C2的相反侧(即两侧)上的表面部分34A、34B。径向刀片支撑表面35大体上平行于刀片轴向中心轴线C2延伸。外周表面25还包括在刀片2的轴向后端29处的横向表面36。刀片横向表面36大体上垂直于刀片轴向中心轴线C2延伸。

此外，球头立铣刀刀片2包括邻接拱形表面26、27的外周侧表面32、33。更具体地是，在图6中的刀片轴向中心轴线C2的左侧的第一外周侧表面32连接拱形表面26与轴向刀片支撑表面34，而在图6中的刀片轴向中心轴线C2的右侧的第二外周侧表面33连接拱形表面27与横向表面36。第一和第二外周侧表面32、33从相应的拱形表面26、27在朝向刀片轴向中心轴线C2的方向上倾斜。横向表面36在其与第二外周侧表面33相反的端部处还连接到径向刀片支撑表面35。因而，横向表面36整体地位于刀片轴向中心轴线C2的一侧，即，在图6中的右侧。根据示出的实施方式，刀片横向表面36是球头立铣刀刀片2的轴向最后部分。换句话说，轴向前端28和刀片横向表面36之间的轴向距离H1大于轴向前端28与在轴向刀片支撑表面34和第一外周侧表面32之间的相交部之间的轴向距离H2。根据另一个实施方式(未显示)，轴向距离H1大体上等于轴向距离H2。根据又一个实施方式(未显示)，轴向前端28和刀片横向表面36之间的轴向距离H1小于轴向前端28与在轴向刀片支撑表面34和第一外周侧表面32之间的相交部之间的轴向距离H2。

如图6-7中示出的那样，轴向刀片支撑表面34从第一外周侧表面32没有中断地延伸(在图6中的左侧可见)，一直延伸穿过刀片轴向中心轴线C2到径向刀片支撑表面35，该径向刀片支撑表面35整体地定位到图6中刀片轴向中心轴线C2的右侧。相应地是，轴向刀片支撑表面34直接地连接到径向刀片支撑表面35，即，在这两个刀片支撑表面34、35之间没有任何凹部、突起或其它中间部分。根据示出的实施方式，轴向刀片支撑表面34和径向刀片支撑表面35之间的过渡是拱形部分44。根据另一个实施方式(未显示)，该过渡是尖锐边缘。根据又一个实施方式(未显示)，该过渡是斜角部分。

轴向刀片支撑表面34和径向刀片支撑表面35一起形成锐角β。根据一个实施方式，锐角β不大于88°。根据另一个实施方式，锐角β不大于85°。根据另一个实施方式，锐角β是至少70°。优选地是，由轴向刀片支撑表面34和径向刀片支撑表面35形成的锐角β与由轴向刀具本体支撑表面19和径向刀具本体支撑表面20形成的对应的锐角α大体上相同。在图6-8中示出的实施方式中，锐角β是80°。

通过基于用户需要来合适地布置轴向刀片支撑表面34和径向刀片支撑表面35，可以以不同的方式实现锐角β。在图6-8中示出的实施方式中，径向刀片支撑表面35平行于刀片轴向中心轴线C2，而轴向刀片支撑表面34大体上横向于但不垂直于刀片轴向中心轴线C2延伸。更具体地是，轴向刀片支撑表面34从第一外周侧表面32在轴向向前的方向上倾斜到径向刀片支撑表面35。换句话说，前端28与在轴向刀片支撑表面34和第一外周侧表面32之间的相交部之间的轴向距离H2大于前端28与在轴向刀片支撑表面34和径向刀片支撑表面35之间的过渡之间的轴向距离H3。因而，作为锐角β的结果，轴向刀片支撑表面34和径向刀片支撑表面35面向彼此。更具体地是，且如图6中的前视图中看到的那样，轴向刀片支撑表面34向下面向右，而径向刀片支撑表面35面向左。

进一步，轴向刀片支撑表面34延伸刀片支撑表面30的大部分。换句话说，轴向刀片支撑表面34的面积大于刀片支撑表面30的其余小部分的面积。在图6-8中示出的实施方式中，刀片支撑表面30由轴向刀片支撑表面34和径向刀片支撑表面35组成。相应地是，轴向刀片支撑表面34的面积大于径向刀片支撑表面35的面积。如从图6明显的是，轴向刀片支撑表面34在垂直于刀片中心轴线C2的方向上的延伸大于径向刀片支撑表面35在与刀片中心轴线C2平行的方向上的延伸。根据示出的实施方式，横向表面36的面积类似于但不等于径向刀片支撑表面35的面积。更进一步，横向表面36是大体上平坦的表面。根据另一个实施方式(未显示)，横向表面36的面积大于径向刀片支撑表面35的面积。根据又一个实施方式(未显示)，横向表面36的面积小于径向刀片支撑表面35的面积。

根据一个实施方式(未显示)，轴向刀片支撑表面34是大体上平坦的表面，即，具有沿其从第一外周侧表面32到径向刀片支撑表面35的延伸的平坦的或平面的构造。在如图6-8中示出的实施方式中，轴向刀片支撑表面34是限定出两个分离的接触区域52、53的弯曲(即非平面)表面，这两个分离的接触区域52、53适合于当球头立铣刀刀片2被固定在球头立铣刀刀具本体3中时接触轴向刀具本体支撑表面19。更具体地是，轴向刀片支撑表面34具有在图7中的刀片中心轴线C2的左侧的第一接触区域52(其较靠近第一外周侧表面32)，和在图7中的刀片中心轴线C2的右侧的第二接触区域53，第二接触区域53较靠近横向表面36并且连接到径向接触表面35。进一步，轴向刀片支撑表面34沿其至少一部分具有大体上凹形的构造，使得轴向刀片支撑表面34的中心部分54(其位于所述两个分离的接触区域52、53之间并且与刀片中心轴线C2相交)整体地比接触区域52、53更靠近球头立铣刀刀片2的刀片通孔37。这样，当将球头立铣刀刀片2紧固在球头立铣刀刀具本体3的狭槽11中时，轴向刀片支撑表面34的中心部分54将不接触轴向刀具本体支撑表面19。这在图9中示出，其中在中心部分54和轴向刀具本体支撑表面19之间存在间隙，并且其中仅轴向刀片支撑表面34的接触区域52、53与轴向刀具本体支撑表面19接触。进一步，如图7中示出的，轴向刀片支撑表面34是弯曲的，使得在第一接触区域52和与第一外周侧表面32的过渡之间的拐角部分55在朝向刀片2的前端28的方向(即，在图6中向上)上远离第一接触区域52弯曲。相应地是，当将球头立铣刀刀片2紧固在球头立铣刀刀具本体3的狭槽11中时，轴向刀片支撑表面34的拐角部分55将不接触轴向刀具本体支撑表面19。这在图9中示出，其中在拐角部分55和轴向刀具本体支撑表面19之间存在间隙。从图9还明显的是，当将球头立铣刀刀片2紧固在球头立铣刀刀具本体3的狭槽11中时，横向表面36将不接触刀具本体3。因而，在组装位置，在刀片2的横向表面36和球头立铣刀刀具本体3的横向狭槽表面38之间存在间隙。

进一步，刀片通孔37与所述刀片侧表面23、24相交。刀片通孔37限定中心轴线A3，中心轴线A3大体上垂直于刀片轴向中心轴线C2。刀片通孔37适合于接纳紧固件4，以用于将球头立铣刀刀片2紧固在球头立铣刀刀具本体3的狭槽11中。因而，刀片通孔37足够得大，以接纳紧固件4，即，接纳紧固件4的至少部分4B、4C。而且，刀片通孔37构造用以当紧固球头立铣刀刀片2时允许与紧固件的至少一部分4B协作配合，以便将轴向刀片支撑表面34推动成接触轴向刀具本体支撑表面19以及将径向刀片支撑表面35推动成接触径向刀具本体支撑表面20。

根据示出的实施方式，径向刀片支撑表面35是大体上平坦表面，即，沿其从轴向刀片支撑表面34到横向表面36的延伸具有平坦构造。根据另一个实施方式(未显示)，径向刀片支撑表面35是限定一个或多个分离的接触区域的弯曲表面。

如图8中示出的那样，球头立铣刀刀片2具有厚度T，其仅略微小于狭槽11的宽度W1。该厚度T以及宽度W1可以基于用户需要来配置。根据一个实施方式，厚度T大于1.5mm，但不大于6mm。根据另一个实施方式，厚度T大于2mm，但不大于5mm。在图1-9中示出的实施方式中，厚度T是3mm。进一步，根据一个实施方式，宽度W1大于厚度T不超过20μm。根据另一个实施方式，宽度W1大于厚度T不超过10μm。

在球头立铣刀1的组装位置，如图1示出的那样，球头立铣刀刀片2被接纳在刀具本体3的狭槽11中，同时刀片中心轴线C2与刀具本体中心轴线C3对齐。进一步，刀片通孔37与刀具本体通孔40对齐，且紧固件4延伸穿过刀具本体通孔40和刀片通孔37，同时将刀片2固定到刀具本体3，使得轴向刀片支撑表面34接触轴向刀具本体表面19且径向刀片支撑表面35接触径向刀具本体支撑表面20。进一步，在如图1中示出的组装位置，并且也在图9中可见，球头立铣刀刀片2构成球头立铣刀1的侧外周和前外周。因而，刀片外周侧表面32、33之间的在垂直于球头立铣刀中心轴线C1的方向上的距离大于前刀具本体区段7的直径。而且，在组装位置，刀片2的前端部分28轴向地定位在刀具本体前端部分12的前面。

根据图1-9中示出的实施方式，刀具本体通孔40和刀片通孔37布置用以实现刀片2在刀具本体3中的有利紧固。刀具本体通孔部分41、42对齐，并且因而具有共同的孔中心轴线A1。然而，前部刀具本体通孔部分43的沉孔部分43的中心轴线A2相对于中心轴线A1略微偏移。换句话说，两个中心轴线A1、A2没有完全对齐。在示出的实施方式中，沉孔部分43的中心轴线A2平行于刀具本体通孔部分41、42的中心轴线A1，但是相对于刀具本体通孔部分41、42的中心轴线A1移位。在图3中，沉孔部分43的中心轴线A2的位置在向下左侧方向上相对于刀具本体通孔部分41、42移位。这也在图4中以夸大尺寸示出，其中沉孔部分轴线A2的位置处在孔部分轴线A1的位置下方或轴向后方。两个轴线A1、A2之间的偏移可以基于用户需要来选择。根据一个实施方式，在这两个轴线A1和A2之间的偏移(即，最短距离)不大于0.2mm。根据另一个实施方式，在这两个轴线A1和A2之间的偏移是至少0.1mm。在图1-9中示出的实施方式中，在这两个轴线A1和A2之间的偏移是0.15mm。进一步，根据一个实施方式，该偏移被选择以便在紧固紧固件4时实现所产生的紧固力F(如图9中示出的那样)，该紧固力F以相对于刀具本体轴向中心轴线C3的角度ω在向下左侧方向上将刀片2压靠于刀具本体3。在示出的实施方式中，角度ω是10°。该角度已经证明在获得刀片2在刀具本体3的狭槽11中的可靠紧固方面是有效的。然而，对于角度ω的其它值(包括大于10°的值和小于10°的值)，已经观察到积极的效果。

当将刀片2定位在狭槽11中时，刀片通孔中心轴线A3与刀具本体通孔40对齐，并且因而平行于前部刀具本体通孔部分42和后部刀具本体通孔部分41的中心轴线A1。当将球头立铣刀刀片2紧固在狭槽11中时，紧固件4将首先插入穿过前部刀具本体通孔部分42，其次插入穿过刀片通孔37，并且第三插入后部刀具本体通孔部分41中，使得螺纹部分4C的阳螺纹接合后部刀具本体通孔部分41的阴螺纹。由于沉孔部分的中心轴线A2相对于通孔部分41、42的中心轴线A1偏移，所以当紧固紧固件并且紧固件的头部部分4A接合沉孔部分43时，紧固件将略微倾斜，即，不与刀片通孔中心轴线A3完全平行。相应地是，在紧固紧固件4时，紧固件的柄部部分4B将接触刀片通孔37的表面56，从而同时将轴向刀片支撑表面34以其接触区域52、53压靠于轴向刀具本体支撑表面19，并且将径向刀片支撑表面35压靠于径向刀具本体支撑表面20。根据一个实施方式，且如图7中示出的那样，刀片通孔37不是完全圆柱形的，即，表面56不是真实的圆柱形表面。而是，刀片通孔37是稍微卵形的，使得刀片通孔37的直径在大体上横向于(即大体上垂直于)刀片中心轴线C2的方向上的直径比刀片通孔37在平行于刀片中心轴线C2的方向上略大。更具体地是，刀片通孔37的表面56包括两个部分表面56A、56B，每一个部分表面具有圆柱形构造。这两个部分表面56A、56B一起赋予刀片通孔37的其卵形形状，这使得紧固件4能够在紧固件4的紧固期间仅接触表面56的轴向后部部分。这样，球头立铣刀刀片2在侧向方向(即，球头立铣刀刀具本体3的径向方向或大体上横向于球头立铣刀刀具本体3的轴向中心轴线C3的方向)上的定位主要地是由刀具本体支撑表面18和刀片支撑表面30的相互作用来控制，并且不那么多地由紧固件柄部部分4B和刀片通孔37的表面56之间的相互作用控制。根据另一个实施方式(未显示)，刀片通孔37是大体上圆柱形的。

如从以上参考图1-9的描述明显的是，首先，球头立铣刀刀片2在前端28处具有关于中心轴线C2或轴向中心区域31对称地布置的特征。例如，拱形表面26、27从第一轴向前端28的轴向中心区域31轴向地向后延伸，并且关于刀片2的轴向中心区域31在相反侧上对称地定位。其次，球头立铣刀刀片2在后端29处具有关于中心轴线C2不对称地布置的其它特征。具体地是，在后端29处的外周表面25的总体构造关于中心轴线C2不对称。而且，刀片支撑表面30关于中心轴线C2不对称。

以对应的方式，球头立铣刀刀具本体3具有关于刀具本体3的中心轴线C3不对称地布置的其前刀具本体区段7的特征。具体地是，刀具本体支撑表面18的总体构造关于刀具本体中心轴线C3不对称。

当组装时，球头立铣刀1特别地适合于进行仿形铣削操作，其中通过使球头立铣刀1围绕其中心轴线C1旋转并且大体上横向于所述中心轴线C1进刀球头立铣刀1，使得球头立铣刀刀片与工件进行材料去除接合，从而在工件(未显示)中产生形态，通常使用小于1mm的切口深度D_C。相应地是，球头立铣刀1特别地适合于精加工操作。

上面描述的球头立铣刀的尺寸可以基于用户需要来配置。例如，球头立铣刀1在组装状态的总长度可以是90mm或更大，但通常不大于300mm。球头立铣刀刀具本体3的直径的示例包括从6mm到50mm的直径。进一步，刀具本体的直径d和总长度L之间的关系优选地是配置成使得L/d是至少6但不大于20。

本发明不限于所公开的实施方式，而是在所附权利要求书的范围内可以改变和修改。

尽管根据上述实施方式的球头立铣刀已经被描述为没有用于将流体(诸如冷却剂)朝向切削区域(即，切削刃的工作部分)引导的装置，但是该球头立铣刀也适合于与这种流体引导装置一起使用。这种流体引导装置可以是外部的，例如与球头立铣刀间隔开的流体供应管，或者可以是内部的。在内部流体引导装置的情形中，这种装置可以包括在球头立铣刀刀具本体中的一个或多个流体供应通道。进一步，这种内部流体引导装置可以包括布置在球头立铣刀刀片侧表面23、24上和/或布置在球头立铣刀刀具本体内部侧表面16、17上的流体供应通道，否则这种表面具有大体上平坦的构造。此外，尽管根据上述实施方式的球头立铣刀刀具本体已经被描述为一件式刀具本体，但是根据其它可设想的实施方式，球头立铣刀刀具本体包括两个刀具本体部分，其中前部刀具本体部分(狭槽位于其中)被可拆卸地安装到后部刀具本体部分，例如经由螺纹连接。

进一步，球头立铣刀刀片可构造有另外和/或其它的切屑控制或断屑几何形状。

另外，可以设想其它类型的紧固件(比如不同构造的紧固螺纹)或甚至夹紧构件。

在本申请中，诸如“包括”等术语的使用是开放式的，并且意图具有与诸如“包含”等的术语相同的意思，并且不排除其它结构、材料或行为的存在。类似地是，尽管诸如“能够”或“可以”等的术语的使用意图是开放式的并且反映了结构、材料或行为不是必需的，但是没有使用这种术语不意图反映结构、材料或行为是必不可少的。在结构、材料或行为目前被认为是必不可少的情况下，它们被这样认为。诸如“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“前”和“后”等的术语指的是在当前的附图中所显示的和技术人员所理解的特征。

Claims (24)

1.一种球头立铣刀刀片(2)，包括：

刀片本体(22)，所述刀片本体具有轴向中心轴线(C2)，

两个相反的大体上平坦的刀片侧表面(23、24)，

外周表面(25)，所述外周表面连结两个所述刀片侧表面(23、24)，所述外周表面(25)包括在所述刀片的第一轴向前端(28)处的两个拱形表面(26、27)和在所述刀片的第二轴向后端(29)处的刀片支撑表面(30)，所述拱形表面(26、27)从所述第一轴向前端(28)的轴向中心区域(31)轴向地向后延伸，并且关于所述刀片的所述轴向中心区域(31)在相反侧上对称地定位，

外周侧表面(32、33)，所述外周侧表面邻接所述拱形表面(26、27)，

刀片通孔(37)，所述刀片通孔与所述刀片侧表面(23、24)相交，

所述刀片支撑表面(30)包括轴向刀片支撑表面(34)和径向刀片支撑表面(35)，所述轴向刀片支撑表面(34)具有在所述刀片的所述轴向中心轴线(C2)的相反侧上的表面部分(34A、34B)，

其特征在于，

所述轴向刀片支撑表面(34)和所述径向刀片支撑表面(35)一起形成锐角(β)。

2.根据权利要求1所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述锐角(β)不大于88°。

3.根据权利要求2所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述锐角(β)不大于85°。

4.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述锐角(β)是至少70°。

5.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述轴向刀片支撑表面(34)是大体上平坦的表面。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述轴向刀片支撑表面(34)是限定出至少两个分离的接触区域(52、53)的弯曲表面。

7.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述轴向刀片支撑表面(34)直接连接到所述径向刀片支撑表面(35)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述轴向刀片支撑表面(34)延伸所述刀片支撑表面(30)的大部分。

9.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述轴向刀片支撑表面(34)从第一外周侧表面(32)延伸到所述径向刀片支撑表面(35)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述径向刀片支撑表面(35)平行于所述轴向中心轴线(C2)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述外周表面(25)包括横向表面(36)，所述横向表面(36)连接所述径向刀片支撑表面(35)和其中一个所述外周侧表面(33)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述刀片支撑表面(30)由所述轴向刀片支撑表面(34)和所述径向刀片支撑表面(35)组成。

13.根据前述权利要求中任一项所述的球头立铣刀刀片，其特征在于，所述球头立铣刀刀片还包括两个切削刃(46、47)，所述切削刃(46、47)形成在相应的拱形表面(26、27)与相应的所述刀片侧表面(23、24)中的切屑控制凹槽(48、49)的相交部处。

14.一种用于接纳根据权利要求1-13中任一项所述的球头立铣刀刀片(2)的球头立铣刀刀具本体(3)，

所述刀具本体(3)具有大体上伸长的形状并且能够围绕轴向中心轴线(C3)旋转，所述轴向中心轴线在所述刀具本体的纵向方向上延伸，

所述刀具本体(3)包括：

狭槽(11)，所述狭槽(11)用于接纳所述刀片(2)，所述狭槽(11)与所述刀具本体的前端部分(12)相交并且在所述轴向中心轴线(C3)的两个相反侧上与所述刀具本体的包络表面(13)相交，所述狭槽(11)包括面向彼此的两个相对的大体上平坦的内部刀具本体侧表面(16、17)和用于接触对应的刀片支撑表面(30)的轴向后部刀具本体支撑表面(18)，所述刀具本体支撑表面(18)包括轴向刀具本体支撑表面(19)和径向刀具本体支撑表面(20)，所述轴向刀具本体支撑表面(19)具有在所述刀具本体的所述轴向中心轴线(C3)的相反侧上的表面部分(19A、19B)，和

横向刀具本体通孔(40)，所述横向刀具本体通孔(40)与所述包络表面(13)和所述内部刀具本体侧表面(16、17)相交，所述刀具本体通孔(40)适合于与所述刀片通孔(37)对齐并且接纳用于将所述刀片(2)紧固到所述刀具本体(3)中的紧固件(4)，

其特征在于，

所述轴向刀具本体支撑表面(19)和所述径向刀具本体支撑表面(20)一起形成锐角(α)。

15.根据权利要求14所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述锐角(α)不大于88°。

16.根据权利要求15所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述锐角(α)不大于85°。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述锐角(α)是至少70°。

18.根据权利要求14-17中任一项所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述轴向刀具本体支撑表面(19)直接地连接到所述径向刀具本体支撑表面(20)。

19.根据权利要求14-18中任一项所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述轴向刀具本体支撑表面(19)延伸所述刀具本体支撑表面(18)的大部分。

20.根据权利要求14-19中任一项所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述轴向刀具本体支撑表面(19)从所述包络表面(13)延伸到所述径向刀具本体支撑表面(20)。

21.根据权利要求14-20中任一项所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述径向刀具本体支撑表面(20)平行于所述刀具本体的所述轴向中心轴线(C3)。

22.根据权利要求14-21中任一项所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述狭槽(11)包括横向狭槽表面(38)，所述横向狭槽表面(38)连接所述径向刀具本体支撑表面(20)和所述包络表面(13)。

23.根据权利要求22所述的球头立铣刀刀具本体，其特征在于，所述刀具本体支撑表面(18)由所述轴向刀具本体支撑表面(19)和所述径向刀具本体支撑表面(20)组成。

24.一种球头立铣刀(1)，包括：

根据权利要求1-13中任一项所述的球头立铣刀刀片(2)，

根据权利要求14-23中任一项所述的球头立铣刀刀具本体(3)，和紧固件(4)，其中

在组装位置，

所述刀片(2)被接纳在所述刀具本体(3)的所述狭槽(11)中，

所述刀片中心轴线(C2)与所述刀具本体中心轴线(C3)对齐，

所述刀片通孔(37)与所述刀具本体通孔(40)对齐，

所述紧固件(4)延伸穿过所述刀具本体通孔(40)和所述刀片通孔(37)，同时将所述刀片固定到所述刀具本体，

所述轴向刀片支撑表面(34)接触所述轴向刀具本体支撑表面(19)，并且所述径向刀片支撑表面(35)接触所述径向刀具本体支撑表面(20)。