本發(fā)明涉及金屬切削，并且尤其涉及用于在金屬工件中銑削螺紋的刀具。

背景技術：

1、已知用于在金屬工件中加工螺紋的各種方法。一種這樣的方法是螺紋銑削，其中通過使用旋轉的螺紋銑削刀具的圓形斜切移動，即使用螺旋內(nèi)插刀具路徑來產(chǎn)生螺紋，其中在沿著工件表面的一次旋轉期間，刀具沿著旋轉軸線移動對應于螺距的距離。

2、一些螺紋銑削刀具包括通常由硬質合金制成的可更換的切削元件或刀片。wo2005080037公開了一種狹槽銑削刀，在該狹槽銑削刀中，單個切削刀片安裝在位于刀具的前部的狹槽中。切削刀片具有兩組徑向相對的切削齒，其布置成在切削期間接合工件。切削刀片具有與狹槽中的鋸齒協(xié)作的鋸齒，以用于穩(wěn)定切削刀片在螺紋銑削刀的徑向方向上的定位。

3、作為任何其它切削元件，螺紋銑削切削元件在切削工藝期間經(jīng)受磨損，并且最終將磨損掉并需要更換。出于效率和經(jīng)濟原因，可能期望盡可能長時間地使用切削元件。

4、因此，需要增加用于螺紋銑削刀具的切削元件的刀具壽命。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是減輕現(xiàn)有技術的缺點，并提供一種用于上述類型的螺紋銑削刀具的切削元件，該切削元件可以在不得不更換之前長時間使用。

2、因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于螺紋銑削刀具的切削元件，該切削元件包括彼此相反布置并且面向相反方向的第一主表面和第二主表面，以及連接第一主表面和第二主表面的周邊表面。該周邊表面包括偶數(shù)個數(shù)的周邊子表面，該偶數(shù)個數(shù)的周邊子表面成對地布置在該切削元件的相反側上并且面向相反方向。對于每對周邊子表面，一個子表面包括具有面向第一方向的前刀面的一個或多個螺紋切削齒，并且相反的子表面包括非切削表面和/或具有面向第二方向的前刀面的一個或多個螺紋切削齒，其中第二方向與第一方向相反。周邊子表面的數(shù)量至少為四個。

3、因此，切削元件是能夠轉位的，即，能夠在螺紋銑削刀具主體的狹槽內(nèi)以至少兩個不同的定向上安裝，使得不同對的周邊子表面根據(jù)切削元件安裝在哪個定向上而是起作用的。因此，延長了切削元件的刀具壽命。能夠轉位的切削元件目前已知用于許多不同種類的切削刀具，但未用于本文所述類型的螺紋銑削刀具。

4、可能優(yōu)選的是，每對周邊子表面的兩個子表面都包括一個或多個螺紋切削齒，因為這將提供高生產(chǎn)率。然而，還可以設想到的是，每對周邊子表面中的僅一個子表面包括一個或多個螺紋切削齒，并且相反的子表面僅包括非切削表面，例如平坦表面，該平坦表面被布置成使得當該切削元件安裝在該螺紋銑削刀具主體的狹槽內(nèi)時，該平坦表面不延伸超過該刀具主體的周邊，或者至少不延伸太遠而以至于干擾螺紋切削工藝。

5、第一主表面和第二主表面可以是在彼此平行的平面中延伸的平坦表面或基本上平坦的表面。中心中性平面位于第一主表面和第二主表面在其中延伸的平面之間，并且可以平行于這些平面延伸。該切削元件的中心軸線垂直于該中心中性平面從第一主表面延伸到第二主表面。

6、該切削元件可以包括通孔，該通孔沿著該切削元件的中心軸線從第一主表面延伸到第二主表面。當例如通過使用螺釘或其它緊固元件將該切削元件固定在螺紋銑削刀具主體的狹槽內(nèi)時，可以使用這種通孔。

7、每個螺紋切削齒可以包括前刀面和后刀面（或間隙面），以及切削刃，該切削刃形成在該前刀面和該后刀面之間的相交處。

8、該螺紋切削齒的前刀面可以在對應于或平行于第一主表面和第二主表面在其中延伸的平面的相應平面中延伸。換句話說，彼此相反的第一方向和第二方向可以垂直于這樣的平面。

9、在其它實施例中，該前刀面不位于與第一主表面和第二主表面在其中延伸的平面平行的平面中，而是可以相對于這樣的平面傾斜，例如以便獲得最佳前刀角。此外，每個前刀面不一定是平坦表面，而是可以具有部分彎曲的形狀，并且包括附加的幾何特征，諸如切屑凹槽，以改善操作，例如更平滑的切削、改善的斷屑等。

10、此外，可以設想到的是，該齒的前刀面也可以沿著周邊子表面在周向方向上朝向該中心平面略微傾斜，從而產(chǎn)生小的螺旋角，以用于更平滑的切削。

11、彼此相反的第一方向和第二方向應當被理解為，至少當在切削元件的側視圖中、沿著與相應的相對的周邊子表面延伸的方向平行的方向、朝向該周邊表面觀察時是相反的。

12、與第一方向相反的第二方向對應于這樣的布置結構，其中在相對的周邊子表面上的螺紋切削齒的相應前刀面上的對應點處的表面法線、位于中心平面中或位于中心平面的不同側上的點，均將在其不同側上朝向該中心平面指向或遠離該中心平面指向。

13、切削元件可以具有正的基本形狀。還可以設想到的是，該切削元件是負的。該切削元件可以由耐磨材料制成，諸如硬質合金。

14、每對周邊子表面布置在該切削元件的相對側上并且面向相反的方向。當參考該周邊子表面所面向的方向時使用的相反方向應當被理解為至少當在第一主表面或第二主表面的平面視圖中觀察時彼此相反的方向。

15、鑒于周邊子表面包括一個或多個螺紋切削齒，如本文所用，此類周邊子表面所面向的方向應理解為在不存在此類齒的情況下所述表面將面向的方向，或此類螺紋切削齒突出的方向。當在第一或第二主表面的平面視圖中觀察時，該方向將是相對于該切削元件的中心軸線的徑向方向，該方向從該周邊子表面向外并且垂直于該螺紋切削齒在周邊子表面上成排地布置所沿的方向。

16、對于一些實施例，一對周邊子表面的相應子表面上的任何兩個徑向上相對的點（即，相對于切削元件的中心軸線和中心平面兩者的相對側上的點）的表面法線將是平行的，但在遠離彼此的相反方向上延伸，即，此類表面法線之間的角度將為180°。

17、該周邊子表面可以沿著該周邊表面在完全圍繞該切削元件的中心軸線的周向方向上一個接一個地彼此鄰接，例如，沒有該周邊表面的其它中間區(qū)段位于周邊子表面之間。因此，該周邊表面可以完全由該周邊子表面形成，但是還可以設想到的是，該周邊表面可以包括不被認為是根據(jù)本公開的任何周邊子表面的部分的附加部段，例如，該周邊表面可以包括面向與任何周邊子表面不同的方向的部分。

18、根據(jù)一些實施例，該切削元件具有六個周邊子表面。優(yōu)選地是，該周邊子表面圍繞該切削元件的周邊表面對稱地布置。具有六個周邊子表面的切削元件不僅提供增加的刀具壽命，因為能夠轉位多達三次，而且還具有以下設計，該設計使得特別容易提供合適的接觸表面，該接觸表面布置成鄰接螺紋銑削刀具主體的狹槽中的對應支撐表面，這可以幫助使該切削元件相對于該螺紋銑削刀具主體穩(wěn)定。然而，還可以設想到的是，該切削元件可以具有更少的（諸如四個）或更多的（諸如八個或十個）周邊子表面，并且合適的接觸表面也可以應用在這種切削元件上。

19、根據(jù)一些實施例，每個周邊子表面包括一個或多個非切削表面和一個或多個螺紋切削齒。非切削表面可以位于該中心中性平面的任一側或兩側。優(yōu)選地是，每個周邊子表面具有相同數(shù)量的螺紋切削齒。根據(jù)一些實施例，每個周邊子表面包括沿著該周邊子表面成排布置的兩個或更多個螺紋切削齒。可能是有益的的是，具有盡可能多的切削齒。然而，根據(jù)切削元件的尺寸和被加工的螺紋的類型（例如，螺距和尺寸），可以限制能夠應用在周邊子表面上的切削齒的數(shù)量。根據(jù)一些實施例，每個周邊子表面具有三個螺紋切削齒。

20、如果在每個周邊子表面上具有多于一個的切削齒，則獲得一定程度的冗余，使得該切削元件不依賴于所有切削齒都未被損壞。例如，即使周邊子表面上的一排齒中的一個齒以某種方式磨損掉或損壞，該切削元件也不一定需要立即轉位或更換，因為該排中的其余未損壞的齒將確保在工件中加工出正確的螺紋輪廓。因此，如果在每個周邊子表面上具有成排地布置的兩個或更多個螺紋切削齒，則可以增加刀具壽命。

21、根據(jù)一些實施例，當在第一主表面或第二主表面的平面視圖中觀察時，沿著該周邊表面的兩個相鄰的周邊子表面面向的方向相差的角度等于360°除以周邊子表面的總數(shù)。因此，該周邊子表面將圍繞切削元件的中心軸線對稱地布置，從而形成以下的切削元件，該切削元件在第一主表面或第二主表面的平面視圖中具有規(guī)則多邊形的大致形狀，該規(guī)則多邊形具有與該周邊子表面的數(shù)量相對應的多個邊。因此，該切削元件將能夠容易以不同的定向安裝在螺紋銑削刀具主體的狹槽內(nèi)。

22、根據(jù)一些實施例，其中該切削元件包括六個周邊子表面，相鄰的周邊子表面中的齒的相應前刀面面向不同的方向。不同的方向可以完全相反，如果相應的前刀面在彼此平行的平面中延伸，則將是這種情況。另一方面，如果該前刀面以不平行方式布置，則相應的前刀面所面向的方向可能不完全相反。在任何情況下，當位于切削元件的中心平面的不同側時，兩個相應的前刀面都將面向中心平面或背對中心平面。

23、這種構造對于具有六個周邊子表面的切削元件可能是優(yōu)選的，但是這種構造也可以應用于具有更多數(shù)量的（諸如十個）周邊子表面的切削元件。因此，該切削元件的轉位可以通過相對于螺紋銑削刀具主體使該切削元件圍繞其中心軸線旋轉對應于2?360/n的角度來執(zhí)行，其中n是周邊子表面的數(shù)量。換句話說，對于具有圍繞該切削元件的中心軸線對稱布置的六個周邊子表面的切削元件，通過使該切削元件圍繞其中心軸線旋轉120°的角度來進行轉位。

24、根據(jù)一些實施例，每個螺紋切削齒的前刀面包括切屑凹槽。導致增加的（更加正的）前刀角的切屑凹槽可以改善切屑形成控制，并且在加工某些工件材料時可能是有益的。例如，這種切屑凹槽可以導致減小的切削力和降低的溫度，從而提供加工工件的改善的表面完整性。

25、根據(jù)一些實施例，切削元件是單一形體。這種單一形體可以是完全由硬質合金制成的形體，其被直接壓制并燒結成其最終形狀，或者其由多個部分組合而成，所述多個部分在燒結期間彼此以不可拆卸方式連接，或者例如通過釬焊或用于將所述部分連接成單一形體的任何其它合適的方式。例如，這種切削元件可以由彼此連接的兩個相同部分形成，其中每個相同部分具有至少四個周邊子表面，每個周邊子表面具有非切削表面或者一個或多個螺紋切削齒，并且其中，該相同部分以如下方式被連接，使得所得的所述至少四個周邊子表面中的每個周邊子表面包括非切削表面（來自該多個相同部分中的一個相同部分）和一個或多個螺紋切削齒（來自該多個相同部分中的另一個相同部分）。代替形成為單一形體，還可以設想到的是，切削元件由兩個這樣的相同部分形成，當一起安裝在螺紋銑削刀具主體的狹槽中時，這兩個部分不彼此附接，而是固定成如上所述的構造。

26、因此，根據(jù)一些實施例，該切削元件包括彼此以可拆卸方式布置的兩個單獨部分。除了簡化的制造工藝之外，這種切削元件還可以提供其它益處。例如，多個部分之間的允許該多個部分之間的輕微移動的非固定交界面可以在加工期間具有有益的阻尼效果，例如減少振動，并且從而改善加工結果。

27、根據(jù)一些實施例，該切削元件包括至少兩個接觸表面，該至少兩個接觸表面面向不同方向，并且被布置成鄰接刀具主體的狹槽中的相應的支撐表面，以用于在該切削元件安裝在該狹槽中時防止該切削元件相對于該刀具主體移位。

28、優(yōu)選地是，該接觸表面布置成使得當該切削元件安裝在螺紋銑削刀具主體的狹槽中時，每個接觸表面鄰接位于該狹槽中的對應的支撐表面，每個接觸表面在相對于該螺紋銑削刀具主體的中心軸線傾斜的方向上延伸。因此，在兩個這樣的傾斜布置的接觸表面面向不同方向并且鄰接螺紋銑削刀具主體的狹槽中的對應的支撐表面的情況下，獲得該切削元件相對于該刀具主體的穩(wěn)定固定。

29、根據(jù)一些實施例，該接觸表面由被包括在該周邊子表面中的非切削表面形成。因此，獲得了用于將切削元件穩(wěn)定在螺紋銑削刀具主體的狹槽內(nèi)的方便設計，其中除了周邊子表面之外，不需要布置成面向其它方向的附加接觸表面。盡管如此，根據(jù)替代性實施例，可以在該周邊表面中形成不是任何周邊子表面的一部分的附加接觸表面。

30、例如，對于僅具有四個周邊子表面的切削元件，即，當在第一主表面或第二主表面的平面視圖中觀察時是正方形或基本上正方形的切削元件，因為當切削元件安裝在螺紋銑削刀具主體的狹槽中時，沒有周邊子表面將在相對于該螺紋銑削刀具主體的中心軸線的傾斜方向上延伸，因此可能不適合采用處在周邊子表面上的任何非切削表面作為接觸表面。在這種情況下，專用的接觸表面可以形成在不是根據(jù)本公開的周邊子表面的一部分的周邊表面中，并且不面向與任何周邊子表面相同的方向。

31、另一方面，鑒于切削元件具有六個周邊子表面，當將該切削元件安裝在螺紋銑削刀具主體的狹槽中時，兩個相鄰的周邊子表面上的非切削表面可以適合用作接觸表面。

32、根據(jù)一些實施例，每個周邊子表面包括形成單獨的接觸表面的兩個非切削表面。例如，每個周邊子表面可以包括：一個或多個齒，其在相對于該切削元件的中心軸線的周向方向上沿著周邊子表面成排地布置；以及非切削表面，其與第一主表面相鄰布置（即，在第一主表面和該一排螺紋切削齒之間）；以及另一非切削表面，其與第二主表面相鄰布置（即，在第二主表面和該一排螺紋切削齒之間）。當將該切削元件安裝在螺紋銑削刀具主體的狹槽內(nèi)時，這些非切削表面中的一個或兩個非切削表面可以用作接觸表面。因此，如果采用這兩個非切削表面作為接觸表面，則當該切削元件安裝在螺紋銑削刀具主體的狹槽中時，總共四個接觸表面將鄰接該螺紋銑削刀具主體的狹槽中的對應的支撐表面。

33、根據(jù)一些實施例，每個周邊子表面的接觸表面中的至少一個接觸表面具有與沿著該周邊表面的任何相鄰的周邊子表面上的接觸表面中的至少一個接觸表面不同的長度。因此，如果螺紋銑削刀具中待安裝切削元件的狹槽包括具有不同長度的對應的支撐表面，則該切削元件能夠僅在有限數(shù)量的位置下安裝在該狹槽內(nèi)，從而防止該切削元件錯誤地安裝在該狹槽內(nèi)。

34、根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種螺紋銑削刀具，該螺紋銑削刀具包括刀具主體，該刀具主體具有其中形成有狹槽的前端、后端和從該前端延伸至該后端的中心軸線，其中，該螺紋銑削刀具包括根據(jù)本文所述的任何實施例的切削元件，該切削元件布置在該狹槽中，使得被包括在成對的相對的周邊子表面中的一對周邊子表面的兩個周邊子表面中的齒布置在操作位置處，用于在工件中銑削螺紋，而被包括在其它周邊子表面中的齒布置在非操作位置處。

35、因此，當該切削元件以特定的定向安裝在該螺紋銑削刀具主體的狹槽內(nèi)時，僅單對的周邊子表面的齒是能夠操作的。因此，作為示例，具有兩對周邊子表面（即，四個周邊子表面）的切削元件可以以兩個不同的定向（能夠兩次轉位）使用，而具有三對周邊子表面（即，六個周邊子表面）的切削元件可以以三個不同的定向（能夠三次轉位）使用。

36、布置在非操作位置處的齒都不會干擾螺紋銑削工藝。確保這一點的確切布置結構將取決于例如周邊子表面的數(shù)量（即，相鄰的周邊子表面之間的角度）以及每個周邊子表面的長度相對于螺紋切削齒的數(shù)量和每個螺紋切削齒的尺寸（即，待加工的螺紋的類型）。

37、該刀具主體可以由與該切削元件不同的材料制成，諸如鋼。該刀具主體的后端可以適于直接或間接地夾持到機床（例如，計算機化數(shù)控（cnc）機床）的機床接口。

38、該切削元件可以布置在該刀具主體中的狹槽內(nèi)，使得該切削元件的中心軸線垂直于或基本上垂直于該刀具主體的中心軸線。

39、布置在操作位置處的每個螺紋切削齒在垂直于或基本上垂直于螺紋銑削刀具的中心軸線的方向上突出。換句話說，包括處在操作位置下的螺紋切削齒的兩個周邊子表面中的每一個周邊子表面面向垂直于或基本上垂直于該螺紋銑削刀具的中心軸線的方向。通過使這種螺紋銑削刀具圍繞其中心軸線旋轉，同時施加刀具的圓形斜切運動，可以在工件中銑削螺紋，例如工件的孔中的內(nèi)螺紋。

40、根據(jù)一些實施例，該螺紋銑削刀具主體進一步包括第一支撐表面和第二支撐表面，所述第一支撐表面和第二支撐表面布置在該狹槽中并且分別鄰接該切削元件上的第一接觸表面和第二接觸表面，其中第一接觸表面和第二接觸表面以及第一支撐表面和第二支撐表面中的每一個表面都面向相對于該螺紋銑削刀具的中心軸線傾斜的方向。

41、因此，該切削元件被穩(wěn)定地容納在該螺紋銑削刀具主體的狹槽內(nèi)，從而防止該切削元件在該狹槽內(nèi)的任何位移。為了將該切削元件固定就位，可以使用螺釘或夾具或某種其它緊固元件。

42、根據(jù)下面的詳細描述，該解決方案的其它可能的特征和益處將變得顯而易見。