具有切屑控制的切削鑲刀的製作方法

2023-04-25 01:17:11

專利名稱：具有切屑控制的切削鑲刀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於切屑斷裂機加工的切削鑲刀，其具有多邊形的基本形式，包含至少一個沿著鑲刀的周邊的切削刃以及至少一個相鄰的操作切削角，本發明的特徵是，所形成的切屑被設置成鄰近於切削角。
許多已知的鑲刀具有切屑形成器，其包含多個沿著切削刃的背刃。例如，在SE-B-467397中公開了一種切削鑲刀，其包含在切屑表面被設置成相互鄰近的凹陷，在這些凹陷之間產生背刃。這些背刃相對於相關的切削刃是成直角的，兩個相鄰背刃之間的距離在向著切削刃中部的方向上減小，這將引起切屑被導向為離開工件的表面以便不將切屑損壞。然而，這種希望的作用在某些應用場合已經反過來變得是不適當的了。特別是在外和內仿形切削及平面加工時，具有很大曲率半徑的長切屑經常要產生，其可能會擦傷和損傷加工過的表面。此外，在大的切削深度時，切屑和切削表面之間的接觸表面變得很重要，其會導致增加的熱量傳送到切削鑲刀上，而這會縮短其壽命。另外，沒有滿意的切屑控制在小的切削深度下獲得，原則上，只有切削角是受約束的，特別是在高進刀量的情況下。
因此，本發明的第一目的是提出一種切削鑲刀，其能控制切屑從機加工表面的流出，特別是在內、外仿形加工和平面加工的車削加工時。
本發明的再一目的是在小的切削深度和大進刀量時能夠獲得良好的切屑控制。
本發明的另一目的是減小熱量傳送到鑲刀上以便增加其壽命。
本發明的另一目的是提出一種「萬能」的車削鑲刀，其在低、中和高進刀量、通過多種切屑破碎幾何形狀、並結合具有小、中、大切削深度時，能夠給出良好的切屑控制。
這些和進一步目的以令人驚奇的方式按照權利要求1的特徵條款形成具有香蕉狀或C形突起的操作切削角而達到了。應該指出的是，突起用「香蕉狀」或「C形」做成，是連續彎曲的，但是，通過一個或多個半徑，也可做成多個「飛旋標狀」的突起，該「飛旋標」狀的突起的兩個腿同樣長。
為了圖示但不限定的目的，現在將結合附圖對本發明進行詳細說明。這些附圖是

圖1是根據本發明的雙側切削鑲刀的立體圖；圖2是根據圖1的切削鑲刀沿平分平面B的縱剖視圖；圖3是根據圖1的切削鑲刀沿平面A的縱剖面圖；圖4是根據圖1的切削鑲刀的俯視圖；圖5是單側鑲刀的切削角的俯視圖；圖6是根據本發明的切削角的放大立體圖。
根據圖示的切削鑲刀一般地用10表示。其包含上表面和實質上與上表面平行的下表面，四個實質上類似的側表面1，每兩個側表面相互連接。此外，切削鑲刀具有多邊形的基本形狀，在這裡是一菱形的基本形狀。其由硬的材料如硬質合金、陶瓷或滲氮材料製成。
切削鑲刀可以是按照圖1到圖4的雙側型，或者是按照圖5和6的單側型。在雙側型鑲刀上，上、下表面實質上是相同的。由於在這種情況下切屑表面還具有支撐表面的功能，兩側形成支座表面2。一方面，這些支座表面應儘可能地靠近操作切削角以便減小懸臂，因而，也就減小了斷裂的危險，另一方面，必須有足夠的空間以便適應根據本發明的切屑形成的幾何形狀。良好的折衷方案已經實現，支座表面和切削角之間的距離不能超過3.5mm，最好為2.5mm。
側表面1和切屑表面沿刀刃線相遇而形成主切削刃4。它們能夠是完全直的，或者它們可以具有例如部分的垂直地內凹的延伸部。圓角3與沿著圓角切削刃5的切屑表面相連。沿著切屑表面的整個周邊，延伸有刀刃加強部或第一平面6。緊靠裡邊其與向下傾斜的切屑表面7相連，該切屑表面7通過倒圓表面8與實質上水平的表面9相交。
本發明的基本特徵是，在切屑表面的每一角處，具有香蕉狀、飛旋標狀或C形的凹陷11，其內凹的側邊指向角的方向。在該凹陷和角之間，具有相關的部分6、7、8，還有實質上水平的表面部分12，其最好在某種程度上處於比平面9高的水平面上，適合地高出0至0.25mm。在雙側型鑲刀上，突起的凸出的側邊的中心部直接地與支座表面2相連，該側邊是指向著切削鑲刀的中心的側邊。然而，這種沒有任何中間的低的部分的從突起11到支座表面2的直接位移應該最大等於突起的總長度的三分之一，最好為四分之一，以便不引起不必要的熱量傳送至支座表面2，並且為了不妨礙在較大切削深度時切屑的流動。然而，在單側型切削鑲刀中，香蕉狀或C形突起可以被完全除去，如在圖5中可以看到的。
突起的彎曲的基本結構應該包括向內彎曲的表面15，其面向切削角，該表面15從水平面上直立，還包括兩個端部13、13』和傾斜表面20(可能分成兩部分)，該傾斜表面20在離開切削角的方向上。幸虧這種結構，突起11具有兩個功能a)在小切削深度例如＜2mm的情況下，切屑與突起11的後部接觸，該後部是從切削的方向上看，這有助於切屑的彎曲和斷裂，並且給出優異的滿意的切屑控制。所形成的切屑不會與工件的表面相接觸，而是向後部、非操作的主切削刃和側表面離開。
b)在大切削深度的情況下，特別是當切屑的寬度超過工件上形成的表面和突起的端部13之間的兩倍距離時，切屑將主要與從切削的方向上看突起的前端部13接觸，並且，切屑與所述端部抵靠而被彎曲並且可能被折斷。這樣，在此情況下突起導送切屑離開工件。
突起11相對於參考平面9的高度應該不小於0.02mm以便完全獲得要求的切屑形成作用。另一方面，突起的高度不應該超過刀尖圓角的切削刃之上0.5mm，以便不增加不必要的切削力。最好是突起的高度不超過角平分線上的角刃的高度。更精密地，突起的最高點應該是在0至0.4mm之間，最好在0至0.2mm之間，位於角刃和平分線之間的交點之下。突起的曲率半徑不應小於角半徑的四分之一，因而，突起的平均曲率半徑是被平均的。曲率半徑的上限適合地為10mm，最好為7mm，特別為5mm。當然，這一限定也取決於切削鑲刀的尺寸以及鑲刀的刀刃半徑。在某些應用中，如0.2mm小的平均曲率半徑也已被應用了。
突起11相對於刀刃半徑的位置可以沿著平分剖面進行變化，從刀刃半徑的中心直到刀刃半徑的4倍左右距離處，這是在平分線上的角切削刃的位移來計算的。突起11實質上是從平分線在兩個方向上對稱地延伸的。
從圖6可以看出根據優選實施例的突起11的詳細的形狀，根據該實施例，突起具有更象飛旋標的結構形式。平分線由B表示，突起11的山脊線由22表示。為了使切屑在大切削深度時容易地流動，突起11的端部13與切屑表面7相交，實質上的平的表面12由所有的周圍界限清楚地限定。表面12被設置的比表面9』高出0至0.25mm。此外，在其中心部分，突起11可以具有部分20，其在垂直方向上有些低，其目的也是為了不妨礙切屑的流動。適合地，該降低的部分20可以比突起的最高點低0.05至0.2mm之間。然而，還應指出的是最好突起11上沒有哪一點比角切削刃高。為了使在小的切削深度時，突起相對於切屑流的方向的較長的凸伸成為可能，在與平分線相交的地方突起可以具有彎曲，因而，突起便更象「飛旋標狀」。突起沿著整個山脊線22具有圓角的外形，其減小了接觸表面，因而也就減小了摩擦力和熱量從切屑傳送至鑲刀。
與較寬的切屑相關，突起可以和實質上已知的實質上球形的凹缺16相結合，它們被設置成相互鄰近，並位於相關的主切削刃的後邊。因而，分界線17形成在凹陷16之間，該分界線有助於較低的熱量傳送至切削鑲刀，並且有助於切屑從工件離開的控制。
圖1和4所示的切屑表面的其它幾何結構對本發明來說並不是基本的，它們可以在很寬的範圍內變化。這樣，單側型鑲刀例如可以被做成除了突起11以外完全的平面，因為如表面2和18的支座表面不再需要。此外，突起16可以被省略，特別是如果鑲刀要被用在小的切削深度時。
圖5示出了單側型切削鑲刀的操作切削角。其與根據圖1至4的雙側型鑲刀相比具有明顯簡化的幾何結構，但是，它仍然具有作為本發明的基本特徵的突起11。此外，該鑲刀也具有刀刃加強平面或第一平面6，其通過實質上平的切屑平面7和倒圓8與基本上水平的區域9』相連，正如圖中所示。突起11的端部與所述倒圓和切屑表面7相交。突起的凹凸倒圓之間的轉化線由21表示。此外，切削鑲刀還具有凸緣19，其在大切削深度時以實質上已知的方式用作切屑斷裂器。
出於切削的經濟上的原因，至少兩個角應該構成操作切削角，包含根據本發明的細長的突起。然而，在本發明的構成之內只具有一個操作切削角的切削鑲刀也是可以想像的。
其它的多邊形形狀對於單側型和雙側型可轉換角度的鑲刀來說也是可能的。
下表面和側表面1之間的角度適合在90°至110°之間，最好在90°和100°之間。
適當地，鑲刀被製成具有貫通的中心孔，以便通過適當的螺紋、鎖銷或類似件將鑲刀固定在鑲刀槽上。
權利要求
1.用於切屑斷裂金屬機加工的切削鑲刀，包含上切屑表面，實質上與所述上表面平行的下表面，以及至少三個側表面(1)，該側表面在那兩個表面之間延伸，相鄰的側表面(1)在圓角(3)相遇，至少一個角沿著這些線與切屑表面相連，即這些線分別構成主切削刃(4)和角切削刃(5)，其特徵在於，細長的彎曲的突起被設置成鄰近於每個角切削刃，突起的內凹側指向該角。
2.根據權利要求1的切削鑲刀，其特徵在於，該鑲刀是雙側型的，上表面和下表面都具有用於抵靠支撐的支座表面(2，18)。
3.根據權利要求1或2的切削鑲刀，其特徵在於，主切削刃(4)和角切削刃(5)與切屑表面上的刀刃加強表面(6)相連。
4.根據權利要求3的切削鑲刀，其特徵在於，突起(11)和具有刀刃加強表面(6)相關的角切削刃限定了表面(12)，該表面(12)位於比所述表面(6)和突起(11)較低的水平面上。
全文摘要
一個用於金屬機加工特別是車削加工的、可轉換角度的切削鑲刀，具有香蕉形成C形突起(11)，該突起(11)鄰近於每個操作切削角。突起的內凹側邊面對著切削角的方向。與不具有這種突起的相應鑲刀相比，其可獲得更好的切屑控制。這樣，在小的或大的切削深度時，切屑流被引導從機加工表面離開，並且切屑斷裂成適當的長度。
文檔編號B23B27/16GK1120324SQ9419168
公開日1996年4月10日 申請日期1994年3月30日 優先權日1993年4月5日
發明者于爾根·威曼, 斯圖爾·穆林, 簡·澳洛夫·奧爾森, 羅伯特·伊薩克森 申請人:桑德維克公司