多邊形車削刀片的製作方法

2023-10-11 19:39:14

專利名稱：多邊形車削刀片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如下類型的多邊形車削刀片，包括上側、下側和在它們之間的多個餘隙表面，其中上側基本平行於基準平面；切削刃，其至少沿著上側形成並且包括分別地在切屑表面和餘隙表面之間形成的三個部分刃，即位於角部中的鼻刃和朝向鼻刃會聚的兩個主刃；以及用於部分刃中的每一個的切屑引導後刀面(flank surface)，即沿著在主刃之間的平分線位於鼻刃後方的主後刀面和位於相應的主刃內側的一對輔助後刀面，各個後刀面從下邊界線在向上方向上傾斜。
背景技術：
車削概述為了便於對本發明的理解，通過介紹參考了附圖1 _4，其中圖1示出了傳統的工件加工期間的車削刀具，而圖2-4示意性地示出了引導被移除的切屑的不同狀態。在圖1中，示出了在工件2的加工期間的車削刀具I。刀具I包括刀架3以及(根據本發明製造的)車削刀片4。在此情形中，在刀具I平行於工件的中心軸線C在縱向方向上進給的同時，更準確地說在箭頭F的方向進給時，工件2被(在旋轉方向R上)旋轉。每一轉的縱向進給量被標註為f，而切削深度被標註為縱向進給方向和保持在車削刀片中的主刃之間的裝置角被標註為K。在所示實例中，K等於95°。另外應指出，車削刀片4具有菱形的基本形狀並且包括具有80°的角度的兩個成銳角的角部和具有100°的角度的兩個成鈍角的角部。以此方式，在車削刀片和所產生的工件表面之間獲得了 5°的間隙角度O。在圖2-4中，CE標註具有正的切削幾何形狀並且在切屑表面CS和餘隙表面CLS之間界定的切削刃。表面CS和CLS以銳角相交，並且因此切削刃的前角RA變得小於90°。在該實例中，RA等於大致15°。用作支承表面的上側SS經由邊界線BL轉換到後刀面FS，後刀面FS成朝底部B向下傾斜，底部B形成過渡到切屑表面CS的過渡部。邊界線BL和切削刃CE的切削刃線之間的距離被標註為L。被切削刃CE移除的切屑以弧線CH的形式示意性地示出。在金屬的所有的去屑加工中，包括車削，適用以下規則，即，切屑被「彎曲地(crooked)」生成，即切屑在被移除的時刻之後即刻獲得固有的被彎曲傾向性。切屑的形狀，尤其是切屑的曲率半徑，是由幾個因素確定的，其中與車削關聯的最重要因素是相關的刀具的進給量、切削刃的前角和切削深度。在移除之後，切屑將相對於切削刃的每一個極小部分垂直地移動。如果切削刃是直的，則切屑的橫截面因此變得是平坦的或矩形的，但是如果切削刃是完全地或者部分地拱形，則切屑的橫截面也變得是完全地或者部分地拱形。在圖2中，示出了切屑CH如何在不撞擊後刀面FS的情況下形成。這意味著切屑根本不受引導地以不受控的方式發展。這種切屑最經常地捲曲形成長的、電話線狀螺旋結構，其中該切屑可能撞擊所產生的工件表面、纏繞在刀具和/或機器中，並且有時甚至成為損壞周圍環境的風險。在根據圖2的實例中，支承表面SS和切削刃CE之間的高度差Hl(或後刀面FS在切削刃CE上方的高度)相對於距離L太小，以至切屑不能接觸後刀面FS。還可以說，後刀面FS位於距切削刃CE太遠的距離處，以至不能被具有相關曲率半徑的切屑碰到。在圖3中，示出一種車削刀片，其中支承表面SS和切削刃CE之間的高度差H2 (=後刀面的高度)顯著地大於先前實例中的情況，後刀面FS朝向到切屑表面CS的過渡部B相當陡峭地向下傾斜。這意味著切屑CH將以大的作用力衝入後刀面中，更加精確地是衝入到後刀面的下側區域中。其結果將是，在車削刀片變鈍而進行切削的同時，大量的熱產生在接觸區域中。另外，切屑的材料可易於附著到後刀面FS，甚至直至附著到支承表面SS。在某個使用時間之後，在後刀面中還出現磨損損傷。因此，根據圖3的實施例也沒有提供任何良好的切屑控制。在圖4中，示出一個實施例，其中用於良好切屑控制的條件得以顯著改進。在此情形中，後刀面的高度，即支承表面SS和切削刃CE之間的高度差H3被選擇為使得切屑CH將在最靠近支承表面SS的上區域中妥善地接觸後刀面FS。以此方式，熱量產生和附著的傾向性減小，由此車削刀片的易切削性質得以維持。不僅切屑以適度作用力碰到後刀面FS的事實，而且切削刃和切屑朝著後刀面的衝擊點之間的距離大於圖3中情形的事實也有助於適度的熱量產生，由此熱切屑中的溫度將有時間進一步降低。當支承表面和切削刃之間的高度差被以最佳方式選擇時，如在圖4中所示，相應地產生了良好的切屑控制。在根據以上具有正的切削幾何形狀的切削刃和具有負的切削幾何形狀的切削刃之間的大的差異在於，首先述及的切削刃通過楔入在切屑和所產生的表面之間而提升(lift out)切屑，而最後述及的切削刃在將切屑折斷(shear off)的情況下在其自身前方推動切屑。通常，正的切削刃將因此比負的切削刃更加容易切削並且與負的切削刃相比產生具有更大的曲率半徑的切屑。
現有技術在車削領域內，經常期望能夠將同一車削刀片用於粗車削、半精車削和精車削，同時與相關的切削深度無關地獲得良好的切屑控制。因此，已經開發出了起初述及的類型的多種不同的車削刀片，即如下的車削刀片該刀片包括位於各個鼻刃後方的主切屑引導後刀面以及位於會聚到鼻刃的兩個主刃內側的兩個輔助後刀面。在US 5372463,US 5743681和US 7374372中記載了這種車削刀片的實例。然而，儘管作出了全部的開發嘗試，先前已知的車削刀片在所有可能的變化的操作條件下保證良好的切屑控制的能力方面的通用性仍然是普通的。相應地，當切削深度是小的並且進給量是適度的(=薄切屑)時，某些車削刀片可以給出可接受的結果，但是當切削深度以及進給量增大(=厚切屑)時給出不良的結果。其它車削刀片適於以大切削深度和大進給量進行粗車削，但是並不適於精車削。當切削深度在同一加工操作期間變化時，缺乏通用性變得特別令人煩惱。在根據US 5372463的車削刀片中，主後刀面被包括在極其窄的細長的舌部中，該舌部沿著兩個主刃之間的平分線延伸。小的主後刀面意味著在小切削深度下的薄切屑存在經過後刀面而不碰到後刀面的風險。根據US 5743681的車削刀片包括本質上足夠寬而使切屑確定會碰到主後刀面。為了進一步提高該確定性，後刀面被製成為凹形形狀。然而，一旦切削深度變得顯著地大於鼻部的半徑(=切屑寬度增大)，那麼主後刀面的端部之一將會局部地向切屑施加作用力，從而擾亂切屑形成，這使得切屑趨於太突然地變形。基於位於鼻刃後方的豆狀球突的使用的根據US 5372463的車削刀片也不提供任何普遍地良好的切屑控制。即便薄且細長的切屑也許會被捕獲於在球突的長度延伸部中延伸的中央凹槽中，但一旦切削深度增大，那麼球突的相當高的側表面將會擾亂切屑形成。

發明內容
本發明旨在避免在前已知的車削刀片的上述缺點，並且提供一種改進的車削刀片。相應地，本發明的主要目的在於提供一種車削刀片，該車削刀片不僅在處於最小切削深度的精車削中，而且還在所有其它可能的直到最大極限地變化的切削深度中也提供良好的切屑控制。具體地，即便切屑在同一加工操作期間將會改變寬度，也應該能夠以妥善的方式引導切屑。進一步的目的在於提供一種能夠不僅以單面設計而且還以雙面設計以簡單且廉價的方式製造的車削刀片。根據本發明，至少主要目的通過凸拱形且由拱形的下邊界線界定的主後刀面實現了，該下邊界線具有面向鼻刃並且沿著平分線定位的頂點並且包括兩條鏡像對稱的弧形部分線，該弧形部分線從頂點延伸到一對相對的端點，該一對相對的端點沿著在端點之間的中點處以直角與平分線相交的直基準線定位，中點和各個端點之間的距離大於中點和頂點之間的距離，此外，主後刀面在通過中點的任意豎直截面中的傾角從在沿著平分線的截面中的最大值降低到在通過各個端點的截面中的最小值。利用主後刀面的這個設計，不僅對於在精車削中獲得的這種薄切屑而且還對於在以更高切削深度獲得的更寬切屑保證了良好的切屑控制。相應地，當切屑的寬度和硬度增加時，主後刀面對於細長且易彎曲的切屑提供了良好的切屑控制，而同時並不損害或幹擾切屑控制。在本發明的一個實施例中，主後刀面的最大傾角是最小傾角的至少兩倍大。在實踐中，最大傾角不應超過50°，這是因為否則的話切屑與後刀面的接觸將是過於硬的和突然的。在另一方面，最小角度不應小於5°。即，如果最小角度更小，則後刀面的切屑引導效果將會劣化或喪失。在另一實施例中，當車削刀片是可反轉的時，主後刀面在單獨的球突上形成，該單獨的球突與後方的其中包括有輔助後刀面的刃口面分離。這個實施例的優點在於，球突能夠在操作期間磨損而不導致金屬附著於包括在後方的刃口面中的平面支撐表面上。當車削刀片被反轉時，支撐表面保持它的平坦度並且因此保證車削刀片的穩定支撐。進而，當車削刀片由硬質合金製成時，在單獨的球突上形成主後刀面簡化了對於車削刀片的壓制。當主後刀面在單獨的球突上形成時，建議給予該球突以卵形球帽形狀，更準確地是通過不僅利用面向前方朝向鼻刃的主後刀面而且還利用凸拱形的後側界定球突而提供上述形狀。以此方式，球突還耐受由較寬的切屑引起的磨損，該切屑同時碰到球突以及在後方的刃口面上的輔助後刀面且由球突及輔助後刀面引導。在相對的端點之間的卵形細長的球突的延伸長度可以有利地比其沿平分線的延伸長度大至少30%。以此方式，保證了即便切屑流方向將從平分線偏離，主後刀面也以可靠的方式被薄且細長的切屑碰到。在一個優選實施例中，球突處於車削刀片的切削刃線所定位的假想平面下方。以此方式，避免了噪聲，同時抑制了過大的熱量產生和材料在球突上的附著。 在圖中例示的另一實施例中，切屑表面和平行於上側的基準平面之間的前角連續地從沿著平分線的最大值降低到在沿著橫向基準線的截面中的最小值。在這方面，主後刀面和周圍的切屑表面之間的凹谷鈍角從在沿著平分線的截面中的最小值增加到在沿著所述基準線的截面中的最大值，更準確地是比僅由主後刀面的傾角的連續降低引起的增加更多成比例地增加。以此方式，車削刀片獨特地引導薄且細長的切屑(=最小切削深度)的能力最佳地以妥善的方式與引導更寬切屑(=更高切削深度)的能力組合起來。


圖1示出了傳統的工件加工期間的車削刀具，圖2-4示意性地示出了引導被移除的切屑的不同狀態，在上述圖1-4之外的圖中圖5是根據本發明的車削刀片的透視圖；圖6是從根據圖5的車削刀片上方看到的平面視圖；圖7是同一車削刀片的側視圖；圖8是從上方觀察到的車削刀片的尖形角部的放大細節圖；圖9是以進一步放大的尺度示出在車削刀片的鼻部中包括的球突的細節圖；圖10是示出僅僅適當的球突的幾何數據的概略平面視圖；圖11是具有限定包括於球突中的主後刀面和基準平面之間的角度a的意圖的進一步放大的截面；圖 12 - 15 是圖 9 中的四個不同的截面 XI1-XIiaiI1- XIII,XIV - XIV,XV - XV ；圖16是示出旋轉工件的加工期間的車削刀片的透視圖；圖17是示出當切削深度較小時形成的切屑的放大透視細節圖；圖18是示出圖17中的切屑流方向的示意圖；並且圖19 - 22是示出在兩個另外的更高切削深度下的切屑形成的對應於圖17和18的圖。在更加詳細地描述本發明之前，應該對於本領域技術人員不時用來表明具有不同寬度/厚度的切屑具有不同的可彎曲性的事實的比喻予以關注。相應地，薄且細長的切屑可以與薄弱的草葉片相比，而厚切屑可以與剛硬的蘆葦相比。類似於草葉片，如果薄切屑被帶向形式為鄰近的陡峭地傾斜的後刀面的障礙物，則薄切屑能夠基本無困難地彎曲，而厚蘆葦狀切屑將在障礙物上斷裂；該斷裂引起高的聲級、大的切削作用力、短的使用壽命，以及隨後引起附著的高熱量產生。
具體實施例方式現在參考圖5-7，其中看到車削刀片4具有多邊形基本形狀並且包括上側5a和下側5b。在所示的優選實施例中，車削刀片是雙側的，就此來說上側和下側是相同的。因此，以下將僅僅詳細描述上側5a。在上側5a中，包括多個，更加準確地說是四個刃口面(land)6，刃口面6分別地包括平表面7，當車削刀片被倒置並且被應用在刀架3的刀座中時(見圖1)，平表面I用作支撐表面。該四個支撐表面7位於公共平面即上側5a和下側5b中，諸如上側5a和下側5b由平行於彼此以及平行於基準平面RP的支撐表面的平面限定(見圖7 )，基準平面RP在此情形中形成上側和下側之間的中間處的中性平面。各個支撐表面7具有V形輪廓形狀並且由無端邊界線8界定。在該實例中，車削刀片是菱形的並且包括成對地彼此相對的四個角部Jl、J2、J3和J4。在角部Jl、J2處，車削刀片是成銳角的，而角部J3、J4是成鈍角的。雖然角部的角度可以改變，但是在此情形中，銳角為80°並且鈍角為100°。周向餘隙表面在上側和下側5a、5b之間延伸，該周向餘隙表面包括多個部分表面，S卩，分別地在一對角部之間延伸的四個平面部分表面9，以及位於角部中並且形成相鄰的平面間隙部分 表面9之間的過渡部的四個凸形部分表面10。在圖6中，B標註了分別地在角部Jl、J2和J3、J4之間的假想平分線。具有在傳統上被用於對於車削刀片進行尺寸分類的類型的內切圓被標註為1C。在實踐中，相關的車削刀片的IC尺寸可以落入6-25mm的範圍內。車削刀片的厚度t (見圖7)，諸如這個厚度被定義為在相對的支撐表面7的平面之間的距離，在實踐中小於車削刀片的IC尺寸的一半。分別地，沿著各個上側和下側形成四個切削刃，切削刃被一般地標為11並且每一個包括三個部分刃，即，鼻刃12和朝向鼻刃12會聚的兩個主刃13。至少在顯著的切削深度下的主要切屑移除由各個主刃13提供，而共同的鼻刃12的目的在於與該兩個主刃中的哪一個工作無關地在小切削深度下操作並且擦拭所產生的表面。當在同一刀架3中使用車削刀片時(見圖1)，僅利用成銳角的角部Jl、J2處的切削刃。在圖5-7中，進而看到，車削刀片包括中央通孔14，該通孔的幾何中心軸線被標註為C。顯然該兩個角部Jl和J2被從中心軸線等距離地分離。中心軸線C和兩個角部J3、J4之間的徑向距離也是大小相等，但是小於到角部J1、J2的距離。被一般地標為15的周向切屑表面緊接著包括有間隙部分表面9、10的周向餘隙表面內側延伸。以通常的方式，在一方面切屑表面15和另一方面間隙部分表面9、10之間界定切削刃的部分刃12、13 (切削刃線和可能地形成表面之間的過渡部的增強斜面)。各個刃口面6形成有大致平行於兩個直主刃13延伸的一對後刀面16。這些後刀面16轉換成共同的胸部表面(breast surface) 170後刀面16以及胸部表面17經由所謂的半徑過渡部，即形成斜槽狀底部18 (另見圖12)的凹拱形表面部分，轉換成周圍的切屑表面15。後刀面16以及胸部表面17從界定支撐表面7的上邊界線8向下傾斜到下邊界線19，在下邊界線19處，所述表面轉換成半徑過渡部或者斜槽底部18。在所示優選實施例中，在鼻刃12和後方的刃口面6之間形成包括有向前朝向鼻刃12面向的後刀面21的單獨的球突20。為了區分不同的後刀面，表面21在以下被稱為「主後刀面」，而後刀面16被稱為「輔助後刀面」。在所示實例中，當球突20被從刃口面6分開時，胸部表面17形成「第三後刀面」。本發明是基於主後刀面21的獨特的形狀，在此情形中主後刀面21包括在球突20中。為了詳細地解釋所述後刀面21的設計，現在參考圖10-15。如在圖9和10中看到地，球突20由下側無端邊界線22界定，球突20沿其轉換到周圍的斜槽或者半徑過渡部23，而周圍斜槽或者半徑過渡部23又部分地被切屑表面15的最靠近鼻刃12存在的部分包圍。球突20整體上是球帽狀的，這意味著不僅主後刀面21而且其後側24也實現凸拱形形狀。如單獨在平面正視圖(圖10)中觀察地那樣，該球突具有卵形的橢圓狀(雖然並非真正地橢圓形的)輪廓形狀。更準確地講，卵形邊界線22具有向前朝向鼻刃面向且沿著平分線B定位的頂點AP。從頂點AP，兩個鏡像對稱的弧形部分線22a延伸直至兩個相對的端點EP。這些端點EP沿著基準線RL定位，基準線RL以直角與平分線B相交，更準確地在位於端點EP之間的中途處的點MP處與平分線B相交。換言之，細長球突(並且由此主後刀面21)相對於平分線B是橫向的。類似前方的主後刀面21，球突的後側24由兩條弧形部分線22b界定。這兩條弧形部分線22b從端點EP延伸到沿著平分線B定位的公共交叉點CP。應該注意，球突具有在端點EP之間的其最大延伸長度LI和在頂點AP和交叉點CP之間的其最小延伸長度L2。此外，應該指出，主後刀面21具有的升高量HAl (=在AP和MP之間的距離)大於界定出後側24的弧線的升高量HA2。這意味著球突的輪廓形狀在一方面相對於基準線Rl是非對稱的，但是在另一方面關於平分線B是鏡像對稱的，因為從中點MP到端點EP的距離HA3是大小相同的。與球突的面向前的後刀面21相類似，其後側24可以是拱形的並且形成為使得無 窮小的傾角從沿著平分線B的最大值降低到沿著上述基準線RL的最小值。為了表明球突的拓撲形狀或球帽(calotte-like)形狀，首先參考圖11且然後參考圖12-15。在圖11中，總體上示出凸形後刀面21如何經由邊界線22轉換到凹形半徑過渡部23。邊界線22沿其定位的線TL形成對於凸形表面以及凹形表面的公切線。這條切線TL與前述基準平面RP形成角度a。如將從圖12-15清楚地那樣，角度a限定主後刀面21在通過球突的不同截面中的傾斜度。在圖9中，插入具有30°的均勻間距且與球突20的中點MP交叉的四個豎直截面，更準確而言，沿著平分線B的第一截面XI1-XI1、兩個中間截面XII1-XIII和XIV-XIV，以及沿著基準線RL的第四截面XV-XV。如通過在圖12-15之間比較看到的，主後刀面21的傾角在截面XI1-XII中具有最大值Ci1，從而連續地降低到在截面XV-XV中的最小值a4。在具體實例中，Q1等於44°，a2等於41°，a 3等於31°，並且a 4等於17°。在圖12-15中，Y標註限定出切屑表面15相對於假想基準平面RPO的傾斜的前角，其中假想基準平面RPO平行於基準平面RP並且切削刃11的切削刃線定位於該基準平面中。在切屑表面15和主後刀面21之間，形成以下稱作凹谷角度的鈍角P。已由於后角a從最大值Ci1降低到最小值Ci4的事實，所述凹谷角度將從沿著平分線B的最小值^增大到沿著基準線RL的最大值04。即便前角Y沿著切削刃將是恆定的，也會獲得凹谷角度的該增大。然而，如在圖12 - 15中看到的，前角Y也連續地從在截面XI1-XII中的最大值降低到在截面XV-XV中的最小值。在該實例中，Y1等於18. 2°，Y2等於17.7°，Y3等於15. 3°，並且Y 4等於8. 5°。通過前角Y的該連續降低，鈍的凹谷角度P的增大被加強。換言之，與僅由主後刀面的傾角a的連續降低引起的增大相比，凹谷角度P更多成比例地增大。相應地，在該實例中，P I等於大致118°，￠2等於121°，￠3等於134°，並且P 4等於155°。用詞語表達，可以說主後刀面21在截面XI1-XII中，即緊接在鼻刃12之後，具有其最陡峭的傾斜度，在此之後，主後刀面21變得越來越平坦直至截面XV - XV。在最後述及的截面中，不僅後刀面21而且切屑表面15也是最平坦的，即最小程度地傾斜。凹谷的V形形狀，諸如由角度P限定的V形形狀，相應地在鼻刃12的緊接之後是相當深的，從而在這之後朝向截面XV-XV連續地變得越來越淺。在圖12-15中，進一步看到，球帽形球突20全部地處於車削刀片的切削刃線所定位的平面RPO下方。在這方面，同樣參考圖7，其中看到刃口面6的平面支撐表面7位於車削刀片的切削刃線略微上方。這意味著支撐表面7與球突20的最高點或頂部之間的高度差甚至大於平面RPO和球突的最高點之間的高度差。通過將球突的頂部降低至低於平面RP0，一方面抑制了引起金屬隨後附著在球突上的熱量產生，另一方面抑制了車削操作期間的令人厭煩的噪聲。在實踐中，上述側角度a ^a4可以在相當寬的範圍內改變。然而，最大側角度Ci1應是最小側角度a 4的至少兩倍並且至多十倍大，其中最大角度Ci1不應該超過50°。最·小側角度ct 4也不應該小於5°。有利地，a工是a 4的5 - 8倍大。諸如在本說明和所附的權利要求書中使用的，概念「凸拱形」主要涉及主後刀面的橫向曲率，即沿著表面且平行於下邊界線22假想地考慮的任意母線是拱形的。然而，從下邊界線朝向球突的頂部繪製的母線可以是拱形的或筆直的。如可在圖11中最好地看到地那樣，在例示實施例中，由於僅從邊界線22開始且向上的母線是拱形的事實，後刀面21在兩個坐標方向上是拱形的。在本發明的範圍內，後刀面21還可以是具有從下邊界線22向上繪製的直的母線的錐狀。在最後述及的情形中，球突的頂部可以是類似於截頭錐體的平表面，而非如實例中所示的拱頂形頂部。還應該述及的是，在沿著各個輔助後刀面16的截面中的凹谷角度(未示出)只是非常小地不同於凹谷角度P4 (見圖15)。相應地，在該實例中，同一截面中的前角等於10°，同時後刀面16的傾角等於大致17°。這意味著各個主刃內側的凹谷角度等於153° (與截面XV-XV中的155°相比較)。本發明的功能和優點現在參考圖1622，圖1622以局部透視圖示出了利用根據本發明的車削刀片的三種不同的車削情形，即，精車削、半精車削和粗車削。在圖16中，大體上示出了在工件2的車削期間的車削刀片4，在其中安裝有車削刀片的附屬刀具(見圖1)沿著箭頭F的方向被縱向進給的同時，工件2在旋轉方向R上旋轉。在這方面，切屑CH被移除，同時產生具有柱形形狀的光滑加工表面S。在圖17和18中，示意了精車削，其中切削深度曰。是最小的。如果假設車削刀片的角部半徑等於0. 8_，則在該實例中切削深度ap也等於0. 8mm,即角部半徑和切削深度是大小相等的。因此，全部的切屑移除利用角部半徑進行，而主刃13不工作。在精車削中，通常選擇適度進給。這意味著所產生的切屑CH變得是薄且細長的。在切屑被從工件移除之後，切屑即刻在箭頭Gl的方向(見圖18)上，即在前述平分線B的方向上直地向後移動。因為切屑是薄且細長的，所以切屑變得是能夠易於彎曲的(參考草葉片)。由於切屑的可彎曲性，切屑能夠毫無問題地向下衝入截面XI1-XII (見圖12)中的相當深的凹谷中並且在移除時刻之後非常快速地碰到主後刀面21。這意味著薄切屑被以在圖4中示出的理想方式捲曲。當切屑已經經過主後刀面時，切屑捲曲並且靠著自身破碎成碎片。通過卵形球突的長度延伸部在相對於平分線的橫向上，即便切屑流方向從平分線略微偏離，切屑也將非常可靠地碰到主後刀面21。
在圖19-20中，示出了半精車削期間的車削刀片。這裡，切削深度ap大於第一情形的切削深度，更加準確地講是近似兩倍大(=1. 6mm)0在半精車削中，通常進給量也增大。這意味著切屑變得比圖17中的切屑更寬和更厚。同時，切屑流方向G2改變，因為切屑不僅被拱形鼻刃12而且還被相連的直主刃13的一部分移除。這意味著切屑將碰到球突20的平坦側部(見圖15)以及在刃口面6上的前胸部表面17。該胸部表面17 (未示出)的傾角與根據圖15的Ci4近似一樣大。另外在根據圖19-20的半精車削中，切屑CH捲曲，但是在此情形中，切屑被側向引導，從而碰到餘隙表面9並且靠著餘隙表面9破碎成碎片。在圖21-22中，示出粗車削，該粗車削的切削深度&1)顯著地大於在前例示的切削深度。在該實例中，假設切削深度&1)等於5mm。在此情形中，切屑流方向G3已被改變，使得切屑流方向幾乎垂直於主刃13。另外，進給量可以是相當高的。這意味著切屑CH變得比在前示出的切屑顯著地更厚和更加硬(參考蘆葦)。為使該比較硬的切屑不在強作用力和高熱量產生的情況下衝入相關的後刀面中(參考圖3)，切屑應該碰到適度地傾斜的後刀面。在球突20由於它沿著側面的平坦形狀而為切屑表面的撞擊球突的部分提供了妥善地作用的目標區域的同時，所示的根據本發明的車削刀片保證了切屑CH (根據圖21)的大部分將碰到在刃口面6的一側上的後刀面和胸部表面16、17。從以上所述，應該清楚所描述的車削刀片不僅對於精車削中的薄切屑而且還對於任何的切削深度提供了最佳切屑控制。相應地，球突的主後刀面能夠為細長且易於彎曲的切屑提供有效的切屑控制，而當切屑的寬度和硬度增加時，球突並不損害或者幹擾切屑控制。在這方面，應該指出，切屑寬度不必是恆定的。相應地，切屑寬度可以(如果工件的表面是非平坦的)在同一車削操作期間間歇地改變。雖然以上已僅在尖形角部Jl、J2的情形中描述了根據本發明形成的球突及其主後刀面，但類似的球突也被布置在鈍角角部J3、J4中。雖然後方的刃口面6在這裡具有比在前描述的更加敞開的V形形狀，但是鈍角角部中的球突的工作方式與在前描述的在尖形角部處的球突相同。本發明的可行的修改本發明不僅限於上述的且在圖中示出的車削刀片。雖然在優選實施例中的車削刀片是雙面的，即包括相同的上側和下側，但是車削刀片還可以被製成為單面的，即僅在上側中具有一個或多個切削刃。此外，車削刀片可以製成為不具有中心孔，以被確切地說是螺釘之外的其它裝置夾持在刀具中。此外，應該指出，所述的主後刀面並不必要必須形成在與後方的刃口面分離的單獨的球突上。相應地，包括有用於車削刀片的主刃的兩個輔助後刀面的刃口面可以在向前方向上朝向鼻部變窄並且延伸，並且形成有位於延伸部上的主後刀面。
權利要求
1.一種多邊形車削刀片，包括 上側(5a)、下側(5b )和在所述上側和下側之間的多個餘隙表面(9，10 )，其中所述上側基本平行於基準平面(RP); 切削刃(11)，所述切削刃至少沿著所述上側(5a)形成並且包括分別地在切屑表面(15)和餘隙表面(9，10)之間形成的三個部分刃，即位於角部(Jl - J4)中的鼻刃(12)和朝向所述鼻刃會聚的兩個主刃(13);以及 用於所述部分刃中的每一個的切屑引導後刀面，即沿著所述主刃(13)之間的平分線(B)位於所述鼻刃(12)後方的主後刀面(21)和位於相應的主刃(13)內側的一對輔助後刀面(16)，各個後刀面(16，21)從下邊界線(19，22)沿向上方向傾斜， 其特徵在於，所述主後刀面(21)是凸拱形的並且由拱形的下邊界線(22)界定，所述下邊界線(22)具有面向所述鼻刃(12)並且沿著平分線(B)設置的頂點(AP)並且包括兩條鏡像對稱的弧形部分線(22a)，所述弧形部分線從所述頂點(AP)延伸到一對相對的端點(EP)，所述一對相對的端點沿著在所述端點(EP)之間的中點(MP)處以直角與所述平分線(B)相交的直基準線(RL)定位，所述中點(MP)和各個所述端點(EP)之間的距離(HA3)大於所述中點(MP)和所述頂點(AP)之間的距離(HA1)，並且其特徵在於，所述主後刀面(21)在通過所述中點(MP)的任意豎直截面中的傾角(α )從沿著所述平分線(B)的截面(XI1-XII)中的最大值降低到通過各個所述端點(EP)的截面(XV-XV)中的最小值。
2.根據權利要求1所述的車削刀片，其特徵在於，所述主後刀面(21)的最大傾角(αP是最小傾角(α 4)的至少兩倍大。
3.根據權利要求1或2所述的車削刀片，其特徵在於，所述主後刀面的最大傾角(α最大等於50°。
4.根據前述權利要求中任一項所述的車削刀片，其特徵在於，所述主後刀面的最小傾角(α 4)最小等於5°。
5.根據前述權利要求中任一項所述的車削刀片，其特徵在於，所述主後刀面(21)不僅在平行於所述基準平面(RP)的平面中而且在垂直於所述基準平面的平面中是凸拱形的。
6.根據前述權利要求中任一項所述的車削刀片，其特徵在於，所述主後刀面(21)被包括在單個的球突(20)中，所述單個的球突與包括有所述兩個輔助後刀面(16)的刃口面(6)分離。
7.根據權利要求6所述的車削刀片，其特徵在於，所述球突(20)不僅被面向所述鼻刃(12)的所述主後刀面(21)而且還被像所述主後刀面(21)—樣呈凸拱形的後側(24)界定，從而所述球突(20)具有卵形球帽形狀。
8.根據權利要求7所述的車削刀片，其特徵在於，所述球突(20)在所述端點(EP)之間的延伸長度(LI)比它沿著所述平分線(B)的延伸長度(L2)大至少30%。
9.根據前述權利要求中任一項所述的車削刀片，其特徵在於，在所述切屑表面(15)和平行於所述上側的基準平面(RP)之間的前角(Y )從沿著所述平分線(B)的最大值(、)連續地降低到在沿著橫向基準線(RL)的截面中的最小值(Y4),同時在所述主後刀面(21)和周圍的所述切屑表面(15)之間的凹谷鈍度(β )從在沿著所述平分線(B)的截面中的最小值(P1)增加到在沿著所述基準線(RL)的截面中的最大值(β4)，更準確地是比僅由所述主後刀面(21)的傾角(α )的連續降低引起的增大更多地成比例地增加。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的車削刀片，其特徵在於，所述球突(20)處於所述車削刀片的切削刃線所定位的假想平面(RPO)下方。
全文摘要
本發明涉及多邊形車削刀片，其具有切削刃，其包括三個部分刃，即位於角部中的鼻刃和朝向鼻刃會聚的兩個主刃；及用於每一個部分刃的切屑引導後刀面，即沿著主刃之間的平分線位於鼻刃後方的主後刀面及位於相應主刃內側的一對輔助後刀面。主後刀面為凸拱形並由拱形下邊界線界定，該下邊界線具有面向鼻刃並且沿著平分線定位的頂點並且包括兩條鏡像對稱的弧形部分線，該弧形部分線從頂點延伸到一對相對端點，該對端點沿著在端點之間的中點處以直角與平分線相交的直基準線定位，中點和各端點間的距離大於中點和頂點間的距離。另外，在通過中點的任意豎直截面中的主後刀面的傾角從在沿著平分線的截面中的最大值降低到在沿著基準線的截面中的最小值。
文檔編號B23B27/00GK103008697SQ20121035682
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月24日 優先權日2011年9月23日
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