CN100387384C - 用于开槽操作的切割嵌件 - Google Patents

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Abstract

一种用于开槽操作的切割嵌件，具有至少一个切割部。该切割部具有一个向前主切割边缘和两个相对侧切割边缘，该相对侧切割边缘从主切割边缘向后和向外延伸，每个侧切割边缘的至少一部分具有可变倾斜角(α)，其中每个侧切割边缘(26)包括多个相邻切割边缘部分(32)，在每个切割边缘部分(32)内倾斜角(α)恒定，其特征在于，切割部(14)的顶表面(16)具有阶梯状结构。

Description

用于开槽操作的切割嵌件
发明领域
本发明涉及一种用于开槽操作的切割嵌件。尤其是，根据本发明的切割嵌件主要用于制造嵌缝石形槽，以及在活塞中机加工环槽的探测应用。
发明背景
此种切割嵌件是公知的，如在美国专利6,135,678中公开的切割嵌件，其包括一个后柄部和一个从该后柄部向前突出的前切割头。该切割头包括一个顶侧、一个下侧、两个柄侧表面(其每个都将顶侧与下侧互连)以及一个向前面对互连柄侧表面的前柄表面。每个柄侧表面与顶侧形成一个尖锐的角。在柄前表面和顶侧之间的过渡形成一个主切割边缘。在每个柄侧表面和顶侧之间的过渡形成一个侧切割边缘。该侧切割边缘在切割头的中心线的相应的相对侧上延伸，并沿向前的方向会聚。该侧切割边缘彼此之间形成一个尖锐的角。每个侧切割边缘包括多个在其内形成的间隔槽，因此每个侧切割边缘是不连续的。所以，该切割边缘包括切割边缘段，每个段被一个凹槽与相邻段隔开。
在开槽过程中，首先，主切割边缘与工件啮合。当切割深度增加时，嵌件和工件之间的相互作用发生在三个不同的侧边，即沿着主切割边缘和两个侧切割边缘，该点处凹槽开始起主动作用，有助于减小切屑的宽度。这有助于避免形成太薄而又难以处理的切屑。但是，当给定切割边缘部分已完成机加工工件后，在切割深度增加时，工件的部分与正好在给定切割边缘部分后侧(即相对供给方向的下游)的凹槽啮合。这导致每次进一步凹槽啮合工件时施加给切割嵌件的阻力增加。凹槽不是切割边缘，因此当切割深度增加时，与凹槽啮合的工件的那部分不会被切割，但是处于最大变形下。因此，整个机加工过程没有效率。
本发明的目的是提供一种径向开槽操作的切割嵌件，用于制造显著地减小或克服了上述缺点的嵌缝石形凹槽。
发明内容
根据本发明，提供一种用于开槽操作的切割嵌件，其包括一个夹持部和至少一个切割部，顶表面、相对的底表面以及在其间延伸的周边侧表面，该顶表面、周边侧表面在上边缘处汇合，其至少一部分包括一个切割边缘，该切割边缘包括一个向前主切割边缘和两个相对侧切割边缘，该相对侧切割边缘从主切割边缘向后和向外延伸至位于切割嵌件切割部的纵向轴线相对侧上的夹持部，每个侧切割边缘的至少一部分具有可变倾斜角，其中每个侧切割边缘包括多个相邻切割边缘部分，在每个切割边缘部分内倾斜角恒定，其特征在于，切割部的顶表面具有阶梯状结构。
根据本发明的一个实施例，每个侧切割边缘包括多个相邻切割边缘部分，在每个切割边缘部分内倾斜角恒定。
优选地，所述相邻切割边缘部分具有不同的倾斜角。
根据本发明的优选实施例，所述相邻切割边缘部分的倾斜角是正、负交替。
在每侧切割边缘上的切割边缘部分分组布置，每组包括多个切割边缘部分，第一组的切割边缘部分的倾斜角都是正的，相邻的第二组的切割边缘部分的倾斜角都是负的。
附图说明
为了更好理解本发明以及展示在实践中对其的实施，参照下面的附图，其中：
附图1是根据本发明的切割嵌件的透视图；
附图2是附图1的切割嵌件的局部顶视图；
附图3是沿附图2的III-III线所取的剖视图；
附图4是沿附图2的IV-IV线所取的剖视图；
附图5是图1所示切割嵌件的局部侧视图；
附图6是图1所示切割嵌件的端部侧视图；以及
附图7是根据本发明另一个切割嵌件的局部透视图。
优选实施例的详细描述
参照附图，其示出根据本发明的用于开槽操作的切割嵌件10。切割嵌件10通常由非常硬的耐磨材料制成，如陶瓷碳化物，通过压制成形或注塑以及把碳化物粉末烧结为粘结剂。切割嵌件10是一个带指示的双端切割嵌件，其包括一个夹持部12和两个切割部14。但是，本发明同样地适用于单端切割嵌件，仅具有一个切割部14。切割嵌件10具有顶表面16、相对的底表面18以及一个在其间延伸的周边侧表面20。周边侧表面20包括一个端部柄20′和两个相对侧柄20″。该顶表面16和周边侧表面20在上边缘22处汇合，包括一个向前主切割边缘24，形成在端柄20′与顶表面16交叉处，两个相对的相同的侧切割边缘26，形成在侧柄20″与顶表面16的交叉处。两个相对的相同的侧切割边缘26在切割嵌件10的纵向轴线L的相对侧上从主切割边缘24向后向外延伸至夹持部12。换言之，两个相对的相同的侧切割边缘26从主切割边缘24向后分离。由附图2可以看出该特性，该附图示出切割嵌件10的顶视图。根据本发明，每个侧切割边缘26具有的倾斜角沿着侧切割边缘26的长度变化。由切割嵌件10在一个工件中形成的凹槽的形状具有近似嵌缝石形槽或锲形剖面。比如，在活塞中需要具有近似嵌缝石形槽或锲形剖面的环槽。
根据本发明的优选实施例，两个切割部14是相同的，因此，参照附图2、5所示的半个切割嵌件10描述双端切割嵌件10是足够的。纵向轴线L限定切割部14的一个从前向后的纵向方向，其中主切割边缘24位于切割部14的向前端28处，夹持部12位于切割部14的后端30处，如图2所示。
每个侧切割边缘26包括多个切割边缘部分32，倾斜角在每个切割边缘部分32内是恒定的。附图3、4示出两个相邻切割边缘部分32′、32″的倾斜角α1、α2。在所示的实施例中，相邻切割边缘部分之一32′的倾斜角α1是正的，另一个相邻切割边缘部分32″的倾斜角α2是负的。附图3、4也示出两个相邻切割边缘部分32′、32″的侧离隙角β1、β2。本发明并不要求侧离隙角沿着切割边缘26变化。因此，如果需要，侧离隙角可以沿着切割边缘是恒定的。在该情形下，两个相邻切割边缘部分32′、32″的侧离隙角β1、β2会相同(β1＝β2＝β)。这可以通过研磨侧柄部20″获得。如图3、4所示，顶表面16和侧柄部20″分别包括与侧切割边缘26相邻的侧倾斜和侧离隙表面34、36。在图3、4所示中也示出了两个相邻切割边缘部分32′、32″的锲角ω1、ω2。显然，如果侧离隙角β沿着侧切割边缘26是恒定的，则倾斜角沿着侧切割边缘26的任何级数的变化都会与锲角级数的变化等同。
倾斜角沿着侧切割边缘26的级数变化保证了，在开槽操作期间从工件上去除的屑片是可处理的。该屑片包括包括一个由主切割边缘24形成的中央部和由侧切割边缘26形成侧边部。由于倾斜角沿着侧切割边缘26的级数变化，剪切力作用到侧边部上，使得屑片的侧边部变形。通常，屑片的侧边部会破碎成一堆隔开的细微屑片侧边部。倾斜角在相邻切割边缘部之间的级数变化越大，作用到屑片部分上的剪切力越大。
用侧倾斜表面34沿着侧切割边缘26的最大形状变化获得最大剪切力，该最大形状变化是在相邻切割边缘部分32的倾斜角交替地为正、负时获得的。但是，如图7所示，也可以使用侧倾斜表面34沿着侧切割边缘26的温和的形状变化。在图7所示的实施例中，侧倾斜表面34沿着侧切割边缘26的形状是波浪形。这可以通过使用较小的切割边缘部分32来获得(如沿着侧切割边缘26测量得到的)。从切割嵌件10的前端28开始，移向后端30，有第一组切割边缘部分32A，其中所有的相邻切割边缘部分32具有正倾斜角，从起初相对较小的正值开始，增加到最大值，然后减小到起初的小正值。随后，有第二组切割边缘部分32B，其中所有的相邻切割边缘部分32都具有负倾斜角，从起初较小的负值开始，增加到最大值，然后，减小到起初负值。第三组切割边缘部分32C是第一组的重复。这样，就获得齿状波浪形侧倾斜表面34。
切割嵌件10的底边缘38形成在周边侧表面20与底表面18汇合处。如图2所示，在切割嵌件10的顶视图中，底边缘38(如点划线所示)位于上部边缘22的范围内，指明周边侧表面20从侧切割边缘26向下向内延伸至底部边缘38，保证了切割边缘26在开槽操作期间从工件离去。除了侧离隙角β外，还有一个与前离隙表面40相关的前离隙角γ。
在夹持部12和底部表面18的附近的顶表面16具有凹入的V型贴靠表面42、44，沿着纵向方向延伸。工具夹具(未示)的嵌件壳穴的夹持表面，具有纵向延伸的配合凸起V型表面。这种布置在本领域中是公知的，以在机加工操作中获得切割嵌件的横向稳定性。
顶表面16可以设置有屑片形成器。附图1、2示出与主切割边缘24相邻的屑片形成器46。屑片形成器46可以任何所需的形状，比如顶表面16中的凹口或者从顶表面16凸出的凸起。
由图1、5可知，切割部14的顶表面16具有一个阶梯结构，每个阶梯48包括一个向前部分50，从底表面18向上向外延伸；一个后部52，从向前部50向下延伸向底表面18。阶梯状结构减小了在开槽操作时作用在切割嵌件10上的切割力，从而使开槽操作更有效率。
尽管本发明已描述了一定程度的细节，但是可以理解，在不超出随后要求保护的范围下可以进行各种替换和变化。

Claims (6)

1.一种用于开槽操作的切割嵌件(10)，其包括一个夹持部(12)和至少一个切割部，顶表面(16)、相对的底表面(18)以及在其间延伸的周边侧表面(20)，该顶表面(16)、周边侧表面(20)在上边缘(22)处汇合，其至少一部分包括一个切割边缘，该切割边缘包括一个向前主切割边缘(24)和两个相对侧切割边缘(26)，该相对侧切割边缘(26)从主切割边缘(24)向后和向外延伸至位于切割嵌件的切割部(14)的纵向轴线(L)相对侧上的夹持部(12)，每个侧切割边缘(26)的至少一部分具有可变倾斜角(α)；
其中每个侧切割边缘(26)包括多个相邻切割边缘部分(32)，在每个切割边缘部分(32)内倾斜角(α)恒定，
其特征在于，切割部(14)的顶表面(16)具有阶梯状结构。
2.根据权利要求1所述的切割嵌件，其特征在于，所述相邻切割边缘部分具有不同的倾斜角。
3.根据权利要求2所述的切割嵌件，其特征在于，所述相邻切割边缘部分的倾斜角是正、负交替。
4.根据权利要求1所述的切割嵌件，其特征在于，在每侧切割边缘(26)上的切割边缘部分(32)分组(32A、32B、32C)布置，每组包括多个切割边缘部分，第一组的切割边缘部分的倾斜角都是正的，相邻的第二组的切割边缘部分的倾斜角都是负的。
5.根据权利要求4所述的切割嵌件，其特征在于，属于一组的相邻切割边缘部分的倾斜角彼此不同。
6.根据权利要求4所述的切割嵌件，其特征在于，属于一组的所述相邻切割边缘部分的倾斜角沿着侧切割边缘成级数增加到最大值，然后再成级数减小。
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