CN100531976C - 用于车削的切削刀片 - Google Patents

Abstract

一种车削刀片，所述刀片包括至少一个具有至少一个角部区域的切削表面。所述角部区域限定了30-85度范围内的前端角。所述角部区域包括斜切的刀刃。前端角的平分线与斜切的刀刃在其中点处以直角相交。

Description

用于车削的切削刀片

技术领域

本发明涉及用于车削的切削刀片，所述切削刀片包括至少一个具有至少一个角部区域的切削几何表面，其中所述角部区域的前端角在30°<α<85°的区间内。切削刀片中的材料可包括与用于去屑加工的通常由例如硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石制成的切削刀片不同的硬质材料。

背景技术

用于车削操作的切削刀片上的所谓的主切削刃的喷砂磨损是现有技术中已以多种不同方式设法解决的问题。通常，在越小的安置角下，就获得越小的喷砂磨损程度。

依照一个变型，使用正方形切削刀片，安置角被确定为45°。

依照另一个变型，使用圆形切削刀片，这样一种情况下的切削深度通常被限制为大约切削刀片的直径的25％。

依照另一个变型，使用具有较大角部半径的切削刀片，这样一种情况下的切削深度通常被限制为大约角部半径的30％。这适合于精整操作，但是对于粗磨操作来说，通常需要更大的切削深度。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种车削刀片，与已知切削刀片相比较，在去屑加工中本发明的车削刀片显示出降低的切削角的喷砂磨损程度。

本发明的另一个目的是减少完成加工之后留在内圆角(fillet)中的材料量。

本发明的另一个目的是利用同一个切削刃即可沿相互垂直的两个方向进行由切削刀片实现的加工。

通过用于车削操作的切削刀片至少实现本发明的主要目的，所述切削刀片包括顶部切削表面和底面，顶部切削表面具有至少一个角部区域。所述角部区域将前端角限定在30°-85°的范围内。所述切削刀片还包括在顶部切削表面和底面之间沿着顶部切削表面和底面的周围延伸的侧表面，所述侧表面包括余隙面部分，该余隙面部分相对于设置在其相对侧上的两个侧表面部分成斜角。所述角部区域和所述余隙面部分的交叉部分限定出斜切的刀刃，其中所述前端角的平分线与斜切刀刃的中点以直角相交。

附图的简要说明

下面将参照附图描述本发明所涉及的切削刀片的优选实施例，其中：

图1示出了本发明所涉及的切削刀片的一个实施例的立体图；

图2示出了图1所涉及的切削刀片的角部的示意性平面图；

图3示出了本发明所涉及的切削刀片的有效角与现有技术所涉及的切削刀片的有效角之间的对比；

图4示出了本发明所涉及的切削刀片的替换实施例；

图5示出了图4所涉及的切削刀片的角部的示意性平面图；

图6示出了本发明所涉及的切削刀片的另一个替换实施例的角部的示意性平面图；

图7示出了本发明所涉及的切削刀片的另一个替换实施例的角部的示意性平面图；以及

图8示出了与图7相似的本发明所涉及的切削刀片的另一个替换实施例的视图。

具体实施方式

本发明图1所涉及的切削刀片基本是负性的。图1所涉及的切削刀片包括两个切削表面1，即，所述切削刀片的顶表面和底表面，它们通常彼此平行并且位于离对方一定距离处。在图1中，只看到一个切削表面1。切削表面1通过四个侧表面3相互连接，由于切削刀片基本是负性的，因此这四个侧表面3基本具有垂直于切削几何表面1的延伸部分。在图1中，只可看到两个侧表面3。

而且，图1中所示的切削刀片具有中央孔5，该中央孔5用于接收螺丝等以便于将所述切削刀片固定在刀架(未示出)的刀座中。

下面，将描述位于与图1中所示的切削几何表面1相连接的切削刀片的部分，其中应该指出的是，图1中不可看到的切削表面是与可看到的切削表面以相同的方式构成的。邻近于图1中所示的本发明所涉及的车削刀片的切削表面1，布置有两个沿直径方向布置的角部区域7，它们构成本发明的基础。在所示的实施例中，每个角部区域7都包括直线刀刃斜面9，或斜切刀刃，在图1所涉及的切削刀片的使用中，所述直线刀刃斜面9通常构成主切削刃。邻近于刀刃斜面9，图1所涉及的切削刀片具有余隙面10，所述余隙面10基本在这两个相同刀刃斜面9之间延伸。在每个直线刀刃斜面9内部，布置有断屑器11，由于在本发明的保护范围内所述断屑器11可具有不同的设计，因此不对其进行详细描述。

每个侧表面3都包括两个纵向侧部刀刃12，这两个纵向侧部刀刃12相互平行并且在其一端处与相邻的刀刃斜面9相连接。在图1中所示的实施例中，通过所谓的刮擦(wiper)技术进行所述连接，也就是说，提供了圆弧式(radiused)的刮擦刃部分13和14，它们在刀刃斜面9与侧部刀刃12之间限定了过渡部分并且具有各不相同的曲率半径。侧部刀刃12构成了本实施例中的主切削刀刃。

如图1中所示的，位于刀刃12内部的部分15大体上具有与断屑器11相同的设计。然而，所述部分15通常不发挥任何断屑功能。

在图2中，示意性平面图示出了图1所涉及的切削刀片的角部区域7。在图2所涉及的该示意性平面图中，角部区域7的前端角α，即，刀刃12之间的角度由平分线B分成为两个相等的角α/2。在图1和图2所涉及的切削刀片中，α＝80°。

平分线B与刀刃斜面9在其中央相交(即，位于平分线B两侧上的刀刃斜面9的部分是同样长的)。平分线B以直角与刀刃斜面9相交，这在图2中由平分线B与刀刃斜面9的延伸部分之间的角度β具有90°值的这样一个事实限定。刀刃斜面9的长度由L表示。

在图2中，通过虚线圈线描绘出假想的内切圆iC，该内切圆与位于角部区域的相对侧上的两个主切削刀刃12相切。内切圆iC的中心C与图1的中央孔5的中心重合，并且位于相对角部区域7的中间，从而接触所有这四个侧部刀刃14。

通过研究图2，可明白的是，图1中所示的本发明所涉及的用于车削的切削刀片相对于平分线B是对称的。

在图3中，通过图1所涉及的切削刀片与具有角部半径R的传统切削刀片示出了在车削中的对比。对于这两个切削刀片来说，所讨论的切削深度a_p是相同的，如同在引言中所指出的一样，这意味着，如果传统切削刀片将获得45°的设置角K_r1的话，切削深度a_p大约为0.3×R。如图3中所示的，对于图1所涉及的切削刀片来说获得了相应的切削深度a_p，在这种情况中设置角K_r2也为45°。通过研究图3，可明白的是，本发明所涉及的用于车削的切削刀片与传统切削刀片相比较在圆角中留下了更少的材料。通过研究图2和图3，可明白的是，图1所涉及的切削刀片可沿相互垂直的两个方向用于车削，而不必改变所述切削刀片在刀架中的位置。

在图4中，示出了本发明所涉及的用于车削的切削刀片的替换实施例。图4中所示的切削刀片是用于仿形切削的并且通常具有正性的几何形状。因此，图4所涉及的切削刀片具有顶部切削表面101以及底部支撑表面(不可视)，顶部切削表面101与支撑表面相互平行并且位于离对方一定距离处。顶部切削表面101与支撑表面通过四个侧表面103相互连接。由于该切削刀片是正性的，因此侧表面103以锐角连接于切削几何表面101而侧表面103以钝角连接于支撑表面。在图4中只可看到两个侧表面103。

此外，图4中所示的切削刀片具有中央孔5，该中央孔5用于接收螺丝等以便于将所述切削刀片固定在刀架(未示出)的刀座中。

下面，将描述位于与图4中所示的切削刀片的切削几何表面101相连接的角部区域107。如上文中已指出的，两个沿直径方向布置的角部区域107构成本发明的基础。在所示的实施例中，每个角部区域107都包括直线刀刃斜面109，在图4所涉及的切削刀片的使用中，所述直线刀刃斜面109通常构成主切削刃。邻近于刀刃斜面109，图4所涉及的切削刀片具有余隙面110。在每个直线刀刃斜面109内部，布置有断屑器111，由于在本发明的保护范围内所述断屑器11可具有不同的设计，因此不对其进行详细描述。

每个侧表面103都包括两个纵向侧部刀刃112，这两个纵向侧部刀刃112相互平行并且在其一端处与相邻的刀刃斜面109相连接。在图4中所示的实施例中，通过所谓的刮擦技术进行所述连接，与结合图1所述的连接相一致。

在图5中，示意性平面图示出了图4所涉及的切削刀片的角部区域107。在图5所涉及的该示意性平面图中，角部区域107的前端角，即，刀刃112之间的角度由平分线B分成为两个相等的角α/2。在图4和图5所涉及的切削刀片中，α＝35°。平分线B与刀刃斜面109在其中央相交(即，位于平分线B两侧上的刀刃斜面109的部分是同样长的)。平分线B以直角与刀刃斜面109相交，这在图5中由平分线B与刀刃斜面109的延伸部分之间的角度β具有90°值的这样一个事实限定。刀刃斜面109的长度由L表示。

在图5中，通过虚线圈线描绘出假想的内切圆iC。在这方面，应该指出的是，内切圆iC的中心C与图4中的中央孔105的中心重合，并且接触所有这四个侧部刀刃112。

通过研究图5，可明白的是，图4中所示的本发明所涉及的用于车削的切削刀片相对于平分线B是对称的。

在图6中，示出了本发明所涉及的用于车削的切削刀片的另一个替换实施例的角部区域207的示意性平面图，该切削刀片具有与图1所涉及的切削刀片相应的基本形状。大体上将图6所涉及的角部区域207与图2所涉及的角部区域7分开的是刀刃斜面209的设计，它在图6中是非直线的。更精确地说，刀刃斜面209包括两个直线部分209a和一个将直线部分209a相互连接的弧形(弯曲)的、中间部分209b，所述部分209a在图6所示平面视图中不相互平行。另外，在这种情况中，前端角α的平分线B与刀刃斜面209在其中心相交并且以直角相交。刀刃斜面209的长度L被限定为非线性刀刃斜面209的端点之间的直线距离。

在图7和图8中，示出了本发明所涉及的用于车削的切削刀片的另一个替换实施例的角部区域307的示意性平面图，其中，在本发明的范围内，刀刃斜面309可为凸弯曲部分309a(图7)或凹弯曲部分309b(图8)。为了清楚起见，刀刃斜面309a和309b的弯曲程度已被放大。在图7和图8中参照线RL与各个刀刃斜面309a、309b的位于距离参照线RL最远处的点之间的距离由δ表示。与图6中的一致，刀刃斜面309a；309b的长度L被定义为弯曲刀刃斜面309a或309b的端点之间的直线距离。在本发明的范围内，最大值为δ/L＝0.15。平分线B与刀刃斜面309a、309b在其中央相交，即，位于平分线B两侧上的刀刃斜面309a、309b的部分是同样长的。平分线B以直角与刀刃斜面309a、309b相交，如图7和图8中所示的。

用于车削的切削刀片的上述实施例最好用于加工高温材料。然而，本发明的原理也可应用于用于硬车削的切削刀片，在这种情况下刀刃斜面具有看起来相对较小的长度。

通常，在本发明所涉及的用于车削的切削刀片中，适用刀刃斜面9；109；209的长度L与内切圆iC的直径D之间的以下关系：0.01<L/D<0.45。至于用于加工高温材料的切削刀片，适用于更具体的关系0.1<L/D<0.45。至于用于硬车削的切削刀片，适用于更具体的关系0.01<L/D<0.1。

本发明的可实行的修正

本发明所涉及的用于车削的切削刀片的上述实施例具有用于将各个切削刀片夹紧在刀架中的中央孔5；105。然而，本发明所涉及的切削刀片可没有中央孔，在这种情况下，可通过例如夹具夹紧所述切削刀片。在这种情况下，图5和图6的假想内切圆iC将使得其中心位于平分线B上相对前部区域的中间的位置处，所述前部区域由图1-7中所示的实施例中的平分线B平分。在三角形切削刀片的情况中(未示出)，假想内切圆iC将被布置得接触所有三个主切削刃。

在本发明所涉及的用于车削的切削刀片的上述实施例中，这些实施例关于刀刃斜面9；109与连接刀刃12；112之间的过渡部分具有刮擦技术。然而，在本发明的保护范围内，还可想得到是，可通过恒定半径产生刀刃斜面9；109与连接刀刃12；112之间的过渡部分。

上述两个用于车削的切削刀片基本是负性的。然而，本发明的概念不局限于负性切削刀片而且还适用于正性切削刀片。

在平面图中，本发明所涉及的用于车削的切削刀片的上述两个实施例具有基本为菱形的形状。然而，在本发明的保护范围内，还可想得到是，在平面图中，切削刀片具有通常为三角形的形状。

如以上已指出的，根据本发明可制成用于硬车削的切削刀片。然而，这些切削刀片在原理上不需要任何特别形成的断屑器，但是在这种情况中位于切削刃内部的平坦表面构成了断屑器。

尽管已结合其优选实施例描述了本发明，但是本领域中普通技术人员应该理解的是，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和保护范围的情况下可进行没有具体描述的附加、删除、修正和置换。

Claims (13)

1.一种车削刀片，所述刀片包括顶部切削表面和底面，顶部切削表面具有至少一个角部区域，所述角部区域限定出30-85度范围内的前端角；

在顶部切削表面和底面之间沿着顶部切削表面和底面的周围延伸的侧表面，所述侧表面包括余隙面部分，该余隙面部分相对于设置在其相对侧上的两个侧表面部分成斜角；

其中所述角部区域和所述余隙面部分的交叉部分限定出斜切的刀刃，前端角的平分线与斜切的刀刃在刀刃中点处以直角相交。

2.依照权利要求1所述的车削刀片，其特征在于，所述切削角部包括设置在斜切刀刃内部的断屑器。

3.依照权利要求2所述的车削刀片，其特征在于，前端角由设置在角部区域相对侧上的两个侧部刀刃限定，所述刀片还包括适合于接收紧固螺丝的中央通孔，所述斜切刀刃限定出长度L；假想内切圆内切于这两个侧部刀刃之间并且与所述通孔同心，所述假想内切圆限定出直径D，其中比率L/D在0.01到0.45的范围内。

4.依照权利要求3所述的车削刀片，其特征在于，所述斜切刀刃为直线形的。

5.依照权利要求3所述的车削刀片，其特征在于，所述斜切刀刃的至少一部分是弯曲的。

6.依照权利要求3所述的车削刀片，其特征在于，斜切刀刃的两侧通过至少一个弧形刮擦刃与各个主切削刃相连接。

7.依照权利要求3所述的车削刀片，其特征在于，所述底面为切削表面，并且所述顶部切削表面和所述底面与垂直于所述切削表面布置的至少三个侧表面相交。

8.依照权利要求3所述的车削刀片，其特征在于，所述侧部刀刃构成了主切削刃。

9.依照权利要求2所述的车削刀片，其特征在于，所述的至少一个角部区域包括彼此相对设置并且被平分线平分的第一和第二角部区域，每个角部区域的斜切刀刃限定出长度L；假想圆内切于第一对和第二对的全部四个侧部刀刃之间，并且在第一和第二前部区域之间的中间位置处限定出位于平分线上的中心，所述假想圆限定出直径D，其中比率L/D在0.01到0.45的范围内。

10.依照权利要求9所述的车削刀片，其特征在于，所述斜切刀刃为直线形的。

11.依照权利要求9所述的车削刀片，其特征在于，所述斜切刀刃的至少一部分是弯曲的。

12.依照权利要求1所述的车削刀片，其特征在于，所述斜切刀刃的两侧通过至少一个弧形刮擦刃与各个主切削刃相连接。

13.依照权利要求1所述的车削刀片，其特征在于，所述底面为切削表面，并且所述顶部切削表面和所述底面与垂直于切削表面布置的至少三个侧表面相交。

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