CN101107088B - 在前端切削刃处具有小倒角角度的切削刀片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种主要用于车削加工的金属切削刀片(10)。该切削刀片包括上表面(11)，大致平行于所述上表面的下表面(12)，和在所述上表面和所述下表面之间延伸的至少三个侧面(13A，13B)。两个相邻的侧面(13A，13B)之间的过渡在切削刀片角部(14)处形成圆形前端半径表面(14A)。所述切削刀片包括周缘台肩(15，15A，15B)，该周缘台肩至少在角部部分(14)处以倒角角度(βA-βE)桥接上表面和侧面。所述区域(15，15A，15B)和所述前端半径表面(14A)的相交形成前端切削刃(16；16′)。所述前端切削刃(16；16′)由至少一个半径(R1)限定。所述切削角部包括至少一个弯曲的修光刃(17，18；17′，18′)。前端切削刃(16；16′)处的截面上的倒角角度(βC)小于距前端切削刃(16；16′)一定距离的截面上的倒角角度。倒角角度(βC)在角部部分(14)的平分线(B)处具有最小值。
Description
技术领域
本发明涉及一种主要用于车削加工的金属切削刀片。
背景技术
对于各种车削加工来说，在进给速度和角部半径之间存在一定的相互作用，角部半径为主切削刃和辅切削刃之间的连接。工件上产生的表面光洁度特别受角部半径和进给速度之间的相互作用所影响。接近角限定为主切削刃和进给方向之间的角度。该角度对不同的切削力分量之间的相互关系具有显著的影响，从而还影响表面光洁度和尺寸精确度。表面光洁度和尺寸精确度对接近角的变化非常敏感。对于所有车削加工的一个问题是获得所要求的表面光洁度。另外的问题是由于例如凹陷磨损而使刀具的使用寿命较短。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种提高加工表面光洁度的切削刀片。
本发明的另一目的是提供一种显著提高刀具使用寿命的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种在保持刀具总的使用寿命同时提高表面光洁度的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种增大工件的表面下的压缩残余应力的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种增大工件边缘区域的硬度的切削刀 片。
本发明的又一目的是提供一种降低车削刀片相对于设置的接近角的灵敏度的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种通用切削刀片。
这些目的以及另外的目的通过一种用于车削的切削刀片来实现，该切削刀片包括上表面、大致平行于所述上表面的下表面和在所述上表面和所述下表面之间延伸的至少三个侧面，两个相邻的侧面之间的过渡在切削刀片的角部处形成圆形前端半径表面，所述切削刀片包括周缘台肩，该周缘台肩至少在角部处以倒角角度桥接上表面和侧面，所述台肩和所述前端半径表面的相交形成前端切削刃，所述前端切削刃由至少一个半径限定，所述角部包括至少一个弯曲的修光刃，其特征在于，前端切削刃处的截面上的倒角角度小于距前端切削刃一定距离的截面上的倒角角度，以及倒角角度在角部的平分线处具有最小值。
附图说明
通过以下结合附图对本发明优选实施例进行详细说明，将使本发明的目的和优点变得明显，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1示出根据本发明的车削刀片的平面图。
图2示出切削刀片的透视图。
图3A示出根据图1的线E的截面图。
图3B示出根据图1的线F的截面图。
图3C示出根据图1的线G的截面图。
图3D示出根据图1的线H的截面图。
图3E示出根据图1的线J的截面图。
图4放大地示出切削刀片的角部部分的平面图。
图5示出角部部分的侧视图。
图6A示出根据图1中的线E-J的不同截面处的倒角角度范围的图表。
图6B示出根据图1中的线E-J的不同截面处的倒角高度的图表。
图7A示出车削工件期间的切削刀片，图7B示出切削刀片和工件的部分。
图8示出根据本发明的切削刀片的可选实施例，其视图与图5相似。
具体实施方式
在图1至5中示出根据本发明的车削刀片10。切削刀片可以是单面的或者是双面的。切削刀片为菱形，图1所示的角部部分的前端角为大约60°至80°。然而，该切削刀片还可以为正方形、矩形、三角形或六边形。当该切削刀片为六边形时，其还可采用所谓的三角形刀片的形式。该实施例的刀片由具有立方氮化硼(CBN)角部部分的硬质合金制成，但也可由完全由上述材料或所有其他合适的材料制成。切削刀片10包括上表面11，大致平行于所述上表面的下表面12，和在所述上表面和下表面之间延伸的至少三个侧面13A，13B。上表面11在本实施例中为平面，并相对于所述至少三个侧面垂直延伸。两个相邻的侧面13A，13B之间的过渡在切削刀片角部14处形成圆形的前端半径表面14A。切削刀片10包括周缘台肩15，该周缘台肩15由至少两个周缘台肩15A和15B构成，并至少在角部部分14处桥接上表面和侧面。周缘台肩15A和15B在本实施例中可沿整个切削刀片外围延伸。周缘台肩15A和15B在本实施例中具有不同的结构。周缘台肩15A和15B相对于包含上表面11的平面P以倒角角度βA-βE倾斜(如图3A-3E所示)。周缘台肩适合于加强切削刀片的切削刃。在本实施例中，上表面11为平面并直接连接至周缘台肩15以提供坚固的结构。周缘台肩和前端半径表面14A的相交形成前端切削刃16。前端切削刃16由至少一个半径R1限定。每个加工的切削角部14包括连接至前端切削刃16的至少一个凸形修光刃(wiperedge)17，18。在本实施例中，第一修光刃17和第二修光刃18被前端切削刃16分开。前端半径表面14A可关于角部平分线B(如图8所示)对称。切削刀片10在本实施例中具有垂直于表面11和12延伸的通孔21。例如， 尤其参考图3C和3E，前端切削刃16处的截面上的倒角角度βC小于相距前端切削刃16一定距离处的截面上的倒角角度βE。前端切削刃16处的截面上的倒角角度βC小于所述第二修光刃18处的截面上的倒角角度，但是大于所述第一修光刃17处的截面上的倒角角度βA。每个周缘台肩15A和15B在切削刀片10的截面上沿大致直线布置，如图3A-3E所示。周缘台肩15在角部部分14处具有连续变化的倒角角度β。在前端切削刃16处的如图3C所示截面上的倒角角度βC小于第二修光刃18处的截面上的倒角角度βE。在平面图上，周缘台肩15具有大致恒定的宽度WA-WE，如图3A-3E所示。然而，台肩宽度WE略大于宽度WA-WD。可选地，台肩宽度可与倒角角度的变化相似地变化。
第一修光刃17由至少一个第一修光半径R2限定，第二修光刃18由至少一个第二修光半径R3限定，所述半径R1-R3具有不同的原点。半径R2和R3的大小可以相等。周缘台肩15在第一修光刃17和第二修光刃18处都具有连续变化的倒角角度β。
参考图3A-3E以及图6A和6B，可以按以下顺序βA＜βB＜βC＜βD＜βE选择角度β，亦即用于右手型的切削刀片10。在5°至15°的范围内选择角度βA；在6.1°至18.2°的范围内选择角度βB；在12.5°至37.5°的范围内选择角度βC；在18.9°至56.8°的范围内选择角度βD；以及在20°至60°的范围内选择角度βE。此外，当垂直于侧面13A，13B或者前端半径表面14A观察时，倒角的凸出高度Z可在图6B所公开的范围内变化或者变化如下(毫米)：
A B C D E
0.00 0.01 0.01 0.02 0.02
0.13 0.16 0.38 0.77 0.87
现在参考图7A和7B，其分别示出在工件19的右手车削期间的切削刀片和在坚硬车削工艺期间切削刀片和工件的放大部分。通常，切削深度Y等于或小于前端切削刃半径R1，使得未切削材料例如不能到达平 分线B。设置刀片使其具有超过修光刃17的间隙角σ。待移开的切屑20的大小由切削深度Y和每转进给量X确定。切屑的厚度在凸形修光刃17处转换为零。周缘台肩15具有倒角，该倒角在角部部分14的平分线处最尖锐，即具有最低的倒角角度值。切削的薄部分的修光刃17为最钝的倒角。修光刃17的钝度可与塑性变形的程度(表面的光洁度)，以及随后由于机械作用产生的残余应力有关。
图8示出根据本发明的切削刀片10′的可选实施例，其视图与图5相似。本切削刀片10′相对于上述切削刀片10的主要差异在于，周缘台肩15A′和15B′是相同的。周缘台肩15A′和15B′相对于包含上表面11′的平面以倒角角度βC-βE(如图3C-3E所示)倾斜。最小的倒角角度βC设置在角部部分的平分线B处，即倒角角度在平分线B处具有最小值。周缘台肩和前端半径表面14A′相交形成前端切削刃16′。前端切削刃16′由至少一个半径限定。每个加工的切削角部包括连接至前端切削刃16′的至少一个凸形修光刃。在本实施例中，提供由由前端切削刃16′分离的第一修光刃17′和第二修光刃18′。前端半径表面14A′关于角部平分线B对称。这产生以下优点，即切削刀片变得对称，从而能够利用相同的刀片进行左手车削和右手车削，也就是说左手支架和右手支架均可使用。
在所述实施例中，切削刀片的起作用的角部为CBN部分，因而切削刃16，17和18由CBN组成。可选地，可使用所有适合机械应用的任何其他合适的切削材料。
坚硬车削工艺的结果为切削刀片磨损程度的函数，例如增加表面糙度、在工件边缘区域(或表面下)降低压缩应力和增加拉伸应力、和增加工件硬度(微观硬度)。简要地说，相比于正常标准修光刀片，这将显著提高刀具使用寿命、在保持具有提高刀具使用寿命的总刀具使用寿命时获得更好的表面光洁度、提高表面中的能实现的压缩残余应力(工件表面中的压缩)和提高表面的微观硬度。此外，测试已经证明在根据本发明切削刀片的角部部分处的凹陷磨损远离前端切削刃而产生，从 而相对于现有技术的刀片使切削刃长时间地保持完好。因此，提出了这种改善加工表面的光洁度和显著改善刀具使用寿命的用于车削的切削刀片。该切削刀片提高了通用性、进行左手加工或右手加工时性能相同并且仍然尽可能地区分有效的倒角角度。
本申请要求瑞典专利申请No.0500413-0和No.0500699-4的优先权，并结合在本文中作为参考。
Claims (9)
1.一种用于车削的切削刀片，包括上表面(11；11′)、大致平行于所述上表面的下表面(12；12′)和在所述上表面和所述下表面之间延伸的至少三个侧面(13A，13B；13A′，13B′)，两个相邻的侧面(13A，13B；13A′，13B′)之间的过渡在切削刀片的角部(14)处形成圆形前端半径表面(14A；14A′)，所述切削刀片包括周缘台肩(15，15A，15B；15A′，15B′)，该周缘台肩至少在角部(14)处以倒角角度(βA-βE)桥接上表面和侧面，所述台肩(15，15A，15B；15A′，15B′)和所述前端半径表面(14A；14A′)的相交形成前端切削刃(16；16′)，所述前端切削刃(16；16′)由至少一个半径(R1)限定，所述角部包括至少一个弯曲的修光刃(17，18；17′，18′)，其特征在于，前端切削刃(16；16′)处的截面上的倒角角度(βC)小于距前端切削刃(16；16′)一定距离的截面上的倒角角度，以及倒角角度(βC)在角部(14)的平分线(B)处具有最小值。
2.如权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述前端切削刃(16；16′)处的截面上的倒角角度(βC)小于所述修光刃处的截面上的倒角角度。
3.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述周缘台肩(15，15A，15B；15A′，15B′)在穿过所述切削刀片的截面上沿大致直线布置。
4.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述周缘台肩(15，15A，15B；15A′，15B′)在所述角部(14)处具有连续变化的倒角角度(β)。
5.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，周缘台肩(15，15A，15B；15A′，15B′)具有在平面图上的大致恒定的宽度(WA-WE)。
6.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述角部(14)包括由至少一个半径(R2)限定的第一修光刃(17；17′)和由至少一个半径(R3)限定的第二修光刃(18；18′)，所述半径(R1-R3)具有不同的原点。
7.如权利要求6所述的切削刀片，其特征在于，第一修光刃(17；17′)和第二修光刃(18；18′)都具有连续变化的倒角角度(β)。
8.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述切削刀片(10)部分或者完全由立方氮化硼组成。
9.如权利要求6所述的切削刀片，其特征在于，所述前端切削刃(16；16′)处的截面上的倒角角度(βC)大于所述第一修光刃(17；17′)处的截面上的倒角角度(βA)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |