CN101107089B - 在前切削刃处具有变化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操作的金属切削刀片(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)和在所述上表面和下表面之间延伸的至少三个侧表面(13A、13B)。两个邻近侧表面(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)。切削刀片包括至少在角部部分(14)处以倒角角度(βA-βE)桥接上表面和侧表面的周边台肩(15、15A、15B)。周边台肩(15、15A、15B)和前端半径表面(14A)的交叉形成前切削刃(16)。前切削刃(16)由至少一个半径(R1)限定。切削角部包括至少一个弯曲修光刃(17、18)。在前切削刃(16)处的截面中的倒角角度(βC)大于距前切削刃(16)一定距离的截面中的倒角角度。

Description

在前切削刃处具有变化倒角角度的切削刀片
技术领域
本发明涉及一种主要用于车削操作的金属切削刀片。
背景技术
对于各种车削操作，在进给速度和角部半径(corner radius)之间存在一定的相互作用，该角部半径为主切削刃和副切削刃之间的连接。工件上产生的表面光洁度尤其受角部半径和进给速度之间的相互作用的影响。接近角被限定为主切削刃和进给方向之间的角度。该角度对不同切削力分量之间的相互关系有显著的影响，并从而也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改变非常敏感。对于所有车削操作的一个问题是获得期望的表面光洁度。另一问题是差的工具使用寿命。
现有切削刀片的实施例在EP1226892A2和DE10308234A1中示出。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改善已加工表面的光洁度的切削刀片。
本发明的另一目的是提供一种显著提高工具使用寿命的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种在整个工具使用寿命期间改善表面光洁度的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种减小对工件表面中残余应力的影响的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种减小对工件表面中硬度的影响的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种降低车削切削刀片相对于设置的接近角的敏感度的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种在车削期间减小径向力的切削刀片。
本发明的又一目的是提供一种切削刀片，该切削刀片减小了在工具架中使用时为切削刃位置中较小的变化所作的准备。
通过如所附权利要求的特征部分中限定的切削刀片已获得这些以及另外的目的。
附图说明
通过以下结合附图的本发明优选实施例的详细说明，本发明的目的和优点将变得显而易见，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1显示出根据本发明的车削切削刀片的平面图；
图2以透视图显示出切削刀片；
图3A显示出根据图1的线E的截面；
图3B显示出根据图1的线F的截面；
图3C显示出根据图1的线G的截面；
图3D显示出根据图1的线H的截面；
图3E显示出根据图1的线J的截面；
图4显示出放大并从平面上观察的切削刀片的角部部分的平面图；
图5以侧视图显示出角部部分；
图6A显示出在根据图1中线E至J的不同截面处的倒角角度范围的图表；
图6B显示出在根据图1中线E至J的不同截面处的倒角高度的图表；
图7A显示出在工件车削期间的切削刀片，而图7B显示出切削刀片和工件的部分。
具体实施方式
在图1至5中示出根据本发明的车削切削刀片10。切削刀片可以是单面或者双面的。切削刀片是菱形，图1所示的角部部分具有约60至80°的前端角。但是，该切削刀片也可以是正方形、矩形、三角形或六边形。当切削刀片是六边形时，其也可成所谓的三角形刀片的形式。该实施例中的刀片由具有立方氮化硼(CBN)角部部分的硬质合金制成，但也可以完全由任何硬质合金材料或任何其它合适的材料制成。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表面13A、13B。在该实施例中上表面11是平面，并且相对于所述至少三个侧表面垂直地延伸。两个邻近侧表面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包括至少在角部部分14处桥接上表面和侧表面的周边台肩15，该周边台肩15由至少两个周边台肩15A和15B构成。在该实施例中，周边台肩15A和15B围绕整个切削刀片周边。在该实施例中，周边台肩15A和15B具有不同的构造。周边台肩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至3E所示)。周边台肩适于加强切削刀片的切削刃。在该实施例中，上表面11是平面并直接连接到周边台肩15以允许坚固的构造。周边台肩15和前端半径表面14A的交叉形成前切削刃16。前切削刃16由至少一个半径R1限定。每个操作切削角部14包括连接到前切削刃16的至少一个凸修光刃17、18。在该实施例中，设有由前切削刃16分开的第一修光刃17和第二修光刃18。前端半径表面14A相对于角部平分线B可以是对称的。这导致切削刀片对称的优点，从而可以通过相同的刀片进行的手车削和右手车削，即左手和右手刀架都可用于该切削刀片。在该实施例中的切削刀片10具有垂直于表面11和12延伸的通孔21。
特别参考图3C和例如3E，在前切削刃16处的截面中的倒角角度βC大于距前切削刃16一定距离的截面中的倒角角度βE。在前切削刃16处的截面中的倒角角度βC大于在所述第一修光刃17或第二修光刃18处的截面中的倒角角度。周边台肩15A和15B在通过切削刀片10的截面中沿着大致的直线布置，例如图3A至3E所示。周边台肩15在角部部分14处具有连续变化的倒角角度β。在如图3C所示前切削刃16处的截面中的倒角角度βC大于在第一修光刃17处的截面中的倒角角度βE。在平面图中的周边台肩15具有大致不变的宽度WA-WE，如图3A至3E所示。但是台肩宽度WE稍大于宽度WA-WD。可选地，台肩宽度可类似于倒角角度的变化而变化。
第一修光刃17由至少一个第一修光半径R2限定，而第二修光刃18由至少一个第二修光半径R3限定，所述半径R1至R3具有不同的原点。半径R2和R3能够是同样大。在每个第一和第二修光刃17、18处的周边台肩15具有连续变化的倒角角度β。参考图3A至3E与图6A和6B，在5°至20°的范围内选择角度βA；在10°至30°的范围内选择角度βB；在15°至60°的范围内选择角度βC；在10°至30°的范围内选择角度βD；和在5°至20°的范围内选择角度βE。此外，当垂直于侧面13A、13B或前端半径表面14A观察时，倒角的伸出高度Z可以在图6B中公开的范围内或如下所示变化(mm)：
A        B        C       D        E
0.004    0.009    0.01    0.009    0.004
0.18     0.29     0.86    0.29     0.18
现在参考图7A和7B，分别示出在工件19的车削期间的切削刀片和在硬车削加工期间的切削刀片和工件的放大部分。通常切削深度Y等于或小于前切削刃半径R1，使得例如未切削材料没有到达平分线B。刀片设置有超过修光刃17的间隙角σ。要去除的切屑20的尺寸由切削深度Y和每转走刀量X决定。切屑厚度在凸修光刃17处变成零。由于周边台肩15具有在经受磨损的部分的角部部分14的平分线处最钝的倒角，同时切削切屑薄部分的修光刃17相对的尖锐，从而获得良好的表面光洁度。在平面图中的周边台肩15、15A、15B具有大致不变的宽度WA-WE的事实为当在工具架中使用的切削刃中较小的变化作准备。
在描述的实施例中切削刀片的起作用的角部是CBN部分，并因此切削刃16、17和18由CBN组成。可选地全部应有的加工应用都能使用任何其它合适的切削材料。
当使用具有修光刃的切削刀片时，径向力与传统的没有修光刃的切削刀片相比变高。根据本发明的切削刀片在其切削角部平分线附近具有较钝的倒角角度，以便在高走刀期间保护角部免于破裂，同时修光刃具有较低的钝度以减小径向力。由此，提出用于车削的切削刀片，其改善已加工表面的光洁度并显著提高工具使用寿命。

Claims (9)

1.一种用于车削的切削刀片，包括上表面(11)、与所述上表面基本平行的下表面(12)、和在所述上表面和下表面之间延伸的至少三个侧表面(13A、13B)，在两个邻近侧表面(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)，所述切削刀片包括至少在角部部分(14)处以倒角角度(βA-βE)桥接上表面和侧表面的周边台肩(15、15A、15B)，并且所述台肩(15、15A、15B)和所述前端半径表面(14A)的交叉形成前切削刃(16)，所述前切削刃(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)，
其特征在于，在前切削刃(16)处的截面中的倒角角度(βC)大于距前切削刃(16)一定距离的截面中的倒角角度，并且在平面图中的周边台肩(15、15A、15B)具有大致不变的宽度(WA-WE)。
2.如权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，在前切削刃(16)处的截面中的倒角角度(βc)大于在所述修光刃处的截面中的倒角角度。
3.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述周边台肩设置成围绕整个切削刀片周边的倒角(15)。
4.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述周边台肩(15、15A、15B)在与所述切削刀片的所述上表面和所述侧表面垂直的截面中沿着大致的直线布置。
5.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述周边台肩(15、15A、15B)在角部部分(14)处具有连续变化的倒角角度(β)。
6.如权利要求5所述的切削刀片，其特征在于，在前切削刃(16)处的截面中的倒角角度(βc)大于在所述至少一个弯曲的修光刃的第一修光刃(17、18)处的截面中的倒角角度(βE)。
7.如权利要求1或2所述的切削刀片，其特征在于，所述切削角部(14)包括由至少一个半径(R2)限定的第一修光刃和由至少一个半径(R3)限定的第二修光刃，所述半径(R1-R3)具有不同的原点。
8.如权利要求7述的切削刀片，其特征在于，每个第一和第二修光刃(17、18)具有连续变化的倒角角度(β)。
9.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)部分地或全部地由立方氮化硼组成。
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