CN101137457A - 可转位刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多边形可转位刀片，带有在垂直于定位表面(1)的平面内以直线方式或曲线方式延伸的刃口(2)，并且刃口(2)从具有锐角的切削刀尖(3)下降至与切削刀尖(3)彼此交替且具有钝角的切削刀尖(4)。刃口(2)具有前刃面(6)，其首先下降然后以背面区域(7)上升。背面区域(7)与可转位刀片的中心部分(18)一起形成相交曲线(8)。在切削刀尖(3)的区域中，相交曲线(8)和角平分线(10)的交点(9)与刃口(2)的开始点(15)之间的距离总是为a。在切削刀尖(4)的区域中，相交曲线(8)和角平分线(12)的交点(11)与相关刃口(2)的结束点(16)之间的距离总是为b，b大于a。

Description

可转位刀片
本发明涉及一种多边形可转位刀片，其具有平坦定位表面和在顶侧的刃口，通过彼此交替的两个或更多的分别具有小于89°的锐角和大于91°的钝角的切削刀尖使其彼此连接，刃口相对平坦定位表面以直线方式或曲线方式这样延伸，使得可转位刀片在具有锐角的切削刀尖处的厚度d大于在具有钝角的切削刀尖处的厚度d’。
EP 0 642 859 A中描述了这种菱形或长菱形的可转位刀片。在这种可转位刀片中，刃口直接合并到前刃面里，前刃面相对定位表面首先下降然后上升，并与可转位刀片中央的中心区域一起形成波浪形相交曲线。中心区域在此情况下设计成平坦的，并平行于定位表面，而且全部位于刃口的最高点之上。这导致急剧上升的断屑槽，尤其在可转位刀片厚度较小的切削刀尖区域。由于断屑槽这种特殊的形状，在切削过程中，在较高进给率下切屑出现明显变形，该变形是引入非常高切削力的因素，高切削力所产生的振动造成了对表面质量、工具寿命和尺寸精度都具有不利影响。由于不适当的切屑控制，刃口的剥落也会更为加剧。
所以，本发明的目的是提供一种上述类型的可转位刀片，该可转位刀片可以在较高进给率下使用，而不会出现过早的损坏刃口和降低表面质量。
根据本发明，实现这一点在于：如俯视图中所示，刃口合并到前刃面里，前刃面相对于定位表面首先下降，然后以背部区域持续上升，并与可转位刀片的中心部分一起形成相交曲线，相交曲线在俯视图中以这样的方式延伸，使得在具有锐角的切削刀尖的区域中，相交曲线和角平分线的交点与相关的刃口的开始点之间的距离总是为a，以及，在具有钝角的切削刀尖的区域中，相交曲线和角平分线的交点与相关刃口的结束点之间的距离总是为b，b大于a；还在于：如果相关刃口在垂直于定位表面的平面中以直线方式延伸，那么在此平面中，这些交点的假想直连线与所述刃口之间的最大角度偏差为5°，或者，如果相关刃口在垂直于定位表面的平面中以曲线方式延伸，那么该假想直连线与此平面中的所述刃口的开始点和结束点间的假想直连线之间的最大角度偏差(maximum angular deviation)为5°，其中相对于定位表面，相交曲线与具有锐角的切削刀尖的角平分线的交点和刃口的开始点位于相同的高度，或者比开始点位置更深，该深度最大可达相关刃口长度的6％。
根据本发明的构造，保证断屑槽与中心部分之间的相交曲线充分地适合于各刃口的前进路线，从而导致在较低切削力下良好的切屑破碎性能。
尤其有利的是，如俯视图中所示，在相关刃口的方向上在任意位置，相交曲线和假想直连线(具有锐角的切削刀尖的角平分线与相交曲线的交点、以及具有钝角的切削刀尖的角平分线与相交曲线的交点之间的直连线)的重叠都不超过相关刃口长度的10％。结果，因为在切削刀尖的区域的中心部分不能设计成太窄及具有太大的锥度，所以，只会在切削刀尖的区域出现少量的重叠。
此外，有利的是，除了切削刀尖之外，刃口各设有坡口，该坡口相对于定位表面具有10°的最大角度偏差、以及相关刃口长度的0.5％至3％之间的宽度。结果，在切削过程中，尤其是在钻孔时，可以实现较低的切削力和良好的切屑破碎，以及刃口的较高的抗剥落性。
如果前刃面在其下降区域中与定位表面相平行的面成10°-25°的角度，那么将达到尤其良好的切削效果。这种构造有助于确保保持较小的切削力，而且，在钻孔和车削期间，即使在较高进给率下也能达到良好的切屑破碎，这样就可以实现加工工件较高的尺寸精度和良好的表面质量。
有利的是，当形成相交曲线时，其距离a在相关刃口长度的1％至20％的范围内、而距离b在相关刃口长度的10％至40％的范围内。这种设计保证了在车削和钻孔过程中，即使在较大的切削深度，也有用于切屑的足够空间。
有利的是，具有钝角的切削刀尖的角平分线和前刃面最深处的交点，与相关刃口的结束点的距离总是为c，并且此距离c在相关刃口长度的10％至25％的范围内。此设计的优点在于流畅的切削，并且同样具有用于所产生切屑的足够空间。
如果在相关刃口在垂直于定位表面的平面内以直线方式延伸的情况下，相交曲线和具有锐角的切削刀尖的角平分线的交点、以及具有钝角的切削刀尖的角平分线和前刃面的最深处的交点之间的假想直连线，与此平面内的所述刃口的最大角度偏差为5°，或者，在相关刃口在垂直于定位表面的平面内以曲线方式延伸的情况下，该假想直连线与此平面内的所述刃口的开始点和结束点之间的假想直连线的最大角度偏差为5°，那么，也将会出现较低的切削力，并且可以获得良好的切屑形成。
如果中心部分具有平坦的中心区域，那么在可转位刀片的制造中可以获得显著改进。
如果在角平分线的方向，在具有锐角的切削刀尖的区域中，相邻于中心部分布置一个或更多的把手形凸起，可以获得在较小切削深度的良好切屑碎断性能。
尤其有利的是，如俯视图中所示，相交曲线沿刃口以波浪形方式延伸，在可转位刀片的中心向各刃口观察时，相交曲线带有在刃口中心区域的波峰、以及向切削刀尖的区域的波谷。这种措施也有助于改进切屑碎断性能，并且还会使可转位刀片具有更好的稳定性，以及良好可生产性。
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
附图中：
图1以侧视图图示可转位刀片；
图2以俯视图图示根据图1的可转位刀片；
图3以侧视图图示根据本发明的可转位刀片的变化例；
图4以带有表面线条的斜视图图示根据图1和图2的可转位刀片；
图5以俯视图图示根据本发明的可转位刀片的另一个变化例；
图6以俯视图图示根据本发明的可转位刀片的第三变化例。
图1、图2和图4所示是根据本发明的菱形可转位刀片，具有四条等长、基本为成直线的刃口2和平坦定位表面1。在可转位刀片的拐角处，刃口2合并到各具有88°锐角的两个相对的圆弧形切削刀尖3，以及各具有92°钝角的两个相对的圆弧形切削刀尖4。可转位刀片在刃口2以锐角会合的切削刀尖3处具有其最大厚度d，相反，在刃口2以钝角会合的切削刀尖4处具有较小的厚度d’。在切削刀尖3、4外部的垂直于定位表面1的平面中，刃口2相应地延伸成有坡度的直线。
在切削刀尖3、4之外，刃口2设有坡口5，相对于定位表面1以5°的倾斜角延伸。可转位刀片具有与切削刀尖3、4和坡口5结合的前刃面6，此前刃面6相对于定位表面1首先下降，然后以背面区域7上升。前刃面6的上升的背面区域7与可转位刀片的中心部分18一起形成相交曲线8。此相交曲线8以这样一种方式延伸，在切削刀尖3的各区域中，使其和相关角平分线10的交点9与相关刃口2的开始点15之间的距离为a。在切削刀尖4的各区域中，相交曲线8和相关角平分线12的交点11的相关刃口2的结束点16之间的距离为b，所述距离b大于距离a。如果用假想的直线13连接各相邻的交点9和11，那么，这些直线13与垂直于定位表面1的平面中的各相关刃口2之间的最大角度偏差可以为5°。
在刃口2以曲线方式在垂直于定位表面1的平面中延伸(如图3所示)的情况下，各直线13与连接各刃口2的开始点15和结束点16的假想直连线14，形成所允许的最大角度偏差。各交点9与相关刃口2的开始点15位于相同的高度、或比开始点15位置更深，深度最大为刃口2长度的6％。在各切削刀尖4的区域，角平分线12与前刃面的最深处之间的交点17，与相关刃口2的结束点16之间的距离为c，而且，此距离c必须在相关刃口2的长度的10％至25％的范围内。可转位刀片具有中心孔24，成圆锥形向外朝中心区域18延伸。中心区域18自身从相交曲线8以稍稍上升的方式向中心孔24延伸，并通向平肩表面25，平肩表面25以同心方式延伸至中心孔24的圆锥形区域，并与定位表面1平行。从中心孔24向各刃口2观察时，相交曲线8沿各刃口2成波浪形延伸，波峰20设在刃口2的中心区域，而波谷21和22则朝向切削刀尖3和4的区域设置。在切削刀尖3的区域，直接与中心区域18相邻地布置各把手形凸起19，并且该把手形凸起19直接达到各圆形切削刀尖3处。
图5所示的是根据本发明的菱形可转位刀片的变化例，其中变化例的相交曲线8相对于相关刃口2不是以波浪形延伸，而是以连续弯曲方式延伸。另外，在切削刀尖3的区域中，没有设置上升的把手形凸起19，而是中心区域18自身直接达到圆形切削刀尖3处。
图6所示的是根据本发明可转位刀片的基本形式为六角形的变化例，其中相交曲线8相对于相关的刃口2同样以波浪形延伸，但成这样一种方式，使得波谷朝向各切削刀尖3的区域，而波峰的最高点出现在各切削刀尖4处。

Claims (10)

1.一种多边形可转位刀片，具有平坦定位表面(1)和在顶侧的刃口(2)，通过彼此交替的两个或更多的分别具有小于89°的锐角和大于91°的钝角的切削刀尖(3、4)，使所述刃口(2)彼此连接，所述刃口(2)相对所述平坦定位表面(1)以直线或曲线方式这样延伸，使得所述可转位刀片在具有锐角的所述切削刀尖(3)处的厚度d大于在具有钝角的所述切削刀尖(4)处的厚度d’，其特征在于：如俯视图中所示，所述刃口(2)合并到前刃面(6)里，所述前刃面(6)相对于所述定位表面(1)首先下降然后以背面区域(7)连续上升，所述背面区域(7)与所述可转位刀片的中心部分(18)一起形成相交曲线(8)，所述相交曲线(8)以这样一种方式延伸，使得在各所述切削刀尖(3)的区域中，相交曲线(8)与角平分线(10)的交点(9)与所述相关刃口(2)的开始点(15)之间的距离总是为a，以及，在各所述切削刀尖(4)的区域中，相交曲线(8)与角平分线(12)的交点(11)与所述相关刃口(2)的结束点(16)之间的距离总是为b，b大于a，还在于：如果所述相关刃口(2)在垂直于所述定位表面(1)的平面中以直线方式延伸，那么这些交点(9、11)的假想直连线(13)与所述平面中的所述刃口(2)之间的最大角度偏差为5°，或者，如果所述相关刃口(2)在垂直于所述定位表面(1)的平面中以曲线方式延伸，那么所述假想直连线(13)与所述平面中的所述刃口(2)的开始点(15)和结束点(16)的假想直连线(14)之间的最大角度偏差为5°，其中相对于所述定位表面(1)，所述交点(9)位于和所述刃口(2)的开始点(15)相同的高度，或者位置比所述开始点(15)更深，所述深度最大可达所述相关刃口(2)长度的6％。
2.根据权利要求1所述的可转位刀片，其特征在于：如俯视图中所示，在所述相关刃口(2)的方向上，在任意位置处，所述相交曲线(8)与所述假想直连线(13)的重叠不超过所述相关刃口(2)长度的10％。
3.根据权利要求1或2所述的可转位刀片，其特征在于：除了所述切削刀尖(3、4)之外，所述刃口(2)各设有坡口(5)，所述坡口(5)相对于所述定位表面(1)具有10°的最大角度偏差、以及具有所述相关刃口(2)长度的0.5％至3％之间的宽度。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的可转位刀片，其特征在于：所述前刃面(6)在其下降区域中与所述定位表面(1)的平行面成10°-25°的角度。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的可转位刀片，其特征在于：所述距离a在所述相关刃口(2)长度的1％至20％的范围内，而所述距离b在所述相关刃口(2)长度的10％至40％的范围内。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的可转位刀片，其特征在于：所述切削刀尖(4)的区域中的角平分线(12)与所述前刃面(6)的最深处的交点(17)，与所述相关刃口(2)的结束点(16)之间的距离总是为c，所述距离c在所述相关刃口(2)长度的10％至25％的范围内。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的可转位刀片，其特征在于：如果所述相关刃口(2)在垂直于所述定位表面(1)的平面内以直线方式延伸，那么所述交点(9)与所述交点(17)之间的假想直连线(23)，与所述平面内的所述刃口(2)之间的最大角度偏差为5°，或者，如果所述相关刃口(2)在垂直于所述定位表面(1)的平面内以曲线方式延伸，那么所述假想直连线(23)与所述平面内的所述刃口(2)的开始点(15)和结束点(16)之间的假想直连线(14)之间的最大角度偏差为5°。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的可转位刀片，其特征在于：所述中心部分(18)具有平坦的中心区域。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的可转位刀片，其特征在于：在所述角平分线(10)的方向，在所述切削刀尖(3)的区域中，相邻于所述中心部分(18)布置一个或更多的把手形凸起(19)。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的可转位刀片，其特征在于：如俯视图中所示，所述相交曲线(8)沿所述刃口(2)以波浪形方式延伸，在所述可转位刀片的中心向各所述刃口(2)观察时，所述刃口(2)带有在所述刃口(2)中心区域的波峰(20)、以及向所述切削刀尖(3、4)区域的波谷(21、22)。
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