CN101227993A - 切削嵌件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种切削嵌件，特别用于曲轴加工，包括两个相互平行设置的平面的基面(10、11)，所述基面分别由一用于安装夹紧螺钉的孔(12)穿过，并且基面在其较短的边缘处过渡到成圆形的端面，各端面在侧面是通过切削刃限定的。按照本发明，至少一对切削刃构造成阶梯形的并且具有两个凸出的部分(13、14)和一个位于其中间的凹进的部分(15)，其中，外面的凸出部分(13)在180°的角度尺寸上延伸。

Description

切削嵌件
本发明涉及一种切削嵌件，特别用于曲轴加工，包括两个相互平行设置的平面的的基面，所述基面分别由一用于安装夹紧螺钉的孔穿过，并且基面在其较短的边缘处过渡到成圆形的端面，各端面在侧面是通过切削刃限定的。
这样的切削嵌件例如在外表铣削(外铣)曲轴时特别用于加工轴颈上的底圆角(Unterstich)。在EP 0 830 228 B1中描述了一种盘形的外铣刀，其驱动为，使得以超过160m/min的切削速度实施切削加工。为此要使曲轴和外铣刀都作旋转运动。为了加工旋转运动的工件的圆柱形外表面，亦即例如轴颈外形轮廓，采用切向夹持的切削嵌件，而为了加工曲拐臂、油环和底圆角则采用径向夹持的切削嵌件。这样的切削嵌件具有开头所述的结构，包括成圆形的切削刃，它们在约135°的角度尺寸上具有一种至少基本上均匀不变的曲率，并且紧接其后在切削刃经由凸出的曲面过渡到对置的基面之前过渡到一个直线部分。
为了加工曲轴也已知这样的旋转刀具(车刀)，其在所谓旋转拉削或旋转-旋转拉削方法中应用。在旋转拉削中，将一直线的旋转拉削刀具沿径向方向向待加工的工件进给。在旋转-旋转拉削中，在一盘形刀具座的一部分圆周上设置多个彼此相继的切削嵌件，它们沿圆盘圆周的第一部分逐步连续地增加。该刀具沿一部分圆弧在径向方向向旋转运动的工件摆进，如其原理上在EP 0 313 644 B1或EP 0 286 771 A1中所描述的那样。在这些板条形的或盘形的刀具上也是采用两个在几何特征方面不同的切削嵌件型式，用于轴颈加工和底圆角的制造。
除上述方法外，也已知所谓的内孔铣削(内铣)，其中，同样用一盘形铣刀工作，当然，它要符合将切削嵌件设置在一环形盘的内表面上的要求。
刀具成本是由多个部分组成的。属于此，特别是除了单纯的制造成本之外，还有由寿命所决定的刀具成本。此外，还要计入加工时间和用于刀具改装的成本。所谓的转位式刀片具有多个可利用的切削刃，但其数量在结构方面是受限制的。例如，在开头所述的切削嵌件中，可利用的切削刃的数量限于四个。
本发明的目的是，改进这种切削嵌件，使其切削刃外形轮廓能够实现扩大的加工可能性。
上述目的通过一种按照权利要求1所述的切削嵌件得以实现，措施是：至少一对切削刃构造成阶梯形的并且具有两个凸出的部分和一个位于其中间的凹进的部分，其中，外面的凸出部分在180°的角度尺寸上延伸。
通过这样的切削刃形状，可以切削阶梯形的外形轮廓，例如曲轴的油环，同时可以成形曲拐臂、油环以及轴颈轴承角点或底圆角。
本发明的进一步设计描述于诸从属权利要求中。
这样，优选各两对切削刃构造成阶梯形的，从而使切削嵌件在绕一横轴线旋转180°时是旋转对称的。因此总共就得到四个完全相同的切削刃，它们可依次利用。
为了达到切削刃的稳定，沿切削刃设有一斜棱，其优选成-15°的(负)棱面角和/或具有0.1至0.2mm的棱面宽度地设置。
所采用的切削角特别是紧接着斜棱设置的切削角在0°至20°，优选地，其选择成正10°。
为了切削嵌件在刀片座中更好地支承，切削嵌件在中间的区域内具有分别垂直于所述平面的基面的平面的侧面。
如开头所述，切削刃的曲率半径可以选择为，使得利用该切削刃在一次操作中可将一种阶梯形的外形轮廓切削到所要求的最终尺寸。特别是对于曲轴加工，在此，曲率半径选择成，在切削刃的凹进的区域内为1.5±0.1mm，在切削刃的凸出的区域内在一侧为1.5±0.1mm而在另一侧面为1.4±0.1mm。不过，按照本发明也可以采用其他的切削刃曲率半径。
同样优选的是，选择这样一种切削嵌件设计，其中，在各凸出的区域上所作的共同切线与基面形成35°±5°的角度。
按照本发明的另一设计，在180°上延伸的切削刃区域经由一直线的切削刃段过渡到邻接的基面，其中，该切削刃段与基面形成≤5°的角度。
最后，按照本发明的一种优选的实施形式，凸出的及凹进的切削刃部分以达20°、优选10°的角度相对于切削嵌件的纵向中轴线倾斜。
由附图得出切削嵌件的其他的实施方案和优点。其中：
图1本发明的切削嵌件的俯视图；
图2侧视图(包括切削刃外形轮廓的俯视图)；
图3切削刃外形轮廓的放大图；以及
图4在切削刃区域内的局部剖视图。
图中所示的切削嵌件具有两个相互平行设置的平面的基面10、11，它们由一直通的孔12穿过。该孔用于安装夹紧螺钉，借其将切削嵌件径向或侧面固定在一圆盘铣刀上。基面10、11在其较短的边缘处过渡到成圆形的端面，各端面在侧面是通过切削刃限定的。切削刃构造成阶梯形的并且包括两个凸出的切削刃部分13和14以及一个位于其中间的凹进的切削刃部分15。凸出的切削刃部分的半径R1和R3可以是相同大小的，例如1.5mm，或是不同的。相应地也适用于凹进的切削刃部分的半径R2。
切削嵌件具有一斜棱16，此斜棱沿切削刃部分13至15延伸。该斜棱倾斜-15°的棱面角a。同样由图4得出的切削角b为+10°。棱面宽度例如为0.15mm。
在中间的区域内分别设有垂直于所述平面的基面10和11的平面的侧面17、18。
在图中所示的特殊形状中，凸出的切削刃部分13和14的共同切线19与基面10或11形成约35°的角度。由图3还可看到一切线20，它在向相应的基面的过渡处位于切削刃部分13的外伸部分上。该切线20与基面形成约为4°的角度。
按照图1中的图示，切削刃13与15相对切削嵌件的纵向中轴线21倾斜一倾角c，其优选达10°。
切削嵌件总共具有四个可有效利用的切削刃，利用它们，特别是可以加工阶梯形的油环外形轮廓，其中，依据切削嵌件的夹持(装进)方向，或者是外伸部分22或者是23用来加工曲拐臂外形轮廓。
上述切削嵌件可以在切削面上具有凹陷或凸起形式的切屑成形元件及切屑导向元件。切削嵌件由硬质合金或陶瓷材料制成，其必要时也可以涂层。典型的涂层材料是IVa至VIa金属的碳化物、氮化物、氧化物以及氧化铝，但也可以是金刚石层。

Claims (9)

1.切削嵌件，特别用于曲轴加工，包括两个相互平行设置的平面的基面(10、11)，所述基面分别由一用于安装夹紧螺钉的孔(12)穿过，并且基面在其较短的边缘处过渡到成圆形的端面，各端面在侧面是通过切削刃限定的，其特征在于，至少一对切削刃构造成阶梯形的并且具有两个凸出的部分(13、14)和一个位于其中间的凹进的部分(15)，其中，外面的凸出部分(13)在180°的角度尺寸上延伸。
2.按照权利要求1所述的切削嵌件，其特征在于，各两对切削刃(13至15)构造成阶梯形的，使得切削嵌件在绕一横轴线旋转180°时是旋转对称的。
3.按照权利要求1或2所述的切削嵌件，其特征在于，沿切削刃设置一斜棱(16)，优选成-15°的负棱面角(a)和/或具有0.1至0.2mm的棱面宽度。
4.按照权利要求1至3之一项所述的切削嵌件，其特征在于，沿切削刃(13、14、15、22、23)的切削角(b)为0°至20°，优选10°。
5.按照权利要求1至4之一项所述的切削嵌件，其特征在于，在中间的区域内分别垂直于所述平面的基面(10、11)构成平面的侧面(17、18)。
6.按照权利要求1至5之一项所述的切削嵌件，其特征在于，在切削刃的凹进的区域(15)内曲率半径(R2)为1.5±0.1mm，在切削刃的凸出的区域(13、14)内曲率半径在一侧为1.5±0.1mm而在另一侧为1.4±0.1mm。
7.按照权利要求1至6之一项所述的切削嵌件，其特征在于，在各凸出的区域(13、14)上所作的共同切线(19)与基面(10、11)形成35°±5°的角度。
8.按照权利要求1至7之一项所述的切削嵌件，其特征在于，在180°上延伸的切削刃区域经由一个基本上为直线的切削刃段(22)与基面(10、11)形成≤5°的角度。
9.按照权利要求1至8之一项所述的切削嵌件，其特征在于，凹进的及凸出的切削刃部分(13、14、15)以达20°、优选10°的角度(a)相对于切削嵌件的纵向中轴线(21)倾斜。
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