CN1013651B - 转位切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切削刀片，最好用于铁削加工。该刀片具有前面(16A)和后面(13)。切削刃(15)位于前面和后面的交线上。前面具有至少两条相邻的长形的脊(14、17)，这两条脊至少沿着切削刃的一部分延伸。第一条脊(14)与切削刃相连，该第二条脊(17)在第一条脊磨损之后开始起作用。

Description

本发明涉及转位切削刀片，特别涉及适用于铣削加工的转位刀片。这种刀片有一个前面和一个后面，在上述两面相交处有一条切削刃。前面由至少两条相邻的长形的脊组成，这两条脊沿着至少是部分的切削刃延伸，并且其中的第一条脊与切削刃相连。

以往公知的上面提到的类型的刀片，例如，美国专利US-A-4367990中的刀片，都有这样的缺点，即，当第一条脊磨损到一定程度时，就必须更换刀片或把刀片换位，以使得不致损坏工件或刀片夹持器。

在GB-2092032中，已叙述了一种转位刀片，该刀片包括一个前面，一个后面以及在这两个面交线处的一个切削刃。在该刀片中，前面包括第一个带凸起曲线的长形脊以及在盆面和岛墙之间交界处邻近形成的第二个长形脊。该第二脊位于第一脊下边。因此，该刀片未设有两个在横面上为凸起曲线的脊，因此该刀片在第一脊磨损到一定程度后必须更换。

本发明的一个目的就是提供一种具有最长寿命的切削刀片。

本发明的另一个目的是提供一种可以补偿磨损的切削刀片。

本发明的另一个目的是提供一种切削力小的切削刀片。

本发明的技术解决方案是两条长脊沿着切削刃延伸，横剖面上至少一部分呈凸起的曲线并且第二脊与第一脊连接，且位置低于第一脊，以使得第一脊基本上磨损之后，开始发挥作用。两条脊的主要部分位于第一假想线的外面，这种假想线与两个相邻角部的角平分线在该角部的切削刃相交。

下面参照附图更清楚地详细说明本发明;

图1是按照本发明的切削刀片的平面图;

图2是该刀片的侧视图;

图3、4和5分别是图1中相应的沿Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ和Ⅴ-Ⅴ线的横剖面图;

图6是一种传统刀片的横剖面图;

图7是按照本发明的刀片的横剖面图;

图8是表示不同刀片的切削力对切削时间依赖的关系的基本曲线图。

图1～图5中表示按照本发明的用于切除切屑的加工的切削刀片，它最适用于铣削金属。该刀片具有两个平行的平面11和12，四个刃面（或后面）13与这两平面垂直相连。这，即，该刀片具有负角基本 形状。图1中只表示了刀片的一半用来说明。刀片的另一半和图中表示的一半是一样的。或者换一种方式，该刀片也可以具有正角基本形状。两个后面用半径相当大（2～5毫米）的光滑的圆角连接。周边上的第一条脊（或刃带）14与后面13连接。刃带14与后面的交线形成切削刃15°

此外，刀片10具有一个凸起的平的中间部分11A，它的四周与凹下的槽16相连。槽的一部分沿着各条切削刃形成前面16A，前面16A规定为处在切削刃内侧，且在加工过程中会与切削接触的槽的一部分。前面16A与后面13之间的夹角小于90°。中间部分可以任选凹进的、非平面的和或倾斜的。

第一条脊14沿切削刃15主要部分的宽度W₁基本上是恒定的。但是在朝刀片角部的角平分线B的方向上，脊14展宽了。脊14从大约0.5毫米展宽到大约0.7毫米，最好是从0.45毫米展宽到0.58毫米，以便在铣削过程中有一个坚固耐用的切削角部。关于脊展宽的重要性可参见本申请人的欧洲专利申请NO.88850321.6，因此将其编入本说明书中。刀片还有第二条脊17，布置在第一条脊内下侧。第二条脊17在刀片的相邻角部之间和第一条脊一样延伸，它的宽度W₂在每个刀片角部的角平分线B的方向上展宽。第一条脊14的宽度W₁大约是第二条脊17的宽度W₂的两倍。第二条脊在刀片角部的切削刃15的弯曲起点处开始展宽。两条脊14和17在平面上投影的主要部分，或者直线部分，位于一条假想线Z之外，这条假想线是在两相邻角部切削刃15和角部的角平分线B的交点之间的连线。第一条脊14相对于下表面12的最高点要比第二条脊17相对于下表面12的最高点高0.04～0.05毫米。所述的每条脊至少有一部分呈凸起的非直线的曲线。例如，圆弧、一段抛物线、一段椭圆曲线，或类似曲线。在最佳实施例中，这段曲线是一段圆弧，这段圆弧的半径规定为r，在0.2～0.35毫米之间，最好是0.29毫米左右。两条脊14和17的半径的中心点C落在一条假想线L上，这条假想线位于切削刃的一侧，在低于切削刃的距离为d处与后面相交。距离d最好小于各条脊的半径r。假想线L与相交的后面形成一锐角β。角β大于60°，但小于90°。

图6表示一块磨损了的传统刀片，它有后面13′、前面16′和脊14′。切削刃15′位于后面和脊的相交线上。用这种公知的刀片进行加工时，后面13′、脊14′和前面16A′都磨损了。在刀片磨损的过程中，脊的宽度相续不断地减小，直至刀片被损。

图7表示一个按照本发明的刀片，它具有后面13、前面16A、两条脊14、17和切削刃15。当采用这种新式的刀片进行加工时，最初先磨损后面和第一条脊14，使脊14的宽度相续不断地减少。经过一段时间的磨损之后，第二条脊17作为一条加强的刃带开始起作用，因此加强的刃带的宽度立即增加了，避免了刀片破损。由于后部平滑，在刀片的磨损过程中，每一瞬间，切屑和加强的刃带之间有最佳的接触表面，所以可得到正切削，因此刀片的寿命也进一步延长了。和每条脊相切的切线T与后面13这个平面形成一个锐角。

图8是切削力对切削接触时间的依赖关系曲线图。切削加工以T＝0开始，在这一瞬间切削力F骤增至F₁，F₁的值取决工件、切削参数和刀片的几何形状。

用点划线表示的曲线是具有加强刃带但接触长度没有补偿的刀片的切削力-时间关系曲线。这种公知的刀片，由于它的刃带宽，所以具有相当长的接触长度，因此切削力也增大到最大值F₂，直到接触长度因磨损而减小后，切削力才减小，此后切削力又接着上升，直至刀片因变形和破裂而损坏。图8中用一个十字叉表示刀具的损坏点。

虚线表示图6中所示类型刀片的切削力-时间曲线，这种刀片的加强刃带的宽度经优化以使切削加工时获得较小的切削力。如上所述，切削加工T＝0时开始，切削力即达到F₁。然后切削力增大到最大值F₃，由于接触长度较短，F₃大大小于F₂的值。当这种公知的刀片开始磨损时，接触长度减小，于是，在一段短时间里，切削力也减小。然后，表面压强和热量增加，造成刀片的塑性变形，这时，切削力增大到使刀片损坏的程度。与图6中的磨损情形相对应的切削力和切削时间由图8中的小圆圈A来表示。

图8中的实线表示按照本发明的刀片的切削力-时间关系曲线。上述关系曲线在切削力到达F₃之前基本上和虚线相同。因为按照本发明的刀片有第一条脊14的凸起的内侧部分，它的接触长度减小得不太急剧，所以在图中的同一段时间里，实线的下降坡度要比虚线的缓一些。然后，这条曲线达到最小值，此后，切削力又继续增加，这是因为切屑和第二条脊17的一部分接触了，也就是说，接触长度逐 渐增加了。由于磨损，接触长度再一次缩短，导致切削力再次下降，直到第二条脊磨损使得接触长度变得如此之长，以致刀片以公知的方式损坏。通常，不把刀片用到损坏的程度。与传统刀片的用到损坏为止的切削时间K相比较，按照本发明的刀片的这一切削时间（或寿命）为二倍的K。与图7中的磨损情形相对应的切削力和切削时间由图8中的小圆圈C来表示。

因此，本发明涉及补偿磨损，并且具有最长的寿命的切削刀片。

Claims (9)

1、一种转位切削刀片，特别适用于铣削，上述切削刀片是由具有角平分线(B)所规定的角部的多角形状，它具有前面(16A)、后面(13)、以及处在上述两个面的交线上的切削刃(15)，该前面具有至少两条相邻的长形的脊(14、17)，这两条脊沿着至少一部分切削刃延伸，每一条脊(14)的横剖面上至少有一部分呈凸起的曲线，并且和切削刃相连，其特征在于：第二条脊(17)与第一条脊相连，且位置低于第一条脊(14)，以使得在第一条脊基本上磨损之后，它开始起作用；并且两条脊(14、17)的主要部分位于第一假想线(Z)的外面，这种假想线与两个相邻角部的角平分线在该角部的切削刃(15)处相交。

2、根据权利要求1所述的转位切削刀片，其特征在于：前面（16A）与后面（13）之间的角度小于90°。

3、根据权利要求1所述的转位切削刀片，其特征在于：第一脊（14）在向着每个角部的角平分线（B）的方向上延伸。

4、根据权利要求1所述的转位切削刀片，其特征在于：每一条脊（14）的横剖面上至少有一部分被具有中心的一个半径所限定，与上述半径的中心相交的一条假想线（L）在相交的切削刃（15）下面延伸，该假想线（L）与相交的后面（13）形成一个锐角（β）。

5、根据权利要求4所述的转位切削刀片，其特征在于：第二条假想线（L）与相交的后面（13）在与切削刃（15）距离为（d）处相交，这个距离小于每条脊（14、17）的半径（r）。

6、根据权利要求5所述的转位切削刀片，其特征在于：每条脊的半径（r）在0.2～0.35毫米之间。

7、根据权利要求6所述的转位切削刀片，其特征在于：每条脊的半径约为0.29毫米。

8、根据权利要求1所述的转位切削刀片，其特征在于：第一条脊（14）在角部的宽度比它在切削刃（15）直线部分处的宽度宽，并且第二条脊（17）的宽度（W₂）最大为第一条脊（14）的宽度（W₁）的一半。

9、根据权利要求4所述的转位切削刀片，其特征在于：锐角（β）大于60°，小于90°。

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