CN101594959A - 用于高效切割的切割插入件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高效切割的切割插入件，该切割插入件包括上表面(110a)、下表面(110b)、侧表面(114)和拐角侧表面(116)，该拐角侧表面使侧表面相互连接。圆形开口穿过上表面和下表面的中心部分而形成。在切割插入件中，该切割刃由在上表面和下表面中的一个与侧表面之间以及在上表面和下表面中的一个与拐角侧表面之间的各连接处而形成。切割刃包括：三个拐角切割刃(122)；六个主切割刃(124)，这六个主切割刃从拐角切割刃的相对端朝着相邻拐角切割刃延伸；以及三个次要切割刃(126)，这三个次要切割刃在主切割刃之间连接。而且，切割刃可以形成于上表面和下表面上。

Description

用于高效切割的切割插入件
技术领域
本发明涉及一种用于高效切割的切割插入件，特别是涉及一种用于高效切割的切割插入件，它具有增大的硬度，因此即使进行快速进给切割也能够稳定地进行切割处理，其中，切割刃的数目增加，因此延长了切割插入件的使用寿命，且该切割插入件能够用于铣操作和车削操作，因此实现了多功能结构和具有经济性，它还能够提高切割时的生产率，并实现高质量切割。
背景技术
通常，切割工具用于切割铁、非铁工件和非金属工件。通常，切割工具由机器保持，并切割工件以便使它们形成想要的形状。这样的切割工具包括具有切割刃的切割插入件以及支承该切割插入件的切刀本体。
而且，根据将切割插入件固定在切刀本体上的方法，切割工具分类成铜焊类型切割工具和可转换角度类型切割工具。在铜焊类型的切割工具中，切割插入件通过铜焊而永久性地固定在切刀本体上。在可转换角度类型的切割工具中，切割插入件利用布置在切刀本体中的锁定装置而可拆卸地紧固在切刀本体上。
在可转换角度类型的切割工具中，因为当切割插入件的切割刃的使用寿命到期时该切割插入件能够很容易地被新的切割插入件代替，因此它能够克服铜焊类型切割工具的问题，也就是在切割刃的使用寿命到期后专家必须花费较长的时间来研磨切割插入件的切割刃。因此，目前可转换角度类型的切割工具广泛用于切割工具领域。
同时，作为使用切割工具来切割金属工件的方法，有两种典型方法。第一，有这样的切割方法，其中，使得旋转的工件与切割工具的切割刃接触，该切割刃为静止。第二，有这样的切割方法，其中，具有切割刃(也就是切割插入件)的工具利用工具保持器而固定在机器上，且在该状态下，切割插入件进行旋转，并与静止的工件接触，从而使工件形成想要的形状。车削是第一种切割方法的典型实例，而铣是第二种切割方法的典型实例。
近来，在切割工具市场中，作为追求高经济效率、高生产效率和多功能性的趋势的一部分，已经开发了用于车削机器和铣机器中的各种产品来提高经济效率和切割质量，并通过快速进给切割来实现高生产率。
不过，当为普通的单面切割插入件(它通常用于铣)时，由于单面结构，可使用的切割刃的数目有限。而且，因为间隙角确定于它的侧表面中，所以普通的单面切割插入件的缺点是切割插入件的强度降低，从而导致切割插入件可能由于高速和快速进给切割而被损坏。
发明内容
技术问题
因此，本发明考虑到现有技术中出现的上述问题，且本发明的目的是提供一种用于高效切割的切割插入件，该切割插入件具有增大的硬度，因此即使进行快速进给切割也能够稳定地进行切割处理，其中，切割刃的数目增加，因此延长了切割插入件的使用寿命，且该切割插入件能够用于铣操作和车削操作，因此实现了多功能结构和具有经济性，它还能够提高切割时的生产率，并实现高质量切割。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于高效切割的切割插入件，它包括上表面、下表面、用于使上表面和下表面相互连接的侧表面以及用于使侧表面以圆角形状相互连接的拐角侧表面，该切割插入件具有穿过上表面和下表面的中心部分而形成的圆形开口，该切割插入件包括由在上表面和下表面中的一个与侧表面之间以及在上表面和下表面中的一个与拐角侧表面之间的各连接处而形成的切割刃，这些切割刃包括：三个拐角切割刃；六个主切割刃，这六个主切割刃从拐角切割刃的相对端朝着相邻拐角切割刃延伸；以及三个次要切割刃，这三个次要切割刃在主切割刃之间连接。
作为选择，切割刃可以由在上表面和下表面与侧表面之间以及在上表面和下表面与拐角侧表面之间的各连接处而形成，且切割刃可以包括：六个拐角切割刃；十二个主切割刃，这十二个主切割刃从拐角切割刃的相对端朝着相邻拐角切割刃延伸；以及六个次要切割刃，这六个次要切割刃在主切割刃之间连接。
在本发明的切割插入件中，包括拐角切割刃、主切割刃和次要切割刃的切割刃还可以包括边界切割刃，该边界切割刃布置在各次要切割刃和相应的相邻主切割刃的各相对端之间，该边界切割刃有预定的曲率。边界切割刃可以在0.3mm～3.0mm范围的曲率半径。各拐角切割刃可以在0.5mm～3.0mm范围的曲率半径。
此外，在本发明的切割插入件中，拐角脊表面、主切割刃脊表面和次要切割刃脊表面可以分别从各拐角切割刃、各主切割刃和各次要切割刃以预定的倾斜角朝着上表面或下表面延伸。拐角断屑槽、主切割刃断屑槽和次要切割刃断屑槽可以分别布置在上表面或下表面和拐角脊表面、主切割刃脊表面和次要切割刃脊表面之间。各拐角断屑槽、主切割刃断屑槽和次要切割刃断屑槽可以有相对于相应拐角侧表面或相应侧表面的断屑槽角θ，该断屑槽角θ小于90°。
主切割刃可以从各拐角切割刃的各相对端朝着相应相邻拐角切割刃以在80°～120°范围的倾斜角(α)延伸。
而且，在各次要切割刃和相邻主切割刃之间的角度(β)可以小于30°。次要切割刃可以布置成具有基于圆形开口的120°旋转对称结构。
拐角切割刃、主切割刃、边界切割刃和次要切割刃可以相互平齐。当在切割插入件以平面图或正视图看时，边界切割刃和相应次要切割刃可以有预定的凸形曲率。这里，该凸形曲率的半径可以在150mm～300mm范围。
此外，次要切割刃可以成形比拐角切割刃更高或更低，且各主切割刃可以从相应拐角切割刃朝着相应次要切割刃向上或向下倾斜地延伸。
当拐角切割刃和次要切割刃以正视图看时，形成于上表面中的各主切割刃和形成于下表面中的相应主切割刃可以相互定向成从0°～20°范围的角度(γ)。
当拐角切割刃和次要切割刃以正视图看时，从各拐角切割刃或各次要切割刃的各相对端伸出的相邻主切割刃可以具有在160°～180°范围的坡口角度δ。
当在切割插入件的平面图中看时，各主切割刃和次要切割刃可以由线性线来确定。当在切割插入件以平面图或正视图看时，各次要切割刃可以由凸形弯曲的线来确定。
通过下面的详细说明并结合附图可以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点。在说明书和权利要求中使用的术语和措辞必须认为是由发明人选择为表示本发明的最佳方法，且必须介绍为具有适合本发明的范围和精神的意思和概念，以便理解本发明的技术。
有益效果
根据本发明用于高效切割的切割插入件包括拐角切割刃、主切割刃、次要切割刃和边界切割刃，以便有使得有效切割宽度增加和使切割所需力减小的结构，因此实现快速进给切割，从而提高材料去除速率。
而且，在本发明中，切割刃形成于切割插入件的上表面和下表面上。因此，与单侧切割插入件相比，切割刃的数目增加，这样，切割插入件的使用寿命和经济效率增加。此外，本发明的切割插入件实现了快速进给切割，因此减少了切割时间，并提高了材料去除速率，因此当铣和车削时实现了高效率、高生产率和高经济效率。
附图说明
图1是根据本发明用于高效切割的切割插入件的透视图；
图2是图1的切割插入件的平面图；
图3是表示切割插入件在从由图2的字母“A”所示方向看时的视图；
图4是表示切割插入件在从由图2的字母“B”所示方向看时的视图；
图5是沿图2中的线C-C的剖视图；
图6是沿图2中的线D-D的剖视图；
图7是表示图1的切割插入件安装在铣刀本体上的视图；以及
图8是表示图1的切割插入件安装在车刀本体上的视图。
附图标记说明
100：用于高效切割的切割插入件；110a：上表面；110b：下表面；112：圆形开口；114：侧表面；116：拐角侧表面；120：切割刃；122：拐角切割刃；124：主切割刃；126：次要切割刃；128：边界切割刃；130：断屑槽。
具体实施方式
通过下面的详细说明将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点。
下面将参考附图介绍本发明的优选实施例。
下面参考附图，其中，相同参考标号在全部不同附图中表示相同或相似的部件。而且，在本发明的说明书中，为了更清楚地介绍本发明的要点，公知的技术和结构的详细说明将省略。
图1是根据本发明用于高效切割的切割插入件的透视图。图2是图1的切割插入件的平面图。图3是表示切割插入件在从由图2的字母“A”所示方向看时的视图。图4是表示切割插入件在从由图2的字母“B”所示方向看时的视图。图5是沿图2中的线C-C的剖视图。图6是沿图2中的线D-D的剖视图。
下面参考图1和2，本发明的切割插入件100通过粉末冶金技术而由硬质合金制成，该粉末冶金技术包括模压处理、烧结处理、PIM粉末注射模制处理、研磨处理等。
切割插入件100有上表面110a和下表面110b。圆形开口112穿过上表面110a和下表面110b的中心部分而形成。而且，切割插入件100有：侧表面114，该侧表面114使上表面110a和下表面110b相互连接；以及拐角侧表面116，该拐角侧表面116使得相邻侧表面114相互连接，以便形成圆角形状。切割插入件110还有：切割刃120，该切割刃120布置在上表面110a和下表面110b与侧表面114之间以及在上表面110a和下表面110b与拐角侧表面116之间的各连接处；以及断屑槽130，该断屑槽130从各切割刃120朝着上表面110a和下表面110b延伸。在具有上述结构的切割插入件100中，当切割铁或非铁金属基体时，上表面110a或下表面110b选择地使用。上表面110a和下表面110b有基于假想中心线的对称结构，该假想中心线将侧表面114分成两部分，也就是上部和下部。各上表面110a和下表面110b有基于圆形开口112的120°旋转对称结构。换句话说，各上表面110a和下表面110b有近似三角形形状。
参考图1至6，切割刃120包括：拐角切割刃122，该拐角切割刃122分别布置在各上表面110a和下表面110b的三个拐角上；以及主切割刃124和次要切割刃126，该主切割刃124和次要切割刃126布置在相邻的拐角切割刃122上。包括拐角切割刃122、主切割刃124和次要切割刃126的切割刃120可以只布置在上表面110a和下表面110b中的一个上。
各拐角切割刃122具有在0.5mm～3.0mm范围的曲率半径R1，并由在上表面110a或下表面110b和相应拐角侧表面116之间的连接处而形成。以同样的方式，各主切割刃124和次要切割刃126由在上表面110a或下表面110b和相应侧表面114之间的连接处而形成。而且，以预定倾斜角朝着上表面110a或下表面110b延伸的拐角脊表面122a、主切割刃脊表面124a和次要切割刃脊表面126a分别布置在拐角切割刃122、主切割刃124和次要切割刃126上。此外，拐角断屑槽122b、主切割刃断屑槽124b和次要切割刃断屑槽126b分别布置在拐角脊表面122a、主切割刃脊表面124a和次要切割刃脊表面126a与上表面110a或下表面110b之间。各拐角断屑槽122b、主切割刃断屑槽124b和次要切割刃断屑槽126b有相对于相应拐角侧表面116和相应侧表面114的、小于90°的断屑槽角θ，优选地，断屑槽角θ是在65°～89°范围(参考图5和6)。
两个主切割刃124从各拐角切割刃122的各相对端以在80°～120°范围的倾斜角α朝着相应相邻拐角切割刃122延伸，优选地，倾斜角α是在90°～110°范围。各次要切割刃126使主切割刃124相互连接，该主切割刃124从相应相邻拐角切割刃122朝着次要切割刃124延伸。也就是，次要切割刃126布置在相应主切割刃124之间。这里，在各次要切割刃126和相应相邻主切割刃124之间的角度β小于30°，优选地，角度β是在10°～25°范围。次要切割刃126被布置为使得它们形成基于圆形开口112的120°旋转对称结构。
同时，切割刃120还包括边界切割刃128，该边界切割刃128布置在各次要切割刃126的各相对端和相应相邻主切割刃124的各相对端之间，并有预定曲率R2。各边界切割刃128具有的曲率半径在0.3mm～3.0mm范围。
具有上述形状的拐角切割刃122、主要切割刃124、边界切割刃128和次要切割刃126可以相互平齐。
也可选择，次要切割刃126成形比拐角切割刃122更高或更低。在这种情况下，各主切割刃124从相应拐角切割刃122向上或向下倾斜地朝着相应的次要切割刃126延伸。而且，当在切割插入件100的平面图中看时，主切割刃124和次要切割刃126为线性。当以正视图看拐角切割刃122和次要切割刃126时，形成于上表面110a中的各主切割刃124和形成于下表面110b中的相应主切割刃124以在0°～20°范围的角度γ相对于彼此定向，优选地，角度γ是在4°～15°范围。以同样的方式，当以正视图看拐角切割刃122和次要切割刃126时，从各拐角切割刃122或各次要切割刃126的相对端伸出的相邻主切割刃124具有在160°～180°范围的角度δ，优选地，角度δ是在165°～176°范围。
优选地，当在切割插入件100以平面图或正视图看时，各个主切割刃124、边界切割刃128和次要切割刃126可以有预定凸形曲率，且在这种情况下，它们的曲率半径的范围为150mm～300mm，优选是，曲率半径的范围为150mm～250mm。
更优选是，当在切割插入件100以平面图或正视图看时，各次要切割刃126由凸形弯曲线来确定。
下面介绍将具有上述结构的切割插入件100安装至铣刀本体M或车刀本体L上。
图7是表示图1的切割插入件安装在铣刀本体上的视图。图8是表示图1的切割插入件安装在车刀本体上的视图。
参考图7和8，在本发明中，当切割插入件100安装在铣刀本体M或车刀本体L上时，为了保证与相应次要切割刃126相邻的侧表面114的间隙角，切割插入件100与铣刀本体M或车刀本体L连接成这样，使得它的轴向倾斜角λ1在从-5°～-10°范围。因此，各个接近相应的次要切割刃的侧表面114有在-5°～-10°范围的间隙角λ2。而且，相应主切割刃124的轴向倾斜角λ3在从+5°～+10°范围，且主切割刃124的进入角λ4在15°～30°范围。
此外，切割插入件100安装在铣刀本体M或车刀本体L上，这样使得涉及切割的主切割刃124的长度L是该主切割刃124在切割时进入工件内的深度d的两倍或更长。
本领域技术人员应当知道，本发明并不局限于该优选实施例和附图，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以有各种变化、添加和代替。

Claims (17)

1、一种用于高效切割的切割插入件，包括上表面、下表面、用于使上表面和下表面相互连接的侧表面、以及用于使侧表面以圆角形状相互连接的拐角侧表面，该切割插入件具有穿过上表面和下表面的中心部分形成的圆形开口，
该切割插入件包括：
切割刃，该切割刃由在上表面和下表面中的一个与侧表面之间以及在上表面和下表面中的一个与拐角侧表面之间的各连接处形成，该切割刃包括：三个拐角切割刃；六个主切割刃，这六个主切割刃从拐角切割刃的相对端朝着相邻拐角切割刃延伸；以及三个次要切割刃，这三个次要切割刃在主切割刃之间连接。
2、根据权利要求1所述的用于高效切割的切割插入件，其中，该切割刃由在上表面和下表面与侧表面之间以及在上表面和下表面与拐角侧表面之间的各连接处形成，并且该切割刃包括：六个拐角切割刃；十二个主切割刃，该十二个主切割刃从拐角切割刃的相对端朝着相邻拐角切割刃延伸；以及六个次要切割刃，该六个次要切割刃在主切割刃之间连接。
3、根据权利要求1或2所述的用于高效切割的切割插入件，其中，包括拐角切割刃、主切割刃和次要切割刃的切割刃还包括边界切割刃，该边界切割刃布置在各次要切割刃和相应的相邻主切割刃的各相对端之间，该边界切割刃具有预定曲率。
4、根据权利要求3所述的用于高效切割的切割插入件，其中，边界切割刃具有在0.3mm～3.0mm范围的曲率半径。
5、根据权利要求1所述的、用于高效切割的切割插入件，其中，各拐角切割刃具有在0.5mm至3.0mm范围的曲率半径。
6、根据权利要求1或2所述的用于高效切割的切割插入件，其中，拐角脊表面、主切割刃脊表面和次要切割刃脊表面分别从各拐角切割刃、各主切割刃和各次要切割刃以预定的倾斜角朝着上表面或下表面延伸，拐角断屑槽、主切割刃断屑槽和次要切割刃断屑槽分别布置在上表面或下表面和拐角脊表面、主切割刃脊表面和次要切割刃脊表面之间，并且各拐角断屑槽、主切割刃断屑槽和次要切割刃断屑槽具有相对于相应拐角侧表面或相应侧表面的断屑槽角θ，该断屑槽角θ小于90°。
7、根据权利要求1或2所述的用于高效切割的切割插入件，其中，主切割刃从各拐角切割刃的各相对端朝着相应相邻拐角切割刃以80°～120°范围的倾斜角α延伸。
8、根据权利要求1或2所述的用于高效切割的切割插入件，其中，在各次要切割刃和相邻主切割刃之间的角度β小于30°。
9、根据权利要求1所述的用于高效切割的切割插入件，其中，次要切割刃布置成具有基于圆形开口的120°旋转对称结构。
10、根据权利要求3所述的用于高效切割的切割插入件，其中，拐角切割刃、主切割刃、边界切割刃和次要切割刃彼此相互平齐。
11、根据权利要求3所述的用于高效切割的切割插入件，其中，当在切割插入件以平面图或正视图看时，边界切割刃和相应次要切割刃具有预定的凸形曲率。
12、根据权利要求11所述的用于高效切割的切割插入件，其中，该凸形曲率的半径在150mm～300mm范围。
13、根据权利要求3所述的用于高效切割的切割插入件，其中，次要切割刃成形比拐角切割刃更高或更低，且各主切割刃从相应拐角切割刃朝着相应次要切割刃向上或向下倾斜地延伸。
14、根据权利要求2或13所述的用于高效切割的切割插入件，其中，当拐角切割刃和次要切割刃以正视图看时，形成于上表面中的各主切割刃和形成于下表面中的相应主切割刃以0°～20°范围的角度γ相对于彼此定位。
15、根据权利要求2或13所述的用于高效切割的切割插入件，其中，当拐角切割刃和次要切割刃以正视图看时，从各拐角切割刃或各次要切割刃的各相对端伸出的相邻主切割刃具有在160°～180°范围的夹角δ。
16、根据权利要求13所述的用于高效切割的切割插入件，其中，当在切割插入件以平面图看时，各主切割刃和次要切割刃由线性线来确定。
17、根据权利要求13所述的用于高效切割的切割插入件，其中，当在切割插入件以平面图或正视图看时，各次要切割刃由凸形弯曲的线来确定。
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