CN104057113B - 双面可转位车削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双面可转位车削刀片，具有多边形基本形状并包括多个角部、周边间隙面和相同的上下侧，上下侧中包括位于参考平面的支承面，其彼此平行且平行于中性平面，其位于参考平面之间中间，间隙面以直角朝中性平面延伸。沿上下侧有主切削刃，分别包括位于角部的鼻刃和两个主刃，主刃朝鼻刃汇聚且位于关于中性平面倾斜的前端面，主刃过渡到辅助切削刃，其平行于中性平面延伸并将沿车削刀片的同一侧的每对主切削刃分开，切屑导向引导面位于切削刃的切屑面内侧。主切削刃具有大体正的几何形状，切屑面和间隙面间的切削刃的楔角沿鼻刃和两个主刃的任意截面是锐角。主切削刃变得容易切削并产生能通过位于内侧的引导面以谨慎但明显的方式引导的切屑。

Description

双面可转位车削刀片

技术领域

本发明涉及具有多边形基本形状的双面可转位车削刀片，该车削刀片包括多个角部、周边间隙表面和相同的上侧和下侧，在相同的上侧和下侧包括：平坦的支承表面，该平坦的支承表面位于参考平面中，所述参考平面彼此平行且平行于中性平面，所述中性平面位于所述参考平面之间中间，并且所述间隙表面以直角朝所述中性平面延伸；多个主切削刃，所述多个主切削刃沿着上侧以及下侧形成，并单独地包括位于角部内的鼻刃和两个主刃，所述两个主刃朝鼻刃汇聚，并相对于平分线偏离，其中，所述鼻刃形成在前切屑部分表面和间隙表面的凸形部分之间，且因此具有弓形的切削刃线，而主刃形成在侧向切屑部分表面和间隙表面的平坦部分之间，且因此具有直的切削刃线，至少主刃的切削刃线位于共同的角部平面中，所述共同的角部平面在相应的参考平面的方向上相对于中性平面倾斜，所述主刃过渡到辅助切削刃，所述辅助切削刃平行于中性平面延伸且将放置在角部中的成对的主切削刃分开，除此之外，切屑控制引导表面位于所述切屑部分表面内侧。

背景技术

大体关于车削

为便于理解本发明，通过引入附图1进行参考，其中在工件2的常规的外部加工期间，大体示意车削刀具1。刀具1包括刀夹3以及根据本发明制成的可替换的车削刀片4。在此情况中，在刀具平行于工件2的中心轴线C1纵向进给，更确切而言在箭头F的方向上纵向进给的同时，工件2旋转（在旋转方向R上旋转）。每转的纵向进给由f指示，而切削深度指示为a_p。在纵向进给的方向和包括在车削刀片内的主刃之间的进入角度指示为κ。在所示出的实例中，κ为95°。应进一步指出的是，所示出的车削刀片4具有菱形基本形状并包括两个具有80°的角度的锐角角部和两个具有100°的角度的钝角角部。以此方式，获得了在车削刀片和工件的所生成的表面之间的5°的刀具后部间隙σ。通常，刀夹3由钢制成，而车削刀片4由硬质合金等制成。

在所有类型的包括车削的金属的切屑移除加工中，原则是切屑“弯曲地生成”，即在移除时刻之后，切屑马上获得被弯曲这一固有的目的。切屑的形状，特别是其曲率半径由若干因素确定，与车削相关的最重要的因素是刀具的进给、切削刃的前角、所关注的切削深度以及工件的材料。在移除之后，切屑将垂直于切削刃的每个无穷小的部分移动。如果切削刃是直的，则切屑因此变成平坦或横截面是矩形的，但如果切削刃是完全或部分地弯曲的，则切屑也变成在横截面上是完全或部分地弯曲的。

对于车削过程具有关键重要性的另一个因素是所谓的切削刃的切削几何形状的选择。本领域一般技术人员将切削刃分为两种类型，即一方面是具有正的切削几何形状的切削刃，而另一方面是具有负的切削几何形状的切削刃。在第一情况中，在一起形成切削刃的切屑表面和间隙表面之间的切削刃的楔角小于90°，即锐角，而在第二种情况中，切削刃的楔角为90°（或更大）。具有正的切削几何形状的切削刃和具有负的切削几何形状的切削刃之间的差异在于，在正的切削几何形状的情况中，可通过在切屑和所生成的表面之间形成楔形而升起切屑，而在负的切削几何形状的情况中，在折断切屑时，将切屑在其自身前方推动。因此，正的切削几何形状一般地比负的切削几何形状更容易切割，且比负的切削几何形状产生具有更大的曲率半径的切屑。

为提供另外的与车削相关的产生的切屑的属性的背景理解，考虑如下比喻，所述比喻被本领域一般技术人员用于解释具有不同的宽度/厚度的切屑具有不同的可弯曲性的事实。因此，薄且窄的切屑可与纤细的草叶相比，而厚的切屑可与硬的芦苇相比。类似于草叶，薄的切屑如果遇到具有相邻的且具有或多或少的陡度的斜面引导表面的形式的障碍物则能够不很困难地弯曲，而硬的芦苇状的切屑可能在相同的条件下折断；这导致较高的声音水平、较大的切削力、车削刀片的短的寿命以及高的发热并可能伴随着粘着。

与车削相关，切屑控制和切屑评估不仅对于加工结果而且对于有效、无问题的操作都具有重要意义。如果移除的切屑不被任何引导表面或断屑器引导，则切屑将以不受控的且不希望的方式形成。因此，薄且可弯曲的切屑（类似于草叶）可能卷曲为长的电话线状的、具有明显的直径的螺旋形形式，这可能碰到工件的已生成的表面且损坏所述表面，且总是缠绕在包括在其中进行加工的机床内的刀具或其它部件中。另一方面，如果切屑较厚且较硬，则在移除之后不久，切屑可能碰到陡的倾斜的引导表面上，而且将发生其它问题，例如倾向于使切屑过度折断，发热极大，这可能导致粘着，且使车削刀片在切削中变钝，以及在切屑引导表面内出现过早的磨损损坏。因此，如果引导表面距切削刃的切削刃线的距离及其倾斜角度使得切屑被小心地引导离开，使得切屑可断裂为更小的碎片，例如通过被卷曲和碎裂开而断裂，或使得切屑碰在车削刀片的间隙表面上且在所述间隙表面上断为碎片，则可获得希望的切屑控制。即使偶然形成了螺旋形切屑而非短的碎片，也希望使切屑具有小的直径和有限的长度。

在这方面，应指出的是良好的切屑控制和切屑评估在放置在可密封的壳体内的且周期性地无人操作的现代的软件控制的车削机床中是特别重要的。如果切屑不会被分为更小的碎片（或小的螺旋形形式），则切屑可能被包括在机器内的传送带带走，而形成难以处理的切屑团，在机器为无人操作的机器时，所述切屑团可能迅速导致机器的关机和严重损坏。

现有技术

前文中一般所述类型的双面车削刀片通过US4411565已知。所述已知的车削刀片的一般优势在于主切削刃的两个直的主刃位于共同的角部平面中，所述角部平面相对于车削刀片的中性平面以一定角度倾斜。以此方式，工作的直的主刃能够以期望方式相对于旋转工件水平地定向，同时分别在当前的角部中连接到主刃和鼻刃的分别为平坦和弓形的间隙部分表面获得了与工件的良好的间隙。然而，已知的车削刀片的烦扰的劣势是：一起形成主切削刃的鼻刃和两个主刃具有负的切削几何形状，这是因为所述鼻刃和主刃形成在切屑表面和间隙表面之间，所述切屑表面和间隙表面相互之间形成了90°的角度，即沿着主切削刃的切削刃的楔角在其整体上达到90°。虽然实际上，这意味着主切削刃变强，但另一方面比具有正的切削几何形状的切削刃具有明显更钝的切削。该负的切削几何形状在小到中等尺寸的切削深度下的精车削和中等车削中是特别不利的，其原因尤其是如下事实：切削刃可能戳入到被加工的材料中且使沿着工件的最初走刀中断。此外，其中包括切屑导向引导表面的平台或切屑成型器是楔形形状的（在平面立面下观察时），切屑表面和引导表面通过横截面V形的斜道分开，在所述斜道上方，切屑必须通过，而在到达引导表面之前无任何相邻的支承。此外，各个单独的引导表面以相当陡的角度（45°）升高，这使得在切削深度和进给较大时产生的厚且硬的切屑（类似于芦苇）将以较大的力碰到引导表面上，而且有明显的生热。而且，位于距鼻刃最远处的引导表面靠近切削刃的切削刃线定位的事实明显地有助于此；这意味着宽的、厚的切屑在碰到引导表面上时，其在移除时刻（其中切屑为红热的且塑形的切屑）没有时间被合适地冷却。

发明内容

本发明的目的和特征

本发明旨在减轻通过US4411565已知的车削刀片的上述缺点，且提供一种改进的双面车削刀片。因此，本发明的基本目的是提供容易切削的双面车削刀片，所述车削刀片具有良好的切屑控制且具有距工件的良好的间隙。另一个任务是提供一种车削刀片，其中在小或中等尺寸的切削深度时的容易切削的性质与在切削深度大且切屑宽且硬时的特别的强度结合起来。良好的切屑控制应通过谨慎的但明显的切屑引导实现，而与切屑在小尺寸、中等尺寸还是大尺寸下切削时产生无关。换言之，薄且可容易弯曲的切屑（草叶）应在移除时刻之后快速地获得明显的且可靠的引导，而宽且硬的切屑（芦苇）应被允许在到达切屑导向引导表面之前形成较大的曲率半径；所有以上所述的目的是避免过度断裂和有害的发热。

根据本发明，至少基本目的通过各个单独的主切削刃实现，所述主切削刃具有大体正的切削几何形状，使得不仅各个单独的主刃的在切屑部分表面和间隙部分表面之间的切削刃的楔角，而且鼻刃的切屑部分表面和间隙部分表面之间的切削刃的楔角在具有相应的切削刃线的任意截面上都是锐角。以此方式，主切削刃沿着其整个切削刃线变得容易切割，这保证了与所述切削深度无关的有效切屑移除。

在优选实施例中，不仅主刃的切削刃线，而且鼻刃的切削刃线都共同地位于关于中性平面倾斜的角部平面中。这意味着车削刀片可镶装到最佳空间位置中，其中鼻刃以及各个单独的主刃可有效运行。以此方式，在双面车削刀片镶装到所述空间位置中时，有着整个主切削刃的角部平面可大体上相对于工件水平地定向，以在工件和间隙表面之间提供间隙。换言之，能够沿着整个主切削刃获得更有利的前角，以进一步降低切削力、声音和发热。

在另外的实施例中，主切削刃的切削刃的楔角能够从在沿着主刃之间的平分线的截面上的最小值向靠近单独的辅助切削刃的最大值增加。以此方式，切削刃获得最佳的正的切削几何形状，其中在车削刀片上的应力最小，即沿着鼻刃最小，而主切削刃的强度在更需要的地方，即沿着主刃增加。

在再一个实施例中，主刃经由弓形的过渡刃过渡到辅助切削刃，其中过渡刃的切削刃的楔角在从单独的主刃朝辅助切削刃的方向上增加。以此方式，切削刃的楔角能够从沿着主刃的锐角增加到沿着辅助切削刃的90°，其目的是给予辅助切削刃最优的强度，同时过渡部是平的且因此对于切屑柔和。弓形的（平滑的）过渡刃可通过（平滑的）波形部分另外实现增加的使用寿命和改进的切削特性，所述波形部分通过主刃和辅助切削刃之间的弓形过渡刃形成在切削刃线中。

在另一优选实施例中，切屑引导表面的高度（=车削刀片的支承表面和与辅助切削刃共面的平面之间的水平高度差）可达到最大0.400mm。最合适地，高度达到最大0.300mm。切屑引导侧表面的高度的这一最大化显著有助于谨慎地引导切屑，特别是通过允许硬的切屑发展出有利的大曲率半径。

在再一个实施例中，切屑导向或断屑引导表面以关于中性平面达到最多30°的倾角倾斜。以此方式，保证了谨慎的但明显的切屑引导，而与切屑可容易弯曲还是更硬无关。

在一个实施例中，用于切屑的引导表面一方面是包括在沿着主刃之间的平分线位于鼻刃后方的凸块中的胸部表面，且另一方面是包括在位于凸块后方且支承表面也包括在其中的平台中的一对侧表面，且该胸部表面是凸状弓形的并具有横向于平分线延伸的长度延伸部，并且该胸部表面以一定角度倾斜，所述角度从沿着平分线的最大值朝垂直于平分线的截面上的最小值降低。换言之，在该胸部表面朝两个端点变得越来越平的同时，胸部表面的长度延伸部横向于平分线。以此方式，凸块的胸部表面保证了薄切屑的快速、明显的引导，同时凸块的端部部分不对更宽且更硬的切屑形成任何突然升高的障碍物。

在另一个实施例中，在凸块后方的一定距离处形成第二胸部表面，所述第二胸部表面的上部部分位于比第一胸部表面的上部部分更高的水平高度处。以此方式，借助于后部的和更高的胸部表面保证了即使薄切屑偶然地经过或“跳过”第一胸部表面而不被所述第一胸部表面引导，也使所述薄切屑获得引导。

在另一个实施例中，角部平面具有6°至11°的关于中性平面的倾斜角度，例如8.5°的倾斜角度。以此方式，保证了在工件和处在镶装的空间位置中的车削刀片之间的满意的间隙。如果倾斜超过该角度，特别是如果角部平面的延伸范围相对较大，则存在当切削深度超过角部平面的延伸范围时，切屑过度断裂的风险。如前文所指出，双面车削刀片的支承表面不应放置在辅助切削刃以上方过高的水平高度处。

在另一个实施例中，主切削刃和角部平面的延伸范围最大达到鼻刃的半径的2至5倍的切削深度，例如最大延伸范围达到鼻刃的半径的近似3.75倍的切削深度。然而，以此方式，所述切屑过度断裂的风险可降低，这是因为所述支承表面由此不需要放置在辅助切削刃上方的过高的水平高度处。

在另一个实施例中，车削刀片具有在从切削刃线垂直的方向上直至切屑控制引导表面的距离，当切削深度超过主切削刃和角部平面的延伸范围时，所述距离随切削深度增加。而且，以此方式，可降低过度断裂的风险，这是因为对于更宽的切屑，距离增加，使得允许更宽的切屑在到达切屑导向引导表面之前形成较大的曲率半径。

现有技术的另外的说明

在US4056872中公开了多边形的双面车削刀片，其各个单独的主切削刃包括两条从共同的鼻刃发散的直的主刃，所述主刃关于车削刀片的中性平面倾斜。然而，在该情况中，在沿着车削刀片的相同一侧的一对角部之间缺少每个辅助切削刃。因此，主刃以其整体从所属的鼻刃到中心点延伸，在中心点中，它们直接地过渡到彼此。这意味着中心平台的切屑引导侧表面变高，且以非常陡的角度在切削刃线紧内侧升高。因此，每个宽的且硬的切屑将迅速潜入到该侧表面中，而且带有较大的力，并且具有过度断裂和极度发热的明显风险。

附图说明

在附图中：

图1是以上所述的车削的一般过程的示意性图示，

图2是根据本发明的车削刀片的透视图，

图3是根据图2的车削刀片的从上方观察的平面视图，

图4是相同的车削刀片的放大侧视图，

图5是示出车削刀片的与角部相邻的设计的进一步放大俯视图，

图6是与图5中的角部相同的角部的从上方观察的平面视图，

图7是图6中的截面VII-VII，

图8至图11是示出沿着车削刀片的周边的不同部分中的切削刃的楔角的截面图，

图12是对应于图7但是放大的截面，其示出包括在车削刀片的上侧中的不同的部分之间的水平高度差，

图13是示出包括在切屑引导凸块中的第一胸部表面和第二胸部表面的几何形状的极度放大的细节视图，

图14是图13中的纵向截面XIV-XIV，

图15是图13中的非常放大的截面XV-XV，

图16是图13中的类似的截面XVI-XVI，

图17是示意两个胸部表面关于主切削刃的鼻刃的位置的细节平面视图，

图18是示出主切削刃关于车削刀片的中性平面倾斜的部分鸟瞰图，

图19是示出在对管状工件进行加工期间的管状工件以及根据本发明的车削刀片的部分截面的透视图，

图20是从另一个视点示出在车削期间车削刀片在工件中的接合的类似的透视图，

图21是示出与图20中相同的接合的另外的放大透视图，

图22至图24是示出在不同的切削深度处的车削期间的车削刀片的剖开透视图，并且

图25是示出了在角部中的车削刀片的间隙的放大细节视图。

具体实施方式

根据本发明的车削刀片的优选实施例的详细描述

在图2至图4中，可见车削刀片4具有多边形基本形状，且包括分别大体由5a和5b指示的一对相对置的上侧和下侧。车削刀片是双面的，从而上侧和下侧是相同的。为此原因，在下文中将仅详细描述上侧5a。

在此情况中，在上侧5a中，包括多个相互分开的平台6、7，所述平台单独地包括平坦表面8，当车削刀片被上下翻转并被施加到刀夹3中的刀座中时，该平坦平台8用作支承表面。在总计八个平台中，四个平台，即平台6位于车削刀片的角部的区域中，而平台7放置在两个角部平台6之间的近似中间处。车削刀片的分别沿着上侧和下侧的所有支承表面8分别位于共同的平面US和LS中，以能够同时抵靠所属的刀座中的平坦的底表面。中性平面NP位于平面US和LS之间的中间处，并与所述平面US和LS平行。下文中描述的且确定车削刀片的形状的几何特征将涉及该中性平面NP。

在示例中，车削刀片是菱形的，并且包括四个角部J1、J2、J3和J4（见图2），该四个角部成对地彼此相对置。在角部J1、J2处，车削刀片是锐角的，而角部J3、J4是钝角的。虽然角部的角度可变化，但在该情况中，锐角为80°而钝角为100°。总体由9指示的周向间隙表面在上侧5a和下侧5b之间延伸，且该周向间隙表面9包括多个部分表面，即，四个平坦表面10和四个凸形表面11，所述凸形表面11位于角部中且在相邻的平坦表面10之间形成圆化过渡部。在图3中，B1指示锐角角度的角部J1、J2的平分线，而B2指示钝角角度的角部J3、J4的平分线。典型地用于对车削刀片进行尺寸分类的类型的内切圆由IC指示。在实践中，所考虑的类型的车削刀片的IC测量值可在6mm至25mm的范围内。车削刀片的厚度t（见图4），诸如被限定为在下平面LS和沿着上侧5a的切削尖端（将在下文中描述）之间的轴向距离（水平高度差）的厚度t，显著小于IC测量值。在形成附图的基础的原型实施例中，IC测量值达到12.7mm并且厚度t达到4.76mm。

分别沿着单独的上侧和下侧形成有两对对角方向相对置的切削刃12，该两对切削刃12沿着锐角角部J1、J2之间的平分线B1以及沿着钝角角部J3、J4之间的平分线B2定位。在这些切削刃12中，位于角部J1、J2中的切削刃在本发明的内容中具有最重要的意义。虽然所有的四个切削刃本身都是可使用的，但在同一个刀夹3中仅能够使用一对切削刃。为此原因，仅将详细描述在锐角角部J1、J2处的切削刃。

在形式上，现在应指出的是，出现的切削刃12在下文中将被称为“主切削刃”。

如在图5和图6中，单个主切削刃12包括三个部分刃，即位于角部中的鼻刃14以及两个主刃15，该两个主刃朝向鼻刃汇聚，并该三个部分刃单独地形成在整体上由16指示的切屑表面和间隙表面9的部分表面10、11之间。在这些部分表面中，表面10是平坦的，因此当在俯视图中观察时，单独的主刃15是直的，而部分表面11是凸状弓形的，例如是部分地柱形的，由此当在俯视图中观察时，鼻刃14是弓形的，例如部分地圆形。鼻刃14的凸形间隙表面11经竖直边界线17过渡到平坦的间隙部分表面10。在图5中，EL总体指示在车削刀片的间隙表面和上侧（或切屑面）之间的周向切削刃线。虽然附图标记14和15也指向由EL指示的切削刃线，但应指出的是，切削刃本身由限定在切屑表面和间隙部分表面之间的材料部分构成，切屑表面和间隙部分表面沿着切削刃线彼此相遇。

整体由16指示的切屑表面包括多个部分表面，即，在鼻刃14后方的第一切屑部分表面16a、与主刃15相邻的两个切屑部分表面16b、与过渡刃18相邻的两个切屑部分表面16c以及与辅助切削刃19相邻的两个切屑部分表面16d。此外，切削刃线EL的（在切屑部分表面16a和间隙部分表面11之间的）弓形部分被指示为EL14，而切削刃线的（在切屑部分表面16b和间隙部分表面10之间的）笔直部分被指示为EL15。

在中等尺寸的切削深度（1mm至2mm）下，主要的切屑移除由单独的主刃15实现，而鼻刃14的目的一方面是在小切削深度（0.5mm至0.8mm）下独自地操作，且另一方面是与两个主刃15中的哪一个工作无关地（在更大的切削深度下）擦拭工件的所生成的表面。

在图2和图3中，还能够看见该车削刀片包括中心通孔18，该中心通孔18的中心轴线由C2指示。该孔旨在接收螺钉，用于将车削刀片固定在刀夹的刀座中。该中心轴线C2还形成车削刀片整体上的几何中心。不言自明的是，两个角部J1和J2从中心轴线C2等距地分开。此外，从中心轴线C2到两个角部J3、J4的径向距离一样大，但比到角部J1、J2的距离小。在这方面，应提及的是，还可借助于螺钉以外的其它装置，例如夹具、杆等来固定车削刀片。在该情况中，车削刀片可制造为不带有孔。

与鼻刃14一起形成单独的主切削刃12的两个主刃15位于共同的平面CP（在后文中称为“角部平面”）中，该平面相对于中性平面NP倾斜。因此，单独的直的主刃15经稍微弓形的过渡刃或中间刃18过渡到同样是直的辅助切削刃19。当在平面立面图中观察切削刃15、18、19时（例如在图3或图6中观察时），因为它们接壤平坦的间隙部分表面10，所以这些切削刃的切削刃线沿着共同的直线。然而，当从侧面观察时，作为处在内侧的稍微成弓形的切屑部分表面16c的结果，中间边缘18略微成弓形，而主刃15以及辅助切削刃19的切削刃线EL15和EL19在从侧面观察时是直的，更精确地是由于指示为16b和16d的切屑部分表面是平坦的结果而是直的。在此方面，应指出的是，不同的切屑部分表面16a、16b、16c和16d借助于结构线而分开地示出。然而，其目的仅是提供对于平坦表面的存在的理解。在实践中，所考虑的部分表面被包括在单个连续的平滑切屑表面中，其中这些部分表面不能够被肉眼觉察到。

在此方面，应指出的是，倾斜的角部平面CP由切削刃部分刃线EL14和EL15限定，而非由位于其内侧的各个切屑部分表面16a和16b的任一部分限定。

辅助切削刃19（见图4和图5）平行于中性平面NP延伸，且位于共同的参考平面RP中，该参考平面RP相对于支承表面8的平面US（或LS）埋头。

对于本发明而言关键的特征在于，主切削刃12具有大体正的切削几何形状，更确切地，与鼻刃14一起形成主切削刃12的两个主刃15具有锐角的切削刃楔角，如从图8至图12中的放大截面可见。因此，在该原型实施例中，在截面VII（见图6和图12）中的切削刃楔角α₁达到81.5°，即，其余角的角度达到8.5°。从截面VII可见，鼻刃14的切削刃楔角从81.5°连续地增加到84.5°，直至由边界线17限定的端部。在截面VIII和IX中，即沿着主刃15，切削刃楔角α₂是恒定的且达到84.5°（余角=5.5°）。此后，角度α₃再次沿着中间刃18连续地增加，以最终达到90°，这是沿着整个辅助切削刃19的恒定的切削刃楔角α₄。实际上，这意味着辅助切削刃19的切削几何形状将是负的，然而，这目前具有这样的优势，即，沿着辅助切削刃被移除的切屑的部分总是宽的且硬的，这使得在该区域中的切屑使车削刀片经受大的应力。为此原因，有利的是，切削刃楔角α₄沿着辅助切削刃19成直角，这是因为辅助切削刃19将会是特别强的。

对于每个主切削刃12，存在具有引导表面形式的切屑控制装置，所述引导表面被包括在凸块20中以及位于后方的平台6中。

此外，凸块20的形状借助于假想结构线，即下边界线22和上边界线23（见图5和图13）变得清楚。在下边界线和上边界线中，下边界线22标记凸块开始相对于周围的切屑部分表面16a、16b升高的位置，而上边界线23区分凸块的下部部分和上部部分。从图13和图14中的放大几何图示可见向前/向下倾斜的胸部表面24被包括在凸块的上部部分和下部部分之间的过渡部。所述胸部表面24是大体伸长的并具有凸状弓形的形状。伸长延伸部相对于平分线B1横向，更确切，弓形的下边界线22具有沿着平分线B1定位的顶点AP，并包括两个镜像对称的弧形部分线，所述弧形部分线从顶点AP延伸到沿着直的参考线RL定位的一对相对置的顶点EP1，所述参考线RL在顶点EP1之间的中间点MP1与平分线以直角相交。确定胸部表面的（以及凸块的）宽度的顶点EP1之间的距离比点MP1和AP之间的距离大。

在所示的优选实施例中，胸部表面24甚至具有如此大的宽度，使得在中心MP1和单独的端点EP1之间的距离也一定程度地大于MP1和AP之间的距离。胸部表面24的另一个特征在于，在通过中心MP1的任意垂直截面上，其倾斜角度β₁从在沿着平分线B1的截面上的最大值降低到在通过单独的端点EP1的截面上的最小值。换言之，在从AP朝EP1的方向上，倾斜度变得越来越平。通过凸块及其胸部表面的该形状，实现了主要沿着主刃15被移除的相对宽且硬的切屑以及可能地其在切削刃18和19中的延伸部在沿着凸块的侧面连续向上滑动时将经受谨慎的引导。为抵消这样的切屑的过度断裂（over breaking），凸块20的上部部分或冠部部分另外地具有高于周围的切屑表面的中等高度。凸块20的二维弓形形状还可被描述为侧向于凸块的曲率半径r₁（见图15）比沿着平分线的半径r₂（见图14）大。

在本发明的开发工作期间，已发现，凸块20及其胸部表面24并不总是对在切削深度小且进给相对大时所产生的窄切屑，即窄且厚的切屑给予期望切屑引导能力。因此，这样的切屑趋于在胸部表面不能够在期望方向上引导所述切屑的情况下经过（“跳过”）胸部表面。为避免该风险，根据本发明的车削刀片也可形成为具有第二胸部表面25（见图5和图6），该第二胸部表面位于第一胸部表面24后方的一定距离处，并且其上部部分位于比第一胸部表面的上部部分更高的水平高度上。在所示的优选实施例中，凸块20和平台6经由脊部而成一体，该脊部整体上由26指示，并且该脊部从位于低于凸块20的冠部的水平高度上的凹谷部27（也见图12）中的最下端升高至平台6的上支承表面8的水平高度上的最高端。脊部26主要由前述侧表面21界定，所述侧表面21从共同的（假想）脊线28向下延伸，并且在其它方面在界定平台6的侧表面29的向前延伸部（见图6）中延伸。该第二胸部表面25被包括在凸轮部（cam）30中，所述凸轮部30形成在脊部26上（见图5和图6）并在朝脊线28的向后方向上渐缩。

还应注意的是，平台6的后部部分具有自行车鞍座状的轮廓形状。支承表面8的后部较宽的部分将因此给予良好的侧向支承。

现在参考图12，图12示意确定车削刀片的上侧的邻近单独的角部J1、J2的拓扑结构的表面部分之间的水平高度差异。在前述原型实施例中（IC=12.7mm且t=4.76mm），平台6的支承表面8和参考平面RP之间的水平高度差H1达到0.300mm，并且鼻刃14的切削尖端S和RP之间的水平高度差H2达到0.200mm。RP与边界线22（位于胸部表面24和切屑部分表面16a之间的中空部分中）、脊部26的最低点（位于凸块20的后侧和第二胸部表面25之间的凹谷部27中）、凸块20的冠部部分和凸轮部30的峰部之间的相应的水平高度差分别由H3、H4、H5和H6指示。在原型实施例中，H3达到0.144mm，H4达到0.181mm，H5达到0.198mm且H6达到0.249mm。由此，后部的第二胸部表面25突出得高于前部的第一胸部表面240.051mm（0.249减0.198）。经过前部胸部表面24而未受到明显引导的窄切屑将因此以更大的确定性撞击到突出的第二胸部表面25上并被该第二胸部表面25向侧面引导。

类似于第一胸部表面24，第二胸部表面25具有大体伸长且凸状弓形的形状，并横向于平分线B1。第二胸部表面25的形状和位置在图13至图17中更详细地可见。如在图13和图14中最佳地可见，胸部表面25从被界定在两个边界线35、36之间的长窄的过渡表面25a（所谓的半径过渡部）向下/向前延伸。过渡表面在两个端点EP2之间延伸，在所述两个端点EP2之间存在中心MP2，类似于MP1，所述中心MP2沿平分线B1定位。端点EP2之间的距离限定第二胸部表面的宽度，该宽度由W2指示。在该示例中，第二胸部表面25的大体倾斜角度β₂一定程度地大于第一胸部表面24的倾斜角度β₁。在该示例中，β₂因此达到34°，而β₁达到27°。

通过连续地参考图13和图14，出于形式上的理由，应指出的是，凸块20的冠部部分的最高点TP位于确定胸部表面24的宽度W1的两个端点EP1之间延伸的横截面XV-XV的略微前方。

在图15中，示出了凸块20的冠部部分具有从冠部部分的中心朝端点EP1的连续的更平坦的形状。在中间区域中，冠部（且因此第一胸部表面24）相应地具有相对较大的曲率半径，该曲率半径由r₁指示。如从图15中清楚可见，后方的第二胸部表面及其过渡表面25a关于第一胸部表面突出（根据前述示例，突出0.051mm）。

在图16中（见图13中的截面XVI-XVI），一方面示出了第二胸部表面25的上部部分25a位于比沿着平分线B1的凹谷部27的最低水平显著更高的水平高度处，且另一方面示出了第二胸部表面25的宽度W2比第一胸部表面的宽度W1显著更小。在示例中，W1达到1.0mm，且W2达到0.6mm。宽度W2可从前述值向上和向下变化。然而，W2应优选地达到W1的至少50%。

在图17中，相对于鼻刃15示意两个胸部表面24、25的位置。在示例中，角部半径r_n达到0.8mm，在鼻刃14内侧的扇形具有100°的弧度角（180°减80°）。如在图17中显见，切削尖端S和中心MP1之间的径向距离小于半径r_n。在示例中，L1相应地达到近似0.7mm。换言之，第一胸部表面24位于鼻刃14附近，以迅速地碰撞主要地仅沿着鼻刃15被移除的类型的窄切屑。此外，第二胸部表面25则位于第一胸部表面24附近，从而距离L2小于L2。在示例中，L2达到0.3mm，即小于测量值L1的一半。在此方面，也应指出的是，第二胸部表面25（见图6）位于平坦的支承表面8的前部的前方显著距离处。因此，该距离一定程度地大于切削尖端S和第二胸部表面25之间的距离（L1+L2）。受到第一胸部表面24引导的或在所有情况中受到位于后方的胸部表面25引导的切屑因此将在它们向上到达支承表面8之前及时地受到侧向引导。换言之，切屑受到侧向引导，而不能够损坏支承表面8，如果该支承表面8将在车削刀片反转之后为止才被利用的话。

在图6至图12中，可见在截面VII中切削刃楔角α₁达到81.5°（其余角为8.5°）。在示例中，切屑部分表面16a以平坦表面为形式（也可为略微弓形）。这意味着角部平面CP相对于参考平面RP（以及中性平面NP）的倾斜角度（参见图18）达到8.5°。切削刃楔角α₁从截面VII向截面VIII增加，更确切地增加到84.5°的值α₂。该角度沿着整个主刃15是恒定的（见图8和图9）。沿着中间刃18，所述中间刃18沿着弓形的切屑部分表面16b定位，切削刃楔角α₃在中间刃18过渡到辅助切削刃19的那一部分（见图11）从84.5°连续地增加到90°。在示例中，切削刃楔角α₄沿着整个辅助切削刃19恒定地为90°，使得所述辅助切削刃19自身具有负的切削几何形状，但因此也具有比切削刃14、15、18显著更高的强度。

本发明的功能

为解释根据本发明的车削刀片的功能，参考图19至图25，其中图19示意在中心轴线C1上旋转的工件2，该中心轴线C1包含在由HP指示的水平平面中。工件的加工借助于车削刀片4执行，所述车削刀片4在其在箭头F的方向上的纵向进给期间产生了由CH指示的切屑。在车削期间，车削刀片4（通过根据图1的所属刀夹3）镶装到如下空间位置中，其中主切削刃12的两个直的主刃15，更确切地其切削刃线EL15位于水平面HP中，鼻刃14以及工作的主刃15提供正的切削几何形状。同时，车削刀片的间隙表面9（其垂直于NP，但相对于切屑部分表面16b成一定角度）将不会碰到经受加工的环形表面SA（平坦的）和SB（凹入的）。如果在截面VII（见图12）中的α₁达到81.5°，则在鼻部处的在凹入表面SB和车削刀片的间隙部分表面11之间的间隙角λ（见图25）将达到90-81.5=8.5°。还获得了相对于平坦表面SA的相应的间隙（未示出），更确切地，在作为截面IX（见图9）上的切削刃楔角的余角，即在示例中，90-84.5=5.5°的间隙角度处获得该相应的间隙。

在图22至图24中示出在不同的切削深度a_p下执行车削。在图22中，切削深度a_p1最小，例如在0.5mm至0.8mm的量级上。在此方面，切屑移除基本上仅沿着鼻刃14（所述鼻刃14在示例中具有0.8mm的半径）完成。因为无穷小量的切屑的部分垂直于切削刃被导向的原理，切屑在此情况中将变得在横截面上是弓形的且获得相对于平分线B1具有非常缓和的角度的切屑流动方向。在移除时刻之后，切屑顺着切屑部分表面16a，以在短时间之后（参考，距离L1）碰撞在凸块20的前胸部表面24上。如果切屑偶尔不受到借助于所述胸部表面24的期望引导，则切屑将进一步向后行进，然后碰撞在位于更高处的后胸部表面25上，所述后胸部表面25以更大的可靠性将切屑侧向引导开（以图19中所指示的方式）。以此方式，切屑将断裂成片或碎片，例如通过被平台6的侧面或在平台6后方猛冲（dive in）得顶靠切屑表面，或猛冲得顶靠车削刀片的连接间隙表面9。

在根据图22和图23的示例中，切削深度a_p2和a_p3更大。这意味着一方面切屑的主要部分将沿着直的主刃15被移除，且在不同程度上也沿着切削刃18和19被移除，且另一方面，切屑流动方向被改变并在切削深度增加时形成相对于平分线B1的增加的角度。另外，切屑在其横截面的主要部分中变为平坦的或矩形的，然而，除了具有通过鼻刃4产生的弯曲形状的纤细（磨损）的边缘部分外。这意味着更大部分的切屑随着切削深度的增加将碰撞在侧表面21上并被其引导。如果不仅切削深度增加而且进给也增加，则切屑的刚度现在已变得比第一示例（参考芦苇/草叶）显著更大。然而，尽管刚度增加，切屑仍将以细致但明确的方式被引导，总之其原因是从切削刃线直至侧表面21的垂直距离随着切削深度的增加而增加，但其原因也是侧表面21以及凸块20和凸轮部30的侧表面是相对平坦的，即以缓和的倾角升高。凸块20在点TP处最高，并朝端点EP连续地降低。由此原因，这些表面不提供任何使更厚的切屑可抵靠在其上而过度断裂的突然障碍物。在此方面，应特别强调的是，凸轮部30和包括在该凸轮部30中的第二胸部表面25都不导致任何过度断裂的风险，尽管第二胸部表面25比第一胸部表面24突起得更高（0.051mm），更确切地，其原因是凸轮部被定位成沿着平坦间隙部分表面10距直的切削刃线的更大的距离处，且其侧表面从凸轮部的最高冠部部分向下平坦地倾斜。另外，第二胸部表面25具有有限的宽度W2。此外，重要的是如下事实：侧表面21具有最多0.400mm，合适地如在根据图12的示例中最多0.300mm的高度。

本发明的优势在于，主切削刃（鼻刃+主刃）由于其正的切削几何形状而容易切割。另外，车削刀片的切屑引导能力在所有在实际车削期间可能发生的变化的条件下都是良好且可靠的，所述变化的条件例如变化的切削深度，变化的进给和不同材料的加工（材料的固有特性可对切屑赋予最为变化的特征，例如在曲率半径方面）。特别地，在小切削深度时的切屑移除以及切屑形成本质上得到改善，而不会不利地影响在大切削深度时的切屑形成。

在所有的附图中，本发明的切削刃已示出为锋利的刃，使得切屑表面和间隙表面汇聚成细线，即切削刃线。实践中，所述切削刃线可形成为更强，例如通过刷涂（brushing）或通过最大限度的窄的强化的倒角表面（最大宽度0.05mm）。

本发明的可能的修改

本发明不被仅限于以上所述的且在附图中示出的实施例。因此，切屑形成装置的切屑导向引导表面可以多种方式进行修改。例如，包括意图于用于薄的切屑的胸部表面的前凸块可从位于后方的、包括目的是引导更宽且更硬的切屑的侧表面的平台的部分分离。也可将所述侧表面形成在与此平台不同的、同时包括支承表面的其它的突出构件上。此外，可将本发明应用于具有与四边形的基本形状不同的例如三角形的另外的基本形状的车削刀片。也应提及的是，位于支承表面所定位于其中的平面下方适当水平高度上的车削刀片的辅助切削刃也可以是略微弧形的，而非是绝对直的。也可形成带有适当正的切削几何形状的辅助切削刃，例如具有在87°至90°的范围内的切削刃楔角的形状。

Claims (13)

1.一种双面可转位车削刀片，所述车削刀片具有多边形基本形状，且所述车削刀片包括多个角部(J1、J2、J3、J4)、周边间隙表面(9)和相同的上侧和下侧(5a、5b)，在所述相同的上侧和下侧(5a、5b)中包括：平坦的支承表面(8)，所述平坦支承表面(8)位于参考平面(US、LS)中，所述参考平面(US、LS)彼此平行且平行于中性平面(NP)，所述中性平面(NP)位于所述参考平面之间中间，并且所述间隙表面(9)以直角朝所述中性平面(NP)延伸；多个主切削刃(12)，所述多个主切削刃(12)沿着所述上侧以及所述下侧形成，并且所述多个主切削刃(12)分别包括位于角部中的鼻刃(14)和两个主刃(15)，所述主刃(15)朝所述鼻刃(14)汇聚并关于平分线(B1)偏离，其中，所述鼻刃(14)形成在前切屑部分表面(16a)和所述间隙表面(9)的凸形部分(11)之间，且因此具有弓形的切削刃线(EL14)，而所述主刃(15)形成在侧向切屑部分表面(16b)和所述间隙表面(9)的平坦部分(10)之间，且因此具有直的切削刃线(EL15)，至少所述主刃(15)使所述主刃(15)的所述切削刃线(EL15)位于共同的角部平面(CP)中，所述共同的角部平面(CP)在相应的参考平面(US、LS)的方向上关于所述中性平面(NP)倾斜，并且所述主刃(15)过渡到辅助切削刃(19)，所述辅助切削刃(19)平行于所述中性平面(NP)延伸，并将放置在角部中的成对的主切削刃(12)分开，所述主切削刃(12)的所述切削刃的楔角(α)从沿着在所述主刃(15)之间的所述平分线(B1)的截面(VII)上的最小值(α₁)朝更靠近各个单独的辅助切削刃(19)处的最大值(α₂)增加，除此之外，切屑控制引导表面(21、24)位于所述切屑部分表面(16a、16b)内侧，其特征在于，各个单独的主切削刃(12)具有大体正的切削几何形状，使得不仅各个单独的主刃(15)的所述切屑部分表面(16b)和所述间隙表面(9)的平坦部分(10)之间的切削刃的楔角(α₂)，而且所述鼻刃(14)的所述切屑部分表面(16a)和所述间隙表面(9)的凸形部分(11)之间的切削刃的楔角(α₁)在沿着相应的切削刃线(EL15、EL14)的任意截面上都是锐角。

2.根据权利要求1所述的车削刀片，其特征在于，不仅所述主刃(15)的所述切削刃线(EL15)，而且所述鼻刃(14)的所述切削刃线(EL14)都共同地位于所述角部平面(CP)中。

3.根据权利要求1或2所述的车削刀片，其特征在于，所述各个单独的主刃(15)经由弓形的过渡刃(18)过渡到所述辅助切削刃(19)，其中所述过渡刃(18)的切削刃的楔角(α₃)在从所述主刃(15)朝所述辅助切削刃(19)的方向上连续地增加。

4.根据权利要求1或2所述的车削刀片，其特征在于，所述支承表面(8)和与所述辅助切削刃(19)共面的参考平面(RP)之间的水平高度差最大达到0.400mm。

5.根据权利要求1或2所述的车削刀片，其特征在于，所述切屑导向引导表面以关于所述中性平面至多达到30°的倾角倾斜。

6.根据权利要求1或2所述的车削刀片，其特征在于，所述切屑控制引导表面一方面包括胸部表面(24)，所述胸部表面(24)被包括在沿着所述主刃(15)之间的所述平分线(B1)位于所述鼻刃(14)后方的凸块(20)中，并且所述引导表面另一方面包括一对侧表面(21)，所述一对侧表面(21)被包括在位于所述凸块(20)后方的平台(6)中，且所述支承表面(8)也被包括在所述平台(6)中，所述胸部表面(24)是凸状弓形的，并且所述胸部表面(24)具有横向于所述平分线(B1)延伸的长度延伸部，并且所述胸部表面以从沿着所述平分线(B1)的最大值(β₁)朝在垂直于所述平分线的截面(XV-XV)上的最小值降低的角度倾斜。

7.根据权利要求6所述的车削刀片，其特征在于，在所述凸块(20)后方一定距离处形成有第二胸部表面(25)，所述第二胸部表面(25)的上部部分比所述第一胸部表面(24)的上部部分位于更高的水平高度处，并且所述第二胸部表面(25)的宽度(W2)比所述第一胸部表面(24)的宽度小，但达到所述第一胸部表面(24)的宽度的至少50％。

8.根据权利要求1或2所述的车削刀片，其特征在于，所述角部平面(CP)具有为6°至11°的关于所述中性平面(NP)的倾斜角度。

9.根据权利要求8所述的车削刀片，其特征在于，所述角部平面(CP)的关于所述中性平面(NP)的倾斜角度为8.5°。

10.根据权利要求1或2所述的车削刀片，其特征在于，所述主切削刃(12)和所述角部平面(CP)具有最大达到所述鼻刃的半径(r_n)的2至5倍的切削深度(a_p)的延伸范围。

11.根据权利要求10所述的车削刀片，其特征在于，所述主切削刃(12)和所述角部平面(CP)的所述延伸范围达到所述鼻刃的半径(r_n)的近似3.75倍的切削深度(a_p)。

12.根据权利要求10所述的车削刀片，其特征在于，当所述切削深度(a_p)超过所述主切削刃(12)和所述角部平面的所述延伸范围时，在从所述切削刃线(EL)垂直的方向上直至所述切屑控制引导表面(21)的距离随所述切削深度(ap)增加。

13.根据权利要求11所述的车削刀片，其特征在于，当所述切削深度(a_p)超过所述主切削刃(12)和所述角部平面的所述延伸范围时，在从所述切削刃线(EL)垂直的方向上直至所述切屑控制引导表面(21)的距离随所述切削深度(ap)增加。