CN104249164B - 金属切削车削刀片和车削刀具 - Google Patents
金属切削车削刀片和车削刀具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供金属切削车削刀片和车削刀具。一种用于车削的切削刀片(100)，包括上侧(102)、下侧(103)、连接该上侧和该下侧的间隙表面(105)、和上切削刃(106)。该上切削刃形成由鼻刃部(114)连接的主刃部(112)和辅助刃部(113)。切屑成型部(115)形成在所述上侧上，包括形成在所述鼻刃部后方的鼻部底部表面(116)、沿着所述主刃部延伸的第一主底部表面(117)、和沿着所述主刃部延伸且在所述鼻部底部表面和所述第一主底部表面之间的连续的第一隆起底部表面(118)，该连续的第一隆起底部表面(118)的最低点比所述主刃部的水平高度低但是比所述鼻部底部表面和第一主底部表面中的每一个的最低点高。
Description
技术领域
本发明涉及一种被构造用于借助于车削对金属工件进行去屑加工的切削刀片。本发明还涉及一种包括刀具主体和至少一个这样的切削刀片的车削刀具。
背景技术
US2012/0198973公开了被构造用于借助于车削对金属工件进行加工的可转位切削刀片。该切削刀片包括刀片主体，该刀片主体具有限定上延伸平面的上侧和限定平行于该上延伸平面的下延伸平面的下侧，其中，中心轴线垂直地延伸经过该上延伸平面和该下延伸平面。间隙表面环绕刀片主体的周界延伸并且连接上侧和下侧。切削刃形成在间隙表面和上侧之间并且环绕上侧延伸。切削刃形成由鼻刃部连接的主刃部和辅助刃部，使得辅助刃部朝主刃部以一定角度形成。刀片主体的上侧包括切屑成型部，且鼻部底部表面在主刃部和辅助刃部之间沿着二等分线形成在鼻刃部的后方。鼻部底部表面具有比鼻刃部的水平高度低的最低点。切屑成型部进一步包括沿着主刃部延伸并且具有比主刃部的水平高度低的最低点的第一主底部表面。
US2012/0198973的切削刀片此外包括在边角区中的切屑几何结构，包括以台阶形式沿着二等分线形成在鼻部底部表面后方的隆起表面。隆起表面的最低点比主刃部的水平高度低但是比鼻部底部表面和第一主底部表面中的每一个的最低点高。隆起表面形成为关于二等分线对称，使得隆起表面的部分位于鼻部底部表面和第一主底部表面之间的区域中，并且隆起表面的部分位于鼻部底部表面和沿着辅助刃部延伸的第二主底部表面之间。进一步的隆起切屑几何结构沿着二等分线形成在隆起表面的后方。切削刀片因此在切削边角的区域中在不同的水平高度处提供切屑几何结构。
US2012/0198973的切削刀片因此对于不同的进给速率提供切屑控制，其中，取决于进给速率，使用不同的切屑几何结构。然而，当被用于借助于车削对工件进行去屑加工时，切削刀片提供硬切屑成形，即具有小曲率半径的切屑被形成。这由于因此施加的高变形力而缩短刀具寿命。
发明内容
本发明的一个目的是克服上文所讨论的问题以及提供用于车削的切削刀片，该切削刀片在仍提供良好的切屑控制的同时提供软切屑成形。另一个目的是提供对于不同的切削深度和进给速率易于最佳化的通用切削刀片。另一个目的是提供对于至少一些切削条件，对凹痕磨损不太敏感的切削刀片。
这些目的由最初限定的切削刀片来实现，该切削刀片的特征在于，切屑成型部进一步包括形成在鼻部底部表面和第一主底部表面之间的连续的第一隆起底部表面，所述第一隆起底部表面沿着主刃部延伸并且所述第一隆起底部表面的最低点比主刃部的水平高度低但是比鼻部底部表面和第一主底部表面中的每一个的最低点高。
切屑成型部因此包括沿着主刃部延伸的第一隆起底部表面。“沿着”在此处将被理解为当在平行于中心轴线的方向上(即，从上方)看切削刀片的时候。第一隆起底部表面在与主刃部垂直的方向上具有延伸，即，它在至少两个方向上延伸。在沿着主刃部的区域且在鼻部底表部面和第一主底部表面之间的最低点位于第一隆起底部表面上。换言之，第一隆起底部表面形成单个连续的底部表面，而无任何更远且更低的(即，底部)表面位于沿着主刃部的区域中且在鼻部底部表面和第一隆起底部表面所在的第一主底部表面之间。这样的切削刀片提供软切屑成形，同时给切屑提供相对大的曲率半径并且因此提供开放的切屑形状。这对于大范围切削深度和进给速率是有效的，并且特别地，对于略大于切削刀片的鼻部半径的切削深度以及对于粗车削所使用的相对较大进给速率是特别有用的。由于实现的软切屑成形减小施加在刀片上的变形力，所以刀具寿命会延长。根据本发明的切削刀片也对凹痕磨损不太敏感，凹痕磨损当与诸如不锈钢和耐热材料的延展性材料一起工作时特别成问题。对于这些材料，毛刺倾向于形成在切屑上，如果切屑的曲率半径是小的，则毛刺可以导致对主切削刃的损害，即，凹痕磨损。对于略大于鼻部半径的切削深度情况大致就是这样。根据本发明的切削刀片借助于第一隆起底部表面减少这些问题，该第一隆起底部表面增加切屑的曲率半径。对于超过鼻部半径许多的切削深度，一般存在很少的凹痕磨损问题，但是另一方面，切屑在那些切削深度处可以导致对工件的损害。在那些切削深度处的隆起底部表面帮助将切屑引导远离工件并且因此最小化对工件的损害。在小切削深度处，即，小于鼻部半径的切削深度，切屑倾向于近似沿着切削刀片的二等分线被引导。对于这些切削深度，第一隆起底部表面形成切屑成型部，该切屑成型部提供较佳的切屑控制。
根据本发明的一个实施例，第一隆起底部表面为平面的或是大致平坦表面。在这个实施例中，第一隆起底部表面能够在平行于上延伸平面的平面中而且还在倾斜于上延伸平面的平面中延伸。根据该实施例的切削刀片一般提供软切屑成形，这是因为切屑在金属切削作业期间能够与第一隆起底部表面相接触。这增加切削刀片的刀具寿命。
根据本发明的另一个实施例，第一隆起底部表面包括诸如脊部、沟槽、突起、凹坑等的切屑成形表面结构。借助于这样的切屑成形表面结构，切屑成形对于各种工作条件可以是最佳的。切屑成形表面结构对于小进给速率是特别有利的，以便产生增加的切屑控制。例如，表面结构可以被设计成产生更容易断裂的波纹状切屑，因此，导致更短的切屑。切屑成形表面结构在平行于中心轴线的方向上不应与第一隆起底部表面的主延伸平面偏离许多。优选地，切屑成形表面结构在所述方向上与第一隆起底部表面的主延伸平面偏离不大于从主刃部的水平高度到第一隆起底部表面的主延伸平面的水平高度的距离的25％，更优选地10％。对于在平行于上延伸平面的主延伸平面中延伸的第一隆起底部表面以及在主延伸平面和主刃部的水平高度之间的距离为0.10mm的情况下，切屑成形表面结构因此与主延伸平面优选地偏离最大±0.025mm，更优选地偏离最大±0.010mm。
根据本发明的一个实施例，第一隆起底部表面在平行于上延伸平面的平面中具有主延伸平面。这样的第一隆起底部表面还可以包括偏离主延伸平面的切屑成形表面结构。保持主延伸平面平行于上延伸平面提供相当短的切屑，同时切削刀片的刀具寿命是可接受的。
根据本发明的另一个实施例，第一隆起底部表面在相对于上延伸平面倾斜的平面中具有主延伸平面。主延伸平面可以比如相对于主刃部倾斜，使得第一隆起底部表面的最高点离鼻部底部表面最近，并且其最低点离第一主底部表面最近。在这样的设计下，来自工件的切屑被向外定向，并且工件因使切屑脱离而被划损的风险得到降低。在大切削深度下，这对于敏感材料是特别有利的。如果主延伸平面替代地相对于主刃部倾斜，使得第一隆起底部表面的最低点离鼻部底部表面最近并且其最高点离第一主底部表面最近，则例如在对由高温合金制成的工件的加工期间，可以减少凹痕磨损。在另一个实施例中，主延伸平面在平行于主刃部的平面中可能是倾斜的，使得第一隆起底部表面的最低点离主刃部最近，并且其最高点离中心轴线最近。在这种情况下，切屑变得更短，这对于某些应用可能是有利的。主延伸平面在平行于主刃部的平面中可能替代地是倾斜的，使得第一隆起底部表面的最高点离主刃部最近并且其最低点离中心轴线最近。这样的构造提供具有更大的曲率半径的切屑并且因此延长切削刀片的刀具寿命。在一个实施例中，主延伸平面相对于主刃部并且相对于辅助刃部倾斜。
根据本发明的一个实施例，当沿平行于中心轴线的方向上看时，第一隆起底部表面具有四角形或大致四角形形状。这样的第一隆起底部表面能够例如为矩形或为以平行四边形的形式。它提供均匀的表面(切屑在其上形成)并且因此导致较少的摩擦，从而延长刀具寿命并且提供较低的声级。
根据本发明的一个实施例，第一隆起底部表面具有平行或大致平行于主刃部定向的至少一条边界线。在该实施例中，切屑成形至少在平行或大致平行于主刃部定向的那条边界线上是均匀的，但是可以的是，使用另一条边界线来让切屑卷曲。优选地，第一隆起底部表面具有平行或大致平行于主刃部定向的两条边界线，从而提供均匀的切屑成形。这样的隆起底部表面能够例如是矩形或大致矩形或是以平行四边形的形式，但是它能够还包括一个或多个弯曲边界线或总数多于四条边界线。
根据本发明的一个实施例，第一隆起底部表面位于以二等分线为中心的圆扇形之外的区域中，该圆扇形将鼻刃部的鼻半径r作为其半径并且具有中心角θ，其中，该中心角θ被选择为使得鼻部底部表面至少部分地位于该圆扇形内。在鼻部底部表面后方的区域能够因此独立于第一隆起底部表面而形成。沿着辅助刃部延伸的对应的第二隆起底部表面可以因此形成为与第一隆起底部表面间隔开。在该实施例中，切屑成型部可以在第一隆起底部表面的每侧(即，在鼻部区域中以及相应地在主刃部的区域中)上被独立地最佳化。切削刀片因此是非常通用的，这是因为相同的单独的切屑成型部针对不同的切削深度、材料和进给速率能够为最佳的。
根据本发明的一个实施例，在平行于中心轴线的方向上，从主刃部的水平高度到第一隆起底部表面的最低点的距离d1是从主刃部的水平高度到鼻部底部表面的最低点的距离d2的0.2-0.8倍，优选地0.3-0.6倍并且甚至更优选地0.4-0.6倍。在这些区间内，第一隆起底部表面的切屑成形性能被最佳化。当从主刃部的水平高度到第一隆起底部表面的最低点的距离d1是从主刃部的水平高度到鼻部底部表面的最低点的距离d2的0.2倍以上，即，第一隆起底部表面不是太靠近主刃部的水平高度时，在切屑成形时关于摩擦的问题减少。当从主刃部的水平高度到第一隆起底部表面的最低点的距离d1是从主刃部的水平高度到鼻部底部表面的最低点的距离d2的0.8倍以下，即，第一隆起底部表面不是太靠近鼻部底部表面的水平高度时，第一隆起底部表面提供更软的切屑成形。例如，取决于切削刀片的大小，从主刃部的水平高度到鼻部底部表面的最低点的距离d2可以在范围0.12–0.25mm内，并且从主刃部的水平高度到第一隆起底部表面的最低点的距离d1可以在范围0.05–0.1mm内。
根据本发明的一个实施例，在平行于中心轴线的方向上，从主刃部的水平高度到第一隆起底部表面的最高点的距离d3是从主刃部到鼻部底部表面的最低点的距离d2的0.2-0.8倍，优选地0.3-0.6倍并且甚至更优选地0.4-0.6倍。因此，整个隆起底部表面位于主刃部的水平高度的下方。在所述区间内，第一隆起底部表面的切屑成形性能被最佳化。
根据本发明的一个实施例，第一隆起底部表面在平行于主刃部的方向上具有其最大的延伸。第一隆起底部表面因此适合于不同的切削深度。
根据本发明的一个实施例，在平行于上延伸平面的平面中，从主刃部到第一隆起底部表面的最短距离比从主刃部到鼻部底部表面的最短距离短。当主刃部被用于比在以较低的进给速率和较小的切削深度进行精车削期间更大的范围时，这在以大切削力进行粗车削期间是特别有利的。
根据本发明的一个实施例，切屑成型部进一步包括在沿着主刃部的方向上延伸的切屑成形壁，并且第一隆起底部表面位于主刃部与切屑成形壁之间。这对于双面切削刀片(即，其中上下侧的设计完全相同并且都可以被用于加工的刀片)是特别适当的。在这种情况下，上侧可以包括当将切削刀片插入到车削刀具中时用于支撑切削刀片的隆起支撑表面。切屑成形壁将切屑引导远离该隆起的支撑表面。第一隆起底部表面因此使从主刃部到切屑成形壁的过渡部软化并且提供更软的切屑成形。优选地，鼻部底部表面和第一主底部表面位于处在上切削刃和切屑成形壁之间的区域中。
根据本发明的一个实施例，第一隆起底部表面和第一主底部表面由在第一隆起底部表面和第一主底部表面之间、在相对于上延伸平面倾斜的平面中延伸的第一中间底部表面连接。第一中间底部表面因此是倾斜表面，从第一隆起底部表面的水平高度降到第一主底部表面的水平高度。第一中间底部表面因此在第一隆起底部表面和主边缘底表面之间形成软过渡部。软过渡部使得切削刀片从制造观点来看是有利的。
根据本发明的一个实施例，第一中间底部表面在垂直于主刃部的方向上具有宽度，该宽度在朝第一主底部表面的方向上减小。
根据本发明的一个实施例，第一隆起底部表面从以二等分线为中心并且利用鼻刃部作为其弧的圆扇形的形式的鼻部区域内延伸出来。第一隆起底部表面因此部分位于鼻部区域内，相对靠近鼻部底部表面。在该构造的情况下，切削刀片是非常通用的。它对于小切削深度和低进给速率提供良好的切屑控制，而同时它还适合于更大的切削深度和更高的进给速率。
根据本发明的另一个实施例，第一隆起底部表面位于以二等分线为中心并且利用鼻刃部作为其弧的圆扇形的形式的鼻部区域之外。在该实施例中，切削刀片对于高进给速率和大切削深度被最佳化。
根据本发明的一个实施例，鼻部底部表面至少部分地位于以二等分线为中心并且利用鼻刃部作为其弧的圆扇形的形式的鼻部区域内。根据进一步的实施例，鼻部底部表面完全位于以二等分线为中心并且利用鼻刃部作为其弧的圆扇形的形式的鼻部区域内。特别是对于小切削深度，鼻部底部表面的该位置提供良好的切屑控制。
根据本发明的一个实施例，在平行于上延伸平面的方向上，鼻部底部表面和鼻刃部之间的最短距离小于鼻刃部的鼻半径r。鼻部底部表面和鼻部边缘区域之间的这样的距离使得从鼻刃部到鼻部底部表面可以形成急剧倾斜表面。这导致更短的切屑。
根据本发明的另一个方面，上述目的由包括刀具主体和如上文所描述的至少一个切削刀片的车削刀具来实现，其中，所述至少一个金属切削刀片中的每一个可拆卸地安装在刀具主体的刀片座中。
附图说明
图1示出根据本发明的第一实施例的切削刀片的透视图，
图2示出图1的切削刀片的顶视图，
图3a示出图1中的切削刀片的侧视图，
图3b示出图1中的切削刀片的截面，
图4a示出图1中的切削刀片的边角区域的透视图，
图4b示出图4a中的边角区域的顶视图，
图5a示出沿着图4b中的线Va的截面，
图5b示出沿着图4b中的线Vb的示意截面，
图5c示出沿着图4b中的线Vc的示意截面，
图5d示出沿着图4b中的线Vd的截面，
图5e示出沿着图4b中的线Ve的截面，
图6a示出根据本发明的第二实施例的切削刀片的边角区域的透视图，
图6b示出图6a中的边角区域的顶视图，
图7a示出沿着图6b中的线VIIa的示意截面，
图7b示出沿着图6b中的线VIIb的示意截面，
图7c示出沿着图6b中的线VIIc的示意截面，
图7d示出沿着图6b中的线VIId的示意截面，
图7e示出沿着图6b中的线VIIe的示意截面，并且
图8示出根据本发明的车削刀具和工件的示意图。
具体实施方式
图1-3示出根据本发明的第一实施例的切削刀片100。
切削刀片包括刀片主体101，该刀片主体101形成为限定上延伸平面U1的上侧102和限定下延伸平面L1的下侧103，该下延伸平面L1平行于上延伸平面U1。中心轴线Z1垂直地延伸经过上延伸平面U1和下延伸平面L1，且正的方向被限定为从下延伸平面L1到上延伸平面U1。术语“更高”和“下”在下文中相对于沿着中心轴线Z1的上延伸平面U1被使用。中心孔104延伸穿过平行的上侧102和下侧103并且与中心轴线Z1同中心。因为切削刀片100是双面的并且可转位到不同的转位位置，所以上侧102和下侧103完全相同地形成。在一个转位位置中，上切削刃106正在切削，并且上侧102形成切屑表面126。在另一个转位位置中，环绕下侧103形成的下切削刃127正在切削，并且下侧103形成切屑表面。上侧102包括边角支撑表面130以及被构造用于靠在刀座的支撑表面上的刃支撑表面131。支撑表面130、131在上延伸平面U1中延伸。上侧102和下侧103完全相同地形成，使得下侧103也形成有在下延伸平面L1中延伸的对应的支撑表面。因此，在下文中，将仅详细地描述上侧102，但是需理解的是，下侧103包括上侧102的所有特征。
间隙表面105环绕刀片主体101的周界延伸并且连接上侧102和下侧103。环绕上侧102延伸的上切削刃106形成在间隙表面105和上侧102之间。在沿着上切削刃106延伸的上侧102上，形成有以斜面的形式的刀棱面107。当诸如在图2中以顶视图(即，在沿着中心轴线Z1的方向上)看时，切削刀片100具有带四个圆化边角108、109、110、111的大体菱形形状。每个边角被设计为切削边角，以便借助于车削对工件进行加工。切削刀片相对于平行的平面形成为对称的并且包括中心轴线Z1和两个相对的边角108、110。两个相对的边角108、110形成有锐角的鼻部角，而两个相对的边角109、111形成有钝角的鼻部角。因为除鼻部角之外所有边角具有相同的设计，所以下面将进一步详细描述边角108中的另一个。
现在参照图4a和图4b和图5a–e，图4a和图4b更详细地示出边角108，图5a-e示出沿着图4b所示的线的截面。在边角108的区域中，上切削刃106形成主刃部112和朝主刃部112以一定角度形成的辅助刃部113。主刃部112和辅助刃部113由具有鼻半径r(即，曲率半径)的鼻刃部114连接。与中心轴线Z1相交的二等分线Y1将鼻刃部114分割成两个对称的部分。边角108包括在上侧102上的切屑成型部115，该切屑成型部包括鼻部底部表面116、第一主底部表面117、和第二主底部表面129。鼻部底部表面116形成为连续表面，该连续表面的最低点比鼻刃部114的水平高度低，如从图5B显然的那样。它沿着二等分线Y1形成在鼻刃部114和刀棱面107后方的区域中。第一主底部表面117在刀棱面107的内侧上沿着主刃部112延伸。它形成为沟道，该沟道的最低水平高度比主刃部112的水平高度低，如图5e所示，并且与鼻部底部表面116近似在相同的水平高度。在鼻部底部表面116和第一主底部表面117之间的区域中形成有第一隆起底部表面118，第一主底部表面117与二等分线Y1分离并且在刀棱面107内侧上沿着主刃部112延伸。如图5a和图5c所示，第一隆起底部表面118的最低水平高度比主刃部112和鼻刃部114低，但是比鼻部底部表面116和第一主底部表面117中的每一个的最低点高。
在第一实施例中，第一隆起底部表面118是以在平行于上延伸平面U1的主延伸平面上延伸的大致平坦表面的形式。它具有基本上平行于主刃部112的两条边界线118a、118b。第一隆起底部表面118因此在垂直于主刃部112的方向上具有延伸。第一隆起底部表面118从切削刀片的鼻部区域119内延伸出来，其中，鼻部区域119被限定为圆扇形，该圆扇形具有中心鼻部区域角度其以二等分线Y1为中心并且利用鼻刃部114作为其弧。鼻刃部114的鼻半径r因此与限定鼻部区域119的圆扇形的半径相同。第一隆起底部表面118从鼻部区域119内延伸出来并且沿着主刃部112延伸到鼻部区域119之外的区域。第一隆起底部表面118的延伸在平行于主刃部112的方向上比在垂直于主刃部112的方向上更大。存在连接第一隆起底部表面118和第一主底部表面117的第一中间底部表面120。第一中间底部表面120形成为在垂直于主刃部112的方向上具有宽度的锥形表面，所述宽度在朝第一主底部表面117的方向上减小。第一中间底部表面120在倾斜平面中延伸，从第一隆起底部表面118延伸到第一主底部表面117。存在连接鼻部底部表面116和第一隆起底部表面118的第一连接表面121。第一连接面121在此处是弯曲表面的形式。切屑成型部115进一步包括切屑成形壁122，该切屑成形壁122在所述底部表面116、117、118、120、121和形成在上延伸平面U1略下方的水平高度处的切屑表面126之间的区域中延伸。在该实施例中，上切削刃106处在切屑表面126的水平高度处，并且切屑成形壁122是倾斜表面的形式。切屑成形壁122因此不上升到上切削刃106以上，如在图5b-e中能够看到的那样。
切屑成型部115相对于二等分线Y1是对称的。它因此形成有以与第一隆起底部表面118、第一中间底部表面120和第一连接面121相同的方式构造的第二主底部表面129、第二隆起底部表面123以及第二中间底部表面124和第二连接面125。
根据本发明的第二实施例的切削刀片200的边角208在图6a-b和图7a-e中示出。根据该第二实施例的切削刀片200与根据第一实施例的切削刀片100不同之处在于，它设置有具有与切屑成型部115不同的设计的切屑成型部215。切削刀片200形成有具有上切削刃206、间隙表面205和在上侧202上延伸的刀棱面207的刀片主体201。切削刀片200的上延伸平面被限定为供切削刀片的支撑表面230在其中延伸的平面。
在边角208的区域中，上切削刃206形成主刃部212和朝主刃部212以一定角度形成的辅助刃部213。主刃部212和辅助刃部213由具有曲率半径r的鼻刃部214连接。与切削刀片200的中心轴线相交的二等分线Y2将鼻刃部214分割成两个对称的部分。边角208包括在上侧202上的切屑成型部215，该切屑成型部包括鼻部底部表面216、第一主底部表面217、和第二主底部表面229。鼻部底部表面216形成为连续表面，该连续表面的最低点比鼻刃部214的水平高度低，如从图7b显然的那样。它沿着二等分线Y2形成在鼻刃部214和刀棱面207后方的区域中。第一主底部表面217在刀棱面207的内侧上沿着主刃部212延伸。它形成为沟道，该沟道的最低水平高度比主刃部212的水平高度低，如图7e所示，并且与鼻部底部表面216近似处在相同的水平高度。在鼻部底部表面216和第一主底部表面217之间的区域中形成有第一隆起底部表面218，第一主底表面217与二等分线Y2分离并且在刀棱面207内侧上沿着主刃部212延伸。如图7a和图7c所示，第一隆起底部表面218的最低水平高度比主刃部212和鼻刃部214低，但是比鼻部底部表面216和第一主底部表面217中的每一个的最低点高。
切屑成型部215相对于二等分线Y2是对称的。它因此形成有第二主底部表面229、第二隆起底部表面223以及第二中间底部表面224和第二连接面225。
在该实施例中，第一隆起底表面218是在平行于上延伸平面的主延伸平面上延伸的大致平坦表面的形式。它具有基本上平行于主刃部212的两条边界线218a、218b。第一隆起底部表面218因此在垂直于主刃部212的方向上具有延伸。第一隆起底部表面218完全位于切削刀片的鼻部区域219之外，其中，鼻部区域219被限定为与先前描述的鼻部区域119相类似。第一隆起底部表面218的延伸在平行于主刃部212的方向上比在垂直于主刃部212的方向上更大。存在连接第一隆起底部表面218和第一主底部表面217的第一中间底部表面220，该第一中间底部表面220以与第一实施例中的第一中间底部表面120相同的方式形成。存在连接鼻部底部表面216和第一隆起底部表面218的、以弯曲表面的形式的第一连接表面221。切屑成型部215进一步包括切屑成形壁222和切屑表面226，一方面，该切屑成形壁122在隆起底部表面218和第一主底部表面217之间的区域中延伸，另一方面，该切屑表面226形成在上延伸平面略下方的水平高度处。在该实施例中，上切削刃206处在切屑表面226的水平高度处，并且切屑成形壁222是倾斜表面的形式。切屑成形壁222因此不上升到上切削刃206以上，如在图7c-e中能够看到的那样。然而，在沿着二等分线Y2的鼻部底部表面216后方的区域中，形成有突起228，以便切屑以小切削深度成形。突起228在切屑表面226上方延伸。
在示出的两个实施例中，鼻刃部114、214相对于上延伸平面定位在与主刃部112、212和辅助刃部113、213相同的水平高度处。此外，鼻部底部表面116、216和第一主底部表面117、217定位在近似相同的水平高度处。当然，将切削刀片设计成使例如鼻刃部与主刃部相比在更高的水平高度处也是可能的。第一隆起底部表面118、218在示出的实施例中定位在鼻刃部114、214的水平高度和鼻部底部表面116、216及第一主底部表面117、217的水平高度之间的距离的近似一半处。在平行于中心轴线的方向上从隆起底部表面118、218的最低点到主刃部112、212的水平高度测量的距离d1在两个示出的实施例中与从隆起底部表面118、218的最高点到主刃部112、212的水平高度的距离d3一致。在平行于中心轴线的方向上从鼻部底部表面116、216的最低点到主刃部112、212的水平高度测量的距离d2为距离d1、d3的近似两倍。
在两个示出的实施例中，都可以在平行于上延伸平面的平面中限定圆扇形，其中，该圆扇形以二等分线Y1、Y2为中心并且将鼻刃部114、214的鼻半径r作为其半径并且具有中心角θ。中心角θ被选择为使得当分别如在图4b和图6b中以顶视图看时，鼻部底部表面116、216至少部分地位于圆扇形内。第一隆起底部表面118、218在两个示出的实施例中位于该圆扇形之外的区域中。二等分线Y1、Y2因此不割开第一隆起底部表面118、218，并且第二隆起底部表面123、223与第一隆起底部表面118、218分离。在第一实施例中，鼻部底部表面116完全位于圆扇形内，这是因为它位于离鼻刃部114比鼻半径r小的距离处。在第二实施例中，鼻部底部表面216仅部分地位于圆扇形内。
根据本发明的切削刀片被构造用于当安装在诸如图8所示的车削刀具1中时借助于车削对金属工件4进行去屑加工。刀具包括以杆的形式的刀具主体2和根据本发明的安装在刀具的刀片座中的可更换切削刀片3。工件4环绕轴线C可旋转并且被示出为沿旋转方向R旋转。工件的经加工的圆柱形表面5以相当夸张的波形形式示意性地示出。在波形形式的顶部之间的距离对应于切削刀片3的进给f。切削深度ap是如垂直于刀具的进刀方向A测量的切削深度，即，所加工表面5和未加工表面6之间的半径差。角度κ°是所谓的装置角，其为切削刀片的主刃部和进刀方向A之间的角度。
切削刀片100、200由比刀具主体更硬的材料(诸如硬质金属、硬质合金、陶瓷等)制造。该刀具主体可以例如由钢制造。
本发明并不限于所公开的实施例，而是在所附权利要求书的范围内可以改变和修改。比如，切削刀片在上文中被描述为可转位切削刀片，但是它们也可以为以单面切削刀片的形式。此外，切削刀片可以具有任意适当的形状，诸如三角形、四角形等，且具有任意适当的鼻半径。切削刀片可以具有正的或负的基本形状。另外，刀片可以是具有多个鼻半径的组合的一类刀片，使得鼻刃部不被描述为单个圆弧而被描述为多个弧的组合。
附图标记列表
1 刀具
2 刀具主体
3,100,200 切削刀片
4 工件
5 所加工表面
6 未加工表面
101,201 刀片主体
102,202 上侧
103 下侧
104 中心孔
105 间隙表面
106,206 上切削刃
107,207 刀棱面
108,208 边角
109 边角
110 边角
111 边角
112,212 主刃部
113,213 辅助刃部
114,214 鼻刃部
115,215 切屑成型部
116,216 鼻部底部表面
117,217 第一主底部表面
118,218 第一隆起底部表面
118a,b,218a,b 边界线
119,219 鼻部区域
120,220 第一中间底部表面
121,221 第一连接表面
122,222 切屑成形壁
123,223 第二隆起底部表面
124,224 第二中间底部表面
125,225 第二连接表面
126,226 切屑表面
127 下切屑刃
129,229 第二主底部表面
130,230 边角支撑表面
131,刃支撑表面
228 突起
U1 上延伸平面
L1 下延伸平面
Z1 中心轴线
Y1,Y2 二等分线
C 旋转轴线
A 进刀方向
R 旋转方向
κ° 装置角
ap 切削深度
f 进给
r 鼻半径
θ 中心角
鼻部区域中心角
d1 距离
d2 距离
d3 距离
Claims (21)
1.一种用于车削的切削刀片(100、200)，包括：
刀片主体(101、201)，包括：
上侧(102、202)，所述上侧(102、202)限定上延伸平面(U1)，
下侧(103)，所述下侧(103)限定与所述上延伸平面(U1)平行的下延伸平面(L1)，其中，中心轴线(Z1)垂直穿过所述上延伸平面(U1)和所述下延伸平面(L1)延伸，
间隙表面(105)，所述间隙表面(105)环绕所述刀片主体(101、201)的周界延伸，连接所述上侧(102、202)和所述下侧(103)，
上切削刃(106、206)，所述上切削刃(106、206)形成在所述间隙表面(105)和所述上侧(102、202)之间，所述上切削刃环绕所述上侧(102、202)延伸并且至少形成由鼻刃部(114、214)连接的主刃部(112、212)和辅助刃部(113、213)，使得所述辅助刃部(113、213)朝所述主刃部(112、212)以一定角度形成，
形成在所述上侧的切屑成型部(115、215)，所述切屑成型部包括：
鼻部底部表面(116、216)，所述鼻部底部表面(116、216)沿着在所述主刃部(112、212)和所述辅助刃部(113、213)之间的二等分线(Y1、Y2)形成在所述鼻刃部(114、214)后方，所述鼻部底部表面(116、216)具有比所述鼻刃部(114、214)的水平高度低的最低点，
沿着所述主刃部(112、212)延伸的第一主底部表面(117、217)，所述第一主底部表面(117、217)具有比所述主刃部(112、212)的水平高度低的最低点，
其特征在于：
所述切屑成型部(115、215)进一步包括形成在所述鼻部底部表面(116、216)和所述第一主底部表面(117、217)之间的连续的第一隆起底部表面(118、218)，所述第一隆起底部表面(118、218)沿着所述主刃部(112、212)延伸，并且所述第一隆起底部表面(118、218)的最低点比所述主刃部(112、212)的水平高度低但是比所述鼻部底部表面(116、216)和所述第一主底部表面(117、217)中的每一个的最低点高，其中，所述第一隆起底部表面(118)从以所述二等分线(Y1)为中心并且利用所述鼻刃部(114)作为弧的圆扇形的形式的鼻部区域(119)内延伸出来。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)是平坦表面。
3.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)包括切屑成形表面结构。
4.根据权利要求3所述的切削刀片，其中，所述切屑成形表面结构为脊部、沟槽、突起或凹坑。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)具有平行于所述上延伸平面(U1)的主延伸平面。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)具有相对于所述上延伸平面(U1)倾斜的主延伸平面。
7.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)具有平行于所述主刃部(112、212)定向的至少一条边界线(118a、118b、218a、218b)。
8.根据权利要求7所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)具有平行于所述主刃部(112、212)定向的两条边界线(118a、118b、218a、218b)。
9.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)位于以所述二等分线(Y1、Y2)为中心的圆扇形之外的区域中，所述圆扇形将所述鼻刃部(114、214)的鼻半径r作为其半径并且具有中心角θ，其中，所述中心角θ被选择为使得所述鼻部底部表面(116、216)至少部分地位于所述圆扇形内。
10.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，在平行于所述中心轴线(Z1)的方向上，从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述第一隆起底部表面(118、218)的最低点的距离d1是从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述鼻部底部表面(116、216)的最低点的距离d2的0.2-0.8倍。
11.根据权利要求10中的任一项所述的切削刀片，其中，在平行于所述中心轴线(Z1)的方向上，从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述第一隆起底部表面(118、218)的最低点的距离d1是从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述鼻部底部表面(116、216)的最低点的距离d2的0.3-0.6倍。
12.根据权利要求11所述的切削刀片，其中，在平行于所述中心轴线(Z1)的方向上，从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述第一隆起底部表面(118、218)的最低点的距离d1是从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述鼻部底部表面(116、216)的最低点的距离d2的0.4-0.6倍。
13.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，在平行于所述中心轴线(Z1)的方向上，从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述第一隆起底部表面(118、218)的最高点的距离d3是从所述主刃部(112、212)到所述鼻部底部表面(116、216)的最低点的距离d2的0.2-0.8倍。
14.根据权利要求13所述的切削刀片，其中，在平行于所述中心轴线(Z1)的方向上，从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述第一隆起底部表面(118、218)的最高点的距离d3是从所述主刃部(112、212)到所述鼻部底部表面(116、216)的最低点的距离d2的0.3-0.6倍。
15.根据权利要求14所述的切削刀片，其中，在平行于所述中心轴线(Z1)的方向上，从所述主刃部(112、212)的水平高度到所述第一隆起底部表面(118、218)的最高点的距离d3是从所述主刃部(112、212)到所述鼻部底部表面(116、216)的最低点的距离d2的0.4-0.6倍。
16.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)在平行于所述主刃部(112、212)的方向上具有其最大延伸。
17.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，在平行于所述上延伸平面(U1)的平面中，从所述主刃部(112、212)到所述第一隆起底部表面(118、218)的最短距离比从所述主刃部(112、212)到所述鼻部底部表面(116、216)的最短距离短。
18.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，所述切屑成型部(115、215)进一步包括沿所述主刃部(112、212)延伸的切屑成形壁(122、222)，并且其中，所述第一隆起底部表面(118、218)位于所述主刃部(112、212)和所述切屑成形壁(122、222)之间。
19.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，所述第一隆起底部表面(118、218)和所述第一主底部表面(117、217)由在所述第一隆起底部表面(118、218)和所述第一主底部表面(117、217)之间、在相对于所述上延伸平面(U1)倾斜的平面中延伸的第一中间底部表面(120、220)连接。
20.根据权利要求1-4中的任一项所述的切削刀片，其中，所述鼻部底部表面(116、216)至少部分地位于以所述二等分线(Y1、Y2)为中心并且利用所述鼻刃部(114、214)作为弧的圆扇形的形式的鼻部区域(119、219)内。
21.一种车削刀具(1)，包括刀具主体(2)和至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的切削刀片(3)，其中，所述至少一个切削刀片(3)中的每一个可拆卸地安装在所述刀具主体(2)的刀片座中。
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