CN1045403C - 具有切屑控制的切削镶刀 - Google Patents

Abstract

一个用于金属机加工特别是车削加工的、可转换角度的切削镶刀，具有香蕉形成C形突起(11)，该突起(11)邻近于每个操作切削角。突起的内凹侧边面对着切削角的方向。与不具有这种突起的相应镶刀相比，其可获得更好的切屑控制。这样，在小的或大的切削深度时，切屑流被引导从机加工表面离开，并且切屑断裂成适当的长度。

Description

具有切屑控制的切削镶刀

本发明涉及一种用于切屑断裂机加工的切削镶刀，其具有多边形的基本形式，包含至少一个沿着镶刀的周边的切削刃以及至少一个相邻的操作切削角部，本发明的特征是，所形成的切屑被设置成邻近于切削角部。

许多已知的镶刀具有切屑形成器，其包含多个沿着切削刃的背刃。例如，在SE-B-467397中公开了一种切削镶刀，其包含在切削表面被设置成相互邻近的凹陷，在这些凹陷之间产生背刃。这些背刃相对于相关的切削刃是成直角的，两个相邻背刃之间的距离在向着切削刃中部的方向上减小，这将引起切屑被导向为离开工件的表面以便不将切屑损坏。然而，这种希望的作用在某些应用场合已经反过来变得是不适当的了。特别是在外和内仿形切削及平面加工时，具有很大曲率半径的长切屑经常要产生，其可能会擦伤和损伤加工过的表面。此外，在大的切削深度时，切屑和切削表面之间的接触表面变得很重要，其会导致增加的热量传送到切削镶刀上，而这会缩短其寿命。另外，没有满意的切屑控制在小的切削深度下获得，原则上，只有切削角部是受约束的，特别是在高进刀量的情况下。

因此，本发明的第一目的是提出一种切削镶刀，其能控制切屑从机加工表面的流出，特别是在内、外仿形加工和平面加工的车削加工时。

本发明的再一目的是在小的切削深度和大进刀量时能够获得良好的切屑控制。

本发明的另一目的是减小热量传送到镶刀上以便增加其寿命。

本发明的另一目的是提出一种“万能”的车削镶刀，其在低、中和高进刀量、通过多种切屑破碎几何形状、并结合具有小、中、大切削深度时，能够给出良好的切屑控制。

这些和进一步目的以令人惊奇的方式按照权利要求1的特征条款形成具有香蕉状或C形突起的操作切削角部而达到了。应该指出的是，突起用“香蕉状”或“C形”做成，是连续弯曲的，但是，通过一个或多个半径，也可做成多个“飞旋标状”的突起，该“飞旋标”状的突起的两个腿同样长。

为了图示但不限定的目的，现在将结合附图对本发明进行详细说明。这些附图是：

图1是根据本发明的双侧切削镶刀的立体图；

图2是根据图1的切削镶刀沿平分平面B的纵剖视图；

图3是根据图1的切削镶刀沿平面A的纵剖面图；

图4是根据图1的切削镶刀的俯视图；

图5是单侧镶刀的切削角部的俯视图；

图6是根据本发明的切削角部的放大立体图。

根据图示的切削镶刀一般地用10表示。其包含上表面和实质上与上表面平行的下表面，四个实质上类似的侧表面1，每两个侧表面相互连接。此外，切削镶刀具有多边形的基本形状，在这里是一菱形的基本形状。其由硬的材料如硬质合金、陶瓷或渗氮材料制成。

切削镶刀可以是按照图1到图4的双侧型，或者是按照图5和6的单侧型。在双侧型镶刀上，上、下表面实质上是相同的。由于在这种情况下切削表面还具有支撑表面的功能，两侧形成支座表面2。一方面，这些支座表面应尽可能地靠近操作切削角部以便减小悬臂，因而，也就减小了断裂的危险，另一方面，必须有足够的空间以便适应根据本发明的切屑形成的几何形状。良好的折衷方案已经实现，支座表面和切削角部之间的距离不能超过3.5mm，最好为2.5mm。

侧表面1和切削表面沿刀刃线相遇而形成主切削刃4。它们能够是完全直的，或者它们可以具有例如部分的垂直地内凹的延伸部。圆角3与沿着圆形角部切削刃5的切削表面相连。沿着切削表面的整个周边，延伸有刀刃加强部或第一平面6。紧靠里边其与向下倾斜的切削表面7相连，该切削表面7通过倒圆表面8与实质上水平的表面9相交。

本发明的基本特征是，在切削表面的每一角处，具有香蕉状、飞旋标状或C形的突起11，其内凹的侧边指向角部的方向。在该突起和角部之间，具有相关的部分6、7、8，还有实质上水平的表面部分12，其最好在某种程度上处于比平面9高的水平面上，适合地高出0至0.25mm。在双侧型镶刀上，突起的凸出的侧边的中心部直接地与支座表面2相连，该侧边是指向着切削镶刀的中心的侧边。然而，从突起11到支座表面2的直接位移应该最大等于突起的总长度的三分之一，最好为五分之一，以便不引起不必要的热量传送至支座表面2，并且为了不妨碍在较大切削深度时切屑的流动。然而，在单侧型切削镶刀中，香蕉状或C形突起可以被完全除去，如在图5中可以看到的。

突起的弯曲的基本结构应该包括向内弯曲的表面15，其面向切削角部，该表面15从水平面上直立，还包括两个端部13、13’和倾斜表面20(可能分成两部分)，该倾斜表面20在离开切削角部的方向上。幸亏这种结构，突起11具有两个功能：

a)在小切削深度例如＜2mm的情况下，切屑与突起11的后部接触，该后部是从切削的方向上看，这有助于切屑的弯曲和断裂，并且给出优异的满意的切屑控制。所形成的切屑不会与工件的表面相接触，而是向后部、非操作的主切削刃和侧表面离开。

b)在大切削深度的情况下，特别是当切屑的宽度超过工件上形成的表面和突起的端部13之间的两倍距离时，切屑将主要与从切削的方向上看突起的前端部13接触，并且，切屑与所述端部抵靠而被弯曲并且可能被折断。这样，在此情况下突起导送切屑离开工件。

突起11相对于参考平面9的高度应该不小于0.02mm以便完全获得要求的切屑形成作用。另一方面，突起的高度不应该超过刀尖圆形角部的切削刃之上0.5mm，以便不增加不必要的切削力。最好是突起的高度不超过角平分线上的角部切削刃的高度。更精密地，突起的最高点应该是在0至0.4mm之间，最好在0至0.2mm之间，位于角部切削刃和平分线之间的交点之下。突起的曲率半径不应小于角半径的四分之一，因而，突起的平均曲率半径是被平均的。曲率半径的上限适合地为10mm，最好为7mm，特别为5mm。当然，这一限定也取决于切削镶刀的尺寸以及镶刀的刀刃半径。在某些应用中，如0.2mm小的平均曲率半径也已被应用了。

突起11相对于刀刃半径的位置可以沿着平分剖面进行变化，从刀刃半径的中心直到刀刃半径的4倍左右距离处，这是在角部切削刃的平分剖面上来进行说明的。突起11实质上是从平分线在两个方向上对称地延伸的。

从图6可以看出根据优选实施例的突起11的详细的形状，根据该实施例，突起具有更象飞旋标的结构形式。平分线由B表示，突起11的山脊线由22表示。为了使切屑在大切削深度时容易地流动，突起11的端部13与切削表面7相交，实质上的平的表面12由所有的周围界限清楚地限定。表面12被设置的比表面9’高出0至0.25mm。此外，在其中心部分，突起11可以具有部分20，其在垂直方向上有些低，其目的也是为了不妨碍切屑的流动。适合地，该降低的部分20可以比突起的最高点低0.05至0.2mm之间。然而，还应指出的是最好突起11上没有哪一点比角部切削刃高。为了使在小的切削深度时，突起相对于切屑流的方向的较长的凸伸成为可能，在与平分线相交的地方突起可以具有弯曲，因而，突起便更象“飞旋标状”。突起沿着整个山脊线22具有圆角的外形，其减小了接触表面，因而也就减小了摩擦力和热量从切屑传送至镶刀。

与较宽的切屑相关，突起可以和实质上已知的实质上球形的凹缺16相结合，它们被设置成相互邻近，并位于相关的主切削刃的后边。因而，分界线17形成在凹陷16之间，该分界线有助于较低的热量传送至切削镶刀，并且有助于切屑从工件离开的控制。

图1和4所示的切削表面的其它几何结构对本发明来说并不是基本的，它们可以在很宽的范围内变化。这样，单侧型镶刀例如可以被做成除了突起11以外完全的平面，因为如表面2和18的支座表面不再需要。此外，突起16可以被省略，特别是如果镶刀要被用在小的切削深度时。

图5示出了单侧型切削镶刀的操作切削角部。其与根据图1至4的双侧型镶刀相比具有明显简化的几何结构，但是，它仍然具有作为本发明的基本特征的突起11。此外，该镶刀也具有刀刃加强平面或第一平面6，其通过实质上平的切削表面7和倒圆8与基本上水平的区域9’相连，正如图中所示。突起11的端部与所述倒圆和切削表面7相交。突起的凹凸倒圆之间的转化线由21表示。此外，切削镶刀还具有凸缘19，其在大切削深度时以实质上已知的方式用作切屑断裂器。

出于切削的经济上的原因，至少两个角应该构成操作切削角部，包含根据本发明的细长的突起。然而，在本发明的构成之内只具有一个操作切削角部的切削镶刀也是可以想象的。

其它的多边形形状对于单侧型和双侧型可转换角度的镶刀来说也是可能的。

下表面和侧表面1之间的角度适合在90°至110°之间，最好在90°和100°之间。

适当地，镶刀被制成具有贯通的中心孔，以便通过适当的螺纹、锁销或类似件将镶刀固定在镶刀槽上。

Claims (2)

1、用于切屑断裂金属机加工的切削镶刀，包含上切削表面，实质上与所述上表面平行的下表面，以及至少三个侧表面(1)，该侧表面在那两个表面之间延伸，相邻的侧表面(1)在圆角(3)相遇，至少一个角部沿着这些线与切削表面相连，即这些线分别构成主切削刃(4)和角部切削刃(5)，主切削刃(4)和角部切削刃(5)与切削表面上的刀刃加强表面(6)相连，其特征在于，细长的弯曲的突起被设置成邻近于每个角部切削刃，突起的内凹侧指向该角部，其中，所述突起的高度不超过位于角平分线上的角部切削刃(5)的高度，所述突超(11)和具有刀刃加强表面(6)的角部切削刃(5)限定了表面(12)，该表面(12)位于比所述表面(6)和突起(11)较低的水平面上。

2、根据权利要求1的切削镶刀，其特征在于，该镶刀是双侧型的，上表面和下表面都具有用于抵靠支撑的支座表面(2,18)。

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