CN104640659A - 切割插入件以及工件加工工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于工件加工工具的切割插入件，包括沿着中心平面(11)连接的两个等同部件(20a，b)和垂直于中心平面(11)延伸的孔轴线(14)。切割插入件围绕孔轴线(14)呈180°旋转对称。各个部件(20a，b)具有平行于中心平面延伸的基准表面(16a，b)和平行于中心平面(11)延伸的两个直线主切割刃(12a-d)，并且具有两个毗连的、垂直于中心平面延伸的分段切割刃(34a-d，36a-d)。各部件(20a，b)的两个主切割刃(12a-d)彼此平行并横向于另一部件(20a，b)的两个主切割刃(12a-d)延伸。切割插入件的各次面(24a-d)具有平坦的、正交于中心平面延伸的支撑表面(32a-d)，其中，各部件(20a，b)的两个主切割刃(12a-d)平行于另一部件(20a，b)的两个支撑平面(32a-d)延伸，其中各分段切割刃(34a-d，36a-d)布置分别在突起(28a-d，30a-d)上，凸起分别毗连各支撑表面(32a-d)并相对于该支撑表面突出。

Description

切割插入件以及工件加工工具
本发明涉及一种切割插入件，特别涉及一种用于工件加工工具的切向切割插入件。而且，本发明涉及一种工件加工工具，特别涉及一种用于切向铣削的工具，该工具具有工具保持器，该保持器具有至少一个切割插入件接纳器，根据本发明的切割插入件被可释放地紧固于该接纳器。
一般表示可转位切割插入件或特别表示切向切割插入件的这种类型的切割插入件，通常应用于金属加工，特别应用于铣削或车削。主要地，该切割插入件用于切向铣削。使用这种切割插入件的铣削工具典型地包括旋转对称的工具保持器，至少一个但通常是多个所述的切割插入件被可释放地紧固在该工具保持器周边。
通过形成在切割插入件中的高精度刀刃或切割刃来确保铣削操作期间从工件中去除材料。为了保持尽可能低的磨损、承受加工处理期间产生的非常高的切割力以及确保尽可能高的精度，这些切割插入件通常由碳化合金制造。尽管如此，由于较高的材料应力，切割刃随时间而磨损，因此，必须在一定时间后更换切割插入件，特别是对于要求较高精度的铣削操作而言。
为了防止每次切割刃磨损时必须整体更换相对昂贵的切割插入件，已经开发了具有多个切割刃以彼此相对的对称方式布置的多面切割插入件。从EP1572407B1的示例中已知了这种具有四个等同主切割刃的可转位切割插入件，其中，该四个等同的主切割刃以彼此相对的对称方式布置。
其中示出的可转位切割插入件形成为关于它的三个主轴线的每一个经180°旋转对称。一旦所使用的主切割刃磨损，可转位切割插入件能够因此被旋转和/或反转180°，并被紧固于工具保持器中的新位置。因此，在四个主切割刃之一的磨损事件中，不必全部更换可转位切割插入件，而仅在保持器中旋转或反转，从而能够利用之前未使用的、未磨损的主切割刃继续加工。
由于可转位切割插入件的对称属性，其中，每个主切割刃具有相同的切割刃几何形状，所以，通过反转或旋转可转位切割插入件不改变切割属性。换言之，因此，一个相同的可转位切割插入件能够使用四次，直到所有的切割刃磨损且必须处置可转位切割插入件。
相对于简单的、非反转切割插入件，这种可转位切割插入件提供更大的灵活性，并且，由于它们可反复使用，在不损失相关加工准确度的情况下，能够使用更长时间。尽管制造这种四刃可转位切割插入件比传统的、单刃(非反转)切割插入件更复杂，但已证明它们不仅更通用，而且，整体考虑时，对于消费者更符合成本效益。
然而，从这种可转位切割插入件制造商的角度来看，结构方面的问题不仅在于，实现这种具有多个等同切割刃的可转位切割插入件的对称属性，而且在于，同时还确保这些切割刃的每一个具有相同的加工属性并因此以等同方式使用。最大的问题常常是，在这种情况下，避免与工具保持器或切割插入件的其它组件的可能碰撞以及确保切割插入件在工具保持器的工具接纳器中的安全就位，从而确保最佳的力引入。
特别是，必须小心确保在特定时间未使用的切割刃或切割插入件的其它组件不以非期望的方式与工件碰撞。因此，切割插入件与工件的碰撞一定不能发生在没有使用工件加工工具的各个特定时间。换言之，必须小心确保在特定时间未使用的切割刃自由运行。按理来说，相比于仅有一个切割刃的传统切割插入件的情况，在具有多个可交替使用的切割刃的可转位切割插入件的情况中,这些要求更难以满足。
上述对称属性、剩余切割刃的自由运行以及避免切割插入件与工件的非期望碰撞，在EP1572407B1中已知的可转位切割插入件的情况中得以解决，其中，可转位切割插入件具有两个部件，该两部件围绕可转位切割插入件的主轴线相对于彼此扭转经过预定角。在这种情况中，主切割刃相对于彼此各扭转经过预定角。通过这种方法，能够以技术上可持续方式来确保要求的对称属性以及自由运行属性。另一方面，在这种可转位切割插入件自身扭转的情况中，产生了相对大量的复杂形状表面。这种扭转导致制造技术上非常苛求的相对复杂的前刀面，特别是在主插入件表面处。即使这种类型苛求制造在技术上应该可行，但其与非常高的制造成本关联。最终，对于终端消费者来说，这导致可转位切割插入件的较高的单位成本。
本发明基于的目标是，提供开始所提到的切割插入件类型，该类型的切割插入件提供上述现有技术已知的可转位切割插入件的替代，并且，特别容易制造。
从开始提到的切割插入件来继续进行描述，这个目标这样实现，即切割插入件围绕孔轴线呈180°旋转对称，孔轴线垂直地并在中心延伸穿过切割插入件的两个相对的、等同的基准表面；以及切割插入件具有沿着中心平面连接的两个等同部件，中心平面正交于孔轴线延伸并且到两个基准表面的距离相同，其中，各个部件具有两个等同的彼此相对的主面以及两个等同的彼此相对的次面，其中，各主面具有直线主切割刃，直线主切割刃平行于中心平面延伸，并且，各次面具有平坦的支撑表面，支撑表面正交于中心平面延伸，其中，各部件的两个主切割刃彼此平行并横向于另一部件的两个主切割刃延伸，并且，其中，各部件的两个主切割刃平行于另一部件的两个支撑平面延伸，其中，各主切割刃在其各自的第一端部转变为第一分段切割刃，第一分段切割刃布置在相同部件的相邻次面上设置的第一凸起上，并且，其中，各主切割刃在其各自的、与第一端部相对的第二端部、转变为第二分段切割刃，第二分段切割刃布置在相同部件的另一相邻次面上设置的第二凸起上，其中，第一凸起与第二凸起分别毗连布置在相同次面上的支撑表面并相对于支撑表面突出。
因此，上述目标全部得以解决。
本发明人已成功地提供了完全新颖的四刃切割插入件，相比现有技术中已知的切割插入件，该四刃切割插入件不仅从制造角度是有益的，而且从改进的切割属性考虑也是有益的。尽管根据本发明的切割插入件，与从EP1572407B1中已知切割插入件的方式类似，具有两个结合在一起的等同部件，并且同样是围绕在中心延伸穿过切割插入件的孔轴线对称地旋转经过180°，然而，从结构角度或从几何形状以及制造角度来看，根据本发明的切割插入件均不能与从EP1572407B1已知的切割插入件比较。在根据本发明的切割插入件中，切割几何形状以及支撑表面均以完全不同的方式配置，其中，该支撑表面设置于切割插入件上，并且切割插入件用该支撑表面来抵靠工具保持器。与从EP1572407B1中已知的切割插入件相反，根据本发明的切割插入件也没有配置为围绕所有主轴线而是仅围绕中心孔轴线180°旋转对称。当从一个切割刃改变至另一个切割刃时，在没有加工或切割属性改变的情况下，切割插入件上所提供的所有四个等同的、直线主切割刃(刀刃)仍然能够以等同方式使用。
在这一点上，应该注意的是，在本发明的含义内“180°旋转对称”意味着当围绕孔轴线旋转经过180°时，切割插入件映射至自身之上。而且，应该提到的是，本文定义的“部件(Teilkoerpern)”并不旨在理解为彼此分离的切割插入件的分离组件，而仅仅旨在表明根据本发明的切割插入件由两个主体组成，该两个主体以几何上等同的方式构造并共同形成切割插入件。在本实施方式中，这两个部件沿着中心平面整体地连接在一起。
这两部件中的每一个具有两个基准表面之一，该两个基准平面平行于彼此延伸，并通过两个相对主面以及两个次面，在横向延伸于此的立体面上被空间地分隔，其中，所述两个主面与两个次面横向于基准表面布置且同样彼此相对。因此，主面与次面各指定各自部件的两个相对的立体面，其与基准表面一起分隔各部件的表面。
每个部件的这两个主面的每一个或者具有主切割刃布置其上的切割插入件的所有四个主面与中心平面以直线且平行的方式延伸，并且这些面的各端部毗连第一分段切割刃与第二分段切割刃。“第一分段切割刃”与“第二分段切割刃”的表述应该理解为仅是对于切割插入件的不同分段刃的指定，也就是说，并不作为数值限制。因此，根据本发明的切割插入件作为整体，不仅具有四个主切割刃，而且具有四个第一分段切割刃以及四个第二分段切割刃。由于彼此之间几何形状以及大小的差异，第一分段切割刃与第二分段切割刃在本实施方式中仅保持分开。第一分段切割刃与第二分段切割刃布置于切割插入件的八个空间外部拐角处。根据本发明的优选配置，第一分段切割刃与第二分段切割刃各配置为拐角半径或拐角斜面。由于用这些拐角半径或拐角斜面同样能够加工工件，在本实施方式中，这些拐角半径或拐角斜面指定为第一分段切割刃与第二分段切割刃。
根据本发明的切割插入件的一个基本特征是，即提到的第一分段切割刃与第二分段切割刃被分别布置在各部件的各次面上设置的第一凸起与第二凸起处。用语“第一凸起”与“第二凸起”应仅被看作是各相同形状或相同大小的凸起的名称或定义，或者看作是，对于两种不同类型凸起的区别术语，即第一凸起和第二凸起，该第一凸起与第二凸起布置于切割插入件拐角区域的各部件的次面上。在本实施方式中，各个第一凸起中的一个以及各个第二凸起中的一个毗连平坦支撑表面的端部并相对于支撑表面突出，其中，该平坦支撑表面布置在相同的次面上。因此，第一凸起与第二凸起理解为材料凸起或材料高度，它们被分别布置在各部件的次表面上并相对于毗连的支撑表面横向地突出。
在本实施方式中，使用这些凸起使得在次切割刃上产生间隙角，该间隙角旨在确保切割插入件必须的自由运行属性。换言之，因此，在第一凸起与第二凸起中形成间隙角，对于加工期间所要求的切割插入件的自由运行属性，该间隙角是必须的。发生这种情况主要在于，各凸起具有平坦的和/或复杂形状的表面，并且相对于相邻的支撑表面以及相对于相邻的次切割刃倾斜，使得在切割插入件的拐角处产生间隙角。由于在这些第一凸起与第二凸起中布置或形成间隙角，为了有效地避免与加工期间那些未使用的切割插入件的组件碰撞，切割插入件不必过度地扭转自身。另外，如EP1572407B1已知的切割插入件的示例，由于在切割插入件的外壳上产生较不复杂的形状。这特别使得切割插入件的制造更容易并因此更具有成本效益。
由于在各部件的次面上提供第一凸起与第二凸起并在这些凸起中集成间隙角，所以成功保持了切割插入件的对称属性并仍然确保自由运行属性。因此，根据本发明的切向切割插入件能够使用于工具保持器的四个不同位置，使得在加工过程中没有切割或几何属性改变的情况下，可接连使用四个主切割刃。
根据本发明的切割插入件的另一重要特征在于，即各部件的两个主切割刃平行于另一部件的两个支撑表面延伸。这不仅在切割插入件的对称属性方面具有良好效果，而且出于此目的，可能将切割插入件紧固并在切割插入件接纳器中机械稳定位置处固定在工具保持器上。在现有技术已知的切割插入件示例中，这种支撑表面并不经常配置为与主切割刃或切割刃平行。这特别增加了插入件座的复杂性，并且，这具有制造上的负面影响，并且一定程度上甚至具有主要产生于加工期间的切割或切削属性上的负面影响。
在这一点上，应该注意是，用于描述切割插入件几何形状的“中心平面”是虚构的辅助平面，实际上并不是物理存在的。
根据本发明的优选配置，当沿着孔轴线观测平面视图时，切割插入件为大体菱形。优选地，特别是切割插入件的两个等同的、彼此相对的基准表面各以平坦方式配置且为大体菱形。
“菱形”理解为具有四个边的平行四边形。此平行四边形的相对边在这种情况中平行并且长度相等，其中，四个拐角均不形成直角。然而，所有拐角之和为360°。这种菱形具有两条不同长度且彼此斜向交叉的对角线，也就是说，不以直角交叉。因此，菱形不同于等边菱形。
然而，应该注意的是，在描述的平面视图中，根据本发明的切割插入件为不完全的菱形。特别是，在切割插入件的拐角处，它至少部分不同于菱形的理想形状。这主要是由于上面已提到第一凸起与第二凸起，该第一凸起与第二凸起从切割插入件的拐角处突出。优选平坦的基准表面也稍微不同于菱形形状。因此，它们仅为大体菱形。
其上布置有第一凸起与第二凸起(其限定间隙角)的切割插入件的菱形形状具有的益处是，通过这种方法能够以有利方式实现所要求的自由运行属性以及对称属性。由于切割插入件的大体菱形形状，产生了相对较少的复杂形状表面，而复杂形状表面是难以制造的。因此，切割插入件的四个主插入件的面能等同。类似的，只有较少的倾斜或凸面表面被研磨成切割插入件，从而显著降低了制造期间的加工费用。
根据本发明的另一优选配置，通过围绕位于中心平面中的旋转轴线旋转经过180°，并随后通过围绕孔轴线旋转经过主切割刃角，两部件之一可映射至另一部件之上，其中，所描述的主切割刃角是一部件的主切割刃与另一部件的主切割刃所围成的角。
因此，两部件关于中心平面不是镜像反转。而是，两部件是几何上与结构上相同的部件-主体，它们沿着中心平面彼此接触。上述重合关系仅仅旨在描述他们相对于彼此的空间方位。
总体而言，产生切割插入件，其主体具有两个相对的等同基准表面，并且通过在所述基准表面之间延伸的四个等同的主插入件表面分隔。这些主插入件表面的每一个具有部件之一的次面以及另一部件的主面(包括主切割刃)。相对的主插入件表面具有相同部件的主切割刃，然而，在相邻的主插入件表面的情况中，主切割刃布置于主插入表面的下部圈处，且也可布置于主插入表面的上部圈处。
根据另一优选配置，第一凸起被配置为大于第二凸起。相反地，第一分段切割刃与第二分段切割刃(即拐角半径或拐角斜面)以及毗连的次切割刃均优选地配置为相同大小。
这样做的原因归于维持自由运行属性，也就是为了避免碰撞。因此，依赖于铣削应用，使用根据此配置的切割插入件，可能经由两个拐角(经由两个分段切割刃)来切割，或者在切向槽铣削工具的情况中，不以非期望的方式按压工件，其中，在该切向槽铣削工具中，多个切割插入件相对于彼此轴向位移，挤压凸起拐角，在该拐角上布置有第一分段切割刃(通过较大的第一间隙角额外地引入)。这降低了自由刀面磨损。
根据另一优选配置，每个第一凸起具有第一自由刀面，该第一自由刀面毗连第一次切割刃并在第一次切割刃处生成第一间隙角。每个第二凸起相应地具有第二自由刀面，该第二自由刀面毗连第二次切割刃并在第二次切割刃处生成第二间隙角。第一次切割刃毗连第一分段切割刃。第二次切割刃毗连第二分段切割刃。优选地，第一自由刀面被配置为大于第二自由刀面，并且第一间隙角被配置为大于第二间隙角。然而，可以理解，第一自由刀面的表面区域仅仅是最低程度地大于第二自由刀面的表面区域。
这样做的原因再次归于要求的对称属性以及自由运行属性，在使用切割插入件进行加工期间，这些属性必须实现。
各第一间隙角以及第二间隙角防止加工期间未使用的剩余切割刃或切割插入件的拐角与工件碰撞。根据本发明，各第一间隙角以及第二间隙角均在1°至10°的范围内，优选在1°至5°范围内。
由于根据本发明的切割插入件所选的切割刃的几何形状，当加工工件时，产生正切口。当在远离减小材料的方向上(与加工期间产生的槽壁方向相反)经由前刀面去除切屑时，使用正切口的表述。与相对地延伸的负切口相反，这种正切口在切屑形成属性方面是有益的。
根据本发明的另一配置，切割插入件的所有四个主切割刃分别位于距孔轴线的第一距离处，并且切割插入件的所有四个支撑表面分别位于距孔轴线的第二距离处，其中，第一距离小于第二距离。
可以理解，术语“距离”旨在理解为意味着与孔轴线的垂直距离。因此，部件之一的支撑表面相对于另一部件的主切割刃朝着前方突出；因此，它们比主切割刃更远离孔轴线。反言之，在中心孔轴线的方向上，主切割刃相对于支撑表面更朝着内部位移。
更优选的是，主切割刃距中心平面的距离小于基准表面距中心平面的距离。各部件的两个主切割刃在这种情况中各位于平行于中心平面延伸的公共的主切割刃平面(虚构的辅助平面)。由于各个部件的两个主切割刃与基准表面之间的这种高度位移，大体平坦的主自由刀面产生在各部件的主切割刃与相同部件的基准表面之间，该主自由刀面相对于各自主切割刃平面倾斜。
此平坦主自由刀面反过来必须确保切割插入件要求的自由运行属性，否则在加工期间切割插入件的基准表面可能与工件碰撞。主自由刀面与毗连的基准表面围成的倾斜角优选在5°范围。
而且，根据本发明的切割插入件优选地具有通孔，该通孔正交于基准表面延伸并断裂基准表面。此通孔主要用于将切割插入件紧固于工具保持器。为此，优选的紧固装置，特别是螺丝，穿过此通孔并紧固至工具保持器。
本发明不仅涉及切割插入件本身，而且还涉及使用此切割插入件的工具，关于这方面在下面将最终提到：根据本发明，工具保持器的切割插入件接纳器中使用的切割插入件以这样的方式布置，即围绕工具保持器的径向方向扭转经过定义的切割刃扭转角，使得用于加工的主切割刃与平面围成此切割刃扭转角，该平面由工具保持器的旋转轴线与径向方向限定。因此，换言之，用于加工的主切割刃以这样的方式布置，即相对于铣削工具的加工或旋转方向稍微旋转。因此，产生切割刃扭转角，由于它的布置，也被称作轴向角。
工具保持器内的切割插入件或可转位切割插入件的旋转的主要目的是，避免与未使用的切割刃碰撞，并且也避免与上述第一凸起以及第二凸起的碰撞。
在这点上，应该注意的是，主要使用切向槽铣削工具的示例描述根据本发明的切割插入件的使用。然而，原则上，根据本发明的切割插入件还能够用于立铣刀与车削保持器中。因此，根据本发明的切割插入件不限于本实施方式描述的应用。
可以理解，上述特征以及仍将在下文解释的那些特征不仅能够以各种情况中所给出的组合来使用，而且在不背离本发明范围的情况下，可单独或以其它组合使用。
附图中示出了本发明的示例性实施方式，并且在下面描述中将更详细地解释示例性实施方式。在附图中：
图1示出了根据本发明的切割插入件的第一实施方式的立体视图；
图2示出了根据本发明的切割插入件的第一实施方式的俯视平面视图；
图3示出了根据本发明的切割插入件的第一实施方式的正面平面视图；
图4示出了根据本发明的切割插入件的第一实施方式的另一侧视平面视图；
图5示出了根据本发明的切割插入件的第一实施方式的截面视图(截面B-B)；
图6示出了根据本发明的切割插入件的第一实施方式的另一截面视图(截面A-A)；
图7示出了图6的详细视图；
图8示出了根据本发明的工具保持器的立体视图，其中没有插入根据本发明的切割插入件；
图9示出了具有插入的切割插入件的根据本发明的工具保持器的立体图；
图10示出了具有插入的切割插入件的根据本发明的工具保持器的侧视平面视图；
图11示出了具有插入的切割插入件的根据本发明的工具保持器的另一侧视平面视图；以及
图12示出了具有插入的切割插入件的根据本发明的工具保持器的截面视图。
图1至图6示出了不同视图中根据本发明的切割插入件的实施方式，其中，切割插入件整体由参考标号10指定。从图1所示的立体视图可清楚看出，此情况中四刃可转位切割插入件10具有四个等同的直线主切割刃12a-d(图1中以隐匿方式示出主切割刃12d，关于12d例如参见图3)。
由于切割插入件的主要用途特别用于切向铣削或切向槽铣削，此种类型的切割插入件10也被称为切向切割插入件。切割插入件主体的外部形式分隔为六个面：两个端部面，各包括平坦基准表面16a、16b，该平坦基准表面16a、16b与在中心延伸穿过切割插入件10的孔轴线14正交地定位(图1中以隐匿方式示出了基准表面16b，关于16b例如参见图5以及图6)。而且，切割插入件主体的外部面由四个等同的、在基准表面16a与16b之间延伸的主插入面18a-d分隔。主切割刃12a-d分别布置在这些主插入面18a-d的每一个上。
同样，特别是从图1能够看出，切割插入件10由两个等同部件20a与20b构成。划分成两个部件20a与20b仅仅旨在下文中简化切割插入件10的描述。然而，这并不意味着，在此情况中存在两个独立且分离的组件。然而，在考虑图1时将切割插入件10划分成两个等同部件20a与20b似乎是有利的。两部件20a与20b沿着虚构中心平面11连接，该虚构中心平面正交于孔轴线14延伸并且到两个基准表面16a与16b中的每一个的距离相同。因此，此中心平面将切割插入件10以虚构方式划分成两个等同部件，即第一部件20a与第二部件20b。
这些部件20a与20b中的每一个具有两个等同的彼此相对的主面22a-d以及两个等同的次面24a-d，其中，在该主面上布置主切割刃12a-d，该次面横向于主面延伸且同样彼此相对。主面22a与22c彼此相对并且属于第一部件20a。同样，属于第一部件20a的次面24b与24d位于彼此相对位置。相反地，主面22b与22d以及次面24a与24c属于第二部件20b。
由于切割插入件10的四个等同的主插入面18a-d的每一个包括部件20a与20b之一的主面22a-d以及部件20a与20b中的另一部件的次面24a-d，所以总体而言产生了切割插入件10的180°旋转对称。例如，主插入面18a包括上端部件20a的主面22a以及下端部件20b的次面24a。同样地，主插入面18b包括上端部件20a的次面24b以及下端部件20b的主面22b。
由于四个等同的主插入面18a-d以及已提到的切割插入件10围绕孔轴线14经过180°旋转对称的属性，因此，在没有任何切割几何形状或切割属性发生变换的情况下，所述切割插入件能够使用于工具保持器中的四个不同位置。例如，首先，可使用主切割刃12a进行加工。一旦该主切割刃12a磨损，切割插入件10能够围绕孔轴线14经180°旋转，从而使用主切割刃12c。然后，为了允许使用两个主切割刃12b与12d，切割插入件仅仅必须围绕位于中心平面11中的、与孔轴线14正交的轴线旋转，且以相应方式再次紧固至工具保持器，使得主切割刃12b与12d中的之一与工件对准。可以理解，出于此目的，切割插入件10在各种情况中必须从工具保持器分离并再次在其新位置紧固。
优选地，如图8-12明显示出的，切割插入件10通过紧固元件例如螺丝紧固至工件保持器，将在下面对此进行详细描述。该螺丝能够插入引入切割插入件10中心的通孔26。优选地，通孔26完全正交于两个基准表面16a与16b延伸，也就是沿着孔轴线14延伸。然而，可以理解，在不背离本发明范围的情况下，其他的紧固可能性也是容易想到的。
下文中，旨在更详细地描述根据本发明的切割插入件10的结构细节以及本发明的基本特征。在布置于两部件20a与20b的各次面上的第一凸起28a-d与第二凸起30a-d中能够看出根据本发明的切割插入件10的主要方面。第一凸起28a-d以及第二凸起30a-d被布置于各次面24a-d的端部上。各次面的第一凸起28a-d与第二凸起30a-d分别被位于相同次面上的支承表面32a-d彼此分隔开。各支承表面32a-d以平坦方式配置并与虚构的中心平面11正交地延伸，上面已提到，该虚构的中心平面将切割插入件10分成两个部件20a与20b。例如，如果考虑上端部件20a的次面24b(该次面24b在图1中清晰可见)，所述次面24b在其右手端(如附图所示)有第一凸起28b且在其左手端有第二凸起30a。支撑表面32b在该第一凸起28b与该第二凸起30a之间延伸。同样地配置剩余的次面24a、24c以及24d。
如附图所示，第一凸起28a-d与第二凸起30a-d相对于支撑表面32a-d从各自次面24a-d突出。因此，这些凸起形成材料高度。如图1中还可见的，由于分别位于切割插入件10的端部面拐角处的第一凸起28a-d与第二凸起30a-d的交替布置，切割插入件10的上述对称属性得以保留。
第一凸起28a-d与第二凸起30a-d分别生成第一分段切割刃34a-d与第二分段切割刃36a-d，该第一分段切割刃34a-d和第二分段切割刃36a-d分别毗连直线主切割刃12a-d的端部。因此，各主切割刃12a-d在其各自第一端部38a-d转变为第一分段切割刃34a-d，并在其第二端部40a-d转变为第二分段切割刃36a-d。在本实施方式中将通过示例方式对此进行再次详细解释，特别地在图1的顶端左手部分可见：例如，主切割刃12a在其第一端部38a转变为第一分段切割刃34a。此第一分段切割刃34a布置于第一凸起28a上。在相对端部40a处，主切割刃12a转变为第二分段切割刃36a，该第二分段切割刃36a布置于第二凸起30a上。第一分段切割刃34a-d与第二分段切割刃36a-d分别配置为拐角半径或拐角斜面。由于也能够用这些拐角半径或拐角斜面来加工工件，在本实施方式中，这些拐角半径或拐角斜面分别指定为第一分段切割刃34a-d与第二分段切割刃36a-d。
优选地，两种不同类型的凸起28a-d与30a-d在形状和大小上分别不同。相反地，两种不同类型的分段切割刃34a-d与36a-d优选配置为大小相同。
优选地，第一凸起28a-d配置为大于第二凸起30a-d。凸起28a-d与30a-d的大小或几何形状方面的不同配置，主要用于确保特定加工操作期间未使用的切割刃和组件的自由运行属性并从而避免碰撞，其中，由于切割插入件的结构复杂性，该自由运行属性相对难以确保。换言之，在加工期间对于切割插入件的自由运行属性所必需的间隙角直接形成于第一凸起28a-d与第二凸起30a-d。在现有技术已知的这种类型的切割插入件的情况中，这些间隙角通常通过切割插入件10自身相对较大的扭转或通过复杂配置的切割几何形状来确保。然而，从制造角度来看，将间隙角如建议的引入至这种鼻状凸起28a-d、30a-d中能够具有优势，其中，该鼻状凸起28a-d、30a-d从切割插入件10的拐角处突出。另外，在加工和切屑形成属性方面，根据本发明的切割插入件也已证明是有益的。
如从图2所示视图的示例中清楚看出，通过第一自由刀面42a-d与第二自由刀面44a-d实现了切割插入件10的拐角中所生成的间隙角，该第一自由刀面42a-d与第二自由刀面44a-d分别设置在第一凸起28a-d与第二凸起30a-d上。这些第一自由刀面42a-d分别布置于各个第一凸起28a-d上。相反地，第二自由刀面44a-d分别布置于各个第二凸起30a-d上。
在第一自由刀面42a-d处产生的第一间隙角在图2中指定为角α。图2同样示出了产生于第二自由刀面44a-d的第二间隙角β。然而，由于根据本文所示的实施方式，第二间隙角β为0°，所以在图2中仅示意性示出了第二间隙角β。然而，原则上，其它的角大小也是能想到的。优选地，第一间隙角α和第二间隙角β选择为在0至10°范围内，特别是0至5°范围内。
为了确保自由运行属性，特别优选的是，第一间隙角α大于第二间隙角β。可以理解，依赖于工具保持器中切割插入件10的方位，这些间隙角α和β可任意改变。如图11中以示例方式示出的，在轴向角为γ2时以稍微扭转的方式在工具保持器中布置切割插入件的情况下，两个轴向间隙角α和β的大小任意改变，使得图11中指示的角α1小于图2所示的角α并且图11所示的角β1大于图2所示的角β。
另外，第一自由刀面42a-d与第二自由刀面44a-d也分别相对于孔轴线14倾斜(并因此不与孔轴线平行)，因此，特别生成了图10所示的另一间隙角δ。因此，在轴向方向或径向方向上均不发生与切割插入件10的剩余组件的不期望碰撞。
通过切割插入件10的特有形状产生本发明的另一主要概念。从图2所示的平面视图中特别明显看出，切割插入件10在平面视图中为大体菱形。特别是，各部件20a、20b的端部面的基准表面16a、16b为菱形。可以理解，作为整体的切割插入件10以及基准表面16a、16b均不完全符合菱形，但与菱形大体相似。除了相对边的平行属性，在本实施方式中，大体满足了菱形的特有特征，即相邻边彼此围成的角不等于90°。例如，从图2中可明显看出，主切割刃12a与支撑表面32b围成的角ε小于90°。优选地，此角ε在80°范围内。
根据本发明的切割插入件10的另一主要特征是，部件20a与20b之一的主切割刃12a-d与部件20a与20b中的另一部件的支撑表面32a-d平行延伸。如从图2示例能够得到的，部件20a的主切割刃12a平行于部件20b的支撑表面32a延伸。同样地，部件20a的主切割刃12c也平行于部件20b的支撑表面32c延伸。从图2与图5两者还可另外得到的是，主切割刃12a-d在中心孔轴线14的方向上相对于支撑表面32a-d朝着内部位移。因此，换言之，支撑表面32a-c比主切割刃12a-c距离孔轴线更远。
而且，相对于基准表面16a与16b，主切割刃12a-d也进行较小的竖直位移(参见图4示例)。具体地，主切割刃12a-d距中心平面11的距离小于基准表面16a、16b距中心平面11的距离。由于此竖直位移，所以，各主自由刀面46a-d产生在相同部件20a、20b的基准表面16a、16b与主切割刃12a-d之间。
图7示出使用主自由刀面46a的示例，图7以放大方式示出由主自由刀面46a-d所产生的间隙角τ1。根据本发明的优选配置，此角在0.5至10°范围内，特别在5°范围内或恰好为5°。而且，从图7所示的放大视图能够得到，前刀面48a-d毗连相关主面18a-d上的各主切割刃12a-d，其中，经由该前刀面48a-d能够去掉加工期间所产生的切屑。通过相对于孔轴线14倾斜的这些前刀面48a-d，优选地产生的倾斜角τ2在0至40°范围内，优选在15°至25°范围内，或特别为恰好22°。
图8至图12通过示例方法示出了根据本发明的工具，其中，典型地使用根据本发明的切割插入件10。在这些图中，由参考标号100来指定作为整体的工具。
在此情况中，通过示例方法示出的工具为典型的切向铣削工具100。此切向铣削工具100具有工具保持器50，其配置为围绕旋转轴线52旋转对称。在工具保持器50周边，提供至少一个，优选多个切割插入件接纳器54(图8中详细示出)，该切割插入件接纳器接纳各个切割插入件10。在图9至图12中，通过示例方式插入各个切割插入件10之一。优选地，此切割插入件10通过螺丝56被可释放地紧固至工具保持器50。
从图8中可明显看出切割插入件接纳器54的结构细节。切割插入件接纳器54具有支撑表面58与60，在该支撑表面处，切割插入件10通过其支撑表面32a-d抵靠工具保持器50。切割插入件接纳器54底部中的另一基准表面62用作支撑表面，切割插入件10通过其端部面的基准表面16a、16b中之一抵靠该支撑表面。支撑表面58和60优选垂直于基准表面62配置。通过此方法，实现了机械稳定并清楚地限定插入件座。
图11再次示出了工具保持器50内的切割插入件10的布置。从图11中明显看出，以这样的方式在工具保持器50中布置切割插入件10，即围绕切割插入件的孔轴线扭转经过角γ2。此角γ2也指定为轴向角。更具体地，这是用于加工的主切割刃12a与工具保持器50的轴向方向围成的角。由于角ε以及轴向方向上的较小扭转角γ1(参见图2示例)，产生了(相对)大的轴向角γ2(γ1<γ2)。为了实现尽可能正(平滑)的切口，在此设计中期望大的轴向角。在此类型的切割插入件中，轮廓偏差(工件上所产生的切割轮廓与切割插入件的切割刃轮廓间的偏差)并不在最显著的位置，但不应过大。
从图10中还可清楚看出，通过形成于凸起30a-d中的自由刀面44a-d产生了保证径向自由运行的另一间隙角δ。
为了完整起见，还应该提到，图12示出了图11指示的截面A-A。
综上所述，因此，可以阐明，发明者已成功提供了可替代的四刃切向切割插入件，由于它的相对简单配置的切割刃的几何形状，该切割插入件容易制造且具有成本效益，并仍具有较高的加工精度。对于自由运行属性所必需的间隙角通过所谓的“鼻部(nose)”形成，该“鼻部(nose)”在本实施方式中指定为凸起。因此。在没有不利碰撞的情况下，甚至可能利用切割刃拐角来加工工件。

Claims (14)

1.一种用于工件加工工具的切割插入件，其中，所述切割插入件(10)围绕孔轴线(14)呈180°旋转对称，所述孔轴线垂直地并在中心延伸穿过所述切割插入件(10)的两个相对的、等同的基准表面(16a，b)；以及所述切割插入件具有沿着中心平面(11)连接的两个等同部件(20a，b)，所述中心平面(11)正交于所述孔轴线(14)延伸并且到两个所述基准表面(16a，b)的距离相同，其中，各个所述部件(20a，b)具有两个等同的彼此相对的主面(22a-d)以及两个等同的彼此相对的次面(24a-d)，其中，各主面(22a-d)具有直线主切割刃(12a-d)，所述直线主切割刃平行于所述中心平面(11)延伸，并且，各次面(24a-d)具有平坦的支撑表面(32a-d)，所述支撑表面正交于所述中心平面延伸，其中，各部件(20a，b)的两个主切割刃(12a-d)彼此平行并横向于另一部件(20a，b)的两个主切割刃(12a-d)延伸，并且，其中，各部件(20a，b)的两个主切割刃(12a-d)平行于另一部件(20a，b)的两个支撑平面(32a-d)延伸，其中，各主切割刃(12a-d)在其各自的第一端部(38a-d)转变为第一分段切割刃(34a-d)，所述第一分段切割刃布置在相同部件(20a，b)的相邻次面(24a-d)上设置的第一凸起(28a-d)上，并且，其中，各主切割刃(12a-d)在其各自的、与所述第一端部相对的第二端部(40a-d)、转变为第二分段切割刃(36a-d)，所述第二分段切割刃布置在相同部件(20a，b)的另一相邻次面(24a-d)上设置的第二凸起(30a-d)上，其中，所述第一凸起(28a-d)与所述第二凸起(30a-d)分别毗连布置在相同次面(24a-d)上的支撑表面(32a-d)并相对于所述支撑表面(32a-d)突出。
2.如权利要求1所述的切割插入件，其中，所述切割插入件(10)具有四个等同的主切割刃(12a-d)。
3.如权利要求1所述的切割插入件，其中，当在平面视图中沿着所述孔轴线(14)观测时，所述切割插入件(10)为大体菱形。
4.如前述权利要求中任一项所述的切割插入件，其中，所述切割插入件(10)的两个等同的、彼此相对的所述基准表面(16a，b)分别为平坦的且大体呈菱形。
5.如前述权利要求中任一项所述的切割插入件，其中，所述两个部件(20a，b)之一能够通过围绕位于所述中心平面内的旋转轴线旋转经过180°以及随后通过围绕所述孔轴线(14)旋转经过主切割刃角，映射在所述另一部件(20a，b)之上，其中，所述主切割刃角为一部件(20a，b)的所述主切割刃(12a-d)与另一部件(20a，b)的所述主切割刃(12a-d)围成的角。
6.如前述权利要求中任一项所述的切割插入件，所述第一凸起(28a-d)大于所述第二凸起(30a-d)。
7.如前述权利要求中任一项所述的切割插入件，其中，所述第一凸起(28a-d)的每一个具有第一自由刀面(42a-d)，所述第一自由刀面毗连第一次切割刃并在所述第一次切割刃处生成第一间隙角(α)。
8.如前述权利要求中任一项所述的切割插入件，其中，所述第二凸起(30a-d)的每一个具有第二自由刀面(44a-d)，所述第二自由刀面毗连第二次切割刃并在所述第二次切割刃处生成第二间隙角(β)。
9.如权利要求7和8所述的切割插入件，其中，所述第一自由刀面(42a-d)大于所述第二自由刀面(44a-d)，并且，其中，所述第一间隙角(α)大于所述第二间隙角(β)。
10.如前述权利要求中任一项所述的切割插入件，其中，所述切割插入件的所有四个主切割刃(12a-d)分别位于距所述孔轴线(14)第一距离处，并且所述切割插入件(10)的所有四个支撑表面(32a-d)分别位于距所述孔轴线(14)第二距离处，并且，其中所述第一距离小于所述第二距离。
11.如前述权利要求中任一项所述的切割插入件，其中，所述主切割刃(12a-d)距所述中心平面(11)的距离小于所述基准平面(16a，b)距所述中心平面(11)的距离。
12.如前述权利要求中任一项所述的切割插入件，其中，各部件(20a，b)的所述两个主切割刃(12a-d)分别位于平行于所述中心平面(11)延伸的公共主切割刃平面中，并且，其中，在各部件(20a，b)的所述两个主切割刃(12a-d)与相同的部件(20a，b)的所述基准表面(16a，b)之间分别局部地提供大体平坦的主自由刀面(46a-d)，所述主自由刀面(46a-d)分别相对于相同的部件(20a，b)的各自的主切割刃平面倾斜。
13.一种工件加工工具，特别用于切向铣削，所述工具具有工具保持器(50)，所述工具保持器具有至少一个切割插入件接纳器(54)，如权利要求1至12中任一项所述的切割插入件(10)被可释放地紧固于所述切割插入件接纳器中。
14.如权利要求13所述的工具，其中，如权利要求1至12中任一项所述的至少一个切割插入件(10)在所述切割插入件接纳器(54)中以这样的方式布置，即围绕所述工具保持器(50)的径向方向扭转经过定义的切割刃扭转角(γ)，使得用于加工的所述主切割刃(12a)与平面围成所述切割刃扭转角(γ)，所述平面由所述工具保持器(50)的旋转轴线(52)以及所述径向方向限定。
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