CN104768687B - 用于工件切削加工的切削嵌件和工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于工件切削加工工具的切削嵌件，包括：两个相同的彼此相对的基面(14a、b)，其中每个基面的至少一部分正交于切削嵌件(10、20)的z轴延伸，在两个基面(14a、b)之间延伸的两个相同的彼此相对的主要侧表面(16a、b)，其中每个主要侧表面的至少一部分朝向正交于切削嵌件(10、20)的x轴的方向延伸，以及在两个基面(14a、b)之间延伸的两个相同的彼此相对的次要侧表面(18a、b)，其中每个次要侧表面的至少一部分朝向正交于切削嵌件(10、20)的y轴的方向延伸，其中x轴、y轴及z轴为彼此垂直的切削嵌件(10、20)的主轴。其中在基面(14a、b)的每一个与主要侧表面(16a、b)的每一个之间具有主切削刃(12a‑d)，并且其中每个主要侧表面(16a、b)具有两个斜向相对的第一节段切削刃(26a‑d)，其中每个第一节段切削刃邻接相应的主切削刃(12a‑d)的第一端(28a‑d)，其中每个主要侧表面(16a、b)的主切削刃(12a‑d)和第一节段切削刃(26a‑d)各自位于正交于x轴延伸的切削刃平面中。最终，第一节段切削刃(26a‑d)各自布置在设置在次要侧表面(18a、b)的每一个上的第一突起(24a‑d)上并确定第一后角(α)。

Description

用于工件切削加工的切削嵌件和工具

本发明涉及一种用于工件切削加工工具的切削嵌件，特别地涉及一种切向切削嵌件。此外，本发明还涉及一种用于工件切削加工、特别是用于切向铣削的工具，该工具具有工具架，该工具架具有至少一个切削嵌件容器，根据本发明的切削嵌件可释放地固定在该切削嵌件容器中。

本类型的切削嵌件一般表示通常用于金属加工应用、特别是用于铣削或车削的可转位切削嵌件或尤其是切向切削嵌件。该切削嵌件主要用于切向铣削。其中使用这种切削嵌件的铣削工具通常包括旋转对称工具架，在其圆周上可释放地固定有至少一个(但通常为多个)所述切削嵌件。

通过在切削嵌件中形成的高精度刀片刃或切削刃确保在铣削操作期间从工件去除物料。为了保持尽可能低的磨损，经受住在处理期间产生的非常高的切削力，并确保尽可能高的精度，这些切削嵌件通常由碳化物制成。然而，由于高物料应力，切削刃随时间推移而被磨损。因此，特别是对于要求高精度的铣削操作而言，切削嵌件不得不进行定期更换。

为了防止每当切削刃变得磨损就不得不整个更换较贵的切削嵌件，开发了具有以彼此对称的方式布置的多个切削刃的多面切削嵌件。例如，由EP 1 572 407 B1可知这样的具有以彼此对称的方式布置的四个相同的主切削刃的可转位切削嵌件。

其中示出的可转位切削嵌件被形成为关于其三个主轴的每一个都成180°旋转对称。一旦所使用的主切削刃变得磨损，可转位切削嵌件就从而能够旋转和/或翻转180°并固定在工具架中的新位置中。在四个主切削刃之一磨损的情况下，不必整个更换可转位切削嵌件而只要将其在工具架中旋转或翻转，从而能够以之前未用的、未磨损的主切削刃继续进行加工。

由于可转位切削嵌件的对称性，其中每个主切削刃具有相同的切削刃几何结构，切削性能不会因翻转或旋转可转位切削嵌件而改变。换言之，一个同样的可转位切削嵌件可因此使用四次，直至所有切削刃变得磨损而不得不处理可转位切削嵌件。

与简单、非翻转的切削嵌件相比，这种可转位切削嵌件提供了大得多的灵活性，并且因为其可重复利用，能够使用更长的时间而不造成加工精度方面的损失。虽然生产这种四刃可转位切削嵌件比常规、单刃(非翻转)切削嵌件复杂得多，但其证明了对于消费者来说不仅更多样化，而且整体考虑时，更具性价比。

然而，从这种可转位切削嵌件制造商的角度来看，结构方面的问题不仅是实现这种带有多个相同切削刃的可转位切削嵌件的对称性，而且同时还要确保这些切削刃的每一个都具有相同的加工性能并因此可以相同的方式使用。在这种情况下最大的问题通常是避免可能与切削嵌件或工具架的其他组件碰撞，并确保在工具架的工具容器中切削嵌件底座的安全，以确保最佳的力导入。

特别地，必须注意确保在特定时间未使用的切削刃或切削嵌件的其他组件不以非期望的方式与工件碰撞。因此，与工件的碰撞切不可发生在特定时间未打算用于加工工件的切削嵌件上的位置。换言之，必须注意确保在特定时间未使用的切削刃空转。这样的要求在可转位切削嵌件具有多个可换用切削刃的情况下显然比在常规切削嵌件只具有一个切削刃的情况下更难满足。

由EP 1 572 407 B1可知的可转位切削嵌件能够实现上述对称性、剩余切削刃的空转以及切削嵌件与工件非期望碰撞的避免，因为可转位切削嵌件具有绕可转位切削嵌件主轴而相对于彼此扭转预定角度的两部分。主切削刃由此相对于彼此扭转预定角度。通过这种方式，能够以技术上可持续的方式确保所需的对称和空转特性。另一方面，在这种可转位切削嵌件自身扭转的情况下，产生相当大量的复杂形状表面。特别是在主切削嵌件表面，这种扭转造成了在技术上制造要求很高的相当复杂的前刀面。该类型的高要求制造即使在技术上应该可行，也会造成很高的制造成本。最重要的是，这造成了可转位切削嵌件对于最终消费者的高单位成本。

本发明基于的目标是提出开头所述类型的切削嵌件，这为上述先前技术已知的可转位切削嵌件提供了一种替代选择，特别是其易于生产。

从开头所述的切削嵌件出发，该目标因为以下切削嵌件而得以实现，其中切削嵌件具有两个相同的彼此相对的基面，每个基面的至少一部分正交于切削嵌件的z轴，并且具有在两个基面之间延伸的两个相同的彼此相对的主要侧表面，其中每个主要侧表面的至少一部分朝向正交于切削嵌件的x轴的方向，并且具有同样在两个基面之间延伸的两个相同的彼此相对的次要侧表面，其中每个次要侧表面的至少一部分朝向正交于切削嵌件的y轴的方向，其中x、y、z轴为切削嵌件的朝向彼此正交的方向的主轴，其中在基面的每一个与主要侧表面的每一个之间提供了主切削刃，并且其中每个主要侧表面具有两个斜向相对的第一节段切削刃，其中每个第一节段切削刃邻接各主切削刃的第一端，其中每个主要侧表面的主切削刃和第一节段切削刃各自位于正交于x轴延伸的切削刃平面中，其中第一节段切削刃各自布置在次要侧表面上设置的并确定第一后角的第一突起上，其中以直线方式延伸的次要切削刃邻接每个第一节段切削刃，其中每个次要切削刃布置于在各主要侧表面与各次要侧表面之间的过渡处；并且其中在相应的切削刃平面中，每个次要切削刃与z轴的平行线围成第二后角。

因此，上述目标得到了全面实现。

发明者发现，相对于先前技术已知的具有四个相同切削刃的可转位切削嵌件，即使不绕其主轴之一扭转切削嵌件自身也有可能确保所需的对称性和空转特性。正如先前技术已知的切削嵌件，根据本发明的切削嵌件确保了具有的所有切削刃在加工期间可以相同的方式使用而没有任何方面的切削性能改变。

因此优选地，根据本发明的切削嵌件恰好具有四个相同的主切削刃。有别于从EP1 572 407 B1所知的切削嵌件的情况，空转和最佳加工性能必需的后角并非通过切削嵌件自身扭转或主切削刃彼此间绕z轴相对扭转来实现，而是通过在次要侧表面上具有的突起来实现，将必需的后角集成至该突起中。因此应理解的事实是，突起设定后角，以使得分别通过突起的每一个来形成或因为其而产生至少一个后角。

相对于先前技术已知的切削嵌件，每个主要侧表面的主切削刃和(第一)节段切削刃都各自位于共同的切削刃平面中。因为根据本发明的切削嵌件具有总共两个主要侧表面，其各自具有两个主切削刃，第一主要侧表面的两个主切削刃位于共同的第一切削刃平面中，第二主要侧表面的两个主切削刃位于共同的第二切削刃平面中，这两个平面彼此平行延伸。一样的是，布置在每个主要侧表面上的第一节段切削刃同样位于这些切削刃平面中，即第一主要侧表面的第一节段切削刃与第一主要侧表面的主切削刃一同位于一个平面中(第一切削刃平面)，同样地，第二主要侧表面的第一节段切削刃与第二主要侧表面的主切削刃一同位于一个平面中(第二切削刃平面)。

这些“切削刃平面”是并非实际存在的假想平面。这些假想切削刃平面在此情况下朝向正交于的x轴的方向。每个主要侧表面的主切削刃和第一节段切削刃从而在x方向上相对彼此不偏移。根据本发明的优选配置，第一节段切削刃配置为角半径或斜角。

如上所述，在每个次要侧表面都包括两个所称第一突起的事实中能够看出根据本发明的切削嵌件的基本特征。对于在加工期间所需的切削嵌件空转特性所必需的后角形成在这些第一突起中。因此，相对于先前技术已知的可转位切削嵌件，主切削刃能够互相平行延伸。术语“第一突起”在该情况下应仅考虑为相同形状或相同大小的突起的名称或定义。

根据本发明，两个次要侧表面的每一个都具有布置在次要侧表面两个斜对角中的两个第一突起。由于其形状，这些第一突起也能够称作突起物，因为其关于y轴而从相应的次要侧表面突起。这些突起布置在三个主要表面即基面、主要侧表面与次要侧表面之间过渡处的转角中。因而第一突起的相应端在各自情况下邻接第一节段切削刃或转变为后者。正如已提到的那样，第一节段切削刃各自邻接相应的主切削刃的一端。优选地，第一节段切削刃的每一个都配置为圆弧半径或斜角，或者配置为角半径或圆斜角。因此，在相应的主切削刃的上述端处不是产生逐渐尖细至一点的角或角刃，而是弧形的、圆形的或扁平的刃。因为借助这些角半径或圆斜角也能够加工工件，在此情况下一般也称其为第一节段切削刃。术语“第一节段切削刃”在该情况下应仅考虑为相同形状或相同大小的节段切削刃的名称或定义，而非意味着其数量。

上述第一后角为由第一突起所定义的侧边与x轴的平行线所成的夹角。因此，第一后角防止在各自情况下在加工期间未使用的剩余切削刃或次要侧表面与工件的碰撞。根据本发明，该第一后角在从1°至10°的范围内，优选地，在从3°至4°的范围内。例如在根据本发明的切削嵌件的特定配置中，第一后角具有3.71°的大小。

一方面，需要尽可能大的第一后角，因为切削嵌件必须在该情况下以只扭转较小轴角的方式布置在工具架的嵌件底座中。相反，小轴角具有在加工期间工件上产生的轮廓偏差(由切削嵌件的切削刃轮廓在工件上产生的切削轮廓的偏差)较小的优点。另一方面，第一后角的大小是有上限的，因为应该避免过大的负切，这会对加工性能产生负面影响。当在有助于减少物料的方向上通过前刀面进行切屑处理时(朝向在处理期间产生槽壁的方向)使用用语负切。

由于在次要侧表面上设置的相应的两个第一突起以及集成至第一突起中的后角，成功地保留了切削嵌件的对称性而确保了空转特性(即使主切削刃互相平行布置)。

为了从用主切削刃加工改为用下一个主切削刃加工，切削嵌件只要从工具架释放，然后绕z轴旋转180°或绕x轴翻转180°。因而优选地，根据本发明的切削嵌件不仅绕x轴180°旋转对称，而且也绕y轴和z轴180°旋转对称。

此处应注意的是，在本发明的意图中，“180°旋转对称”意味着当切削嵌件绕其主轴(x、y或z轴)之一旋转180°时与本身重合。x轴、y轴和z轴从而形成同时考虑为对称轴的切削嵌件的主轴。

还应注意的是，“基面”、“主要侧表面”、“次要侧表面”应理解为切削嵌件的相应的主要侧面，而不是必不可少的纯粹平面表面。每个基面、主要侧表面和次要侧表面从而形成了切削嵌件的六个空间侧面之一，并能够各自由位于不同平面的多个平面的、弯曲的或拱形的局部表面组成。根据本发明，这些表面只有一部分以平面方式及垂直于三个主轴之一的方式配置。另一方面，基面、主要侧表面和次要侧表面的以平面方式及正交于主轴的方式配置的这些局部表面的一部分能够用作工具架上的支承面。

因为主切削刃以互相平行的方式配置，亦即不以如先前技术那样的彼此间相对扭转的方式布置，所述平面表面能够较易于配置在这些侧表面的每一个上。相对于先前技术已知的切削嵌件，根据本发明的切削嵌件因此能够较易于制造。随后将打磨的复杂形状的表面数量成倍减少。嵌件底座也能够以比用于先前技术已知的切削嵌件的情况更简单且机械上更稳定的方式形成。当然对于这种切削嵌件的消费者来说这也积极反映在成本方面。

四个主切削刃的每一个都在其一端处(称为第一端)转变为第一节段切削刃，其中该第一节段切削刃在各自情况下依次并入至以直线方式延伸的次要切削刃。第一节段切削刃的每一个都能够分别以弧形方式(如角半径)配置。该第一节段切削刃布置在相应的主要侧表面的两个斜对角上。分别邻接的次要切削刃在相应的主要侧表面与相应的次要侧表面之间的过渡处延伸。正如第一节段切削刃，该次要切削刃也分别布置在第一突起之一上。布置在次要侧表面上的每个第一突起因而在次要侧表面与主要侧表面之间的边界处并入至第一节段切削刃和直线次要切削刃。直线次要切削刃由于其布置也表示擦除切削刃。

以直线方式延伸的这些次要切削刃的每一个都在相应的切削刃平面中与z轴的平行线夹成第二后角。该第二后角是尤为必要的，因为在切向铣削期间不仅用主切削刃加工工件，也通过由第一节段切削刃和次要切削刃形成的角切削工件。更确切地说，由第一节段切削刃与邻接的次要切削刃之间的切向过渡处进行切削。由于所述后角，次要切削刃在处理中空转。因此，特别是在切向槽铣削期间，工件加工不仅是在槽底，同时也在槽壁上进行。

上述第二后角在此情况下由第一突起以类似于第一后角的方式形成。换言之，第二后角正如第一后角那样分别形成在第一突起之一中。

关于第二后角，还应论及的是，优选地，这些第二后角同样具有1°至10°的大小，特别优选地，在1°至5°之间。在根据本发明的切削嵌件的一个特定示例性实施方式中，第二后角确定为3.25°。该后角足以在切向铣削期间通过切削嵌件的角进行切削。

在本发明的一个配置中，每个主要侧表面也具有两个斜向相对的第二节段切削刃，第二节段切削刃各自邻接相应的主切削刃的第二端并各自形成在次要侧表面提供的第二突起上，所述第二突起确定了第三后角。

因此，在该配置中，每个主要侧表面分别在其相应的第一端转变为第一节段切削刃，并分别在其第二(其他)端转变为第二节段切削刃。术语“第一节段切削刃”和“第二节段切削刃”并非是指节段切削刃的数目，而是仅用于区分节段切削刃的单个类型。每个主要侧表面因而分配相应的第一节段切削刃之一(在第一端)和相应的第二节段切削刃之一(在第二端)。总之，在该配置中切削嵌件具有四个第一节段切削刃和四个第二节段切削刃，亦即每个主要侧表面各有两个第一节段切削刃和两个第二节段切削刃。第一节段切削刃和第二节段切削刃在该情况下各自布置在每个主要侧表面的四角中。优选地，第二节段切削刃同样配置为角半径或圆斜角。

优选地，第二突起配置为小于第一突起。该原因还是在于要保留空转特性，亦即为了避免碰撞。根据铣削用途，从而有可能使用根据该配置的切削嵌件通过两个角或在切向槽铣削工具的情况下进行切削，其中多个切削嵌件彼此轴向相对偏移，具有第二节段切削刃的相应的缩回角不会以非期望的方式挤压工件。这减少了侧面磨损的发生。

第一节段切削刃因而形成在第一突起(第一类突起)上，第二节段切削刃形成在第二突起(第二类突起)上。

根据更优选的配置，每个主要侧表面具有主要支承面，主要支承面朝向正交于切削嵌件x轴的方向、并关于相应的次要侧表面在x轴方向上朝切削嵌件的几何中心向内偏移。这些主要支承面代表在切削嵌件容器中的切削嵌件支承工具架所经由的支承面之一。优选地，该主要支承面为朝向正交于x轴的方向的平面表面。正如已述的那样，该平面表面沿x轴方向从假想切削刃平面向内偏移。主切削刃、第一和第二节段切削刃及次要切削刃因而从布置在相应的主要侧表面上的主要支承面突起。

优选地，每个主要侧表面还具有在主切削刃与主要支承面之间延伸并朝向横切x轴的方向的两个前刀面。主切削刃从而通过朝向斜交于x轴的方向且各自以平面方式配置的前刀面并入至主要支承面。在主切削刃处产生的切屑能够在这些前刀面处排走。

根据本发明的其他配置，每个次要侧表面具有次要支承面，次要支承面正交于切削嵌件y轴延伸、并关于相应的次要侧表面上设置的第一突起在y轴方向上朝切削嵌件的几何中心向内偏移。

优选地，根据本发明的切削嵌件具有两个相对的主要支承面和两个同样相对的次要支承面。在安装状态下，优选地，切削嵌件在其基面之一上抵靠嵌件底座的底部，另外经由主要支承面和次要支承面在各自情况下支承工具架。由于根据本发明的切削嵌件并不扭转自身的事实，有别于先前技术已知的切削嵌件，能够较易于提供这些主要支承面和次要支承面而不须用复杂的方法打磨至切削嵌件主体中。

此外，优选地，根据本发明的切削嵌件具有正交于两个基面延伸并穿过后者的穿孔。该穿孔主要用于将切削嵌件固定在工具架中。有鉴于此，优选地，固定意味着尤其是螺丝穿过该穿孔并固定至工具架。

因为本发明不仅涉及切削嵌件本身而且涉及其中使用该切削嵌件的工具，下文最终论及了这点。根据本发明，用在工具架的切削嵌件容器中的切削嵌件以径向扭转过工具架的确定的切削刃扭角的方式布置，以使得用于加工的主切削刃与由工具架径向和旋转轴确定的平面夹成其切削刃扭角。换言之，用于加工的主切削刃因而以关于铣削工具加工或旋转的方向略微旋转的方式布置。因此，产生了切削刃扭角，由于其布置也称作轴角。

可转位切削嵌件或工具架内的切削嵌件旋转的主要目的是避免与非使用的切削刃的碰撞以及与上述第一和第二突起的碰撞。

若没有上述提供的后角，尤其是没有上述第一后角，轴角或切削刃扭角将必须选取为大得多。然而，在负切的情况下，因为产生于本切削嵌件情况下，这会不利于切削性能。但是，因为根据本发明选取了3.71°的后角，举例来说，1°的轴角或切削刃扭角已经足以避免碰撞了。但是，原则上，例如从0.1°至10°的其他轴角也是可以想到的。但是，尽可能小的轴角有利于保持在工件上产生的轮廓偏差尽可能小。

提供的轴角的另一原因是避免垂直施力并确保最佳的切屑形成或切屑处理。

此处应注意的是，根据本发明的可转位切削嵌件的使用主要用切向槽铣削工具的示例进行描述。但是，根据本发明的可转位切削嵌件同样也能够用在立铣刀或车削夹具中。因此，根据本发明的可转位切削嵌件不限于在此情况下所描述的用途。

不言而喻的是，上述特征和会在下文中说明的那些特征不仅可用在不同情况下的组合中，还可用在其他组合中或独立使用，而不背离本发明的范围。

附图说明

在附图中示出了本发明示例性实施方式，并在下面的描述中对本发明示例性实施方式进行了更详细的说明。在附图中：

图1示出了根据本发明的切削嵌件的第一实施方式的立体图，

图2从上方示出了根据本发明的切削嵌件的第一实施方式的平面图，

图3从前方示出了根据本发明的切削嵌件的第一实施方式的平面图，

图4从侧面示出了根据本发明的切削嵌件的第一实施方式的另一平面图，

图5示出了根据本发明的切削嵌件的第一实施方式的剖视图(来自图2的B-B截面)，

图6示出了根据本发明的切削嵌件的第一实施方式的另一剖视图(来自图2的A-A截面)，

图7示出了根据本发明的切削嵌件的第二实施方式的立体图，

图8从上方示出了根据本发明的切削嵌件的第二实施方式的平面图，

图9从前方示出了根据本发明的切削嵌件的第二实施方式的平面图，

图10从侧面示出了根据本发明的切削嵌件的第二实施方式的另一平面图，

图11示出了根据本发明的切削嵌件的第二实施方式的剖视图(来自图8的B-B截面)，

图12示出了根据本发明的切削嵌件的第二实施方式的另一剖视图(来自图8的A-A截面)，

图13示出了根据本发明的工具架的立体图，其中未嵌入根据本发明的切削嵌件，

图14示出了根据本发明的工具架的立体图，其中嵌入了切削嵌件，

图15示出了带有嵌入的切削嵌件的根据本发明的工具架的侧面视图，

图16示出了带有嵌入的切削嵌件的根据本发明的工具架的另一侧面视图，

图17示出了带有嵌入的切削嵌件的根据本发明的工具架的剖视图(来自图16的A-A截面)。

具体实施方式

图1至6以不同视角示出了根据本发明的切削嵌件的第一实施方式，其中切削嵌件整体由参考符号10标记。从图1所示的立体图来看，很明显四刃可转位切削嵌件10具有四个相同的直线主切削刃12a至12d(主切削刃12c在图1中以隐藏方式示出，参见图4示例)。

由于其主要用途，特别是切向铣削或切向槽铣削，此类切削嵌件10也被称为切向切削嵌件。整体来看，切削嵌件10实质上为立方形，但在多个点处偏离了立方形的形状。切削嵌件主体的外部形状通过六个表面来限定：两个基面14a、14b、两个主要侧表面16a、16b及两个次要侧表面18a、18b。不言而喻的是，由于是立体图，在图1中隐藏了一些表面(表面14b、16b及18b)。

此外，此处应该注意到的是，分别表示基面14a、14b和主要侧表面16a、16b及次要侧表面18a、18b的表面并不意味着位于一个平面内的纯平面表面，而是限定切削嵌件10的主体的主要侧面。这些表面14a、14b、16a、16b、18a、18b中的每一个都由多个局部平面表面组成。这些表面14a、14b、16a、16b、18a、18b中的每一个的一部分都分别垂直于切削嵌件10的主轴中的一个延伸，其主轴表示为x、y及z轴。相同的彼此相对的基面14a、14b的每一个的一部分都正交于切削嵌件10的z轴延伸。同样地，相同的彼此相对的主要侧表面16a、16b的一部分都正交于切削嵌件10的x轴延伸；并且同样地，相同的彼此相对的次要侧表面18a、18b的每一个的一部分都正交于切削嵌件10的y轴延伸。

总的来说，此处提出的切削嵌件10为绕其三个主轴(x、y及z轴)的每一个呈180°旋转对称的可转位切削嵌件。绕这些轴之一经过180°旋转，切削嵌件10进而与自身相重合。因此x、y及z轴也能够表示切削嵌件10的对称轴，这些轴交于切削嵌件10的几何中心处。由于这些对称性，切削嵌件10能够嵌入工具架中的四个不同位置内，而不造成切削几何机构或切削性能的改变。例如，主切削刃12a能够首先用于切削加工。一旦稍后变得磨损，切削嵌件10能够绕x轴翻转180°，这样主切削刃12b即可投入使用。然后，为了允许两个主切削刃12c和12d投入使用，切削嵌件10只要依次绕z轴旋转180°或再次绕x轴翻转180°。不言而喻的是，切削嵌件10在每种情况下必须从工具架释放出来并再固定至其新位置中。

优选地，切削嵌件10通过紧固元件(例如从图13至17可明显看出的螺丝50)固定至工具架，这将在下文中更详细地介绍。有鉴于此，该螺丝50能够嵌入至插入切削嵌件中心的穿孔22中。优选地，穿孔22正交于两个基面14a、14b延伸，即沿z轴方向延伸。然而不言而喻的是，在不背离本发明的范围的情况下也可以很容易的想到其他可能的紧固方式。

在下文中将对本发明必要特征和根据本发明的切削嵌件10的结构细节进行更详细的介绍。在布置于次要侧表面18a、18b上的第一突起24a至24d中能够看到根据本发明的切削嵌件10的中心方面。这些突起24a至24d以相同的方式配置。在图1至6中示出的切削嵌件10的第一实施方式中，每个次要侧表面18a、18b分别设置两个第一突起24a-d，该第一突起24a-d各自布置于次要侧表面18a、18b的两个斜对角中。第一突起24a、24c布置在次要侧表面18a上。相对地，第一突起24b、24d布置在次要侧表面18b上。

第一突起24a-d主要作用是确保用于在特定加工操作期间未使用的组件和切削刃的空转特性或避免碰撞，该空转特性由于切削嵌件结构的复杂性而较难以确保。相比于如由先前技术已知的切削嵌件10的自身扭转，在本发明中主要通过突起24a-d而产生必要的后角。为了产生后角和前角，在突起24a-d中形成了多个复杂形状的表面，这些表面相对于切削嵌件10的主轴(x、y及z轴)而倾斜。

特别地，以这种方式能够产生第一后角α(见图2)和第二后角β(见图3)。第一后角α为在第一突起24a-d上所具有的平面与x轴的平行线所夹成的后角，如图2所示。相对地，第二后角β为在第一突起24a-d上所具有的平面与z轴的平行线所夹成的后角，如图3所示。由第一突起24a-d所产生的后角α和β主要出现在切削嵌件10的次要切削刃处。

除了主切削刃12a-d以外，切削嵌件10具有表示第一节段切削刃26a-d的角半径或圆斜角26a-d。第一节段切削刃26a-d各自邻接主切削刃12a-d的第一端28a-d。以直线方式延伸的每个主切削刃12a-d在其相应的第一端28a-d处转变为第一节段切削刃26a-d。主切削刃12a在其第一端28a处转变为节段切削刃26a；主切削刃12b在其第一端28b处转变为第一节段切削刃26b；等等。

这些第一节段切削刃26a-d的每一个都依次转变为以直线方式延伸的次要切削刃30a-d。第一节段切削刃26a-d因而分别布置于主要侧表面16a、16b的两个对角中，次要切削刃30a-d以邻接后者的方式布置在相应的主要侧表面16a、16b与相应的次要侧表面18a、18b之间的过渡处。换言之，次要切削刃30a布置在主要侧表面16a与次要侧表面18a之间的过渡处，次要切削刃30b布置在主要侧表面16a与次要侧表面18b之间的过渡处，次要切削刃30c布置在主要侧表面16b与次要侧表面18a之间的过渡处，次要切削刃30d布置在主要侧表面16b与次要侧表面18b之间的过渡处。特别是如图1和3所示的以直线方式延伸的次要切削刃30a-d配置为短于该处分别对应的主切削刃12a-d。所有次要切削刃30a-d各自布置于第一突起24a-d之一上或分别紧邻第一突起24a-d之一。

由于形成在第一突起24a-d中的表面，因而在次要切削刃30a-d处能够实现第一后角α和第二后角β。根据实施方式，这些后角α和β能够配置为具有不同的大小。优选地，这些后角α和β在0.5°至10°之间的范围内，特别优选地，在1°至5°之间的范围内。在一个特定的实施方式中，第一后角α确定为3.71°，而第二后角β确定为3.25°。但是不言而喻的是，也可以设想其他角度大小而不背离本发明的范围。

由于次要切削刃30a-d处设置的后角α和β，不仅能够借助主切削刃12a-d加工工件，还可能通过切削嵌件10的角进行加工。形成在第一突起24a-d中的后角α和β确保在这样加工的情况下不发生与切削嵌件10的其他组件的非期望碰撞。

因为以这种方式确保了必要的空转特性，相对于先前技术已知的这种类型的大部分切削嵌件，有可能在共同的切削刃平面上分别布置单独的主切削刃12a、12b和12c、12d、单独的第一节段切削刃26a、26b和26c、26d、以及单独的次要切削刃30a、30b和30c、30d。切削刃12a、12b和26a、26b以及30a、30b位于同一切削刃平面中。同样地，切削刃12c、12d和26c、26d以及30c、30d也位于共同的切削刃平面中。所述的两个切削刃平面应理解为正交于x轴延伸的假想平面(未示出)。因而主切削刃12a-d并不是彼此之间相对扭转而是以互相平行的方式布置。这些切削刃全都平行于y轴延伸。

此外，根据本发明的切削嵌件10的每个主要侧表面16a、16b都具有一个主要支承面32a、32b，该支承面朝向正交于切削嵌件10的x轴的方向，并在x轴方向上朝切削嵌件10的几何中心关于相应的(假想)切削刃平面向内偏移。这些主要支承面32a、32b作为支承面，切削嵌件10通过其支承工具架。从图6所示的剖视图中最清楚地示出了在切削刃12a-d与所述的主要支承面32a、32b之间的空间偏移。

由于主要支承面32a、32b关于切削刃12a-d的空间偏移，在每个主要侧表面16a、16b上还分别产生了两个前刀面34a-d(见图6)，该前刀面34a-d各自在主切削刃12a-d与主要支承面之间延伸，并指向横向方向，即关于x轴斜切。

此外，根据本发明的切削嵌件10的每个次要侧表面18a、18b都具有次要支承面36a、36b，该次要支承面正交于切削嵌件10的y轴延伸，并在y轴方向上朝切削嵌件10的几何中心关于在相应的次要侧表面18a和18b上设置的第一突起24a、24c和24b、24d向内偏移。这些次要支承面36a、36b还作为垂直支承面用于将切削嵌件10固定在工具架的嵌件底座中。

图7至12以多种视图示出了根据本发明的切削嵌件的第二实施方式，其中该第二实施方式整体由参考数字20表示。其中与第一实施方式10一致的组件由相同的参考数字表示，或者在某些情况下为简单起见在图中不再标出。

特别地，如从图7所示的切削嵌件20的立体图中所清楚示出，切削嵌件20的第二实施方式与切削嵌件10的第一实施方式的主要不同在于，在次要侧表面18a和18b的每一个上都分别具有两个额外的突起38a、38c和38b、38d(隐藏了突起38d)。这些额外的突起38a-d在该情况下表示第二突起。这些突起也位于相应的次要侧表面18a、18b的两个斜对角中。在示出的切削嵌件20的第二实施方式中，两个第一突起24a、c和24b、d以及两个第二突起38a、c和38b、d分别位于每个次要侧表面18a、18b上。

主切削刃12a-d的数量和形状不因此而改变。同样地，关于切削嵌件10的第一实施方式已描述的绕轴x、y及z轴的对称性也得以保留。

本发明的基本概念在第二实施方式中也得以保留。并且，在切削嵌件20的情况下，次要切削刃的空转特性所必需的后角各自形成在次要侧表面18a、b上具有的突起24a-d和38a-d中或由此确定。另外，同样在图7至12中示出的切削嵌件20的情况下，相应的主要侧表面16a、16b的所有切削刃布置在朝向正交于x轴方向的共同平面内。

简而言之，区别在于切削嵌件20具有在次要侧表面18a、18b上设置的总共八个所称的“突起物”，相对地，在根据第一实施方式(见图1至6)的切削嵌件10的情况下只有四个。特别地，如图10所示，第一突起24a-d在该情况下配置为大于第二突起38a-d。由于这些第二突起38a-d，相对于第一实施方式(图1至6)，在每个主要侧表面16a、16b上因而产生了表示第二节段切削刃40a-d的两个节段切削刃40a-d。第二节段切削刃40a-d各自邻接相应的主切削刃12a-d的第二端42a-d。因此，每个主切削刃12a-d在其相应的第一端28a-d处转变为第一节段切削刃26a-d之一，并在其相应的第二端42a-d处转变为第二节段切削刃40a-d之一。换言之：在切削嵌件20的第二实施方式中，切削嵌件20的所有角和刃都具有角半径或圆斜角26a-d和40a-d。第二节段切削刃40a-d的每一个都(以与第一节段切削刃26a-d相似的方式)形成在切削嵌件20的次要侧表面18a、18b具有的第二突起38a-d之一上。

因此，在第二节段切削刃40a-d处(以与第一节段切削刃26a-d相似的方式)产生了许多后角。这些后角之一通过图8中的角度γ表示。在这种情况下角度γ又表示在第二节段切削刃40a-d处产生的后角，该后角对应于在每个主切削刃12a-d另一侧上的第一节段切削刃26a-d处产生的第一后角α。然而由于几何条件，优选地，角度γ配置为大于角度α。正如角度α一样，优选地，角度γ的大小在从1°至10°的范围内，特别优选地，在从1°至5°的范围内。

在一个特定的示例性实施方式中，角度γ被选为5°而角度α被选为3°。但是不言而喻的是，也可以设想其他角度大小而不背离本发明的范围。

因为此时在切削嵌件20的角中提供了额外的四个节段切削刃40a-d，相比于第一实施方式，有可能在加工期间通过布置于每个主切削刃12a-d两端的角进行切削。因此，主切削刃12a-d的整个宽度几乎能够得到完全利用，在一次操作中不仅能够加工槽底，同时还能加工槽壁。由于在突起24a-d和38a-d处具有的后角，几乎完全排除了碰撞。

图13至17通过示例示出了根据本发明的工具，其中通常使用根据本发明的切削嵌件10、20。在这些图中通过参考符号100对工具整体进行标记。通过示例示出的工具在这种情况下作为典型的切向铣削工具100示出，特别是在此情况下作为端面铣削工具。该切向铣削工具100具有绕旋转轴46旋转对称的工具架44。优选地，在工具架44的圆周上设置有充当用于切削嵌件10或20的容器的大量切削嵌件容器48(在图13中详细示出)的至少一个。在图14至17中，通过示例，第二实施方式的切削嵌件20嵌入至切削嵌件容器48之一。优选地，该切削嵌件20通过螺丝50可释放地固定至工具架44。

图13示出了切削嵌件容器48的结构细节。切削嵌件容器48的每一个都具有支承面52和54，相应地，其中切削嵌件10或20通过其主要支承面32a、32b和次要支承面36a、36b抵靠工具架44。布置于切削嵌件容器48底部的另一基面56充当切削嵌件10或20通过其相应的基面14a或14b所抵靠的支承面。优选地，切削嵌件容器48的支承面和基面52、54、56配置为互相正交。这样就实现了机械上稳定且清楚确定的嵌件底座。

图16再次示出了切削嵌件20在工具架42内的布置。其中示出的距离d1和d2显示切削嵌件20的第一突起24a配置为大于第二突起38c(d1>d2)。由此同样明显的是，切削嵌件20以绕其z轴扭转角度δ的方式布置在工具架42中。该角度δ也为指定的轴角。更具体地，这是用于加工的主切削刃12a与工具架42的轴向方向所夹成的角度。因为后角α1已集成至切削嵌件20的第一突起24a中，轴角或切削刃扭角δ不必配置得太大，以避免工件与切削嵌件的碰撞，例如与第二突起38c碰撞。然而，没有上述后角或第一后角α1的话，切削刃扭角或轴角δ必须配置为大得多。不言而喻的是，后角α1略微不同于由于轴角δ而在图8中示出的角度α。

因为切削嵌件布置为在工具架中只扭转很小的角度，尽可能小的轴角δ具有在加工的工件上发生轮廓偏差很小的优点。因此，优选地，轴角δ在从0.5°至10°的范围内，特别优选地，在从1°至5°的范围内。在一个特定的示例性实施方式中，角度δ调节为1°。

总之，可以这样说，发明者已成功地提出了供替代的四刃切向切削嵌件和对应的工具，由于其配置较简单的切削刃几何结构，该工具节约制造成本却具有高加工精度。相对于先前技术已知的切削嵌件，根据本发明的切削嵌件并不自身扭转。通过布置在切削嵌件次要侧表面上的所称的“突起物”形成了空转特性所需的后角。因此，有可能即使用切削刃角加工工件也没有非期望的碰撞。

Claims (12)

1.一种用于工件切削加工工具的切削嵌件，包括：

—两个相同的彼此相对的基面(14a、b)，其中每个基面(14a、b)的至少一部分正交于所述切削嵌件(10、20)的z轴，

—在两个所述基面(14a、b)之间延伸的、两个相同的彼此相对的主要侧表面(16a、b)，其中每个主要侧表面(16a、b)的至少一部分朝向正交于所述切削嵌件(10、20)的x轴的方向，以及

—在两个所述基面(14a、b)之间延伸的、两个相同的彼此相对的次要侧表面(18a、b)，其中每个次要侧表面(18a、b)的至少一部分朝向正交于所述切削嵌件(10、20)的y轴的方向，

其中所述x轴、所述y轴及所述z轴为所述切削嵌件(10、20)的朝向彼此正交的方向的主轴，

其中在所述基面(14a、b)的每一个与所述主要侧表面(16a、b)的每一个之间分别设有主切削刃(12a-d)，并且其中每个所述主要侧表面(16a、b)具有两个斜向相对的第一节段切削刃(26a-d)，其中每个第一节段切削刃(26a-d)邻接相应的主切削刃(12a-d)的第一端(28a-d)，

其中所述第一节段切削刃(26a-d)各自布置在所述次要侧表面(18a、b)的每一个上设置的第一突起(24a-d)上并确定第一后角(α)，

其中以直线方式延伸的次要切削刃(30a-d)邻接每个第一节段切削刃(26a-d)，其中每个次要切削刃(30a-d)布置在相应的主要侧表面(16a、b)与相应的次要侧表面(18a、b)之间的过渡处，

其中每个所述主切削刃(12a-d)、所述第一节段切削刃(26a-d)、以及所述次要切削刃(30a-d)朝向正交于所述x轴的方向，

其中所述主要侧表面(16a、b)中的第一主要侧表面(16a)的主切削刃(12a、b)、第一节段切削刃(26a、b)、以及次要切削刃(30a、b)位于正交于所述x轴延伸的第一切削刃平面中，

其中所述主要侧表面(16a、b)中的第二主要侧表面(16b)的主切削刃(12c、d)、第一节段切削刃(26c、d)、以及次要切削刃(30c、d)位于平行于所述第一切削刃平面、且正交于所述x轴延伸的第二切削刃平面中，

其中每个所述主要侧表面(16a、b)具有主要支承面(32a、b)，所述主要支承面朝向正交于所述切削嵌件(10、20)的x轴的方向，并关于相应的第一和第二切削刃平面中的一个切削刃平面在所述x轴方向上朝所述切削嵌件(10、20)的几何中心向内偏移，以及

其中每个次要切削刃(30a-d)在相应的切削刃平面中与所述z轴的平行线夹成第二后角(β)。

2.如权利要求1所述的切削嵌件，其中所述切削嵌件(10、20)确切地具有四个相同的主切削刃(12a-d)。

3.如权利要求1所述的切削嵌件，其中每个所述次要侧表面(18a、b)具有布置在相应的次要侧表面(18a、b)的对角内的两个斜向相对的第一突起(24a-d)。

4.如权利要求1所述的切削嵌件，其中所述切削嵌件(10、20)具有分别绕所述x轴、绕所述y轴及绕所述z轴的180°旋转对称性。

5.如权利要求1所述的切削嵌件，其中每个所述主要侧表面(16a、b)还具有各自邻接相应的主切削刃(12a-d)的第二端(42a-d)并各自形成在所述次要侧表面(18a、b)上设置的第二突起(38a-d)上的两个斜向相对的第二节段切削刃(40a-d)，所述第二突起(38a-d)确定第三后角(γ)。

6.如权利要求5所述的切削嵌件，其中所述第一突起(24a-d)大于所述第二突起(38a-d)。

7.如权利要求5所述的切削嵌件，其中每个所述次要侧表面具有布置在相应的次要侧表面(18a、b)的角中的两个斜向相对的第一突起(24a-d)和两个斜向相对的第二突起(38a-d)。

8.如权利要求1所述的切削嵌件，其中每个所述主要侧表面(16a、b)具有在所述主切削刃(12a-d)与所述主要支承面(32a、b)之间延伸并朝向横切所述x轴的方向的两个前刀面(34a、b)。

9.如权利要求1所述的切削嵌件，其中每个所述次要侧表面(18a、b)具有次要支承面(36a、b)，所述次要支承面朝向正交于所述切削嵌件(10、20)的y轴的方向延伸，并在所述y轴方向上相对于在相应的次要侧表面(18a、b)上设置的第一突起(24a-d)朝所述切削嵌件(10、20)的几何中心向内偏移。

10.如权利要求1所述的切削嵌件，其中每个所述第一节段切削刃(26a-d)设置为角半径或斜角。

11.一种用于切削加工工件的工具，尤其是用于切向铣削，所述工具具有工具架(44)，所述工具架具有至少一个切削嵌件容器(48)，如权利要求1至10中任一项所述的切削嵌件(10、20)可释放地固定在至少一个切削嵌件容器中。

12.如权利要求11所述的工具，其中至少一个切削嵌件(10、20)以绕所述工具架(44)径向扭转确定的切削刃扭角(δ)的方式布置在所述切削嵌件容器(48)中，以使得用于加工的主切削刃(12a-d)与由所述工具架(44)的径向和旋转轴确定的平面围成所述切削刃扭角(δ)。