CN111212697B - 车削刀片 - Google Patents

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Abstract

车削刀片(1)，包括顶表面(8)、相反的底表面(9)，其中，基准平面(RP)平行于所述顶表面(8)和所述底表面(9)并且在所述顶表面(8)和所述底表面(9)之间定位。刀尖部(15)包括凸形刀尖切削刃(10)、第一切削刃(11)和第二切削刃(12)。所述刀尖切削刃(10)连接所述第一切削刃(11)和第二切削刃(12)。所述刀尖第一切削刃(11)和第二切削刃(12)相对于彼此形成71‑85°的刀尖角(α)。所述刀尖部(15)包括与所述第一切削刃(11)相邻的第三凸形切削刃(60)和与所述第三凸形切削刃(60)相邻的第四切削刃(61)。所述第四切削刃(61)相对于等分线形成10‑30°的角(β)。从所述第四切削刃(61)的至少一部分到所述基准平面(RP)的距离随着距离所述刀尖切削刃(10)的距离增大而增大。

Description

车削刀片
技术领域
本发明属于金属切削的技术领域。更具体地是，本发明属于用于在机床，诸如CNC机床中进行金属切削的车削刀片的领域。
背景技术
本发明涉及一种车削刀片。换言之，本发明涉及一种车削刀片，其包括：顶表面；相反的底表面；其中，基准平面平行于顶表面和底表面定位，并且位于顶表面和底表面之间；其中，中心轴线垂直于基准平面延伸；侧表面，其连接顶表面和底表面；刀尖部，其包括凸形刀尖切削刃、第一切削刃以及第二切削刃；其中刀尖切削刃连接第一和第二切削刃；其中在顶视图中，第一和第二切削刃相对于彼此形成71-85°的刀尖角；其中，等分线距离第一和第二切削刃等距地延伸；刀尖部包括与第一切削刃相邻的第三凸形切削刃和与该第三凸形切削刃相邻的第四切削刃；在顶视图中，第四切削刃相对于等分线形成10-30°的角；第三凸形切削刃和第四凸形切削刃通过过渡点连接。
在EP3153261A1中公开了这种车削刀片。在车削金属工件时，金属工件绕中心轴线旋转。金属工件的一端被卡盘或钳口或被旋转的其它装置夹紧。工件的被夹紧的端部能够被称为夹紧端或驱动端。为了稳定地夹紧，金属工件的夹紧端或驱动端的直径大于金属工件的相反端的直径和/或具有位于所述夹紧端和所述相反端之间的金属工件的一部分的更大直径。可替选地是，在机加工操作，即在金属切削操作之前，金属工件具有恒定直径。车削刀片相对于金属工件移动。这种相对移动称为进刀。车削刀片的移动能够在平行于金属工件的中心轴线的方向上进行，这通常称为纵向进刀或轴向进刀。此外，车削刀片的移动能够在垂直于金属工件的中心轴线的方向上进行，这通常称为径向进刀或端面车削。其它移动角度也是可能的，这通常称为仿形或仿形车削。在车削刀片的相对移动期间，来自金属工件的材料被以切屑的形式移除。切屑优选地是较短的，并且/或者其形状或移动方向防止切屑堵塞并且/或者不会给加工的表面带来不良的表面光洁度。
EP3153261A1中的车削刀片旨在克服在金属工件中加工外部90°拐角时的缺陷。所述车削刀片能够用于轴向车削(纵向车削)，即，其中车削刀片的移动方向平行于金属工件的中心轴线。所述车削刀片带来良好的刀具寿命。
发明内容
发明人已经发现，在某些切削条件下，能够进一步改进纵向车削中的切屑控制和/或断屑。
特别地是，在低(<45°)进入角和高切削深度下的纵向车削中和/或在例如其中机加工的表面的表面粗糙度不是很关键的粗加工操作中，需要改善切屑控制和/或断屑。当工件材料的断屑性能低时，诸如当工件材料为例如低碳(最大0.20重量％的碳含量)钢(诸如根据EN10025-2:2004的S355J2)、钛(具有至少80重量％的钛含量的钛合金)或镍基(至少40重量％的镍含量)耐热超级合金(特别是具有铬作为第二元素的合金，特别是Inconel合金，诸如Inconel 718)时，尤其存在所述需求。进一步需要在低(<45°)进入角下的纵向车削中在低切削深度下获得良好的断屑和/或切屑控制以及良好的表面光洁度。
本发明的目标在于提供对至少一些上述方面的改进。这是通过上述的车削刀片实现的，其中从第四切削刃的至少一部分到基准平面的距离随着距离刀尖切削刃的距离的增加而增加。
通过这种刀片，发明人已经发现：刀片的磨损低，因为在纵向车削时车削刀片能够在低(<45°)进入角下使用。相对较大的刀尖角可减少刀尖切削刃处的刀片磨损。刀尖角足够小，小于或等于85°，以便能够加工90°的拐角。
发明人已经发现，对于纵向车削，即轴向车削来说，当使用小于45°、特别是在3-35°的范围内的低进入角时，某些族的金属倾向于将切屑沿与进刀方向相同的方向引导。在这些条件下，发明人发现断屑不良。发明人已经发现，通过在这些条件下使用上述的车削刀片，断屑令人惊讶地得到大幅改善，特别是在至少1mm的切削深度下。
通过这种刀片，在轴向进刀，即纵向车削时，在高切削深度和/或在其中加工的表面的表面粗糙度不是很关键的粗加工操作中，改善了断屑和/或切屑控制。发明人已经发现，通过这种车削刀片，切屑也高度趋向形成钟表发条(clock-spring)形状并且断裂，例如对于低碳钢以及具有不良断屑趋势的其它材料也是如此。发明人已经发现，在随后是精加工走刀的粗加工操作中，切屑可以可替选地(尽管不是优选地)通过与加工的表面的接触而断裂。尽管这导致表面光洁度降低，但是如果在进一步的精加工走刀中对该表面进行机加工，则表面光洁度降低重要性很低或不重要。如果加工的表面的表面光洁度要求不严格，则这同样适用。发明人已经发现，在较高的切削深度下，其中第四切削刃以15-35°、优选20-30°的进入角起作用，通过将第四切削刃布置成使从第四切削刃的至少一部分到基准平面的距离随着距离刀尖切削刃的距离增加而增加，断屑得到显著改善。已经发现，当机加工的金属工件是具有低断屑性能的金属工件，例如上述金属时，改进特别显著。
第四切削刃被布置成主切削刃，即，当轴向车削削除时，其去除大部分的金属工件材料。在这种操作中，第四切削刃被布置成使得其形成20-40°的进入角。从第四切削刃到基准平面的距离随着距离刀尖切削刃的距离增加而减小产生了更进一步改善切屑控制的进一步效果。
顶表面包括前刀面。底表面包括座置表面。换句话说，底表面的至少一部分被布置成与刀具主体的座置表面或与位于刀具主体的刀座中的垫片接触。基准平面位于顶表面和底表面之间的中间，使得从基准平面到顶表面和底表面的距离相等或基本相等。
顶表面和底表面可以相同或以相对应的方式成形。换句话说，车削刀片可以关于基准平面对称。通过这种车削刀片，可以增加车削刀片的用途。
优选地是，底表面面积小于顶表面面积，其中所述面积被投影到基准平面上。通过作为正的车削刀片的这种车削刀片，改善了可触及性并且可以减小切削力。
底表面可以是平坦的并且平行于基准平面。底表面可以包括一个或多个刀片锁定装置，例如为一个或多个凹槽或凸脊的形式。
中心轴线穿过刀片的几何中心。优选地是，中心轴线与在顶表面和底表面中具有开口的通孔的中心轴线重合。基准平面垂直于所述中心轴线。刀尖切削刃形成车削刀片的最远端部分，换句话说，刀尖切削刃是切削刀片的位于距离中心轴线最大的距离处的那一部分。刀尖部是切削刀片的周边部，其中在顶表面上、在第一切削刃、第二切削刃和刀尖切削刃之间形成前刀面。刀尖切削刃具有圆弧形状或圆的一部分的形状，其中心在第一和第二切削刃之间，其中圆的半径优选为0.2-2.0mm。换句话说，刀尖切削刃优选地是具有0.2-2.0mm的曲率半径的凸形切削刃。71-85°的刀尖角的优点在于，能够在无需重新定向车削刀片的情况下，用车削刀片的一个刀尖部加工出90°的拐角，即彼此垂直的两个壁表面。可替选地是，71-85°的刀尖角等于具有71-85°角的圆弧形状的刀尖切削刃。刀尖切削刃的形状可能与理想的圆弧略有偏差。顶视图是其中顶表面面向观察者而底表面背向观察者的视图。在顶视图中，第一和第二切削刃优选地是笔直的。如果第一和第二切削刃不笔直，例如为稍微凸形、稍微凹形或锯齿形的，则分别使用第一和第二切削刃的端点之间的直线测量上述角度。第一和第二切削刃的长度优选为0.5-20.0mm，甚至更优选为1.0-3.0mm。在侧视图中，第四切削刃的至少一部分，优选地是大于50％的部分，甚至更优选地是大于90％的部分远离底表面和基准平面离开刀尖切削刃倾斜。第四切削刃优选地是关于基准平面形成一定角度，该角度在1-5°的范围内。
优选地是，车削刀片包括第二刀尖部，第二刀尖部包括另一刀尖切削刃。在这种情况下，所有的刀尖切削刃都优选地是位于与基准平面平行的公共平面中。
切削刃是车削刀片的与前刀面和间隙表面接界的边缘。
车削刀片由耐磨材料制成或包括耐磨材料，诸如优选为硬质合金。
根据实施例，从第三凸形切削刃的至少一部分到基准平面的距离随着距离刀尖切削刃的距离增加而减小。
通过这种车削刀片，切屑控制得到了进一步改善，尤其是在低切削深度时。优选地是，第三切削刃相对于基准平面形成1-6°的角。
通过这种车削刀片，减小了切屑的宽度。
根据实施例，第三和第四切削刃的最低点是所述过渡点，或者是距离所述过渡点在1.00mm以内，优选地是在0.5mm以内的点。
优选地是，从基准平面到第三和第四切削刃的最低点的距离比从基准平面到刀尖切削刃的距离短，优选地是短0.1-0.2mm。
换句话说，在侧视图中，第三和第四切削刃中的每一个切削刃都从过渡点或者从过渡点附近(即在距离过渡点1.00mm以内)的点向上倾斜。
通过这种车削刀片，断屑得到进一步改善。
根据实施例，顶表面包括突起，其中突起包括面向第四切削刃的断屑器壁，其中断屑器壁被布置在上边界线和下边界线之间。
通过这种车削刀片，断屑得到进一步改善。
突起与顶表面的围绕部分相比更远离基准平面地延伸。突起优选地是具有沿等分线的延伸部。突起与刀尖切削刃、第一切削刃、第二切削刃、第三切削刃和第四切削刃间隔开。
优选地是，车削刀片具有正的前角，该正的前角优选地是在8-20°的范围内。换句话说，优选地是，顶表面从切削刃朝着下边界线向下、即朝着基准平面倾斜。通过这种车削刀片，断屑得到进一步改善。通过这种车削刀片，切削力减小。
优选地是，在顶视图中，下边界线和第四切削刃之间的距离是恒定的或基本恒定的。所述距离优选地是在0.5-1.5mm的范围内。
根据实施例，上边界线和下边界线之间的距离随着离开刀尖切削刃而减小，其中所述距离是在垂直于第四切削刃的顶视图中测量得到的。
根据实施例，上边界线和第四切削刃之间的距离随着离开刀尖切削刃而减小，其中所述距离是在垂直于基准平面并且垂直于第四切削刃的平面中测量得到的。
通过这种车削刀片，断屑得到进一步改善。
所述距离优选地是从最大值0.3-0.5mm减小到最小值0.0-0.1mm。
根据实施例，从第一切削刃到基准平面的距离随着距离刀尖切削刃的距离增加而减小。
通过这种车削刀片，进一步改善了切屑控制，尤其是在轴向车削时的切削深度较小而使得第一切削刃起作用时。
从第一切削刃到基准平面的距离随着与刀尖切削刃的距离增加而减小，即，从第一切削刃的不同点到基准平面的距离变化，使得这种距离随着距离刀尖切削刃的距离增大而减小。换句话说，在侧视图中，第一切削刃朝着基准平面倾斜。换句话说，刀尖切削刃与基准平面的距离大于第一切削刃的至少大部分与基准平面的距离。
优选地是，第一切削刃相对于基准平面形成1-6°的角。
根据实施例，车削刀片包括第二刀尖部，并且在顶视图中，车削刀片是120°或180°对称的，或者基本是120°或180°对称的。
车削刀片是120°或180°对称的，换言之，如果车削刀片绕中心轴线A1旋转120°或180°，则车削刀片是相同的。换句话说，上述至少两个相反的刀尖部是相同的。
根据实施例，刀尖部关于等分线对称或基本对称。
因而，每个刀尖部都关于等分线对称，即，每个刀尖部都具有在垂直于基准平面并包括等分线的平面中成镜像的形状。换句话说，刀尖部的位于等分线的一侧上的半部是刀尖部的位于等分线的相反一侧上的另一半部的镜像形状。在此意义上的对称性是指顶表面的形貌(例如断屑器构造)和切削刃的形状和延伸。
根据实施例，在顶视图中，第一、第二和第四切削刃是线性的或笔直的，或者是基本上线性或笔直的。
通过这种车削刀片，切削力方向和/或切屑流向将更少地取决于切削深度，即切削的深度。
在这种情况下，大于200mm的凹形或凸形曲率半径被认为是笔直的或线性的。如果第一、第二和第四切削刃中的任一个具有大于200mm的曲率半径，则该曲率半径大幅大于第三切削刃的曲率半径，或超过其10倍大。
在顶视图中，第四切削刃的长度优选地为4-25mm，甚至更优选地为6-10mm。在顶视图中，第四切削刃的长度比第一切削刃的长度大，优选是其3至7倍大，甚至更优选是其4至5倍大。
在顶视图中，沿着垂直于等分线并与中心轴线相交的线进行测量，车削刀片的宽度为8至20mm，更优选地为9至13mm。
根据实施例，在顶视图中，第三切削刃的曲率半径大于刀尖切削刃的曲率半径。
通过这种车削刀片，降低了刀片磨损，特别是在第三切削刃处的磨损。
根据实施例，一种车削刀具包括上述车削刀片和刀具主体，该刀具主体包括；前端；相反的后端；主延伸部，其沿着从前端延伸到后端的纵向轴线延伸；刀片座，其形成在前端中，车削刀片可安装在刀片座中，使得在顶视图中，从起作用刀尖部的第四切削刃到刀具主体的纵向轴线的距离小于从起作用刀尖部的第二切削刃到刀具主体的纵向轴线的距离，其中起作用刀尖部的等分线相对于纵向轴线A2形成40-50°的角。
通过这种车削刀具，当切削深度足够大而使第四切削刃起作用时，在车削刀具正在沿垂直于刀具主体的纵向轴线并平行于金属工件的旋转轴线的方向移动时，性能得到进一步改善。如果进入角小于10°，则切屑的宽度将太宽，导致切屑控制不良，并且振动的风险将会增加。而且，较小的切削深度是可能的。如果进入角超过45°，则刀片磨损将会增加。
起作用刀尖部，即处于起作用位置的刀尖部是下列刀尖部，其在安装状态下包括上述刀尖切削刃，该刀尖切削刃在顶视图中是车削刀片的下列部分，该部分关于刀具主体的后端并且关于刀具主体的纵向轴线是最远的。起作用刀尖部的第一切削刃关于刀具主体的纵向轴线所形成的角度大于起作用刀尖部的第二切削刃关于刀具主体的纵向轴线形成的角度。起作用刀尖部的第四切削刃关于刀具主体的纵向轴线所形成的角度大于起作用刀尖部的第二切削刃关于刀具主体的纵向轴线形成的角度。车削刀片的中心轴线在安装状态下垂直于或基本垂直于刀具主体的纵向轴线，或者从关于刀具主体的纵向轴线垂直的方向在+/-20°内。刀具主体的刀片座是其中可安装车削刀片的开口空腔或切口。用于安装刀片的装置的示例包括螺钉和顶夹。刀具主体的后端是刀具主体的位于距离起作用刀尖切削刃最远距离处的那一部分。刀具主体的后端被安装至或连接至机床，诸如车床，优选为计算机数控(CNC)车床。
根据实施例，一种利用车削刀具在金属工件上生成圆柱形表面的方法包括下列步骤：
使金属工件绕旋转轴线旋转；
定位起作用刀尖部的第一切削刃，以便第一切削刃相对于金属工件的旋转轴线形成的角度小于第二切削刃相对于金属工件的旋转轴线形成的角度，
将刀具主体的纵向轴线定位成垂直于金属工件的旋转轴线，以及
使车削刀片在平行于旋转轴线的方向上移动，以便第一切削刃起作用并在车削刀片的移动方向上位于生成表面的刀尖切削刃的前方，以便第四切削刃以10-45°的进入角起作用，以便第三和第四切削刃的最低点起作用，并且以便形成圆柱形表面。
换句话说，当车削刀具沿垂直于刀具主体的纵向轴线A2的方向移动时，第四切削刃形成的进入角为10-45°，甚至更优选地为20-30°。
圆柱形表面是沿着金属工件的旋转轴线具有延伸部并且与金属工件的旋转轴线保持恒定距离的表面。恒定距离表示其中波高小于0.10mm的波状表面。起作用刀尖部是下列刀尖部，其被定位成使得在切削期间，该刀尖部包括从金属工件上切削切屑的至少一个切削刃。在车削刀片包括多于一个的刀尖部的情况下，起作用刀尖部被定位成与任何其它刀尖部相比更靠近金属工件的旋转轴线并更靠近金属工件的第一端。第四切削刃起作用意味着第四切削刃从金属工件上切削切屑。第一切削刃起作用。此外，刀尖切削刃的与起作用的第一切削刃相邻的一部分起作用。与第一切削刃形成在同一刀尖部上的第二切削刃在第一切削刃起作用时不同时起作用。车削刀片的移动通常称为进刀，在这种情况下为轴向进刀。轴向进刀优选地是在离开工件的被诸如卡盘和钳口的夹紧装置夹紧的端部的方向上进行的。
该方法优选地是还包括将进刀速率设置为高于0.3mm/转，优选地是低于1.3mm/转，甚至更优选地是在0.55-1.2mm/转范围内的步骤。该方法优选地是还包括将切削深度设置为至少0.4mm，优选地是小于5.0mm，甚至更优选是在0.5-4.0mm范围内的步骤。该方法优选地是还包括将切削速度设置在30-1000m/分钟的范围内，优选地是在40-800m/分钟范围内的步骤。
优选地是，该方法包括将第一切削刃布置成使得其形成2.5-7.5°，甚至更优选为4-6°的进入角的另一步骤。
优选地是，该方法还包括将圆柱形表面和过渡点之间的径向距离设置在0.4-2.0mm的范围内，甚至更优选地是在0.4-1.0mm的范围内的另一步骤。
根据实施例，该方法还包括步骤：将刀尖切削刃定位成距离刀具主体的纵向轴线的距离大于车削刀具的所有其它部分距离刀具主体的纵向轴线的距离。
通过这种方法，先前或之后的加工步骤能够为外端面车削的形式，使得第二切削刃起作用。
根据实施例，该方法还包括从以下材料组中的任一组中选择工件材料的步骤：
a)具有最大0.20重量％的碳含量的钢，
b)钛，包括钛含量至少为80重量％的钛合金，或
c)镍含量至少为40重量％的耐热超级合金。
通过这种方法，断屑的改善特别显著。
根据实施例，该方法还包括提供计算机化数控车床的步骤，并且其中刀具主体的移动和金属工件的旋转由计算机化数控车床控制。
根据实施例，一种计算机程序，所述计算机程序具有指令，这些指令在由计算机数控车床执行时使计算机数控车床执行上述方法。
该计算机程序可以存储在计算机可读介质上。可替选地是，数据流可以代表该计算机程序。
附图说明
现在将通过对本发明的不同实施例的说明并且通过参考附图更详细地解释本发明。
图1是示出根据第一实施例的车削刀片的透视图。
图2是图1中的车削刀片的顶视图。
图3是图1中的车削刀片的前视图。
图4是垂直于图3中所示的视图的图1中的车削刀片的侧视图。
图5是图1中的车削刀片的另一侧视图，其中右手侧第四切削刃在垂直于视图的平面中延伸。
图6是示出使用包括图1中的车削刀片的车削刀具的车削方法的示意图。
图7是图5中的左手侧刀尖部的放大图。
图8是来自使用已知的车削刀片车削出来的切屑的图。
图9是来自使用根据第一实施例的车削刀片车削出来的切屑的图。
全部车削刀片的图都是按比例示出。
具体实施方式
现在参考图1至图5以及图7，其示出了根据第一实施例的车削刀片1。车削刀片1包括顶表面8和相反的底表面9，其中基准平面RP被定位成平行于顶表面8和底表面9，并且在两者之间。顶表面8为前刀面，或者包括前刀面。底表面9起座置表面的作用。
中心轴线A1垂直于基准平面RP延伸。在顶表面8和底表面9中具有开口的螺钉孔与中心轴线A1同心。
侧表面13连接顶表面8和底表面9。刀尖部15包括凸形的刀尖切削刃10、第一切削刃11和第二切屑刃12。刀尖切削刃10连接第一切削刃11和第二切削刃12。在顶视图中，如图2中所示，同一刀尖部15上的第一切削刃11和第二切削刃12相对于彼此形成71-85°的刀尖角α，该刀尖角α在图2中为80°。
在顶视图中，刀尖切削刃10是刀尖部的一部分，其位于距离中心轴线A1的最大距离处，即距离中心轴线A1的距离大于车削刀片的所有其它部分(除了作为第二刀尖部15’的一部分的刀尖切削刃之外)距离中心轴线A1的距离。
在顶视图中，分别与第一切削刃11和第二切削刃12重合的虚拟线在车削刀片1外侧的一点处会聚。等分线7距离第一切削刃11和第二切削刃12等距地延伸。等分线7与刀尖切削刃10的中心和车削刀片1的中心轴线A1相交。
刀尖部15包括与第一切削刃11相邻的第三凸形切削刃60和与第三凸形切削刃60相邻的第四切削刃61。在顶视图中，如图2中所示，第四切削刃61相对于等分线7形成10-30°的角β。第三凸形切削刃60和第四切削刃61通过过渡点20连接。
根据第一实施例的车削刀片1是单面车削刀片，或为正的车削刀片。侧表面13包括从顶表面8到底表面9向内渐缩的间隙表面。该间隙表面布置的优点在于，能够在较小的金属工件直径下进行外端面车削，并且在外端面车削时可能实现较大的切削深度。
如图3至图5和图7中所示，从第四切削刃61的至少一部分到基准平面RP的距离随着距离刀尖切削刃10的距离增大而增大。从第三凸形切削刃60的至少一部分到基准平面RP的距离随着距离刀尖切削刃10的距离增大而减小。在侧视图中，如图3至图5和图7中所示，第三切削刃60和第四切削刃61的最低点是过渡点20，或者是距离过渡点20在1.00以内的点。从第一切削刃11至基准平面RP的距离随着距离刀尖切削刃10的距离增大而减小。
如例如图2中所示，顶表面8包括突起30。突起30包括面向第四切削刃61的断屑器壁34。断屑器壁34被布置在上边界线21和下边界线22之间。上边界线21和下边界线22之间的距离随着离开刀尖切削刃10而减小，其中所述距离是在垂直于第四切削刃61的顶视图中测量得到的。在顶视图中，所述上边界线21和下边界线22优选地是笔直，或者是基本笔直的。在顶视图中，如图2中所示，上边界线21和下边界线22形成在3-15°，优选地是在6-10°范围内的角γ。
突起30的顶表面是平坦的，并且平行于基准平面RP。突起30是车削刀片1的顶表面8的位于距离基准平面RP最大的距离处的那一部分。
在顶视图中，如图2中所示，从第四切削刃61到第一断屑器壁34的上边界线21的距离随着离开刀尖切削刃10而减小。
如例如图5中所示，上边界线21与第四切削刃61之间的距离D1随着离开刀尖切削刃10而减小，其中所述距离D1是在垂直于基准平面RP并且垂直于第四切削61的平面中测量得到的。所述上边界线21优选地是在平行于基准平面的平面中延伸。所述距离D1从最大值0.3-0.5mm减小到最小值0.0-0.1mm。
车削刀片1包括刀尖部15和相反的第二刀尖部15’。换句话说，车削刀片包括两个相反且相同或基本相同的刀尖部15、15’，它们围绕车削刀片1的中心轴线A1相对于彼此成180°形成。因而，在顶视图中，如图2中所示，车削刀片1是180°对称的。第一、第二和第四切削刃11、12、61是线性的或笔直的，或者是基本上线性的或笔直的。刀尖部15关于等分线7对称。此外，如图2中所示，第三切削刃60的曲率半径大于刀尖切削刃10的曲率半径。
在侧视图中，诸如图7中所示，第四切削刃61向上倾斜，使得第四切削刃61的最低点更靠近刀尖切削刃10。换句话说，从第四切削刃61至基准平面RP的距离变化，使得该距离随着距离刀尖切削刃10的距离增加而增加。
此外，第一、第二和第三切削刃10、11、60在侧视图中向下倾斜，即沿与第四切削刃61相比相反的方向倾斜，以便关于底表面9，刀尖切削刃10比第一切削刃11和第二切削刃12离开得更远，第一切削刃11和第二切削刃12又比第三切削刃60离开得更远。在本文中，切削刃比另一切削刃离开得更远是关于所述切削刃的相应的中间点而言的。
等分线7距离每一对的第一切削刃11和第二切削刃12等距地延伸。每个等分线7都与中心轴线A1相交，并且等分线7沿公共方向延伸。
在图6中，示出了车削刀具3，其包括根据第一实施例的车削刀片1和刀具主体2。该刀具主体由钢制成。刀具主体2包括前端44和相反的后端(未示出)。刀具主体2的主延伸部是沿着从前端44延伸到后端的纵向轴线A2的。刀片座4形成在前端44中。车削刀片1安装或可安装在刀片座4中，使得在顶视图中，如图6中所示，从起作用刀尖部15的第四切削刃61至刀具主体的纵向轴线A2的距离小于从起作用刀尖部15的第二切削刃12到刀具主体的纵向轴线A2的距离。如图6中所示，比相反的不起作用的刀尖部15’更靠近旋转轴线A3定位的一个刀尖部15起作用。起作用的意思是说该刀尖部被布置成使得它能够用于从金属工件50切削切屑。
起作用刀尖部15的等分线7相对于纵向轴线A2形成在40-50°范围内的角θ。
从起作用刀尖部15的第四切削刃61到刀具主体的纵向轴线A2的距离小于从同一起作用刀尖部15的第二切削刃12到刀具主体的纵向轴线A2的距离。
从顶视图看，车削刀片1通过螺钉(未示出)被牢固且可移除地夹紧在刀片座4或刀具主体2中的凹座中，该螺钉的中心轴线与车削刀片1的中心轴线A1重合或基本重合。
刀具主体2可以至少部分地呈方柄形式，其在垂直于纵向轴线A2的平面中的横截面为正方形。正方形的边可以具有例如25mm的长度。可替选地是，刀具主体的横截面可以是矩形的。可替选地是，刀具主体可以被构造成任何其它合适的形状，其中不同横截面中的形状是变化的。纵向轴线A2位于这种横截面的中心。刀具主体的形状可以包括例如适合于被夹在CNC机床的刀具心轴中的基本圆锥形或基本截头圆锥形或渐缩的后部。在这种情况下，纵向轴线A2位于该圆锥的中心。例如，刀具主体的后部可以根据ISO 26623成形，或者以工业上已知名称为“CAPTO”的任何其它方式成形。
在图6中示出了一种借助于车削刀具3在金属工件50上生成圆柱形表面53的方法。金属工件50绕旋转轴线A3旋转。起作用刀尖部15的第一切削刃11被定位成使得第一切削刃11相对于金属工件50的旋转轴线A3形成的角度小于第二切削刃12相对于金属工件50的旋转轴线A3形成的角度。刀具主体2的纵向轴线A2以恒定的角度定位，纵向轴线A2垂直于金属工件50的旋转轴线A3。车削刀片1在平行于旋转轴线A3的方向F1上移动，以使第一切削刃起作用，并且在车削刀片1的移动方向上位于生成表面的刀尖切削刃10的前方。第四切削刃61以10-45°的进入角κ1起作用，以便第三切削刃60和第四切削刃61的最低点起作用，并且以便形成圆柱形表面53。过渡点20起作用，如参见图6所示。
刀尖切削刃10定位成与刀具主体2的纵向轴线A2的距离大于车削刀具3的所有其它部分与刀具主体2的纵向轴线A2的距离。通过这种布置，切削刀具3能够用于在另一进刀方向上车削，该另一进刀方向垂直于旋转轴线3并离开旋转轴线3，而不需要纵向轴线A2相对于旋转轴线A3的重新定向。
切削深度由圆柱形表面53和表面52之间距离旋转轴线A3的距离的差来定义。表面52是金属工件50的将要由车削刀具3在该车削方法中机加工的那一表面。表面52可以是圆柱形的或者是基本圆柱形的，从而导致切削深度恒定或基本恒定。可替选地是，表面52到旋转轴线52的距离可以沿着旋转轴线变化，导致切削深度在该方法期间变化。
朝向图6中的右侧的进刀方向F1平行于旋转轴线A3，并且优选地是离开金属工件50的被夹紧到CNC车床的端部。金属工件50优选地是由夹紧钳口(未示出)夹紧，该夹紧钳口在第一端处朝着图6中的左手侧压靠于金属工件50的外表面。金属工件50的朝着图6中的右手侧的相反的第二端优选地为自由端。
在所述进刀方向上，第四切削刃61以10-45°、优选是20-40°(在图6中为30°)的进入角κ1起作用。第四切削刃61是在所述进刀方向F1上的主切削刃，即大部分的切屑都由第四切削刃61切削，至少在中等至高的切削深度下是这样。在较小程度上，第三切削刃60、第一切削刃11以及刀尖切削刃10也起作用。第一切削刃11在所述进刀方向F1上位于刀尖切削刃10的前方。车削刀片的所有部分在所述进刀方向F1上都位于起作用刀尖切削刃10的前方。形成在起作用刀尖部15上的第二切削刃11不起作用。
在轴向车削、即图6中所示的纵向车削方法中，切屑被第一、第三和第四切削刃11、60、61以及断屑器壁34两者卷曲起来并且/或者导引，并且例如可以通过与切屑本身的接触而断裂。可替选地是，并且尤其是如果工件材料是长崩碎材料和/或具有低断屑性能，则切屑可能会抵靠在机加工的表面53上断裂。
至少部分地由图6中的刀尖切削刃生成或形成的圆柱形表面53或旋转对称表面具有波状形状，其具有小的波峰和波谷，并且波状形状至少部分地受到刀尖曲率半径和进刀速度的影响。波高小于0.1mm，优选小于0.05mm。从这个意义上讲，螺纹轮廓不是圆柱形表面53。
图6中所示的工件材料50优选地是选自以下组中的任一组：a)具有最大0.20重量％的碳含量的钢，b)钛，或c)镍含量至少为40重量％的耐热超级合金。
现在注意图8和9。图8和图9之间的唯一区别在于切屑的形状不同，并且图8是根据EP3153261A1(图11a至图11e)的车削刀片形成的切屑的图，而图9是根据第一实施例的车削刀片形成的切屑的图。在顶视图中，两个刀片在相反的刀尖切削刃之间都具有在24-26mm范围内的距离。切屑的图通过如图6中所示的车削而形成。轴线如下：x轴示出进刀速率；从左到右为0.3、0.5、0.7、1.0以及1.2mm/转。y轴示出切削深度；从底到顶为0.5、1.0、2.0、3.0以及4.0mm。工件材料是根据标准EN 10025-2:2004命名为S355J2的低碳钢。从切屑的图能够看出，根据第一实施例的车削刀片形成的切屑(图9)是优于已知车削刀片(图8)的改进(切屑更短)，尤其是在0.55-1.2mm/转范围内的进刀速度下，并且尤其是在0.5-4.0mm范围内的切削深度下。
优选地是使用计算机化数控(CNC)车床执行如图6中所示的车削方法，其中刀具主体2的移动和金属工件50的旋转由计算机化数控(CNC)车床控制。CNC车床执行来自计算机程序的指令。换句话说，所述计算机程序具有指令，当这些指令被计算机数控(CNC)车床执行时，使计算机数控(CNC)车床执行上述的和/或如图6中所示的方法。计算机程序可以被存储在计算机可读介质上。可替选地是，数据流可以代表计算机程序。
现在参考根据第二实施例的车削刀片(未示出)。根据第二实施例的车削刀片是双面的，或者可以以颠倒姿势使用，从而顶表面8和底表面9是相同的。顶表面8和底表面9的面积大小相等。车削刀片关于基准平面成镜像对称。车削刀片的侧表面沿平行于车削刀片的中心轴线的线延伸。在所有其它方面，根据第二实施例的车削刀片都与根据第一实施例的车削刀片相同或基本相似。
现在参考根据第三实施例的车削刀片。根据第三实施例的车削刀片包括三个刀尖部。所述车削刀片是120°对称的。换句话说，在顶视图中，该车削刀片如果围绕中心轴线旋转120°或240°，则该车削刀片是相同或基本相同的。在其它方面，根据第三实施例的刀片与根据第一实施例的车削刀片一致。
对于所有实施例，刀尖角α是第一切削刃11和第二切削刃12之间的角，为75-85°，角β为10-20°，并且在顶视图中，刀尖切削刃10的曲率半径小于第三切削刃的曲率半径。所有切削刃之间的过渡是平滑的，没有尖角。通过具有相对较大的刀尖角α，刀尖切削刃10的强度增大，从而使磨损较少。通过具有相对较大的刀尖角α，第一切削刃11的进入角相对较小，为2.5-7.5°，这减小了第一切削刃的磨损。通过使刀尖切削刃10的曲率半径相对较小，能够在组件上加工出较小的半径，并且车削刀片1能够用于加工更大范围的形状。
本发明不限于所公开的实施例，而是可以在所附权利要求书的范围内变化和修改。诸如顶、底等词语应如本领域技术人员所理解的那样解释。顶视图的表述应被理解为如图2中所示的视图。

Claims (16)

1.车削刀片(1)，所述车削刀片包括：
顶表面(8)，
相反的底表面(9)，
其中，基准平面(RP)被定位成平行于所述顶表面(8)和所述底表面(9)，并且在所述顶表面(8)和所述底表面(9)之间，
其中，中心轴线(A1)垂直于所述基准平面(RP)延伸，
侧表面(13)，所述侧表面连接所述顶表面(8)和所述底表面(9)，
刀尖部(15)，所述刀尖部(15)包括凸形刀尖切削刃(10)、第一切削刃(11)和第二切削刃(12)，
其中，所述刀尖切削刃(10)连接所述第一切削刃(11)和所述第二切削刃(12)，
其中，在顶视图中，所述第一切削刃(11)和所述第二切削刃(12)相对于彼此形成71-85°的刀尖角(α)，
其中，等分线(7)距离所述第一切削刃(11)和所述第二切削刃(12)等距地延伸，
其中，所述刀尖部(15)包括与所述第一切削刃(11)相邻的第三凸形切削刃(60)和与所述第三凸形切削刃(60)相邻的第四切削刃(61)，
其中，在顶视图中，所述第四切削刃(61)相对于所述等分线(7)形成10-30°的角(β)，
其中，所述第三凸形切削刃(60)和所述第四切削刃(61)通过过渡点(20)连接，
其特征在于
从所述第四切削刃(61)的至少一部分到所述基准平面(RP)的距离随着距离所述刀尖切削刃(10)的距离增大而增大，并且在顶视图中，所述第一切削刃(11)、所述第二切削刃(12)和所述第四切削刃(61)是线性的或笔直的。
2.根据权利要求1所述的车削刀片(1)，
其中，从所述第三凸形切削刃(60)的至少一部分到所述基准平面(RP)的距离随着距离所述刀尖切削刃(10)的距离增大而减小。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀片(1)，
其中，在侧视图中，所述第三凸形切削刃(60)和所述第四切削刃(61)的最低点是所述过渡点(20)，或者是距离所述过渡点(20)在1.00mm以内的点。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀片(1)，
其中，所述顶表面(8)包括突起(30)，
其中，所述突起(30)包括面对所述第四切削刃(61)的断屑器壁(34)，
其中，所述断屑器壁(34)被布置在上边界线(21)和下边界线(22)之间。
5.根据权利要求4所述的车削刀片(1)，
其中，所述上边界线(21)和所述下边界线(22)之间的距离随着离开所述刀尖切削刃而减小，
其中，所述距离是在垂直于所述第四切削刃(61)的顶视图中测量得到的。
6.根据权利要求4或5所述的车削刀片(1)，
其中，所述上边界线(21)和所述第四切削刃(61)之间的距离(D1)随着离开所述刀尖切削刃(10)而减小，
其中，所述距离(D1)是在垂直于所述基准平面(RP)并垂直于所述第四切削刃(61)的平面中测量得到的。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀片(1)，
其中，从所述第一切削刃(11)到所述基准平面(RP)的距离随着距离所述刀尖切削刃(10)的距离增大而减小。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀片(1)，
其中，所述车削刀片(1)包括第二刀尖部(15’)，
并且其中，在顶视图中，所述车削刀片(1)是120°或180°对称的。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀片(1)，
其中，所述刀尖部(15)关于所述等分线(7)对称。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀片(1)，
其中，在顶视图中，所述第三凸形切削刃(60)的曲率半径大于所述刀尖切削刃(10)的曲率半径。
11.一种车削刀具(3)，所述车削刀具包括刀具主体(2)和根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀片(1)，
所述刀具主体(2)包括；前端(44)；相反的后端；主延伸部，所述主延伸部沿着从所述前端(44)延伸到所述后端的纵向轴线(A2)延伸；刀片座(4)，所述刀片座形成在所述前端(44)中，所述车削刀片(1)能够安装在所述刀片座中，使得在顶视图中，从起作用的刀尖部(15)的所述第四切削刃(61)到所述刀具主体的所述纵向轴线(A2)的距离小于从起作用的刀尖部(15)的所述第二切削刃(12)到所述刀具主体的所述纵向轴线(A2)的距离，
其中，所述起作用的刀尖部(15)的所述等分线(7)相对于所述纵向轴线(A2)形成40-50°的角θ。
12.一种利用根据权利要求11所述的车削刀具(3)在金属工件(50)上生成圆柱形表面(53)的方法，所述方法包括下列步骤：
使所述金属工件(50)绕旋转轴线(A3)旋转；
定位起作用的刀尖部(15)的所述第一切削刃(11)，以便所述第一切削刃(11)相对于所述金属工件(50)的所述旋转轴线(A3)形成的角度小于所述第二切削刃(12)相对于所述金属工件(50)的所述旋转轴线(A3)形成的角度，
将所述刀具主体(2)的所述纵向轴线(A2)定位成垂直于所述金属工件(50)的所述旋转轴线(A3)，以及
使所述车削刀片(1)在平行于所述旋转轴线(A3)的方向(F1)上移动，以便所述第一切削刃起作用并且在所述车削刀片(1)的移动方向上位于生成表面的所述刀尖切削刃(10)的前方，以便所述第四切削刃(61)以10-45°的进入角(κ1)起作用，以便所述第三凸形切削刃(60)和所述第四切削刃(61)的最低点起作用，并且以便形成圆柱形表面(53)。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：将所述刀尖切削刃(10)定位成距离所述刀具主体(2)的所述纵向轴线(A2)的距离大于所述车削刀具(3)的所有其它部分距离所述刀具主体(2)的所述纵向轴线(A2)的距离。
14.根据权利要求12或13中的任一项所述的方法，还包括从以下材料组中的任一组选择金属工件(50)的材料的步骤：
a)具有最大0.20重量％的碳含量的钢，
b)钛，或
c)镍含量至少为40重量％的耐热超级合金。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的方法，所述方法还包括提供计算机化数控车床的步骤，
并且其中，所述刀具主体(2)的移动和所述金属工件(50)的旋转由所述计算机化数控车床控制。
16.一种计算机程序，所述计算机程序具有指令，所述指令在由计算机化数控车床执行时使所述计算机化数控车床执行根据权利要求15所述的方法。
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