CN112041105A - 车削刀片 - Google Patents

Abstract

一种车削刀片(1)包括顶表面(8)、相反的底表面(9)，其中基准平面(RP)被定位成平行于所述顶表面(8)和底表面(9)并且被定位在所述顶表面(8)和底表面(9)之间。刀尖部分(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)将所述第一切削刃(11)和第二切削刃(12)连接起来。所述第一切削刃(11)和第二切削刃(12)相对于彼此形成71°至85°的刀尖角(α)。所述刀尖部分(15)包括邻近所述第一切削刃(11)的第三凸形切削刃(60)和邻近所述第三凸形切削刃(60)的第四切削刃(61)。所述第四切削刃(61)相对于二等分线形成10°至30°的角度(β)。从所述第四切削刃(61)的至少一部分到所述基准平面(RP)的距离随着距所述刀尖切削刃(10)的距离增加而增加。第二突起(44)布置在所述刀尖切削刃(10)和第一突起(30)之间。

Description

车削刀片

技术领域

本发明属于金属切削技术领域。更具体地是，本发明属于在机床(诸如CNC机床)中用于金属切削的车削刀片的领域。

背景技术

本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的车削刀片。换句话说，本发明涉及一种车削刀片，该车削刀片包括：顶表面；相反的底表面，其中基准平面被定位成平行于顶表面和底表面并且被定位在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，该侧表面将顶表面和底表面连接起来；刀尖部分，该刀尖部分包括凸形刀尖切削刃、第一切削刃和第二切削刃，其中刀尖切削刃将第一切削刃和第二切削刃连接起来，其中，在俯视图中，第一切削刃和第二切削刃相对于彼此形成71°至85°的刀尖角，其中二等分线从第一切削刃和第二切削刃等距延伸，其中刀尖部分包括邻近第一切削刃的第三凸形切削刃和邻近第三凸形切削刃的第四切削刃，其中在俯视图中，第四切削刃相对于二等分线形成10°至30°的角度，其中二等分线在刀尖切削刃中心点处与刀尖切削刃相交，其中第三凸形切削刃和第四切削刃通过第一过渡点连接起来，其中第一切削刃和第三凸形切削刃通过第二过渡点连接起来，其中顶表面包括第一突起，其中第一突起包括面向第四切削刃的第一断屑器壁，并且其中第一断屑器壁布置在上边界线和下边界线之间。

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。金属工件在一个端部处由卡盘或夹爪或由其它装置(该装置旋转)夹持。工件的被夹持的端部可以称为夹持端或驱动端。为了稳定夹持，金属工件的夹持端或驱动端具有比金属工件的相对端大的直径，并且/或者位于夹持端和相对端之间的金属工件的一部分具有大的直径。替代性地是，金属工件在加工(即金属切削)操作之前具有恒定的直径。车削刀片相对于金属工件移动。这种相对移动称为进刀。车削刀片的移动可以在平行于金属工件的中心轴线的方向上，这通常称为纵向进刀或轴向进刀。车削刀片的移动还可以在垂直于金属工件的中心轴线的方向上，这通常被称为径向进刀或刨削(facing)。其它移动角度也是可能的。这种车削通常被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以切屑的形式被去除。切屑优选地是短的并且/或者具有防止切屑堵塞的形状或移动方向并且/或者不会呈现出加工出来的表面的不良的表面光洁度。

EP3153261A1中的车削刀片旨在克服在金属工件中加工外部90°的角部时的缺点。所述车削刀片可以用于轴向车削(纵向车削)，即车削刀片的移动在平行于金属工件的中心轴线的方向上的情况。所述车削刀片呈现出良好的刀具寿命。

发明内容

发明人已经发现，在特定切削条件下，切屑控制和/或切屑断裂可以在纵向车削中进一步得到改善。

特别地是，存在以低(<45°)进入角度和以低切削深度和/或以低进刀速度进行的纵向车削时改善切屑控制和/或切屑断裂的需要。所述需求在工件材料的断屑性能较低时(诸如在工件材料是例如低碳(最大0.20重量％的碳含量)钢(诸如根据EN 10025-2:2004的S355J2)时)尤其存在。

本发明的目的是在以上描述的各方面中的至少一些方面中提供改进。这是通过上述车削刀片实现的，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刀尖切削刃的距离增加而增加，其中第二突起布置在刀尖切削刃和第一突起之间，其中第二突起与二等分线相交，其中第二突起包括第二断屑器壁，并且其中从第二断屑器壁到基准平面的距离比从第一断屑器壁的上边界线到基准平面的距离短。

通过这种刀片，发明人已经发现刀片磨损较低，因为车削刀片可以在纵向车削时以低(<45°)进入角使用。相对较大的刀尖角度呈现出刀尖切削刃处的减小的刀片磨损。刀尖角足够小，小于或等于85°，使得可以加工出90°的角部。

发明人已经发现，通过在这种条件下使用上述车削刀片，切屑断裂令人惊讶地是得到显著改善，尤其是在高达1.0mm的切削深度下和/或在0.4至0.7mm/转的进刀速度下，并且/或者尤其是当工件是具有最大0.20重量％的碳含量的钢时，并且/或者在第四切削刃在15°至35°的进入角度(优选地是20至30°的进入角度)下起作用的情况下。

通过这种刀片，发明人已经发现刀片磨损较低，因为车削刀片可以在纵向车削时以低(<45°)进入角使用。相对较大的刀尖角度呈现出刀尖切削刃处的减小的刀片磨损。刀尖角足够小，小于或等于85°，使得可以加工出90°的角部。

顶表面包括前刀面。底表面包括坐置表面。换句话说，底表面的至少一部分被布置成与刀具本体的坐置表面或位于刀具本体的刀座中的垫片接触。基准平面以这样的方式处在顶表面和底表面之间的中间，即，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是相同的或者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使用。

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。通过这种车削刀片(其是正的车削刀片)，改善了可接近性，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，例如呈一个或多个凹槽或脊部的形式。

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的部分，换句话说，刀尖切削刃是切削刀片的定位成距中心轴线的距离最大的那一部分。刀尖部分是切削刀片的外围部分，其中前刀面形成在第一刀尖切削刃、第二刀尖切削刃和刀尖切削刃之间的顶表面上。刀尖切削刃具有圆弧的或圆的一部分的形状，其圆心在第一切削刃和第二切削刃之间，其中优选地是，该圆具有0.2至2.0mm的半径。换句话说，刀尖切削刃优选地是曲率半径为0.2至2.0mm的凸形切削刃。71°至85°的刀尖角呈现出如下优点，即：90°的角部(即两个壁表面相互垂直)可以用车削刀片的一个刀尖部分加工出来，而无需车削刀片的任何重新定向。替代性地是，71°至85°的刀尖角等于具有71°至85°的角度的圆弧的形状的刀尖切削刃。刀尖切削刃可以具有轻微偏离完美的圆弧的形状。

优选地是，在俯视图中，第三切削刃的曲率半径大于刀尖切削刃的曲率半径。

俯视图是顶表面面向观察者而底表面背对观察者的视图。第一切削刃和第二切削刃在俯视图中优选地是直的。如果第一切削刃和第二切削刃不是直的，例如轻微凸形、轻微凹形或锯齿形形状，则分别使用第一切削刃和第二切削刃的端点之间的直线来测量角度。

通过这种车削刀片，切削力方向和/或切屑流方向将较少地依赖于切削深度，即切削的深度。

在这种情形下，大于200mm的凹形或凸形曲率半径被认为是直的或线性的。如果第一切削刃、第二切削刃和第四切削刃中的任何一个切削刃均具有大于200mm的曲率半径，则这个曲率半径比第三切削刃的曲率半径大得多，或者大10倍以上。

优选地是，第四切削刃在俯视图中具有4至25mm(甚至更优选地为6至10mm)的长度。在俯视图中，第四切削刃的长度比第一切削刃的长度大，优选地是3至7倍大，甚至更优选地是4至5倍大。

在俯视图中，第四切削刃优选地是直的或线性的。

在俯视图中，沿着垂直于二等分线并与中心轴线相交的线测量的车削刀片具有8至20mm(更优选地为9至13mm)的宽度。

第一切削刃和第二切削刃优选地是具有0.5至20.0mm的长度，甚至更优选地是具有1.0至3.0mm的长度。在侧视图中，第四切削刃的至少一部分(优选地是大于50％，甚至更优选地是大于90％)远离底表面和基准平面相对于刀尖切削刃倾斜。第四切削刃优选地是相对于基准平面形成在1°至5°的范围内的角度。

刀尖部分优选地是关于二等分线对称或基本对称。

第一突起比顶表面的周围部分远离基准平面延伸得更远。第一突起优选地是具有沿着二等分线的延伸部。第一突起与刀尖切削刃、第一切削刃、第二切削刃、第三切削刃和第四切削刃间隔开。

第二突起远离基准平面突出。第二突起可以与第一突起间隔开或者连接到第一突起。第二突起与刀尖切削刃间隔开。

第二突起优选地是关于二等分线对称布置。

第二突起包括相对于基准平面倾斜的第二断屑器壁。

在俯视图中，第二突起优选地是椭圆形或大致椭圆形的。

优选地是，在俯视图中，沿着二等分线从刀尖切削刃中心点到沿着二等分线的第二突起的最高点的距离为0.8至1.3mm，甚至更优选地为0.9至1.2mm。

优选地是，车削刀片包括第二刀尖部分，该第二刀尖部分包括另外的刀尖切削刃。在这种情况下，所有刀尖切削刃优选地是均位于平行于基准平面的公共平面中。

优选地是，每个刀尖部分恰好包括一个第二突起。

优选地是，没有突起位于第一突起与第三切削刃和第四切削刃之间。

切削刃是车削刀片的与前刀面和间隙表面接界的边缘。

车削刀片用于金属切削，并且由耐磨材料(诸如优选地是硬质合金)制成或包括耐磨材料。可替选地是，车削刀片可以包括耐磨材料，诸如金属陶瓷、立方氮化硼(CBN)、多晶金刚石(PCD)。

根据实施例，第一断屑器壁相对于基准平面形成的角度远离二等分线增加。

通过这种车削刀片，切屑断裂得到改善，尤其是在高达1.0mm的切削深度下。

优选地是，所述角度远离二等分线逐渐增加。

根据实施例，在侧视图中，从刀尖切削刃中心点到第一断屑器壁的距离大于从第二过渡点到第一断屑器壁的距离，其中第一提及的所述距离是沿着平行于基准平面并与刀尖切削刃中心点相交的第一线测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在刀尖切削刃中心点处相切的切削刃，其中第一提及的所述距离是1.3至2.3mm，其中第二提及的所述距离是沿着平行于基准平面并与第二过渡点相交的第二线测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在第二过渡点处相切的切削刃，并且其中第二提及的所述距离是0.7至1.3mm。

通过这种车削刀片，断屑被进一步改善。

根据实施例，第一断屑器壁相对于基准平面在第一线处形成的角度为15°至25°。

通过这种车削刀片，断屑被进一步改善。

根据实施例，在侧视图中，从第二过渡点到第一断屑器壁的距离大于从第一过渡点到第一断屑器壁的距离，其中第一提及的所述距离是沿着平行于基准平面并与第二过渡点相交的第二线测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在第二过渡点处相切的切削刃，其中第二提及的所述距离是沿着平行于基准平面并与第一过渡点相交的第三线测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在第一过渡点处相切的切削刃，并且其中第二提及的所述距离是。

根据实施例，第一断屑器壁相对于基准平面在第二线处形成的角度为23°至35°。

通过这种车削刀片，断屑被进一步改善。

根据实施例，第一断屑器壁相对于基准平面在第三线处形成的角度为30°至40°。

通过这种车削刀片，断屑被进一步改善。

根据实施例，在侧视图中，从刀尖切削刃中心点到第二断屑器壁的距离比从第一过渡点到第一断屑器壁的距离短，其中第一提及的所述距离是沿着平行于基准平面并与第二过渡点相交的第一线测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在第二过渡点处相切的切削刃，并且其中第二提及的所述距离是沿着平行于基准平面并且与第一过渡点相交的第三线测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在第一过渡点处相切的切削刃。

通过这种车削刀片，断屑被进一步改善。

根据实施例，俯视图中的第二突起在垂直于或基本垂直于二等分线的方向上伸长。

通过这种车削刀片，断屑被进一步改善。

根据实施例，顶表面包括在其内边界线和切削刃部分之间延伸的刃带表面，其中刃带表面形成6°至16°的恒定或基本恒定的正的刀前角。

通过这种车削刀片，断屑被进一步改善。通过这种车削刀片，切削力减小。

换句话说，车削刀片包括正的刀前角，该正的刀前角优选地是在6°至16°的范围内。换句话说，优选地是，顶表面从切削刃朝向下边界线向下(即朝向基准平面)倾斜。

优选地是，在俯视图中，刃带表面的宽度沿着刀尖切削刃小于沿着第三凸形切削刃，其中所述刃带表面的宽度是从其内边界线到相应的切削刃并垂直于相应的切削刃测量的。

优选地是，沿着二等分线，第二突起在刃带表面的内边界线和第一断屑器壁的下边界线之间远离基准平面突出。

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刀尖切削刃的距离增加而减小，其中在侧视图中，第三切削刃和第四切削刃的最低点是第一过渡点、或者距第一过渡点1.00mm内的点，其中上边界线和下边界线之间的距离远离刀尖切削刃减小，其中所述距离是在俯视图中垂直于第四切削刃测量的，其中从第一切削刃到基准平面的距离随着距刀尖切削刃的距离增加而减小。

通过这种车削刀片，断屑得到进一步改善，尤其是在高达0.7mm的切削深度下。

优选地是，第三切削刃相对于基准平面形成1°至6°的角度。

优选地是，从基准平面到第三切削刃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至0.2mm。换句话说，在侧视图中，第三切削刃和第四切削刃中的每一个切削刃均从过渡点向上倾斜，或者从过渡点的附近(即距过渡点1.00mm内)的点向上倾斜。

从第一切削刃到基准平面的距离随着距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以如下方式变化，即：使得这个距离随着距刀尖切削刃的距离增加而减小。换句话说，在侧视图中，第一切削刃向基准平面倾斜。换句话说，刀尖切削刃相比于第一切削刃的至少大部分位于距基准平面更大的距离处。

优选地是，第一切削刃相对于基准平面形成1°至6°的角度。

根据实施例，车削刀片包括第二刀尖部分，并且其中在俯视图中，车削刀片是120°或180°对称的或基本上120°或180°对称的，并且其中刀尖部分关于二等分线是对称的或基本上对称的。

车削刀片是120°或180°对称的，换句话说，如果车削刀片围绕中心轴线A1旋转120°或180°，则车削刀片是相同的。换句话说，至少两个相对的刀尖是相同的。

因此，每个刀尖部分关于二等分线对称，即每个刀尖部分具有在垂直于基准平面并且包括二等分线的平面中呈镜像的形状。换句话说，位于二等分线的一侧上的刀尖部分的一半是位于二等分线的相反一侧上的刀尖部分的另一半的镜像形状。这种意义上的对称是指切削刃的形状和延伸以及顶表面的形貌，例如断屑器结构。

根据实施例，车削刀具包括车削刀片和刀具本体，其中刀具本体包括：前端；相反的后端；主延伸部，该主延伸部沿着纵向轴线从前端延伸到后端；刀片座，该刀片座形成在前端中，车削刀片可安装在该刀片座中，使得在俯视图中，从起作用的刀尖部分的第四切削刃到刀具本体的纵向轴线的距离比从起作用的刀尖部分的第二切削刃到刀具本体的纵向轴线的距离短，其中起作用的刀尖部分的二等分线相对于纵向轴线A2形成40°至50°的角度。

通过这种车削刀具，当车削刀具在垂直于刀具本体的纵向轴线并且平行于金属工件的旋转轴线的方向上移动时，性能被进一步提高。如果进入角度小于10°，切屑的宽度将会太宽，从而导致不良的切屑控制，并且振动的风险将会增加。而且，更小的切削深度是可能的。如果进入角度超过45°，则刀片磨损将会增加。

起作用的刀尖部分(即处于起作用位置中的刀尖部分)是如下的刀尖部分，该刀尖部分在安装状态下包括刀尖切削刃，该刀尖切削刃在俯视图中是车削刀片的相对于刀具本体的后端并且相对于刀具本体的纵向轴线最远侧的那一部分。起作用的刀尖部分的第一切削刃相对于刀具本体的纵向轴线形成的角度大于该起作用的刀尖部分的第二切削刃相对于刀具本体的纵向轴线形成的角度。起作用的刀尖部分的第四切削刃相对于刀具本体的纵向轴线形成的角度大于该起作用的刀尖部分的第二切削刃相对于刀具本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相对于刀具本体的纵向轴线垂直或基本垂直，或者在距垂直的+/-20°内。刀具本体的刀片座是可供车削刀片安装在其中的开口腔或切口。用于安装刀片的装置的示例包括螺钉和顶部夹具。刀具本体的后端是刀具本体的位于距起作用的刀尖切削刃距离最远的那一部分。刀具本体的后端安装或连接到机床，诸如车削车床，优选地为计算机数控(CNC)车床。

根据实施例，一种用于在金属工件上生成圆柱形表面的方法包括以下步骤：提供车削刀具；绕旋转轴线旋转金属工件；定位起作用的刀尖部分的第一切削刃，使得第一切削刃相对于金属工件的旋转轴线形成的角度小于由第二切削刃相对于金属工件的旋转轴线形成的角度；垂直于金属工件的旋转轴线定位刀具本体的纵向轴线；以及在平行于旋转轴线的方向上移动车削刀片，使得第一切削刃起作用并且在车削刀片的移动方向上处在生成表面的刀尖切削刃前方，使得第四切削刃在10°至45°的进入角下起作用，使得第三切削刃和第四切削刃的最低点是起作用的，并且使得形成圆柱形表面。

通过这种方法，先前或随后的加工步骤可以是外刨削(out-facing)的形式，使得第二切削刃是起作用的。

换句话说，当车削刀具在垂直于刀具本体的纵向轴线A2的方向上移动时，第四切削刃形成10°至45°的进入角，甚至更优选地是20°至30°的进入角。

圆柱形表面是如下的表面，该表面具有沿着金属工件的旋转轴线的延伸部，并且被定位成距金属工件的旋转轴线恒定的距离。恒定距离是指其中波高小于0.10mm的波状表面。起作用的刀尖部分是这样的刀尖部分，该刀尖部分被定位成使得在切削期间，刀尖部分包括从金属工件切削切屑的至少一个切削刃。在车削刀片包括多于一个刀尖部分的情况下，起作用的刀尖部分被定位成比任何其它刀尖部分都更靠近金属工件的旋转轴线并且更靠近金属工件的第一端。第四切削刃是起作用的意味着第四切削刃从金属工件上切削切屑。第一切削刃是起作用的。进一步，邻近起作用的第一切削刃的刀尖切削刃的一部分是起作用的。形成在与第一切削刃相同的刀尖部分上的第二切削刃在第一切削刃是起作用的同时是不起作用的。车削刀片的移动通常被称为进刀，在这种情况下被称为轴向进刀。轴向进刀优选地是在远离工件的端部的方向上，该工件的该端部由夹持装置(诸如，例如卡盘或夹爪)夹持。

该方法优选地是还包括将切削速度设置在30至1000m/分钟的范围内，优选地是在40至800m/分钟的范围内的步骤。

优选地是，该方法包括另外的步骤：将第一切削刃布置成使得其形成2.5°至7.5°的进入角，甚至更优选地是4°至6°的进入角。

优选地是，该方法包括另外的步骤：将圆柱形表面和过渡点之间的径向距离设置在0.4至2.0mm的范围内，甚至更优选地是0.4至1.0mm的范围内。

优选地是，该方法还包括另外的步骤：将刀尖切削刃定位为相比于车削道具的所有其它部分距刀具本体的纵向轴线的距离更远。

根据实施例，该方法包括另外的步骤：将工件材料(50)选择为具有最大0.20重量％的碳含量的钢，以及选择切削数据，使得进刀速率为0.4至0.7mm/转，并且/或者，切削深度小于或等于1.0mm。

通过这种方法，断屑方面的改善尤其显著。

优选地是，进刀速率为0.4至0.7mm/转，并且切削深度小于或等于0.1至0.8mm。

附图说明

现在将通过对本发明的实施例的描述并通过参考附图来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是示出图1中的车削刀片的第二透视图。

图3是图1中的车削刀片的俯视图。

图4是图1中的车削刀片的在由图3中的箭头A指示的方向上截取的侧视图。

图5是图1中的车削刀片的俯视图。

图6是沿图5中的线B-B截取的横截面的局部放大视图。

图7是沿图5中的线D-D截取的横截面的局部放大视图。

图8是沿图5中的线C-C截取的横截面的局部放大视图。

图9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10是来自使用已知车削刀片进行车削的切屑图。

图11是来自使用根据第一实施例的车削刀片进行车削的切屑图。

所有车削刀片的图均已按比例绘制。

具体实施方式

现在注意图1至图9，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并且被定位在该顶表面8和底表面9之间。顶表面8是前刀面或包括前刀面。底表面9作为坐置表面起作用。

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上具有开口的螺钉孔与中心轴线A1同心。

侧表面13将顶表面8和底表面9连接起来。刀尖部分15包括凸形刀尖切削刃10、第一切削刃11和第二切削刃12。刀尖切削刃10将第一切削刃11和第二切削刃12连接起来。在俯视图中，如图2中所见，相同刀尖部分15上的第一切削刃11和第二切削刃12相对于彼此形成71°至85°的刀尖角α，图2中的该刀尖角α为80°。

在俯视图中，除了作为第二刀尖部分15’的一部分的那个刀尖切削刃之外，作为刀尖部分的一部分的刀尖切削刃10被定位成距中心轴线A1的距离最大(即，相比于车削刀片的所有其它部分被定位成距中心轴线A1的距离更大)。

在俯视图中，分别与第一切削刃11和第二切削刃12重合的假想线会聚在处于车削刀片1之外的点处。二等分线7从第一切削刃11和第二切削刃12等距离延伸。二等分线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。

刀尖部分15包括邻近第一切削刃11的第三凸形切削刃60和邻近第三凸形切削刃60的第四切削刃61。在俯视图中，如图3中，第四切削刃61相对于二等分线7形成10°至30°的角度β。第三凸形切削刃60和第四切削刃61通过第一过渡点20连接起来。

根据第一实施例的车削刀片1是单面车削刀片，或者正车削刀片。侧表面13包括间隙表面，这些间隙表面从顶表面8到底表面9向内逐渐渐缩。间隙表面布置结构的优点在于，可以在小的金属工件直径下进行外刨削，并且在外刨削中可以进行更大深度的切削。

如例如图4中所见，从第四切削刃61的至少一部分到基准平面RP的距离随着距刀尖切削刃10的距离增加而增加。从第三凸形切削刃60的至少一部分到基准平面RP的距离随着距刀尖切削刃10的距离增加而减小。在如图4中可见的侧视图中，第三切削刃60和第四切削刃61的最低点是第一过渡点20，或者距第一过渡点20 1.00内的点。从第一切削刃11到基准平面RP的距离随着距刀尖切削刃10的距离增加而减小。

如例如图3中所见，顶表面8包括第一突起30。第一突起30包括面向第四切削刃61的第一断屑器壁34。第一断屑器壁34布置在上边界线21和下边界线22之间。

第一突起30的顶表面是平坦的并且平行于基准平面RP。第一突起30是车削刀片1的顶表面8的位于距基准平面RP的距离最大的那一部分。

如例如图5中所见，上边界线21和第四切削刃61之间的距离D1远离刀尖切削刃10减小，其中所述距离D1是在垂直于基准平面RP且垂直于第四切削刃61的平面中测量的。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0.3至0.5mm的最大值减小到0.0至0.1mm的最小值。

车削刀片1包括刀尖部分15和相反的第二刀尖部分15’。换句话说，车削刀片包括绕车削刀片1的中心轴线A1相对于彼此形成180°的两个相反且相同或基本相同的刀尖部分15、15’。因此，在如例如图3中所见的俯视图中，车削刀片1是180°对称的。第一切削刃11、第二切削刃12和第四切削刃61是线性的或直的，或者基本上是线性的或直的。刀尖部分15关于二等分线7对称。此外，如例如图3中所见，第三切削刃60的曲率半径大于刀尖切削刃10的曲率半径。

在诸如在图4中所见的侧视图中，第四切削刃61向上倾斜，使得第四切削刃61具有其更靠近刀尖切削刃10的最低点。换句话说，从第四切削刃61到基准平面RP的距离以如下方式变化，即：使得该距离随着距刀尖切削刃10的距离增加而增加。

此外，第一切削刃10、第二切削刃11和第三切削刃60在侧视图中向下倾斜，即在与第四切削刃61相比相反的方向上向下倾斜，使得相对于底表面9，刀尖切削刃10比第一切削刃11和第二切削刃12更远，而该第一切削刃11和第二切削刃12又比第三切削刃60更远。在这种情景中，切削刃比另一切削刃更远是指所述切削刃的相应的中点。

二等分线7从每对第一切削刃11和第二切削刃12等距延伸。每个二等分线7与中心轴线A1相交，并且二等分线7在共同的方向上延伸。

如例如图1中所见，第二突起44布置在刀尖切削刃10和第一突起30之间。第二突起44与二等分线7相交。第二突起44包括第二断屑器壁35。

在如例如图3中所示的俯视图中，第二突起44在垂直于或基本垂直于二等分线7的方向上伸长，并且是椭圆形形状的或基本椭圆形形状的。

如图6中所见，从第二断屑器壁44到基准平面RP的距离比从第一断屑器壁34的上边界线21到基准平面RP的距离短。

在如例如图3中所见的俯视图中，第一切削刃11、第二切削刃12和第四切削刃61是线性的或直的或基本线性的或直的，并且第三切削刃60的曲率半径大于刀尖切削刃10的曲率半径。

图5示出了分别与刀尖切削刃中心点52、第二过渡点53和第一过渡点20相交并相切的线B-B、D-D和C-C。

图6示出了沿图5中的线B-B(二等分线7)截取的横截面，其中第一线46与刀尖切削刃中心点52相交。图7示出了沿着图5中的线D-D截取的横截面，其中第二线47与第二过渡点53相交。图8示出了沿图5中的线C-C截取的横截面，其中第三线48与第一过渡点20相交。

如图6至图8中所见，第一断屑器壁34相对于基准平面RP形成的角度γ、δ、ε在远离二等分线7的方向上增加。

如图6和图7中所见，沿着第一线46从刀尖切削刃中心点52到第一断屑器壁34的距离40大于沿着第二线47从第二过渡点53到第一断屑器壁34的距离41。第一提及的所述距离40是1.3至2.3mm，更准确地说是1.8mm。第二提及的所述距离41是0.7至1.3mm，更准确地说是1.0mm。

如图6中所见，第一断屑器壁34相对于基准平面RP在第一线46处形成的角度γ是15°至25°，更准确地说是30°。

图6至图8中的第一线46、第二线47和第三线48各自平行于基准平面RP。

如图7和图8中所见，沿着第二线47从第二过渡点53到第一断屑器壁34的距离41大于沿着第三线48从第一过渡点20到第一断屑器壁34的距离42。第二提及的所述距离42是0.6至1.2mm，更准确地说是0.9mm。

如图7中所见，第一断屑器壁34相对于基准平面RP在第二线47处形成的角度δ是23°至35°，更准确地说是29°。

如图8中所见，第一断屑器壁34相对于基准平面RP在第三线48处形成的角度ε是30°至40°，更准确地说是35°。

如图6和图8中所见，沿着第一线46从刀尖切削刃中心点52到第二断屑器壁35的距离43比沿着第三线48从第一过渡点20到第一断屑器壁34的距离42短。第一提及的所述距离43是0.5至1.1mm，更准确地说是0.8mm。

如例如图3中所见，顶表面8包括在其内边界线55和切削刃部分10、11、12、60、61之间延伸的刃带表面45。如图8中所见，刃带表面45形成恒定或基本恒定的正的刀前角λ，该刀前角为6°至16°，更准确地说为11°。

在图9中，示出了包括根据第一实施例的车削刀片1和刀具本体2的车削刀具3。刀具本体由钢制成。刀具本体2包括前端44和相反的后端(未示出)。刀具本体2的主要延伸部沿着纵向轴线A2从前端44延伸到后端。刀片座4形成在前端44中。车削刀片1被安装或可安装在刀片座4中，使得在如图9中所示的俯视图中，从起作用的刀尖部分15的第四切削刃61到刀具本体的纵向轴线A2的距离比从起作用的刀尖部分15的第二切削刃12到刀具本体的纵向轴线A2的距离短。如图9中所见，一个刀尖部分15(其被定位成比相反的不起作用的刀尖部分15’更靠近旋转轴线A3)是起作用的。起作用是指刀尖部分被放置成使得其可以用于从金属工件50切削切屑。

起作用的刀尖部分15的二等分线7相对于纵向轴线A2形成在40°至50°范围内的角度θ。

从起作用的刀尖部分15的第四切削刃61到刀具本体的纵向轴线A2的距离比从同一起作用的刀尖部分15的第二切削刃12到刀具本体2的纵向轴线A2的距离短。

在俯视图中观看，车削刀片1通过螺钉(未示出)牢固地且可移除地夹紧在刀具本体2中的刀片座4或凹座中，该螺钉具有与车削刀片1的中心轴线A1重合或基本重合的中心轴线。

刀具本体2可以至少部分地呈正方形柄的形式，该正方形柄在横截面方面在垂直于纵向轴线A2的平面中是正方形形状的。正方形的边可以具有例如25mm的长度。替代性地是，刀具本体在横截面方面可以是矩形的。替代性地是，刀具本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变化。纵向轴线A2位于这个横截面的中心处。刀具本体可以具有包括例如适合于被夹持在CNC机床的刀具主轴中的基本锥形或基本截头锥形或渐缩的后部部分的形状。在这种情况下，纵向轴线A2位于这个锥体的中心处。例如，刀具本体的后部部分可以按照ISO 26623来成形，或者以“CAPTO”为名而在本行业中已知的任何其它方式成形。

在图9中，示出了通过车削刀具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。起作用的刀尖部分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形成的角度小于由第二切削刃12相对于金属工件50的旋转轴线A3形成的角度。刀具本体2的纵向轴线A2以恒定的角度定位，该纵向轴线垂直于金属工件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，使得第一切削刃是起作用的并且在车削刀片1的移动方向上处在生成表面的刀尖切削刃10前方。第四切削刃61在10°至45°的进入角κ1下起作用，使得第三切削刃60和第四切削刃61的最低点是起作用的，并且使得形成圆柱形表面53。如图9中所见，第一过渡点20是起作用的。

刀尖切削刃10相比于车削刀具3的所有其它部分被定位成距刀具本体2的纵向轴线A2距离更大。通过这种布置结构，车削刀具3可以用于在垂直于和远离旋转轴线3的另一进刀方向上进行车削，而不需使纵向轴线A2相对于旋转轴线A3重新定向。

切削深度由圆柱形表面53和表面52之间距旋转轴线A3的距离上的差限定。表面52是金属工件50的将由车削刀具3以车削方法加工的那个表面。表面52可以是圆柱形或大致圆柱形的，从而导致恒定或大致恒定的切削深度。替代性地是，表面52可以具如下的到旋转轴线52的距离，该距离沿着旋转轴线变化，从而导致在该方法期间变化的切削深度。

在图9中朝向右的进刀方向F1平行于旋转轴线A3，并且优选地是远离金属工件50的被夹持到CNC车床的端部。金属工件50优选地是由夹持爪(未示出)夹持，这些夹持爪在一个第一端部处压靠于金属工件50的外表面，朝向图9中的左手侧。金属工件50的相反的第二端(朝向图9中的右手侧)优选地为自由端。

在所述进刀方向上，第四切削刃61在10°至45°(优选地是20°至40°，其在图6中为25°)的进入角κ1下起作用。第四切削刃61是所述进刀方向F1上的主切削刃，即至少在适度切削深度下，大部分的切屑被第四切削刃61切削。在较小程度上，第三切削刃60、第一切削刃11和刀尖切削刃10也是起作用的。第一切削刃11在所述进刀方向F1上处在刀尖切削刃10前方。车削刀片的所有部分在所述进刀方向F1上均处在起作用的刀尖切削刃10前方。形成在起作用的刀尖部分15上的第二切削刃11是不起作用的。

在轴向车削中，即在图9中示出的纵向车削方法中，切屑由第一切削刃11并且可能地是还有第三切削刃60和第四切削刃61卷曲并且/或者引导(这取决于切削深度以及刀尖切削刃10、第一断屑器壁34和第二断屑器壁44)，并且例如可以通过与切屑本身接触而被断裂。

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带有小波峰和波谷的波状形状，并且该波状形状至少部分地受到刀尖半径的曲率和进刀速率影响。波高小于0.10mm，优选地是小于0.05mm。在这个意义上，螺纹轮廓不是圆柱形表面53。

图9中示出的工件50优选地是由具有最大0.20重量％的碳含量的钢制成的。

现在请注意图10和图11，它们示出了来自于车削的切屑的照片。图10和图11之间的唯一区别是切屑的形状不同，并且图10是来自根据EP3153261A1(图11a至图11e)的车削刀片的切屑图，而图11是来自图1至图9中示出的第一实施例的车削刀片的切屑图。两个刀片在俯视图中在相反的刀尖切削刃之间均具有在24至26mm的范围内的距离。切屑图来自如图9中所示的车削，其中进入角κ1为25°。图10和图11中的轴线如下：x轴示出进刀速度；照片从左到右的进刀速度为0.3、0.5、0.7、1.0和1.2mm/转。y轴示出了切削深度；照片从下到上的切削深度为0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm和4.0mm。工件材料是根据标准EN 10025-2:2004指定为S355J2的低碳钢。如从切屑图中所见，图11中看到的来自根据第一实施例的车削刀片的切屑相比于图10中看到的已知车削刀片有改进(例如，更短的切屑)，尤其是在0.4至0.7mm/转的范围内的进刀速度下，并且尤其是在高达1.0mm的范围内的切削深度下。

图9中示出的车削方法优选使用计算机数控(CNC)车床来执行，其中刀具本体2的移动和金属工件50的旋转由计算机数控(CNC)车床来控制。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，这些指令当由计算机数控(CNC)车床运行时使得计算机数控车床执行如上所述并且/或者如图9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。替代性地是，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以如下方式是双面的或者可在倒置位置下使用，即：使得顶表面8和底表面9相同。顶表面8和底表面9的面积在大小方面相等。车削刀片关于基准平面镜像对称。车削刀片的侧表面沿着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分。所述车削刀片是120°对称的。换句话说，在俯视图中，如果围绕中心轴线旋转120°或240°，则车削刀片是相同的或基本相同的。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，作为第一切削刃11和第二切削刃12之间的角度的刀尖角α都为75°至85°，角度β都为10°至20°，并且俯视图中的刀尖切削刃10的曲率半径都小于第三切削刃的曲率半径。所有切削刃之间的过渡部是平滑的而没有尖锐的角部。通过具有相对较大的刀尖角α，刀尖切削刃10的强度增加，从而导致较少的磨损。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(2.5°至7.5°)，这呈现出第一切削刃的减小的磨损。通过具有刀尖切削刃10的相对较小的曲率半径，可以加工出部件上的小半径，并且车削刀片1可以用于加工更宽范围的形状。

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进行变化和修改。诸如顶、底的词应如技术人员所理解的那样进行解释。表述俯视图应被理解为如图3中所见的视图。

Claims (15)

1.一种车削刀片(1)，包括

顶表面(8)；

相反的底表面(9)，

其中基准平面(RP)被定位成平行于所述顶表面(8)和所述底表面(9)并且被定位在所述顶表面(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(13)将所述顶表面(8)和所述底表面(9)连接起来，

刀尖部分(15)，所述刀尖部分(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)将所述第一切削刃和所述第二切削刃(11，12)连接起来，

其中在俯视图中，所述第一切削刃和所述第二切削刃(11，12)相对于彼此形成71°至85°的刀尖角(α)，

其中二等分线(7)从所述第一切削刃(11)和所述第二切削刃(12)等距延伸，

其中所述刀尖部分(15)包括邻近所述第一切削刃(11)的第三凸形切削刃(60)和邻近所述第三凸形切削刃(60)的第四切削刃(61)，

其中在俯视图中，所述第四切削刃(61)相对于所述二等分线(7)形成10°至30°的角度(β)，

其中所述二等分线(7)在刀尖切削刃中心点(52)处与所述刀尖切削刃(10)相交，

其中所述第三凸形切削刃(60)和所述第四切削刃(61)通过第一过渡点(20)连接起来，

其中所述第一切削刃(11)和所述第三凸形切削刃(60)通过第二过渡点(53)连接起来，

其中所述顶表面(8)包括第一突起(30)，

其中所述第一突起(30)包括面向所述第四切削刃(61)的第一断屑器壁(34)，

其中所述第一断屑器壁(34)被布置在上边界线(21)和下边界线(22)之间，

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)的距离随着距所述刀尖切削刃(10)的距离增加而增加，

其中第二突起(44)被布置在所述刀尖切削刃(10)和所述第一突起(30)之间，

其中所述第二突起(44)与所述二等分线(7)相交，

其中所述第二突起(44)包括第二断屑器壁(35)，

其中从所述第二断屑器壁(44)到所述基准平面(RP)的距离比从所述第一断屑器壁(34)的所述上边界线(21)到所述基准平面(RP)的距离短。

2.根据权利要求1所述的车削刀片(1)，

其中所述第一断屑器壁(34)相对于所述基准平面(RP)形成的角度(γ，δ，ε)远离所述二等分线(7)增加。

3.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片(1)，

其中在侧视图中，从所述刀尖切削刃中心点(52)到所述第一断屑器壁(34)的距离(40)大于从所述第二过渡点(53)到所述第一断屑器壁(34)的距离(41)，

其中第一提及的所述距离(40)是沿着平行于所述基准平面(RP)并与所述刀尖切削刃中心点(52)相交的第一线(46)测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在所述刀尖切削刃中心点(52)处相切的切削刃，

其中第一提及的所述距离(40)是1.3至2.3mm，

其中第二提及的所述距离(41)是沿着平行于所述基准平面(RP)并与所述第二过渡点(53)相交的第二线(47)测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在所述第二过渡点(53)处相切的切削刃，

并且其中第二提及的所述距离(41)是0.7至1.3mm。

4.根据权利要求3所述的车削刀片(3)，

其中所述第一断屑器壁(34)相对于所述基准平面(RP)在所述第一线(46)处形成的角度(γ)为15°至25°。

5.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片(1)，

其中在侧视图中，从所述第二过渡点(53)到所述第一断屑器壁(34)的距离(41)大于从所述第一过渡点(20)到所述第一断屑器壁(34)的距离(42)，

其中第一提及的所述距离(41)是沿着平行于所述基准平面(RP)并与所述第二过渡点(53)相交的第二线(47)测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在所述第二过渡点(53)处相切的切削刃，

其中第二提及的所述距离(42)是沿着平行于所述基准平面(RP)并与所述第一过渡点(20)相交的第三线(48)测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在所述第一过渡点(20)处相切的切削刃，

并且其中第二提及的所述距离(42)是0.6至1.2mm。

6.根据权利要求5所述的车削刀片(5)，

其中所述第一断屑器壁(34)相对于所述基准平面(RP)在所述第二线(47)处形成的角度(δ)为23°至35°。

7.根据权利要求5或6所述的车削刀片(1)，

其中所述第一断屑器壁(34)相对于所述基准平面(RP)在所述第三线(48)处形成的角度(ε)为30°至40°。

8.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片(1)，

其中在侧视图中，从所述刀尖切削刃中心点(52)到所述第二断屑器壁(35)的距离(43)比从所述第一过渡点(20)到所述第一断屑器壁(34)的距离(42)短，

其中第一提及的所述距离(43)是沿着平行于所述基准平面(RP)并与所述第二过渡点(53)相交的第一线(46)测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在所述第二过渡点(53)处相切的切削刃，

并且其中第二提及的所述距离(42)是沿着平行于所述基准平面(RP)并与所述第一过渡点(20)相交的第三线(48)测量的，并且在俯视图中，该距离垂直于在所述第一过渡点(20)处相切的切削刃。

9.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片(1)，

其中在俯视图中的所述第二突起(44)在垂直于或基本垂直于所述二等分线(7)的方向上伸长。

10.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片(1)，

其中所述顶表面(8)包括在其内边界线(55)和所述切削刃部分(10，11，12，60，61)之间延伸的刃带表面(45)，

其中所述刃带表面(45)形成6°至16°的恒定或基本恒定的正的刀前角(λ)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片(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)的距离随着距所述刀尖切削刃(10)的距离增加而减小，

其中在侧视图中，所述第三切削刃和所述第四切削刃(60，61)的最低点是所述第一过渡点(20)，或者是距所述第一过渡点(20)1.00mm内的点，

其中所述上边界线和所述下边界线(21，22)之间的距离远离所述刀尖切削刃减小，

其中所述距离是在俯视图中垂直于所述第四切削刃(61)测量的，

其中从所述第一切削刃(11)到所述基准平面(RP)的距离随着距所述刀尖切削刃(10)的距离增加而减小。

12.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片(1)，

其中所述车削刀片(1)包括第二刀尖部分(15’)，并且其中在俯视图中，所述车削刀片(1)是120°或180°对称的或者基本上120°或180°对称的，

其中所述刀尖部分(15)关于所述二等分线(7)对称或基本对称。

13.一种车削刀具(3)，包括根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片(1)和刀具本体(2)，

所述刀具本体(2)包括：前端(44)；相反的后端；主延伸部，所述主延伸部沿着纵向轴线(A2)从所述前端(44)延伸到所述后端；刀片座(4)，所述刀片座(4)形成在所述前端(44)中，所述车削刀片(1)能够如下地安装在所述刀片座中，即，使得在俯视图中，从起作用的刀尖部分(15)的所述第四切削刃(61)到所述刀具本体的纵向轴线(A2)的距离比从起作用的刀尖部分(15)的所述第二切削刃(12)到所述刀具本体的纵向轴线(A2)的距离短，

其中所述起作用的刀尖部分(15)的所述二等分线(7)相对于所述纵向轴线A2形成40°至50°的角度(θ)。

14.一种在金属工件(50)上生成圆柱形表面(53)的方法，包括以下步骤：

提供根据权利要求13所述的车削刀具(3),

绕旋转轴线(A3)旋转所述金属工件(50)，

定位起作用的刀尖部分(15)的第一切削刃(11)，使得所述第一切削刃(11)相对于所述金属工件(50)的旋转轴线(A3)形成的角度比由第二切削刃(12)相对于所述金属工件(50)的旋转轴线(A3)形成的角度小，

垂直于所述金属工件(50)的旋转轴线(A3)定位所述刀具本体(2)的纵向轴线(A2)，

以及在平行于所述旋转轴线(A3)的方向(F1)上移动所述车削刀片(1)，使得所述第一切削刃是起作用的并且在所述车削刀片(1)的移动方向上处在生成表面的所述刀尖切削刃(10)前方，使得所述第四切削刃(61)在10°至45°的进入角(κ1)下起作用的，使得所述第三切削刃和所述第四切削刃(60，61)的最低点是起作用的，并且使得形成圆柱形表面(53)。

15.根据权利要求14所述的方法，包括如下的另外的步骤：将所述工件材料(50)选择为具有最大0.20重量％的碳含量的钢，

以及选择切削数据，使得进刀速率为0.4至0.7mm/转，并且/者切削深度小于或等于1.0mm。

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