CN113396026B - 用于金属切削的车削刀片 - Google Patents

Abstract

一种车削刀片(1)，包括顶表面(8)、相反的底表面(9)、连接所述顶表面(8)和所述底表面(9)的侧表面(13)、平行于所述顶表面(8)和所述底表面(9)且在所述顶表面(8)和所述底表面(9)之间定位的参考平面(RP)、垂直于所述参考平面(RP)延伸且与所述参考平面(RP)相交的中心轴线(A1)、围绕所述中心轴线(A1)对称地形成的三个刀尖部(15、15'、15")，每个刀尖部(15、15'、15”)都包括第一切削刃(11、11'、11”)、第二切削刃(12、12'、12”)和连接所述第一切削刃(11、11'、11”)和所述第二切削刃(12、12'、12”)的凸形刀尖切削刃(10、10'、10”)，其中在俯视图中，处于同一刀尖部(15)上的第一切削刃(11)和第二切削刃(12)相对于彼此形成25°至50°的刀尖角(α)，所述第一切削刃(11)包括第一子部分(111)和第二子部分(112)，其中从所述刀尖切削刃(10)到所述第一子部分(111)的距离比从所述刀尖切削刃(10)到所述第二子部分(112)的距离短，其中从所述第一子部分(111)到所述参考平面(RP)的距离随着距所述刀尖切削刃(10)的距离增加而减小，其中从所述第二子部分(112)到所述参考平面(RP)的距离随着距所述刀尖切削刃(10)的距离增加而增加，并且其中所述底表面(9)包括防旋转装置(40、40'、40"、41、42、43、44)。

Description

用于金属切削的车削刀片

技术领域

本发明属于金属切削的技术领域。更具体地是，本发明属于用于在诸如CNC机床的机床中进行金属切削的车削刀片的领域。

背景技术

本发明涉及根据本发明的车削刀片、包括这种车削刀片的车削刀具以及使用这种车削刀具加工金属工件的方法。换言之，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、连接该顶表面和该底表面的侧表面、平行于该顶表面和该底表面并且在该顶表面和该底表面之间定位的参考平面、垂直于该参考平面延伸并且与该参考平面相交的中心轴线、围绕该中心轴线对称地形成的三个刀尖部，每个刀尖部都包括第一切削刃、第二切削刃和连接该第一切削刃和该第二切削刃的凸形刀尖切削刃，其中在俯视图中，处于同一刀尖部上的第一切削刃和第二切削刃相对于彼此形成刀尖角。

在车削金属工件时，金属工件围绕中心轴线旋转。金属工件在一端处由可旋转的夹紧装置(诸如一个或多个卡盘或夹爪)夹紧。工件被夹紧的端可以称为夹紧端或驱动端。为了稳定夹紧，金属工件的夹紧端或驱动端的直径可以大于金属工件的相反端，并且/或者金属工件的位于夹紧端和相反端之间的一部分的直径更大。替代性地是，金属工件在加工(即金属切削操作)之前可以具有恒定的直径。车削刀片相对于金属工件移动。该相对运动称为进刀。车削刀片的运动方向可以平行于金属工件的中心轴线，这通常称为纵向进刀或轴向进刀。车削刀片的运动还可以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。其它运动角度或进刀方向也是可能的，这通常称为仿形或仿形车削。在仿形中，进刀具有轴向分量和径向分量两者。在车削刀片的相对运动期间，金属工件的材料以切屑的形式被去除。切屑优选地是较短的并且/或者具有防止切屑堵塞和/或不产生加工表面的不良表面光洁度的运动形状或方向。

可用于大范围进刀方向的车削刀片的常用形状是三角形车削刀片。这种刀片在俯视图中(即，朝向观察者的前刀面)具有三角形的形状，其中所有三条边的长度相等并且刀尖角为60°。三角形的拐角呈刀尖切削刃的形式，刀尖切削刃的曲率半径通常在0.2mm至2.0mm的范围内。根据ISO标准，这种车削刀片的示例通常被指定为TNMG和TCMT，并且通常至少部分地由涂覆或未涂覆的硬质合金或立方氮化硼(CBN)或陶瓷或金属陶瓷制成。

在径向车削中，进刀方向垂直于并朝向金属工件的旋转轴线。这被称为端面车削。虽然远离金属工件的旋转轴线的径向车削(也称为向外端面车削)在加工某些部件时可能是有利的，但使用常用车削刀片(诸如TNMG或TCMT)会带来缺点，诸如切屑控制不佳。

US4632608中的车削刀片旨在克服向外端面车削的缺点。该刀片包括三个刀尖部。在一个实施例中，刀尖部具有圆形形状。圆形切削刃的一部分是向外端面车削中的唯一起作用的切削刃。在另一实施例中，每个刀尖部的外围都由多个拱形部段组成，其中刀尖角为60°。对于该实施例，在向外端面车削中，笔直切削刃的一部分和凸形弯曲刀尖切削刃的一部分是向外端面车削中的唯一起作用的切削刃。US4632608中的车削刀片可以用于在金属工件中加工形成外部90°拐角的两个壁，其中距旋转轴线的距离较大的一个壁与旋转轴线垂直，而距旋转轴线的距离较小的一个圆筒形壁平行于旋转轴线，其中所述两个壁由圆形部段或弯曲部段连接起来。在该情况中，外部90°拐角是在金属工件的外部表面或外表面上或处形成的90°拐角，使得圆筒形壁或圆筒形表面背对旋转轴线。这与可以在与旋转轴线同心的孔内的内部表面或内表面上或处形成的任何拐角是不同的。

圆形或弯曲部段在包括旋转轴线的平面中的横截面呈弧形、四分之一圆的形状或与车削刀片的刀尖切削刃具有相同的曲率半径的大致圆形的四分之一的形状。圆形或弯曲部段可替代地是具有比车削刀片的刀尖切削刃大的曲率半径。更具体地是，在US4632608中，形成外部90°拐角的两个壁的加工是通过轴向车削操作和随后的向外端面车削操作进行的，其中起作用的刀尖部的同一部分在两个操作中都是起作用的。在上述轴向车削操作中，该操作是朝向金属工件的夹紧端并且朝向拐角的与金属工件的旋转轴线垂直的壁。

在EP3153260A1中，据说当车削刀片移近上述壁时，切屑控制降低，所述壁在距旋转轴线较大距离处垂直于旋转轴线延伸。

在EP3153260A1中，发现在金属工件中加工形成外部90°拐角的两个壁表面的替代性方法在刀片磨损和/或切屑断裂和/或切屑控制方面更有效，并且新的车削刀片与先前已知的车削刀片相比提供了进一步的改进。

发明内容

发明人已经发现可以改进EP3153260A1中的切屑断裂。

本发明的一个目的是提供一种包括三个刀尖部的车削刀片，该车削刀片适合于在金属工件中形成外部90°拐角的两个壁表面的经济加工，当以10°和45°之间的进入角进行加工时，该车削刀片改进了切屑断裂。

该目的通过最初限定的车削刀片实现，其特征在于，第一切削刃包括第一子部分和第二子部分，其中从刀尖切削刃到第一子部分的距离短于从刀尖切削刃到第二子部分的距离，其中从第一子部分到参考平面的距离随着距刀尖切削刃的距离增加而减小，其中从第二子部分到参考平面的距离随着距刀尖切削刃的距离增加而增加，并且其中底表面包括防旋转装置。

顶表面包括前刀面。底表面包括座置表面。参考平面平行于刀尖切削刃所定位的平面。刀尖切削刃优选地是位于距参考平面最大距离处的切削刃。刀尖切削刃位于距中心轴线相等距离处。中心轴线穿过刀片的几何中心。优选地是，中心轴线处于用于夹紧螺钉的贯通孔的中心。刀尖部围绕中心轴线对称地形成，即每个刀尖部相对于每个其它刀尖部都形成120°的角度。相对于车削刀片的中心而言，刀尖部是车削刀片的远端部分。在加工期间，一个刀尖部的至少一部分是起作用的，即与金属工件接触。每个刀尖部都包括至少与顶表面相邻或接界的切削刃。车削刀片可以是双面的或可翻转的，即底表面包括与顶表面相似或相同的一组切削刃。刀尖切削刃形成车削刀片的最远端部分，换言之，刀尖切削刃是切削刀片的位于距车削刀片的中心轴线的最大距离处的部分。刀尖部是切削刀片的外围部分，其中前刀面形成在第一切削刃、第二切削刃和刀尖切削刃之间的顶表面上或顶表面处。刀尖切削刃优选地是具有弧的形状或圆心在第一切削刃和第二切削刃之间的圆的一部分，其中该圆优选地是具有0.2mm至2.0mm的半径。替代性地是，刀尖切削刃可以具有椭圆弧的形状。替代性地是，刀尖切削刃可以具有一个或多个圆弧或椭圆弧以及直线部分的组合的形状，它们一起形成在俯视图中为凸形的刀尖切削刃。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优选在俯视图中是笔直的。如果第一切削刃和第二切削刃在俯视图中不是笔直的，诸如，例如略微凸形或略微凹形，则分别使用处于第一切削刃和第二切削刃的端点之间的直线来测量刀尖角。如果第一刃和第二刃略微凸形或略微凹形，则第一切削刃和第二切削刃的曲率半径比刀尖切削刃的曲率半径大5倍以上，优选大10倍以上。替代性地是，25°至50°的刀尖角等于具有25°至50°角的圆弧形状的刀尖切削刃。所有刀尖切削刃优选地是均位于平行于参考平面的公共平面中。切削刃是车削刀片的边缘，该边缘与前刀面和间隙表面(也称为退刀面)接界。刀尖切削刃的弧长比第一切削刃的长度和第二切削刃的长度两者都短。优选地是，车削刀片是单面的，使得顶表面的面积大于底表面的面积，其中顶面积和底面积两者都投影在参考平面RP上。车削刀片优选至少部分地由一块涂覆或未涂覆的烧结硬质合金或金属陶瓷制成。替代性地是，车削刀片可以至少部分地由立方氮化硼(CBN)、多晶金刚石(PCD)或陶瓷制成。车削刀片可借助于例如螺钉或夹具以可拆卸的方式安装在刀具本体中。优选地是，贯通孔在顶表面和底表面之间延伸。

优选地是，第一子部分以1°至5°的角度倾斜，甚至更优选地是以2°至4°的角度倾斜。第一子部分在侧视图中向下倾斜，即朝向参考平面倾斜，并且远离刀尖切削刃。优选地是，第二子部分以1°至5°的角度倾斜，甚至更优选以2°至4°的角度倾斜。第二子部分在侧视图中在远离刀尖切削刃的方向上向上倾斜，即远离参考平面倾斜。

优选地是，在俯视图中看，第一子部分的长度为1.0mm至6.0mm，甚至更优选为1.5mm至4.0mm。优选地是，在俯视图中看，第二子部分的长度为1.0mm至6.0mm，甚至更优选为1.5mm至4.0mm。优选地是，在俯视图中看，第一切削刃的长度为2.5mm至10.0mm。优选地是，在俯视图中看，第一切削刃的长度是两个刀尖切削刃之间距离的10％至40％。

底表面包括防旋转装置。通过这种车削刀片，当将车削刀片座置在刀具本体中时，沿相反方向的径向车削和/或沿相反方向的轴向车削得到改进。此外，刀片的座置得到改进，这减少了对侧表面用作接触表面的需要。由此，可以提高车削刀具在进刀方向方面的通用性。防旋转装置可以呈一个或多个脊部、凹槽、突起或空腔或这些特征的组合的形式。防旋转装置适合于通过与刀具本体中的相对应结构或座置于刀具本体中的垫板接触而相互作用，车削刀片可以可拆卸地夹紧在刀具本体或垫板中。防旋转装置防止或至少减少车削刀片围绕车削刀片的中心轴线在两个相反方向上的旋转或运动。

根据实施例，第一切削刃包括第三子部分，其中第三子部分处于第一子部分和第二子部分之间，其中第三子部分在侧视图中是凹形的。

根据实施例，在侧视图中，第三子部分是第一切削刃的最低部分。

换言之，从参考平面到第三子部分的距离小于从参考平面到第一切削刃的所有其它部分的距离。

根据实施例，防旋转装置呈三个凹槽的形式，每个凹槽的主延伸部都沿着位于相邻的第一切削刃和第二切削刃之间的平分线。

通过这种车削刀片，刀片可在同一刀片座中的三个位置转位。凹槽的定向相对于第一切削刃和第二切削刃对称地定向，使得在沿相反方向的轴向车削和沿相反方向的径向车削(端面车削和向外端面车削)中都有足够的防旋转。换言之，对于每个刀尖部，在同一刀尖部中，位于第一切削刃和第二切削刃之间的平分线具有与刀片的底表面中的凹槽的主延伸部相同的延伸部。因此，所有三个凹槽在朝向车削刀片的中心轴线的方向上都具有主延伸部。优选地是，当在参考平面垂直于观察者的视线的底视图中观察时，一对凹槽之间的所述角度为120°。

根据实施例，第一切削刃和第二切削刃在俯视图中是线性的或笔直的。

通过这种车削刀片，切削力方向和/或切屑流方向将较少依赖于切削的深度，即切口的深度。在该情况下，大于200mm的凹形或凸形曲率半径被认为是笔直的或线性的。

根据实施例，平分线与每一对第一切削刃和第二切削刃等距地延伸，并且其中每条平分线都与中心轴线相交，并且其中第一切削刃和第二切削刃在相应的侧视图中关于平分线对称或基本对称。

通过这种车削刀片，当在可能垂直的两个方向上进行加工时，减少了不起作用的刀尖切削刃干扰的风险。通过这种车削刀片，可以将刀片用于在相反端处被夹紧的金属工件。换言之，形成在同一刀尖部上或处的第一切削刃和第二切削刃位于距平分线相等距离处。因此，平分线位于第一切削刃和第二切削刃之间。第一切削刃和第二切削刃位于平分线的相反侧上或相反侧处。每条平分线相对于任何其它平分线形成120°的角度。每条平分线都与中心轴线相交。每条平分线与形成在与第一切削刃和第二切削刃相同的刀尖部上或处的刀尖切削刃的中心相交。

在相应的侧视图中，第一切削刃和第二切削刃关于平分线对称或基本对称。换言之，第一切削刃和第二切削刃关于平分线对称。优选地是，刀尖部关于平分线对称。通过这种车削刀片，刀片可用于右旋刀具和左旋刀具中。因此，可以减少车削刀片的种类。

根据实施例，平分线与每一对第一切削刃和第二切削刃等距地延伸，并且其中每条平分线都与中心轴线相交，其中顶表面包括具有沿平分线延伸的突起，该突起包括面向第一切削刃的第一切屑断裂器壁和面向第二切削刃的第二切屑断裂器壁。

通过这种车削刀片，切屑断裂和/或切屑控制得到进一步改善。另一个效果是切屑撞到所加工的表面的风险降低，切屑撞到所加工的表面会降低所加工的金属工件(即，部件)的表面质量。突起可以远离参考平面延伸得比顶表面的周围部分更远。在突起和切削刃之间形成前刀面。

优选地是，车削刀片的顶表面在第一切削刃和第一切屑断裂器壁之间沉陷。换句话说，与第一切削刃和第一切屑断裂器壁的相邻部分相比，处于第一切削刃和第一切屑断裂器壁之间的车削刀片的顶表面距参考平面的距离更短。在该情况中的相邻部分应被理解为沿着在俯视图中垂直于第一切削刃的线的部分。

顶表面包括具有沿着平分线中的至少一条平分线的延伸部的突起。

根据实施例，顶表面包括具有沿平分线的延伸部的第二突起，其中该第二突起处在刀尖切削刃和上述突起之间，其中，在侧视图中，第二突起的顶表面低于上述突起的顶表面。

通过这种车削刀片，切屑断裂得到进一步改善，尤其是在低切口深度时，诸如当只有刀尖切削刃起作用时。

第二突起具有沿平分线的延伸部。换言之，在俯视图中，第二突起与平分线相交。第二突起包括面向第一切削刃的第一切屑断裂器壁和面向第二切削刃的第二切屑断裂器壁。

从第二突起的顶表面到参考平面的距离短于从上述突起的顶表面到参考平面的距离。

优选地是，从刀尖切削刃到参考平面的距离短于从第二突起的顶表面到参考平面的距离。

优选地是，第二突起在俯视图中呈U形，其中第二突起的凸形部分面向刀尖切削刃。凹形部分因此在俯视图中为弧形或弧状，其中所述弧为150°至220°。

根据实施例，在突起的顶表面与第一切削刃的最低点之间的、在垂直于参考平面的平面中测量得到的距离为0.36mm至0.7mm。

通过这种车削刀片，切屑断裂和/或切屑控制得到进一步改善。

所述距离处于侧视图中。优选地是，所述距离61为0.40mm至0.55mm。所述距离是到突起的顶表面测量得到的，该顶表面优选地是侧视图中看到的车削刀片的最高点。

优选地是，突起的高度在朝向刀尖切削刃的方向上减小。

根据实施例，在俯视图中，从第二子部分到第一切屑断裂器壁的距离随着远离刀尖切削刃而减小。

通过这种车削刀片，切屑断裂和/或切屑控制得到进一步改善。

换句话说，从第一切屑断裂器壁的上边界线到第二子部分的距离在远离刀尖切削刃的方向上减小。在俯视图中，所述距离是在垂直于第二子部分的方向上测量得到的。优选地是，在俯视图中，第一切屑断裂器壁的上边界线与第二子部分之间形成的角度为2°至20°，甚至更优选地为5°至15°。所述角度是在俯视图中测量得到的。

根据实施例，在刀尖切削刃和第一切削刃的最低点之间的、在垂直于参考平面的平面中测量得到的距离为0.05mm至0.4mm。

通过这种车削刀片，切屑断裂和/或切屑控制得到进一步改善。

所述距离处于侧视图中。优选地是，所述距离为0.08mm至0.25mm。所述距离是到突起的顶表面测量得到的，该顶表面优选地是侧视图中看到的车削刀片的最高点。

根据本发明的实施例，顶表面和底表面是相同的，其中防旋转装置呈一组表面的形式，每个表面在相对于参考平面形成5°至60°的角度的平面中延伸。

通过这种构造，车削刀片可以制成双面的并且包括防旋转装置。双面或可翻转车削刀片意味着车削刀片可以使用先前的底表面作为前刀面。

根据本发明的实施例，车削刀具包括根据本发明的车削刀片和刀具本体，该刀具本体具有前端和相反的后端、沿着从前端延伸到后端的纵向轴线A2的主延伸部、形成在前端中的刀片座，车削刀片可安装在在该刀片座中，使得起作用的刀尖部的平分线相对于刀具本体的纵向轴线A2形成35°至55°的角度θ。

通过这种车削刀具，车削刀片被定位或座置成使得更大范围的进刀方向成为可能。通过这种车削刀具，对于同一刀尖部，第一切削刃可以用于轴向车削并且第二切削刃可以用于向外端面车削，使得刀尖切削刃的一部分对于两个操作(即，进刀方向)都是不起作用的，即没有磨损。通过这种车削刀具，第一切削刃在远离金属工件的夹紧端轴向车削时的进入角小于45°且至少为10°。发明人已经发现，当以刀片沿远离金属工件的夹紧端的方向移动的方式进行轴向车削时，这种进入角减少了刀片磨损。通过这种车削刀具，第二切削刃在向外端面车削时(即远离金属工件的旋转轴线垂直进刀时)的进入角小于45°且至少为10°。发明人已经发现，这种进入角在向外端面车削时提供了减小的刀片磨损。起作用的刀尖部是在安装状态下包括如下刀尖切削刃的刀尖部，即：在俯视图中，所述刀尖切削刃是车削刀片的相对于刀具本体的后端以及相对于刀具本体的纵向轴线最远的那一部分。起作用的刀尖部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的第二切削刃相对于刀具本体的纵向轴线形成的角度。刀具本体的纵向轴线优选地是垂直于金属工件的旋转轴线。在安装状态下，车削刀片的中心轴线与刀具本体的纵向轴线基本垂直(70°至110°)。刀具本体的刀片座优选地是包括刀片旋转装置，该刀片旋转装置对应于形成在车削刀片的底表面中的刀片旋转装置。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最大距离处的那一部分。

根据本发明的实施例，角度θ与角度α的一半之和等于或大于50°，且等于或小于70°。换句话说，50°≤θ+(α/2)≤70°。

通过这种车削刀具，切屑断裂和/或切屑控制在向外端面车削和远离金属工件的夹紧端的轴向车削中得到进一步改进。通过这种车削刀具，可以在金属工件中加工90°的外部拐角，其中该拐角的一个壁表面垂直于金属工件的旋转轴线，并且该拐角的一个壁表面平行于金属工件的旋转轴线，并且其中这两个壁表面通过具有与车削刀片的刀尖切削刃相同的曲率半径的表面连接起来。通过这种车削刀具，在远离金属工件的夹紧端的轴向车削时，第一切削刃的进入角在20°和40°之间，并且发明人已经发现这种进入角减少了刀片的磨损。通过这种车削刀具，当向外端面车削时，第二切削刃的进入角在20°和40°之间，并且发明人已经发现这种进入角减少了刀片的磨损。

根据本发明的实施例，使用根据本发明的车削刀片来执行加工金属工件的方法。该方法包括以下步骤：在第一端处夹紧金属工件；使金属工件围绕旋转轴线A3旋转；将起作用的刀尖部的第一切削刃定位成使得，第一切削刃相对于金属工件的旋转轴线A3形成的角度比由第二切削刃相对于金属工件的旋转轴线形成的角度小；以及，在垂直于且远离旋转轴线A3的方向上移动车削刀片，使得第二切削刃是起作用的。起作用的刀尖部是如下刀尖部，该刀尖部被定位成使得在切削期间，该刀尖部包括从金属工件切下切屑的至少一个切削刃。起作用的刀尖部定位成比其它(即不起作用的)刀尖部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。表述“第二切削刃是起作用的”是指第二切削刃从金属工件切下切屑。此外，刀尖切削刃的与起作用的第二切削刃相邻的一部分是起作用的。在与第二切削刃相同的刀尖部上或处形成的第一切削刃在第二切削刃起作用的同时是不起作用的。车削刀片的移动通常称为进刀，替代性地是向外端面车削。第二切削刃优选地是以20°至40°的第二进入角κ2是起作用的。如果进入角小于20°，则切屑宽度会过宽，导致切屑控制降低，并且振动风险将会增加。如果进入角超过40°，则刀片磨损会增加。

根据本发明的实施例，使用根据本发明的车削刀片来执行加工金属工件的方法。该方法包括以下步骤：在第一端处夹紧金属工件；使金属工件围绕旋转轴线旋转；将起作用的刀尖部的第一切削刃定位成使得，第一切削刃相对于金属工件的旋转轴线A3形成的角度比由第二切削刃相对于金属工件的旋转轴线形成的角度小；以及，在平行于旋转轴线A3且远离第一端的方向上移动车削刀片，使得第一切削刃是起作用的。起作用的刀尖部是如下刀尖部，该刀尖部被定位成使得在切削期间，该刀尖部包括从金属工件切下切屑的至少一个切削刃。起作用的刀尖部定位成比其它(即不起作用的)刀尖部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。表述“第一切削刃是起作用的”是指第一切削刃从金属工件切下切屑。此外，刀尖切削刃的与起作用的第一切削刃相邻的一部分是起作用的。形成在与第一切削刃相同的刀尖部上或处的第二切削刃在第一切削刃起作用的同时是不起作用。车削刀片的移动是纵向车削操作。第一切削刃优选地是在20°至40°的第一进入角κ1是起作用的。如果进入角小于20°，则切屑宽度会过宽，导致切屑控制降低，并且振动风险会增加。如果进入角超过40°，则刀片磨损会增加。

附图说明

现在将通过对本发明不同实施例的描述并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是图1中所示的车削刀片的刀尖部的透视图；

图3是图1中的车削刀片的俯视图或前视图；

图4是沿着图3中的线B-B的截面；

图5是沿着图3中的线C-C的截面；

图6是图1中的车削刀片的侧视图；

图7是示出用车削刀片车削圆柱形表面的示意图；

图8是示出用于图1中的车削刀片的刀具本体的透视图；

图9a是示出图1中的车削刀片的底表面的透视图；

图9b是示出图1中的车削刀片的底表面的另一透视图；

图10是示出来自使用图1中的车削刀片进行车削的切屑的切屑图表；

图11是示出来自使用现有技术的车削刀片进行车削的切屑的切屑图表。

所有车削刀片图已经按比例绘制。

具体实施方式

参考图1至图3、图6、图9a和图9b描述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，该顶表面8包括前刀面，该底表面9用作座置表面。参考平面RP平行于顶表面8和底表面9并且位于顶表面8和底表面9之间。中心轴线A1垂直于参考平面RP延伸并且与参考平面RP、顶表面8和底表面9相交。用于螺钉的、在顶表面8和底表面9中具有开口的孔与中心轴线A1同心。车削刀片1包括侧表面13，该侧表面13用作间隙表面，该侧表面13连接顶表面8和底表面9。

三个刀尖部15、15'、15"关于或围绕中心轴线A1对称地形成。刀尖部15、15'、15"是相同的。每个刀尖部15、15'、15"都包括第一切削刃11、第二切削刃12以及连接第一切削刃11和第二切削刃12的凸形刀尖切削刃10。刀尖切削刃10、10'、10"位于距中心轴线A1最大距离处，即距中心轴线A1的距离大于车削刀片的所有其它部分。在俯视图中，在图3中看，处在同一刀尖部15上或处的第一切削刃11和第二切削刃12相对于彼此形成25°至50°的刀尖角α，在图3中，刀尖角α为35°。

如图3中所示，第一切削刃11和第二切削刃12在俯视图中是线性的或笔直的，或者基本上线性的或笔直的。平分线7与每一对第一切削刃11、11'、11”和第二切削刃12、12'、12"等距地延伸。每条平分线7都与中心轴线A1相交。凹陷17、17'、17”形成在每一对刀尖切削刃10、10'、10”之间。第一切削刃11包括第一子部分111、第二子部分112以及第三子部分113，该第三子部分113位于第一子部分111和第二子部分112之间并且连接第一子部分111和第二子部分112。第一子部分111邻接刀尖切削刃10。从刀尖切削刃10到第一子部分111的距离短于从刀尖切削刃10到第二子部分112的距离。如图6中所见，从第一子部分111到参考平面RP的距离随着距刀尖切削刃10的距离的增加而减小。换言之，第一子部分111在侧视图中向下倾斜远离刀尖切削刃10。从第二子部分112到参考平面RP的距离随着距刀尖切削刃10的距离增加而增加。换言之，在侧视图中，第二子部分112向上倾斜远离刀尖切削刃10。第三子部分113在侧视图中是凹形的，如图6中所示。第三子部分113在侧视图中是第一切削刃11的最低部分。因此，第一切削刃11和第二切削刃12关于平分线7是对称的。因此，第二切削刃12包括如针对第一切削刃11所描述的相对应的子部分。

在图9a和图9b中看，底表面9包括防旋转装置，目的是减小车削刀片1在切削期间围绕中心轴线A1旋转的趋势，防旋转装置的形式为三个凹槽40、40'、40"，每个凹槽40、40'、40"的主延伸部都在与定位成与最近的第一切削刃11和第二切削刃12相邻的平分线7相同的方向上。每个凹槽40、40'、40"都包括两个座置表面，所述两个座置表面优选地是相对于彼此成钝角，即100°至160°。如图7中所示，车削刀片1旨在通过诸如螺钉或顶部夹具之类的夹紧装置而被牢固地夹紧在位于刀具本体2的前端处的刀片座4中。现在将描述刀片座4和车削刀片1之间的接触，参见图8、图9a和图9b中的阴影区域。在图9b中，起作用的刀尖切削部分15是刀片的凹槽40所在的部分。凹槽40的两个座置表面与刀片座4的底部中的突脊90的两个表面相接触。每个其它凹槽40'、40”的一个表面(即位于距起作用的刀尖切削刃10最大距离处的表面)与刀片座4的底部中的底表面93、94相接触。侧表面13的位于距起作用的刀尖切削刃10最大距离处的至少部分可以与在刀片座4的后端处形成的后座置表面91、92相接触。

顶表面包括突起30。突起30包括面向第一切削刃11的第一切屑断裂器壁34和面向第二切削刃12的第二切屑断裂器壁35。顶表面8包括具有沿着平分线7的延伸部的第二突起50，其中该第二突起50位于刀尖切削刃和突起30之间。在侧视图中，如图6中所见，第二突起的顶表面低于突起30的顶表面。如在例如图2中所见，第二突起包括面向第一切削刃11的第一切屑断裂器壁和面向第二切削刃12的第二切屑断裂器壁。

在侧视图中，如图6中所见，可以限定处在突起30的顶表面与第一切削刃11的最低点之间的、在与参考平面RP垂直的平面中测量得到的距离61。所述距离61是0.36mm至0.7mm。在刀尖切削刃10和第一切削刃11的最低点之间的、在与参考平面RP垂直的平面中测量得到的距离60可以被限定，并且该距离是0.05mm至0.4mm。

参考平面RP位于顶表面和底表面9之间并且位于与顶表面和底表面9等距的长度处。尽管顶表面和底表面不是平坦的，但参考平面RP可以定位成使得它平行于与三个刀尖切削刃10相交的平面。

在如图3中所看到的俯视图中，从第二子部分112到第一切屑断裂器壁34的距离随着远离刀尖切削刃10而减小。第一切屑断裂器壁34的上边界线与第二子部分112之间形成的角度λ为2°至20°，甚至更优选为5°至15°。

侧表面13连接顶表面和底表面9。图4和图5分别示出了沿图3中线B-B和C-C的截面。截面C-C在垂直于参考平面RP的平面中垂直于第二切削刃12”。

凹陷17、17'、17”在每一对刀尖切削刃10、10'、10”之间形成于每个侧表面13中。

参考图7，图7示出了使用包括车削刀片17的车削刀具进行的车削操作。金属工件由夹紧装置(未示出)夹紧，该夹紧装置连接到包括马达(未示出)的机器(未示出)，诸如CNC机床或车床。夹紧装置优选地是压靠于金属工件的第一端54或夹紧端处的外表面。金属工件的相反的第二端55是自由端。金属工件绕旋转轴线A3旋转。在俯视图中，车削刀片借助于螺钉6牢固且可拆卸地夹紧在刀具本体2中的刀片座或刀片凹穴中。刀具本体2具有在后端和前端44之间延伸的纵向轴线A2，刀片座或刀片凹穴位于该前端44中。在图7中，进刀在最大程度上是轴向的，也称为纵向进刀，即进刀的方向平行于旋转轴线A3。以此方式，形成外圆柱形表面53。在每个切口的进入处，或紧接在轴向进刀之前，进刀具有径向分量，使得车削刀片沿圆弧移动。

车削刀片包括起作用的刀尖部15，该起作用的刀尖部15包括起作用的刀尖切削刃10。起作用的刀尖部15还包括起作用的第一切削刃，该起作用的第一切削刃在平行于旋转轴线A3的轴向车削期间具有被选择为在10°至45°，优选20°至40°范围内的进入角κ1。作为操作中的主切削刃的第一切削刃在轴向进刀方向上位于刀尖切削刃10的前方。换言之，第一切削刃是引导刃。形成在起作用的刀尖部15上或处的第二切削刃是辅助切削刃或尾刃。如果进刀方向将是径向的，使得进刀方向将垂直于旋转轴线A3并且远离旋转轴线A3，则第二切削刃将在进入角κ2下是起作用的。平分线7由第一切削刃和第二切削刃限定。换言之，平分线形成在第一切削刃和第二切削刃之间。第一切削刃和第二切削刃会聚在车削刀片之外的一点处。起作用的刀尖部15的平分线相对于纵向轴线A2形成40°至50°的角度θ。车削刀片包括两个不起作用的刀尖部，包括两个不起作用的刀尖切削刃10'、10”。在轴向车削操作中，车削刀片的所有部分在进刀方向上都位于起作用的刀尖切削刃10的前方。在轴向车削操作中，切屑可以以无故障方式被导引远离金属工件。在加工步骤中，车削刀片1进入金属工件，使得刀尖切削刃10沿着圆弧移动。车削刀片1进入金属工件，或进入切削，使得进入期间的切屑厚度恒定或基本恒定。在进入处，切口深度从零切口深度增加。这种优选进入减少了刀片磨损，尤其是刀尖切削刃10处的磨损。切屑厚度被定义为进刀速率乘以进入角。因此，通过在进入期间选择和/或改变车削刀片的进刀速率和移动和/或方向，切屑厚度可以是恒定的或基本恒定的。进入期间的进刀速率优选小于或等于0.50mm/转。进入期间的切屑厚度优选小于或等于后续切削或加工时的切屑厚度。

至少部分地由图1和图2中的刀尖切削刃产生或形成的圆柱形表面53或旋转对称表面具有带有小的波峰和波谷的波浪形状，并且该波浪形状至少部分地受刀尖半径和进刀速率的影响。波高小于0.10mm，优选小于0.05mm。在这个意义上，螺纹轮廓不是圆柱形表面53。

图7中的车削刀片是EP3153260A1中所示的车削刀片。然而，以相同的方式使用根据本发明的车削刀片。

图10和图11示出了来自车削的切屑图表，该车削更具体地是纵向车削，其中第一切削刃的进入角为30°，诸如图7中所示，但没有弧形的切削入口。切屑图表是在相同的条件下制作的，其中工件材料是符合欧洲标准EN10025-2的S355J2型碳锰钢。在图10中，车削刀片是根据本发明的刀片，如图1至图3、图6、图9a和图9b中所见。在图11中，车削刀片来自现有技术，类似于或等同于EP 3153260 A1中的附图中所示的刀片。

这些切屑图表中的每个切屑图表都示出了来自20种不同切削条件的切屑。水平方向上以mm/转为单位显示进刀速度。从左到右：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5。竖直方向上以mm显示切口深度，即切削深度。从下到上：0.5、1、2、3。从相对应条件下比较切屑时可以看出，与图11中的切屑相比，图10中的切屑通常更短或具有更有利的形状。

根据第二实施例(未示出)，顶表面和底表面是相同的。这意味着在第一位置时，顶表面8用作前刀面，当刀片翻转时，同一表面现在用作座置表面。参考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。中心轴线垂直于参考平面延伸并且与参考平面、顶表面8和底表面相交。用于螺钉的、在顶表面和底表面中具有开口的孔与中心轴线同心。车削刀片包括用作间隙表面、连接顶表面和底表面的侧表面。三个刀尖部关于或围绕中心轴线对称地形成。这些刀尖部是相同的。每个刀尖部都包括第一切削刃、第二切削刃和连接第一切削刃和第二切削刃的凸形刀尖切削刃。刀尖切削刃位于距中心轴线最大距离处，即距中心轴线的距离大于车削刀片的所有其它部分。在俯视图中，处在同一刀尖部上或处的第一切削刃和第二切削刃相对于彼此形成25°至50°的刀尖角。在侧视图中，第一切削刃和第二切削刃以与根据第一实施例的车削刀片对应的方式形成。第一切削刃和第二切削刃在俯视图中是线性的或笔直的，或者基本上线性的或笔直的。平分线与每一对第一切削刃和第二切削刃等距地延伸。每条平分线都与中心轴线相交。车削刀片包括呈一组表面的形式的防旋转装置，其中每个表面在相对于参考平面形成5°至60°角的平面中延伸。所述一组表面优选地是形成为围绕中心轴线延伸的中心环形突起的部分，优选地是如EP3153260A1中的附图中所示。通过这种构造，车削刀片可以制成双面的或可翻转的，从而增加了可能的用法。

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。

Claims (14)

1.一种车削刀片(1)，包括：

顶表面(8)，

相反的底表面(9)，

侧表面(13)，所述侧表面(13)连接所述顶表面(8)和所述底表面(9)，

参考平面(RP)，所述参考平面(RP)平行于所述顶表面(8)和所述底表面(9)定位并且位于所述顶表面(8)和所述底表面(9)之间，

中心轴线(A1)，所述中心轴线(A1)垂直于所述参考平面(RP)延伸并且与所述参考平面(RP)相交，

三个刀尖部(15、15'、15")，所述三个刀尖部(15、15'、15")围绕所述中心轴线(A1)对称地形成，

每个刀尖部(15、15'、15”)都包括第一切削刃(11、11'、11”)、第二切削刃(12、12'、12”)和连接所述第一切削刃(11、11'、11”)和所述第二切削刃(12、12'、12”)的凸形刀尖切削刃(10、10'、10”)，

其中，在俯视图中，处于同一刀尖部(15)上的第一切削刃(11)和第二切削刃(12)相对于彼此形成25°至50°的刀尖角α，

其特征在于，

所述第一切削刃(11)包括第一子部分(111)和第二子部分(112)，

其中，从所述刀尖切削刃(10)到所述第一子部分(111)的距离比从所述刀尖切削刃(10)到所述第二子部分(112)的距离短，

其中，从所述第一子部分(111)到所述参考平面(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，从所述第二子部分(112)到所述参考平面(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，所述底表面(9)包括防旋转装置(40、40'、40"、41、42、43、44)，

其中，平分线(7)与每一对第一切削刃(11、11'、11”)和第二切削刃(12、12'、12”)等距地延伸，并且其中，每条平分线(7)都与所述中心轴线(A1)相交，

并且其中，所述第一切削刃和第二切削刃(11、12)在相应的侧视图中关于所述平分线(7)对称或基本对称，并且所述车削刀片适合于加工在金属工件中形成外部90°拐角的两个壁表面。

2.根据权利要求1所述的车削刀片(1)，

其中，所述第一切削刃(11)包括第三子部分(113)，

其中，所述第三子部分(113)处于所述第一子部分(111)和所述第二子部分(112)之间，

其中，所述第三子部分(113)在侧视图中是凹形的。

3.根据权利要求2所述的车削刀片(1)，

其中，所述第三子部分(113)在侧视图中是所述第一切削刃(11)的最低部分。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的车削刀片(1)，其中，所述防旋转装置呈三个凹槽(40、40'、40")的形式，每个凹槽(40、40'、40")都具有沿着位于相邻的第一切削刃(11、11'、11”)和第二切削刃(12、12'、12”)之间的平分线(7)的主延伸部。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的车削刀片(1)，其中，所述第一切削刃和第二切削刃(11、12)在俯视图中是线性的或笔直的。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的车削刀片(1)，其中，平分线(7)与每一对第一切削刃(11、11'、11”)和第二切削刃(12、12'、12”)等距地延伸，并且其中，每条平分线(7)都与所述中心轴线(A1)相交，

其中，所述顶表面(8)包括沿着所述平分线(7)具有延伸部的突起(30)，所述突起(30)包括面向所述第一切削刃(11)的第一切屑断裂器壁(34)和面向所述第二切削刃(12)的第二切屑断裂器壁(35)。

7.根据权利要求6所述的车削刀片(1)，

其中，所述顶表面(8)包括沿着所述平分线(7)具有延伸部的第二突起(50)，其中，所述第二突起(50)处于所述刀尖切削刃和所述突起(30)之间，

其中，在侧视图中，所述第二突起的顶表面低于所述突起(30)的顶表面。

8.根据权利要求6所述的车削刀片(1)，其中，处在所述突起(30)的顶表面和所述第一切削刃(11)的最低点之间的、在垂直于所述参考平面(RP)的平面中测量得到的距离(61)为0.36mm至0.7mm。

9.根据权利要求6所述的车削刀片(1)，其中，在俯视图中，从所述第二子部分(112)到所述第一切屑断裂器壁(34)的距离随着远离所述刀尖切削刃(10)而减小。

10.根据权利要求1-3中的任一项所述的车削刀片(1)，

其中，处在所述刀尖切削刃(10)与所述第一切削刃(11)的最低点之间的、在垂直于所述参考平面(RP)的平面中测量得到的距离(60)为0.05mm至0.4mm。

11.一种车削刀具(3)，包括根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀片(1)和刀具本体(2)，所述刀具本体(2)具有前端(44)和相反的后端、沿着从所述前端(44)延伸到所述后端的纵向轴线(A2)的主延伸部、在所述前端(44)中形成的刀片座，所述车削刀片(1)能够安装在所述刀片座中，使得起作用的刀尖部(15)的平分线(7)相对于所述刀具本体(2)的所述纵向轴线(A2)形成35°至55°的角度θ。

12.根据权利要求11所述的车削刀具(3)，其中，所述角度θ与所述刀尖角α的一半之和等于或大于50°并且等于或小于70°。

13.一种利用根据权利要求1-10中的任一项所述的车削刀片(1)加工金属工件的方法，包括以下步骤：

在第一端(54)处将所述金属工件夹紧，

使所述金属工件围绕旋转轴线(A3)旋转，

对起作用的刀尖部(15)的所述第一切削刃(11)进行定位，使得所述第一切削刃(11)相对于所述金属工件的所述旋转轴线(A3)形成比由所述第二切削刃(12)相对于所述金属工件的所述旋转轴线形成的角度小的角度，

沿垂直于并且远离所述旋转轴线(A3)的方向移动所述车削刀片(1)，使得所述第二切削刃(12)起作用。

14.一种利用根据权利要求1-10中的任一项所述的车削刀片(1)加工金属工件的方法，包括以下步骤：

在第一端(54)处将所述金属工件夹紧，

使所述金属工件围绕旋转轴线(A3)旋转，

对起作用的刀尖部(15)的所述第一切削刃(11)进行定位，使得所述第一切削刃(11)相对于所述金属工件的所述旋转轴线(A3)形成比由所述第二切削刃(12)相对于所述金属工件的所述旋转轴线形成的角度小的角度，

沿平行于所述旋转轴线(A3)并且远离所述第一端(54)的方向移动所述车削刀片(1)，使得所述第一切削刃(11)起作用。