CN116583372A - 金属切削的车削刀具 - Google Patents

Abstract

一种车削刀具(1)，其包括联接部分(3)，其中所述联接部分(3)沿联接轴线(A2)延伸，所述联接轴线(A2)限定了所述车削刀具(1)的纵向轴线，其中所述车削刀具(1)包括第一切削元件(7)和第二切削元件(8)，其中所述第一切削元件(7)包括第一切削刃(5)，其中所述第二切削元件(8)包括第二刀尖切削刃(6)，该第二刀尖切削刃将第二前向切削刃(13)和第二后向切削刃(15)分开，并连接所述第二前向切削刃(13)和所述第二后向切削刃(15)；其中所述第一切削元件(7)包括第一顶表面(20)，其中所述第二切削元件(8)包括第二顶表面(21)，其中所述第一和第二切削元件(7、8)与假想的圆或圆柱(C1)相交，该圆或圆柱的中心轴线(A3)垂直于所述联接轴线(A2)，其中所述第一切削元件(7)相对于所述第二切削元件(8)以倾角(ω)倾斜，其中所述倾角(ω)是围绕所述假想的圆(C1)的中心轴线(A3)测量得到的，其中所述第二顶表面(21)面向垂直于或基本垂直于所述联接轴线(A2)并且垂直或基本垂直于所述假想的圆或圆柱(C1)的所述中心轴线(A3)的方向。

Description

金属切削的车削刀具

技术领域

本发明属于金属切削的技术领域。更具体地是，本发明属于车削的领域。

背景技术

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的车削刀具。换言之，本发明涉及一种包括联接部分的车削刀具，其中联接部分沿联接轴线延伸，其中联接轴线限定车削刀具的纵向轴线，其中车削刀具包括第一切削元件和第二切削元件，其中第一切削元件包括第一切削刃，其中第二切削元件包括第二刀尖切削刃，该第二刀尖切削刃将第二前向切削刃和第二后向切削刃分开并连接第二前向切削刃和第二后向切削刃，其中第一切削元件包括第一顶表面，其中第二切削元件包括第二顶表面。

在另一方面，本发明涉及一种用于数控车床的加工方法。

在金属切削中，车削是一种常见的操作。通常使用数控车床。通常，从金属工件加工出复杂形状。为了获得复杂形状，通常使用两个或更多个车削刀具，其中车削刀具有不同几何形状或不同定向。例如，一把车削刀具可以适于一个方向上的加工，而第二车削刀具可以适于不同方向上的加工。

通常，每个车削刀具配备一个车削刀片。在使用一个车削刀片进行车削后，通常将第一车削刀具转位到第二车削刀具。例如，数控车床可以包括转塔，并且通过将转塔旋转预定角度来实现从一个车削刀具到第二车削刀具的转位。通过转塔的旋转进行转位花费时间，这取决于例如数控车床。没有切削的时间可称为停机时间，诸如从一个刀具改变成或转位到另一刀具时的时间。

EP 1 317 981 A1公开了一种携带有多个车削刀片的刀具，由此通过车削刀具围绕联接轴线的旋转，可以快速实现不同的车削刀片之间的切换。

发明人已经发现，存在对于进一步改进的车削刀具的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合用于加工具有复杂形状的物体的车削刀具。进一步的目的是提供一种可以在范围广泛的数控车床上使用的车削刀具。更进一步的目的是提供一种可用于长时间加工的车削刀具。又一目的是提供一种能够帮助减少停机时间的车削刀具。

所述目标中的至少一个目标通过起初限定的车削刀具实现，其中第一和第二切削元件与假想的圆或圆柱相交，该圆或圆柱的中心轴线垂直于联接轴线，其中第一切削元件相对于第二切削元件以一倾角倾斜，其中所述倾角是围绕假想的圆的中心轴线测量得到的，其中第二顶表面面向垂直于或基本垂直于联接轴线并且垂直或基本垂直于假想的圆或圆柱的中心轴线的方向。

通过这样的车削刀具，可以通过车削刀具的线性运动实现从第一切削元件到第二元件的非常快速的改变或转位，诸如通过在数控车床的X轴上的短距离横移，其中所述X轴可以与联接轴线重合。

车削刀具用于数控车床，即计算机或计算机化数控车床，即任何适合车削的数控机床，诸如车削车床、多任务机床、车铣机床或滑动头机床。车削刀具用于加工金属工件，诸如金属工件包括外部表面，该外部表面是径向外表面，其中所述径向外表面背对金属工件能够围绕其旋转的旋转轴线。车削刀具用于车削所述径向外表面，即外部车削。

车削刀具包括前端和呈联接部分的形式的相反的后端。联接部分能够以可拆卸方式连接到数控车床，更具体地是连接到数控车床的机器接口，诸如机床主轴或刀具转塔或刀架。

联接部分的横截面可以具有正方形或矩形的形状。联接部分可以是锥形或基本锥形的，诸如优选地是根据ISO标准26623-1的形状。

联接部分沿联接轴线或中心轴线延伸，该中心轴线限定车削刀具的纵向轴线。

车削刀具包括第一切削元件和第二切削元件。第一和第二切削元件间隔开。第一和第二切削元件优选地是切削刀片或车削刀片，即，由耐磨材料(例如硬质合金)制成的可更换元件。替代性地是，第一和第二切削元件可以是单个耐磨元件的部分，该单个耐磨元件优选地是由单块硬质合金制成的。第一切削元件包括第一顶表面。第一顶表面包括前刀面或前刀表面。

第一顶表面在俯视图中可以具有菱形形状、三角形形状、正方形形状、圆化形形状或多边形形状。

第一顶表面和第二顶表面均可以是平坦的。替代性地，所述表面中的一个表面或两者可以是不平坦的或非平面的。优选地是，所述表面可以包括呈一种或多种突起和/或凹陷的形式的一个或多个断屑装置。

第一顶表面所面对的方向为第一顶表面的法线，即垂直于第一顶表面的方向。如果第一切削元件是呈具有第一底表面的切削刀片或车削刀片的形式，则所述方向远离第一顶表面并且远离第一底表面。

如果第一顶表面是不平坦的，则为确定第一顶表面所面对的方向，可以将这样的第一顶表面限定为或近似于与第一中平面平行的平面，其中所述平面与第一切削刃相交或与第一切削刃的至少一部分相交。如果第一切削元件是呈具有第一底表面的切削刀片或车削刀片的形式，则所述第一中平面是在第一顶表面和第一底表面之间的中间或基本中间的平面。

替代性地是，为确定第一顶表面所面对的方向，所述第一顶表面可以限定为与接界或邻接第一顶表面的所有刀尖切削刃相交的平面。

对应的推理适用于第二顶表面和第二切削元件。

第一切削元件包括第一切削刃。第一切削刃可以优选地是呈刀尖切削刃的形式，即在俯视图中为凸形的切削刃。第一切削刃或第一切削刃的一部分产生加工表面。第一切削元件可以是圆化切削刀片的形式，即在俯视图中为圆形或基本圆形的刀片。所述圆的半径优选为5-30mm。替代性地是，第一切削刃可以是在俯视图中为凸形的刀尖切削刃，优选地是呈圆弧的形式，具有0.2-1.6mm的曲率半径，并且布置在第一前向切削刃(即主要切削刃或主切削刃或前部切削刃)和第一后向切削刃(即辅助切削刃或尾部切削刃)之间，即连接第一前向切削刃和第一后向切削刃。

第二切削元件包括第二刀尖切削刃，该第二刀尖切削刃将第二前向切削刃和第二后向切削刃分开，并且连接第二前向切削刃和第二后向切削刃。

第二切削元件包括第二刀尖切削刃，该第二刀尖切削刃将第二前向切削刃和第二后向切削刃分开，并且连接第二前向切削刃和第二后向切削刃。第二切削元件包括第一顶表面。第二顶表面包括前刀面或前刀表面。第二前向切削刃是前部切削刃。第二后向切削刃是尾部切削刃。

该车削刀具适合用于柱形金属工件的外部车削，诸如优选地是纵向车削。第一切削元件和第二切削元件可以交替地用于围绕其旋转轴线在一个方向上旋转的金属工件的纵向车削。所述旋转轴线平行于下面限定的假想的圆或圆柱的中心轴线。

因此，车削刀具适合用于加工复杂形状，其中金属工件仅在一个方向上旋转。改变金属工件的旋转方向是费时的。

第一和第二切削元件与假想的圆或圆柱相交或沿其布置，该假想的圆或圆柱具有垂直于联接轴线的中心轴线。优选地是，所述切削元件沿着假想的圆布置。通过这样的车削刀具，该车削刀具可以做得比较细长，特别是车削刀具可以做得更窄，这里的窄被限定为沿着旋转轴线的距离。

优选地是，所述中心轴线与联接轴线相交或基本相交。基本相交是指与联接轴线的距离小于20mm。第一切削元件相对于第二切削元件以一倾角倾斜。优选地是，所述倾角为至少45°。更优选地是，所述倾角为180°+/-20°，甚至更优选地为180°+/-10°。如果所述倾角为180°，则所述假想的圆或圆柱的中心轴线在第一切削刃和第二刀尖切削刃之间。

从联接部分到第二切削元件的距离优选地是大于从联接部分到所述假想的圆或圆柱的中心轴线的距离。

车削刀具被布置用于对可围绕其旋转轴线旋转的金属工件进行车削，其中所述旋转轴线平行于所述中心轴线。第二刀尖切削刃是第二切削元件的最靠近中心轴线的部分。第二刀尖切削刃是第二切削元件的与联接部分距离最远的部分。换言之，第二刀尖形切削刃是第二切削元件的最前的或第二切削元件的纵向最前的部分。

第一切削刃是第一切削元件的最靠近中心轴线的部分。

第一顶表面相对于第二顶表面以一角度倾斜，该角度等于所述倾角或在所述倾角的+/-20°内。如果第一顶表面和第二顶表面均从所述假想的圆的中心轴线径向地延伸，则该角度等于所述倾角。替代性地是，第一切削元件和/或第二切削元件可以以多达10°的角度正向倾斜或负向倾斜。在另一替代例中，第一顶表面和/或第二顶表面可以布置为形成正或负的前角。

第一顶表面和第二顶表面沿着所述假想的圆面向同一方向，换言之，第一顶表面和第二顶表面要么都面向顺时针方向，或者要么都面向逆时针方向。

第一切削元件的顶表面朝向与第二顶表面朝向的方向不同的方向。如果第一顶表面和第二顶表面是不平坦的，则顶表面所面对的方向可以由与相应的顶表面的所有角部都相交的假想平面确定。

平行于第一中平面并包括第一顶表面的平面与平行于第二中平面并包括第二顶表面的平面相交，其中所述相交部与所述假想的圆或圆柱的中心轴线重合或平行。如果平行，则距所述中心轴线的距离小于20mm，优选地是小于10mm。

所述第一切削元件可以相对于第二切削元件以180°或基本180°倾斜。在这种情况下，与第一切削刃相关联的前刀面和与第二切削刃相关联的前刀面面向相反方向或基本相反方向。

第二顶表面面向的方向垂直于或基本垂直(即在15°以内)于联接轴线或与该联接轴线平行的轴线。换句话说，第一切削元件的根据ISO 3002-1:1982的第一呈现主运动方向是在垂直于或基本垂直(即在15°以内)于联接轴线或与该联接轴线平行的轴线的方向上。

第二顶表面面向垂直于或基本垂直(即在15°以内)于所述假想的圆或圆柱的中心轴线的方向。

关联于第一切削元件的根据ISO 3002-1:1982的第一刀具参考平面与关联于第二切削元件的根据ISO 3002-1:1982的第二刀具参考平面相交。第一和第二刀具参考平面可以优选地是在一公共平面中。在这种情况下，第一切削元件的根据ISO 3002-1:1982的第一呈现主运动方向处于第二切削元件的第二呈现主运动方向的相反方向上。联接轴线优选地是在所述公共平面中延伸。或者，联接轴线在平行于所述公共平面的平面中延伸，其中所述平面之间的距离为20mm或更小。备选地是，即如果所述刀具参考平面不在一公共平面中延伸，则第一和第二刀具参考平面可以相对于彼此成一角度，其中所述角度等于第一切削元件的第一呈现主运动方向与第二切削元件的第二呈现主运动方向之间的角度。优选地是，第一刀具参考平面和第二刀具参考平面沿着一条线相交，该条线平行于待加工的金属工件的旋转轴线。

车削刀具的任何部分都不在第一切削刃和第二刀尖切削刃之间。换句话说，车削刀具的任何部分都不沿着第一切削刃和第二刀尖切削刃之间的直线。

第一和第二切削元件在纵向上间隔开，其中所述纵向方向由联接轴线限定。

第一切削刃和第二刀尖切削刃是自由端。换句话说，所述切削刃被定位成使得可以执行金属切削操作。

根据一个实施例，第一切削元件包括第一前向切削刃和第一后向切削刃，其中第一切削刃是第一刀尖切削刃，其中第一刀尖切削刃将第一前向切削刃和第一后向切削刃分开，并连接第一前向切削刃和第一后向切削刃。

通过这样的车削刀具，可以加工出更复杂的形状。例如，可以加工出凹槽。作为主切削刃或主要切削刃的第一前向切削刃和作为辅助切削刃的第一后向切削刃在俯视图中各自优选地是直的或线性的或者是基本直的或基本线性的。第一刀尖切削刃在俯视图中是凸形的，优选地是呈圆弧的形式，优选地是具有0.2-1.6mm的曲率半径。

第一切削元件的刀尖角限定为第一前向切削刃和第一后向切削刃之间的角度，该刀尖角优选地是小于或等于160°，甚至更优选地是30°-80°。通过这样的车削刀具，可以加工出更复杂的形状。

第一前向切削刃优选地是布置用以：当车削刀具在垂直于联接轴线且平行于金属工件的旋转轴线的方向上移动时，形成锐角的第一进入角。优选地是，所述第一进入角为3-45°，甚至更优选地为5-30°。通过这样的车削刀具，能够降低第一前向切削刃的磨损。

在车削刀具的所述移动的过程中，第一刀尖切削刃和第一前向切削刃处于切削状态，即是起作用的。

根据一个实施例，从联接轴线到第一刀尖切削刃的距离短于从联接轴线到第二刀尖切削刃的距离。

所述距离是沿着垂直于联接轴线的平行线测量得到的。该距离差优选地为1-30mm，甚至更优选地为5-15mm。

第一切削元件和第二切削元件由此布置成使得当在第一方向上移动车削刀具时，第二刀尖切削刃在第一方向上位于第一切削刃的前方。

根据一个实施例，车削刀具包括中间部分，其中所述中间部分包括凹形部分，其中所述凹形部分围绕所述假想的圆或圆柱的中心轴线弯曲，其中第一和第二切削元件沿凹形部分连接到间隔开的部分。

例如借助于可更换的切削刀具头，第一和第二切削元件沿着凹形部分直接或间接地连接到间隔开的部分。旋转轴线垂直于联接轴线，并且与联接轴线相交或基本相交，即在20mm以内。中间部分位于联接部分和切削部分之间，并且连接该联接部分和该切削部分。车削刀具包括凹形部分或C形部分，或者弯曲的部分，或者包括总体上形成凹形部分的元件的部分，该凹形部分围绕假想圆或圆柱的中心轴线弯曲或弯折。换言之，凹形部分与所述假想的圆或圆柱的中心轴线间隔开一定距离。所述距离可以是恒定的，或者替代性地是可以变化。在任何情况下，所述距离不小于所述假想的圆或圆柱的半径。

根据一个实施例，凹形部分包括第一侧表面，其中所述第一侧表面在垂直于或基本垂直于假想的圆或圆柱的中心轴线的平面中延伸，其中所述平面与联接轴线间隔开，其中第一和第二切削元件连接到第一侧表面，其中中间部分包括开口。

通过这样的车削刀具，车削刀具可以做得比较细长，尤其是车削刀具可以做得比较窄，这里的窄被限定为沿旋转轴线的距离。通过这样的车削刀具，能够以更多方式使车削刀具朝向金属工件，诸如如果金属工件在一端连接到尾架。

相对于所述平面，第一切削元件和第二切削元件布置在所述平面的一侧上，并且联接轴线布置在所述平面的相反一侧上。

凹形部分包括两个侧表面，即第一侧表面和相反的第二侧表面。第一和第二切削元件连接到同一侧表面。

第一侧表面可以是平坦的或基本平坦的。替代性地是，第一侧表面可以具有从一平面略微偏离的表面。

第一和第二切削元件连接到突出元件，所述突出元件在远离联接轴线的方向上从第一侧表面突出。

中间部分包括开口，其中所述开口相对于假想的圆或圆柱的中心轴线在径向上。换言之，所述开口垂直于所述假想的圆或圆柱的中心轴线。换言之，中间部分是非周向的。

换言之，第一侧表面并不完全围绕或包围中心轴线。例如，中间部分在侧视图中可以是C形，而不是O形。

根据一个实施例，限定为第一前向切削刃和第一后向切削刃之间的角度的第一刀尖角是锐角。

通过这样的车削刀具，可以加工出更复杂的形状。通过这样的车削刀具，更多的进刀方向是可能的，诸如例如面向外。第一刀尖角通常是在俯视图中测量。第一切削元件的俯视图是当第一前刀面面向观察者时的情况。第一刀尖角优选地为25-80°，更优选为30-60°。

根据一个实施例，限定为第二前向切削刃和第二后向切削刃之间的角度的第二刀尖角是锐角。

通过这样的车削刀具，可以加工出更复杂的形状。通过这样的车削刀具，更多的进刀方向是可能的，诸如例如面向外。第一刀尖角通常是在俯视图中测量。第二切削元件的俯视图是当第二前刀面面向观察者时的情况。第二刀尖角优选地为25-80°，更优选为30-60°。

根据一个实施例，第一切削元件呈第一车削刀片的形式，其中第二切削元件呈第二车削刀片的形式，其中第一车削刀片包括第一顶表面和相反的第一底表面。其中第二车削刀片包括第二顶表面和相反的第二底表面，其中第一顶表面包括第一前刀面，其中第二顶表面包括第二前刀面。

通过这种车削刀具，只有车削刀片在使用后必须更换。顶表面包括前刀面。底表面包括座置表面或接触表面。

用于第一螺钉的第一通孔与第一顶表面和第一底表面相交。

用于第二螺钉的第二通孔与第二顶表面和第一底表面相交。

根据一个实施例，第一切削元件布置成使得当在垂直于联接轴线的第一方向上移动车削刀具时，第一前向切削刃形成锐角的第一进入角，其中第二切削元件布置成使得当在与第一方向相反的第二方向上移动车削刀具时，第二前向切削刃形成锐角的第二进入角。

通过这样的车削刀具，减少了磨损。所述第一方向为进刀方向，并且平行于金属工件的旋转轴线。所述第二方向是进刀方向，平行于旋转轴线并且垂直于联接轴线。第一进入角优选为3-45°。第二前向切削刃优选为3-45°。

根据一个实施例，第一切削元件布置成使得当在第一方向上移动车削刀具时，第一后向切削刃形成钝角的第一后间隙角。

通过这样的车削刀具，第一切削元件可以用于更多的进刀方向，例如面向外。通过这样的车削刀具，可以加工出更复杂的形状。第一后间隙角优选为91-135°，甚至更优选为93°-120°。进入角、刀尖角和后间隙的总和等于180°。这适用于第一切削元件和第二切削元件两者。

根据一个实施例，第二切削元件布置成使得当在第二方向上移动车削刀具时，第二后向切削刃形成钝角的第二后间隙角。

通过这种车削刀具，第二切削元件可以用于更多的进刀方向，例如面向外。第二后间隙角优选为91°-135°，更优选为93°-120°。

根据一个实施例，第一切削元件和第二切削元件被布置成使得第一切削元件和第二切削元件可以用于车削能够围绕其旋转轴线在一个方向上旋转的金属工件，其中所述旋转轴线布置成垂直于联接轴线，并与联接轴线相交。

替代性地是，第一切削元件和第二切削元件可以用于在无车削刀具的任何旋转情况下的加工，即车削。

根据一个实施例，第一切削刃和第二刀尖切削刃与包括联接轴线的平面相交或基本相交。

通过这样的车削刀具，可以通过车削刀具沿联接轴线的线性移动进行转位。这种车削刀具可以用于大多数的数控车床。基本相交意味着距所述平面的距离小于2.0mm。优选地是，第一顶表面和第二顶表面处在一公共平面中，或者基本上位于一公共平面中。

根据一个实施例，车削刀具布置成使得柱形金属工件可以布置在第一切削元件和第二切削元件之间，其中金属工件的纵向轴线处在所述切削元件之间。

优选地是，作为金属工件的旋转轴线的所述纵向轴线垂直于联接轴线。所述柱形金属工件优选具有16-500mm，甚至更优选20-200mm的直径。金属工件的直径小于所述假想的圆或圆柱。所述纵向轴线平行于所述假想的圆或圆柱的中心轴线。

根据一个实施例，联接部分的横截面是正方形或矩形的，或者包括渐缩的或锥形或基本锥形的部分。

通过这样的车削刀具，容易实现在大多数的数控车床中的安装。所述横截面处在垂直于联接轴线的平面内。联接部分优选地是包括渐缩部分或锥形或基本锥形部分以及环形部分，诸如优选地是呈具有凸缘接触表面的多边形中空渐缩交界面的形式(诸如根据ISO26623-1:2014)，或诸呈具有凸缘接触表面的中空渐缩部的形式(诸如，例如根据DIN69893、ISO 12164-1或ISO 12164-1F。

根据一个实施例，第一和第二切削元件相对于一平面定位于同一侧上，其中所述平面包括联接轴线，并且其中，所述平面平行于与第一顶表面成直角相交的平面。

根据一个实施例，从联接部分到第一切削元件的距离大于从联接部分到第二切削元件的距离。

所述距离是纵向距离，因此所述距离是沿着联接轴线测量得到的。所述距离之间的差异优选为至少12mm，甚至更优选为至少25mm。通过这种车削刀具，直径为12mm的金属工件可以布置在所述切削元件之间，使得其旋转轴线垂直于联接轴线。

根据一个实施例，一种用于数控车床的车削方法包括以下步骤：提供金属工件，提供如上所述的车削刀具，使金属工件围绕其旋转轴线沿一个方向旋转；在第一方向上移动车削刀具，使得第一切削刃处于切削状态；在一方向上移动车削刀具，使得第一切削刃远离金属工件移动，并且使得第二刀尖切削刃朝向金属工件移动；在第二方向上移动车削刀具，使得第二前向切削刃以5–45°的第二进入角处于切削状态，

其中，第二方向是第一方向的相反方向或基本相反方向。

该车削方法用于数控车床，即计算机或计算机化数控车床，即任何适合车削的数控机床，诸如例如车削车床、多任务机床、车铣机床或滑动头机床。提供金属工件。金属工件包括外部表面，该外部表面是径向外表面。该径向外表面背对旋转轴线。车削方法是对径向外表面进行车削，即外部车削。金属工件在第一端和第二端之间延伸。金属工件被夹持装置夹持。夹持装置保持金属工件并且至少部分地由电机或主轴控制和驱动。

夹持装置可以是夹头卡盘、端面驱动器、三爪卡盘的形式，并且可以包括尾架。机床的主轴箱端优选位于金属工件的第一端处。与金属工件的第一端相反的工件的第二端可以是自由端。替代性地是，第二端与尾架接触。

优选地是，从夹持装置到第二刀尖切削刃的距离短于从夹持装置到第一切削刃的距离。

该方法包括使金属工件绕围其旋转轴线在一个方向上旋转的步骤。所述一个方向可以是顺时针方向或逆时针方向。

旋转轴线平行于假想的圆或圆柱的中心轴线。

该方法包括步骤：在第一方向上移动车削刀具，即在第一方向上车削。第一方向是进刀方向。第一方向可以优选地是平行于旋转轴线，也称为纵向车削。所述步骤被包括在第一走刀中，第一走刀限定为在进入切削和退出切削之间。第一走刀不一定是第一切削元件沿直线的移动。当在第一方向上车削时，第一切削刃处于切削状态。加工表面由第一切削刃形成。

优选地是，第一切削元件包括第一前向切削刃和第一后向切削刃，其中第一切削刃呈第一刀尖切削刃的形式，所述第一刀尖切削刃将第一前向切削刃和第一后向切削刃分开，并连接第一前向切削刃和第一后向切削刃。其中当在第一方向上车削时，第一前向切削刃形成锐角的第一进入角。

在退出切削之后或期间，移动车削刀具，使得第一切削刃远离金属工件移动，并且使得第二刀尖切削刃朝向金属工件移动。在所述移动的至少一部分期间，第一切削元件和第二切削元件都不处于切削状态，即在所述移动期间，第一和第二切削元件都不进行金属切削。

车削刀具的所述移动可以优选地是线性移动，即车削刀具线性地移动。车削刀具的所述移动可以优选地是沿着垂直于旋转轴线的方向。车削刀具的所述移动可以优选地是在沿着联接轴线的方向上进行。所述移动是转位移动，即目的在于从将第一切削元件布置在起作用位置改变为将第二切削元件布置在起作用位置的移动。

该方法包括步骤：在第二方向上移动车削刀具，即在第二方向上车削。所述第二方向是进刀方向。第二方向是第一方向的相反方向或基本相反方向。例如，第一方向和第二方向可以平行于旋转轴线，但在相反方向上。所述步骤被包括在第二走刀中，该第二走刀限定为在进入切削和退出切削之间。第二走刀不一定是第一切削元件沿直线的移动。加工表面由第二刀尖切削刃形成。第二刀尖切削刃和第二前向切削刃处于切削状态，使得第二前向切削刃以5-45°、甚至更优选5-30°的第二进入角处于切削状态。

当在第一方向上车削时，第二切削元件不起作用。当在第二方向上车削时，第一切削元件不起作用。

优选地是，第二方向是第一方向的相反方向或基本相反方向。

优选地是，当在第一方向上车削时，第一前向切削刃形成锐角的第一进入角。优选地是，所述第一进入角为3-45°，甚至更优选地为5-30°。优选地是，第一后向切削刃形成钝角的第一后间隙角。优选地是，所述第一后间隙角为91°-135°，更优选为93°-120°。

优选地是，当在第二方向上车削时，第二前向切削刃以锐角的第二进入角处于切削状态，该第二进入角优选为5-45°。优选地是，第二后向切削刃形成钝角的第二后间隙角。优选地是，所述第二后间隙角为91°-135°，更优选为93°-120°。

优选地是，所述方法包括步骤：移动车削刀具，使得第一切削刃远离金属工件移动并且使得第二刀尖切削刃朝向金属工件移动，移动是线性运动。

所述移动是转位运动。换句话说，该移动使得第一切削元件被置于不起作用位置，并且使得第二切削元件被置于起作用位置，即其中第二元件适合于从金属工件切削金属的位置。

所述线性运动可以通过移动车削刀具来实现，例如通过沿着联接轴线的线性运动。优选地是，移动车削刀具使得第一切削刃远离金属工件移动并且使得第二刀尖切削刃朝向金属工件移动的步骤是在没有车削刀具围绕联接轴线的旋转的情况下进行的。由此，与旋转移动相比，转位时间可以更短。

优选地是，车削刀具在第一走刀、第二走刀期间或在第一走刀和第二走刀之间不围绕联接轴线旋转。优选地是，在第一走刀和第二走刀期间或之间，车削刀具不围绕任何轴线旋转，诸如平行于联接轴线的任何轴线。

优选地是，所述方法包括以下步骤：在第二走刀期间，对在第一走刀期间加工的表面的至少一部分进行车削，即加工。

优选地是，当在第一方向上车削时以及当在第二方向上车削时，第一和第二刀尖切削刃沿着旋转轴线间隔开恒定距离。

优选地是，所述方法包括设定联接轴线垂直于旋转轴线的步骤。

优选地是，所述方法包括以下步骤：在第一走刀期间，即当在第一方向上移动车削刀具时，将第二刀尖切削刃设定在第一切削刃的前方。

优选地是，所述方法包括以下步骤：在第二走刀期间，即当在第二方向上移动车削刀具时，将第一切削刃设定在第二刀尖切削刃的前方。前方应理解为沿着旋转轴线在进刀方向上的前方。

优选地是，第二走刀是在远离角部的方向上。该角部或肩部被限定为与旋转轴线同心的第一表面与垂直于旋转轴线的第二表面之间的相交部。第一表面可以是外部表面或内部表面(即孔内的表面)。优选地是，第一表面是外部表面，即径向外表面。

优选地是，第一走刀是在朝向角部的方向上。这意味着第一走刀是在朝向角部或待成形角部的方向上，优选地是在第二走刀之后完成的角部。因此，第一走刀包括对角部的粗加工，即去除了一些材料，但没有去除全部材料以获得期望或预定形状。角部或肩部被限定为与旋转轴线同心的第一表面与垂直于旋转轴线的第二表面之间的相交部。第一表面可以是外部表面或内部表面(即孔内的表面)。优选地是，第一表面是外部表面，即径向外表面。

根据本发明的一个方面，提供了一种具有指令的计算机程序，该指令在由数控车床执行时使数控车床执行根据任何前述方法的步骤。

所述计算机程序或计算机程序产品可以被包含在CAM软件产品中，即用于计算机辅助制造的软件。所述计算机程序可以是计算机可读介质的形式，诸如USB棒、CD-ROM或数据流。

附图说明

现在将通过对本发明实施例的描述并参考附图更详细地解释本发明。

图1是根据第一实施例的车削刀具和金属工件的透视图。

图2是图1中的车削刀具和金属工件的侧视图。

图3是图1中的车削刀具和金属工件的一部分的示意性仰视图。

图4是图1中的车削刀具和金属工件的一部分的又一仰视图。

图5是图1中的车削刀具和金属工件的一部分的再一仰视图。

图6是图1中的车削刀具和金属工件的一部分的再一仰视图。

图7是根据第二实施例的车削刀具的侧视图。

图8是根据第三实施例的车削刀具和金属工件的侧视图。

图9是在第一方向上移动车削刀具的示意图。

图10是在第二方向上移动车削刀具的示意图。

图11是示出第一切削元件、第二切削元件和旋转金属工件的示意性横截面图。

图中的所有车削刀具均按比例绘制。

具体实施方式

现在参照图1-图6，其示出了适合于执行上述限定的方法的根据第一实施例的车削刀具1。金属工件2由夹持装置(未示出)连接到数控车床(未示出)的主轴(未示出)。车削刀具1包括沿联接轴线A2延伸的联接部分3。联接轴线A2限定了车削刀具1的纵向轴线。向前方向远离联接部分3，即向前方向基本朝向图1中的左手侧。金属工件2的旋转轴线A1布置成垂直于并相交于联接轴线A2。车削刀具1包括呈第一车削刀片7的形式的第一切削元件7和呈第二车削刀片8的形式的第二切削元件8。

如图3-图6所示，第一切削元件7包括呈第一刀尖切削刃5的形式的第一切削刃5，其将第一前向切削刃12和第一后向切削刃14分开，并连接第一前向切削刃12和第一后向切削刃14。第二车削刀片8包括第二刀尖切削刃6，其将第二前向切削刃13和第二后向切削刃15分开，并连接第二前向切削刃13和第二后向切削刃15。

如图2所示，第一车削刀片7包括第一顶表面20，并且第二车削刀片8包括第二顶表面21。在图2中，金属工件2围绕其旋转轴线A1顺时针旋转。第一切削刃和第二刀尖切削刃与包括联接轴线A2和旋转轴线A1的平面相交或基本相交。在图2中，第一车削刀片7处于切削状态，并且第二车削刀片8与金属工件2相距仅仅非常小的距离。优选地是，金属工件2与不起作用的第二车削刀片8之间的距离较大，诸如图3和图4所示。图2示出了从联接部分(3)到第一切削元件(7)的距离大于从联接部分(3)到第二切削元件(8)的距离。

如图1和图2所示，车削刀具1包括呈凹形部分33或弯曲部分的形式的中间部分33，其连接第一车削刀片7和第二车削刀片8。中间部分33包括开口41。开口41或空穴或空腔为待加工的金属工件留出空间。凹形部分33围绕垂直于联接轴线A2的轴线弯曲，其中所述轴线与所述开口41或空穴或空腔相交。正如在例如图2中所见，开口41相对于旋转轴线A1在径向上打开。可以从图2的上方将车削刀具1置于如图2所示的位置，至少如果金属工件2的直径小于第一车削刀片7和第二车削刀片8之间的距离时是这样。这是一个优势，尤其是当金属工件1较长或在两端上都被夹持时。

中间部分33包括第一侧表面40和相反的第二侧表面。由于开口41，第一侧表面40不完全围绕或包围旋转轴线A1。第一侧表面40在垂直于旋转轴线A1的平面中延伸。所述平面40与联接轴线A2间隔开。

突出部分30、31从第一侧表面40突出，并且是呈可更换的切削头30、31的形式，它们由夹持装置连接到第一侧表面。每个切削头30、31包括至少一个刀片座。第一车削刀片7和第二车削刀片8借助相应的切削头30、31连接到第一侧表面40。

在图2中，旋转轴线A1垂直于联接轴线A2并且与联接轴线A2相交。如图2所示，金属工件2的旋转轴线A2处在第一车削刀片7和第二车削刀片8之间。联接部分3包括渐缩部分。联接部分3是快速更换联接器，其在行业中被称为Coromant在可替选实施例中(未示出)，联接部分3的横截面为正方形，并且联接轴线A2平行于图2中的联接轴线A2，并且在图2中的联接轴线A2下方5-20mm处。

当在俯视图中观察第一车削刀片7时，如例如在图3中那样，限定为第一前向切削刃12和第一后向切削刃14之间的角度的第一刀尖角是锐角。

当在俯视图或仰视图(例如，如在图3)中观察第二车削刀片时，限定为第二前向切削刃13和第二后向切削刃15之间的角度的第二刀尖角是锐角。

如在例如图1中所见，用于第一螺钉(未示出)的第一通孔与第一顶表面和第一底表面相交，并且用于第二螺钉(未示出)的第二通孔与第二顶表面和第一底表面相交。

图3和图4示出了第一加工步骤，在该步骤中，车削刀具1在垂直于联接轴线A2的第一方向17上移动。第一前向切削刃12形成锐角的第一进入角。第一后向切削刃14形成钝角的第一后间隙角。第一车削刀片7处于切削状态。第二车削刀片8与金属工件2分开。第二刀尖切削刃6在第一方向17上位于第一刀尖切削刃5的前方。

在图3和图4所示的步骤之后，第一车削刀片7退出切削，并且车削刀具1在一方向19上移动，使得第一切削刃5远离金属工件2移动，并且使得第二刀尖切削刃6朝向金属工件2移动，如图5所示。第一车削刀片7远离金属工件2的旋转轴线A1径向地移动。

在图5所示的步骤之后跟着是图6所示的步骤。图6示出了在第二方向18上移动车削刀具1，其中第二方向18是图4、5中所示的第一方向17的相反方向。第二车削刀片8处于切削状态。第一车削刀片7不起作用。换句话说，第一车削刀片与金属工件2分开。第二前向切削刃13形成锐角的第二进入角。第二后向切削刃15形成钝角的第二后间隙角。

金属工件2在图3、图4和图6中围绕其旋转轴线A1沿相同方向旋转。

如图4-图6所示，第一车削刀片7和第二车削刀片8在数控车床(未示出)的XZ平面内工作。由于使用小进入角，因此刀片磨损减少，但由于使用了另一个刀片，仍然可以使用该另一刀片加工角部。由于在数控车床的X轴上的短距离横移，因此实现如图5所示的快速的刀片更换。

图7示出了根据第二实施例的车削刀具1。根据第一和第二实施例的车削刀具1之间的唯一显著区别在于，根据第二实施例的车削刀具1包括第三车削刀片9。从第一车削刀片7转位到第二车削刀片8或反过来是通过车削刀具1沿联接轴线A2的移动实现的，而转位到第三车削刀片9是通过车削刀具在垂直于联接轴线A2的方向(更具体地是，在图2中向下)上的移动实现的。如图7所示，第一车削刀片7和第二车削刀片8以及第三车削刀片9与假想的圆或圆柱C1相交，所述假想的圆或圆柱C1的中心轴线A3垂直于联接轴线A2。第一车削刀片7相对于第二车削刀片8以一倾角ω倾斜。倾角ω是围绕所述假想的圆C1的中心轴线A3测量得到的。第二顶表面21面向垂直于联接轴线A2并且垂直或基本垂直于所述假想的圆或圆柱C1的中心轴线A3的方向。

图8示出了根据第三实施例的车削刀具1和金属工件2。根据第二和第三实施例的车削刀具1之间的唯一实质区别在于，根据第三实施例的车削刀具1包括第四车削刀片10并且中间部分33完全围绕旋转轴线A1。换句话说，中间部分不包括径向开口。

金属工件可以具有与上面描述的不同的形状。金属工件可以是棒材、中空棒材或任何其它具有围绕其旋转轴线旋转对称或基本上旋转对称的形状。可以加工出的形状可以具有与上述不同的构造。例如，该形状可以具有不仅一个侧壁，而是可以具有两个侧壁，即在垂直于旋转轴的平面中的表面。换言之，车削刀具可以用于加工出外部凹槽。

图9是车削刀具在第一方向17上移动的示意图，第一切削元件7处于切削状态。第一方向17是进刀方向。第一前向切削刃形成5–45°的第一进入角α，并且第一后向切削刃形成至少91°的钝角的后间隙角γ。第二切削元件8与金属工件2分开。加工表面25由第一切削元件7形成。更具体地是，表面25由第一刀尖切削刃5形成。

图10是车削刀具在第二方向18上移动的示意图，其中第二切削元件8处于切削状态。第二前向切削刃以5–45°的第二进入角β处于切削状态，第二后向切削刃形成钝角的后间隙角δ。第二底表面面向观察者。

图9示出了第一加工步骤，其后可以是图10所示的步骤。在图10中，第二切削元件8位于旋转轴线A1的与图9中的第一切削元件7相反的一侧上，并且第一顶表面朝向与第二顶表面相反的方向。

图9和图10中的金属工件2的一端被夹持装置60夹持。所述夹持装置60连接到旋转的或可旋转的主轴(未示出)并由其驱动，该主轴是数控车床(未示出)的一部分。所述夹持装置可以是例如夹头卡盘、三爪卡盘或端面驱动器的形式。从夹持装置60到第二刀尖切削刃6的距离比从夹持装置60到第一切削刃5的距离短，其中所述距离是沿着平行于旋转轴线A1的线测量得到的。在图9和图10中，第一方向17远离夹持装置60，并且第二方向18朝向夹持装置。替代性地是(未示出)，第一方向17朝向夹持装置60，并且第二方向18远离夹持装置。第一方向17和第二方向18因此在沿着旋转轴线A1的相反方向上。因此，相反方向可理解为朝向或远离夹持装置，或者朝向或远离金属工件的一个纵向端。因此，第一方向和第二方向不一定是线性的且平行于旋转轴线。

如图9和图10所示的步骤可以使用根据第一、第二或第三实施例的车削刀具执行加工。

图11是以横截面示出呈第一车削刀片7的形式的第一切削元件7、呈第二车削刀片8的形式的第二切削元件8和旋转的金属工件的示意图。第一车削刀片7和第二车削刀片8根据第一、第二或第三车削刀具实施例布置。第一车削刀片7包括第一顶表面20和第一底表面22，两个表面都是水平的或基本水平的。第二切削刀片8包括第二顶表面21和第二底表面23，两个表面都是水平的或基本水平的。第一中平面P1在第一顶表面20和第一底表面22之间的中间或基本中间。第一中平面P1平行于或基本平行于第一底表面22。第二中平面P2以对应的方式布置。第一中平面P1和第二中平面P2布置在平行的平面中。金属工件2围绕其旋转轴线A1沿一个方向50旋转。第一车削刀片7和第二车削刀片8位于旋转轴线A1的相反两侧上。第一顶表面20在图中面向上，第二顶表面21在图中面向下。当第一车削刀片7处于切削状态时，第二车削刀片8与金属工件2分开。在例如图11中，从联接轴线A2到第一刀尖切削刃5的距离短于从联接轴线A2到第二刀尖切削刃6的距离。

图10以及图6和图15示出了第二方向18是如何在远离金属工件2的角部的方向上。换言之，第二方向18在远离如下一表面的方向上，该表面处于垂直于旋转轴线A1的平面中。所述角部或肩部是与旋转轴线同心的表面与垂直于旋转轴线的第二表面之间的相交部。所述角部为90°角部。所述角部优选地是完全由第二切削元件形成，其中紧接在在第二方向18上移动车削刀具之前，将车削刀具朝向旋转轴线A1移动。

上述实施例中描述的第一车削刀片7和第二车削刀片8优选由耐磨材料制成，优选是硬质合金。第一顶表面20和第二顶表面21优选地是包括切屑形成装置或断屑装置(未示出)。优选地是，从所述切屑形成装置或断屑装置的至少一部分到相应的车削刀片的中平面的距离大于从与顶表面接界的切削刃到所述中平面的距离。换言之，第一车削刀片的顶表面20和第二车削刀片的顶表面21包括至少一个突出，其在侧视图中高于切削刃或在切削刃上方。这样，车削刀片更适合车削。

上述实施例中描述的第一车削刀片7和第二车削刀片8优选地是设计成使得第一前向切削刃12向下(即朝向第一底表面22)以距离第一刀尖切削刃5渐增的距离倾斜。第二前向切削刃13优选地是以对应的方式布置。以此方式，进一步改善了切屑控制。

前向切削刃和后向切削刃在相应的进刀方向上向前和向后，但不一定是相对于车刀本身的向前或向后方向向前或向后。

Claims (19)

1.一种车削刀具(1)，包括联接部分(3)，

其中，所述联接部分(3)沿联接轴线(A2)延伸，

所述联接轴线(A2)限定所述车削刀具(1)的纵向轴线，

其中，所述车削刀具(1)包括第一切削元件(7)和第二切削元件(8)，

其中，所述第一切削元件(7)包括第一切削刃(5)，

其中，所述第二切削元件(8)包括第二刀尖切削刃(6)，所述第二刀尖切削刃(6)将第二前向切削刃(13)和第二后向切削刃(15)分开，并连接所述第二前向切削刃(13)和所述第二后向切削刃(15)；

其中，所述第一切削元件(7)包括第一顶表面(20)，

其中，所述第二切削元件(8)包括第二顶表面(21)，

其特征在于，

其中，所述第一切削元件(7)和所述第二切削元件(8)与假想的圆或圆柱(C1)相交，所述假想的圆或圆柱的中心轴线(A3)垂直于所述联接轴线(A2)，

其中，所述第一切削元件(7)相对于所述第二切削元件(8)以倾角(ω)倾斜，

其中，所述倾角(ω)是围绕所述假想的圆(C1)的中心轴线(A3)测量得到的，

其中，所述第二顶表面(21)面向垂直于或基本垂直于所述联接轴线(A2)并且垂直或基本垂直于所述假想的圆或圆柱(C1)的所述中心轴线(A3)的方向。

2.根据权利要求1所述的车削刀具(1)，

其中，所述第一切削元件(7)包括第一前向切削刃(12)和第一后向切削刃(14)；

其中，所述第一切削刃(5)是第一刀尖切削刃(5)；

其中，所述第一刀尖切削刃(5)将所述第一前向切削刃(12)和所述第一后向切削刃(14)分开，并连接所述第一前向切削刃(12)和所述第一后向切削刃(14)。

3.根据权利要求2所述的车削刀具(1)，

其中，从所述联接轴线(A2)到所述第一刀尖切削刃(5)的距离短于从所述联接轴线(A2)到所述第二刀尖切削刃(6)的距离。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述车削刀具(1)包括中间部分(33)，

其中，所述中间部分(33)包括凹形部分(33)，

其中，所述凹形部分(33)围绕所述假想的圆或圆柱(C1)的所述中心轴线(A3)弯曲，

其中，所述第一切削元件(7)和所述第二切削元件(8)连接到沿所述凹形部分(33)间隔开的部分。

5.根据权利要求4所述的车削刀具(1)，

其中，所述凹形部分(33)包括第一侧表面(40)，

其中，所述第一侧表面(40)在垂直于或基本垂直于所述假想的圆或圆柱(C1)的所述中心轴线(A3)的平面内延伸，

其中，所述平面与所述联接轴线(A2)间隔开，

其中，所述第一切削元件(7)和所述第二切削元件(8)连接到所述第一侧表面(40)，

其中，所述中间部分包括开口(41)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，第一刀尖角限定为所述第一前向切削刃(12)和所述第一后向切削刃(14)之间的角度，所述第一刀尖角是锐角。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，第二刀尖角限定为所述第二前向切削刃(13)和所述第二后向切削刃(15)之间的角度，所述第二刀尖角是锐角。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述第一切削元件(7)是呈第一车削刀片(7)的形式，

其中，所述第二切削元件(8)是呈第二车削刀片(8)的形式，

其中，所述第一车削刀片(7)包括第一顶表面(20)和相反的第一底表面(22)，

其中，所述第二车削刀片(8)包括第二顶表面(21)和相反的第二底表面(23)，

其中，所述第一顶表面(20)包括第一前刀面，

其中，所述第二顶表面(21)包括第二前刀面。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述第一切削元件(7)布置成使得当在垂直于所述联接轴线(A2)的第一方向(17)上移动所述车削刀具(1)时，所述第一前向切削刃(12)形成锐角的第一进入角(α)，

其中，所述第二切削元件(8)布置成使得当在与所述第一方向(17)相反的第二方向(18)上移动所述车削刀具(1)时，所述第二前向切削刃(13)形成锐角的第二进入角(β)。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述第一切削元件(7)布置成使得当在所述第一方向(17)上移动所述车削刀具(1)时，所述第一后向切削刃(14)形成钝角的第一后间隙角(γ)。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述第二切削元件(8)布置成使得当在第二方向(18)上移动所述车削刀具(1)时，所述第二后向切削刃(15)形成钝角的第二后间隙角(δ)。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述第一切削元件(7)和所述第二切削元件(8)布置成使得所述第一切削元件(7)和第二切削元件(8)能够用于车削能够围绕其旋转轴线(A1)在一个方向上旋转的金属工件(2)，其中所述旋转轴线(2)被布置成垂直于所述联接轴线(A2)并且与所述联接轴线(A2)相交。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述第一切削刃(5)和所述第二刀尖切削刃(6)与包括所述联接轴线(A2)的平面相交或基本相交。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述车削刀具(1)布置成使得圆柱形的金属工件(2)能够布置在所述第一切削元件(7)和所述第二切削元件(8)之间，其中所述金属工件(2)的纵向轴线(A2)位于所述切削元件(7、8)之间。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述联接部分(3)的横截面为正方形或矩形，或者所述联接部分(3)包括渐缩的或锥形的或基本锥形的部分。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，所述第一切削元件(7)和所述第二切削元件(8)定位在相对于一平面的同一侧上，

其中，所述平面包括所述联接轴线(A2)，

并且其中，所述平面平行于与所述第一顶表面(20)以直角相交的平面。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

其中，从所述联接部分(3)到所述第一切削元件(7)的距离大于从所述联接部分(3)到所述第二切削元件(8)的距离。

18.一种用于数控车床的车削方法，包括以下步骤：

提供金属工件(2)，

提供根据前述权利要求中的任一项所述的车削刀具(1)，

使所述金属工件(2)围绕其旋转轴线(A1)在一个方向(30)上旋转；

在所述第一方向(17)上移动所述车削刀具(1)，使得所述第一切削刃(5)处于切削状态，

在一方向(19)上移动所述车削刀具(1)，使得所述第一切削刃(5)远离所述金属工件(2)移动，并且使得所述第二刀尖切削刃(6)朝向所述金属工件(2)移动，

在第二方向(18)上移动所述车削刀具(1)，使得所述第二前向切削刃(13)以5–45°的第二进入角(β)处于切削状态，

其中，所述第二方向(18)是所述第一方向(17)的相反方向或基本相反方向。

19.一种具有指令的计算机程序，所述指令在由数控车床执行时使所述数控车床执行根据权利要求18的步骤。