CN1758974A - 用于在工作中精车凹槽的切削刀片及刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在工件中精车旋转对称型凹槽的刀具。该刀具包括基体(1)和切削刀片(2)，该切削刀片能够固定于包括在基体中的托架(5)之上的刀座(6)中，该托架具有窄的颈部(7)以及从所述颈部侧向突出的支撑部(8)，该支撑部用于支撑相对于颈部侧向突出以便使得能够在工件中车削出在凹槽的缺口内部埋头并且具有比所述缺口更大的宽度的中空空间的内部台肩表面的切削刀片(2)的部分。根据本发明，该切削刀片(2)由于具有两个间隔开的、凸弓形的并且能够交替应用的切削刃(31)而能够转位，并且具有用于螺钉(28)的孔(35)，利用该螺钉能够将所述切削刀片夹紧并且固定在托架上的刀座(6)中。所述刀座(6)具有装置(40a、40b)，用以与切削刀片的下侧面上的类似装置相配合以防止该切削刀片相对于刀座产生角位移。

Description

用于在工件中精车凹槽的切削刀片及刀具

技术领域

在第一方面，本发明涉及一种用于在工件中精车旋转对称型凹槽的刀具，该刀具包括基体和切削刀片，该切削刀片由上侧面、下侧面和它们之间的至少一个间隙面所界定，并且能够固定于包括在基体中的托架之上的刀座中，该托架具有窄的颈部以及从所述颈部侧向突出的支撑部，该支撑部用于支撑相对于颈部侧向突出以便使得能够在工件中车削出在凹槽的狭窄缺口内部埋头并且具有比所述缺口更大的宽度的中空空间的内部台肩表面的切削刀片部分。

在第二方面，本发明还涉及一种用于根据本发明的刀具中的切削刀片。

背景技术

在具有旋转对称的、例如圆柱形或者圆锥形的包络面的工件中，有时形成具有基本为燕尾形的截面形状的凹槽，所述凹槽用于将紧固元件固定于或者夹在从所生产的产品的包络面突出的不同零件上。具有这种凹槽的产品实例在US 5,846,054、US6,065,938和US6,439,851中予以描述。更确切的，各紧固元件应该能够插入凹槽中以便确保零件例如风机叶片等能够抵抗离心力的作用，当该产品旋转时，所述离心力倾向于将该零件从产品径向向外的抛出。各个凹槽均具有较窄的缺口以及位于材料中的更深处的中空空间，该缺口在产品或者工件的表面中开口，并且该中空空间比所述的缺口更宽。所述中空空间由底表面以及两个通常凹曲的侧表面所界定，所述侧表面经由台肩表面转化为缺口的限制表面，台肩表面相对于通过凹槽的径向平面或者对称平面倾斜，并且当所述零件经受离心力作用时，紧固元件上的在其外侧车削出的同样倾斜的表面压靠在所述台肩表面上。而且，在中空空间的底表面中，形成浅的埋头孔，其在最终的加工操作中形成用于切削刀具的间隙(clearance)。在一些应用中，从工件加工出的最终产品或者结构部件是薄壁型的并且同时在强度和耐用性方面具有很高的要求。而且，对于最终结构部件的尺寸精确度的要求可能非常高，以便例如能够防止所述的零件上下摆动或者使得所述零件能够获得准确的、理想的定位方式。

鉴于上述原因，非常关键的是，将中空空间的限制表面并且尤其是两个倾斜的台肩表面加工为具有较高的表面光洁度或者平滑度，而同时该加工操作不会引起以后能够在材料中造成各种类型的内部损伤例如导致裂缝形成的表面损伤或者缺陷。

对凹槽的加工基本在三个主要的步骤中进行，即粗车削、间隙埋头孔的车削，以及精车削。粗车削操作的目的在于开槽出初始的凹槽，其一般截面形状为燕尾形并且尚未获得最终的、准确的尺寸。为此目的，至少使用一种刀具，其首先粗车削出具有平行的侧限制表面的凹槽。在所述凹槽的底表面中，利用具有圆切削刀片的刀具车削出浅的、中心埋头孔。然后，侧向车削刀片朝向该初始凹槽的每一侧进给，更确切的，其目的在于产生比外部缺口更宽的埋头的中空空间。当该操作完成后，随后进行精整操作，更确切的，利用多个具有类似于粗车削操作的首先在凹槽中沿着径向进给并且然后垂直于径向平面(即关于工件的旋转轴线沿着轴向方向)进给的切削刀片的车削刀具执行所述操作。以前公知的这种类型的精车刀具其形式基本为长并且窄的轴，该轴在其外自由端处形成有凹进部(大致深达等于轴的一半直径的深度处)以便形成使得材质比轴更加坚硬的切削刀片可以固定于其上的底座或者砧面。更确切的，通过焊接将切削刀片进行固定。这意味着，其中将磨损的切削刀片拆除的操作变得尤其复杂。可选的，利用焊接进行连接的切削刀片在切削刃磨损之后可以进行局部的再磨削，但是这种可选方案并不令人关注，因为由于切削刃的外形通过再磨削被减小而使得该切削刃的精度由此丧失。而且，以前公知的精车刀具的特征在于，最终的切削刀片的轮廓形状、更确切的最终将对中空空间的内部进行加工的弓形的切削刃的轮廓形状，应该具有与所要加工出的中空空间中的最终表面的截面轮廓形状相同的轮廓形状。中空空间以及切削刃的轮廓形状相互对应在实际中产生很多问题，其中最为明显的一个问题在于切屑阻塞(chip stopping)。因此，在以前公知的精车刀具中，尤其是当切屑外形的一半已经形成时如果操作人员没有帮助将切屑导出凹槽，则易于发生切屑阻塞。这种切屑阻塞将导致显著的危险性，即使得所加工的表面被划伤。因此，相当数目的显著程度或重或轻的伤痕将时常产生。而这又反之迟早将导致当成品在操作期间旋转时在材料中形成裂纹。例如在用于喷气式发动机的盘管中，在材料中形成裂纹的倾向将是非常严重的，因为在该具有风机叶片的盘管上的应力通常极高。所以，这种盘管可以在高于10000转/分钟的转速下旋转并且在约400℃(从约-50℃到约+350℃)的温度范围内进行操作。因此，为了抵消裂纹形成或者其它缺陷的危险性，在以前公知的技术中，进行大范围的后处理，例如以喷砂和/或抛光/磨光的形式进行。然而这种后处理是非常耗时并且高成本的。利用以前公知的车削刀具的精车操作的另一个问题在于，所加工的表面趋向于形成波纹状。该问题的一个可能原因在于，刀具的基体即长窄的轴较为薄弱，由此切削刀片并未保持固定在准确的期望位置中，尤其是当该刀具经受大的切削力时，当凹槽的中空空间较为粗糙并且埋头程度很深时即是这种情形。公知的精车技术的另一个问题在于，由于提升多个沉重的整体刀架而使得刀具需要很长的安置时间，并且除此之外，切削刀片应该调整并且固定在所期望的位置处。因为精车操作要求非常多(在特定的情形中14个或者更多)的具有不同的、不断增加的尺寸的不同刀具并且随着加工操作的进行这些刀具需要单独的设置和固定，从而使得该问题变得尤为显著。

发明内容

本发明目的在于消除上述问题并且在于提供一种改进的刀具以及一种改进的切削刀片，以用于对所述类型的凹槽进行精车加工。因此，本发明的主要目的在于提供这样一种刀具，其使得能够以如此方式精车凹槽的中空空间，即该中空空间的内表面变得光滑并且精确从而消除或者降低进行后处理的需求。还一个目的在于提供一种刀具，通过其消除在中空空间中发生切屑阻塞的危险。再一个目的在于提供一种刀具，其能够显著减少在最初和最后的加工步骤之间的加工步骤的数目。本发明另一个目的在于提供一种刀具，它能够以最少的安置时间进行安装和拆除。

附图说明

在附图中：

图1为根据本发明的刀具从前面斜向观察的透视图；

图2为局部的部件分解透视图，示出包含在刀具中的与该刀具的基体中的刀座相分离的切削刀片；

图3为根据图1的刀具的侧视图；

图4为从前面观察的刀具的端视图；

图5为从后面观察的刀具的端视图；

图6为从该刀具的上方观察的放大的平面视图；

图7为从下方观察的刀具的切削刀片的放大的平面视图；

图8为根据图7的切削刀片的端视图；

图9为从该切削刀片的上方观察的平面视图；

图10为另一个从切削刀片的上方观察的放大的平面视图，详细地示意出该切削刀片的几何形状；

图11为局部切开的透视图，示出该刀具与局部示出的工件相结合；

图12为从上方观察的平面视图，示出该刀具正在对工件进行加工，其中应该指出，基于基体进行观察，该切削刀片采用右向安装方式；

图13为类似的平面视图，示出具有左向安装的切削刀片的可选

实施例；并且

图14-16为局部平面视图，示出该刀具在操作期间处于三个不同的位置。

具体实施方式

在图1和2中，示出一种形式为车刀的刀具，其包括基体1和以可拆卸方式安装在基体上的切削刀片2。在该示例中，基体1具有圆柱形的主要部分3，能够固定在机床(未示出)中的连接元件4从其后侧延伸。基体在前面具有整体用5表示的托架，该托架具有其中能够固定切削刀片2的刀座6。所述托架具有窄的颈部7以及从颈部侧向突出的支撑部8。

下面将参考图7-10详细对切削刀片2做进一步的描述。

现在还参考图3-6，其与图1和2一起详细示意了对于托架5的设计。在图6中示出相对较薄的颈部7如何由两个平的、相对的侧表面9、10所限定，所述侧表面优选相互平行。支撑部8仅从颈部两侧的其中一侧突出，即从基体观察向右突出。颈部7的右侧面9经由过渡线11(见图2和3)转化成用12表示的限制表面，该限制表面还由距过渡线11一定距离的边缘线13所界定。凸曲的前表面14从所述边缘线延伸，该前表面在其与边缘线13相对的区域内连续的转化成颈部7的平的侧表面10。限制表面12在其顶部、即与刀座6相连接处是平的，如在图6中利用直的边缘线15所示意的轮廓。支撑部8沿着向后的方向或者从刀座6向下朝着下端面16变尖。更确切的，该支撑部沿着两个不同的表面中变尖，因为不仅过渡线11，还有边缘线13均成弓形弯曲，如从图3和4中一起明显示出的。由于该边缘线13具有所述的弧形形状，限制表面12沿着从刀座朝向支撑部下端的方向变尖，同时该限制表面沿其纵向方向具有凸曲的形状(同样该限制表面12沿其截面具有稍弯曲的形状)。

为了确保在操作期间切削刀片的良好的稳定性，所述的托架具有相当的长度，例如该长度可从刀座6至下端面16进行计算。因此，在实际中，托架的长度L(见图4)应该比例如在刀座6的区域中计算的宽度B至少大3倍、优选5倍。在根据图4的示例中，长度L超出宽度B约5、6倍。相对于切削刀片2的厚度(例如该厚度可在切削刀片的上下侧面之间计算)，托架的长度L应该比切削刀片的厚度至少大5倍，优选至少10倍。在该示例中，托架的长度L超出切削刀片的厚度约11倍。

现在参考图12，其示意了根据本发明的车刀连同形式为用于喷气式发动机的盘管的工件17。所述工件具有旋转对称的、更确切的说锥形的包络面18，其中应该成形出连续的环形的凹槽19。在车削时，工件17绕着几何中心轴线旋转，该轴线在实际中位于距包络面较长的距离处，但是考虑到绘图方面的技术原因，利用很靠近包络面的点划线C示出该轴线。各个凹槽19形成为具有外缺口20以及位于其中的埋头中空空间21，该中空空间具有比缺口20更大的宽度。所述中空空间21由底面22以及两个凹曲的侧限制表面24所界定，所述的侧限制表面转化为平的台肩表面23，该台肩表面相对于中心轴线C倾斜并且沿着向外朝向缺口20的方向汇聚。

在图12中，用R表示一个垂直于工件17的旋转轴线C的径向表面。所述径向表面R与通过刀具的垂直的中心参考平面相一致。因此将从此使用标记R表示通过刀具的中心参考平面以及通过缺口的径向平面。该径向平面R位于两个台肩表面23之间的一半距离处并且因此还形成凹槽19的对称平面。在该示例中的台肩表面相对于所述的对称平面以约为45°的角度延伸，补角α大小为135°。

现在再次参考图1-6，其中图6示意了部分限定刀座6的边缘线15如何相对于参考平面R成钝角β延伸。所述角度β应该总是小于上述的角度α。在所示的示例中，当角度α为135°时，角度β大小为132°。这意味着边缘线15从中空空间21的台肩表面23离开约为3°的角度。

根据台肩表面23的倾斜角度，上述角度β可以变化，但是，它应该至少为125°，或者优选至少130°，并且最大为140°，或者优选最大为135°。

在图3和5中示出位于圆柱形部分3的后侧上的连接元件4如何沿着向后的方向变尖，并且具有所谓的多边形形状的截面。更确切的，元件4的截面形状由三个三角形状的、凸曲的主表面所界定，它们经由圆化的角部相互转化，所述的角部具有比主表面显著更小的弯曲半径。这种类型的连接元件(能够以商品名COROMANT CAPTO经由商业途径获得)确保了在刀具和附属的刀夹之间实现完全刚性的连接。

在基体1的圆柱形部分3的前侧上，设置具有多个喷嘴25a的喷嘴板25(见图1和4)，冷却流体能够通过所述的喷嘴朝向切削刀片2进行喷射，更确切的说朝向所述刀片的上侧。在该示例中，在所述板上设置两个喷嘴25a，即一个在左侧，一个在右侧，以便喷射低压流体。该板还可以具有高压喷嘴。而且，冷却流体管道26在托架5的支撑部8中开口，其目的在于从下面朝向切削刀片喷射冷却流体。

在图3中，用M表示通过连接元件4和基体1的圆柱形部分3的假想的中心线。如图3所明显示出的，切削刀片2大致位于所述中心线的水平上。更确切的，切削刀片2的上侧位于中心线M的延伸线中，用于切削刀片的支撑托架5从中心线M向下延伸。而且，该托架具有如此长度，使得其下部在圆柱形部分3的包络面下面突出显著的距离。有利的，托架的长度比圆柱形部分3的包络面的圆周半径超出多于50％的程度。

特别的参考图6，应该指出，颈部7的侧表面9基本位于参考平面R、即与基体垂直相交的中心平面内。这意味着支撑部8其整体从由侧表面10与参考平面R的假想延伸部所界定的材料部向一侧延伸。用于将切削刀片进行固定的固定螺钉28(见图2)的螺纹孔27相对于参考平面R对称的定位(该孔的中心位于平面R内)。在支撑部8的倾斜边缘15和基体上的相应倾斜的限制表面29之间形成横截面为V形的空间30。如果该表面29相对于参考平面R以与边缘15相同的角度倾斜，则V形空间30的孔径角将等于84°。

在图7-10中详细示出的切削刀片2的特征在于，该刀片由于具有两个相间隔的、凸弓形的并且可交替应用的侧切削刃31而能够转位。以通常的方式，该切削刀片由上侧面32、下侧面33以及周边间隙面34所限定，该间隙面在上侧面32和下侧面33之间延伸。在该示例中，上侧面32是平的，并且由于间隙面34与上侧面32成锐角γ延伸，该切削刀片具有正的切削几何形状。在实际中，该角度γ可以为83°，即间隙角为7°。在该切削刀片中，形成用于上述的固定螺钉28的通孔35。在其下侧面上，该切削刀片形成有用于与刀座6的类似装置相配合的装置，以便防止该切削刀片在安装状态下发生角位移。所述的装置有利的可以由切削刀片上的形式为凹痕或者为隆脊的所谓的横齿(cross serration)构成，以便与刀座中的相应数目的隆脊或者凹痕接合。在所示的示例中，该切削刀片形成有两个凹痕36a、36b，它们互相垂直的定向并形成十字形的构形，在邻近的凹痕之间形成四分之一圆周状的平台37。在所述平台中的两个的自由角部处，形成较大的L形角部埋头孔38，而另外两个平台则形成有类似的比埋头孔38更小的角部埋头孔39。两个凹痕36a、36b的每一个均被中心孔35所截断。换言之，各凹痕由相互共线的定位的两个凹槽成形部构成，所述的凹槽成形部经由所述的孔而相互间隔。

在刀座6中的相配合的耦合装置由两个隆脊40a、40b(见图2)构成，它们相互间成直角延伸并形成与凹痕36a、36b的十字形构形相同形式的十字形的构形。该隆脊划分出其中形成用以与前述的切削刀片中的角部埋头孔38、39相接合的角部凸起41的四分之一圆周。在角部凸起41与隆脊40a、40b之间，形成两对相互平行的凹槽，其中能够接合切削刀片上的齿37。隆脊40a、40b(以及角部凸起41的)的深度稍小于凹痕36a、36b(以及各个角部埋头孔38、39)的深度。这样，可以确保所述的隆脊以及凸起并不分别在凹痕与埋头孔内到达底部。而且，应该指出，所有的隆脊与凹痕均具有斜切的或者倾斜的侧表面，当通过紧固螺钉28而将切削刀片固定时，这些侧表面可确保所述的隆脊能够楔入所述的凹痕中。通过所述的耦合装置，可以确保能够利用将螺钉紧固的简单操作而将切削刀片定位在非常准确的位置中，该刀片从此位置处不会通过角位移或者以其它方式而脱离与刀座的接合。因此，在实际中，能够以0.01mm或者更小的尺寸精度将切削刀片安装在刀具中。

如图10最为明显示出的，该切削刀片2具有基本为心状的轮廓形状，由位于对称平面S两侧的两个侧切削刃31所限定，该平面S与孔35的中心相交。孔27的中心被垂直于对称平面S的第二平面P相交。由于被对称平面S所分隔的切削刀片的两半是镜象对称的，仅对其中的一个半部即图10中的左边一半更加详细的描述。切削刃31在公共的后角部刃42与前间隙刃43之间延伸，在该示例中所述前间隙刃为直的。如图10所示，该切削刀片从前间隙刃的区域沿着朝向后角部刃的方向变尖，更确切的说是由于前间隙刃远长于后角部刃。

每个侧切削刃31均由多个具有不同的弯曲半径的部分切削刃44、45、46与47构成。所述的部分切削刃与切削刃42、43一起包括在形成于切削刀片的平的上侧面32与周边的光滑间隙面34之间的过渡段中的连续的边缘侧边或者切削刃中。例如由周边中断线48(见图7和8)所确定的下侧面33的轮廓形状基本对应于刀座6的轮廓形状。这意味着切削刀片的间隙面34与支撑部8的外表面相齐平的定位。换言之，切削刀片的间隙面34如此连接至支撑部8的外侧，使得在切削刀片与支撑部之间的分界面中并不形成任何突变形式的凸起。因为就间隙面34与上侧面成锐角γ延伸而言该切削刀片具有正的切削几何形状，该上侧面32具有比下侧面33更大的表面延伸范围(因此垂直于切削刀片平面的上侧面32的外边缘凸起从各侧均位于中断线48的外侧)。

应该指出，边缘42和43、它们均为直的，是相互平行的。

参考图10，下面将给出根据本发明的切削刀片的形状与尺寸的具体实例。在此情形，该切削刀片具有9mm的宽度W(W/2＝4.5mm)以及8.5mm的长度I。平面P分别与间隙刃43以及角部刃42之间的距离D₁、D₂是一样大的并且等于4.25mm。换言之，孔35的中心位于边缘42和43之间的一半距离处。单独的部分切削刃46是圆弧形的并且具有7.6mm的半径R₃。角部刃42是直的并且经由具有2.5mm的半径R₄的部分切削刃47转化成部分切削刃46。对称平面S与角部刃42转化成部分切削刃47的所在的点之间的距离D₃等于0.3mm。部分切削刃46的半径R₃的中心E位于对称平面S的右侧并且位于平面P的上方。换言之，单独的部分切削刃46(其在所有的部分切削刃44、45、46、47中是最长的)的中心E位于与所述部分刃相对的由对称平面S所限定的切削刀片的半部上，并且位于该切削刀片的前面部分上，即在平面P与前间隙刃43之间。直线F从所述的点E垂直于对称平面S延伸。部分切削刃46在所述直线F与该切削刀片的左边缘相交处转化成部分切削刃45，该部分切削刃45又转化成部分切削刃44。部分切削刃45具有2.1mm的半径R₂以及约43.5°的弧角b₂，而部分切削刃44具有2.2mm的(稍大一些的)半径R₁以及46.5°的弧角b₁。部分切削46的弧角b₃等于48.5°，而部分切削刃47的弧角b₄为41.5°。平面P与点E之间的距离D₄等于2.1mm，而距离D₅(＝间隙刃43长度的一半)等于2.3mm。换言之，间隙刃43具有4.6mm的长度。显然所形成的切削刃31是镜象反转的并且距对称平面S相同的距离。

从上面所述，显然最长的部分切削刃46的弯曲半径R₃大于其它部分切削刃44、45、47的每一个的弯曲半径。在该示例中，与次大的弯曲半径R₄相比，弯曲半径R₃约超出其3倍。所述弯曲半径之间的关系本身可以改变，但是在所有情形，弯曲半径R₃应该至少为其它部分切削刃的最大弯曲半径的两倍。

而且，应该指出，部分切削刃44、45的总弧角(b₁+b₂＝90°)显著大于最长的部分切削刃46的弧角(b₃＝48.5°)。

在图11中，示出所述的刀具对工件17进行加工。在图中，T表示在旋转对称的工件中车削的圆槽19的假想切线，而点划线G表示垂直于切线T的平面。如果切线T是垂直的，则平面G相应的沿着水平方向定向(直线G沿着位于工件的几何旋转轴线与周边之间的一条假想半径的延伸线延伸)。如通过直线H所示，切削刀片2相对于平面G成一定的有限角度δ定向。所述的角度δ必须小于切削刀片的间隙角(＝7°)并且在实际中可位于1-4°的范围内。

根据本发明的刀具在车削期间的操作

下面参考图13-16描述该刀具的操作，在这些图中示出具有左向安装的切削刀片的刀具。在这方面，应该指出，根据本发明的同一切削刀片能够普遍用于两种类型的刀具，即右向切削刀具以及左向切削刀具。

在准备步骤中，利用传统的插刀(未示出)，粗车削出具有四边形截面形状的凹槽，其轮廓在图14中利用平行的点划线49进行示意。在下一步骤中，在该凹槽的底面中，利用圆切削刀片(未示出)车削出浅的埋头孔50以便形成间隙。在实际中，所述埋头孔可以具有大致0.05mm的深度。之后，形成内部中空空间21的期望轮廓，该空间在工件中向内扩展。所述的轮廓成形操作开始于对凹槽一侧的加工。更确切的，将切削刀片2从外部倾斜的、即以45°的角度插入，如在图14中利用箭头所示。在其进入工件的运动中，利用适当的软件对该刀具加以控制使其处于确定的、所期望的运动轨迹中。在此方面，沿着在切削刀片上从接触点Q顺时针方向延伸的部分切削刃进行去屑操作。上述间隙刃43从所述点Q与该线性运动轨迹成一定角度的向后延伸，其中所述点Q随切削刀片沿图14的箭头方向的运动而运动。更确切的，切削刃43相对于所述运动轨迹沿着逆时针方向稍微倾斜。这意味着切削刃43离开所加工的表面，如在图15中明显示出的。

在实际中，可以在一个单独的步骤或者过程中进行加工。从而将切削刀片按照图14所示侧向的倾斜插入至期望的切削深度，并且然后沿着根据图16的箭头方向将其朝着凹槽的中心插入。当完成对倾斜的台肩表面23的加工并且点Q到达根据图15的位置时，切削刀片处于这样一种位置，其中从点Q接近至切削刃47(见图10)的切削刃的轮廓形状确定了凹槽一侧中的最终轮廓形状。从根据图15的位置开始，沿着向内的方向使得切削刀片垂直于凹槽的对称平面R运动从而当其到达埋头孔时最终离开。

以相同的方式对该凹槽的相对侧进行车削，但是是利用具有右向安装的切削刀片的刀具(根据图12)进行。

本发明的优点

根据本发明的刀具的主要优点在于其坚固耐用并且由此确保能够执行稳定的、无振动车削操作，从而使得所加工的表面，尤其是凹槽的中空空间中的关键的、倾斜的台肩表面变得光滑并且具有精确的尺寸。多种因素均有助于实现所述的稳定性。其中尤其是，在切削刀片和刀座之间的界面中的所述齿槽齿(rudge teeth)或者锁定装置保证了该切削刀片能够定位在非常准确的位置中，并且同时在车削期间以可靠的方式保持在该位置中。为此，长的托架以及附属支撑部能够确保该切削刀片即便在切削刀片经受非常大的切削力的情形中仍然以准确的方式保持其相对于旋转工件的切向位置。位于基体后部中的所述连接元件同样有助于刀具的稳定性。由于所述连接元件(本质上以公知的方式)具有变尖的形状以及多边形截面的这样一个事实，能够保证将所述基体非常牢固的固定在附属机器中。以这种方式，能够有效的抵消基体以及切削刀片各自分别产生角位移的趋势。另一个优点在于，所述的该切削刀片能够普遍的用于右向车削以及左向车削刀具。由于刀片承载托架的支撑部的独特的、变尖的形状，还能保证该切削刀片能够插入所述凹槽中并且加工向内车削的台肩表面而同时托架不会与工件相碰撞。由于切削刀片倾斜的、例如以45°的角度进给到凹槽中并且具有正的切屑角，所去除的切屑将经由窄的缺口离开凹槽而不会击打该凹槽的相对侧。换言之，能够防止切屑阻塞。这又导致进行后处理的需要不复存在或者被减轻。同样，所必需的精加工步骤的数目得以降低，更准确而言降低至两个步骤，即凹槽左侧的加工步骤及其右侧的加工步骤。由于该刀具能够以最少的安置时间进行安装和拆卸的事实，获得所期望凹槽的加工时间被进一步的缩短。

本发明的可行性修改

本发明并不仅仅局限于上述的并且示于附图中的实施例。因此，刀具中所包含的基体以及可更换的切削刀片能够在所附权利要求的范围内以各种不同的方式进行改变。例如，利用不同于在附图中所示例类型的横齿的其它装置将切削刀片固定在基体的刀座中是可行的。虽然该切削刀片适合具有心形的轮廓形状，各个细节可以被改变。例如，在两个切削刃之间延伸的长的间隙刃可以形成为凹弓形的而非直线形的。

总之，应该指出，所述的刀具主要用于车削金属工件，其基体优选由钢材等材料制成，而切削刀片则由硬质合金、陶瓷金属等材料制成。

参考标记列表

1基体

2切削刀片

3圆柱形部分

4连接元件

5托架

6刀座

7颈部

8支撑部

9颈部的侧表面

10颈部的侧表面

11过渡线

12限制表面

13支撑部的边缘线

14托架的前表面

15沿着刀座的边缘线

16托架的下端面

17工件

18工件的包络面

19工件中的环形凹槽

20凹槽中的外缺口

21中空空间

22中空空间中的底部

23台肩表面

24侧限制表面

25喷嘴板

25a喷嘴

26冷却流体管道

27用于固定螺钉的孔

28固定螺钉

29基体的限制表面

30V形空间

31切削刃

32切削刀片的上侧面

33切削刀片的下侧面

34切削刀片的间隙面

35切削刀片中的孔

36切削刀片中的凹痕

37切削刀片的平台

38切削刀片中的角部埋头孔

39切削刀片中的角部埋头孔

40刀座中的隆脊

41刀座的角部凸起

42切削刀片的后角部刃

43切削刀片的前间隙刃

44切削刀片的部分切削刃

45切削刀片的部分切削刃

46切削刀片的部分切削刃

47切削刀片的部分切削刃

48切削刀片的轮廓线

49凹槽界线

50底部埋头孔

Claims (25)

1.一种用于在工件中精车旋转对称的凹槽(19)的刀具，包括基体(1)和切削刀片(2)，该切削刀片由上侧面(32)、下侧面(33)以及位于所述两个侧面之间的至少一个间隙面(34)所界定，并且能够固定在包含于基体中的托架(5)上的刀座(6)中，该托架具有窄的颈部(7)以及从所述颈部侧向突出的支撑部(8)，该支撑部用于支撑相对于颈部侧向突出的切削刀片(2)的部分，以便能够在工件中车削在凹槽(19)的缺口(20)内部埋头并且具有比所述缺口更大的宽度的中空空间(21)的内部台肩表面(23)，其特征在于，该切削刀片(2)由于具有两个间隔开的、凸弓形的并且能够交替应用的侧切削刃(31)而能够转位，并且具有用于螺钉(28)的孔(35)，利用该螺钉能够将所述切削刀片夹紧并且固定在托架(5)上的刀座(6)中，所述刀座(6)以及切削刀片(2)上的下侧面(33)具有相互配合的装置(36、40)以便防止该切削刀片相对于刀座产生角位移。

2.根据权利要求1的刀具，其特征在于，托架(5)具有至少超出在所述支撑部(8)的区域中计算的宽度(B)的3倍的长度(L)。

3.根据权利要求1或2的刀具，其特征在于，托架(5)的长度(L)至少超出在切削刀片的上侧面和下侧面(32、33)之间计算的切削刀片(2)的厚度的5倍。

4.根据前面任一权利要求的刀具，其特征在于，托架(5)的颈部(7)由两个平的、相对的侧表面(9、10)所界定，其中的第一侧表面(9)经由弓形的过渡线或者区域(11)而转化为所述支撑部(8)。

5.根据前面任一权利要求的刀具，其特征在于，支撑部(8)从刀座(6)沿着向后或者向下的方向变尖，从而不受所述中空空间(21)的内部台肩表面(23)的影响。

6.根据权利要求4或5的刀具，其特征在于，支撑部(8)的锥形形状不仅由该支撑部与第一侧表面(9)之间的弓形过渡线(11)所界定，而且还由形成在该支撑部之上并且与所述弓形过渡线相间隔的边缘线或者脊线(13)所界定。

7.根据前面任一权利要求的刀具，其特征在于，冷却流体管道(26)在支撑部(8)的外侧中开口以便沿着切削刀片(2)的方向喷射冷却流体。

8.根据前面任一权利要求的刀具，其特征在于，与刀座(6)相连接的支撑部(8)的轮廓与具有侧切削刃(31)的切削刀片上的角部的下侧面(33)的轮廓形状(48)相对应，从而使得切削刀片上的间隙面(34)与支撑部(8)的外侧相齐平的定位。

9.根据权利要求4-8中任何一个的刀具，其特征在于，限定与颈部(7)的第一侧表面(9)相连接的刀座的边缘(15)相对于所述侧表面成钝角(β)延伸，该角度(β)最小为125°并且最大为140°。

10.根据前面任一权利要求的刀具，其特征在于，基体(1)包括凸形的、变尖并具有多边形截面的连接元件(4)。

11.根据前面任一权利要求的刀具，其特征在于，用于防止切削刀片产生角位移的所述装置由形式为切削刀片(2)的多个凹痕(36a、36b)或者隆脊的横齿构成，所述凹痕或者隆脊相互间成一定的角度定向，以便与刀座(6)的相应数目的隆脊(40a、40b)或者凹痕相接合。

12.根据权利要求9和11的刀具，其特征在于，所述的凹痕在切削刀片中形成并且由两个凹痕(36a、36b)构成，所述凹痕相互间垂直的设置并且形成十字形的构形，而所述的隆脊形成在刀座(6)中并且由两个隆脊(40a、40b)构成，所述隆脊具有与所述凹痕相配合的形状并且相互间垂直的设置以形成十字形的构形，第一隆脊(40a)垂直于刀座的限制边缘(15)定向。

13.一种用于根据前面任一权利要求的刀具的切削刀片，包括上侧面(32)、下侧面(33)和位于所述两个侧面之间的间隙面(34)，以及用于螺钉的孔(35)，其特征在于，该切削刀片由于具有两个间隔开的、凸弓形的侧切削刃(31)而能够转位，并且所述下侧面(33)具有用于防止该切削刀片产生角位移的装置(36)。

14.根据权利要求13的切削刀片，其特征在于，该切削刀片具有基本为心状的轮廓形状，该形状由两个凸弓形的边缘(31)所限定，所述边缘形成所述侧切削刃并且关于对称平面(S)是镜象反转对称的而且距所述平面间隔相等的距离，该对称平面(S)经由中间的、前间隙刃(43)横贯孔(35)，该切削刀片沿着朝向与所述间隙刃(43)相间隔的后端的方向变尖。

15.根据权利要求12或13的切削刀片，其特征在于，各个侧切削刃(31)包括多个具有不同弯曲半径的部分切削刃(44、45、46、47)。

16.根据权利要求14或15的切削刀片，其特征在于，所述的两个侧切削刃(31)在该切削刀片后部的、薄的端部处通过直刃(42)相间隔开，所述直刃平行于并且短于前间隙刃(43)。

17.根据权利要求15或16的切削刀片，其特征在于，最长的部分切削刃(46)为圆弧形的，并且其中心(E)一方面位于与所述部分切削刃相对并由对称平面(S)所限定的的切削刀片的半部上，并且另一方面位于前间隙刃(43)与平面(P)之间的区域中，该平面(P)垂直于对称线(S)并且与孔(35)的中心轴线相交。

18.根据权利要求14-17中任何一个的切削刀片，其特征在于，所述的两个侧切削刃(31)之间的前间隙刃(43)是直的并且以两个切削刃(31)中的第一部分刃(44)的延伸方向的切线的形式延伸。

19.根据权利要求17或18的切削刀片，其特征在于，最长的部分切削刃(46)的弯曲半径(R₃)至少为其它部分切削刃(44、45、47)的任何一个的弯曲半径(R₁、R₂、R₄)的两倍。

20.根据权利要求13-19中任何一个的切削刀片，其特征在于，在下侧面上用于防止产生角位移的装置由形式为相互间成一定的角度定向的多个凹痕(36a、36b)的横齿构成，所述凹痕用于接合位于刀具基体(1)上的刀座(6)中的相应数目的隆脊(40a、40b)。

21.根据权利要求20的切削刀片，其特征在于，两个凹痕(36a、36b)相互间垂直的设置并且形成十字形的构形。

22.根据权利要求21的切削刀片，其特征在于，第一凹痕(36a)垂直于切削刀片的长间隙刃(43)延伸并且位于弓形的侧切削刃(31)之间的一半距离处。

23.根据权利要求21或22的切削刀片，其特征在于，第二凹痕(36b)位于切削刀片的前、后限制边缘(43、42)之间的一半距离处并且与孔(27)的中心相交。

24.根据权利要求13-23中任何一个的切削刀片，其特征在于，所述上侧面(32)是平的，该切削刀片上的所有边缘或者切削刃(31、42、43)均位于共同的平面之内。

25.根据权利要求13-29中任何一个的切削刀片，其特征在于，该切削刀片由于所述上、下侧面(32、33)之间的间隙面(34)与上侧面成锐角(γ)延伸而具有正的切削几何形状。

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