CN1867416A - 尤其用于车断和纵向车削的刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于车断和纵向车削的刀具，包括一个在其两端分别连接一个副刀刃(4)的主刀刃(2)、一个为主刀刃(2)配设的车断排屑槽(10)和为每一个副刀刃(2)配设的纵向车削排屑槽(11)。卷屑台阶与车断排屑槽(10)和纵向车削排屑槽(11)连接并构成导屑肋(8)的部分侧面，导屑肋设计为弧形和弧形口面朝主刀刃(2)。在主刀刃(2)与副刀刃(4)之间构成的刀角(5)与导屑肋(8)端部(12)之间分别构成一个角部断屑器(13)。

Description

尤其用于车断和纵向车削的刀具
本发明涉及一种尤其用于车断(Stechdrehen；end-cut)和纵向车削的刀具，包括一个主刀刃和两个副刀刃，其中，在每个刀刃上连接一个排屑槽，以及包括一个与排屑槽邻接的导屑肋，它的弧形口面朝主刀刃。例如由DE29503246U1已知这种刀具。
在一种由DE29503246U1已知类型的刀具中，在车断时用主刀刃而在纵向车屑时使用其中一个副刀刃进行切削加工。在车断时的切屑成形主要通过弧形导屑肋的内侧进行，而在纵向车削时的切屑成形主要通过导屑肋的外侧。存在的突出问题是导屑肋对于车断和对于纵向车削的操作设计成相同的。
本发明的目的是提供一种带导屑结构的刀具，它既特别适用于车断也特别适用于纵向车削。
按本发明此目的通过一种有权利要求1特征的刀具达到。此规定用于车断和纵向车削的刀具有一主刀刃、两个与主刀刃连接的副刀刃和一个弧形的导屑肋。在这里，弧形导屑肋也指那些有一个朝主刀刃方向开口的V形的导屑肋。在导屑肋与各刀刃之间分别构成排屑槽，亦即在主刀刃处的车断排屑槽和在副刀刃处的纵向车削排屑槽。此外，在主刀刃与副刀刃之间刀角的区域内设角部断屑器或角部切屑成形器(Eckspanformer)。在这里，角部断屑器处于刀角与U形、V形或弧形导屑肋面朝它的那一端之间。角部断屑器或设计为切屑成形窝、切屑成形台或设计为由刀具表面内的一个凹陷和一个隆凸的组合。借助角部断屑器，导致不仅在车断时而且在纵向车削时与工件处于接触状态的刀角区域内也都能按规定切屑成形。通过在导屑肋面朝刀角的端部与刀角之间，亦即与刀角有特别小的间距地，设角部断屑器，使刀具尤其也适用于切除很小的加工余量。
按优选的实施形式，角部断屑器设计为弧形和有面朝导屑肋相邻端的弧形口。在这里，角部断屑器有一弧形段，它的外半径优选地是连接副刀刃和主刀刃的角刀刃半径的至少80％和最多95％。此弧形段可以相对于主刀刃与副刀刃之间的角平分线镜面对称。但按一种优选的设计，此弧形段与这种对称的形状至少略有不同：在弧形段的一个面朝主刀刃的第一切屑成形段上无缝地连接一个面朝副刀刃的第二切屑成形段，其中，角部断屑器的弧形段垂直于各相邻刀刃测量的宽度，从第一切屑成形段向第二切屑成形段逐渐减小。每个切屑成形段优选地沿一个角度延伸，它等于由角刀刃所描述角度的至少四分之一和最多一半。因此，角部断屑器的整个弧形段最多沿一个在主刀刃与副刀刃之间形成的角度延伸，也就是说沿角刀刃描述的角度延伸。角部断屑器的弧形段至少沿由角刀刃所描述的角度的二分之一延伸。
按一项优选的进一步发展，角部断屑器有一个与弧形段连接朝副刀刃方向延伸的第一直线段和一个同样与弧形段连接朝主刀刃方向延伸的第二直线段，其中，每一个直线段的长度最多等于角部断屑器外半径的一半。
刀具确定了一个其位置基本上通过主刀刃和副刀刃的位置给定的平面。在设计为大体长方六面体形状和有两个在俯视图中设在对置侧的主刀刃的刀具的情况下，两个主刀刃处于此平面内或离此平面有相同的距离。因此，该平面至少大体上说明了不仅所述至少一个主刀刃而且所述至少两个副刀刃的切削面位置。角部断屑器的表面与上述平面所夹的角称为坡口角。此平面与要加工的工件表面相交成直角，所以坡口角相当于前角。
在弧形段的区域内，角部断屑器优选地有一个坡口角，它至少等于直线段区域内坡口角的1.5倍和最多等于其两倍。因此，角部断屑器在与角刀刃中心相邻的区域内，亦即在主刀刃和副刀刃之间的刀角处，有特别强坚的轮廓形状。这支持了刀具既对于车断加工也对于纵向车削加工的特别适用性。
主刀刃优选地成形为，使主刀刃的一个设在导屑肋端部之间的中段相对于刀角下沉。因此，只要后角大于零，在车断时中段要在刀角之后才与工件接触。在角部断屑器处的切屑成形在通过导屑肋切屑成形前已经开始实施。每个角部断屑器优选地沿所有的空间方向其尺寸均设计为小于或至少不大于导屑肋。尤其是角部断屑器的高度，亦即其垂直于刀刃的尺寸，不大于导屑肋的高度，其中，导屑肋不一定有恒定的高度，而是例如有一个朝主刀刃方向渐减的高度。此外，转角成形器的高度优选地小于主刀刃中段的沉降量。角部断屑器的宽度，亦即其沿主刀刃延伸方向的尺寸，优选地至少等于主刀刃宽度的15％和最多是其30％。
此刀具按优选的设计有一个垂直于主刀刃延伸的夹紧肋，平的侧表面区与夹紧肋相连，它们不仅相对于排屑槽而且相对于导屑肋凸起。上述平的表面区分别与副刀刃处的一个台阶邻接，此台阶也可以被利用作为卷屑台。为了按有利的方式在纵向车削排屑槽与连接的平的表面之间形成一个台阶，应在纵向车削排屑槽与比导屑肋高的夹紧肋之间造成一个较大的间距，此时，尤其在副刀刃处形成的切屑不应直接在没有预先切屑成形的情况下导向夹紧肋。这优选地借助一个在导屑肋背对主刀刃那一侧与导屑肋连接的横肋达到。此横肋优选地比夹紧肋宽，但并未完全充填两个副刀刃之间的距离。横肋的高度优选地至少在与导屑肋连接的区域内与该区域内导屑肋的高度一致，亦即此横肋齐平地连接在导屑肋上。类似于导屑肋，横肋也不一定有恒定的高度，而是例如朝夹紧肋的方向上升。
本发明的优点尤其在于通过组合弧形的导屑肋和从导屑肋下沉的角部断屑器，不仅在车断加工而且在纵向车削加工时，基本上与切入深度无关地导致有针对性地切屑成形。
下面借助附图详细说明多种实施例。其中：
图1用透视图表示刀具第一种实施例；
图2a、2b表示按图1的刀具局部俯视图；
图3至6表示通过按图1的刀具的不同剖面；
图7用透视图表示刀具第二种实施例；
图8a、8b表示按图7的刀具局部俯视图；以及
图9至12表示通过按图7的刀具的不同剖面；
图13a、13b表示刀具另一种实施例局部俯视图；以及
图14a、14b分别表示按图13a、13b的刀具一个剖面。
彼此对应或作用相同的部分在所有的图中采用同样的符号。
图1中表示的作为切削加工工具的刀具规定用于车断和纵向车削，以及结构设计为基本上镜面对称的长的长方六面体基本形状，包括两个设在其窄侧的主刀刃2。夹紧肋3用于夹紧例如有镀层或无镀层的硬质合金制的刀具1。在各主刀刃2上每一个刀角5处连接两个副刀刃4。在刀刃2、4上连接侧面和前后面6、7，它们相对于刀具1的长方六面体基本形状以这样的方式斜置，即，在车断和纵向车削时分别造成足够大的后角。在刀具1上侧9上的导屑肋8设计为U形或弧形，其中，弧形口面朝主刀刃2。在导屑肋8与主刀刃2之间形成一个车断排屑槽10，而在导屑肋8与副刀刃4之间分别形成一个纵向车削排屑槽11。车断排屑槽10向后，亦即朝夹紧肋3的方向缩小，所以在主刀刃2处形成的切屑的宽度在导屑肋8上切屑成形过程中减小。在U形导屑肋8的端部12与刀角5之间各有一个角部断屑器13，它将车断排屑槽10与纵向车削排屑槽11之一隔开。每个角部断屑器13有一种弧形的与刀角5的轮廓形状匹配的形状。尤其在例如几厘米的小的切入深度时，在本实施例中设计为切屑成形窝的角部断屑器13，不仅在车断加工而且在纵向车削加工时均可实现规定的切屑成形。
在切入深度较大的情况下，角部断屑器13与导屑肋8的作用互补。尤其在切削加工较软的材料时，在一个沿刀具1纵向延伸并与夹紧肋3相邻的平的表面14与纵向车削排屑槽11之间形成的棱边15也可以利用来作为导屑台。此外为了切屑成形可利用一个横肋16，它设在弧形导屑肋8与夹紧肋3的一个侧面17之间，其中，在导屑肋8与横肋16之间造成齐平的过渡区。
在图2a、b以及在图3至6所示的剖面内可详细看出刀具1的切屑成形和导引的结构。为了看得清楚起见，图2a中表示了特征尺寸，而在图2b中表示了不同的剖切线。导屑肋8有一个从主刀刃2出发测量的深度L1和一个离主刀刃2的距离L2。深度L1等于距离L2的至少两倍和最多五倍。刀具1相应于每个副刀刃4离沿刀具1纵向延伸的对称线S距离的二分之一宽度称为半宽L6。每个角部断屑器13沿刀具1横向，亦即沿主刀刃2延伸方向测量的宽度用L7表示。角部断屑器13的宽度L7与主刀刃2半宽L6之比在0.3与0.6之间，尤其约为0.45。角部断屑器13分别设计为在俯视图中弯曲的切屑成形窝，它离刀角5和离导屑肋8的端部12都只有小的间距。角部断屑器13的端部12离刀角5沿刀具1对角线测量的距离用L3表示，以及它比角部断屑器13的端部12离主刀刃2沿刀具1纵向测量的距离L2略小。在导屑肋8背对主刀刃2的那一侧与之连接的横向于副刀刃4延伸的横肋16有一宽度L9，与之连接的夹紧肋3有一宽度L8。在刀具1其中设有夹紧肋3的中部区内，与其中设刀刃2、4的前部区相比按常见的方式缩小。
图3和4分别表示一个沿刀具1纵向或沿对角线方向通过设计为位于导屑肋8之前的凹窝的角部断屑器13的剖面。角部断屑器13垂直于由刀刃2、4展开的平面测量的垂直尺寸，在两个剖面内表示为高度H3、H4，以及在这两种情况下大小相同。在构成导屑台的导屑肋8的端部12，它有一个相对于纵向车削排屑槽11周围水平面测量的高度H5，它与横肋16的高度H6一致。角部断屑器13在横截面内有一凹的表面，以及在对角线剖面内存在一个弯曲的半径A1的凹陷。在一个离刀角5有小间距的折拐点18处，在切削面19直到此处的水平延伸线与设计为切屑成形窝的角部断屑器13在这里开始的延伸线之间构成的角度，在对角线剖面的情况下称为第一角W1并约为10度至15度。在沿刀具1纵向的剖面的情况下，在一个离主刀刃2有小间距的折拐点20处相应地构成的角度称为第二角W2并约为7度至12度，它是第一角W1的约3/4。在主刀刃2与折拐点20之间的切削面不是对应于副刀刃4的位置水平地延伸的，而是向下折拐一个第三角W3为0度至15度。在折拐点20，亦即角部断屑器30的边缘与主刀刃2之间的距离用L5表示。
借助图5和6可以详细看出车断排屑槽10的形状。车断排屑槽10从主刀刃2的中段21出发(参见图1和图2a、b)，它相对于刀角5下沉一个沉降量H1。车断排屑槽10朝夹紧肋3的方向下斜地延伸，在这里，相对于刀角5水平面的最大凹陷H2比沉降量H1约大二分之一。
图7至12用类似于图1至6的视图表示第二种实施例。它与上述实施例的差别主要在于，角部断屑器13不设计成切屑成形窝，而是设计为切屑成形台。它处于最高位置的脊线22，尤其如图9的对角线剖面所示，从导屑肋8明显地下沉，以及离刀角5有一距离L4。角部断屑器13的高度H3约为导屑肋8高度H4的50％至80％。角部断屑器尤其在小的切割深度时起作用，并因而在刀具1的所有工作方式时保证规定的切削D成。
图13a、b和14a、b表示用于车断和纵向车削的刀具1另一种实施例的局部。在这种情况下，角部断屑器13类似于按图1至6的实施例设计为切屑成形窝，然而无论朝主刀刃2的方向还是朝副刀刃4的方向均加长。角部断屑器13的中段称为弧形段23以及有一个用R2表示的外半径，它至少等于在刀角5区域内连接主刀刃2与副刀刃4的角刀刃24半径R1的80％和最多等于其95％。角部断屑器23朝主刀刃4或朝副刀刃4方向的加长称为第一直线段25和第二直线段26，以及在图13a、b中用虚线表示。在角部断屑器13的中心弧段23与和它连接的直线段25、26之间，优选地不形成棱边或台阶。
副刀刃4与主刀刃2相交成一接近90度的角A。与之互补的角度(180度-A)称为角B并说明角刀刃24沿着它弯曲的那个角度。在图14a中所表示的剖面是在刀刃2、4之间角平分线区域内的角部断屑器13横截面。角部断屑器13的弧段23被此角平分线假想地分成一个面朝主刀刃2的第一切屑成形段27和一个面朝副刀刃4的第二切屑成形段28。每一个切屑成形段27、28沿一角度C或D延伸，它至少等于由角刀刃24所描述角度的四分之一和最多是其一半，如图13a中用角度符号Cmin、Cmax和Dmin、Dmax所说明的那样。
角部断屑器13垂直于各刀刃2、4、24测量的宽度从第一切屑成形段27向第二切屑成形段28減小。直线段25、26宽度无阶跃式改变地连接在中心切屑成形段27、28上，所以与主刀刃2相邻的第二直线段26宽于面朝副刀刃4的第一直线段25。两个直线段25、26用E或F表示的长度在本实施例中相同和小于角刀刃24半径R1的50％。
比较图14a与14b可以看出，角部断屑器13的深度从里向外，亦即从弧形段23向直线段25、26減小。在角部断屑器13的任何区域内，它面朝各自相邻的刀刃2、4、24的表面区，为了构成一个窝形凹陷，相对于一个通过刀刃2、4、24的位置给定的平面斜置。它的倾斜角称为坡口角G1、G2。在这里，在弧形段23中央，亦即在角平分线区域内的坡口角G2，等于在直线段25、26区域内坡口角G1的1.5倍至两倍。因此，在刀角5处通过角部断屑器13对切屑成形的支持表现得尤为明显。

Claims (23)

1.一种尤其用于车断和纵向车削的刀具，包括一个在其两端分别连接一个副刀刃(4)的主刀刃(2)、一个为主刀刃(2)配设的车断排屑槽(10)和为每一个副刀刃(2)配设的纵向车削排屑槽(11)、以及与排屑槽(10)和纵向车削排屑槽(11)连接并构成导屑肋(8)部分侧面的卷屑台，该导屑肋设计为弧形和弧形口面朝主刀刃(2)，其特征为：在主刀刃(2)与副刀刃(4)之间构成的刀角(5)与导屑肋(8)端部(12)之间分别构成一个角部断屑器(13)。
2.按照权利要求1所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)有一个切屑成形窝。
3.按照权利要求1或2所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)有一个切屑成形台。
4.按照权利要求1或3之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)设计为弧形，弧形口面朝导屑肋(8)相邻的端部(12)。
5.按照权利要求4所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)有一弧形段(23)，它的外半径(R2)至少等于连接副刀刃(4)与主刀刃(2)的角刀刃(24)半径(R1)的80％。
6.按照权利要求4或5所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)有一弧形段(23)，它的外半径(R2)最多等于连接副刀刃(4)与主刀刃(2)的角刀刃(24)半径(R1)的95％。
7.按照权利要求4至6之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)的弧形段(23)有一个面朝主刀刃(2)的第一切屑成形段(27)和一个面朝副刀刃(4)的第二切屑成形段(28)。
8.按照权利要求7所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)的弧形段(23)沿着垂直于刀刃(2、4、24)方向测量的宽度，从第一切屑成形段(27)到第二切屑成形段(28)逐渐减小。
9.按照权利要求7或8所述的刀具，其特征为，所述切屑成形段(27、28)沿一个角度(C、D)延伸，这一角度至少等于由角刀刃(24)描述的角度(B)的四分之一。
10.按照权利要求7至9之一所述的刀具，其特征为，所述切屑成形段(27、28)沿一个角度(C、D)延伸，这一角度最多等于由角刀刃(24)描述的角度(B)的一半。
11.按照权利要求4至10之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)有与弧形段(23)连接的朝副刀刃(4)方向延伸的第一直线段(25)。
12.按照权利要求4至11之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)有与弧形段(23)连接的朝主刀刃(2)的方向延伸的第二直线段(26)。
13.按照权利要求11或12所述的刀具，其特征为，直线段(25、26)的长度(E、F)最多等于角部断屑器(13)外半径(R2)的一半。
14.按照权利要求11至13之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)在弧形段(23)的区域内有一个坡口角(G2)，它至少等于在直线段(25、26)区域内的坡口角(G1)的1.5倍。
15.按照权利要求11至14之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)在弧形段(23)的区域内有一个坡口角(G2)，它最多等于在直线段(25、26)范围内的坡口角(G1)的两倍。
16.按照权利要求11至15之一所述的刀具，其特征为，所述主刀刃(2)有一个相对于刀角(5)下沉一个沉降量(H1)的中段(21)。
17.按照权利要求16所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)的高度(H3)小于主刀刃(2)中段(21)的沉降量(H1)。
18.按照权利要求1至17之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)的高度(H3)不大于导屑肋(8)的高度(H5)。
19.按照权利要求1至18之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)的宽度(L7)至少等于主刀刃(2)二分之一宽度(L6)的30％。
20.按照权利要求1至19之一所述的刀具，其特征为，所述角部断屑器(13)的宽度(L7)最多等于主刀刃(2)二分之一宽度(L6)的60％。
21.按照权利要求1至20之一所述的刀具，其特征在于一个在导屑肋(8)背对主刀刃(2)那一侧与之连接的横肋(16)。
22.按照权利要求21所述的刀具，其特征为，所述横肋(16)的宽度(L9)大于一个与它连接的夹紧肋(3)的宽度(L8)。
23.按照权利要求21或22所述的刀具，其特征为，所述横肋(16)的高度(H6)相当于导屑肋(8)的高度(H5)。
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