TW201924812A - 用於窄寬度分割作業的高進給切斷嵌件 - Google Patents

Abstract

一種用於相對高進給之切斷嵌件包含一前刀面，該前刀面包含在兩個凸轉角子邊緣之間延伸的一強化前子邊緣。一切割寬度W_C 被界定於第一凸轉角子邊緣與第二凸轉角子邊緣之遠端點之間。該切割寬度W_C 滿足條件：W_C £ 6 mm。該前子邊緣包含一最小前子邊緣厚度T_F ，該最小前子邊緣厚度T_F 滿足條件：T_F ＞0.20 mm。

Description

用於窄寬度分割作業的高進給切斷嵌件

本申請案之標的物係關於一種尤其用於在高進給速率下加工鋼之小(即，窄)寬度切斷嵌件(後文中亦稱為「嵌件」)及包括該嵌件之刀具。

在US 7,326,007中揭示一種類型之切斷嵌件，其揭示內容以引用方式併入本文中。具體而言，嵌件幾何形狀、鄰接表面、刀具及凹穴幾何形狀以引用方式併入本文中。

在US 9,259,788中揭示一種類型之刀具(即，分割刀片)及刀具固持器(即，刀片固持器)，其揭示內容以引用方式併入本文中。具體而言，刀具及其凹穴幾何形狀以及刀具固持器以引用方式併入本文中。

切斷嵌件較佳地具有最小可能寬度(垂直於一切割方向)以最小化材料之浪費。在US 7,326,007中，揭示一種用於固持切斷嵌件之彈性夾箝配置。此無夾具設計之一顯著優點係實現相對窄加工寬度，因為嵌件及刀具寬度無需適應一夾具柄或螺釘柄。儘管如此，為了防止此等彈性固持嵌件之脫離，已提出包含螺釘及夾具之不同解決方案。

US 7,578,640揭示一種類似於US 7,326,007之嵌件，其具有一些設計修改且進一步包含夾箝該嵌件之一後部分以防止脫離之一螺釘。

US 2017/0151612揭示一種類似於US 7,326,007之嵌件，其具有一些設計修改且進一步包含用於夾箝該嵌件之一後部分以實現重型加工之一夾具。

將理解，相對較高進給條件不僅受限於一刀具之凹穴強度限制及類型(在上文解決方案中用螺釘及夾具說明)，而且受限於嵌件本身，若嵌件承受針對其大小之過大力，則可能失效。

由Sandvik Coromant之標題為「Y-axis parting」之一小冊子(具有識別參考C-1040:194 en-GB © AB Sandvik Coromant 2017)揭示一種彈性固持切斷嵌件，其中嵌件定向已旋轉90度以允許更高進給速率。明顯地，據稱使用相同嵌件及承接器，同時藉由提供更高穩定性來允許更高進給。

在演示使用Y軸分割之一線上視訊中(標題為「Corocut QD Demo Three times higher feed rate with Y-axis parting」；位於網站位址https://www.youtube.com/watch?v=BWmdsB_VUYg)，在與呈習知定向之一0.15 mm/rev進給相比時，用在經旋轉90度旋轉中具有0.45 mm/rev進給之相同嵌件提供優異結果。

本申請案之一目的係提供一種新且改進之嵌件、其刀具及刀具總成。

根據本發明之一第一態樣，提供一種窄寬度切斷嵌件，其包括：一柄部分；一切割部分，其連接至該柄部分；及一切割邊緣；該切割邊緣包括形成於一前刀面及一前離隙面之一交叉處之一強化前子邊緣；該切割邊緣之一切割寬度W_C 滿足條件：W_C £ 6 mm，且該前子邊緣之一最小前子邊緣厚度T_F 滿足條件：T_F ＞0.20 mm。

該前子邊緣之一頂部縱橫比R_T 滿足條件R_T =W_C /T_F ＜30。

根據本發明之一第二態樣，提供一種窄寬度切斷嵌件，其包括：一柄部分；及一切割部分，其連接至該柄部分且界定自該柄部分朝向該切割部分之一切割方向及與該切割方向相反之一向後方向；該切割部分包括：一前刀面；一支撐表面，其包括定位於該前刀面下方之至少一支撐表面底座部分，一向下方向被界定為自該前刀面引導朝向該支撐表面底座部分；一前離隙面，其連接至該前刀面及該支撐表面且係該切割部分之最前表面，該前離隙面自該前刀面向下延伸；一第一側離隙面，其連接至該前離隙面及該前刀面，該第一側離隙面自該前離隙面向後延伸且自該前刀面向下延伸；一第二側離隙面，其連接至該前離隙面及該前刀面，該第二側離隙面自該前離隙面向後延伸且自該前刀面向下延伸；及一切割邊緣；該切割邊緣包括：一強化前子邊緣，其形成於該前刀面及該前離隙面之一交叉處；一第一側子邊緣，其形成於該前刀面及該第一側離隙面之一交叉處；一第二側子邊緣，其形成於該前刀面及該第二側離隙面之一交叉處；一第一凸轉角子邊緣，其連接該前子邊緣及該第一側子邊緣且具有一第一半徑R₁ ；及一第二凸轉角子邊緣，其連接該前子邊緣及該第二側子邊緣且具有一第二半徑R₂ ；該前刀面包括一切屑形成配置，該切屑形成配置定位於該前子邊緣後方且自該前子邊緣向下或向下並向後延伸；一切割寬度W_C 被界定為自該第一凸轉角子邊緣之位於該第二凸轉角子邊緣遠端之一第一點至該第二凸轉角子邊緣之位於該第一凸轉角子邊緣遠端之一第二點；一最小前子邊緣厚度T_F 被界定為自該前子邊緣之一最前點至該前子邊緣及該切屑形成配置之一交叉之一最近點；其中：該前子邊緣之一頂部縱橫比R_T =W_C /T_F 小於30；該切割寬度W_C 滿足條件：W_C £ 6 mm；且該最小前子邊緣厚度T_F 滿足條件：T_F ＞0.20 mm。

將理解，第一態樣及第二態樣兩者本質上界定具有一相對小切割寬度及一相對大最小前子邊緣厚度之一切斷嵌件。本發明人已發現，此切斷嵌件提供優於其他解決方案之優點。更特定而言，上文所描述之「Y軸分割」概念需要一特殊配置，其繼而需要能夠沿Y軸移動之一加工中心以提供增加之穩定性且達成所述高進給速率。而本發明提供一種已被發現用一習知刀具及配置達成相同進給速率之改進嵌件。

本發明對一相對小切斷嵌件提供一高於先前已知之最小前子邊緣厚度T_F 。如測試所展示，此解決方案將最小前子邊緣厚度T_F 增加至大於先前典型厚度，以提供通常無法在相對低進給下作業之一專用高進給嵌件。亦預期此幾何形狀將不能加工除鋼之外之諸多工件材料類型。歸因於此等限制，所有其他已知之小分割嵌件具有一非常小之最小前子邊緣厚度並不令人驚訝，因為允許在低及高進給下進行加工以及加工諸多不同材料。儘管如此，據信此專用嵌件優於以其他方式達成更高進給速率所需之特殊設備。

該嵌件可包括自柄部沿向後方向或另一方向延伸之一進一步切割部分。

已知針對較大嵌件(其具有較大切割寬度W_C )之較大前子邊緣厚度。此係因為熟習此項技術者僅僅成比例地增加各組件之厚度且將不擔心較大嵌件或較堅固刀具將能夠承受與在較高進給下加工較大切屑相關聯之力。然而，本發明能夠對甚至更小嵌件提供此等更高進給。令人驚訝地發現，較不堅固刀具、凹穴及嵌件能夠在遠高於正常之進給速率下承受更高切屑力。此當然係較佳的，因為較小嵌件及刀具更經濟。另外，較小切割寬度導致較少工件材料浪費。

甚至更令人驚訝的是，已發現，當在相對較高進給速率下以相對較大前子邊緣厚度工作時，與在標準進給速率下以標準前子邊緣厚度工作相比，達成顯著更長之刀具壽命。

鑑於上述情況，本發明可更快地加工(歸因於更高進給速率)，需要更少嵌件更換(歸因於更長刀具壽命)，加工更多工件(亦歸因於更長刀具壽命)且允許使用習知刀具及機器。

根據本發明之一第三態樣，提供一種開槽或切斷之方法，其包括：沿一切割方向移動具有根據先前態樣中任一態樣之一分割嵌件之一刀具總成以開槽或切斷一工件；該移動包含以每轉高於最小前子邊緣厚度T_F 之一進給速率作業。

將理解，一較小切割寬度係較佳的，因為在一切斷作業中存在較少材料浪費，然而針對高進給作業，一嵌件之結構強度存在一限制。據此，較佳的是，切割寬度W_C 滿足條件：W_C ＜5 mm，或甚至W_C ＜4 mm。將理解，切割寬度W_C 之一下限係根據所期望加工參數。在任何情況下，切割寬度W_C 之一最佳範圍係：2.5 mm≤W_C ≤4 mm。該最佳範圍允許大切割力，同時提供一窄切割寬度，此最小化材料之切斷浪費。將理解，若需要，則切斷嵌件亦可用於開槽作業。

類似地，增加一最小前子邊緣厚度可允許更大進給速率，然而此亦增加嵌件上之力且機器能力(速度等)存在限制。據此，較佳的是，最小前子邊緣厚度T_F 滿足條件：T_F ＞0.25 mm，T_F ＞0.30 mm，或甚至T_F ＞0.35 mm。在此階段已測試若干值，且尚未找到此概念之一上限(若存在)。一般而言，一進給速率應大於最小前子邊緣厚度T_F 。例如，若最小前子邊緣厚度T_F 係0.25 mm，則一推薦進給速率將係0.30 mm/rev或0.35 mm/rev。若將結合具有此前子邊緣厚度之一嵌件使用0.20 mm/rev之一進給速率，則預期加工將不成功。目前為止之測試確實表明此係一準確假定。據此，最小前子邊緣厚度T_F 之各較大值係較佳的，因為其允許上述優點，然而外部因素(諸如機器能力(速度等))可能限制此設計特徵變得甚至更大。再者，預期機器操作者將因害怕損壞或立即失效不願意在此等高進給下作業。儘管如此，當去除外部因素時，據信該厚度甚至可增加至高於上述值，其中進給速率對應地增加。在任何情況下，即使值甚至更高可能係可行的，仍已成功地測試0.25 mm及0.35 mm之前子邊緣厚度T_F 之值。據此，一較佳但非限制性之範圍係0.20 mm£ T_F £ 0.40 mm，其中一甚至更佳範圍係0.25 mm£ T_F £ 0.35 mm。如所述，不排除較高值之前子邊緣厚度T_F 將來可提供合適結果。

在最近測試中，已發現，雖然並非最佳，但完全等於一子邊緣厚度T_F 之進給速率亦提供令人驚訝之良好結果。例如，若一前子邊緣厚度T_F 係0.25 mm，則一推薦進給速率將係0.25 mm/rev或更高。

針對切斷作業，較佳的是，前子邊緣在前刀面之一平面視圖中係直的。應注意，切斷應用中之圓形前子邊緣具有較差排屑性質，因此一直前子邊緣係較佳的。甚至更佳地，在前刀面之一平面視圖中，前子邊緣垂直於切割方向。此亦歸因於排屑考量及/或死點尖端(dead center spike)大小考量。

相對較大子邊緣厚度T_F 及半徑R不太佳之又一原因係因為可利用已知厚度及半徑達成一更好切屑形狀。

根據一些實施例，可能較佳的是，前子邊緣在前離隙面之一視圖中沿向後方向係直的。

根據一些實施例，可能較佳的是，前子邊緣具有一均勻厚度。

應理解，一增加之半徑大小對於高進給作業中之結構強度而言係較佳的。然而，如上述，在切斷作業中，在已執行作業之後在工件中心留下一死點尖端。切割邊緣之半徑越大，尖端將越大。將理解，一較大半徑亦致使固持嵌件之刀具在切斷作業結束時非期望地彎曲。儘管如此，針對此等進給條件，高度地期望一加強半徑。在測試之後，已發現，尖端之大小僅隨著半徑增加而略微增加，此允許本發明之一嵌件具有一顯著更大之最小前子邊緣厚度(此不顯著影響加工品質)及一適度更大(即，足夠)之半徑以維持結構強度，同時不過度地增加尖端之大小。雖然第一半徑及第二半徑之各者不一定必須相同，但為了簡潔起見，兩者將一起說明。據此，較佳的是，第一半徑R₁ 滿足條件：R₁ ＞0.20 mm；且第二半徑R₂ 滿足條件：R₂ ＞0.20 mm，較佳地，其可滿足條件R₁ ＞0.30 mm，R₂ ＞0.30 mm或甚至R₁ ＞0.35 mm且R₂ ＞0.35 mm。然而，根據理論，據信可接受效能之一理論上限將係R₁ ＜0.60 mm且R₂ ＜0.60 mm。甚至更佳地，R₁ 應滿足條件：R₁ ＜0.45 mm且第二半徑R₂ 應滿足條件：R₂ ＜0.45 mm。

現將論述一些較佳之一般嵌件幾何特徵。

較佳地，一支撐表面底座部分平行於或大致上平行於前刀面延伸。將理解，針對高進給應用，有利的是嵌件支撐於前刀面(其參與切割)正下方。

對於切斷作業而言通常較佳的是，切割部分之表面係離隙的。據此，以下特徵之各者(個別及/或組合)係較佳的：
- 前離隙面自前刀面向下並向後延伸；
- 第一側離隙面自前離隙面向後並向內延伸；
- 第一側離隙面自前刀面向下並向內延伸；
- 第二側離隙面自前離隙面向後並向內延伸；且
- 其中第二側離隙面自前刀面向下並向內延伸。

為了闡明起見，雖然上述態樣可將一方向界定為例如「向下」且說明書(例如，先前段落)可進一步將相同元件界定為例如「向下並向後」，但將理解，通常意謂初始方向係「向下」。因此進一步規範亦係可能的，使得表面亦可向下並向後或向下並向前延伸，只要仍存在一向下分量。關於前離隙面，例如，應注意，存在其亦可向下並向前定向之一可能性，只要嵌件在一凹穴中之總體定向在一切斷作業期間提供離隙。

在方向問題上，將理解，針對切斷作業及/或開槽作業，此等嵌件之一切割方向在此項技術中係熟知的。即，切割嵌件沿單個方向移入一工件中以執行此作業。出於解釋該嵌件之幾何形狀之目的，切割方向亦構成嵌件之一向前方向。

本申請案大體上涉及一種用於切斷作業之嵌件。將理解，此等嵌件亦適於開槽作業，因為不同之處在於開槽作業僅需要一相對較小切割深度(相對於工件大小)。

據此，上文所論述之有利切割部分配置可應用於任何數目個不同類型之嵌件。例如，該配置可在US 9,174,279中所揭示之類型之五邊形嵌件上實行，其揭示內容以引用方式併入本文中。

儘管如此，最困難切斷作業係具有相對長凸出(overhang)之彼等作業，該等凸出顯著增加不穩定性以及失效及磨損之可能性。例如，US 9,259,788中所展示之分割刀片及刀具總成。長凸出通常利用具有單個切割邊緣之嵌件加工，使得整個嵌件可進入工件。

據此，在一些實施例中，嵌件僅包括單個切割邊緣。亦可能扭轉嵌件，使得僅一個切割邊緣可作業而另一切割邊緣可插入一工件中。據此，另外或替代地較佳的是，在前刀面之一平面視圖中，切割邊緣處之切割寬度W_C 係垂直於切割方向之最大嵌件尺寸。

亦將注意，一螺釘孔或夾具之提供增加一切割嵌件之大小且因此增加其切割寬度或減小其切割深度。根據一些較佳實施例之一嵌件具有一實心構造(即，缺少一螺釘孔或任何孔，或甚至用來容納一螺釘或夾具之一部分配置)。

進一步論述US 9,174,279，因此將理解，嵌件可包括自柄部分沿向後方向或另一方向延伸之一進一步切割部分，或圓周延伸之切割部分等。亦將理解，一柄部分被界定為一嵌件之一部分，其經結構設計以安裝至一刀具，更特定而言至一凹穴。此結構設計可呈一螺釘孔、鄰接表面、橫向固定配置等之形式。類似地，一切割部分意謂經結構設計以參與切割之一嵌件部分。

然而，設想不同切屑形成配置可提供合適效能。已利用所展示之切屑形成配置實行測試，即，僅包括單個凹口。因此，此配置(已成功測試)當然係一較佳切屑形成配置。

將理解，最佳設計係一嵌件儘可能小。根據所測試嵌件，較佳的是，具有5 mm或更小之一切割寬度之嵌件之一燒結體積小於260 mm³ 。將理解，對於具有4 mm或更小之一切割寬度之一嵌件而言可較佳的是，燒結體積小於140 mm³ ，且對於具有3 mm或更小之一切割寬度之一嵌件而言可較佳的是，燒結體積小於100 mm³ 。

最後，應注意，一較佳嵌件幾何形狀係在本申請案之圖式中展示，且亦在例如US 7,326,007及US 9,259,788中展示之形狀。此嵌件幾何形狀對於本發明之所欲特高進給速率具有一特殊優點。如圖1A中所展示，示意地展示之特大切屑20有利地不受一刀片上夾具或唇緣之阻礙。將理解，此嵌件幾何形狀及/或固持嵌件之刀具僅在下表面處抓握嵌件且不相鄰於其前刀面。據此，此大且快速移動之切屑在以特高進給條件加工期間將不損壞一刀具之任何上夾具或唇緣。

據此，根據一個較佳嵌件幾何形狀，該嵌件可個別地及/或組合地包括以下特徵：
- 一支撐表面可形成有一支撐橫向固定配置；該支撐橫向固定配置可定位於該支撐表面底座部分上；該支撐橫向固定配置可包括一支撐溝槽，該支撐溝槽平行於切割方向延伸且具有向內並向上延伸之相對支撐側溝槽表面；
- 該嵌件之一後表面可包括一後橫向固定配置；該後橫向固定配置可包括一後溝槽，該後溝槽正交於前刀面延伸且具有向內並向前延伸之相對後側溝槽表面；
- 一支撐表面可包括自該支撐表面底座部分向下延伸之一支撐表面鄰接部分；該支撐表面鄰接部分可向下並向後延伸；該支撐表面鄰接部分可缺少一橫向固定配置；
- 一支撐表面可包括一底部表面部分，該底部表面部分自一支撐表面鄰接部分向後延伸至該嵌件之一後表面；
- 該嵌件之具有一橫向固定配置之唯一表面可為該支撐表面底座部分及一後表面；
- 在該柄部分及該切割部分之一連接區域後方，一柄部分可進一步向下或向下並向後延伸；且
- 一柄部分僅進一步向下延伸。

雖然尚未知此等嵌件具有一冷卻劑結構設計，但對於本發明之高進給應用而言，其被視為係合意的。尤其是當使用高壓冷卻劑來協助切屑破碎時。據此，在一些實施例中，在前刀面之一平面視圖中，在柄部分之一上表面處，一冷卻劑溝槽可形成且朝向前刀面延伸。該冷卻劑溝槽可貫通至前刀面。該冷卻劑溝槽可貫通至定位於與前離隙面相對之一後表面處之該嵌件之一後表面。

進一步關於上文說明，根據一第四態樣，提供一種用於高進給切斷作業之刀具(例如，一分割刀片)或一刀具總成(根據上述態樣中任一態樣之刀具固持器、刀具及嵌件)。

該刀具可形成有用於固持切斷嵌件之一凹穴。該刀具可至少在凹穴下方具有垂直於一切割方向量測之一刀具厚度T_B ，該刀具厚度T_B 窄於該嵌件之切割寬度。在一些實施例中，較佳的是，整個刀具具有窄於該嵌件之切割寬度之一刀具厚度T_B 。

該凹穴可較佳地為一彈性凹穴(即，經結構設計以在無一螺釘或夾具之情況下彈性地固持一嵌件，由此允許一更小切割寬度及/或刀具寬度)。

該彈性凹穴可較佳地經結構設計以僅接觸該嵌件之一支撐表面及一後表面。換言之，該刀具可缺少在刀具凹穴上方延伸之任何元件。

參見圖1A至圖1C，繪示一實例性刀具總成10，其包括一刀具固持器12、一刀具14、一實心切斷嵌件16及圖1A中加工之一鋼工件18，其中示意地展示一切屑20。

自圖1A及圖1B將理解，如此項技術中已知，一切割方向D_C 被界定為嵌件16移入工件18所沿之方向。此可替代地被界定為平行於嵌件16之一前刀面22且朝向嵌件16之一前離隙面24 (圖1C)之一方向。一向後方向D_R 被界定為與切割方向(或向前方向) D_C 相反。

一向下方向D_D 被界定為自前刀面22引導朝向支撐表面底座部分26。一向上方向D_U 被界定為與向下方向D_D 相反。

為了整齊有序起見，第一側方向D_S1 及第二側方向D_S2 被界定為正交於切割方向D_C 、向後方向D_R 、向下方向D_D 及向上方向D_U 。儘管如將自以下圖式理解，嵌件相對於其之其它特徵之向內或向外方向與理解幾何形狀更相關，且此等特定名稱「向上」、「向下」、「側」係僅為了方便之故。眾所周知，此刀具總成10亦可倒置作業。

所展示之實例性刀具總成10具有一刀具14，該刀具14係經結構設計用於特別長凸出之一分割刀片。據此，刀具14具有小於嵌件之一切割寬度W_C 之一刀具厚度T_B 。據此，刀具14可進入工件18，直至例如該工件到達刀具固持器12 (或無法維持穩定性)。

刀具14包括一彈性凹穴28，該彈性凹穴28僅接觸嵌件16之一支撐表面30及一後表面32。

現參考圖2A至圖2H，將參考一較佳但非限制性之嵌件幾何形狀描述本發明。

嵌件16包括一實例性但非限制性之柄部分34及一切割部分36。如所展示，該柄部分與切割部分36間隔開而向下(在此實例中僅向下)延伸。

嵌件16可被界定為包括以下表面：一前離隙面24；一後表面32，其與前離隙面24相對地定位；一上表面38；一支撐表面30，其與上表面38相對地定位；及第一側表面40及第二側表面42，其連接前離隙面24、後表面32、上表面38及支撐表面30。

如圖2F中最佳展示，前離隙面24自前刀面22向下並向後延伸。

後表面32包括一後橫向固定配置44。更確切而言，後橫向固定配置44包括一後溝槽46，該後溝槽46具有向內並向前延伸之相對後側溝槽表面48、50 (參見例如圖2C)。

理論上，上表面38可在切割部分36處分成前刀面22，且可分成一柄上表面52。

前刀面22包括一切割邊緣54，及具有單個凹口58之一切屑形成配置56。

切割邊緣54包括一前子邊緣60、一第一側子邊緣62、一第二側子邊緣64、具有一第一半徑R₁ 之一第一凸轉角子邊緣66及具有一第二半徑R₂ 之一第二凸轉角子邊緣68。

如此非限制性實例中所例示，前子邊緣60在前刀面22之一平面視圖中係直的(參見圖2C)，垂直於切割方向延伸(參見圖2C)，在前離隙面之一視圖中沿向後方向係直的(參見圖2D)，且具有一均勻厚度T_F (參見圖2C)。厚度T_F 強化且由此加強前子邊緣60，從而延長嵌件之壽命，即使在高於正常之進給速率下沿切割方向D_C 切割時亦係如此。因此，在一種意義上，前子邊緣60可被視為具有一強化「倒稜(land)」，其具備沿平行於切割方向D_C 之一方向之一擴大厚度。

僅為了簡潔起見，第一凸轉角子邊緣66及第二凸轉角子邊緣68之各者之弧形延伸部可形成一假想圓C_I (圖2C中僅展示一個)且圓C_I 之半徑提供半徑R₁ 、R₂ 之值。

如圖2C中更詳細展示，切割寬度W_C 被界定為自第一凸轉角子邊緣66之一第一點82至第二凸轉角子邊緣68之一第二點84。根據本申請案之標的物之嵌件具有窄寬度前子邊緣60。出於本發明之目的，一「窄寬度」前子邊緣60被界定為具有小於或等於6 mm之一切割寬度之前子邊緣。然而，在一些實施例中且針對一些應用，前子邊緣60之切割寬度可更小，諸如不大於4 mm或較佳地3 mm。雖然未知此窄切斷嵌件之下限將來可為何，但目前理論上認為實用之一最小值切割寬度為2 mm或更大。目前較佳值範圍係2.5 mm至4.5 mm。此最佳範圍係可處置一相當大切割力負載之一最小嵌件大小與切割寬度儘可能小以減少浪費材料之一期望之間的一折衷。

前子邊緣60之一頂部縱橫比R_T 被界定為切割寬度W_C 與厚度T_F 之比，如嵌件之一俯視圖中所見(圖2C)；即，R_T =W_C /T_F 。根據本申請案之標的物之一嵌件具有小於30之一頂部縱橫比；即，R_T ＜30。

柄上表面52可包括一冷卻劑結構設計70。冷卻劑結構設計70可包括一冷卻劑溝槽72。冷卻劑溝槽72可在一冷卻劑前開口74處貫通至前刀面22。冷卻劑溝槽72可在一冷卻劑後開口76處貫通至後表面32。

第一側表面40可包括一第一側離隙面78 (圖2A)。第一側離隙面78可自前離隙面24向後並向內延伸(圖2G)，且可自前刀面22向下並向內延伸(圖2D)。

第二側表面42可包括一第二側離隙面80 (圖2A)。第二側離隙面80可自前離隙面24向後並向內延伸(圖2G)，且可自前刀面22向下並向內延伸(圖2D)。

參考圖2F，支撐表面30可包括一支撐表面底座部分26、一支撐表面鄰接部分86及一底部表面部分88。

支撐表面底座部分26可形成有一支撐橫向固定配置90 (圖2A)。支撐橫向固定配置90可包括一支撐溝槽92及向內並向上延伸之相對支撐側溝槽表面94、96。

支撐表面鄰接部分86對後表面32提供一反向鄰接表面。較佳地，支撐表面鄰接部分86缺少一橫向固定配置。然而，將理解，橫向固定配置之替代位置係可能的，儘管不太佳。具有突起而非溝槽之選項情況亦如此。

下文詳述僅在最小前子邊緣厚度T_F 及半徑R₁ 、R₂ 方面不同之根據本發明之一切斷嵌件及一對比嵌件之實例性切斷測試結果。

在切斷測試中，兩個嵌件由相同等級材料製成，兩者具有W_C =4 mm，且將切割速度V_C 設定為100 m/min。最大磨損被界定為0.25 mm。

針對對比嵌件，將進給速率F₁ 設定為正常條件(F1=0.18 mm/rev，其略大於嵌件之最小前子邊緣厚度，即，0.115 mm，且因此R_T =4 mm/0.115 mm=34.78)。針對根據本發明之嵌件，將進給速率F2設定為預期為正常條件之速率(F2=0.4 mm/rev，其略大於嵌件之最小前子邊緣厚度T_F ，即，0.3 mm，且因此R_T =4 mm/0.3 mm=13.33)。

對比嵌件之半徑R₁ 、R₂ 係0.24 mm。根據本發明之嵌件之半徑R₁ 、R₂ 係0.50 mm。

在測試中，所測試之兩個對比嵌件分別在20及25分鐘後達到最大磨損。根據本發明之兩個嵌件分別在100及110分鐘後達到最大磨損。

據此，即使在正常作業條件下測試兩個嵌件，根據本發明之嵌件之刀具壽命亦存在巨大的非預期改進。

在上文所描述之相同類型之嵌件之一開槽測試中，將切割速度V_C 設定為200 m/min，且將兩個嵌件之進給設定為0.4 mm/rev。在此測試中，根據本發明之嵌件執行之開槽數係對比嵌件之三倍。

10‧‧‧刀具總成

12‧‧‧刀具固持器

14‧‧‧刀具

16‧‧‧嵌件

18‧‧‧工件

20‧‧‧切屑

22‧‧‧前刀面

24‧‧‧前離隙面

26‧‧‧支撐表面底座部分

28‧‧‧彈性凹穴

30‧‧‧支撐表面

32‧‧‧後表面

34‧‧‧柄部分

36‧‧‧切割部分

38‧‧‧上表面

40‧‧‧第一側表面

42‧‧‧第二側表面

44‧‧‧後橫向固定配置

46‧‧‧後溝槽

48‧‧‧後側溝槽表面

50‧‧‧後側溝槽表面

52‧‧‧柄上表面

54‧‧‧切割邊緣

56‧‧‧切屑形成配置

58‧‧‧具有單個凹口

60‧‧‧前子邊緣

62‧‧‧第一側子邊緣

64‧‧‧第二側子邊緣

66‧‧‧第一凸轉角子邊緣

68‧‧‧第二凸轉角子邊緣

70‧‧‧冷卻劑結構設計

72‧‧‧冷卻劑溝槽

74‧‧‧冷卻劑前開口

76‧‧‧冷卻劑後開口

78‧‧‧第一側離隙面

80‧‧‧第二側離隙面

82‧‧‧第一點

84‧‧‧第二點

86‧‧‧支撐表面鄰接部分

88‧‧‧底部表面部分

90‧‧‧支撐橫向固定配置

92‧‧‧支撐溝槽

94‧‧‧相對支撐側溝槽表面

96‧‧‧相對支撐側溝槽表面

C_I‧‧‧圓

D_C‧‧‧切割方向(或向前方向)

D_D‧‧‧向下方向

D_R‧‧‧向後方向

D_{S 1}‧‧‧第一側方向

D_S2‧‧‧第二側方向

D_U‧‧‧向上方向

F₁‧‧‧進給速率

F₂‧‧‧進給速率

R₁‧‧‧第一半徑

R₂‧‧‧第二半徑

R_T‧‧‧頂部縱橫比

T_B‧‧‧刀具厚度

T_F‧‧‧前子邊緣厚度

V_C‧‧‧切割速度

W_C‧‧‧切割寬度

為了更好地理解本申請案之標的物且為了展示其在實踐中可如何實現，現將參考隨附圖式，其中：

圖1A係示意地加工一工件之一刀具總成之一側視圖；

圖1B係圖1A中之刀具總成及工件之一平面視圖；

圖1C係無工件之圖1A中之刀具總成之一前視圖(亦稱為沿向後方向之一前視圖)；

圖2A係圖1A中之刀具總成之切割嵌件之一第一側透視圖；

圖2B係圖2A中之切割嵌件之一第二側透視圖；

圖2C係圖2A中之切割嵌件之一俯視圖(亦稱為前刀面之一平面視圖或沿朝向前刀面之向下方向之一視圖)。

圖2D係圖2A中之切割嵌件之一前視圖(亦稱為前表面沿向後方向之一視圖)；

圖2E係對應於圖2C中之視圖之切割嵌件之一俯視圖；

圖2F係圖2A中之切割嵌件之一側視圖；

圖2G係圖2A中之切割嵌件之一仰視圖；及

圖2H係圖2A中之切割嵌件之一後視圖。

Claims (20)

1. 一種窄寬度切斷嵌件，其包括： 一柄部分；及 一切割部分，其連接至該柄部分且界定自該柄部分朝向該切割部分之一切割方向及與該切割方向相反之一向後方向；該切割部分包括： 一前刀面； 一支撐表面，其包括定位於該前刀面下方之至少一支撐表面底座部分，一向下方向被界定為自該前刀面引導朝向該支撐表面底座部分； 一前離隙面，其連接至該前刀面及該支撐表面且係該切割部分之最前表面，該前離隙面自該前刀面向下延伸； 一第一側離隙面，其連接至該前離隙面及該前刀面，該第一側離隙面自該前離隙面向後延伸且自該前刀面向下延伸； 一第二側離隙面，其連接至該前離隙面及該前刀面，該第二側離隙面自該前離隙面向後延伸且自該前刀面向下延伸；及 一切割邊緣； 該切割邊緣包括： 一強化前子邊緣，其形成於該前刀面及該前離隙面之一交叉處； 一第一側子邊緣，其形成於該前刀面及該第一側離隙面之一交叉處； 一第二側子邊緣，其形成於該前刀面及該第二側離隙面之一交叉處； 一第一凸轉角子邊緣，其連接該前子邊緣及該第一側子邊緣且具有一第一半徑R₁ ；及 一第二凸轉角子邊緣，其連接該前子邊緣及該第二側子邊緣且具有一第二半徑R₂ ； 該前刀面包括一切屑形成配置，該切屑形成配置定位於該前子邊緣後方且自該前子邊緣向下或向下並向後延伸； 一切割寬度W_C 被界定為自該第一凸轉角子邊緣之位於該第二凸轉角子邊緣遠端之一第一點至該第二凸轉角子邊緣之位於該第一凸轉角子邊緣遠端之一第二點； 一最小前子邊緣厚度T_F 被界定為自該前子邊緣之一最前點至該前子邊緣及該切屑形成配置之一交叉之一最近點； 其中： 該前子邊緣之一頂部縱橫比R_T =W_C /T_F 小於30； 該切割寬度W_C 滿足條件W_C £ 6 mm；且 該最小前子邊緣厚度T_F 滿足條件：T_F ＞0.20 mm。
2. 如請求項1之切斷嵌件，其中該切割寬度W_C 滿足條件：2.5 mm£ W_C £ 4 mm。
3. 如請求項1或2之切斷嵌件，其中該最小前子邊緣厚度T_F 滿足條件：T_F ＞0.25 mm。
4. 如請求項1之切斷嵌件，其中該支撐表面底座部分平行於該前刀面延伸。
5. 如請求項1之切斷嵌件，其中該前離隙面自該前刀面向下並向後延伸；該第一側離隙面自該前離隙面向後並向內延伸；且該第二側離隙面自該前離隙面向後並向內延伸。
6. 如請求項1之切斷嵌件，其中該前子邊緣在該前刀面之一平面視圖中係直的。
7. 如請求項1之切斷嵌件，其中該第一半徑R₁ 滿足條件：R₁ ＞0.20 mm；且該第二半徑R₂ 滿足條件：R₂ ＞0.20 mm。
8. 如請求項7之切斷嵌件，其中該第一半徑R₁ 滿足條件：R₁ ＞0.30 mm；且該第二半徑R₂ 滿足條件：R₂ ＞0.30 mm。
9. 如請求項7之切斷嵌件，其中該第一半徑R₁ 滿足條件：R₁ ＜0.60 mm；且該第二半徑R₂ 滿足條件：R₂ ＜0.60 mm。
10. 如請求項9之切斷嵌件，其中該第一半徑R₁ 滿足條件：R₁ ＜0.45 mm；且該第二半徑R₂ 滿足條件：R₂ ＜0.45 mm。
11. 如請求項1之切斷嵌件，其中該嵌件僅包括一單個切割邊緣。
12. 如請求項1之切斷嵌件，其中該切屑形成配置僅包括一單個凹口。
13. 如請求項1之切斷嵌件，其中在該前刀面之一平面視圖中，在該柄部分之一上表面處，一冷卻劑溝槽形成且朝向該前刀面延伸。
14. 如請求項1之切斷嵌件，其中該支撐表面形成有一支撐橫向固定配置。
15. 如請求項1之切斷嵌件，其中該嵌件之一後表面包括一後橫向固定配置。
16. 如請求項1之切斷嵌件，其中該支撐表面包括一支撐表面鄰接部分，該支撐表面鄰接部分自該支撐表面底座部分向下延伸。
17. 如請求項1之切斷嵌件，其中該支撐表面包括一底部表面部分，該底部表面部分自一支撐表面鄰接部分向後延伸至該嵌件之一後表面。
18. 如請求項1之切斷嵌件，其中該嵌件之具有一橫向固定配置之唯一表面係該支撐表面底座部分及一後表面。
19. 如請求項1之切斷嵌件，其中該嵌件具有一實心構造。
20. 如請求項1之切斷嵌件，其中在該柄部分及該切割部分之一連接區域後方，該柄部分進一步向下或向下並向後延伸。