TWI453079B - 切削用插件 - Google Patents

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Description

切削用插件
本發明係關於一種切削用插件，其具有實質上三角形或正方形的一基本形狀，此切削用插件具有一頂表面及一底表面，該頂表面與該底表面係藉由側腹而彼此相連，其中頂表面與側腹之間的交叉點以及底表面與側腹之間的交叉點則形成有三個或個別地四個切割邊緣，這些切割邊緣從平面圖中看起來是凸面狀，且每一切割邊緣包含至少一圓弧及至少一筆直區段，這些切割邊緣藉由具有角半徑Re的切割角而彼此相連。
EP 1 689 548揭露一種切削用插件，此種切削用插件主要是用於高進給速率的表面研磨，以產生出每齒0.5至3mm的寬度且至多為2mm的小切削深度，以便盡可能有效率地加工平坦表面。
在上述專利文件的切削用插件之較佳結構中，圓弧的半徑係位於大於且至少為內切圓(inscribed circle)半徑的二倍大的範圍，此項規格將限制用於設計此種切削用插件的主要切割邊緣與刮刷邊緣(wiper edge)之間的可能角度結構在相當小的範圍內。此外，切削用插件不具有環繞的切割邊緣倒角，因此在階梯式及肩部式的研磨期間，切割邊緣的強度經常不足。
本發明之目的是要提供一種切削用插件，特別是用於高進給速率的表面研磨，其中用於切削用插件的刮刷邊緣與主要切割邊緣之間的角度結構的範圍能夠盡可能地大，同時切割邊緣的強度是最理想的，且不會損失切削用插件對於高進給速率的機械加工的適用性。
根據本發明，每個切割邊緣在接著一切割角之後具有一筆直的刮刷邊緣，該刮刷邊緣具有一圓形區段，該圓形區段具有為其內切圓的半徑Ri之至多80%的一半徑，每一切割邊緣合併入一主要切割邊緣內，此主要切割邊緣由一至三個筆直區段組成，其中，在主要切割邊緣的複數筆直區段之情形中，在這些區段之間的過渡區域是以圓形方式體現，具有位於內切圓的半徑之50%至200%之間的範圍內的一半徑；而且，切削用插件具有一切割邊緣倒角，此倒角向四面延伸且具有一倒角角度α ，此倒角角度沿著切割角基本上具有位於-10°至-20°之間的範圍內的一實質上地固定數值，且在接著兩側的切割角之後，倒角角度沿著該刮刷邊緣的一部分或主要切割邊緣的一部分而連續變化，該部分係位於該切割角的半徑Re的1至1.8倍之間，倒角角度沿著刮刷邊緣與主要切割邊緣的剩餘部分且沿著該圓形區段改變成一實質上固定的數值，該數值係位於0°至-10°之間的範圍內。
由於圓形區段具有內切圓的半徑Ri之至多80%的半徑，所以在設計切削用插件時，主要切割邊緣與刮刷邊緣 之間的角度可以被構形在一個非常廣泛的範圍內。因此，在機械加工與切屑形成的期間，可以使進入工具內的力量撓曲達到最佳化。由於切割邊緣倒角是位在所建立的區域內之特殊路線之緣故，即使在困難的機械加工操作(例如肩部式與階梯式的研磨)，也仍然可以達到最佳的切割邊緣強度，特別是在切割角的區域中也能夠達到最佳的切割邊緣強度，而不會有高速機械加工時所產生的缺點。
在本發明的一較佳結構中，圓形區段具有至少為內切圓的半徑之至少50%的一半徑。倘若能維持此圓形區段的半徑之下限，則能夠確保圓形區段具有足以應付機械加工期間正常發生的所有負載之強度。
在另一有利的結構中，倒角角度α 沿著切割角基本上具有大約-15°的固定數值，且在此固定範圍內沿著刮刷邊緣、沿著圓形區段，且在此固定範圍內沿著主要切割邊緣具有大約0°的數值。在此情形中，切割邊緣倒角的寬度係有利地位於0.1至0.4mm之間的範圍內。在這些情況下，在機械加工期間且在正常發生的應力期間，能確保切割邊緣的最佳強度。
在本發明的一較佳結構中，刮刷邊緣的長度是內切圓的半徑Ri之至少15%。以此方式，即使是在正常高速進給下，也仍然能夠實現一充分平坦的表面。
假如切割邊緣以此方式構形以使得個別的切割邊緣係以對稱方式建構，如此能確保切削用插件能夠適用於左旋式切割工具或右旋式切割工具。
此外，假如切割邊緣是形成在頂表面與側腹之間的交叉點以及底表面與側腹之間的交叉點上，則可以在兩側使用切削用插件，致使可以根據切削用插件的形狀而獲得總共六個或八個的切割邊緣。
而且，假如側腹在與切割邊緣之間相隔一段距離的位置處具有含平面的表面，這樣的結構是有利的。藉由這些含平面的表面的手段，可以將切削用插件牢牢定位在相關的切割工具之母體(parent body)內的一個對應體現的插件座體(insert seat)。
假如側腹被體現成是在接著刮刷邊緣及主要切割邊緣的筆直區段之後的平面表面，且被製作成在接著圓形區段之後的圓柱形表面的話，則這樣的結構是特別有利。
這些在接著切割邊緣之後的其他平面表面能夠產生額外的承載表面，假如需要的話，這些承載表面能夠使切削用插件更妥善地定位及承載於切割工具的母體之插件座體內。
為了在機械加工期間達到最佳的切屑成形，假如頂表面及/或底表面在接著切割邊緣倒角之後具有一破壞切屑的幾何形狀，是很有利的。
以下，將參考圖式詳細說明本發明。
第一圖及第二圖分別是以立體圖及平面圖顯示本發明的一切削用插件，此切削用插件具有一正方形的基本形 狀。切削用插件具有一頂表面1、一底表面2及呈凸面延伸的複數側腹3，這些側腹3以一餘隙角β相對於頂表面1傾斜延伸，凸面狀的切割邊緣4則是形成在頂表面1與側腹3之間的交叉點上。在接著一切割角5之後，每一切割邊緣4具有一筆直的刮刷邊緣6，然後，此刮刷邊緣6與一圓形區段7合併到一主要切割邊緣8內，此主要切割邊緣8是由一筆直區段9所構成。圓形區段7具有為內切圓10的半徑Ri之70%的半徑，內切於切削用插件的頂表面1中且接觸所有四個切割邊緣4的之一理想圓形被稱之為內切圓(inscribed circle)。在此情形中，主要切割邊緣8是由單一個筆直區段9所構成，但是在其他變形範例中，主要切割邊緣8具有高達三個筆直區段9，這些筆直區段9是藉由多個同樣構思得到的圓形過渡區域而彼此相連，這些圓形的過渡區域被製作成帶有位於內切圓10的半徑Ri之50%至200%的範圍內的半徑。緊鄰著切割邊緣4，切削用插件具有一個向四面延伸的切割邊緣倒角11，此切割邊緣倒角11與頂表面1所圍設的倒角角度α 沿著切割角5基本上具有-15°的數值。在此區域中的倒角角度α 係顯示於第五圖中，以顯示第二圖中的剖面T-T之細部結構。在接著兩側的每一切割角5之後，此倒角角度α 沿著刮刷邊緣的一部分或主要切割邊緣的一部分，且沿著刮刷邊緣6與主要切割邊緣8的剩餘部分及圓形區段7而連續變化至0°的數值。此倒角角度α 係根據第二圖的剖面S-S而顯示於第四圖中。倒角角度α 沿著刮刷邊緣6及主要切割邊緣8連續變化的此 部分12之長度對應於切割角5的半徑Re之大約1.5倍。在此區域內的一特定倒角角度α 係根據第二圖中的剖面R-R而顯示於第三圖內。在所有切割邊緣4中，在接著刮刷邊緣6與主要切割邊緣8之後的側腹3被設計成平面狀表面13，而且，在接著圓形區段7之後的側腹3被設計成為圓柱形表面14。在接著切割角5之後的側腹區段16同樣被設計成圓柱形表面。在此情形中的圓柱形意思是指：沿著側腹3的整個高度之每一水平面，此表面的半徑在此位置上總是相等的。在與切割邊緣4相隔一小段距離之處，在側腹3內設有含平面的表面15，他們的作用在於將切削用插件牢牢定位在切割工具的插件插座內，而切削用插件是在此插件插座內使用。頂表面1設有用於一切屑破壞的幾何形狀，更精確地說，在接著切割邊緣倒角11之後設有側腹3，該側腹3向下降落並合併到一扁平的中央區域內，該中央區域通往切削用插件中的中心孔17。以此方式，可以在切割過程中達成極佳的切屑形成。
第一圖與第二圖所示的本發明五個切削用插件係定位在一個適用於高進給速率表面研磨的工具母體中，此定位狀態係顯示於第六圖。
1‧‧‧頂表面
2‧‧‧底表面
3‧‧‧側腹
4‧‧‧切割邊緣
5‧‧‧切割角
6‧‧‧刮刷邊緣
7‧‧‧圓形區段
8‧‧‧主要切割邊緣
9‧‧‧筆直區段
10‧‧‧內切圓
11‧‧‧切割邊緣倒角
12‧‧‧部分
13‧‧‧平面狀表面
14‧‧‧圓柱形表面
15‧‧‧含平面的表面
16‧‧‧側腹區段
17‧‧‧中心孔
α ‧‧‧角度
β‧‧‧角度
Re‧‧‧角半徑
Ri‧‧‧內切圓半徑
第一圖是顯示本發明的切削用插件之立體圖。
第二圖是顯示第一圖的切削用插件之平面圖。
第三圖是顯示第二圖的剖面R-R之細部結構之放大圖。
第四圖是顯示第二圖的剖面S-S之細部結構之放大圖。
第五圖是顯示第二圖的剖面T-T之細部結構之放大圖。
第六圖是顯示具有複數如第一圖及第二圖所示的切削用插件之一研磨工具。
1‧‧‧頂表面
2‧‧‧底表面
3‧‧‧側腹
4‧‧‧切割邊緣
5‧‧‧切割角
6‧‧‧刮刷邊緣
7‧‧‧圓形區段
8‧‧‧主要切割邊緣
9‧‧‧筆直區段
11‧‧‧切割邊緣倒角
13‧‧‧平面狀表面
14‧‧‧圓柱形表面
15‧‧‧含平面的表面
16‧‧‧側腹區段
17‧‧‧中心孔

Claims (10)

  1. 一種切削用插件，其具有實質上三角形或正方形的一基本形狀，該切削用插件具有一頂表面(1)及一底表面(2)，該頂表面(1)與該底表面(2)係藉由側腹(3)而彼此相連，其中該頂表面(1)與該側腹(3)之間的交叉點以及該底表面(2)與該側腹(3)之間的交叉點則形成有三個或個別地四個的切割邊緣(4)，該切割邊緣(4)從平面圖中看起來是凸面狀，且每一切割邊緣(4)包含至少一圓弧及至少一實質上筆直區段，該切割邊緣藉由具有角半徑Re的切割角(5)而彼此相連，其特徵在於：每一切割邊緣(4)在接著一切割角(5)之後具有一筆直的刮刷邊緣(6)，該刮刷邊緣(6)具有一圓形區段(7)，該圓形區段(7)具有至多80%的內切圓(10)的半徑Ri，每一切割邊緣(4)合併入一主要切割邊緣(8)內，該主要切割邊緣(8)由一至三個筆直區段(9)組成，其中，在該主要切割邊緣(8)的複數筆直區段(9)之情形中，在該這些區段(9)之間的過渡區域是以圓形方式體現，並具有位於該內切圓(10)的半徑之50%至200%之間的範圍內的一半徑；而且，該切削用插件具有一切割邊緣倒角(11)，該切割邊緣倒角(11)向四面延伸且具有一倒角角度α ，該倒角角度α 沿著該切割角(5)基本上具有位於-10°至-20°之間的範圍內的實質上固定數值，且在接著兩側的該切割角(5)之後，該倒角角度α 沿著該刮刷邊緣(6)的一部分(12)或該主要切割邊緣(8)的一部分(12)而連續變化，該部分(12)係位於該切割角(5)的半徑Re的1至1.8 倍之間，該倒角角度α 沿著該刮刷邊緣(6)與該主要切割邊緣(8)的剩餘部分且沿著該圓形區段(7)變化成一實質上固定的數值，該數值係位於0°至-10°之間的範圍內。
  2. 根據申請專利範圍第1項之切削用插件，其中：該圓形區段(7)的半徑為該內切圓(10)的半徑Ri之至少50%。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之切削用插件，其中：該倒角角度α 沿著該切割角(5)具有實質上大約-15°的固定值，且在該固定範圍內沿著該刮刷邊緣(6)、沿著該圓形區段(7)，且在該固定範圍內沿著該主要切割邊緣(8)具有大約0°的數值。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項中任一項之切削用插件，其中：該切割邊緣倒角(11)具有位於0.1至0.4mm之間的範圍內的一寬度b。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項中任一項之切削用插件，其中：該刮刷邊緣(6)的長度是該內切圓(10)的半徑Ri之至少15%。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項中任一項之切削用插件，其中：該個別的切割邊緣(4)係對稱地建構。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之切削用插件，其中：該切割邊緣(4)是形成在該頂表面(1)與該側腹(3)之間的交叉點上以及該底表面(2)與該側腹(3)之間的交叉點上。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項中任一項之切削用插件，其中：該側腹(3)在與該切割邊緣(4)之間相隔一段距離的位置處具有含平面的表面(15)。
  9. 根據申請專利範圍第1或2項中任一項之切削用插件，其中：該側腹(3)被體現成是在接著該刮刷邊緣(6)及該主要切割邊緣(8)的該筆直區段(9)之後的平面表面(13)，且被體現成在接著該圓形區段(7)之後的圓柱形表面(14)。
  10. 根據申請專利範圍第1或2項中任一項之切削用插件，其中：該頂表面(1)及/或該底表面(2)在接著該切割邊緣倒角(11)之後具有一破壞切屑的幾何形狀。
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