专利名称：多边形车削刀片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如下类型的多边形车削刀片，包括上侧、下侧和在它们之间的多个余隙表面，其中上侧基本平行于基准平面；切削刃，其至少沿着上侧形成并且包括分别地在切屑表面和余隙表面之间形成的三个部分刃，即位于角部中的鼻刃和朝向鼻刃会聚的两个主刃；以及用于部分刃中的每一个的切屑引导后刀面(flank surface)，即沿着在主刃之间的平分线位于鼻刃后方的主后刀面和位于相应的主刃内侧的一对辅助后刀面，各个后刀面从下边界线在向上方向上倾斜。
背景技术：
车削概述为了便于对本发明的理解，通过介绍参考了附图1 _4，其中图1示出了传统的工件加工期间的车削刀具，而图2-4示意性地示出了引导被移除的切屑的不同状态。在图1中，示出了在工件2的加工期间的车削刀具I。刀具I包括刀架3以及(根据本发明制造的)车削刀片4。在此情形中，在刀具I平行于工件的中心轴线C在纵向方向上进给的同时，更准确地说在箭头F的方向进给时，工件2被(在旋转方向R上)旋转。每一转的纵向进给量被标注为f，而切削深度被标注为纵向进给方向和保持在车削刀片中的主刃之间的装置角被标注为K。在所示实例中，K等于95°。另外应指出，车削刀片4具有菱形的基本形状并且包括具有80°的角度的两个成锐角的角部和具有100°的角度的两个成钝角的角部。以此方式，在车削刀片和所产生的工件表面之间获得了 5°的间隙角度O。在图2-4中，CE标注具有正的切削几何形状并且在切屑表面CS和余隙表面CLS之间界定的切削刃。表面CS和CLS以锐角相交，并且因此切削刃的前角RA变得小于90°。在该实例中，RA等于大致15°。用作支承表面的上侧SS经由边界线BL转换到后刀面FS，后刀面FS成朝底部B向下倾斜，底部B形成过渡到切屑表面CS的过渡部。边界线BL和切削刃CE的切削刃线之间的距离被标注为L。被切削刃CE移除的切屑以弧线CH的形式示意性地示出。在金属的所有的去屑加工中，包括车削，适用以下规则，即，切屑被“弯曲地(crooked)”生成，即切屑在被移除的时刻之后即刻获得固有的被弯曲倾向性。切屑的形状，尤其是切屑的曲率半径，是由几个因素确定的，其中与车削关联的最重要因素是相关的刀具的进给量、切削刃的前角和切削深度。在移除之后，切屑将相对于切削刃的每一个极小部分垂直地移动。如果切削刃是直的，则切屑的横截面因此变得是平坦的或矩形的，但是如果切削刃是完全地或者部分地拱形，则切屑的横截面也变得是完全地或者部分地拱形。在图2中，示出了切屑CH如何在不撞击后刀面FS的情况下形成。这意味着切屑根本不受引导地以不受控的方式发展。这种切屑最经常地卷曲形成长的、电话线状螺旋结构，其中该切屑可能撞击所产生的工件表面、缠绕在刀具和/或机器中，并且有时甚至成为损坏周围环境的风险。在根据图2的实例中，支承表面SS和切削刃CE之间的高度差Hl(或后刀面FS在切削刃CE上方的高度)相对于距离L太小，以至切屑不能接触后刀面FS。还可以说，后刀面FS位于距切削刃CE太远的距离处，以至不能被具有相关曲率半径的切屑碰到。在图3中，示出一种车削刀片，其中支承表面SS和切削刃CE之间的高度差H2 (=后刀面的高度)显著地大于先前实例中的情况，后刀面FS朝向到切屑表面CS的过渡部B相当陡峭地向下倾斜。这意味着切屑CH将以大的作用力冲入后刀面中，更加精确地是冲入到后刀面的下侧区域中。其结果将是，在车削刀片变钝而进行切削的同时，大量的热产生在接触区域中。另外，切屑的材料可易于附着到后刀面FS，甚至直至附着到支承表面SS。在某个使用时间之后，在后刀面中还出现磨损损伤。因此，根据图3的实施例也没有提供任何良好的切屑控制。在图4中，示出一个实施例，其中用于良好切屑控制的条件得以显著改进。在此情形中，后刀面的高度，即支承表面SS和切削刃CE之间的高度差H3被选择为使得切屑CH将在最靠近支承表面SS的上区域中妥善地接触后刀面FS。以此方式，热量产生和附着的倾向性减小，由此车削刀片的易切削性质得以维持。不仅切屑以适度作用力碰到后刀面FS的事实，而且切削刃和切屑朝着后刀面的冲击点之间的距离大于图3中情形的事实也有助于适度的热量产生，由此热切屑中的温度将有时间进一步降低。当支承表面和切削刃之间的高度差被以最佳方式选择时，如在图4中所示，相应地产生了良好的切屑控制。在根据以上具有正的切削几何形状的切削刃和具有负的切削几何形状的切削刃之间的大的差异在于，首先述及的切削刃通过楔入在切屑和所产生的表面之间而提升(lift out)切屑，而最后述及的切削刃在将切屑折断(shear off)的情况下在其自身前方推动切屑。通常，正的切削刃将因此比负的切削刃更加容易切削并且与负的切削刃相比产生具有更大的曲率半径的切屑。
现有技术在车削领域内，经常期望能够将同一车削刀片用于粗车削、半精车削和精车削，同时与相关的切削深度无关地获得良好的切屑控制。因此，已经开发出了起初述及的类型的多种不同的车削刀片，即如下的车削刀片该刀片包括位于各个鼻刃后方的主切屑引导后刀面以及位于会聚到鼻刃的两个主刃内侧的两个辅助后刀面。在US 5372463,US 5743681和US 7374372中记载了这种车削刀片的实例。然而，尽管作出了全部的开发尝试，先前已知的车削刀片在所有可能的变化的操作条件下保证良好的切屑控制的能力方面的通用性仍然是普通的。相应地，当切削深度是小的并且进给量是适度的(=薄切屑)时，某些车削刀片可以给出可接受的结果，但是当切削深度以及进给量增大(=厚切屑)时给出不良的结果。其它车削刀片适于以大切削深度和大进给量进行粗车削，但是并不适于精车削。当切削深度在同一加工操作期间变化时，缺乏通用性变得特别令人烦恼。在根据US 5372463的车削刀片中，主后刀面被包括在极其窄的细长的舌部中，该舌部沿着两个主刃之间的平分线延伸。小的主后刀面意味着在小切削深度下的薄切屑存在经过后刀面而不碰到后刀面的风险。根据US 5743681的车削刀片包括本质上足够宽而使切屑确定会碰到主后刀面。为了进一步提高该确定性，后刀面被制成为凹形形状。然而，一旦切削深度变得显著地大于鼻部的半径(=切屑宽度增大)，那么主后刀面的端部之一将会局部地向切屑施加作用力，从而扰乱切屑形成，这使得切屑趋于太突然地变形。基于位于鼻刃后方的豆状球突的使用的根据US 5372463的车削刀片也不提供任何普遍地良好的切屑控制。即便薄且细长的切屑也许会被捕获于在球突的长度延伸部中延伸的中央凹槽中，但一旦切削深度增大，那么球突的相当高的侧表面将会扰乱切屑形成。
发明内容
本发明旨在避免在前已知的车削刀片的上述缺点，并且提供一种改进的车削刀片。相应地，本发明的主要目的在于提供一种车削刀片，该车削刀片不仅在处于最小切削深度的精车削中，而且还在所有其它可能的直到最大极限地变化的切削深度中也提供良好的切屑控制。具体地，即便切屑在同一加工操作期间将会改变宽度，也应该能够以妥善的方式引导切屑。进一步的目的在于提供一种能够不仅以单面设计而且还以双面设计以简单且廉价的方式制造的车削刀片。根据本发明，至少主要目的通过凸拱形且由拱形的下边界线界定的主后刀面实现了，该下边界线具有面向鼻刃并且沿着平分线定位的顶点并且包括两条镜像对称的弧形部分线，该弧形部分线从顶点延伸到一对相对的端点，该一对相对的端点沿着在端点之间的中点处以直角与平分线相交的直基准线定位，中点和各个端点之间的距离大于中点和顶点之间的距离，此外，主后刀面在通过中点的任意竖直截面中的倾角从在沿着平分线的截面中的最大值降低到在通过各个端点的截面中的最小值。利用主后刀面的这个设计，不仅对于在精车削中获得的这种薄切屑而且还对于在以更高切削深度获得的更宽切屑保证了良好的切屑控制。相应地，当切屑的宽度和硬度增加时，主后刀面对于细长且易弯曲的切屑提供了良好的切屑控制，而同时并不损害或干扰切屑控制。在本发明的一个实施例中，主后刀面的最大倾角是最小倾角的至少两倍大。在实践中，最大倾角不应超过50°，这是因为否则的话切屑与后刀面的接触将是过于硬的和突然的。在另一方面，最小角度不应小于5°。即，如果最小角度更小，则后刀面的切屑引导效果将会劣化或丧失。在另一实施例中，当车削刀片是可反转的时，主后刀面在单独的球突上形成，该单独的球突与后方的其中包括有辅助后刀面的刃口面分离。这个实施例的优点在于，球突能够在操作期间磨损而不导致金属附着于包括在后方的刃口面中的平面支撑表面上。当车削刀片被反转时，支撑表面保持它的平坦度并且因此保证车削刀片的稳定支撑。进而，当车削刀片由硬质合金制成时，在单独的球突上形成主后刀面简化了对于车削刀片的压制。当主后刀面在单独的球突上形成时，建议给予该球突以卵形球帽形状，更准确地是通过不仅利用面向前方朝向鼻刃的主后刀面而且还利用凸拱形的后侧界定球突而提供上述形状。以此方式，球突还耐受由较宽的切屑引起的磨损，该切屑同时碰到球突以及在后方的刃口面上的辅助后刀面且由球突及辅助后刀面引导。在相对的端点之间的卵形细长的球突的延伸长度可以有利地比其沿平分线的延伸长度大至少30%。以此方式，保证了即便切屑流方向将从平分线偏离，主后刀面也以可靠的方式被薄且细长的切屑碰到。在一个优选实施例中，球突处于车削刀片的切削刃线所定位的假想平面下方。以此方式，避免了噪声，同时抑制了过大的热量产生和材料在球突上的附着。 在图中例示的另一实施例中，切屑表面和平行于上侧的基准平面之间的前角连续地从沿着平分线的最大值降低到在沿着横向基准线的截面中的最小值。在这方面，主后刀面和周围的切屑表面之间的凹谷钝角从在沿着平分线的截面中的最小值增加到在沿着所述基准线的截面中的最大值，更准确地是比仅由主后刀面的倾角的连续降低引起的增加更多成比例地增加。以此方式，车削刀片独特地引导薄且细长的切屑(=最小切削深度)的能力最佳地以妥善的方式与引导更宽切屑(=更高切削深度)的能力组合起来。
图1示出了传统的工件加工期间的车削刀具，图2-4示意性地示出了引导被移除的切屑的不同状态，在上述图1-4之外的图中图5是根据本发明的车削刀片的透视图；图6是从根据图5的车削刀片上方看到的平面视图；图7是同一车削刀片的侧视图；图8是从上方观察到的车削刀片的尖形角部的放大细节图；图9是以进一步放大的尺度示出在车削刀片的鼻部中包括的球突的细节图；图10是示出仅仅适当的球突的几何数据的概略平面视图；图11是具有限定包括于球突中的主后刀面和基准平面之间的角度a的意图的进一步放大的截面；图 12 - 15 是图 9 中的四个不同的截面 XI1-XIiaiI1- XIII,XIV - XIV,XV - XV ；图16是示出旋转工件的加工期间的车削刀片的透视图；图17是示出当切削深度较小时形成的切屑的放大透视细节图；图18是示出图17中的切屑流方向的示意图；并且图19 - 22是示出在两个另外的更高切削深度下的切屑形成的对应于图17和18的图。在更加详细地描述本发明之前，应该对于本领域技术人员不时用来表明具有不同宽度/厚度的切屑具有不同的可弯曲性的事实的比喻予以关注。相应地，薄且细长的切屑可以与薄弱的草叶片相比，而厚切屑可以与刚硬的芦苇相比。类似于草叶片，如果薄切屑被带向形式为邻近的陡峭地倾斜的后刀面的障碍物，则薄切屑能够基本无困难地弯曲，而厚芦苇状切屑将在障碍物上断裂；该断裂引起高的声级、大的切削作用力、短的使用寿命，以及随后引起附着的高热量产生。
具体实施例方式现在参考图5-7，其中看到车削刀片4具有多边形基本形状并且包括上侧5a和下侧5b。在所示的优选实施例中，车削刀片是双侧的，就此来说上侧和下侧是相同的。因此，以下将仅仅详细描述上侧5a。在上侧5a中，包括多个，更加准确地说是四个刃口面(land)6，刃口面6分别地包括平表面7，当车削刀片被倒置并且被应用在刀架3的刀座中时(见图1)，平表面I用作支撑表面。该四个支撑表面7位于公共平面即上侧5a和下侧5b中，诸如上侧5a和下侧5b由平行于彼此以及平行于基准平面RP的支撑表面的平面限定(见图7 )，基准平面RP在此情形中形成上侧和下侧之间的中间处的中性平面。各个支撑表面7具有V形轮廓形状并且由无端边界线8界定。在该实例中，车削刀片是菱形的并且包括成对地彼此相对的四个角部Jl、J2、J3和J4。在角部Jl、J2处，车削刀片是成锐角的，而角部J3、J4是成钝角的。虽然角部的角度可以改变，但是在此情形中，锐角为80°并且钝角为100°。周向余隙表面在上侧和下侧5a、5b之间延伸，该周向余隙表面包括多个部分表面，S卩，分别地在一对角部之间延伸的四个平面部分表面9，以及位于角部中并且形成相邻的平面间隙部分 表面9之间的过渡部的四个凸形部分表面10。在图6中，B标注了分别地在角部Jl、J2和J3、J4之间的假想平分线。具有在传统上被用于对于车削刀片进行尺寸分类的类型的内切圆被标注为1C。在实践中，相关的车削刀片的IC尺寸可以落入6-25mm的范围内。车削刀片的厚度t (见图7)，诸如这个厚度被定义为在相对的支撑表面7的平面之间的距离，在实践中小于车削刀片的IC尺寸的一半。分别地，沿着各个上侧和下侧形成四个切削刃，切削刃被一般地标为11并且每一个包括三个部分刃，即，鼻刃12和朝向鼻刃12会聚的两个主刃13。至少在显著的切削深度下的主要切屑移除由各个主刃13提供，而共同的鼻刃12的目的在于与该两个主刃中的哪一个工作无关地在小切削深度下操作并且擦拭所产生的表面。当在同一刀架3中使用车削刀片时(见图1)，仅利用成锐角的角部Jl、J2处的切削刃。在图5-7中，进而看到，车削刀片包括中央通孔14，该通孔的几何中心轴线被标注为C。显然该两个角部Jl和J2被从中心轴线等距离地分离。中心轴线C和两个角部J3、J4之间的径向距离也是大小相等，但是小于到角部J1、J2的距离。被一般地标为15的周向切屑表面紧接着包括有间隙部分表面9、10的周向余隙表面内侧延伸。以通常的方式，在一方面切屑表面15和另一方面间隙部分表面9、10之间界定切削刃的部分刃12、13 (切削刃线和可能地形成表面之间的过渡部的增强斜面)。各个刃口面6形成有大致平行于两个直主刃13延伸的一对后刀面16。这些后刀面16转换成共同的胸部表面(breast surface) 170后刀面16以及胸部表面17经由所谓的半径过渡部，即形成斜槽状底部18 (另见图12)的凹拱形表面部分，转换成周围的切屑表面15。后刀面16以及胸部表面17从界定支撑表面7的上边界线8向下倾斜到下边界线19，在下边界线19处，所述表面转换成半径过渡部或者斜槽底部18。在所示优选实施例中，在鼻刃12和后方的刃口面6之间形成包括有向前朝向鼻刃12面向的后刀面21的单独的球突20。为了区分不同的后刀面，表面21在以下被称为“主后刀面”，而后刀面16被称为“辅助后刀面”。在所示实例中，当球突20被从刃口面6分开时，胸部表面17形成“第三后刀面”。本发明是基于主后刀面21的独特的形状，在此情形中主后刀面21包括在球突20中。为了详细地解释所述后刀面21的设计，现在参考图10-15。如在图9和10中看到地，球突20由下侧无端边界线22界定，球突20沿其转换到周围的斜槽或者半径过渡部23，而周围斜槽或者半径过渡部23又部分地被切屑表面15的最靠近鼻刃12存在的部分包围。球突20整体上是球帽状的，这意味着不仅主后刀面21而且其后侧24也实现凸拱形形状。如单独在平面正视图(图10)中观察地那样，该球突具有卵形的椭圆状(虽然并非真正地椭圆形的)轮廓形状。更准确地讲，卵形边界线22具有向前朝向鼻刃面向且沿着平分线B定位的顶点AP。从顶点AP，两个镜像对称的弧形部分线22a延伸直至两个相对的端点EP。这些端点EP沿着基准线RL定位，基准线RL以直角与平分线B相交，更准确地在位于端点EP之间的中途处的点MP处与平分线B相交。换言之，细长球突(并且由此主后刀面21)相对于平分线B是横向的。类似前方的主后刀面21，球突的后侧24由两条弧形部分线22b界定。这两条弧形部分线22b从端点EP延伸到沿着平分线B定位的公共交叉点CP。应该注意，球突具有在端点EP之间的其最大延伸长度LI和在顶点AP和交叉点CP之间的其最小延伸长度L2。此外，应该指出，主后刀面21具有的升高量HAl (=在AP和MP之间的距离)大于界定出后侧24的弧线的升高量HA2。这意味着球突的轮廓形状在一方面相对于基准线Rl是非对称的，但是在另一方面关于平分线B是镜像对称的，因为从中点MP到端点EP的距离HA3是大小相同的。与球突的面向前的后刀面21相类似，其后侧24可以是拱形的并且形成为使得无 穷小的倾角从沿着平分线B的最大值降低到沿着上述基准线RL的最小值。为了表明球突的拓扑形状或球帽(calotte-like)形状，首先参考图11且然后参考图12-15。在图11中，总体上示出凸形后刀面21如何经由边界线22转换到凹形半径过渡部23。边界线22沿其定位的线TL形成对于凸形表面以及凹形表面的公切线。这条切线TL与前述基准平面RP形成角度a。如将从图12-15清楚地那样，角度a限定主后刀面21在通过球突的不同截面中的倾斜度。在图9中，插入具有30°的均匀间距且与球突20的中点MP交叉的四个竖直截面，更准确而言，沿着平分线B的第一截面XI1-XI1、两个中间截面XII1-XIII和XIV-XIV，以及沿着基准线RL的第四截面XV-XV。如通过在图12-15之间比较看到的，主后刀面21的倾角在截面XI1-XII中具有最大值Ci1，从而连续地降低到在截面XV-XV中的最小值a4。在具体实例中，Q1等于44°，a2等于41°，a 3等于31°，并且a 4等于17°。在图12-15中，Y标注限定出切屑表面15相对于假想基准平面RPO的倾斜的前角，其中假想基准平面RPO平行于基准平面RP并且切削刃11的切削刃线定位于该基准平面中。在切屑表面15和主后刀面21之间，形成以下称作凹谷角度的钝角P。已由于后角a从最大值Ci1降低到最小值Ci4的事实，所述凹谷角度将从沿着平分线B的最小值^增大到沿着基准线RL的最大值04。即便前角Y沿着切削刃将是恒定的，也会获得凹谷角度的该增大。然而，如在图12 - 15中看到的，前角Y也连续地从在截面XI1-XII中的最大值降低到在截面XV-XV中的最小值。在该实例中，Y1等于18. 2°，Y2等于17.7°，Y3等于15. 3°，并且Y 4等于8. 5°。通过前角Y的该连续降低，钝的凹谷角度P的增大被加强。换言之，与仅由主后刀面的倾角a的连续降低引起的增大相比，凹谷角度P更多成比例地增大。相应地，在该实例中，P I等于大致118°，￠2等于121°，￠3等于134°，并且P 4等于155°。用词语表达，可以说主后刀面21在截面XI1-XII中，即紧接在鼻刃12之后，具有其最陡峭的倾斜度，在此之后，主后刀面21变得越来越平坦直至截面XV - XV。在最后述及的截面中，不仅后刀面21而且切屑表面15也是最平坦的，即最小程度地倾斜。凹谷的V形形状，诸如由角度P限定的V形形状，相应地在鼻刃12的紧接之后是相当深的，从而在这之后朝向截面XV-XV连续地变得越来越浅。在图12-15中，进一步看到，球帽形球突20全部地处于车削刀片的切削刃线所定位的平面RPO下方。在这方面，同样参考图7，其中看到刃口面6的平面支撑表面7位于车削刀片的切削刃线略微上方。这意味着支撑表面7与球突20的最高点或顶部之间的高度差甚至大于平面RPO和球突的最高点之间的高度差。通过将球突的顶部降低至低于平面RP0，一方面抑制了引起金属随后附着在球突上的热量产生，另一方面抑制了车削操作期间的令人厌烦的噪声。在实践中，上述侧角度a ^a4可以在相当宽的范围内改变。然而，最大侧角度Ci1应是最小侧角度a 4的至少两倍并且至多十倍大，其中最大角度Ci1不应该超过50°。最·小侧角度ct 4也不应该小于5°。有利地，a工是a 4的5 - 8倍大。诸如在本说明和所附的权利要求书中使用的，概念“凸拱形”主要涉及主后刀面的横向曲率，即沿着表面且平行于下边界线22假想地考虑的任意母线是拱形的。然而，从下边界线朝向球突的顶部绘制的母线可以是拱形的或笔直的。如可在图11中最好地看到地那样，在例示实施例中，由于仅从边界线22开始且向上的母线是拱形的事实，后刀面21在两个坐标方向上是拱形的。在本发明的范围内，后刀面21还可以是具有从下边界线22向上绘制的直的母线的锥状。在最后述及的情形中，球突的顶部可以是类似于截头锥体的平表面，而非如实例中所示的拱顶形顶部。还应该述及的是，在沿着各个辅助后刀面16的截面中的凹谷角度(未示出)只是非常小地不同于凹谷角度P4 (见图15)。相应地，在该实例中，同一截面中的前角等于10°，同时后刀面16的倾角等于大致17°。这意味着各个主刃内侧的凹谷角度等于153° (与截面XV-XV中的155°相比较)。本发明的功能和优点现在参考图1622，图1622以局部透视图示出了利用根据本发明的车削刀片的三种不同的车削情形，即，精车削、半精车削和粗车削。在图16中，大体上示出了在工件2的车削期间的车削刀片4，在其中安装有车削刀片的附属刀具(见图1)沿着箭头F的方向被纵向进给的同时，工件2在旋转方向R上旋转。在这方面，切屑CH被移除，同时产生具有柱形形状的光滑加工表面S。在图17和18中，示意了精车削，其中切削深度曰。是最小的。如果假设车削刀片的角部半径等于0. 8_，则在该实例中切削深度ap也等于0. 8mm,即角部半径和切削深度是大小相等的。因此，全部的切屑移除利用角部半径进行，而主刃13不工作。在精车削中，通常选择适度进给。这意味着所产生的切屑CH变得是薄且细长的。在切屑被从工件移除之后，切屑即刻在箭头Gl的方向(见图18)上，即在前述平分线B的方向上直地向后移动。因为切屑是薄且细长的，所以切屑变得是能够易于弯曲的(参考草叶片)。由于切屑的可弯曲性，切屑能够毫无问题地向下冲入截面XI1-XII (见图12)中的相当深的凹谷中并且在移除时刻之后非常快速地碰到主后刀面21。这意味着薄切屑被以在图4中示出的理想方式卷曲。当切屑已经经过主后刀面时，切屑卷曲并且靠着自身破碎成碎片。通过卵形球突的长度延伸部在相对于平分线的横向上，即便切屑流方向从平分线略微偏离，切屑也将非常可靠地碰到主后刀面21。
在图19-20中，示出了半精车削期间的车削刀片。这里，切削深度ap大于第一情形的切削深度，更加准确地讲是近似两倍大(=1. 6mm)0在半精车削中，通常进给量也增大。这意味着切屑变得比图17中的切屑更宽和更厚。同时，切屑流方向G2改变，因为切屑不仅被拱形鼻刃12而且还被相连的直主刃13的一部分移除。这意味着切屑将碰到球突20的平坦侧部(见图15)以及在刃口面6上的前胸部表面17。该胸部表面17 (未示出)的倾角与根据图15的Ci4近似一样大。另外在根据图19-20的半精车削中，切屑CH卷曲，但是在此情形中，切屑被侧向引导，从而碰到余隙表面9并且靠着余隙表面9破碎成碎片。在图21-22中，示出粗车削，该粗车削的切削深度&1)显著地大于在前例示的切削深度。在该实例中，假设切削深度&1)等于5mm。在此情形中，切屑流方向G3已被改变，使得切屑流方向几乎垂直于主刃13。另外，进给量可以是相当高的。这意味着切屑CH变得比在前示出的切屑显著地更厚和更加硬(参考芦苇)。为使该比较硬的切屑不在强作用力和高热量产生的情况下冲入相关的后刀面中(参考图3)，切屑应该碰到适度地倾斜的后刀面。在球突20由于它沿着侧面的平坦形状而为切屑表面的撞击球突的部分提供了妥善地作用的目标区域的同时，所示的根据本发明的车削刀片保证了切屑CH (根据图21)的大部分将碰到在刃口面6的一侧上的后刀面和胸部表面16、17。从以上所述，应该清楚所描述的车削刀片不仅对于精车削中的薄切屑而且还对于任何的切削深度提供了最佳切屑控制。相应地，球突的主后刀面能够为细长且易于弯曲的切屑提供有效的切屑控制，而当切屑的宽度和硬度增加时，球突并不损害或者干扰切屑控制。在这方面，应该指出，切屑宽度不必是恒定的。相应地，切屑宽度可以(如果工件的表面是非平坦的)在同一车削操作期间间歇地改变。虽然以上已仅在尖形角部Jl、J2的情形中描述了根据本发明形成的球突及其主后刀面，但类似的球突也被布置在钝角角部J3、J4中。虽然后方的刃口面6在这里具有比在前描述的更加敞开的V形形状，但是钝角角部中的球突的工作方式与在前描述的在尖形角部处的球突相同。本发明的可行的修改本发明不仅限于上述的且在图中示出的车削刀片。虽然在优选实施例中的车削刀片是双面的，即包括相同的上侧和下侧，但是车削刀片还可以被制成为单面的，即仅在上侧中具有一个或多个切削刃。此外，车削刀片可以制成为不具有中心孔，以被确切地说是螺钉之外的其它装置夹持在刀具中。此外，应该指出，所述的主后刀面并不必要必须形成在与后方的刃口面分离的单独的球突上。相应地，包括有用于车削刀片的主刃的两个辅助后刀面的刃口面可以在向前方向上朝向鼻部变窄并且延伸，并且形成有位于延伸部上的主后刀面。
权利要求
1.一种多边形车削刀片，包括 上侧(5a)、下侧(5b )和在所述上侧和下侧之间的多个余隙表面(9，10 )，其中所述上侧基本平行于基准平面(RP); 切削刃(11)，所述切削刃至少沿着所述上侧(5a)形成并且包括分别地在切屑表面(15)和余隙表面(9，10)之间形成的三个部分刃，即位于角部(Jl - J4)中的鼻刃(12)和朝向所述鼻刃会聚的两个主刃(13);以及 用于所述部分刃中的每一个的切屑引导后刀面，即沿着所述主刃(13)之间的平分线(B)位于所述鼻刃(12)后方的主后刀面(21)和位于相应的主刃(13)内侧的一对辅助后刀面(16)，各个后刀面(16，21)从下边界线(19，22)沿向上方向倾斜， 其特征在于，所述主后刀面(21)是凸拱形的并且由拱形的下边界线(22)界定，所述下边界线(22)具有面向所述鼻刃(12)并且沿着平分线(B)设置的顶点(AP)并且包括两条镜像对称的弧形部分线(22a)，所述弧形部分线从所述顶点(AP)延伸到一对相对的端点(EP)，所述一对相对的端点沿着在所述端点(EP)之间的中点(MP)处以直角与所述平分线(B)相交的直基准线(RL)定位，所述中点(MP)和各个所述端点(EP)之间的距离(HA3)大于所述中点(MP)和所述顶点(AP)之间的距离(HA1)，并且其特征在于，所述主后刀面(21)在通过所述中点(MP)的任意竖直截面中的倾角(α )从沿着所述平分线(B)的截面(XI1-XII)中的最大值降低到通过各个所述端点(EP)的截面(XV-XV)中的最小值。
2.根据权利要求1所述的车削刀片，其特征在于，所述主后刀面(21)的最大倾角(αP是最小倾角(α 4)的至少两倍大。
3.根据权利要求1或2所述的车削刀片，其特征在于，所述主后刀面的最大倾角(α最大等于50°。
4.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片，其特征在于，所述主后刀面的最小倾角(α 4)最小等于5°。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片，其特征在于，所述主后刀面(21)不仅在平行于所述基准平面(RP)的平面中而且在垂直于所述基准平面的平面中是凸拱形的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片，其特征在于，所述主后刀面(21)被包括在单个的球突(20)中，所述单个的球突与包括有所述两个辅助后刀面(16)的刃口面(6)分离。
7.根据权利要求6所述的车削刀片，其特征在于，所述球突(20)不仅被面向所述鼻刃(12)的所述主后刀面(21)而且还被像所述主后刀面(21)—样呈凸拱形的后侧(24)界定，从而所述球突(20)具有卵形球帽形状。
8.根据权利要求7所述的车削刀片，其特征在于，所述球突(20)在所述端点(EP)之间的延伸长度(LI)比它沿着所述平分线(B)的延伸长度(L2)大至少30%。
9.根据前述权利要求中任一项所述的车削刀片，其特征在于，在所述切屑表面(15)和平行于所述上侧的基准平面(RP)之间的前角(Y )从沿着所述平分线(B)的最大值(、)连续地降低到在沿着横向基准线(RL)的截面中的最小值(Y4),同时在所述主后刀面(21)和周围的所述切屑表面(15)之间的凹谷钝度(β )从在沿着所述平分线(B)的截面中的最小值(P1)增加到在沿着所述基准线(RL)的截面中的最大值(β4)，更准确地是比仅由所述主后刀面(21)的倾角(α )的连续降低引起的增大更多地成比例地增加。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的车削刀片，其特征在于，所述球突(20)处于所述车削刀片的切削刃线所定位的假想平面(RPO)下方。
全文摘要
本发明涉及多边形车削刀片，其具有切削刃，其包括三个部分刃，即位于角部中的鼻刃和朝向鼻刃会聚的两个主刃；及用于每一个部分刃的切屑引导后刀面，即沿着主刃之间的平分线位于鼻刃后方的主后刀面及位于相应主刃内侧的一对辅助后刀面。主后刀面为凸拱形并由拱形下边界线界定，该下边界线具有面向鼻刃并且沿着平分线定位的顶点并且包括两条镜像对称的弧形部分线，该弧形部分线从顶点延伸到一对相对端点，该对端点沿着在端点之间的中点处以直角与平分线相交的直基准线定位，中点和各端点间的距离大于中点和顶点间的距离。另外，在通过中点的任意竖直截面中的主后刀面的倾角从在沿着平分线的截面中的最大值降低到在沿着基准线的截面中的最小值。
文档编号B23B27/00GK103008697SQ20121035682
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月24日 优先权日2011年9月23日
发明者罗尼·洛夫 申请人:山特维克知识产权股份有限公司