车刀切削刀片和车刀的制作方法

本发明涉及一种车刀切削刀片。本发明的进一步方面涉及一种包括车刀切削刀片的车刀。

背景技术：

保持在车刀中的切削刀片用于在车床上车削工件。在工件中的不同种类的材料对切削刀片施加不同种类/量的应力。因此，切削刀片可以被设计用以切削特定种类的材料或材料组。本发明涉及韧性材料、比如例如不锈钢的切削，且特别是涉及在车削由这种材料制成的工件中使用的切削刀片。切削这种材料在相关切削刀片的作用的切削刃上施加高的应变。因此，切削刃将比在切削其它种类的材料时受到更高的磨损。通常通过在相关车削操作期间选择合适的(低的)切削深度、切削速度和进刀速率来控制相关刀片的切削刃的磨损。另一种方法是选择由刀片材料制成的切削刀片和/或包括适合用于切削这种材料的涂层。进一步替代是适应用于切削韧性材料的切削刀片的几何形状。

EP 579963公开了用于切削应用的浅进刀和浅深度的多边形卧式(lay down)可转位切削刀片。可变宽度刃带表面从刀片的切削刃向后延伸。可变宽度刃带表面在刀片的角部处比沿着刀片的后刀面具有的宽度更窄。可变宽度刃带表面具有第一可变下降角度，即前角，其在刀片的每一个角部处比沿着刀片的侧面后刀面大。可变刃带表面在角部和后刀面之间的过渡部在EP 579963中没有讨论。

EP 2641677公开了一种切削刀片，其确保在不锈钢的浅切削时刀片的耐断裂性和耐崩刃性。切削刀片设置有切削刃，该切削刃具有角部区段和线性区段，该角部区段当在平面图中从面向切削刀片的前刀面的方向看时形成凸形弧形状，该线性区段至少在角比区段的一端处与角部区段接触并且线性地延伸。切削刃设置有当在平面图中看时沿角部区段的一部分的第一区域、沿线性区段的一部分的第二区域、和在第一区域和第二区域之间的第三区域。第三区域沿着线性区段的一部分且沿着角部区段的一部分延伸。在第三区域中切削刃的前角做得比在第一区域和第二区域中切削刃的前角大。因此，使得能够通过抑制在切削边界处出现毛刺来避免异常磨损。

比如诸如在两个上述文献中公开的菱形或方形形状的常见车刀切削刀片具有沿着至少一个线性刃部和邻接的凸形角刃部延伸的至少一个切削刃。在EP 579962和EP 2641677两者中公开的切削刀片被设计为用于浅切削应用，即：其中通过切削刃的角刃部从工件切削的切屑的一部分形成整个切屑的相当大部分的切削应用。与以从角刃部延伸相当大距离进入线性刃部的切削深度从工件切削的较大切屑相反，例如，多达角刃部的半径的三倍的距离进入线性刃部。在这种大切屑中，由角刃部形成的部分仅形成整个切屑的较小部分。这种大切屑的横截面面积在由线性刃部切削的部分中比在由角刃部切削的部分中显著更大。因此，线性刃部比角刃部经受更大的力。此外，尽管由角刃部形成的切削的部分形成整个切屑的较小部分，但是由角刃部形成的切屑的部分以使线性刃部经受磨蚀力的方式影响切屑的形状和形成方向。

这些就是为什么在线性刃部处的切削刃通常设计为比在角刃部处更强的两个原因，例如，其中在线性刃部处比在角刃部处小的前角和/或邻近线性刃部比邻近角刃部宽的主刃带。在已知的切削刀片中，邻近切削刃的主刃带具有沿着与角刃部最接近的线性刃部的那一部分布置的主刃带的过渡部，在该过渡部中，主刃带从沿着角刃部的设计改变为沿着线性刃部的其余部分的不同设计。

尽管已知切削刀片的线性刃部的较强设计，但是与角刃部最接近的线性刃部经常在切削期间，特别是在韧性材料比如不锈钢的切削期间，比线性刃部的其余作用部分和角刃部被磨损到更大的程度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供具有沿着切削刃的更均匀耐磨性的车刀切削刀片，该切削刃包括线性刃部和角刃部。

根据本发明的方面，该目的通过车刀切削刀片实现，该车刀切削刀片包括刀片本体，该刀片本体至少包括第一切削刃，该第一切削刃沿着刀片本体的后刀面(relief face)和前刀面之间的相交部延伸。第一切削刃包括凸形角刃部和直的线性刃部，角刃部邻接线性刃部。前刀面包括沿着第一切削刃延伸的主刃带。主刃带包括：第一主刃带部，第一主刃带部邻近线性刃部；和第二主刃带部，第二主刃带部邻近角刃部的中心部。第一主刃带部不同于第二主刃带部。主刃带进一步包括过渡主刃带部，该过渡主刃带部邻接第一主刃带部和第二主刃带部并且形成第一主刃带部和第二主刃带部之间的过渡部。过渡主刃带部布置为仅与角刃部的外部相邻，该外部邻接角刃部的中心部。

因为过渡主刃带部布置为仅与角刃部的外部相邻，且相应地第一主刃带部和第二主刃带部之间的过渡部沿着角刃部而不是沿着线性刃部设置，所以线性刃部的耐磨性由于沿着整个线性刃部延伸的第一主刃带部而得到改进。作为结果，上述的目的被实现。与EP 579962和EP 2641677的已知切削刀片相比，实现了改进的耐磨性。

已经由本发明人发现，沿着角刃部的一部分布置主刃带的过渡部减少与角刃部最接近的线性刃部的磨损的发生。令人吃惊地，已经由本发明人发现，即使在0.4mm和0.8mm的较小ISO标准切削刀片刀尖(nose)半径的情况下，也能够将主刃带的过渡部布置在沿着角刃部的一部分可用的空间内。

已经由本发明人发现，在切削刃的角部中形成主刃带的过渡部而不是在角部和线性部之间形成切削刃的单独的第三部分，如在EP 2641677中公开的那样，提供了不仅适合用于浅切削深度而且适合用于较深切削深度的解决方案，避免了在与角刃部最接近的线性刃部中切削刃的增加的磨损的趋势。

主刃带是与切削刃最接近的前刀面的区域。前刀面包括另外的区域，该另外的区域可包括形成例如断屑器的升高部和脊部。主刃带沿着切削刃延伸。主刃带能够具有宽度并且可借助于不连续性(比如例如倾斜度的变化或台阶)而区别于进一步远离切削刃定位的前刀面的部分。主刃带能够可替代地是前刀面的连续部分。

主刃带在切削刃处形成前角。主刃带的宽度和/或主刃带的前角沿着切削刃变化。在根据本发明的切削刀片中，第一主刃带部和第二主刃带部中的每一个具有一致的宽度和前角。第一主刃带部和第二主刃带部的宽度与第一切削刃垂直地延伸。

在过渡主刃带部中，宽度过渡从第一主刃带部的宽度到第二主刃带的宽度发生，和/或前角过渡从第一主刃带部的前角到第二主刃带部的前角发生。也就是说，在过渡主刃带部的上下文中的术语“形成过渡部”意味着过渡主刃带部的形状和/或定向和/或形式沿着其长度从基本上与第一主刃带部的形状和/或定向和/或形式类似的形状和/或定向和/或形式(其中过渡主刃带部邻接第一主刃带部)改变到基本上与第二主刃带部的形状和/或定向和/或形式类似的形状和/或定向和/或形式(其中过渡主刃带部邻接第二主刃带部)。

至少在切削刀片的俯视图中看，直的线性刃部是直的和线性的。

本文论述的前角是名义前角，即，在与前刀面中的一个的正中平面平行的平面和相关的主刃带部之间测量到的前角。正中平面能够被定义为在切削刀片的顶表面和底表面之间的中间的平面，该平面将刀片本体横切为两个半部，其中包括主刃带的前刀面设置在顶表面和底表面中的一个或两者上。当切削刀片被使用时的实际的前角取决于相关的车刀和车刀如何安装在相关的车床中。

凸形的角刃部可以关于角刃部的平分线基本上对称。相应地，角刃部的中心部是与平分线交叉的刃部，即，角刃部的中间。

切削刀片可以是可转位的并且双面的，即，切削刀片可以以不同的位置定位在形成车刀的刀座的凹部中，其中相关的切削刃中的一个从刀座延伸，以与车床中的工件接合。切削刀片可以适合于保持在形成车刀的刀座的凹部中。

切削刀片可以由包括例如硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、多晶金刚石和金属陶瓷中的一种或多种的材料制造。切削刀片可以涂覆有表面涂层，诸如例如氮化钛、碳氮化钛和/或氧化铝。

切削刀片可以适合于切削韧性材料，比如不锈钢。

切削刀片被构造用于从角刃部延伸相当大距离到线性刃部内的切削深度，例如多达角刃部的半径的三倍的距离或以上进入线性刃部内。

根据实施例，第一主刃带部可以在前刀面的第一距离在延伸，第一距离与线性刃部垂直地延伸，并且第二主刃带部可以在前刀面的第二距离在延伸，第二距离与角刃部的切线垂直地延伸。

第一距离可以比第二距离长。以此方式，可以沿着切削刃的线性刃部设置强的切削刃。在切削刀片具有负的形状的实施例中，第一距离与线性刃部垂直地延伸并且第二距离与角刃部的切线垂直地延伸要求(entail)第一距离和第二距离与刀片本体的后刀面垂直地延伸。第一距离和第二距离分别对应于第一主刃带部和第二主刃带部的宽度。

根据实施例，第一距离可以在比第二距离长50％-500％的范围内。以此方式，强的切削刃可以沿着切削刃的线性刃部设置。

根据实施例，第二主刃带部可以具有比第一主刃带部大的前角。换句话说，第二主刃带部可以具有比第一主刃带部小的楔角。以此方式，可以在角刃部的中心部处提供锋利的切削刃，同时可以沿着线性刃部提供强的切削刃。

根据实施例，过渡主刃带部可以提供从第一主刃带部到第二主刃带部的逐渐过渡。以此方式，可以沿着过渡主刃带部提供强的切削刃。在过渡主刃带部的上下文中的术语“逐渐过渡”要求形状和/定向和/或形式沿着过渡主刃带部的长度从基本上与第一主刃带部的形状和/或定向和/或形式类似的形状和/或定向和/或形式(其中过渡主刃带部邻接第一主刃带部)逐渐改变到基本上与第二主刃带部的形状和/或定向和/或形式类似的形状和/或定向和/或形式(其中过渡主刃带部邻接第二主刃带部)。因此，过渡逐渐地且连续地发生。

根据实施例，在过渡主刃带部中与切削刃垂直地测量到的主刃带的宽度可以从第一距离逐渐减小到第二距离。过渡主刃带的宽度与角刃部的切线垂直地延伸。

根据实施例，在过渡主刃带部中的前角可以从第一主刃带部中的前角逐渐增加到第二主刃带部中的较大的前角。

根据实施例，第一切削刃可以包括另外的直的线性刃部，该另外的直的线性刃部邻接角刃部，与线性刃部相对。第一切削刃可以关于角刃部的平分线对称。以此方式，可以提供对称的第一切削刃，比如，菱形或方形的ISO切削刀片。这可以要求另外的直的线性刃部关于平分线与线性刃部对称。

根据实施例，可以在线性刃部和另外的线性刃部之间形成80度角度。以此方式，可以提供具有80度的角部角度的菱形ISO切削刀片。

根据实施例，刀片本体可以包括四个切削刃，每一个切削刃基本上类似于第一切削刃，使得车刀切削刀片在车刀中能够四次转位。刀片本体可以包括多于四个切削刃。双面菱形形状刀片本体可以设置有八个切削刃，其中在顶表面和底表面中的每一个角部中存在切削刃。

根据实施例，第二主刃带部可以具有恒定的宽度和恒定的前角。第二主刃带部的宽度与角刃部的切线垂直地延伸。

根据实施例，第一主刃带部的前角小于0，且第二主刃带部的前角大于0。以此方式，可以在角刃部的中心部处提供锋利的切削刃，同时可以沿着线性刃部提供强的切削刃。

根据实施例，第一主刃带部、第二主刃带部和过渡主刃带部由粉末压制形成。换句话说，第一主刃带部、第二主刃带部和过渡主刃带部的形状通过在冲压模中的对应的形状形成，其中，填充了粉末，例如主要包括碳化钨和钴的粉末。在压制之后，坯料在高温下烧结，其中将发生均匀的或大体均匀的收缩。以此方式，车刀切削刀片的生产将是较低成本的。

根据本发明的进一步方面，提供了车刀，包括刀具本体，刀具本体具有纵向轴线，该纵向轴线在从刀具本体的附接部朝向刀具本体的远端部的方向上延伸。刀具本体设置有用于在远端部处接收切削刀片的凹部。该凹部成形为使得定位在凹部中的切削刀片将切削刀片的第一切削刃的作用(engaging)的角刃部在纵向轴线的一侧的方向上指向。根据本文论述的任何方面和/或实施例的车刀切削刀片布置在凹部中。

根据实施例，第一切削刃的作用的角刃部的平分线可以相对于刀具本体的纵向轴线以在43-47度的范围内的角度在一侧延伸。

当研究所附权利要求书和以下详细描述时，本发明的进一步特征及优点将变得明显。

附图说明

本发明的各种方面，包括其特定特征和优点，将从在以下详细描述和附图中论述的示例实施例容易理解，在附图中：

图1示出根据实施例的车刀切削刀片，

图2示出根据实施例的车刀切削刀片的第一切削刃的部分俯视图，

图3示出根据实施例的车刀切削刀片的第一切削刃的部分透视图，

图4示出根据实施例的车刀切削刀片的第一切削刃的部分俯视图，并且

图5示出根据实施例的车刀。

具体实施方式

现在将更充分地描述本发明的方面。在各处，类似的附图标记表示类似的元件。为了简洁和/或清晰，众所周知的功能或构造将不必详细描述。

图1示出根据实施例的车刀切削刀片2。切削刀片2包括刀片本体4。刀片本体4由顶表面6、相对的底表面8和在顶表面6和底表面8之间延伸的侧表面10限定。切削刀片2设置有延伸穿过刀片本体4的中心孔9。顶表面6和底表面8通常为平面的且基本上彼此平行并且设置有升高部和脊部。切削刀片2是可转位的并且在切削刀片2安装在车刀中时，顶表面6或底表面8可以面向上。

刀片本体4至少包括第一切削刃12，第一切削刃12沿着后刀面14和前刀面16之间的相交部延伸。后刀面14设置在刀片本体4的侧表面10处并且对应的前刀面16设置在顶表面6处。

切削刀片本体具有大体菱形形状。正中平面能够被定义为在顶表面6和底表面8之间的中间的平面，其将刀片本体横切成两个半部，即顶半部和底半部。前刀面16设置在顶表面和底表面中的一个或两者上。

这些实施例的切削刀片2包括四个大体上相同的切削刃。除第一切削刃12之外，提供了在顶表面6处的与第一切削刃12相对的第二切削刃18以及在底表面8处的第三切削刃20和第四切削刃22。因此，切削刀片2在车刀中能够四次转位。

第一切削刃12包括凸形角刃部24和直的线性刃部26。直的线性刃部26至少如在切削刀片的俯视图中看、即沿着中心孔9的中心轴线46看是直的且线性的。角刃部24邻接线性刃部26。直的另外的线性刃部30邻接角刃部24，与线性刃部26相对。第一切削刃12关于角刃部24的平分线28对称，该对称包括线性刃部26和另外的线性刃部30。

而且，菱形形状刀片本体4的中间角部25以及对应的角部可以形成切削刃的一部分。也就是说，取决于相关的车刀，角刃部24与工件接合或者中间角部25与工件接合。

下面参考图2-4，论述了第一切削刃12和相邻的主刃带部的各种实施例。该论述经必要修改适用于包括中间角部25的切削刃。

图2示出根据实施例的车刀切削刀片2的第一切削刃12的部分俯视图。前刀面16包括沿着第一切削刃12延伸的主刃带。主刃带包括：第一主刃带部32，第一主刃带部32邻近线性刃部26；和第二主刃带部34，第二主刃带部34邻近角刃部24的中心部36。中心部36是与角刃部24的平分线28交叉的刃部。主刃带进一步包括过渡主刃带部38，该过渡主刃带部38邻接第一主刃带部32和第二主刃带部34，并且形成第一主刃带部32和第二主刃带部34之间的过渡部。过渡主刃带部38布置为仅与角刃部24的外部40相邻，该外部40邻接角刃部24的中心部36。换句话说，第一切削刃12的角刃部24包括中心部36和外部40。第二主刃带部34沿着中心刃部36延伸并且过渡主刃带部38沿着外部40延伸。过渡主刃带部38既不沿着中心部36延伸也不沿着线性刃部26延伸。

第一主刃带部32不同于第二主刃带部34。在这些实施例中，第一主刃带部32在前刀面16的第一距离42上延伸。第一距离42在与线性刃部26垂直的方向上延伸。第二主刃带部34在前刀面16的第二距离44上延伸。第二距离44在与角刃部24的切线垂直的方向上延伸。第一距离42比第二距离44长。

第一距离42比第二距离44长至少50％。在这些实施例中，第一距离42与第二距离44的近似三倍一样长。过渡主刃带部38提供从第一主刃带部32到第二主刃带部34的逐渐过渡。在过渡主刃带部38中与第一切削刃12垂直地测量到的主刃带的宽度从第一距离42到第二距离44逐渐减少。

仅作为示例提到，在具有约9-19mm的线性刃部26长度的切削刀片中，第一距离42可以在0.1-0.5mm的范围内，且第二距离44可以在0.05-0.25mm的范围内。在具有较长的线性刃部26的切削刀片中，第一距离可以高达1mm。

图3示出根据实施例的车刀切削刀片2的第一切削刃12的部分透视图。再次，前刀面16包括沿着第一切削刃12延伸的主刃带。主刃带包括：第一主刃带部32，第一主刃带部32邻近线性刃部26；和第二主刃带部34，第二主刃带部34邻近角刃部24的中心部36。主刃带进一步包括过渡主刃带部38，该过渡主刃带部38邻接第一主刃带部32和第二主刃带部34，并且形成第一主刃带部32和第二主刃带部34之间的过渡部。过渡主刃带部38布置为仅与角刃部24的外部40相邻，该外部40邻接角刃部24的中心部36。

再次，第一主刃带部32不同于第二主刃带部34。在这些实施例中，第二主刃带部34具有比第一主刃带部32的前角α1大的前角α2。过渡主刃带部38提供从第一主刃带部32到第二主刃带部34的逐渐过渡。在过渡主刃带部38中的前角从第一主刃带部32中的前角α1逐渐增加到第二主刃带部34中的较大的前角α2。

仅作为示例提到，第一主刃带部32中的前角α1可以在-15度-15度的范围内，这意味着第一主刃带部32中的楔角可以在105-75度的范围内。楔角是由刀片本体形成的角度，即，在后刀面14和前刀面16的主刃带之间的角度。第二主刃带部34中的前角α2可以在0-20度的范围内，这意味着第二主刃带部34中的楔角可以在90-70度的范围内。前角α1和α2是在与前刀面16的正中平面平行延伸的平面以及分别的第一主刃带部32和第二主刃带部34之间测量到的名义前角。参见图1，与前刀面16的正中平面平行延伸的平面与中心孔9的中心轴线46垂直地延伸。

在图3中，表示前角α1和α2的上侧虚线在上面提到的与前刀面16的正中平面平行延伸的平面中延伸。因此，图3中例示的前角α1和α2是正的前角，其中第一主刃带部32和第二主刃带部34在与前刀面16的正中平面平行延伸的平面下方延伸。在被前角α1的例示范围包含的负的前角中，第一主刃带部将在与前刀面16的正中平面平行延伸的平面上方延伸。在过渡主刃带部38中的前角的上下文中的术语“逐渐增加”涉及在第一主刃带部32和第二主刃带部34中的正的前角。因此，万一第一主刃带部中的前角α1是负的，则术语“逐渐增加”应被解释为减小前角，直到前角变为正为止，在此点上，正的前角可以进一步增加。换句话说，过渡主刃带部38中的楔角从第一主刃带部34中的楔角逐渐减少到第二主刃带部34中的楔角。

在图2和图3的实施例中，第一切削刃12的凸形角刃部24具有ISO标准切削刀片刀尖半径，例如，在0.4-2.4mm的范围内。角刃部24在80度的角度上延伸。在可替代的实施例中，角刃部24可以在60-90度的范围内的角度上延伸。因此，在图1中表示的中间角部25可以在90-120度的范围内的角度上延伸。仅作为示例提到，参见图2，角刃部24的外部40可以在10-25度的范围内的角度γ上延伸。当刀尖半径小时，比如例如0.1-0.6mm，角刃部24的外部可以在例如20-40度的较大角度γ上延伸。根据某些实施例，角刃部24的中心部36的角度δ可以大于外部40、40’一起的两个角度γ。

图4示出根据实施例的车刀切削刀片2的第一切削刃12的部分俯视图。这些实施例非常类似于图2的实施例。主要差别是在这些实施例中的凸形角刃部24是多半径角刃部24，如在例如EP 759827中描述的那样。在这些实施例中，角刃部24具有三个不同的半径R1、R2和R3。在可替代的实施例中，半径的数目可以更小或更大。

再次，主刃带包括：第一主刃带部32，第一主刃带部32邻近线性刃部26；和第二主刃带部34，第二主刃带部34邻近角刃部24的中心部36。主刃带进一步包括过渡主刃带部38，该过渡主刃带部38邻接第一主刃带部32和第二主刃带部34，并且形成第一主刃带部32和第二主刃带部34之间的过渡部。第一主刃带部32在前刀面16的第一距离42上延伸。第一距离42在与线性刃部26垂直的方向上延伸。第二主刃带部34在前刀面16的第二距离44上延伸。第二距离44在与角刃部24的切线垂直的方向上延伸。第一距离42比第二距离44长。

在图2-4的实施例中，如结合图1论述的那样，第一切削刃12各自可以包括另外的线性切削刃部30。因此，主刃带还可包括另外的过渡主刃带部38’，该过渡主刃带部38’邻接另外的第一主刃带部32’和第二主刃带部34，并且形成另外的第一主刃带部32’和第二主刃带部34之间的过渡部。

在图2-4中，为图示目的，线已经被示出指示过渡主刃带部38的两端。实际上，第一主刃带部32和第二主刃带部34中的每一个到过渡主刃带部38之间的过渡可以是较少不同的。

图5示出根据实施例的车刀50。车刀50包括刀具本体52。刀具本体52具有纵向轴线54，纵向轴线54在从刀具本体52的附接部56朝向刀具本体52的远端部58的方向上延伸。刀具本体52设置有用于在远端部58处接收切削刀片2的凹部60。凹部60被成形为使得定位在凹部60中的切削刀片2将切削刀片2的第一切削刃12的作用的角刃部24在纵向轴线54的一侧的方向上指向。也就是说，角刃部24的平分线28与纵向轴线54形成角度β。角度β在>0-90度的范围内。根据某些实施例，角度β可以相对于纵向轴线54在43-47度的范围内。

布置在凹部60中的切削刀片2是根据本文论述的方面和/或实施例的车刀切削刀片2。夹紧机构62确保切削刀片2牢固地保持在凹部60中。作为示出的夹紧机构62的替代，切削刀片2可以设置有如结合图1的实施例公开的通孔9，拧入刀具本体52内的螺钉可以延伸通过该孔9。

本发明不应被解释为限于本文阐述的实施例。本领域技术人员将认识到，在不偏离如由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，本文公开的实施例的不同特征可以被组合，以创建除了本文描述的实施例之外的实施例。角刃部24可以例如包括在外刃部40和线性刃部26之间的另外的刃部。因此，在某些实施例中，第一主刃带部32可以沿着角刃部24的另外的刃部延伸。尽管已经参考示例实施例描述了本发明，但是许多不同的替代、修改等对于本领域技术人员将变得明显。过渡主刃带部38可以例如提供主刃带的宽度以及前角两者的逐渐过渡。因此，应理解，前述内容是各种示例实施例的示例并且本发明仅由所附权利要求书限定。

如本文使用的，术语“包括”或“包括”是开放式的，且包括一个或多个所陈述的特征、元件、步骤、部件或功能，但不排除一个或多个其它特征、元件、步骤、部件、功能或其组的存在或加入。