倒角刀具的制作方法

本发明涉及一种用于在工件上制作倒角的倒角刀具。

背景技术：

通过本发明的倒角刀具制作的倒角特别地是指工件边缘上的倾斜表面。通常，通过本发明的倒角刀具制作的倒角是旋转对称的倒角，该倒角具有锥形段表面的形状。

制作倒角的工艺通常称为“倒角”。通常，倒角被应用于工件以去除毛刺、降低损伤的风险和/或简化进一步的组装。对于内螺纹和外螺纹，通常将45°倒角或60°倒角应用于孔，这防止了第一螺纹被压出并且使得较容易将用于切削内螺纹和外螺纹的切削刀具应用于工件。被插入第二工件的工件也被倒角。在这种情况下，倒角用作插入辅助。

根据本发明的倒角刀具特别适合于加工由烧结的硬质合金或陶瓷(sinteredcementedcarbideorceramics)制成的工件。然而，根据本发明的倒角刀具的使用不限于由这种材料制成的工件的加工；然而，这是优选的应用。

烧结的硬质合金具有非常高的硬度。除了用作切削材料之外，烧结的硬质合金还经常在成形技术中用作冲头、锤子或用作磨损部件。传统上，对由烧结的硬质合金制成的这些部件进行倒角主要通过磨削来进行，并且在一些情况下还通过侵蚀来进行。切削刃涂覆有金刚石层的实心硬质合金倒角刀具也是已知的。然而，这种带有金刚石涂覆的切削刃的实心硬质合金倒角刀具的使用寿命非常短，因而这种倒角刀具的使用已被证明是成本密集的。此外，必须非常精确地磨削切削刃，这使得它们的制造很复杂并且因此也是成本密集的。由于通过磨削来加工切削刃，切削刃也必须相对较大，或者至少刀具保持部上的用于切削刃的容纳部必须相对较大，以便磨削工具能够接近切削刃。因此，仅相对较少的切削刃或切削嵌入件能够附接到较小的刀具保持部。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种倒角刀具，该倒角刀具克服了上述问题，并且特别适于加工烧结的硬质合金或陶瓷。

该目的通过根据权利要求1所述的倒角刀具来实现，该倒角刀具包括以下部件：

由硬质合金制成的刀具保持部，刀具保持部沿中心轴线延伸并且包括狭槽形的第一切削嵌入件容纳部，第一狭槽形的切削嵌入件容纳部具有两个相对的侧向邻接表面和布置在两个侧向邻接表面之间并且横向于两个侧向邻接表面延伸的基部邻接表面，该基部邻接表面形成狭槽形的第一切削嵌入件容纳部的基部；

由cvd厚膜金刚石制成的第一切削嵌入件，第一切削嵌入件以牢固结合的方式固定在第一切削嵌入件容纳部中，其中第一切削嵌入件包括两个相反的侧向表面以及一个下表面，该侧向表面抵靠或以牢固结合的方式连接到第一切削嵌入件容纳部的两个侧向邻接表面上，下表面布置在两个侧向表面之间并横向于两个侧向表面延伸，其中下表面抵靠或以牢固结合的方式连接到第一切削嵌入件容纳部的基部邻接表面，并且第一切削嵌入件既在平行于刀具保持部的中心轴线的轴向方向上突出到第一切削嵌入件容纳部之外又横向于轴向方向地突出到第一切削嵌入件容纳部之外，并且第一切削嵌入件包括第一主切削刃，第一主切削刃定向成与刀具保持部的中心轴线成第一锐角。

根据本发明的倒角刀具的特征，一方面在于由硬质合金制成的刀具保持部的构造和由cvd厚膜金刚石制成的第一切削嵌入件的构造，并且另一方面在于第一切削嵌入件附接到刀具保持部的方式。由硬质合金制成的刀具保持部的构造形成了倒角刀具的非常稳定的基本结构的基础。由cvd厚膜金刚石制成的第一切削嵌入件的构造使得能够产生具有优异摩擦性能和高硬度的非常精确的切削刃。第一切削嵌入件在狭槽形或凹沟形的切削嵌入件容纳部(本文中称为“第一切削嵌入件容纳部”)中的牢固结合的连接形成了第一切削嵌入件和刀具保持部之间的非常稳定的连接，这使得能够传递非常高的扭矩。

第一切削嵌入件容纳部的狭槽形或凹沟形的构造还使得能够极大地节省空间地将第一切削嵌入件附接到刀具保持部。因此，根据本发明的倒角刀具原则上可以配置有多个这种切削嵌入件，其中，通常一个切削嵌入件，在此称为第一切削嵌入件，就足以实现倒角刀具的功能。

因此，上述特征使得可以实现非常稳定的和高精度的倒角刀具，与现有技术中已知的倒角刀具相比，该倒角刀具具有较长的使用寿命，因此尽管cvd厚膜金刚石制成的切削嵌入件的成本稍高，但可以相对廉价地制造。由于第一切削嵌入件、刀具保持部以及它们的连接的极大的稳定性，根据本发明的倒角刀具可以高效地加工高硬度材料并且具有低应力。

工件的加工，即倒角，主要借助于第一切削嵌入件的主切削刃来实施，该主切削刃在本文中被称为第一主切削刃。该第一主切削刃定向成相对于刀具保持部的中心轴线成锐角，所述锐角的大小优选地在30°至60°的范围内。为了产生具有45°倒角角度的倒角，优选使用主切削刃与所述中心轴线围成45°角的切削嵌入件。为了产生具有60°倒角角度的倒角，优选使用主切削刃与所述中心轴线围成30°角的切削嵌入件。为了产生具有30°倒角角度的倒角，优选使用主切削刃与所述中心轴线围成60°角的切削嵌入件。当然，这些角度之间的角度也是可能的。

根据本发明的实施例，第一切削嵌入件的两个相反的侧向表面被钎焊到第一切削嵌入件容纳部的两个侧向邻接表面。因此，两个侧向表面中的第一个侧向表面被钎焊到两个侧向邻接表面中的第一个侧向邻接表面，并且两个侧向表面中的第二个侧向表面被钎焊到两个侧向邻接表面中的第二个侧向邻接表面。类似地，第一切削嵌入件的下表面钎焊到第一切削嵌入件容纳部的基部邻接表面。

这样，根据该实施例，第一切削嵌入件在其三个侧部上焊接到刀具保持部上。这在第一切削嵌入件和第一切削嵌入件容纳部之间产生了非常稳定的和可持续的连接，这使得能够传递高扭矩。将第一切削嵌入件钎焊在第一切削嵌入件容纳部中还具有的优势在于，在工件的加工期间，切削嵌入件与切削嵌入件容纳部之间的界面经受相对一致的负载。另一方面，点载荷(就像如果第一切削嵌入件通过螺钉紧固将会发生的那样)，会导致切削嵌入件的断裂，因为制造第一切削嵌入件的cvd厚膜金刚石具有高硬度，但同时相对较脆。通过在三个侧部上对第一切削嵌入件进行钎焊，可以有效地避免第一切削嵌入件的这种断裂威胁。

替代地，第一切削嵌入件也可以被焊接(verschweiβen)到第一切削嵌入件容纳部。然而，将第一切削嵌入件钎焊到刀具保持部上更简单，并因此更成本有效。

根据一个实施例，第一切削嵌入件容纳部的两个侧向邻接表面优选地定向成彼此平行。

一方面，这使得能够相对简单地将第一切削嵌入件插入到第一切削嵌入件容纳部，并且因此能够简单地将第一切削嵌入件紧固在第一切削嵌入件容纳部中。另一方面，这优化了刀具保持部与第一切削嵌入件之间的力传递。

根据另一实施例，第一切削嵌入件容纳部的两个侧向邻接表面之间的距离大于第一切削嵌入件的两个侧向表面之间的距离。

换句话说，第一切削嵌入件容纳部比第一切削嵌入件宽。这简化了第一切削嵌入件在刀具保持部上的安装，并且还使得在制造倒角刀具的期间，在将切削嵌入件钎焊到刀具保持部的情况下，能够将焊料(钎焊材料)带入到第一切削嵌入件和第一切削嵌入件容纳部之间的空间中。因此，第一切削嵌入件优选地不被压入到第一切削嵌入件容纳部中，而是仅仅插入其中并且随后被钎焊。这减小了刀具保持部和切削嵌入件内的内应力。

根据本发明的另一实施例，第一切削嵌入件容纳部的两个侧向邻接表面定向成平行于径向方向或与径向方向成小于5°的角度，其中径向方向正交于刀具保持部的中心轴线。

特别优选地将两个侧向邻接表面以小于5°的角度横向地定向(即，不平行)，因为这产生前角。

根据另一实施例，第一切削嵌入件容纳部的两个侧向邻接表面定向成平行于刀具保持部的中心轴线或与刀具保持部的中心轴线成小于5°的角度。

同样，优选的是，两个侧向邻接表面定向成与刀具保持部的中心轴线成小于5°的角度，因为这产生了减小第一主切削刃上的载荷的设定角(einstellwinkel)。

根据另一实施例，第一切削嵌入件突出超过刀具保持部的前端，并且刀具保持部在前端区域中包括由狭槽形的第一切削嵌入件容纳部中断的锥形段表面。优选地，该锥形段表面的半张角等于在第一主切削刃和刀具保持部的中心轴线之间测量的第一锐角。

因此，第一主切削刃优选地平行于上述锥形段表面延伸。一方面，这防止了待加工工件与刀具保持部之间的碰撞。另一方面，它产生了相对大的切屑空间，该切屑空间可用于切屑移除。

根据另一实施例，第一切削嵌入件包括第一副切削刃，该第一副切削刃定向成平行于刀具保持部的中心轴线或与刀具保持部的中心轴线成小于5°的角度。

优选地，第一副切削刃定向成平行于刀具保持部的中心轴线。第一副切削刃可以用于提供侧向支撑或者用于形成双倒角(由第一主切削刃和第一副切削刃产生)。第一主切削刃和第一副切削刃优选地定向成彼此成钝角(大于90°)。

根据另一实施例，第一切削刃包括第二副切削刃，该第二副切削刃定向成与刀具保持部的中心轴线成85°至90°的角度。

该第二副切削刃优选地在刀具保持部的径向(与中心轴线正交)上延伸或与其略微倾斜。第二副切削刃优选地形成第一切削嵌入件的端面。由于第一切削嵌入件在轴向方向上突出超过刀具保持部，第二副切削刃优选地也形成整个倒角刀具的前端。第二副切削刃优选地与第一主切削刃成钝角(大于90°)。

第一副切削刃优选地比第一主切削刃距刀具保持部的中心轴线的距离更大。另一方面，第一主切削刃优选地比第二副切削刃距刀具保持部的中心轴线的距离更大。因此，第一副切削刃形成第一切削嵌入件的具有距中心轴线最大径向距离的部分。

根据另一实施例，第一主切削刃的第一端经由第一半径连接到第一副切削刃。第一主切削刃的与第一端相反的第二端经由第二半径连接到第二副切削刃。

两个半径优选地是十分之几的半径。它们形成第一切削嵌入件的圆角，由此防止了第一切削嵌入件的角部的碰撞或甚至断裂。

如在开始时已经提到的，根据本发明的倒角刀具也可以装备有多于一个的切削嵌入件，例如装备有两个、三个、四个、五个或六个切削嵌入件。切削嵌入件优选地都具有相同的形状和尺寸。它们布置在相应的切削嵌入件容纳部中，该切削嵌入件容纳部类似于上述第一切削嵌入件容纳部，即，也设计为狭槽形或凹沟形的切削嵌入件容纳部。在多个切削嵌入件或多个切削嵌入件容纳部的情况下，切削嵌入件和切削嵌入件容纳部分别优选地围绕刀具保持部的圆周均匀分布。

应当理解，上述的特征和将被说明的特征不仅可以以在每种情况下所示的组合使用，而且可以以其它组合使用或使用它们自己，而不脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出，并在以下描述中更详细地解释。其中：

图1示出根据本发明的实施例的倒角刀具的透视图；

图2以透视图示出图1中的倒角刀具的加工头的细节；

图3以侧视图示出图2中的加工头；

图4以从前面看的顶视图示出图2中的加工头；

图5以从前面看的顶视图示出没有插入其中的切削嵌入件的图2中的加工头；以及

图6以透视图示出没有插入其中的切削嵌入件的图2中的加工头。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的倒角刀具的实施例的透视图。在此倒角刀具整体上用附图标记10表示。

倒角刀具10包括沿中心轴线14延伸的刀具保持部12，倒角刀具10优选地，但不是必需地，相对于中心轴线14旋转对称，在倒角刀具的前端的区域中，倒角刀具10包括加工头16，待加工的工件通过该加工头进行加工。

在这里所示的实施例中，刀具保持部12在加工头16的区域中包括五个切削嵌入件容纳部18a-18e，为了更好地区分，这些切削嵌入件容纳部分别被称为第一切削嵌入件容纳部、第二切削嵌入件容纳部、第三切削嵌入件容纳部、第四切削嵌入件容纳部和第五切削嵌入件容纳部18a-18e(参见图5)。这些切削嵌入件容纳部18a-18e分别用于容纳切削嵌入件20a-20e，切削嵌入件在此分别被称为第一切削嵌入件、第二切削嵌入件、第三切削嵌入件、第四切削嵌入件和第五切削嵌入件20a-20e。

这些切削嵌入件容纳部18a-18e和切削嵌入件20a-20e优选地分别围绕刀具保持部12的圆周和围绕倒角刀具10的圆周均匀分布。刀具保持部12优选由硬质合金制成。切削嵌入件20a-20e优选由cvd厚膜金刚石制成。

虽然在这里所示的实施例中倒角刀具10设有五个切削嵌入件20a-20e，但是在这一点上应当注意，仅一个切削嵌入件，例如第一切削嵌入件20a，对于倒角刀具10的功能而言也是足够的，同样，在不脱离本发明的范围的情况下，倒角刀具也可设有两个、三个、四个或多于五个的切削嵌入件。

使用多个切削嵌入件增加了倒角刀具10的稳定性和使用寿命，然而，由于仅使用一个切削嵌入件就足以实现倒角刀具10的功能，所以为了简单起见，下面将仅分别参照第一切削嵌入件20a和第一切削嵌入件容纳部18a详细说明将切削嵌入件20a-20e安装到切削嵌入件容纳部18a-18e内的方法。当使用多个切削嵌入件或切削嵌入件容纳部时，其余的切削嵌入件20b-20e和其余的切削嵌入件容纳部18b-18e分别优选地构造成相同或等同的形状。

第一切削嵌入件容纳部18a构造为狭槽形或凹沟形的容纳凹部，该容纳凹部在加工头16的区域中形成到刀具保持部12中并且不仅能够在轴向方向上(即平行于中心轴线14)从外部进入而且能够在周向方向上能够从外部进入。第一切削嵌入件20a以这样的方式插入到第一切削嵌入件容纳部18a中，即，第一切削嵌入件在轴向方向上突出超过刀具保持部12的前端并且周向地突出超过刀具保持部12的圆周。

第一切削嵌入件20a不仅插入到第一切削嵌入件容纳部18a中，而且以牢固结合的方式与其连接。优选地，第一切削嵌入件20a在第一切削嵌入件容纳部18a中钎焊到刀具保持部12上。特别优选地，切削嵌入件20a在其三个侧面上钎焊到切削嵌入件容纳部18a。第一切削嵌入件20a的第一侧向表面22被钎焊到第一切削嵌入件容纳部18a的第一侧向邻接表面24。第一切削嵌入件20a的相反的第二侧向表面26被钎焊到第一切削嵌入件容纳部18a的第二侧邻接表面28。第一切削嵌入件20a的下表面30被钎焊到第一切削嵌入件容纳部18a的基部邻接表面32。

尽管优选的是第一切削嵌入件20a在所有的三个所述表面22、26、30处被焊接到第一切削嵌入件容纳部18a，但是通常可以设想的是，仅在这些表面22、26、30中的一个或两个处将第一切削嵌入件20a钎焊到第一切削嵌入件容纳部18a，然而，在所有的三个所述表面22、26、30处钎焊第一切削嵌入件20a增加了第一切削嵌入件20a和刀具保持部12之间的连接的稳定性。

两个相对的侧向邻接表面24、28形成凹沟形或狭槽形的第一切削嵌入件容纳部18a的侧面。它们优选地彼此平行地延伸。在两个侧向邻接表面24、28之间延伸的基部邻接表面32形成凹沟形或狭槽形的第一切削嵌入件容纳部18a的基部或凹沟底。该基部邻接表面32横向地(即，不平行地)延伸到两个侧向邻接表面24、28。优选地，基部邻接表面32定向成正交于两个侧向邻接表面24、28。

类似的情况适用于第一切削嵌入件20a的侧向表面22、26和下表面30。两个侧向表面22、26优选地彼此平行并且横向(即，不平行)于下表面30的延伸。优选地，下表面30定向成正交于两个侧向表面22、26。

为了便于将第一切削嵌入件20a插入到第一切削嵌入件容纳部18a中，并且为了能够在切削嵌入件20a与第一切削嵌入件容纳部18a的横向侧面24、28之间的所述位置处引入焊料，第一切削嵌入件容纳部18a优选地比第一切削嵌入件20a宽。因此，两个侧向邻接表面24、28彼此之间具有的距离优选地大于两个侧向表面22、26彼此之间具有的距离。

尽管第一切削嵌入件20a通常能够精确径向地插入(eingesetzt)到刀具保持部12中，但是在这里所示的实施例中，第一切削嵌入件容纳部18a相对于刀具保持部12的径向方向稍微倾斜并因此第一切削嵌入件20a相对于刀具保持部12的径向方向稍微倾斜。第一侧向邻接表面24和第二侧向邻接表面28各自与径向方向围成角度α，径向方向在图5中以虚线示出并设置有附图标记34，该角度优选地在0°-5°的范围内。第一切削嵌入件20a的相应倾斜带来了在第一切削嵌入件20a的主切削刃36处的前角(spanwinkel)。

此外，第一切削嵌入件容纳部18a的两个侧向邻接表面24、28优选地也相对于刀具保持部12的中心轴线14略微倾斜，在图3中在第五切削嵌入件容纳部18e处画出了相应的倾斜角β。倾斜角β在第一切削嵌入件20a的主切削刃36处产生设定角(einstellwinkel)。倾斜角β优选地具有在0°至5°范围内的值。

第一切削嵌入件20a的第一主切削刃36优选地相对于刀具保持部12的中心轴线14成锐角地延伸，该锐角在图3中被画为角度γ。待加工工件借助于第一切削嵌入件20a的主切削刃36进行倒角。因此，主切削刃36的设定角γ(anstellwinkel)根据需要在工件上产生的倒角角度来选择。因此，根据期望的倒角角度，设定角γ(锐角)通常在30°至60°的范围内选择。

除了第一主切削刃36以外，在此所示的实施例中的第一切削嵌入件20a包括第一副切削刃38和第二副切削刃40。第一副切削刃38优选地平行于中心轴线14延伸或者相对于中心轴线稍微倾斜，例如倾斜小于5°的角度。第二副切削刃40正交于中心轴线14地延伸，或者相对于径向方向34倾斜小于5°的角度。两个副切削刃38、40基本上用于将加工头16支撑在待加工的工件上。然而，原则上，也可以利用副切削刃38、40进行加工，例如，可以借助于第一副切削刃38和第一主切削刃36在工件上产生双倒角。

第一副切削刃38通过第一半径42连接到第一主切削刃36的第一端46。第二副切削刃40通过第二半径44连接到第一主切削刃36的第二端48。两个半径42、44优选地选择得相对较小，在十分之几(zehntel)的范围内。

刀具保持部12在加工头16的区域中在形状方面与切削嵌入件20a-20e相适应。为此，刀具保持部12包括例如锥形段表面50，该锥形段表面被狭槽形的切削嵌入件容纳部18a-18e所中断。该锥形段表面50优选地平行于切削嵌入件20a-20e的主切削刃36延伸。换句话说，锥形段表面50的半张角等于切削嵌入件20a-20e-的主切削刃36的倾斜角γ。

在前端，刀具保持部12包括端面终止表面52，端面终止表面优选地定向成正交于中心轴线14(见图6)。在刀具保持部12的前侧，切削嵌入件容纳部18a-18e打开到锥形段表面50中并且打开到端面终端表面52中。在相反的后端，切削嵌入件容纳部18a-18e均朝向后部变平。

在图3和图6中，还可以看到沿圆周方向延伸的凹沟54。该凹沟54用于附接定位装置，例如定位环，通过该定位装置，切削嵌入件20a-20e在附接到刀具保持部12的过程中可在轴向方向上彼此对齐。一旦切削嵌入件20a-20e固定在切削嵌入件容纳部18a-18e中，定位装置(这里未示出)随后可被再次移除。