切削刀片和用于加工工件的工具的制作方法

文档序号:25998557发布日期:2021-07-23 21:14阅读:80来源:国知局
切削刀片和用于加工工件的工具的制作方法

本发明涉及一种用于加工工件的工具的切削刀片。此外,本发明涉及一种具有工具支架和布置在该工具支架上的根据本发明的切削刀片的工具。

本发明尤其涉及一种用于用于开槽和分切车削的工具的切削刀片。特别优选地,根据本发明的切削刀片被设计成用于钛的开槽和分切车削。

已经知道用于开槽和分切车削的大量工具。在de102011016148a1中示出了一种用于开槽和分切车削的示例性工具。

特别是对于开槽,提起的切屑必须比要产生的凹槽宽度窄。否则,提起的切屑会与凹槽侧面发生横向碰撞,从而损坏工件表面。因此,切屑不仅应当围绕其横向轴线而且还应当围绕其纵向轴线有效地成形或弯曲。

由于这些材料的特性,钛和钛合金的开槽和分切车削特别具有挑战性。钛和钛合金尤其具有很高的延展性。因此,在车削时提起的切屑弹跳比较强烈。为了对此进行补偿,与在加工其它材料时相比,在对钛和钛合金进行开槽和分切车削时,切屑应当绕其纵向轴线产生更大程度的变形。

所提起的切屑的更高程度的成形导致更快的切屑断裂,这基本上是有利的。然而,与此同时,这也导致在切削区域或整个切削刀片上的更高的负荷。这对磨损并因此对切削刀片的使用寿命具有负面影响。

此外,钛具有非常低的导热率,这导致在切削刃中的大量热量输入。通常,热量还通过经由工件本身的热传导而部分消散,但导热系数低时,能量保留在切削点的区域中,并因此保留在工具和切屑中。因此,提起的切屑应当比较迅速地移除,即从切削刃上运走。

因此,本发明的目的是提供一种切削刀片,该切削刀片特别适用于钛和钛合金的开槽和分切车削,并且借助于该切削刀片可以满足上述技术边界条件。特别地,目的是在所需的切屑形成和相关联的切削刃负荷之间找到平衡。

根据本发明的一个方面,该目的通过具有以下特征的切削刀片来解决:

-主切削刃,该主切削刃被构造成直线形并且在第一端和相反的第二端之间延伸;

-第一副切削刃,该第一副切削刃包括第一直线形部和第一凹形弯曲部,其中,该第一直线形部直接地或者经由圆角或倒角连接到主切削刃的第一端;

-第二副切削刃,该第二副切削刃包括第二直线形部和第二凹形弯曲部,其中,第二直线形部直接地或经由圆角或倒角连接到主切削刃的第二端;和

-前刀面,该前刀面包括切屑成形几何结构;

其中,主切削刃、第一直线形部和第二直线形部布置在同一切削平面中,

其中,主切削刃分别与第一副切削刃的第一直线形部和第二副切削刃的第二直线形部形成锐角,

其中,前刀面在前部区域中相对于切削平面向下凹陷,该前部区域由第一副切削刃的第一直线形部和第二副切削刃的第二直线形部横向地界定,并且该前刀面在平行于主切削刃的每个横截面中包括低点,该低点与第一直线形部和第二直线形部相距相等的第一距离,并且与前刀面上的在相应横截面中的所有其它点相比,该低点与切削平面相距最大距离,

其中,切屑成形几何结构至少布置在前刀面的后部区域中,该后部区域由第一凹形弯曲部和第二凹形弯曲部横向地界定,并且切屑成形几何结构向上突出超出切削平面并且包括至少两个隆起,使得后部区域中的前刀面在平行于主切削刃的另一横截面中包括两个高点和中间的第二低点,该中间的第二低点与第一凹形弯曲部和第二凹形弯曲部相距相等的第三距离,并且

其中,前角(rakeangle)沿着主切削刃变化,使得在主切削刃的中心处的前角γ1比在第一端和/或第二端的区域中的前角γ2大,所述主切削刃的中心与主切削刃的第一端和第二端相距相等的第二距离。

根据本发明的另一方面,通过一种工具解决了上述目的,该工具包括工具支架和之前提到的布置在该工具支架上的类型的切削刀片。

根据本发明的切削刀片的直线形的(非弯曲的)主切削刃在其两端的每一端处经由圆角和/或倒角直接连接至相应的副切削刃。两个副切削刃(在本文中称为“第一副切削刃和第二副切削刃”)中的每一个副切削刃具有直线形部(非弯曲部)和凹形弯曲部。取决于实施例,凹形弯曲部可以直接邻近相应切削刃的直线形部。可替代地,在相应的切削刃的直线形部和凹形弯曲部之间,还可以提供另一成形元件作为过渡件或连接件。

直线形的主切削刃可以用于例如在开槽过程中产生平整的槽底。工件也可以通过两个副切削刃进行加工。

两个副切削刃的直线形部优选地与主切削刃布置在同一平面中。该平面在本文中称为“切削平面”。副切削刃的直线形部与主切削刃在同一平面上的布置不仅可以进行开槽,而且还可以进行纵向车削加工。例如,可以通过副切削刃的直线形部对工件进行倒角。

就两个副切削刃各自经由圆角和/或倒角连接至主切削刃而言,优选地,这些圆角和/或倒角也布置在所述切削平面中。

在副切削刃和主切削刃的直线形部之间,在每种情况下都存在一个锐角α,该锐角α可以在切削平面内测量。该角度优选为70°<α<90°,特别优选为80°<α<90°。该横向间隙角防止在凹槽车削期间副切削刃与凹槽侧面发生不希望的接触或碰撞。

根据本发明的切削刀片的前刀面基本上可以分为两个子区域。这两个子区域称为“前部区域”和“后部区域”,因为前部区域距主切削刃的距离比后部区域距主切削刃的距离短。特别地,前刀面的被两个副切削刃的直线形部横向界定的区域被称为前部区域。前刀面的该前部区域优选地直接邻近主切削刃。后部区域限定为前刀面的由副切削刃的两个凹形弯曲部横向界定的区域。

在前部区域中,前刀面相对于切削平面向下凹入。在此,前刀面形成一种槽,该槽通常也可以称为凹陷。在平行于主切削刃的任何横截面中,前部区域中的前刀面都有一个低点,该低点与切削平面相距相对最大的距离。该低点优选地位于中心。因此,在每个横截面中,低点与第一直线形部和第二直线形部相距相等的距离。然而,应该注意的是,除了该居中布置的低点之外,前刀面的前部区域中还可能存在其它低点。在此优选每个横截面(平行于主切削刃的横截面)仅被提供一个低点。然而,原则上,前刀面也可以是近似u形的,从而所提到的低点将不是单个点而是在相应横截面内的居中布置的直线。

前刀面包括切屑成形几何结构,所述切屑成形几何结构在后部区域中向上突出超过切削平面。切屑成形几何结构被设计为后部区域中的凸起结构。它形成一个相对隆起。

切屑成形几何结构优选地确保切屑横向于切屑纵向轴线更快地滚动,以使切屑更快地断裂。同时,切屑成形几何结构优选地被设计成使切屑横向地(即沿着切屑纵向轴线)卷曲,以减小切屑宽度并避免与在工件上产生的凹槽侧面碰撞。横向切屑成形优选地在紧接在主切削刃之后的区域中(即,在前部区域中)进行,在该区域中材料至少部分地表现为塑性。在切削刃之后的最新0.5mm处,横向成形通常基本完成。切屑成形几何结构还排斥切削刀片的任何夹紧元件产生的切屑卷。

在前刀面的后部区域中的横截面(平行于主切削刃)在本文中被称为“另一横截面”。这仅用于将其与前刀面的前部区域中的平行横截面区分开来。

优选地,在平行于主切削刃的每个(另一)横截面中,切屑成形几何结构在切屑面的后部区域中具有两个高点和一个中间低点(称为“第二低点”)。这导致(另一)横截面中的一种波浪形。由于该形状,切屑在形成在两个高点和第二低点之间的凹陷中被横向地引导,其中已经在前刀面的前部区域中横向滚动的切屑的切屑宽度被维持甚至进一步减小。

因此,在前刀面的后部区域中的两个高点之间形成的凹陷横向地引导切屑卷。这导致最佳的切屑形成,尤其是在加工钛和钛合金时。

根据本发明的切削刀片的另一个特征是前角沿主切削刃变化。因此,在主切削刃的不同点处出现不同的前角。照例,在切削平面和前刀面之间,在主切削刃的每个点处测量该前角。因此,前角是前刀面相对于切削平面从主切削刃向下倾斜的角度。可以理解,对应的前角也可以在切削刀片的副切削刃处出现。

优选地,沿着主切削刃的前角以这样的方式变化,使得在主切削刃的中心处的前角γ1(到主切削刃的两端的距离相等)大于在两端的区域中的前角γ2。因此,前角γ沿着主切削刃从内到外减小。

在主切削刃的两端处(即在切削刃拐角中)的相对较低的前角使切削刃拐角稳定,该切削刃拐角通常在用于开槽的切削刀片的承受最高负荷的区域中。相反,在主切削刃的中心处较大的前角具有的优点是,其允许切屑沿其宽度(切屑宽度)逐渐变小的方式成形。

从而完全解决了上述目的。

根据本发明的改进方案,前角沿着主切削刃变化,使得前角从主切削刃的中心朝向第一端和第二端中的每一者单调减小。

前角也可以从主切削刃的中心开始朝向主切削刃的两端以严格单调的方式减小。但是,不必一定是这种情况。优选地,从中心开始朝向两端的前角的减小相对于主切削刃的中心对称。因此,前角以与从主切削刃的中心朝向第二端减小的方式相同的方式从主切削刃的中心朝向第一端减小。这确保了切屑在其切屑宽度上期望的对称锥度。

根据另一种改进方案,前角进一步适用于:

5°≤γ2≤γ1≤30°

这些限制尤其是由于在前角γ>30°处主切削刃会变得非常不稳定的现实。相反,前角γ<5°会造成比较钝的切削刃。因此,在主切削刃的两端的区域中前角γ2应该不小于5°。在主切削刃的中心处,前角γ1也应该不大于30°。

根据进一步的改进方案,以下进一步适用:

因此,主切削刃的两个外端处的前角γ2的大小在主切削刃的中心处的前角γ1的大小的16%至80%的范围内。

根据另一种改进方案,沿着第一副切削刃的副切削刃前角变化,使得沿着第一副切削刃的副切削刃前角随着距主切削刃的距离的增加而单调减小。

该单调减小优选地适用于第一副切削刃的第一直线形部和第一凹形弯曲部。关于副切削刃前角的单调减小的对应限制优选地也对应地适用于第二副切削刃(因此,副切削刃前角优选地沿着第二副切削刃变化,使得副切削刃前角随着距主切削刃的距离的增加而沿第二副切削刃单调减小)。

通过以此方式沿着两个副切削刃改变前角,可以进而相应地有利地控制切屑形成和切屑成形。沿着副切削刃限定的副切削刃前角也在副切削刃处提供一个限定的切削楔,从而也可以使用副切削刃进行加工。

根据另一种改进方案,副切削刃前角沿着第一副切削刃的第一直线形部是恒定的。同样地,在该改进方案中,副切削刃前角沿着第二副切削刃的第二直线形部是恒定的。

在该改进方案中,副切削刃前角优选仅沿着第一副切削刃或第二副切削刃的第一凹形弯曲部或第二凹形弯曲部减小。这对于较小的开槽宽度,即较短的主切削刃特别有利,因为前刀面在其前部区域不会太强烈弯曲。否则,这也可能导致前刀面上的负荷相对较高。

根据另一种改进方案,前刀面被构造为连续的自由曲面(free-formsurface)。

这样做的好处是,切屑可以在前刀面上行进而不会受到干扰。切屑不会与不连续的隆起或凹陷碰撞,而是会和缓地偏转。这减少了切削刀片上的负荷。

前刀面可以例如是在纵向方向和横向方向上均被三次插值的双三次面(bicubicface)。在这种情况下,前角可以例如通过二次插值沿着主切削刃变化,其中,如前所述,前角从主切削刃的中心向外到其两端呈二次方减小。

原则上,形成为自由曲面的前刀面可以通过高于正二阶的插值来形成。

根据另一种改进方案,前刀面相对于镜平面镜像对称,该镜平面穿过主切削刃的中心并且正交于主切削刃定向。

这导致切屑的对称变形,从而能够相对有利地去除切屑。

根据另一种改进方案,前刀面直接与主切削刃、第一副切削刃和第二副切削刃相邻。

这允许在纵向方向和横向方向上最大程度地利用前刀面。但是,过渡表面也可以布置在前刀面与相应的切削刃(主切削刃、第一副切削刃和第二副切削刃)之间,使得前刀面不必一定直接与相应的切削刃相邻。

根据另一种改进方案,前刀面相对于切削平面在整个后部区域中向上突出。

换句话说,根据从副切削刃的直线形部到副切削刃的凹形弯曲部的过渡,前刀面具有相对于切削平面向上突出的凸起结构。这导致切屑相对较快地断裂,从而有效地避免了不希望的长切屑形成。

优选地,前刀面的切屑成形几何结构在切削平面上方突出一高度h,并且主切削刃具有长度l,其中:

0.6×l≥h≥0.1×l

因此,切屑成形几何结构的高度h优选地根据主切削刃的长度l来选择。特别优选地适用:

0.3×l≥h≥0.2×l

根据进一步的改进方案,前刀面在与主切削刃正交的任何纵向截面中(即,在与主切削刃正交的所有纵向截面中)是凹形的。

前刀面的曲率可以根据纵向截面而变化。原则上,前刀面在每个与主切削刃正交的平行纵向截面中都是凹形的。因此,利用了前刀面的整个深度或长度。如果前刀面在每个纵向截面中都没有凹入地弯曲,则在前刀面的某些区域中切屑将另外根本不会接触后部区域。

根据本发明的另一改进方案,第一凹形弯曲部等于或长于第一直线形部,并且第二凹形弯曲部等于或长于第二直线形部。

前刀面的所述后部区域(其中布置有切屑成形几何结构)因此优选地被构造成大于前刀面的前部区域。因此,即使具有上述切屑成形几何结构的高度比,也不必使副切削刃的两个凹形弯曲部和前刀面的后部区域过度弯曲。这使得可以实现相对温和且均匀的切屑成形。

应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,不仅可以在每种情况下指示的组合中使用上述特征以及将要说明的那些特征,还可以以其它组合或单独使用它们。

在附图中示出了本发明的实施例,并且将在以下描述中更详细地解释本发明的实施例。附图示出:

图1是根据本发明的实施例的工具的立体图;

图2是根据本发明的实施例的切削刀片的立体图;

图3是图2所示的切削刀片的细节的立体图;

图4是图3所示细节的侧视图;

图5是图3所示的根据本发明的切削刀片的细节的从上方看的俯视图;

图6是图3所示的根据本发明的切削刀片的从前面看的俯视图;

图7是图3所示细节的部分透明的俯视图;

图8是根据本发明的实施例的前角或副切削刃前角的分布;

图9是穿过图3所示的根据本发明的切削刀片的细节的第一纵向截面;

图10是穿过图3所示的根据本发明的切削刀片的细节的第二纵向截面;

图11是穿过图3所示的根据本发明的切削刀片的细节的第一横截面;

图12是穿过图3所示的根据本发明的切削刀片的细节的第二横截面。

图1示出了根据本发明的工具的实施例的立体图。在本文中,整体上用附图标记100表示该工具。

工具100被构造为车削工具。特别适用于开槽和分切车削。工具100包括切削刀片10和工具支架12。在这种情况下,切削刀片10可以能够拆卸地附接到工具支架12上。另外,工具支架12包括用于容纳切削刀片10的切削刀片容纳部14。

在该实施例中,切削刀片容纳部14由上夹紧爪16和相对的下夹紧爪18限定。切削刀片10可以被夹紧在上夹紧爪16和下夹紧爪18之间。

在本实施例中,工具支架12还包括被构造为螺钉的紧固元件20。螺钉20与支架12中的对应螺纹接合。通过拧紧螺钉20,上夹紧爪16可以朝着下夹紧爪18移动,从而将切削刀片10固定在切削刀片容纳部14中。

根据图1所示的实施例,在切削刀片容纳部14的区域中还可以看到多个冷却剂出口22。通过这些冷却剂出口22,冷却剂和润滑剂被引导通过在工具支架12内部的对应通道,到达工件的加工点的区域。

应当注意,图1所示的实施例仅仅是多个可能实施例中的一个。特别地,工具支架12的设计和形状可以自由地改变。代替如图1所示的梁形的工具支架12,工具支架原则上也可以设计为分型刀片的形式,例如在de102017103520a1中示出的类型。可以想到工具支架12的各种其它实施例。此处示出的切削刀片10的夹紧类型也可以以根本不同的方式实现,而不脱离本发明的范围。例如,不必将螺钉20用作紧固元件。原则上也可以想到用于将切削刀片10夹紧到工具支架12上的其它夹紧元件。同样,可以想到的是,将上夹紧爪16和下夹紧爪18构造为自夹紧式,从而可以完全省去额外的夹紧元件。冷却剂出口22是有利的,但是同样不必存在。替代地,冷却剂出口也可以在其它位置处从工具支架12露出。在不脱离本发明范围的情况下,所有这些变型/修改都是可能的。

图2以立体图示出了切削刀片10的实施例。切削刀片10被构造为可转位刀片,并且因此包括两个相同设计的切削刀片区域24、24′。因此,切削刀片10可以使用两次。一旦切削刀片区域24磨损,就可以将切削刀片10从工具支架12上拆下,转动180度,然后再次固定到工具支架12上,从而可以插入第二切削刀片区域24′。

然而,切削刀片10不必被对称地构造成可转位刀片。原则上,仅设置两个切削刀片区域24、24′中的一个切削刀片区域也是足够的。相反,例如在三刀片或多刀片的情况下,也可以设置两个以上的刀片区域。在本实施例中,切削刀片10包括两个切削刀片区域24、24′之间的夹紧部分26。该夹紧部分26在横截面上通常优选是棱柱形的。它用于将切削刀片10夹紧在切削刀片容纳部14中。为此,夹紧部分26通常包括多个邻接表面,该邻接表面邻接设置在工具支架12的切削刀片容纳部14中的对应的邻接表面。

图3至7以不同的视图(立体的、从侧面、从上方和从前面)详细示出了切削刀片10的切削刀片区域24。从那里可以看出,切削刀片10包括主切削刃28和横向于主切削刃28延伸的两个副切削刃30、32。为了更好地区分,将副切削刃30、32称为第一副切削刃30和第二副切削刃32。

主切削刃28的第一端34经由第一圆角38连接到第一副切削刃30。主切削刃28的相对的第二端36经由第二圆角40连接到第二副切削刃32。代替圆角38、40,倒角或倒角和圆角的组合原则上也可以被想到作为主切削刃28和副切削刃30、32之间的连接件。原则上,副切削刃30、32也可以直接连接到主切削刃28,从而,实际上就可以在切削刀片或切削刀片区域24的拐角处形成尖锐的拐角。

主切削刃28优选地被构造为直线形的或非弯曲的切削刃。另一方面,两个副切削刃30、32至少部分地弯曲。两个副切削刃30、32均包括直线形部42、44和凹形弯曲部46、48。第一副切削刃30的直线形部42在本文中称为第一直线形部42。第二副切削刃32的直线形部44在本文中称为第二直线形部44。第一副切削刃30的第一凹形弯曲部46在本文中称为第一凹形弯曲部46。第二副切削刃32的凹形弯曲部48在本文中称为第二凹形弯曲部48。

两个直线形部42、44各自形成相应的副切削刃30、32的前部。直线形部42、44经由圆角38、40、经由对应的倒角、或直接地连接至主切削刃28。两个弯曲部46、48各自形成相应的副切削刃32的后部区域。凹形弯曲部46、48优选地直接邻接相应的直线形部42、44。原则上,其它形状的元件也可以作为两个副切削刃30、32的直线形部42、44和弯曲部46、48之间的相应过渡部分存在。但是,根据图3所示的优选实施例,直线形部42、44各自直接和切向地合并到凹形弯曲部46、48中。如从图4和图6可以看出的,主切削刃28、第一直线形部42和第二直线形部44布置在同一切削平面中。该切削平面50在图4和图6中以虚线绘制,并用附图标记50标记。拐角圆角38、40也优选地布置在该切削平面50中。两个圆角38、40的半径优选地相等并且最大为主切削刃28的宽度(即,在第一端34和第二端36之间测得的宽度)的50%或总宽度l的25%。在倒角而不是圆角38、40的情况下,这些倒角也将优选地布置在切削平面50中。将主切削刃28与第一直线形部42和第二直线形部44一起布置在同一切削平面50中特别具有的优点是,这还允许使用副切削刃30、32进行纵向车削。

副切削刃30、32,更具体地说,它们的直线形部42、44优选地不正交地延伸,而是相对于主切削刃28成锐角α(见图5)。测得的切削角或间隙角α优选在70°至90°的范围内,优选在80°至90°的范围内。在本文所示的实施例中,角度α被测得为87°。锐角α防止在开槽期间,例如在开槽车削期间,副切削刃30、32与形成在工件上的凹槽侧面的不期望的接触。由于锐角α,第一凹形弯曲部46和第二凹形弯曲部48之间的副切削刃距离d随着距主切削刃28的距离的增加而变小。应当注意的是,与图5中所示的不同,两个凹形弯曲部46、48不需要与两个直线形部42、44布置在同一平面中。在其它实施例中,当从上方观察时,凹形弯曲部46、48可以朝向中心(朝向虚线62)越向内越窄,或者凹形弯曲部46、48可以弯曲。

在上侧,切削刀片10在其切削刀片区域24中包括前刀面52。在使用切削刀片10期间,提起的切屑流过该前刀面52。前刀面52用于切屑引导和和切屑成形。优选地,前刀面52被构造为连续的自由曲面。在本实施例中,前刀面52直接邻接主切削刃28以及两个副切削刃30、32。然而,不必一定是这种情况。较小的过渡表面也可以布置在前刀面52与相应的切削刃28、30、32之间,这些过渡表面不必直接用作前刀面。但是,为了利用切削区域24的整个宽度和长度,优选前刀面52直接邻接切削刃28、30、32。

前刀面52可以分为前部区域54和后部区域56。两个区域54、56优选地直接且连续地彼此合并。前刀面52的前部区域54由副切削刃30、32的两个直线形部42、44横向地界定。前刀面52的后部区域56由副切削刃30、32的两个凹形弯曲部46、48横向地界定。因此,后部区域56距主切削刃28的距离比前部区域54距主切削刃28的距离大,前部区域54优选地直接与主切削刃28相邻。

前刀面52的复杂形状的结构在图3中通过数条辅助线58以图形方式突出显示。可以理解,实际上不存在这些辅助线58。

在前部区域54中,前刀面52相对于切削平面50向下凹入。前刀面52在前部区域54中形成槽形凹槽。这在例如图7中可以看出。在前部区域54中,前刀面52包括低点,该低点位于与主切削刃28平行的每个横截面中,并且该低点分别与第一副切削刃30和第二副切削刃32的第一直线形部42和第二直线形部44等距。在图11中示出了这种类型的示例性横截面(平行于主切削刃28)。在其中由附图标记64表示的低点应被理解为是实际的数学低点,与在该横截面中前刀面52上的所有其它点相比,该低点与切削平面50相距最大的距离。

在后部区域56中,前刀面52优选地具有在切削平面50上方向上突出的凸起结构。在该后部区域56中,前刀面52包括切屑成形几何结构,该切屑成形几何结构包括至少两个隆起66和位于这些隆起66之间的凹陷68。这在图7中再次使用辅助线以图形方式突出显示。更具体地,在后部区域56中,在平行于主切削刃28的任何横截面中,前刀面52包括两个高点70和位于两个高点70之间的低点72,其中类似于前部区域54中的低点64,低点72与两个副切削刃30、32相距相等的距离。前刀面52穿过其后部区域56的这种示例性横截面在图12中示出。

隆起66横向地引导切屑。尤其如从图3和图7中可以看出的,隆起66的曲率随着距主切削刃28的距离的增加而增大,以改善该横向引导。高点70优选地分别与副切削刃30、32的凹形弯曲部46、48间隔开,使得前刀面52的后部区域56再次横向地向外倾斜,即从最高点70起朝向凹形弯曲部46、48倾斜。这导致一种位于每个(另一)横截面(在后部区域56中)中的波浪形的横截面。

在被定向成与前刀面52正交的纵向截面(与主切削刃28正交的截面)中,前刀面52优选地在前部区域54和后部区域56中凹入地弯曲。更精确地,前刀面52的导致这些纵向截面的相交线在彼此平行布置的这些纵向截面中的每一个纵向截面中都凹入地弯曲。这些纵向截面的两个示例如图9和10所示。

前刀面52优选地相对于镜平面镜像对称,该镜平面穿过主切削刃28的中心60并且正交于主切削刃28定向。该镜平面在图5中用虚线表示,并设有附图标记62。主切削刃28的中心60是与主切削刃28的第一端34和第二端36距离相等的点。

根据本发明的切削刀片10的另一个特征是沿着切削刃28、30和32的前角的构造类型。优选地,沿着切削刃28、30、32在前刀面52与切削平面50之间形成的前角γ分别沿着切削刃28、30、32变化。

在主切削刃28的中心60处的前角γ1优选大于在主切削刃28的第一端34和/或第二端36的区域中的前角γ2。特别优选地,前角γ从中心60开始向外(即朝向两端34、36)沿着主切削刃28单调减小。特别优选地,沿着主切削刃28的前角从内侧到外侧严格单调地减小。

在本实施例中,前角γ的量在从主切削刃28的中心60开始的两个方向上呈二次方减小。例如,这可以从图8所示的图中看出,图8显示了沿主切削刃28和副切削刃30、32的前角尺寸或前角量的分布。在图8中,水平x轴表示相对于主切削刃的中心60的位置,分别在中心60的左侧为负坐标,在中心60的右侧为正坐标。前角γ的量各自画在竖直的y轴上。曲线74表示沿着主切削刃28的前角分布。曲线76和曲线78对应地表示沿着副切削刃30、32的前角分布。因此,前角也沿着两个副切削刃30、32发生变化,以这样的方式,使得前角(称为沿着副切削刃30、32的副切削刃前角γ′)随着距主切削刃28的距离的增加而沿着相应的副切削刃30、32单调减小。在图8所示的示例中,副切削刃前角γ′甚至严格单调且线性地减小。

然而,应当理解,沿着图8所示的切削刃28、30、32的前角分布仅仅是各种可能性中的一种。例如,副切削刃前角γ′1沿着整个直线形部42、44可以是恒定的,并且仅在弯曲部46、48的区域中减小。但是,如图8所示,切削刃前角γ′也可以已经沿着副切削刃30、32的直线形部42、40以严格单调的方式减小。但是,原则上,优选的是,在直线形部42、44的区域中的副切削刃前角γ′1大于在凹形弯曲部46、48的区域中的切削刃前角γ′2。

此外,以下边界条件适用于沿着主切削刃28的前角分布:

5°≤γ2<γ1≤30°

在圆角38、40的区域中的前角γ′3优选地大于或等于在副切削刃30、32的直线形部42、44的区域中的副切削刃前角γ′1。

优选地,直线形部42、44不超过副切削刃30、32的总长度的50%。在第一副切削刃30的第一直线形部42过渡到副切削刃30的第一凹形弯曲部46的点在图4中由附图标记80表示。在第二副切削刃32的第二直线形部44过渡到第二副切削刃32的第二凹形弯曲部48的对应点在图3中由附图标记82表示。优选地,这些过渡点80、82与主切削刃28相距相等的距离a。优选地,以下适用于距离a:0.1l≤a≤1l。更优选地,以下适用于距离a:r≤a≤10r,其中r是圆角38、40的半径。

在后部区域56中,前刀面52的切屑成形几何结构在切削平面50上方突出一高度h,其中,以下适用于该高度h:0.6×l≥h≥0.1×l,其中l表示包括圆角38、40(见图6)的主切削刃28的长度或宽度。

图4和图6还示出了切削刀片10的前间隙角和侧间隙角。在切削刀片10的前面84处产生的前间隙角α1优选沿着主切削刃28是恒定的。对于该前间隙角α1,以下优选适用:4°≤α1≤10°,并且以下特别优选地适用:5°≤α1≤8°。在切削刀片10的横向侧面86、88处产生的横向间隙角α2也优选地沿着整个副切削刃30、32是恒定的。以下优选地适用于横向间隙角α2:4°≤α2≤10°,并且以下特别优选地适用:5°≤α2≤8°。

上面解释并在附图中示出的切削刀片的切削刀片区域的几何结构使得能够实现理想的切屑形成和切屑成形,这特别适合于对可塑性材料进行开槽和分切车削。根据本发明的切削刀片对于由钛或钛合金制成的材料的开槽和分切车削是特别有利的。

应当注意,本发明不限于附图中所示的切削刀片设计。权利要求中限定的前刀面、主切削刃和副切削刃的设计原则上也可以用于其它类型的切削刀片,例如也可以用于单刃、三刃或多刃切削刀片。

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