专利名称：切削刀具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切削刀具，它具有至少带有用于可更换切削刀插片的缺口的一个刀具支座，其中缺口具有一个适应切削刀插片几何形状的支承面及至少一个圆柱形或钝圆锥段形或锥形的侧向接触面。
设置成可以在一个刀具支座上更换的切削刀插片具有其优点原来的刀具在磨损后可用新的来替换，由此可避免长的停车时间及较高的成本，因那时没有受到磨损的部分(如刀具支座)也必须一起被换下。也带来了所谓双面切削刀片的进步，它在一个切削角或切削刃磨损后，通过转动可使它在切削刀具支座的切削刀片座中再定位，以使得能利用另一个以前未使用过的切削刃工作。在实际中双面切削刀片对于所有的切削加工过程，如车削，铣削，拉削，刨削，车-拉削或车-车-拉削或类似的变型中已经是公知的。
此外，由DE2653222A1公知了一种切削刀具，在其上设置了至少一个构成凸块形状的第一定位部件，而刀具体构成一个固定支承，在该支承上至少设有构成凹槽的一个第二定位部件。然而所述的定位部件可以构成彼此可插入的，并使得插入的刀片与支承在一个可选定的彼此相对定位的位置上被固定，及当这两者彼此被固定地夹紧后，则避免了刀具插片与支承之间的相对位移。尽管这里没有涉及具有圆柱形或钝圆锥段形成锥形的侧向接触面，所述这些定位部件亦用作形状锁合件及夹持部件，但具有几何形状过配合的危险。
在DE2826564C2中涉及一种可在一个纵向延伸的轴上调整方位的具有盒形形状的切削刀片支架，在其上使一个三角形双面切削刀片定位。该切削刀片支架具有一个普通的圆柱形主件及离开主件侧面的切削刀片支持件，其中主件具有一个接收螺杆的透孔，由此使切削刀片支架固定到刀具支架上。为了相对于轴使切削刀片支架的角度位置定位，设置了一个调整装置，该调整装置在切削刀片支架的表面上设有角状布置的凹陷及设有一个调节及定位螺丝，该螺丝与刀具支架轴的上臂形成螺接，用以选择地与切削刀片支架表面上的一个凹陷形成嵌合。然而这种实施形式需要大量的位置。
在DE3818970C1中也描述了一种刀具，在其上固定了在一中间板接收座中不能转动地被夹持着的切削刀片，其中中间板可在刀具支架的圆弧形缺口中转动并可相对于刀具支架在多个角度位置上定位，为此在中间板上或缺口上带有接头，该接头将插入到在缺口上或中间板上的多个相同截面的凹槽中的一个内。中间板上设有一个用于三角形双面切削刀片的接收座。
在DE3321184A1中描述了一个具有用于可更换的切削刀插片的支架的车削刀具，它具有一个缺口，在该缺口中有一个升高件在未夹紧状态下以一定间隙嵌放在支架的支承面中，由此可以达到使埋头螺丝拧入到固定孔中时容易通过切削刀插片的孔导入到支架的孔中。该螺丝构成了在与该螺丝对面的所述缺口及所述升高件的相应面拧紧时的切削刀插片对支架的侧向(及单一)接触，因为切削刀片的自由面对于对面的切削刀片座面相隔一个距离。此外在切削刀插片的底面或自由面上可设置凹槽，在切削刀插片放置在支架上时，在支架上设有的两个销杆嵌入到凹槽中，销杆及凹槽、必要时缺口的斜端面一起构成了支承面。由此也可能产生切削刀插片被夹死的危险。
至此，切削刀插片不再是通过它与刀具支架的切削刀插片座相适应的外部几何形状强制地被定位，如在当三角形、四角形或六角形的切削刀片的情况下，该切削刀插片必须能被调整位置。这也特别适用于那种切削刀插片，这种切削刀插片在其切屑面上具有相对于切屑排出方向定位的切屑成型部分。如果实际上，切屑排出方向和相对于切屑成形部分所需的最佳切屑排出角不符合时，则至少会导致切屑成形部分功能的部分失效或形成这部分过多的磨损。相应地这也适用于相对于通常切屑面的、自由面的或切削角的几何形状的要求。至此，就需要双面切削刀片相对于工件的定位。
在这样的切削刀片;即或是从顶视图中看构成圆形或是在和刀具支架的接触面上构成圆扇形状的切削刀片的情况下，在每次切削刀插片新定位后要进行复查，检查该被调整的位置是否满足调整规程。
本发明的任务在于对导言部分所述类型的切削刀具进一步地改善，即作到能以简便操作的方式不用高的结构成本就能使切削刀插片确定地被定位，并且没有被夹死的危险。
该任务将通过根据权利要求1的切削刀具来解决，即切削刀插片及缺口具有通过它们的布置实现切削刀插片相对于支座的预定位置的分度定位部件，它们由每个彼此嵌放的凹槽及凸块组成，在它们之间至少在其一侧上具有一个0.1mm至0.2mm的间隙。在一个分离定位部件的凹槽及凸块之间存在一个间隙形式的自由空间，由此就避免了切削刀插片相对于刀具支座中切削刀插片座位置的过配合，这种过配合在不合适的情况会导致两者的夹死。作为分度定位部件可以采用能够实现切削刀插片相对刀具支座接收部分定位的但无需用彼此嵌合的凸块及凹槽作形状锁合的所有几何形状。具体的实施形式为一个销子，一个柱杆或一个半球，其相应的凹槽为对置的槽或孔。在实施中，这些分离定位部件的加工不需高成本，因为，例如在基面上形成凹槽可直接地通过烧结体的粉末冶金压制如同普通的切屑成形部件一样被制作出来。相应地这也适用于刀具支座的制造，在它的支承面或侧向接触面上也可能需要设置销柱，半球或其它的部件。分度定位部件通常由一个“正”的及一个“负”的(阳-阴)部件组成，它们互相嵌合，以致仅一个或多个相对于刀具支座缺口的切削刀插片的预定位置均是可能的。
根据本发明另一构型，分度定向部件附带构成固定或防转保险部件，例如也承受切削力或附加的转矩。这种分度定向部件或是设置在刀具支架的圆柱段形侧壁上或是设在基面上，或是设在这两部分上。相应地这也适合于在切削刀插片上设置相对应的分度定位部件。由此也可作到，例如刀具支座的一个接收部分本身用于接收各种不同的切削刀插片类型，其中一部分度定位部件设在侧面(自由面)上，而另一种分度定位部件设在基面上，在后一情况下构作凸块。
根据本发明的另一实施形式，分度定位部件构成多角不对称形状，以使得它相对于切削刀插片的种类是唯一确定的。
为了使操作人员对切削刀插片在刀具支座的缺口中正确定位能够容易地控制，使凹槽对切削刀插片的基面或侧面或刀具支座所涉及的相应面的过渡部分构成锋锐的边缘。一种“角”的或锋锐边缘的过渡比一种“平缓过渡”的过渡容易确认。在分度定位部件方面，可以想象采用销子与半圆球或相似变型的组合，只要它能具有保持间隙的公差尺寸及切削刀插片相对于刀片座足够的位置定向即可。
如果在特殊情况下需在切削刀插片与刀具支座中的支承面之间采用一个垫片时，该垫片(取代了刀具支座的支承面)被设置了分度定位件，它与切削刀插片基面上的相应分度定位件相配合。
根据本发明的另一实施形式，分度定位部件设置成通过垫板夹持，或者垫片本身相对于刀具支架的支承面作分度定位。
本发明的实施例被描绘在附图中。附图为
图1具有用于切削刀插片的缺口的刀具支座的部分视图;
图2a一个圆形切削刀插片的基面正视图;
图2b沿着图2aA-A线的剖面图;
图3沿图2aA-A线的切削刀插片的剖面图，该切削刀插片被插放在图1的刀具支架的缺口中;
图4在其侧向(圆柱外围)面中设有分度定向部件的圆形切削刀插片;
图5涉及不同切削力的插入了切削刀插片的刀具支座;
图6a至6i分度定位部分的各种可能性;
图7a至7d各种不同的可设有分度定位的切削刀插片形式;
图7e至7g根据图7a至7d的切削刀插片的各个横截面图。
图1表示一个刀具支座10，它具有一个以圆柱形或钝圆锥段形侧壁部分111及支承面112为限界的缺口11。如按照现有技术所公知的，该缺口11构成了切削刀插片座并在几何形状上适应所接收的切削刀插片。一个用以接收穿过切削刀插片的压紧螺杆的固定螺孔12也是公知的。根据本发明在支承面112上设有一个作为分度定位阳件的垂直伸出的销子13。
从图2中可以看到用于根据图1缺口11的一个切削刀插片。该切削刀插片14具有圆的形状，并具有一个中心固定孔15以及一个设有朝着切削角的各个切屑成形件17的平台16。与切削角相连接处也可设置一个倒角18或一个切屑成形槽亦或类似部分。
该切削刀插片14的新颖之处在于在其对置侧上具有盆状的凹槽19，其横截面表示在图2b中。该凹槽19的形状可为袋孔状，或方形的、倒圆角的、梯形状的或如图所示的具有张开角α的弧状。该凹槽19的深度H大于销子13从面112上伸出的高度。
该分度定位销的形式可从图3中看到，尤其是销子13的高度必需小于凹槽12的深度。在销子13及凹槽12的壁之间保持一个距离，即一个在2/10mm内的间隙20。由此可以防止过配合。不用销子13也可以，可选用具有依靠凹槽19轮廓之轮廓的凸块，例如为半球或旋转椭圆状或另外三维球截面状。也可以用作为附加保险部件的匙锁机构的方式作为互相嵌入的凸块及凹槽。如果使用一个分度定位销时，则根据将切削刀插片转过一角度的频繁程度来设置切削刀插片中的凹槽19的数目。在当前的例中，具有两个凹槽19的情况下仅可以转动一次，因为所有其它角度位置均被锁止。
另一种分度定位的可能性在于如图4所示的，通过一个切削刀部件14的侧面(自由面)21作出的。该切削刀部件中与图2a中相同的部分标以相同的标号。切削刀插片14在其侧面上、在距切削角一个距离处设有锯齿状构形的凹陷22，它与一个销子23一起构成一个分度定位器。
从图5上可以看到，可能出现哪些切削力F1至F3，并如何通过反作用力G1至G3使这些力补偿的。这时分度定位器13/19可以作为支承件，尤其是在力F1及F3作用时起作用。
图6表示可能的分度定位的一组选择。根据图6a至e的分度定位部分全都位于那些圆形切削刀插片的侧面。这些分度定位部分可以是作为凸起部分24的四个半球或相应的凹口25，它们与侧面111(见图1)上相应的凹陷或凸起部分相配合。在根据图6C的实施形式中，它是一个铣出的光面26(为了清楚起见图中为夸大的表示)，该面以可能的方式可一直达到切削角区域中(区别于分度定位部分24及25)。根据图6d该切削刀插片具有四个袋状孔27，而根据图6e的切削刀插片具有一个销子28。
图6f至6i表示在各个切削刀插片的基面上的、必要时在双面切削刀插片的两上切削面上的分度定位部分。例如切削刀插片上设有对延伸的凹槽29或四个十字状布置的纵向凸肋30，或是三个或多个凸半球31，32，它们将与相应的隆起部分，凹槽或半球状的凹陷相配合。如图6i中所示的，切削刀插片中的凹陷可具有一种多角的完全不对称的形状32，此外鉴于在接触面上相应形状的座块，它可用作为保险部件。总之，分度定位件或是以对应的方式设置在刀具支座10中的支承面上或是设置在放在该支承面上的垫片上，该垫片本身可相对于支承面分度定位。
在图7中描绘了对本发明有意义的一部分切削刀插片。各个切削刀插片分别根据图7a的圆形或是根据图7b及7c在这些顶视图中具有圆扇形段的接触面33，而在其相对边上的相应切削角可以具有各种不同的轮廓。
图7e至7g表示一些公知切削刀插片的各个截面，由其中可明显地看到切削面的几何形状，尤其是切屑槽34，平台35及倒成斜角的自由面36。根据图7f的切削刀插片是作为双面切削刀插片可双面使用的。
在对型号1205MO/型号P-CVD2的切削工件的应用中，一个钢曲轴被径向及轴向地加工，其中切削深度在0.5至3.0mm之间，进刀量在0.35至0.5mm/v之间，而切削速度为160至400m/min。刀具的耐用度与传统的加工相比提高成4至5倍，而加工时间缩短了10%。
在另一个试验中，型号RNMX1205MO/型号HK150的切削工件被进行径向及轴向加工，其切削深度为2.5mm，进刀量为0.35至0.45mm/v而切削速度为175至190m/min。这时刀具的耐用度比传统的加工提高成3至4倍。加工时间缩短了约10%，其中被证实了在加工时噪音也附带地降低。
权利要求
1.切削刀具，具有至少带有用于可更换切削刀插片(14)的缺口(11)的一个刀具支座(10)，其中缺口(11)具有一个适应切削刀插片几何形状的支承面(112)及至少一个圆柱形或钝圆锥段形或锥形的侧向接触面(111)，其特征在于切削刀插片(14)及缺口(11)具有通过它们的布置实现切削刀插片(14)相对于支座(10)的预定位置的分度定位部件(13，19；22，23；24至32)，它们由每个彼此嵌放的凹槽(19)及凸块(13)组成，在它们之间至少在其一侧上具有一个从0.1mm至0.2mm的间隙(20)。
2.根据权利要求1的切削刀具，其特征在于凸块(13)由一个销子，一个柱杆或一个半球构成，而凹槽(19)由一个袋状孔或铣孔构成。
3.根据权利要求1或2中一项的切削刀具，其特征在于该分度定位部件(13，19;22.23;24至32)附带地构成固定或防转保险部件。
4.根据权利要求1至3中一项的切削刀具，其特征在于切削刀插片具有在朝向刀具支座(10)的接触面(111)的侧面(33)和/或在它基面上的分度定位部件。
5.根据权利要求1至4中一项的切削刀具，其特征在于分度定位部件(32)以多角非对称形状构成。
6.根据权利要求1至5中一项的切削刀具，其特征在于切削刀插片的凹槽在对其基面或侧面的过渡部分构成锋锐的边缘。
7.根据权利要求1至6中一项的切削刀具，在切削刀插片(14)与刀具支座(10)的支承面(112)之间设置了一个垫片，该垫片具有与切削刀插片基面中的分度定位部件(13，19;22，23;24至32)相配合的部分。
8.根据权利要求7的切削刀具，其特征在于分度定位部分由垫片夹持，或者垫片本身相对于刀具支座(10)的支承面(112)作分度定位。
全文摘要
本发明涉及一种切削刀具，它具有至少常有用于可更换切削刀插片的缺口11的一个刀具支座。该缺口具有一个适应于切削刀插片几何形状的支承面及至少一个圆柱形或钝圆锥段形侧向接触面111，其中切削刀插片及缺口上具有分度定位部件，它实现了切削刀插片相对于刀具支座的明确位置确定和定位。
文档编号B23B27/16GK1090801SQ9311278
公开日1994年8月17日 申请日期1993年12月23日 优先权日1992年12月28日
发明者乔瑟·A·拜尔, 欧文·斯泰尔威泽 申请人:克鲁伯·韦狄亚有限公司