专利名称：具有扭转后面的切削镶齿的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于切屑成形机、特别是铣刀的切削镶齿。该镶齿由镶齿成形粉末经成形压制和烧结而成。该镶齿包括一切屑顶面、一可与该成形机的一相配支撑底面接靠的下部底平面以及伸展在该顶面与该底面之间的至少三个侧面。这些侧面中的至少一个侧面沿着一构成切削刃的直线与该切屑面邻接。
这类切削镶齿越来越多地用直接压制法制造，在这种方法中，首先在合适的压制机中把硬质合金成形粉末压制成预期形状，然后放在一烤炉中以高于1000℃的温度进行烧结而获得最终强度。这种压制工艺经多年的不断改进，现已能以很高的成品率形成精度很高的切削刃和邻接的切屑成形面以及可能的加固倒角和留隙面。而且，在决定压制机的尺寸时也考虑到了该工艺中会发生的收缩。
当前的切削结构越来越倾向于用正向，也就是说，镶齿的切屑面或前面与加工面法线之间的角度越来越大。采用这种结构的原因在于下述一些优点切削力小从而能耗低、切削刃精确而有很高的测量精度、在保持正向切削结构的同时后角的选择有很大的自由度。实际上，切削面角度取正值的大小决定于硬质合金的强度，因为切削刃的角度越尖，强度就越弱，切屑面的角度就越为正值。
在某些情况下，铣刀中的切削镶齿的轴向倾角取负值是有利的，尽管相对工件的有效前角保持正值。这种结构常常用来加工铸铁，特别是在发动机工业中，但这种结构在加工钢件时也可能是有利的。轴向负倾角主要用于小直径的立铣刀中。使用负倾角可获得具有多达8个切削刃的切削镶齿。该倾角的大小可达15°。
留隙也在任何切削加工中起着关键作用。为了确保与工件之间具有足够的自由空间，不允许在切削方向上位于切削刃后方的后面(或称背面，下同)有太大的一部分与工件接触。留隙不足会迅速导致表面的高度磨损和振动，还导致切削刃碎裂。
负倾角要求后面的留隙随着切削深度的增大而增大。因此，尖锐的(达90°)新切削刃在还未“切入”之前，也即在它们的最外部切削刃经一定初始磨损前，就会发生振动问题。因此，工人的通常做法是在磨石上磨出新切削刃，以便增大支撑面而在开始加工时降低这一振动倾向。
本发明的第一个目的是这样形成切削镶齿的后面，在铣刀中的切削镶齿的轴向负倾角下把该留隙按照不同的切削深度调节到最佳值。
本发明的第二个目的是在铣刀中的切削镶齿的轴向负倾角下使留隙沿着整个切削刃长度大致保持不变。
本发明的另一个目的是用全新的切削刃减小甚或消除开始加工时的初始振动倾向。
为实现这些目的和其它目的，本发明提供一种位于两切削角之间的后面，它扭转成螺旋形，从而使该留隙(或后角)随着切削深度的增大而减小。
具有扭转后面的可分度切削镶齿是已知的，例如可参见EP—A—239045和EP—A—392730。但是，这些镶齿的后面的扭转方向与本发明相反，也即，它们的扭转使得留隙随着切削深度的增大而增大。因此，这些现有结构根本不适合于提供一种可在铣刀中安置成轴向负倾角的镶齿。而且，这些现有切削镶齿也具有沿着整个主切削刃形成一基本恒定切刃角的螺旋形扭转切屑面。但是，那种形状不便于减小切刃角，转而造成切削刃的碎裂。
下面结合附图用一优选实施例对本发明作例示性但并非限制性的详细说明，附图中相同的部件用相同标记表示。附图中
图1为本发明切削镶齿的立体图；图2为本发明切削镶齿的俯视图；图3a、3b和3c分别为沿图2中I—I、II—II和III—III直线剖取的剖面图。
请参见图1，一可分度切削镶齿1呈长方形或近似棱形。平面5与表面6之间的合适角度为160°—179.5°。该镶齿包括一大致平直的切屑面或顶面11、一与顶面11平面平行的底面以及伸展在该顶面和该底面之间的侧面或后面2，3，5和6。本发明的扭转后面3向上邻接主切削刃8，向下沿着一断屑线7邻接下部后面2。由于后面3为扭转形，因此该断屑线有一定曲率。
一工作切削角4呈光滑曲面状，它在一个方向上与主切削刃8连接，在另一个方向上与次切削刃9连接。从而以一种已知方式，主切削刃8从工件上切削下切屑，而次切削刃9在工件上形成新的表面。实际上，刃10不起切削作用。
按照切削镶齿在铣刀中的倾斜程度，主后面3可扭转成不同度数。按照图3a，最接近工作切削角处的后角或留隙角可以为0°，但可达10°，最好为5°。在主切削刃中部，负后角可以为5°—15°(图3b)。在最大切削深度处，该负后角可以为15°—20°(图3c)。
或者，最接近工作切削角处的后角可以是正角，也即后面3与顶面11成锐角。关键问题是遵守本发明原理，即后角随着切削深度的增大而减小。因此，若最接近工作切削角处的后角取+15°的值，则该角在最大切削深度处的值可降到0°左右。在后面3的整个长度上的总扭转角度最好为10°—20°，最好为12°—18°。
顶面11的形状并不构成本发明的实质特征。前角最好在切削刃的整个长度上或至少大部分长度上基本恒定。为了减小切削力，顶面沿着切削刃可以形成比方说凹坑或凹陷，由于这些凹陷使得凹坑或凹陷处的切刃角减小，因此按照图3a到3c形成的后面3不应在工作切削角近旁使顶面11与后面3相交成锐角而进一步削弱切削刃。
按照本发明的一种改型，扭转的后面可做成其宽厚沿着整个切削刃基本恒定，因此，此时断屑线7与切削刃平行。但是，为了实现这种结构，次后面2也得做成螺旋扭转形，其扭转方向与后面3相反。
本发明镶齿最好开有中心穿孔12，用来插入合适的夹紧装置，例如螺钉、锁销等等。
当然，本发明并不只限于附图所示和上述实施例，因此本发明也可用于其它多边形而非长方形或棱形，例如正方形、平行四边形或三角形镶齿。而且，应该指出，镶齿不必在每一侧面上有两个后面。因此，本发明扭转的后面可以是从顶面11直到底面的整个侧面。
切削面或前面11上可设有种种不同的已知断屑结构，例如凸脊、凸缘、凹坑、其它凹陷等等。
按照上述实施例，主切削刃在整个长度上为直线形。但是它也可稍稍向外弯曲，以便补偿镶齿在铣床中的轴向负倾角并进一步确保铣制面的充分平直。
上面说明了本发明的原理、优选实施例和工作方式，但是，需要保护的本发明不限于所公开的实施例，而是由后附权利要求书所限定的内容。因此，可在这些权利要求的范围内作出改动。
权利要求
1.一种用于切屑成形机、特别是铣刀的切削镶齿，它包括一切屑顶面、一可与该成形机的一相配支撑面接靠的下部底平面以及伸展在上述两平面之间的至少三个侧面，这些侧面中的至少一个侧面沿着一构成切削刃的线邻接该切屑面，所述至少一个侧面有一邻接该切削刃形成一后角的后面，该后面扭转成螺旋形，从而使该后角随着切削深度的增大减小。
2.按权利要求1所述的镶齿，其中，该后面的总扭转角为10°—20°。
3.按权利要求1所述的镶齿，它还包括一位于该后面下方的次后面，此两后面相交成一断屑线。
4.按权利要求3所述的镶齿，其中该断屑线为直线。
5.按权利要求3所述的镶齿，其中，该断屑线为曲线。
6.按权利要求2所述镶齿，其中，该切削刃上有凹陷，该切削刃设有邻接所述凹陷的取正值的前面。
7.按权利要求1所述的镶齿，其中，该镶齿用镶齿成形粉末经成形压制和烧结而成。
8.按权利要求1所述的镶齿，其中，该切削刃的前角在该切削刃的至少大部分长度上基本保持恒定。
9.一种包括至少一个切削镶齿的铣刀，该镶齿包括一顶面或切屑面、一可与成形机的一相配支撑面接靠的下部底平面以及伸展在所述顶面与底面之间的至少三个侧面，其中至少一个侧面沿着一构成切削刃的线邻接该屑面，所述至少一个侧面有一邻接该切削刃形成留隙角的后面，该后面扭转成螺旋形，从而该留隙随着切削深度的增大而减小。
全文摘要
一种最好用于铣刀的切削镶齿，包括一顶面或切屑面、一底面和若干伸展在该顶面与该底面之间的侧面。其中至少一个侧面包括一邻接一切削刃的后面，该后面沿着该切削刃扭转成螺旋形，从而该后角随着切削深度的增大而减小，这种结构即使该切削镶齿在该铣刀中为负倾角时也能在切削刃的整个长度上获得同样大小的留隙。
文档编号B23C5/20GK1116838SQ94191029
公开日1996年2月14日 申请日期1994年1月26日 优先权日1993年1月27日
发明者冈瑞·潘泽, 佩·尼尔森, 马格纳斯·阿斯拜比 申请人:桑德维克公司