專利名稱：可轉(zhuǎn)位的車削刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削刀具的可轉(zhuǎn)位刀片，即具有多個切削刃的刀片，適于安裝在切削刀具的多個位置上，使得在每一位置，一或多個切削刃露在外面，得以備用。尤其是，本發(fā)明涉及一種用于車削加工的可轉(zhuǎn)位刀片。
背景技術(shù)：
這里的可轉(zhuǎn)位刀片具有由側(cè)面連接的多邊形頂面和底面，上述多邊形表面和側(cè)面的至少一部分相交，從而形成上述刀片的切削刃。通常，進(jìn)行車削加工時，多邊形表面邊緣側(cè)面相交形成一刀尖(insertcorner)，在該刀尖處產(chǎn)生切削，在工件旋轉(zhuǎn)過程中，上述刀尖沿工件的表面橫向進(jìn)給。眾所周知，通過這種方式進(jìn)行的車削加工使得上述工件表面產(chǎn)生如圖1所述的開槽。但這樣開槽所產(chǎn)生的表面粗糙度是不能接受的，因此就需要另外的機(jī)械加工，例如磨削，來減小或消除上述表面粗糙度。上述切削處的刀尖具有弧度，而不是尖角，這樣上述刀尖半徑就可以防止刀尖在載荷作用下破碎或斷裂。同樣也可以知道，對于具有特定型號和尺寸等車削參數(shù)的專用刀片，刀尖半徑越大，工件表面的開槽深度就越小。雖然如此，在某些應(yīng)用中仍需要上述刀尖半徑很小，例如需要在工件表面加工相對尖銳的角。這對于車削刀具就相互矛盾，即需要加工表面少有或沒有開槽，又需要具有小刀片半徑，以精確加工需要相對尖角的工件。
近些年來，由于需要克服上述相互矛盾的需求，車削刀片通常制成具有精加工的改進(jìn)表面和用以可轉(zhuǎn)位車削刀片的較小刀尖半徑。在這些刀片中，刀尖半徑很小，并鄰接具有增加刀片和工件接觸區(qū)域以減小開槽量的側(cè)部的刀尖半徑。目前為人所熟知的車削刀片上，鄰近上述刀尖半徑設(shè)置有彎曲部，其中彎曲部的半徑大于上述刀尖半徑。同樣為人所熟知的可轉(zhuǎn)位車削刀片中，扁平部插入上述刀尖半徑和側(cè)部之間，與上述彎曲部平滑相接，并以一小角度相交在側(cè)部。相比較于沒有這些部分的切削刀片，無論彎曲部還是扁平部都可作為“刮片”，從而可以減小上述刀片所產(chǎn)生的開槽量。而上述刮片獲得改進(jìn)的切削性能，使得切削刀片的材料去除量需要增加，從而需要進(jìn)一步改善性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是提供具有相對較小的刀尖半徑和多個鄰近上述刀尖部分的可轉(zhuǎn)位車削刀片。
本發(fā)明的另一個目的就是提供一種具有相對較小的刀尖半徑和刮片的可轉(zhuǎn)位車削刀片，該刮片包括一靠近上述刀尖且半徑相對較大的彎曲部，一臨近上述彎曲部且以較小角度和上述刀片側(cè)相交的扁平部。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)，從下列附圖和描述中更加顯而易見。
根據(jù)上述的目的，本發(fā)明提供有一種可轉(zhuǎn)位車削刀片，具有和側(cè)面相接的多邊形主上、下表面。刀尖由在多邊形表面的每一角部處的刀片側(cè)面相交而成，具有相對較小半徑曲率的刀尖限定角部前緣。鄰近上述角部前緣設(shè)置有多個刮片部分，包括至少一和上述圓角半徑相接的彎曲部，彎曲部半徑大于上述圓角半徑，還包括至少一以較小角度和上述刀片側(cè)面相交的扁平部。


圖1為車削刀片和工件之間接觸的放大視圖。
圖2a-2c描述了現(xiàn)有的可轉(zhuǎn)位車削刀片。
圖3為圖1c中刀尖的剖圖。
圖4為本發(fā)明刀片的角部前緣和刮片的放大視圖。
具體實(shí)施例方式
在車削中，在切削刀片的外露角部處產(chǎn)生切削，刀片相對工件最朝前的刀片前緣如圖1中所述，由工件1和刀片2所限定。由于進(jìn)給而產(chǎn)生刀片1和工件2的相對運(yùn)動，由箭頭Fd所示，工件旋轉(zhuǎn)由箭頭W所示。如圖1放大所示，刀片前緣后的工件100表面被開槽，上述工件表面的槽具有硬度，且直線深度為“d”。上述槽是由于主切削刃(圖1中的刃30)之后的刀片前緣和工件表面的接觸區(qū)域有限以及進(jìn)給和旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。
參考圖2a-2c，現(xiàn)有的車削刀片包括菱形(圖2a)，六邊形(圖2b)，長斜方形(圖2c)。這些刀片的共同屬性由圖2a-2c中的相同參考標(biāo)號所指定。圖2a、b中描述的刀片包括安裝孔50，用以通過螺紋固定件將上述刀片固定到刀架上。上述安裝孔50包括用以現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的專用固定件的匹配面。多邊形的上、下表面10、12由側(cè)面14-24連接在一起(側(cè)面22、24僅在圖2b中示出)。側(cè)面14-24垂直于上述上、下表面10、12。在上、下表面10、12角部處刀尖72-82形成在側(cè)面相交處(刀尖80和82僅在圖2b中示出)。至少上述多邊形表面角部夾角為銳角的刀尖包括居中在角部等分線上的彎曲部，該彎曲部由上述刀尖前緣所構(gòu)成。
繼續(xù)參考圖2a-2c，切削刃30-46(切削刃40-46僅在圖2b中示出)至少形成在側(cè)面14-24部分和上、下表面10、12的交界。在上、下兩表面10、12都設(shè)有切削刃的刀片可以有選擇地將這些切削刃安裝露在外面。多邊形刀片通常至少部分對稱，從而提供有多個相同的切削刃，可以用于尤其是刀架上的刀片。所有完全對稱刀片的切削刃都是相同的。由于單刀片可以旋轉(zhuǎn)或“可轉(zhuǎn)位”，當(dāng)安裝在刀架上時，用以選擇相同的切削刃，所以至少部分對稱的刀片可作為“可轉(zhuǎn)位”刀片。這樣圖2a和2c所述的刀片可具有八個相同的切削刃，而圖2b所述的刀片具有12個相同的切削刃。
繼續(xù)參考圖2c，切削刃向內(nèi)設(shè)置有臺肩，例如臺肩54-60。臺肩54-60通常很平，寬度為Lw(圖3)，從上述上表面10的平面向切削刃30-36內(nèi)傾斜，以一小角度設(shè)置在刀片的傾斜面上，即傾斜面和切削刃內(nèi)側(cè)的工件之間的間隙。臨近臺肩54-60設(shè)置有從上述上表面10的平面逐漸傾斜的排屑控制槽62-68。如圖3(沿線3-3的刀尖76的剖圖)所示，槽66的底面和相交于上表面10的排屑控制壁70相接。槽62-68和相連的排屑控制壁如圖2c所述并不間斷，或可以沿切削刃的至少一部分，形成有凸起和凹槽(沒有示出)，從而在加工過程中，有助于碎屑成型和碎屑斷裂。而且，排屑控制槽62-68和排屑控制壁70可以包括具有彎曲部和扁平部的部分，用以提高碎屑離開工件時的成型和導(dǎo)向。
如圖1所述，已知的刀片由于工件和刀片的接觸區(qū)域有限，以及進(jìn)給和工件旋轉(zhuǎn)，就在工件表面產(chǎn)生有開槽。為了增加接觸區(qū)域，并同時保持相對較小的刀尖圓角半徑，可以在鄰近上述前緣的刀片側(cè)面添置有刮取表面或“刮片”。已知的刮取表面可以為結(jié)合在前緣和刀片側(cè)面的彎曲部或扁平部。根據(jù)本發(fā)明，添置的刮片包括一相對較大半徑的彎曲部和一扁平部。參考圖4，圖1c中的刀尖76被大大放大。圖4中的前緣98由第一和第二刮取表面相對設(shè)置，可以理解在某些刀片結(jié)構(gòu)中，前緣僅僅由一單刮取表面構(gòu)成。
繼續(xù)參考圖4，半徑Rn的前緣98由彎曲部100和102所連接，彎曲部的半徑Rw為上述前緣半徑Rn的幾倍，并如圖所示彼此相等。上述每一彎曲部都和上述前緣相接，并沿側(cè)面從前緣延伸出去。扁平部104和106分別插在彎曲部100、102以及側(cè)面18、20之間。從圖4可以看出，每一彎曲部遠(yuǎn)離上述前緣的分界點(diǎn)設(shè)置在上述延伸側(cè)面上。每一扁平部從上述彎曲部的分界點(diǎn)跨接到上述側(cè)面，并以2到4度之間的一小傾斜角度108和上述相關(guān)側(cè)面相交。
相比較于僅僅具有彎曲部或扁平部的已知刮片，根據(jù)本發(fā)明如圖表1-4的數(shù)據(jù)所述，申請人提供的刮片可以改進(jìn)切削性能。圖表1-4中，“刮片寬度”對應(yīng)于圖4中每一測試刀片刮片部分的尺寸“W”；表面粗糙度對應(yīng)于圖1中的開槽深度“d”；前緣半徑對應(yīng)于圖4中的半徑Rn。上述特性的可轉(zhuǎn)位車削刀片用于下列條件的車削測試中工件由1045鋼制成，不同切削深度(DOC)和進(jìn)給率(每轉(zhuǎn)英寸“IPR”)下的表面速度為每分鐘600英尺。
表1(DOC＝0.150)刀片# 前緣半徑“Rn” 刮片半徑 扁平部 刮片寬度“W” 進(jìn)給率IPR 表面粗糙度(m)最小最大1 0.028 0.225 否 0.0520.007-0.027 1.0 2.52 0.031 - 是 0.0600.007-0.027 0.8 2.43 0.031 0.400 否 0.0580.007-0.027 0.8 2.14 0.028 0.182 是 0.0580.007-0.027 1.0 2.4表2(DOC＝0.100)刀片# 前緣半徑“Rn” 刮片半徑扁平部 刮片寬度“W” 進(jìn)給率IPR 表面粗糙度(m)最小最大1 0.028 0.225 否 0.0520.007-0.0271.0 3.02 0.031 - 是 0.0600.007-0.0271.4 3.23 0.031 0.400 否 0.0580.007-0.0270.9 2.74 0.028 0.182 是 0.0580.007-0.0271.3 2.9
表3(DOC＝0.050)刀片# 前緣半徑“Rn” 刮片半徑 扁平部 刮片寬度“W” 進(jìn)給率IPR 表面粗糙度(m)最小最大1 0.028 0.225 否 0.052 0.007-0.0271.2 3.02 0.031 - 是 0.060 0.007-0.0271.2 4.03 0.031 0.400 否 0.058 0.007-0.0271.0 2.54 0.028 0.182 是 0.058 0.007-0.0271.3 2.1表4(DOC＝0.025)刀片# 前緣半徑“Rn” 刮片半徑扁平部 刮片寬度“W” 進(jìn)給率IPR 表面粗糙度(m)最小最大1 0.028 0.225 否 0.052 0.007-0.027 1.0 2.82 0.031 - 是 0.060 0.007-0.027 1.5 4.03 0.031 0.400 否 0.058 0.007-0.027 0.7 3.14 0.028 0.182 是 0.058 0.007-0.027 1.7 2.3從圖表1-4的數(shù)據(jù)可以看出刀片#4中，刮片包括根據(jù)本發(fā)明的彎曲部和扁平部，從而在切削深度(DOC)的切削測試內(nèi)，具有最好的整體性能。而且從圖表1-4的數(shù)據(jù)可以看出根據(jù)本發(fā)明的刮片保持較小前緣半徑的同時又具有相對較大的刮片寬度。
盡管參考優(yōu)選實(shí)施例和細(xì)節(jié)已經(jīng)描述了本發(fā)明，但并不意味著申請人就局限在這些細(xì)節(jié)中。而是申請人的本發(fā)明由隨后的權(quán)利要求書和所有等效要求的范圍所限定。
權(quán)利要求
1.一種可轉(zhuǎn)位車削刀片，具有多邊形的上、下表面，上、下表面由基本垂直于上述上、下表面的側(cè)面相接，上述側(cè)面與至少一個上、下表面相交形成切削刃，并且在由多邊形上、下表面所限定的角部處側(cè)面相交形成刀尖，上述刀片包括多個相同的切削刃；一個刀尖，它包括和相同的切削刃相連的前緣；以及一個和相同的切削刃相連的側(cè)面，它包括鄰近前緣的第一刮取表面，上述第一刮取表面包括彎曲部和扁平部，上述彎曲部的曲率半徑為上述前緣曲率半徑的多倍，并和上述前緣半徑相接，彎曲部還具有遠(yuǎn)離前緣的分界點(diǎn)，并嵌入設(shè)置在側(cè)面的延伸部上，從而形成上述相同的切削刃，上述扁平部從彎曲部朝向上述刀片側(cè)面延伸，并以較小角度和上述刀片側(cè)面相交。
2.如權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于上述多邊形為長斜方形。
3.如權(quán)利要求2所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于一第二相同切削刃和上述包括前緣的刀尖相接，上述第二相同切削刃具有一包括第二彎曲部的第二刮取表面，該第二彎曲部的半徑等于上述第一彎曲部的半徑，上述第二彎曲部和上述前緣半徑相接，并延伸到一嵌入到上述側(cè)面延伸部的分界點(diǎn)，從而形成上述第二相同切削刃，上述第二刮取表面還包括一從上述遠(yuǎn)離前緣的第二彎曲部的分界點(diǎn)延伸的第二扁平部，并和上述刀片側(cè)面以較小角度相交。
4.如權(quán)利要求3所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于上述長斜方形限定至少兩個具有銳角夾角的刀尖，每一刀尖包括一由上述第一和第二刮取表面對置形成的前緣部。
5.如權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于上述多邊形為菱形。
6.如權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于上述多邊形為六邊形。
7.如權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)位刀片，進(jìn)一步包括一鄰近每一相同切削刃的臺肩，以較小角度從切削刃的多邊形表面傾斜，并向內(nèi)和相同切削刃相連。
8.如權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)位刀片，進(jìn)一步包括一每一相同切削刃內(nèi)的排屑控制槽，該排屑控制槽以較小角度從切削刃的多邊形表面傾斜，并向內(nèi)和相同切削刃相連。
9.如權(quán)利要求6所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于進(jìn)一步包括一排屑控制壁，由排屑控制槽的底面生成，并和排屑控制槽內(nèi)切削刃的多邊形表面相交。
10.如權(quán)利要求9所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于上述多邊形為長斜方形。
11.如權(quán)利要求10所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于一第二相同切削刃和上述包括前緣的刀尖相接，上述第二相同切削刃具有一包括第二彎曲部的第二刮取表面，該第二彎曲部的半徑等于上述第一彎曲部的半徑，上述第二彎曲部和上述前緣半徑相接，并延伸到一嵌入到上述側(cè)面延伸部的分界點(diǎn)，從而形成上述第二相同切削刃，上述第二刮取表面還包括一從上述遠(yuǎn)離前緣的第二彎曲部的分界點(diǎn)延伸的第二扁平部，并和上述刀片側(cè)面以較小角度相交。
12.如權(quán)利要求11所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于上述長斜方形限定至少兩個具有銳角夾角的刀尖，每一刀尖包括一由上述第一和第二刮取表面對置形成的前緣部。
13.如權(quán)利要求9所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于上述多邊形為菱形。
14.如權(quán)利要求9所述的可轉(zhuǎn)位刀片，其特征在于上述多邊形為六邊形。
全文摘要
一種可轉(zhuǎn)位車削刀片，具有多邊形的上、下表面(10、12)，它們由基本垂直于上述上下表面的側(cè)面(14－24)相接。多邊形表面的每一角部處的刀片側(cè)面相交形成刀尖(72－82)，具有相對較小曲率半徑(Rn)的刀尖限定角部前緣。上述刀片至少部分對稱，并具有多個相同的切削刃(30－46)。鄰近上述一相同切削刃的角部前緣設(shè)置有包括至少一個彎曲部(100、102)的刮取表面，上述彎曲部和刀尖半徑相接，其半徑(Rw)大于上述圓角半徑(Rn)，上述刮取表面還包括至少一個以較小角度(108)和上述刀片側(cè)面相交的扁平部(104、106)。
文檔編號B23B27/14GK1558807SQ02818709
公開日2004年12月29日 申請日期2002年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月24日
發(fā)明者布倫丹·L·布羅克特, 托馬斯·J·伯納迪克, J 伯納迪克, 布倫丹 L 布羅克特 申請人:瓦萊尼特有限責(zé)任公司