專利名稱：切削鑲片以及由刀架和切削鑲片組成的工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削鑲片，該切削鑲片具有一個支承表面以及距其 一段距離的一個前刀面，以及安排為一個正后角的至少一個側(cè)面，所述 前刀面和側(cè)面形成了一個圍繞的圓形的或多邊形的切削刃，并且具有距 該支承表面所處的一個平面為最大距離的至少 一個切削刃點，并且具有 距該同一平面為最小距離的至少一個切削刃點。
背景技術(shù)：
上述切削鑲片包括"正切削鑲片"，它們在平面視圖上可以是圓形的、 實質(zhì)上三角形的、四邊形的、特別是正方形的、菱形的、或長方形的。 切削刃是由毗鄰的前刀面和一個或多個側(cè)面組成。在最簡單的情況下，
前刀面具有平面設(shè)計，即前刀面角為o。。根據(jù)先有技術(shù)，切削鑲片也是 已知的，其中一個傾斜的側(cè)面毗鄰前刀面上的切削刃，從而形成一個正
的前刀面角。先有技術(shù)還包括波狀設(shè)計的切削刃，與其毗鄰的是波狀設(shè) 計的前刀面部分。
最后，切削刃的修圓，或以一個正角或負(fù)角的斜面安排是已知的， 以便避免切削刃碎裂。
為了加工鐵路車輪的運行表面，使用了切削鑲片，它們具有恒定高 度和恒定的正后角的一個圓形切削刃。使用了截頭圓推形的切削鑲片對 這些運行表面進(jìn)行表面加工。在切削刃被頻繁使用而磨損后，可以根據(jù)
原始切削深度安排切削鑲片在刀架內(nèi)轉(zhuǎn)動卯°或120。的一個旋轉(zhuǎn)角，然 后可以使用 一個新的未使用的切削刃區(qū)域。
有恒定高度的 一 個圓形切削刃的所描述類型的可轉(zhuǎn)位鑲片在機(jī)加工 運行中會不利地趨向震動，"震響"。由于在機(jī)加工過程中這些未受控制 的震動，在加工工件的表面產(chǎn)生不規(guī)則狀態(tài)(震響痕跡)。除了加工工件的這一粗劣的表面質(zhì)量以外，已證實這種可轉(zhuǎn)位鑲片的使用壽命相對 較短。
在原理上還已知在一開始提到的類型的可轉(zhuǎn)位鑲片，其中該切削刃 或這些切削刃之一有一個最大值，并且各自在其兩側(cè)多個切削刃傾斜到
一個切削刃最小值。然而，不像有0。后角的負(fù)切削鑲片的情況，在多個
區(qū)域內(nèi)的切削刃的降低作用在已有側(cè)面上的方式為原始的切削刃的形狀 被改變了 。
根據(jù)先有技術(shù)，已知包括刀架的工具，它有至少一個凹陷用來容納 和緊固上述類型的切削刃。取決于所選擇的機(jī)加工操作，也可以通過在 刀架里安排切削鑲片來設(shè)置有效的前刀面的角度，通過傾斜特定的切削 鑲片可以在軸向和徑向的限定范圍內(nèi)改變前刀面角。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要詳細(xì)說明一種切削鑲片以及一種工具，它由一個 刀架與一個切削鑲片組成，該切削鑲片具有盡可能低的磨損率，并且用 它可以產(chǎn)生工件的一種改進(jìn)的表面質(zhì)量。
這個目的是由權(quán)利要求1中所述的切削鑲片或者由權(quán)利要求10中所
述的工具實現(xiàn)的。這些從屬權(quán)利要求說明了根據(jù)本發(fā)明的切削鑲片的改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明，每個切削刃點的幾何位置(但至少距該支承表面為最 小距離的切削刃點的或其相鄰切削刃點的幾何位置)處于 一個垂直的包 絡(luò)表面與平行于該支承表面的一個平面之間的交叉點，垂直包絡(luò)表面被 安排垂直于該支承表面并由多個垂直線形成，這些垂直線相互平行并且 在平行于該支承表面的平面中形成一個理想的理論圓形的或多邊形的切 削刃曲線輪廓，并且距該支承表面平面為最大距離的點處于該平面中。
參見具有在平面視圖內(nèi)為圓形的一個前刀面的一個正切削鑲片，對 所描述的幾何形狀最簡單地進(jìn)行解釋。首先，與截頭圓推形比較，該切 削刃的曲率的設(shè)計被改變，其方式為該切削刃延伸通過至少兩個最大值 而其間有極小值，該切削刃輪廓的最高點和最低點分別決定該切削刃的對應(yīng)的曲率。不過，在希望的極小值點的切削刃并不是沿著側(cè)面降低， 而是垂直于支承表面降低，這樣，在這個降低區(qū)域的前刀面相對于原始 的前刀面^^寬。切削點降低得越多，展寬的程度就越大。這同樣地也 相應(yīng)地適用于處于相應(yīng)的中間位置的其他切削刃點。通過這一措施，前
上，其中，得到了在投影圖中完全像一個圓形切削刃的一個唇緣。
與具有在一個單一平面內(nèi)延伸的切削刃的可轉(zhuǎn)位鑲片相比，該有效 切削刃被延長了，其結(jié)果是在加工過程中保證更平滑的切削(無震響)。 所產(chǎn)生的工件表面相應(yīng)也更光滑。切削鑲片或工具的周期性振動僅可發(fā) 生在切削刃輪廓上隨機(jī)選取的全部的點在碎片形成過程中處在相同位置 時才會發(fā)生。這意味著該切削刃在切削刃輪廓的全部的點上同時經(jīng)受碎 片形成階段的周期性載荷和切削階段的載荷解除。如果周期性運動的頻 率與該工具的自然頻率相一致，就會發(fā)生明顯的振動(即已經(jīng)提到過的 震響)。然而，如果切削刃輪廓上的多個隨機(jī)的點在切片形成過程中遇 到不同的情況，那么這樣的震動就被抑制，因為系統(tǒng)里的力疊加在一起 并且至少部分地相互抵消。
切削鑲片的優(yōu)選特征是一個理想圓形的、實質(zhì)上三角形的、正方形 的、或菱形的切削刃輪廓。這就是說，選定的設(shè)計原則可以不僅應(yīng)用于 在前刀面平面中的圓形的切削刃，也可應(yīng)用于直線的切削刃。
根據(jù)本發(fā)明的切削鑲片優(yōu)選地具有至少實質(zhì)上圓形的，以及至少是 兩個，優(yōu)選三個，距該支承表面的平面為最大距離的切削刃點。切削刃 極小點處在切削刃極大點之間。此外，切削鑲片的形狀(如在平面視圖 中所見)優(yōu)選地是旋轉(zhuǎn)對稱的設(shè)計。在有兩個切削刃極大值點的情況下
有180。旋轉(zhuǎn)對稱性，在有三個切削刃極大值點的情況下有120。旋轉(zhuǎn)對稱 性，等等。
正后角^皮選為特別在2°和15°之間，優(yōu)選最大到10°。 在支承表面的方向測量的最大距離的點到最小距離的點的垂直距 離，至少是0.5毫米和/或至多3毫米，優(yōu)選地至多2毫米。
該切削鑲片的前刀面角可以或者在整個切削刃輪廓上是恒定的，在這種情況下它們優(yōu)選地在2。至25。之間，或者可以沿著該切削刃變化。 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的配置，距該切削刃距離最遠(yuǎn)的該環(huán)形前刀面區(qū)域 位于平行于該支承表面的一個平面中。
最后，單一的側(cè)面可以設(shè)計成處于固定角度的截頭錐體橫向表面， 或者個別的側(cè)面區(qū)域可以設(shè)計為在該切削刃之下的平面。然而，根據(jù)本 發(fā)明的一個特別實施例，該側(cè)面區(qū)域被分為兩個區(qū)，其中一個鄰近該切 削刃，而另一個鄰近該支承表面。這兩個側(cè)面區(qū)夾角<180° ，即距該切 削刃較遠(yuǎn)的側(cè)面區(qū)域被設(shè)置了一個較大的后角。
本發(fā)明還涉及由一個刀架構(gòu)成的一種工具，該刀架包括至少一個凹 陷用于容納和緊固一個切削鑲片，該切削鑲片具有一個支承表面以及距 其一段距離的一個前刀面，以及安排為一個正后角的至少一個側(cè)面，所 述前刀面和側(cè)面形成了 一個圍繞的圓形的或多邊形的切削刃；并且具有 距該支承表面所處于的平面為最大距離的至少一個切削刃點；并且具有 距該同一平面為最小距離的至少一個切削刃點；該刀架上的切削鑲片以 一個設(shè)定的角度軸向地和/或徑向地傾斜于一個工件待加工的表面或與 其相切的一個表面。根據(jù)本發(fā)明，每個切削刃點的幾何位置是一個垂直 的包絡(luò)表面與平4于于該工件待加工表面(或與其相切的一個表面)的垂 直面的一個平面之間的交叉點，該垂直包絡(luò)表面被安排垂直于所述垂直 面，并由多個垂直線形成，這些垂直線相互平行并在平行于該垂直面的 平面中形成一個理想的理論圓形的或者多邊形的切削刃曲線輪廓，并且 距該垂直面最大距離的點位于該平面中。原則上，對于上面描述的切削 鑲片所做的同樣的說明也適用于這個刀架;不過，在這里對該支承表面的 引證(這個引證只適用于垂直放置的切削鑲片)被工件的待加工表面的 一個相應(yīng)的垂直表面或者工件的待加工點的一個切向平面所取代。換言 之，該切削鑲片的傾斜度可以包含在切削刃的校正里。


下面參照附圖討論本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點和其他實施例，在附圖中 圖1示出說明設(shè)計原理的一個示意圖，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的切削鑲片的透視圖
圖3示出根據(jù)圖2的切削鑲片的側(cè)視圖，并且
圖4示出根據(jù)圖2的切削鑲片的前刀面的平面視圖。
具體實施例方式
參照圖1可以最清楚地看到根據(jù)本發(fā)明的配置，其中作為母體被采 用的是一個截頭圓錐形的切削鑲片，它具有一個平面的前刀面10，與其 平行安排的一個支承表面11，以及作為該錐臺的外側(cè)面的一個側(cè)面12， 它以 一個相同的后角完全環(huán)繞安排。這樣一個切削鑲片的切削刃輪廓(它 定義了平面10)是圓形的。
在保持切削刃最高點13的同時，切削刃點14和15現(xiàn)在分別降低到 點16或17，它分別位于到該平面的一個垂線18或19上，在該平面中安 排了該支承表面11。以一種相應(yīng)的方式，在點13與14之間或者點13 與15之間的其他切削刃點以變化的方式降低，得到一個彎曲的切削刃， 它形成由參考數(shù)字20表示的一個切削平面，并且盡管是非平面的切削 刃輪廓，它在投影圖中產(chǎn)生完全像一個圓形切削刃的一個唇緣。
在切削刃輪廓中的最大值13的數(shù)目可以按希望來選擇，只要保留足 夠長的有效切削刃。該切削刃的曲率的精確尺寸由該切削刃輪廓的最高 點13與最低點16或17決定的設(shè)計關(guān)系所確定。如果一個水平切面直接 放置在該切削刃平面的最低點下面，可以得到該外部輪廓的一個凸形的、 非圓形的輪廓，因為如果該側(cè)面保持原有尺寸所能得到的側(cè)面點21被向 外轉(zhuǎn)移到點16。在所示情況中，其中在平面視圖中該圓形可轉(zhuǎn)位鑲片有 兩個最大值13，該外部輪廓的最窄位置對應(yīng)于該切削最大值13并且該外 部輪廓的最寬位置與切削刃的最深位置(點16)相重合，因此它偏離了 在這個截面(平行于支承表面)上的理想的圓形形狀。
上述設(shè)計原則可以應(yīng)用于具有斜坡切削刃的任何可轉(zhuǎn)位鑲片，也就 是說同樣在正方形的、矩形的、或菱形的可轉(zhuǎn)位鑲片的情況下。甚至是 斜坡切削刃的情況下，該切削刃的校正確保在應(yīng)用中產(chǎn)生該切削刃的嚴(yán) 格的直線輪廓。圖2到圖4示出一個切削鑲片，它在平面視圖中是圓形的，并且有 三個切削刃最大值13和位于其間的切削刃最小值。該切削刃在空間以一 種曲線的方式延伸并且一方面以一個有正后角由一個圍繞的側(cè)面22來定 義或形成，另一方面由設(shè)計成連續(xù)斜坡的前區(qū)域23來定義或形成。
位于該支承表面11上面的較低的側(cè)面區(qū)域24以一個比側(cè)面區(qū)域22 更陡峭的后角而傾斜。該切削鑲片有一個中央緊固孔25，用于容納一個 夾緊螺釘。圖4中展示了該切削刃點16與該切削刃點13之間的距離的 尺寸a示出降低的程度。如果該切削刃輪廓的設(shè)計是參考該最高點13和 該降低點16來定向，則由b指明的從理想的圓形形狀的偏差的程度可以 減少到最小(在pm范圍內(nèi))。
具體參考圖2而變得清楚，圖3中可見的沿該切削刃的前刀面角的 路線取決于線26 (該線26決定了傾斜的前刀面區(qū)域23的末端)是否處 于一個平面之中，在這種情況下取決于該切削刃的降低，得到了沿著該 切削刃輪廓的不同的前刀面角；或者該曲線26的路線與在空間中構(gòu)造的 該切削刃輪廓的垂直路線相適配，以使該前刀面角沿該整個切削刃保持 恒定。
該切削鑲片特別適合平表面的縱向旋削。在切削鑲片進(jìn)刀時，首先， 在最大值13周圍的切削刃區(qū)域與工件進(jìn)入接合，隨后，根據(jù)該切削刃沿 切削刃輪廓的傾斜角度相繼地是其余的區(qū)域。因此，相比于具有一個平 面前刀面的嚴(yán)格的截頭圓錐形的切削鑲片的情況，該切削鑲片與工件更 輕柔地進(jìn)入接合。
權(quán)利要求
1. 一個切削鑲片，具有一個支承表面(11)以及距其一段距離的一個前刀面，以及安排為一個正后角的至少一個側(cè)面(12)，所述前刀面和側(cè)面(12)形成了一個圍繞的圓形的或多邊形的切削刃；并且具有距該支承表面(11)所處的一個平面為最大距離的至少一個切削刃點(13)；并且具有距該同一平面為最小距離的至少一個切削刃點(16，17)；其特征在于每個切削刃點(但至少該最小距離的切削刃點(16，17)以及與其相鄰的點)的幾何位置是一個垂直的包絡(luò)表面與平行于該支承表面(11)的一個平面之間的的交叉點，該垂直包絡(luò)表面被安排垂直于該支承表面(11)并由多個垂直線(18，19)形成，這些垂直線相互平行并且這些垂直線在平行于支承表面(11)的平面中形成了一個理想的理論圓形的或多邊形的切削刃曲線輪廓，并且距支承表面平面最大距離的點位于該平面中。
2. 如權(quán)利要求l所述切削鑲片，其特征為一個理想圓形的、實質(zhì)上 三角形的、正方形的或菱形的切削刃曲線輪廓。
3. 如權(quán)利要求1或2所述切削鑲片，其特征為一個實質(zhì)上圓的形狀， 以及至少兩個，優(yōu)選三個切削刃點(13)處于距該支承表面(11)的平 面的一個最大距離。
4. 如權(quán)利要求3所述切削鑲片，其特征在于該形狀為旋轉(zhuǎn)對稱的設(shè)計。
5. 如權(quán)利要求1到4所述切削鑲片，其特征在于該正后角在2。和15。 之間，優(yōu)選最大到10°。
6. 如權(quán)利要求1到5之一所述切削鑲片，其特征在于在支承表面(11) 的方向測量的、處于最大距離的點距處于最小距離的點的垂直距離(a) 是至少0.5毫米和/或至多3毫米，優(yōu)選至多2毫米。
7. 如權(quán)利要求1到6之一所述切削鑲片，其特征在于這些前刀面角 在整個切削刃輪廓上是恒定的并且優(yōu)選在2°到25°。
8. 如權(quán)利要求1到6之一所述的切削鑲片，其特征在于這些前刀面角沿著該切削刃變化，其中優(yōu)選距該切削刃距離最遠(yuǎn)的該環(huán)形前刀面區(qū) 域位于平行于該支承表面的一個平面中。
9. 如權(quán)利要求1到8所述切削鑲片，其特征在于一個第一側(cè)面區(qū)域 (22)被安排在該切削刃下面，并且有較大后角的一個進(jìn)一步的側(cè)面區(qū)域(24)被安排在其下鄰近該支承表面(11)。
10. —個工具，由一個刀架構(gòu)成，該刀架包括至少一個凹陷用于容納 和緊固一個切削鑲片，該切削鑲片具有一個支承表面(11)以及距其一 段距離的一個前刀面，以及安排為一個正后角的至少一個側(cè)面(12)， 所述前刀面和側(cè)面(12)形成一個圍繞的圓形的或多邊形的切削刃，并 且具有距該支承表面(11)所處的一個平面為最大距離的至少一個切削 刃點(13)，并且具有距該同一平面為最小距離的至少一個切削刃點(16， 17)，該刀架上的切削鑲片以一個設(shè)定的角度軸向地和/或徑向地傾斜于 一個工件待加工的表面，或與其相切的一個表面，其特征在于每個切削 刃點的幾何位置是一個垂直的包絡(luò)表面與平行于該工件的待加工表面(或與其相切的表面)的垂直面的一個平面之間的交叉點，該垂直包絡(luò)表面被安排垂直于所述垂直面，并由多個垂直線形成，這些垂直線互相 平行并在平行于該垂直面的平面中形成一個理想的理論圓形的或者多邊 形的切削刃曲線輪廓，并且距該垂直面最大距離的點位于該平面中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種切削鑲片，它具有一個支承表面(11)以及距其一段距離的一個切削表面，以及安排為一個正后角的至少一個側(cè)面(12)，它們形成一個圍繞的圓形的或多邊形的切削刃，并且具有距支承表面(11)所處的一個平面為最大距離的至少一個切削刃點(13)，并且具有距側(cè)平面為最小距離的至少一個切削刃點(16，17)。根據(jù)本發(fā)明，每個切削刃點(至少最小距離的切削刃點(16，17)以及與其相鄰的點)的幾何位置是平行于該支承表面(11)的一個平面與一個垂直包絡(luò)的交叉點，其中該垂直包絡(luò)垂直于該支承表面(11)，并由多個平行垂直線(18，19)形成，這些平行垂直線位于平行于支承表面(11)的平面中，與支承表面的平面距離最遠(yuǎn)的點(13)處于該平面中，并且構(gòu)成一個理想的理論圓形的或者多邊形的切削刃曲線。
文檔編號B23B27/14GK101437640SQ200780016413
公開日2009年5月20日 申請日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者J·察斯特羅齊恩斯基 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金維迪亞產(chǎn)品有限公司及兩合公司