專利名稱：鑲裝刀片的制作方法
發(fā)明的領域本發(fā)明關系到去除切屑的操作例如銑削、鉆削及車削，特別是對一種聯(lián)合平面與圓周銑削，特定地為加工臺肩尤其是直角臺肩、槽等需要的切削刀具中用的鑲裝刀片。
發(fā)明的背景在以上特定的切削操作中采用的銑刀上裝的鑲裝刀片，切削作用通常是由位置在銑刀圓周上基本上與旋轉軸線同方向的鑲片圓周切削刃以及位置在刀具前面上通常與旋轉軸線垂直的鑲片副切削刃的相鄰部分(這部分常被稱為刮掃器)來進行的，以此期待加工出高表面質(zhì)量的加工件平基面。
從經(jīng)濟觀點看，顯然希望鑲片具有盡量多的切刃，必要時可以很容易地轉位，目前的鑲片都設計成大體上呈正方形，有四個切削刃、每個都能作圓周和副切削刃。這種鑲片繞鑲片中軸線有順時針或反時針的90°對稱旋轉，因而鑲片切刃可轉位而分別用于左向和右向刀具。
以上這種鑲片的切刃通常具有一主要部分和至少一個輔助部分，因而當切刃用作圓周切刃時，其主要部分起主切刃作用而銑削被加工的臺肩的立墻，而在切削刃用作副切刃時，其輔助部分起刮掃器作用而刮削被加工臺肩的底部。
為使這種鑲片可用來加工直角臺肩，應保證切削角的有效角度基本上為90°。此外，在非工作的副切削刃部分和被加工臺肩的底面之間始終必須保持足夠的端銑隙角，還必須保證由圓周切刃加工的臺肩立墻的平直度偏差值不超過允許值。
一般滿足上述約束條件的這類鑲片，舉例來說，已在US4,632,607、US5,199,827和US5,382,118中公開。
在US4,632,607中，鑲片通常呈正方形并且有四個全同的切刃。每個切刃由相連的主要部分和輔助部分組成，各切削刃的輔助部分，如在鑲片的平面圖中所示，相對于主要部分隆起并成為它的延伸。鑲片具有四個全同的角，每個角連接著兩相鄰切刃的主要部分和輔助部分，這兩部分間形成90°角。在切削過程中，圓周布置的切刃的主要部分用作圓周切削的主切削刃，而副切刃的相應輔助部分則起刮掃器的作用。
US5,199,827所公開的鑲片通常有正方形狀和四個全同的切刃。每個切刃具有主刃部分和輔刃部分，主刃部分相對于相關輔刃部分延伸時略有角度。鑲片有相同的角，每個角連接相鄰兩切刃的主刃和輔刃部分，相鄰兩切刃之間的實際角度稍大于90°。鑲片裝在刀體內(nèi)從而在工件內(nèi)得到有效的90°角。
US5,382,118公開的鑲片基本上呈正方形而具有四個相同的切刀，每個切刃有中央切刃部分和第一、第二橫向切刃部分，位置在中央切刃部分的兩側。鑲片有四個相同的角，每個角連接相鄰切刃的第一、第二橫向切刃。各切刃的三個切刃部分的每一個相對于底部以一特定狀態(tài)都是傾斜的，從而使切刃在前視圖中具有凸凹的形狀。切削時，圓周切刃的第一橫向部分和中部限定主切刃并加工工件臺肩的立墻，而副切刃的第二橫向部分起刮掃器作用，用于加工臺肩的底部。
應該理解，在所有上述鑲片中，鑲片角相對于其等分線都是非對稱的，因而與相應方向的刀體配用，鑲片可以或者作為左向或者作為右向的應用。
本發(fā)明的目的是提供一種新鑲裝刀片，可裝在右向和左向兩種刀體上，這種鑲片的角部對于其等分線作鏡面對稱。
發(fā)明的概要遵照本發(fā)明提供有一種適于裝在切削刀體上的可更換鑲裝刀片，所述鑲片基本上為平截頭棱柱體，具有一平面底部和一帶前傾部分的上表面，上表面的前傾部分與鑲片側面匯合，至少在兩個切刃處構成鑲片角，鑲片角有垂直于鑲裝刀片底部的等分面；每個切削刃包括有中央部分和傾斜于所述鑲片底部的第一和第二側部，所述鑲片角則與相鄰切刃的相鄰第一第二側部相連；當鑲片裝到刀具上時，各切刃都可以加工。用作圓周切削刃時，切削長度由其第一側部和中央部位確定，而用作方向垂直于相鄰圓周切刃的副切刃時，切削長度由其第二側部確定。
其特征是諸切刃的所述諸中央部分在其間限定一平行于所述底部的第一平面，所述相鄰的第一、第二側部具有相等的長度而在其間構成傾斜于所述底平面并垂直于所述等分面的第二平面，從而使所述鑲片角和所述諸切刃都有相對于所述等分面作鏡面對稱的幾何形狀。
遵照本發(fā)明的鑲片最好能以這樣的方式裝在一旋轉刀具中，使鑲片副切刃的所述第二側部位于一垂直于刀具旋轉軸線的平面內(nèi)，起刮掃器作用，并使鑲片圓周切刃的所述中部在鑲片繞旋轉軸線旋轉時由于它的取向而成為刮掃出基本上是圓筒形的包絡面的母線。
在本發(fā)明的另一實施例中，由切刃的所述相鄰的第一、第二側部構成的所述第二平面從鑲片中心朝相應鑲片角斜向鑲片底部。在本發(fā)明的另一實施例中，所述第二平面斜向相反方向，也就是斜離鑲片底部。
在本發(fā)明的這兩個實施例中，鑲片可具有任一數(shù)量的鑲片角。但在鑲片用以加工直角臺肩這類結構時，鑲片具有基本正方形而具有四個切刃、四個角而繞鑲片中軸線作順時針和反時針的90°旋轉對稱。
附圖的簡要說明為了進一步了解本發(fā)明并只用舉例的方法表明如何付之實施，現(xiàn)按附圖進行說明如下，圖中

圖1為遵照本發(fā)明鑲片第一實施例的透視圖；圖1a為根據(jù)本發(fā)明第二實施例，類似于圖1所示鑲片的角部的視圖；圖2為圖1所示鑲片的側視圖；圖3為圖1所示鑲片的平面圖；圖4為圖3所示鑲片角部正交于等分面0-0方向的視圖；圖5與6依次為圖3所示鑲片分別沿V-V和VI-VI線的剖面圖；圖7為圖1a中所示本發(fā)明鑲片第二實施例的頂視圖；圖8為圖7中所示鑲片沿VIII-VIII線的剖面圖；圖9為圖7中所示鑲片的側視圖；圖10為遵照第一實施例圖1，2至6中所示鑲片的銑刀示意側視圖；圖11為如圖10中所示切削鑲片的示意透視圖以及用裝有這種鑲片的銑刀在工件中加工出的臺肩的透視圖；圖12為圖11中所示加工出的臺肩上XII部分的放大圖，有鑲片的外形加在此處；
圖13為使用根據(jù)圖1a及7至9所示的第2實施例的鑲片的銑刀示意側視圖；圖14為圖13中所示的鑲片的和使用這種鑲片的銑刀加工出的臺肩的示意透視圖。
優(yōu)選實施例的描述下面描述的是根據(jù)本發(fā)明用在銑刀里的可轉位鑲片的兩個例子。這些例子表明本發(fā)明鑲片的兩種不同的實施例，鑲片的形狀和裝在刀體上的方式大體上相似，差別主要在鑲片角部的幾何形狀。例如，圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的鑲片I，最適于加工較硬的材料，圖1a表示根據(jù)本發(fā)明第2實施例鑲片II的角部分，最適于加工要求較大正剪切角的材料。
由圖1可看到，特別在圖2圖3中表示，鑲片I為基本上正方形的平截頭棱柱體。鑲片屬正角型而具有平面底部1、上表面2和四個側面3(僅能有到其中二個)，分別從底部1的側邊4向上向外延伸。鑲片有四個由側面4與上表面2相交形成的切刃5，并在其間構成鑲片角6，鑲片角最好呈圓形如圖3所示，但也可帶有小平面。鑲片角和在此相關的切刃設計成相對于等分面0-0作鏡對稱，等分面0-0通過角的等分線而垂直于鑲片底部1。這樣，鑲片還對此處的中心軸線A有90°順時針和逆時針旋轉對稱，從而使四個切刃5和鑲片角6全同，可在切削中等效地作左向和右向操作。
參看圖2，鑲片I的每個切刃5都具有延伸在切刃5的大部分長度上的中部5a，和長度相等并從中央切削部分5a向相應鑲片角6在反向延伸的第一、第二側部5b與5c。每個鑲片角6由相鄰兩切刃5的相鄰第一、第二側部5b、5c構成。包括相鄰角在內(nèi)的各切刃側部長度比較短。這樣，切刃中部的長度一般約為切刃整個長度的大約40～60％，范圍相當寬、例如在8+25mm。就這種切刃長度來說，每個切刃側部最好約為2.4mm。
參看圖2及4，可以看出，所有切刃5的切刃中部5a平行于底部1并在一共同的平面B內(nèi)。各切刃5的切刃側部5b與5c以這樣一種方式向下斜向底部1，使在每對相鄰接的第一、第二切刃側部5b與5c之間形成的假想平面C相對于平面B成一角度而垂直于等分面0-0。如圖4所示，平面C和平面B形成一內(nèi)鈍角D，此角最好稍小于180°，如約為176°。采用這種結構就可得到相鄰切刃的相連第一、第二側部相對于等分面完全的幾何對稱。此外，鑲片角部6也得到加強。
應該理解，為了說明問題，各切刃部分相對的傾斜角度在圖中與實際鑲片上的相比是夸大了的。實際上，如圖3中的鑲片每個切削刃5在投影平面所看到的基本上是一直線。
如圖3所示，鑲片的上表面2具有與每個切刃5相鄰的刃背9和從刃背9朝底部1向平行于底部1的中央平面11延伸的部分前傾面10。從圖3、5與6可看出，分別與相應第一和第二側部5b與5c相鄰的刃背9部分9b、9c與背面中鄰接于切刃中部5a的刃背部分9a相比具有較大的寬度和較小相對于底部1的傾斜角，因而與鑲片角相鄰的切刃區(qū)得到了加強。在中部表面11內(nèi)設有貫穿鑲片的通孔12，用以裝入合適的夾緊螺釘以便將鑲片裝入銑刀。
如圖2所示，鑲片的每個側面3都有上部后側面13、下部的鑲片定位面14和位于其間的中部15。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，鑲片側面最好具有中央凹部17，凹部大體上從后側面13向下朝底部1延伸而在兩側由一對平面段18為界。凹部17的結構可見之于共同未決申請的以色列專利申請113121，凹部在將鑲片裝到刀具上時可用來在刀具軸向支承鑲片。
圖7-9示出遵照本發(fā)明鑲片的第二實施例，鑲片角部示于圖1a。如圖所示，鑲片II為基本上是正方形的平截頭棱柱體，具有平面底部1′、上表面2′和四個側面3′，側面與1表面2′在四個全同的切刃5′處相交而在其間構成四個全同的鑲片角部6′。各鑲片角部和相應切刃相對于等分面0′-0′作鏡面對稱，等分面0′-0′通過角的等分線而垂直于鑲片底部1′。這樣，鑲片也繞鑲片中央軸線A′作90°順時針和反時針旋轉對稱，使四個切刃5′和鑲片角部6′全同而等效地用于左向和右向切削操作。
與本發(fā)明第一實施例鑲片I的切刃5相似，切刃5′具有在切刃5大部分長度上延伸的中央部分5′a和長度相等而從中央部分5′a向相應鑲片角6′作反向延伸的第一、第二側部5′b、 5′c。各鑲片角6′由相鄰兩切刃5′的第一、第二側部5′b、5′c構成。
所有切刃5′的切刃中部5′a位于平行于底部1′的共同平面B′內(nèi)。切刃側部5′b與5′c從底部1′向上傾斜而使每對相鄰的第一、第二切刃側部5′b、 5′c之間所構成的假想平面c′相對于此處平面B′作角度取向，形成一個內(nèi)角最好稍大于180°，譬如185°。依靠這種設計，得到鑲片切屑前傾面10′，這種幾何形狀對于要求用更大正前傾角切削的材料來說特別重要。
如圖8與9所示，鑲片II的上面和副后側面大體上與鑲片I上的相似。這樣，鑲片上表面2′具有鄰接于各切刃5′的刃背9′和從刃背9′朝底部1′向下延伸的部分前傾面10′。副后側面3′為正向結構而最好具有凹部17′。
圖10-12所示為按照上述本發(fā)明第一實施例鑲片I裝在銑刀上銑削工件W的情況。
圖10示出裝在銑刀體16圓周槽15的安裝面14上的鑲片I。刀具體有旋轉軸線X和在鑲片切刃5下面經(jīng)過刀具體旋轉軸X的徑向基準面18。安裝面14相對于徑向基準面18傾斜一正值軸向傾角γ，這是上述兩個面在正交投影面上相互之間的實際角度。應該理解，鑲片切刃在此基準面上的傾斜度和位置限定相對于刀具構成鑲片的有效軸向和徑向切削前傾角。
如圖11所示，為加工工件W的直角臺肩S，安裝鑲片I時使其切刃5大體上與旋轉軸線X同向而起圓周切刃作用，而切刃50則大體上垂直于旋轉軸線X而起副切刃作用。使鑲片在安裝面14上繞鑲片中軸線A順時針方向稍作轉動而使副切刃50的第二側部切刃5c位置在垂直于旋轉軸線X的平面內(nèi)而起刮掃器作用，刮掃臺肩S的底部23。此外，如圖12所示，由于鑲片處于轉動過的位置上，在副切刃50的非工作部分5a和被加工后臺肩S底部23之是保證有所要求的后隙角30。圓周切刃5的中部5a和第一側部5b構成鑲片的主切刃，中部5a的取向使它在鑲片繞軸線X旋轉時成為刮掃出半徑為R的大致圓柱形包絡面20的母線，從而相應地銑出被加工工件W直角臺肩S的立墻21。
采用如上所述安裝的鑲片，在由圓周切刃5的中部5a和第一側部5b構成的主切刃和由副切刃50的第二側部5c構成的刮掃器之間所取得的有效切削角具有大體上為90°的視在量值而可正確地加工出直角臺肩S。應該一提的是，如圖12所示，由于鑲片角6的特定幾何形狀在被加工臺肩上取得的稍大于90°的角度是可以忽略不計的，因為由側部5b加工出的表面相對于臺肩S立墻21總的方向的偏離26的量很小，僅約0.015mm，在鑲片角部6為圓角時更是如此。
圖13與14表示，遵照本發(fā)明第二實施例的鑲片II裝在銑刀上的情況與第一實施例的鑲片I的情況是相同的。這樣，圓周切刃5′的中部5′a和副切刃50′的第二側部5′c構成其間大體上為90°的視在角度，因而可正確地加工出直角臺肩S。
這樣，采用本發(fā)明的鑲片結構并在銑刀中拔出上所描述的方式安裝，一方面可在副切刃的非工作部分和被加工臺肩底壁之間得到足夠的端銑間隙角30，另一方面可使被加工臺肩立墻平直度的偏差不超過允許限度。
雖然本發(fā)明優(yōu)選實施例中是以裝在右向銑刀上的鑲片來描述的，但顯然鑲片也可用于左向銑刀。
本發(fā)明鑲片的所有切刃可在左向和右向刀具中一樣使用，但，很明顯，在鑲片一旦已經(jīng)在某特定類型的刀具中應用而其切刃工作部分已經(jīng)相應地受到磨損后，鑲片的后續(xù)使用就只能限于這一類型的刀具。
遵照本發(fā)明的鑲片可能有不同于以上所述和附圖所示的特點。例如，鑲片可以有其他數(shù)量的轉位切刃和切削角。切刃部分，特別是中央部分切刃可以有特定的形狀、高度不同，呈曲線形，例如，呈凸形或凹形。相鄰切刃側部的平面和鑲片底部之間的角度可以有小于或大于優(yōu)選實施例中提到的相應角度。鑲片前傾面可以有任何一種適當種類的切屑形成方式，而側面可以有不同于本發(fā)明優(yōu)選實施例所述的結構。
權利要求
1.一種可裝在切削工具刀體上的可更換鑲裝刀片，所述鑲片基本上為平截頭棱柱體，具有一平面底部和一上表面，上表面的各前傾部分與鑲片側面匯合，至少在兩個切刃處構成鑲片角，鑲片角的等分面垂直于鑲片底部；各切刃具有中部和相對于鑲片所述底部傾斜的第一和第二側部，所述鑲片角由相鄰切刃的相鄰第一、第二側部相連；將鑲片裝在刀具上時，各切刃可于加工，用作圓周切刃時，切削長度由第一側部和中部確定；用作副切刃時切削長度由第二側部確定；其特征是各切刃的所述中部在其間限定一平行于所述底部的第一平面，而所述相鄰的第一與第二側部具有相同長度而在其間限定第二平面，它傾斜于所述底部平面并垂直于所述等分面，因而所述鑲片角和所述切刃具有相對所述等分面鏡面對稱的幾何形狀。
2.按權利要求1的一種鑲裝刀片，其特征在于所述刀具為旋轉刀具，所述鑲片可裝在刀具中而使鑲片副切刃的所述第二側部位于一垂直于刀具旋轉軸線的平面內(nèi)用作刮掃器，并使鑲片圓周切刃的所述中部在鑲片繞旋轉軸線旋轉時由于其取向而成為刮掃出基本上呈圓柱形包絡面的母線。
3.按權利要求1所述鑲裝刀片，其特征在于由多個切刃的所述相鄰的第一與第二側部構成的所述第二平面從鑲片中心觀察時在相應鑲片角方向上斜向鑲片底部。
4.按權利要求1所述鑲裝刀片，其特征在于多個切刃所述相鄰的第一與第二側部構成的所述第二平面從鑲片中心觀察時在相應鑲片角方向上斜離鑲片底部。
5.按權利要求1所述的鑲裝刀片，其特征在于鑲裝刀片具有多個可轉位的切刃。
6.按權利要求5所述鑲裝刀片，其特征在于鑲裝刀片具有大致的正方形，四個切刃以及對刀具中央軸線順時針向和逆時針向的90°旋轉對稱。
全文摘要
一種可更換鑲裝刀片可裝在刀體中用作平面和圓周復合銑削加工。鑲片基本上為平截頭棱柱體，具有平面底部(1)和帶前傾部分(10)的上表面(2)，前傾部分與鑲片的側面(3)匯合且至少有兩個切刃(5)在其間構成一鑲片角(6)。鑲片角有一等分面(0-0)垂直于鑲片底部。每個切刃(5)都具有中部(5a)和傾斜于鑲片底部的第一及第二側部(5b，5c)，而鑲片角由相鄰切刃的相鄰第一、第二側部(5b、5c)構成。鑲片角(6)和切刃(5)相對等分面(0-0)作鏡對稱。
文檔編號B23C5/02GK1154670SQ96190537
公開日1997年7月16日 申請日期1996年3月22日 優(yōu)先權日1996年3月22日
發(fā)明者A·薩特拉, D·阿格拉諾夫斯基 申請人:伊斯卡有限公司