切割插入件以及工件加工工具的制作方法
【專利說明】切割插入件以及工件加工工具
[0001]本發(fā)明涉及一種切割插入件，特別涉及一種用于工件加工工具的切向切割插入件。而且，本發(fā)明涉及一種工件加工工具，特別涉及一種用于切向銑削的工具，該工具具有工具保持器，該保持器具有至少一個切割插入件接納器，根據(jù)本發(fā)明的切割插入件被可釋放地緊固于該接納器。
[0002]一般表示可轉(zhuǎn)位切割插入件或特別表示切向切割插入件的這種類型的切割插入件，通常應(yīng)用于金屬加工，特別應(yīng)用于銑削或車削。主要地，該切割插入件用于切向銑削。使用這種切割插入件的銑削工具典型地包括旋轉(zhuǎn)對稱的工具保持器，至少一個但通常是多個所述的切割插入件被可釋放地緊固在該工具保持器周邊。
[0003]通過形成在切割插入件中的高精度刀刃或切割刃來確保銑削操作期間從工件中去除材料。為了保持盡可能低的磨損、承受加工處理期間產(chǎn)生的非常高的切割力以及確保盡可能高的精度，這些切割插入件通常由碳化合金制造。盡管如此，由于較高的材料應(yīng)力，切割刃隨時間而磨損，因此，必須在一定時間后更換切割插入件，特別是對于要求較高精度的銑削操作而言。
[0004]為了防止每次切割刃磨損時必須整體更換相對昂貴的切割插入件，已經(jīng)開發(fā)了具有多個切割刃以彼此相對的對稱方式布置的多面切割插入件。從EP1572407B1的示例中已知了這種具有四個等同主切割刃的可轉(zhuǎn)位切割插入件，其中，該四個等同的主切割刃以彼此相對的對稱方式布置。
[0005]其中示出的可轉(zhuǎn)位切割插入件形成為關(guān)于它的三個主軸線的每一個經(jīng)180°旋轉(zhuǎn)對稱。一旦所使用的主切割刃磨損，可轉(zhuǎn)位切割插入件能夠因此被旋轉(zhuǎn)和/或反轉(zhuǎn)180°，并被緊固于工具保持器中的新位置。因此，在四個主切割刃之一的磨損事件中，不必全部更換可轉(zhuǎn)位切割插入件，而僅在保持器中旋轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而能夠利用之前未使用的、未磨損的主切割刃繼續(xù)加工。
[0006]由于可轉(zhuǎn)位切割插入件的對稱屬性，其中，每個主切割刃具有相同的切割刃幾何形狀，所以，通過反轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)可轉(zhuǎn)位切割插入件不改變切割屬性。換言之，因此，一個相同的可轉(zhuǎn)位切割插入件能夠使用四次，直到所有的切割刃磨損且必須處置可轉(zhuǎn)位切割插入件。
[0007]相對于簡單的、非反轉(zhuǎn)切割插入件，這種可轉(zhuǎn)位切割插入件提供更大的靈活性，并且，由于它們可反復(fù)使用，在不損失相關(guān)加工準(zhǔn)確度的情況下，能夠使用更長時間。盡管制造這種四刃可轉(zhuǎn)位切割插入件比傳統(tǒng)的、單刃(非反轉(zhuǎn))切割插入件更復(fù)雜，但已證明它們不僅更通用，而且，整體考慮時，對于消費者更符合成本效益。
[0008]然而，從這種可轉(zhuǎn)位切割插入件制造商的角度來看，結(jié)構(gòu)方面的問題不僅在于，實現(xiàn)這種具有多個等同切割刃的可轉(zhuǎn)位切割插入件的對稱屬性，而且在于，同時還確保這些切割刃的每一個具有相同的加工屬性并因此以等同方式使用。最大的問題常常是，在這種情況下，避免與工具保持器或切割插入件的其它組件的可能碰撞以及確保切割插入件在工具保持器的工具接納器中的安全就位，從而確保最佳的力引入。
[0009]特別是，必須小心確保在特定時間未使用的切割刃或切割插入件的其它組件不以非期望的方式與工件碰撞。因此，切割插入件與工件的碰撞一定不能發(fā)生在沒有使用工件加工工具的各個特定時間。換言之，必須小心確保在特定時間未使用的切割刃自由運行。按理來說，相比于僅有一個切割刃的傳統(tǒng)切割插入件的情況，在具有多個可交替使用的切割刃的可轉(zhuǎn)位切割插入件的情況中，這些要求更難以滿足。
[0010]上述對稱屬性、剩余切割刃的自由運行以及避免切割插入件與工件的非期望碰撞，在EP1572407B1中已知的可轉(zhuǎn)位切割插入件的情況中得以解決，其中，可轉(zhuǎn)位切割插入件具有兩個部件，該兩部件圍繞可轉(zhuǎn)位切割插入件的主軸線相對于彼此扭轉(zhuǎn)經(jīng)過預(yù)定角。在這種情況中，主切割刃相對于彼此各扭轉(zhuǎn)經(jīng)過預(yù)定角。通過這種方法，能夠以技術(shù)上可持續(xù)方式來確保要求的對稱屬性以及自由運行屬性。另一方面，在這種可轉(zhuǎn)位切割插入件自身扭轉(zhuǎn)的情況中，產(chǎn)生了相對大量的復(fù)雜形狀表面。這種扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致制造技術(shù)上非常苛求的相對復(fù)雜的前刀面，特別是在主插入件表面處。即使這種類型苛求制造在技術(shù)上應(yīng)該可行，但其與非常高的制造成本關(guān)聯(lián)。最終，對于終端消費者來說，這導(dǎo)致可轉(zhuǎn)位切割插入件的較高的單位成本。
[0011]本發(fā)明基于的目標(biāo)是，提供開始所提到的切割插入件類型，該類型的切割插入件提供上述現(xiàn)有技術(shù)已知的可轉(zhuǎn)位切割插入件的替代，并且，特別容易制造。
[0012]從開始提到的切割插入件來繼續(xù)進(jìn)行描述，這個目標(biāo)這樣實現(xiàn)，即切割插入件圍繞孔軸線呈180°旋轉(zhuǎn)對稱，孔軸線垂直地并在中心延伸穿過切割插入件的兩個相對的、等同的基準(zhǔn)表面；以及切割插入件具有沿著中心平面連接的兩個等同部件，中心平面正交于孔軸線延伸并且到兩個基準(zhǔn)表面的距離相同，其中，各個部件具有兩個等同的彼此相對的主面以及兩個等同的彼此相對的次面，其中，各主面具有直線主切割刃，直線主切割刃平行于中心平面延伸，并且，各次面具有平坦的支撐表面，支撐表面正交于中心平面延伸，其中，各部件的兩個主切割刃彼此平行并橫向于另一部件的兩個主切割刃延伸，并且，其中，各部件的兩個主切割刃平行于另一部件的兩個支撐平面延伸，其中，各主切割刃在其各自的第一端部轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝环侄吻懈钊?，第一分段切割刃布置在相同部件的相鄰次面上設(shè)置的第一凸起上，并且，其中，各主切割刃在其各自的、與第一端部相對的第二端部、轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙侄吻懈钊校诙侄吻懈钊胁贾迷谙嗤考牧硪幌噜彺蚊嫔显O(shè)置的第二凸起上，其中，第一凸起與第二凸起分別毗連布置在相同次面上的支撐表面并相對于支撐表面突出。
[0013]因此，上述目標(biāo)全部得以解決。
[0014]本發(fā)明人已成功地提供了完全新穎的四刃切割插入件，相比現(xiàn)有技術(shù)中已知的切割插入件，該四刃切割插入件不僅從制造角度是有益的，而且從改進(jìn)的切割屬性考慮也是有益的。盡管根據(jù)本發(fā)明的切割插入件，與從EP1572407B1中已知切割插入件的方式類似，具有兩個結(jié)合在一起的等同部件，并且同樣是圍繞在中心延伸穿過切割插入件的孔軸線對稱地旋轉(zhuǎn)經(jīng)過180°，然而，從結(jié)構(gòu)角度或從幾何形狀以及制造角度來看，根據(jù)本發(fā)明的切割插入件均不能與從EP1572407B1已知的切割插入件比較。在根據(jù)本發(fā)明的切割插入件中，切割幾何形狀以及支撐表面均以完全不同的方式配置，其中，該支撐表面設(shè)置于切割插入件上，并且切割插入件用該支撐表面來抵靠工具保持器。與從EP1572407B1中已知的切割插入件相反，根據(jù)本發(fā)明的切割插入件也沒有配置為圍繞所有主軸線而是僅圍繞中心孔軸線180°旋轉(zhuǎn)對稱。當(dāng)從一個切割刃改變至另一個切割刃時，在沒有加工或切割屬性改變的情況下，切割插入件上所提供的所有四個等同的、直線主切割刃(刀刃)仍然能夠以等同方式使用。
[0015]在這一點上，應(yīng)該注意的是，在本發(fā)明的含義內(nèi)“180°旋轉(zhuǎn)對稱”意味著當(dāng)圍繞孔軸線旋轉(zhuǎn)經(jīng)過180°時，切割插入件映射至自身之上。而且，應(yīng)該提到的是，本文定義的“部件(Teilkoerpern) ”并不旨在理解為彼此分離的切割插入件的分離組件，而僅僅旨在表明根據(jù)本發(fā)明的切割插入件由兩個主體組成，該兩個主體以幾何上等同的方式構(gòu)造并共同形成切割插入件。在本實施方式中，這兩個部件沿著中心平面整體地連接在一起。
[0016]這兩部件中的每一個具有兩個基準(zhǔn)表面之一，該兩個基準(zhǔn)平面平行于彼此延伸，并通過兩個相對主面以及兩個次面，在橫向延伸于此的立體面上被空間地分隔，其中，所述兩個主面與兩個次面橫向于基準(zhǔn)表面布置且同樣彼此相對。因此，主面與次面各指定各自部件的兩個相對的立體面，其與基準(zhǔn)表面一起分隔各部件的表面。
[0017]每個部件的這兩個主面的每一個或者具有主切割刃布置其上的切割插入件的所有四個主面與中心平面以直線且平行的方式延伸，并且這些面的各端部毗連第一分段切割刃與第二分段切割刃?！暗谝环侄吻懈钊小迸c“第二分段切割刃”的表述應(yīng)該理解為僅是對于切割插入件的不同分段刃的指定，也就是說，并不作為數(shù)值限制。因此，根據(jù)本發(fā)明的切割插入件作為整體，不僅具有四個主切割刃，而且具有四個第一分段切割刃以及四個第二分段切割刃。由于彼此之間幾何形狀以及大小的差異，第一分段切割刃與第二分段切割刃在本實施方式中僅保持分開。第一分段切割刃與第二分段切割刃布置于切割插入件的八個空間外部拐角處。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選配置，第一分段切割刃與第二分段切割刃各配置為拐角半徑或拐角斜面。由于用這些拐角半徑或拐角斜面同樣能夠加工工件，在本實施方式中，這些拐角半徑或拐角斜面指定為第一分段切割刃與第二分段切割刃。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的切割插入件的一個基本特征是，即提到的第一分段切割刃與第二分段切割刃被分別布置在各部件的各次面上設(shè)置的第一凸起與第二凸起處。用語“第一凸起”與“第二凸起”應(yīng)僅被看作是各相同形狀或相同大小的凸起的名稱或定義，或者看作是，對于兩種不同類型凸起的區(qū)別術(shù)語，即第一凸起和第二凸起，該第一凸起與第二凸起布置于切割插入件拐角區(qū)域的各部件的次面上。在本實施方式中，各個第一凸起中的一個以及各個第二凸起中的一個毗連平坦支撐表面的端部并相對于支撐表面突出，其中，該平坦支撐表面布置在相同的次面上。因此，第一凸起與第二凸起理解為材料凸起或材料高度，它們被分別布置在各部件的次表面上并相對于毗連的支撐表面橫向地突出。
[0019]在本實施方式中，使用這些凸起使得在次切割刃上產(chǎn)生間隙角，該間隙角旨在確保切割插入件必須的自由運行屬性。換言之，因此，在第一凸起與第二凸起中形成間隙角，對于加工期間所要求的切割插入件的自由運行屬性，該間隙角是必須的。發(fā)生這種情況主要在于，各凸起具有平坦的和/或復(fù)雜形狀的表面，并且相對于相鄰的支撐表面以及相對于相鄰的次切割刃傾斜，使得在切割插入件的拐角處產(chǎn)生間隙角。由于在這些第一凸起與第二凸起中布置或形成間隙角，為了有效地避免與加工期間那些未使用的切割插入件的組件碰撞，切割插入件不必過度地扭轉(zhuǎn)自身。另外，如EP1572407B1已知