專利名稱：用于在工作中精車凹槽的切削刀片及刀具的制作方法
技術領域：
在第一方面，本發(fā)明涉及一種用于在工件中精車旋轉(zhuǎn)對稱型凹槽的刀具，該刀具包括基體和切削刀片，該切削刀片由上側(cè)面、下側(cè)面和它們之間的至少一個間隙面所界定，并且能夠固定于包括在基體中的托架之上的刀座中，該托架具有窄的頸部以及從所述頸部側(cè)向突出的支撐部，該支撐部用于支撐相對于頸部側(cè)向突出以便使得能夠在工件中車削出在凹槽的狹窄缺口內(nèi)部埋頭并且具有比所述缺口更大的寬度的中空空間的內(nèi)部臺肩表面的切削刀片部分。
在第二方面，本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的刀具中的切削刀片。
背景技術：
在具有旋轉(zhuǎn)對稱的、例如圓柱形或者圓錐形的包絡面的工件中，有時形成具有基本為燕尾形的截面形狀的凹槽，所述凹槽用于將緊固元件固定于或者夾在從所生產(chǎn)的產(chǎn)品的包絡面突出的不同零件上。具有這種凹槽的產(chǎn)品實例在US 5,846,054、US6,065,938和US6,439,851中予以描述。更確切的，各緊固元件應該能夠插入凹槽中以便確保零件例如風機葉片等能夠抵抗離心力的作用，當該產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)時，所述離心力傾向于將該零件從產(chǎn)品徑向向外的拋出。各個凹槽均具有較窄的缺口以及位于材料中的更深處的中空空間，該缺口在產(chǎn)品或者工件的表面中開口，并且該中空空間比所述的缺口更寬。所述中空空間由底表面以及兩個通常凹曲的側(cè)表面所界定，所述側(cè)表面經(jīng)由臺肩表面轉(zhuǎn)化為缺口的限制表面，臺肩表面相對于通過凹槽的徑向平面或者對稱平面傾斜，并且當所述零件經(jīng)受離心力作用時，緊固元件上的在其外側(cè)車削出的同樣傾斜的表面壓靠在所述臺肩表面上。而且，在中空空間的底表面中，形成淺的埋頭孔，其在最終的加工操作中形成用于切削刀具的間隙(clearance)。在一些應用中，從工件加工出的最終產(chǎn)品或者結構部件是薄壁型的并且同時在強度和耐用性方面具有很高的要求。而且，對于最終結構部件的尺寸精確度的要求可能非常高，以便例如能夠防止所述的零件上下擺動或者使得所述零件能夠獲得準確的、理想的定位方式。
鑒于上述原因，非常關鍵的是，將中空空間的限制表面并且尤其是兩個傾斜的臺肩表面加工為具有較高的表面光潔度或者平滑度，而同時該加工操作不會引起以后能夠在材料中造成各種類型的內(nèi)部損傷例如導致裂縫形成的表面損傷或者缺陷。
對凹槽的加工基本在三個主要的步驟中進行，即粗車削、間隙埋頭孔的車削，以及精車削。粗車削操作的目的在于開槽出初始的凹槽，其一般截面形狀為燕尾形并且尚未獲得最終的、準確的尺寸。為此目的，至少使用一種刀具，其首先粗車削出具有平行的側(cè)限制表面的凹槽。在所述凹槽的底表面中，利用具有圓切削刀片的刀具車削出淺的、中心埋頭孔。然后，側(cè)向車削刀片朝向該初始凹槽的每一側(cè)進給，更確切的，其目的在于產(chǎn)生比外部缺口更寬的埋頭的中空空間。當該操作完成后，隨后進行精整操作，更確切的，利用多個具有類似于粗車削操作的首先在凹槽中沿著徑向進給并且然后垂直于徑向平面(即關于工件的旋轉(zhuǎn)軸線沿著軸向方向)進給的切削刀片的車削刀具執(zhí)行所述操作。以前公知的這種類型的精車刀具其形式基本為長并且窄的軸，該軸在其外自由端處形成有凹進部(大致深達等于軸的一半直徑的深度處)以便形成使得材質(zhì)比軸更加堅硬的切削刀片可以固定于其上的底座或者砧面。更確切的，通過焊接將切削刀片進行固定。這意味著，其中將磨損的切削刀片拆除的操作變得尤其復雜。可選的，利用焊接進行連接的切削刀片在切削刃磨損之后可以進行局部的再磨削，但是這種可選方案并不令人關注，因為由于切削刃的外形通過再磨削被減小而使得該切削刃的精度由此喪失。而且，以前公知的精車刀具的特征在于，最終的切削刀片的輪廓形狀、更確切的最終將對中空空間的內(nèi)部進行加工的弓形的切削刃的輪廓形狀，應該具有與所要加工出的中空空間中的最終表面的截面輪廓形狀相同的輪廓形狀。中空空間以及切削刃的輪廓形狀相互對應在實際中產(chǎn)生很多問題，其中最為明顯的一個問題在于切屑阻塞(chip stopping)。因此，在以前公知的精車刀具中，尤其是當切屑外形的一半已經(jīng)形成時如果操作人員沒有幫助將切屑導出凹槽，則易于發(fā)生切屑阻塞。這種切屑阻塞將導致顯著的危險性，即使得所加工的表面被劃傷。因此，相當數(shù)目的顯著程度或重或輕的傷痕將時常產(chǎn)生。而這又反之遲早將導致當成品在操作期間旋轉(zhuǎn)時在材料中形成裂紋。例如在用于噴氣式發(fā)動機的盤管中，在材料中形成裂紋的傾向?qū)⑹欠浅乐氐?，因為在該具有風機葉片的盤管上的應力通常極高。所以，這種盤管可以在高于10000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)并且在約400℃(從約-50℃到約+350℃)的溫度范圍內(nèi)進行操作。因此，為了抵消裂紋形成或者其它缺陷的危險性，在以前公知的技術中，進行大范圍的后處理，例如以噴砂和/或拋光/磨光的形式進行。然而這種后處理是非常耗時并且高成本的。利用以前公知的車削刀具的精車操作的另一個問題在于，所加工的表面趨向于形成波紋狀。該問題的一個可能原因在于，刀具的基體即長窄的軸較為薄弱，由此切削刀片并未保持固定在準確的期望位置中，尤其是當該刀具經(jīng)受大的切削力時，當凹槽的中空空間較為粗糙并且埋頭程度很深時即是這種情形。公知的精車技術的另一個問題在于，由于提升多個沉重的整體刀架而使得刀具需要很長的安置時間，并且除此之外，切削刀片應該調(diào)整并且固定在所期望的位置處。因為精車操作要求非常多(在特定的情形中14個或者更多)的具有不同的、不斷增加的尺寸的不同刀具并且隨著加工操作的進行這些刀具需要單獨的設置和固定，從而使得該問題變得尤為顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于消除上述問題并且在于提供一種改進的刀具以及一種改進的切削刀片，以用于對所述類型的凹槽進行精車加工。因此，本發(fā)明的主要目的在于提供這樣一種刀具，其使得能夠以如此方式精車凹槽的中空空間，即該中空空間的內(nèi)表面變得光滑并且精確從而消除或者降低進行后處理的需求。還一個目的在于提供一種刀具，通過其消除在中空空間中發(fā)生切屑阻塞的危險。再一個目的在于提供一種刀具，其能夠顯著減少在最初和最后的加工步驟之間的加工步驟的數(shù)目。本發(fā)明另一個目的在于提供一種刀具，它能夠以最少的安置時間進行安裝和拆除。


在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的刀具從前面斜向觀察的透視圖；圖2為局部的部件分解透視圖，示出包含在刀具中的與該刀具的基體中的刀座相分離的切削刀片；圖3為根據(jù)圖1的刀具的側(cè)視圖；圖4為從前面觀察的刀具的端視圖；圖5為從后面觀察的刀具的端視圖；圖6為從該刀具的上方觀察的放大的平面視圖；圖7為從下方觀察的刀具的切削刀片的放大的平面視圖；圖8為根據(jù)圖7的切削刀片的端視圖；圖9為從該切削刀片的上方觀察的平面視圖；圖10為另一個從切削刀片的上方觀察的放大的平面視圖，詳細地示意出該切削刀片的幾何形狀；圖11為局部切開的透視圖，示出該刀具與局部示出的工件相結合；圖12為從上方觀察的平面視圖，示出該刀具正在對工件進行加工，其中應該指出，基于基體進行觀察，該切削刀片采用右向安裝方式；圖13為類似的平面視圖，示出具有左向安裝的切削刀片的可選
具體實施例方式
在圖1和2中，示出一種形式為車刀的刀具，其包括基體1和以可拆卸方式安裝在基體上的切削刀片2。在該示例中，基體1具有圓柱形的主要部分3，能夠固定在機床(未示出)中的連接元件4從其后側(cè)延伸?；w在前面具有整體用5表示的托架，該托架具有其中能夠固定切削刀片2的刀座6。所述托架具有窄的頸部7以及從頸部側(cè)向突出的支撐部8。
下面將參考圖7-10詳細對切削刀片2做進一步的描述。
現(xiàn)在還參考圖3-6，其與圖1和2一起詳細示意了對于托架5的設計。在圖6中示出相對較薄的頸部7如何由兩個平的、相對的側(cè)表面9、10所限定，所述側(cè)表面優(yōu)選相互平行。支撐部8僅從頸部兩側(cè)的其中一側(cè)突出，即從基體觀察向右突出。頸部7的右側(cè)面9經(jīng)由過渡線11(見圖2和3)轉(zhuǎn)化成用12表示的限制表面，該限制表面還由距過渡線11一定距離的邊緣線13所界定。凸曲的前表面14從所述邊緣線延伸，該前表面在其與邊緣線13相對的區(qū)域內(nèi)連續(xù)的轉(zhuǎn)化成頸部7的平的側(cè)表面10。限制表面12在其頂部、即與刀座6相連接處是平的，如在圖6中利用直的邊緣線15所示意的輪廓。支撐部8沿著向后的方向或者從刀座6向下朝著下端面16變尖。更確切的，該支撐部沿著兩個不同的表面中變尖，因為不僅過渡線11，還有邊緣線13均成弓形彎曲，如從圖3和4中一起明顯示出的。由于該邊緣線13具有所述的弧形形狀，限制表面12沿著從刀座朝向支撐部下端的方向變尖，同時該限制表面沿其縱向方向具有凸曲的形狀(同樣該限制表面12沿其截面具有稍彎曲的形狀)。
為了確保在操作期間切削刀片的良好的穩(wěn)定性，所述的托架具有相當?shù)拈L度，例如該長度可從刀座6至下端面16進行計算。因此，在實際中，托架的長度L(見圖4)應該比例如在刀座6的區(qū)域中計算的寬度B至少大3倍、優(yōu)選5倍。在根據(jù)圖4的示例中，長度L超出寬度B約5、6倍。相對于切削刀片2的厚度(例如該厚度可在切削刀片的上下側(cè)面之間計算)，托架的長度L應該比切削刀片的厚度至少大5倍，優(yōu)選至少10倍。在該示例中，托架的長度L超出切削刀片的厚度約11倍。
現(xiàn)在參考圖12，其示意了根據(jù)本發(fā)明的車刀連同形式為用于噴氣式發(fā)動機的盤管的工件17。所述工件具有旋轉(zhuǎn)對稱的、更確切的說錐形的包絡面18，其中應該成形出連續(xù)的環(huán)形的凹槽19。在車削時，工件17繞著幾何中心軸線旋轉(zhuǎn)，該軸線在實際中位于距包絡面較長的距離處，但是考慮到繪圖方面的技術原因，利用很靠近包絡面的點劃線C示出該軸線。各個凹槽19形成為具有外缺口20以及位于其中的埋頭中空空間21，該中空空間具有比缺口20更大的寬度。所述中空空間21由底面22以及兩個凹曲的側(cè)限制表面24所界定，所述的側(cè)限制表面轉(zhuǎn)化為平的臺肩表面23，該臺肩表面相對于中心軸線C傾斜并且沿著向外朝向缺口20的方向匯聚。
在圖12中，用R表示一個垂直于工件17的旋轉(zhuǎn)軸線C的徑向表面。所述徑向表面R與通過刀具的垂直的中心參考平面相一致。因此將從此使用標記R表示通過刀具的中心參考平面以及通過缺口的徑向平面。該徑向平面R位于兩個臺肩表面23之間的一半距離處并且因此還形成凹槽19的對稱平面。在該示例中的臺肩表面相對于所述的對稱平面以約為45°的角度延伸，補角α大小為135°。
現(xiàn)在再次參考圖1-6，其中圖6示意了部分限定刀座6的邊緣線15如何相對于參考平面R成鈍角β延伸。所述角度β應該總是小于上述的角度α。在所示的示例中，當角度α為135°時，角度β大小為132°。這意味著邊緣線15從中空空間21的臺肩表面23離開約為3°的角度。
根據(jù)臺肩表面23的傾斜角度，上述角度β可以變化，但是，它應該至少為125°，或者優(yōu)選至少130°，并且最大為140°，或者優(yōu)選最大為135°。
在圖3和5中示出位于圓柱形部分3的后側(cè)上的連接元件4如何沿著向后的方向變尖，并且具有所謂的多邊形形狀的截面。更確切的，元件4的截面形狀由三個三角形狀的、凸曲的主表面所界定，它們經(jīng)由圓化的角部相互轉(zhuǎn)化，所述的角部具有比主表面顯著更小的彎曲半徑。這種類型的連接元件(能夠以商品名COROMANT CAPTO經(jīng)由商業(yè)途徑獲得)確保了在刀具和附屬的刀夾之間實現(xiàn)完全剛性的連接。
在基體1的圓柱形部分3的前側(cè)上，設置具有多個噴嘴25a的噴嘴板25(見圖1和4)，冷卻流體能夠通過所述的噴嘴朝向切削刀片2進行噴射，更確切的說朝向所述刀片的上側(cè)。在該示例中，在所述板上設置兩個噴嘴25a，即一個在左側(cè)，一個在右側(cè)，以便噴射低壓流體。該板還可以具有高壓噴嘴。而且，冷卻流體管道26在托架5的支撐部8中開口，其目的在于從下面朝向切削刀片噴射冷卻流體。
在圖3中，用M表示通過連接元件4和基體1的圓柱形部分3的假想的中心線。如圖3所明顯示出的，切削刀片2大致位于所述中心線的水平上。更確切的，切削刀片2的上側(cè)位于中心線M的延伸線中，用于切削刀片的支撐托架5從中心線M向下延伸。而且，該托架具有如此長度，使得其下部在圓柱形部分3的包絡面下面突出顯著的距離。有利的，托架的長度比圓柱形部分3的包絡面的圓周半徑超出多于50％的程度。
特別的參考圖6，應該指出，頸部7的側(cè)表面9基本位于參考平面R、即與基體垂直相交的中心平面內(nèi)。這意味著支撐部8其整體從由側(cè)表面10與參考平面R的假想延伸部所界定的材料部向一側(cè)延伸。用于將切削刀片進行固定的固定螺釘28(見圖2)的螺紋孔27相對于參考平面R對稱的定位(該孔的中心位于平面R內(nèi))。在支撐部8的傾斜邊緣15和基體上的相應傾斜的限制表面29之間形成橫截面為V形的空間30。如果該表面29相對于參考平面R以與邊緣15相同的角度傾斜，則V形空間30的孔徑角將等于84°。
在圖7-10中詳細示出的切削刀片2的特征在于，該刀片由于具有兩個相間隔的、凸弓形的并且可交替應用的側(cè)切削刃31而能夠轉(zhuǎn)位。以通常的方式，該切削刀片由上側(cè)面32、下側(cè)面33以及周邊間隙面34所限定，該間隙面在上側(cè)面32和下側(cè)面33之間延伸。在該示例中，上側(cè)面32是平的，并且由于間隙面34與上側(cè)面32成銳角γ延伸，該切削刀片具有正的切削幾何形狀。在實際中，該角度γ可以為83°，即間隙角為7°。在該切削刀片中，形成用于上述的固定螺釘28的通孔35。在其下側(cè)面上，該切削刀片形成有用于與刀座6的類似裝置相配合的裝置，以便防止該切削刀片在安裝狀態(tài)下發(fā)生角位移。所述的裝置有利的可以由切削刀片上的形式為凹痕或者為隆脊的所謂的橫齒(cross serration)構成，以便與刀座中的相應數(shù)目的隆脊或者凹痕接合。在所示的示例中，該切削刀片形成有兩個凹痕36a、36b，它們互相垂直的定向并形成十字形的構形，在鄰近的凹痕之間形成四分之一圓周狀的平臺37。在所述平臺中的兩個的自由角部處，形成較大的L形角部埋頭孔38，而另外兩個平臺則形成有類似的比埋頭孔38更小的角部埋頭孔39。兩個凹痕36a、36b的每一個均被中心孔35所截斷。換言之，各凹痕由相互共線的定位的兩個凹槽成形部構成，所述的凹槽成形部經(jīng)由所述的孔而相互間隔。
在刀座6中的相配合的耦合裝置由兩個隆脊40a、40b(見圖2)構成，它們相互間成直角延伸并形成與凹痕36a、36b的十字形構形相同形式的十字形的構形。該隆脊劃分出其中形成用以與前述的切削刀片中的角部埋頭孔38、39相接合的角部凸起41的四分之一圓周。在角部凸起41與隆脊40a、40b之間，形成兩對相互平行的凹槽，其中能夠接合切削刀片上的齒37。隆脊40a、40b(以及角部凸起41的)的深度稍小于凹痕36a、36b(以及各個角部埋頭孔38、39)的深度。這樣，可以確保所述的隆脊以及凸起并不分別在凹痕與埋頭孔內(nèi)到達底部。而且，應該指出，所有的隆脊與凹痕均具有斜切的或者傾斜的側(cè)表面，當通過緊固螺釘28而將切削刀片固定時，這些側(cè)表面可確保所述的隆脊能夠楔入所述的凹痕中。通過所述的耦合裝置，可以確保能夠利用將螺釘緊固的簡單操作而將切削刀片定位在非常準確的位置中，該刀片從此位置處不會通過角位移或者以其它方式而脫離與刀座的接合。因此，在實際中，能夠以0.01mm或者更小的尺寸精度將切削刀片安裝在刀具中。
如圖10最為明顯示出的，該切削刀片2具有基本為心狀的輪廓形狀，由位于對稱平面S兩側(cè)的兩個側(cè)切削刃31所限定，該平面S與孔35的中心相交?？?7的中心被垂直于對稱平面S的第二平面P相交。由于被對稱平面S所分隔的切削刀片的兩半是鏡象對稱的，僅對其中的一個半部即圖10中的左邊一半更加詳細的描述。切削刃31在公共的后角部刃42與前間隙刃43之間延伸，在該示例中所述前間隙刃為直的。如圖10所示，該切削刀片從前間隙刃的區(qū)域沿著朝向后角部刃的方向變尖，更確切的說是由于前間隙刃遠長于后角部刃。
每個側(cè)切削刃31均由多個具有不同的彎曲半徑的部分切削刃44、45、46與47構成。所述的部分切削刃與切削刃42、43一起包括在形成于切削刀片的平的上側(cè)面32與周邊的光滑間隙面34之間的過渡段中的連續(xù)的邊緣側(cè)邊或者切削刃中。例如由周邊中斷線48(見圖7和8)所確定的下側(cè)面33的輪廓形狀基本對應于刀座6的輪廓形狀。這意味著切削刀片的間隙面34與支撐部8的外表面相齊平的定位。換言之，切削刀片的間隙面34如此連接至支撐部8的外側(cè)，使得在切削刀片與支撐部之間的分界面中并不形成任何突變形式的凸起。因為就間隙面34與上側(cè)面成銳角γ延伸而言該切削刀片具有正的切削幾何形狀，該上側(cè)面32具有比下側(cè)面33更大的表面延伸范圍(因此垂直于切削刀片平面的上側(cè)面32的外邊緣凸起從各側(cè)均位于中斷線48的外側(cè))。
應該指出，邊緣42和43、它們均為直的，是相互平行的。
參考圖10，下面將給出根據(jù)本發(fā)明的切削刀片的形狀與尺寸的具體實例。在此情形，該切削刀片具有9mm的寬度W(W/2＝4.5mm)以及8.5mm的長度I。平面P分別與間隙刃43以及角部刃42之間的距離D1、D2是一樣大的并且等于4.25mm。換言之，孔35的中心位于邊緣42和43之間的一半距離處。單獨的部分切削刃46是圓弧形的并且具有7.6mm的半徑R3。角部刃42是直的并且經(jīng)由具有2.5mm的半徑R4的部分切削刃47轉(zhuǎn)化成部分切削刃46。對稱平面S與角部刃42轉(zhuǎn)化成部分切削刃47的所在的點之間的距離D3等于0.3mm。部分切削刃46的半徑R3的中心E位于對稱平面S的右側(cè)并且位于平面P的上方。換言之，單獨的部分切削刃46(其在所有的部分切削刃44、45、46、47中是最長的)的中心E位于與所述部分刃相對的由對稱平面S所限定的切削刀片的半部上，并且位于該切削刀片的前面部分上，即在平面P與前間隙刃43之間。直線F從所述的點E垂直于對稱平面S延伸。部分切削刃46在所述直線F與該切削刀片的左邊緣相交處轉(zhuǎn)化成部分切削刃45，該部分切削刃45又轉(zhuǎn)化成部分切削刃44。部分切削刃45具有2.1mm的半徑R2以及約43.5°的弧角b2，而部分切削刃44具有2.2mm的(稍大一些的)半徑R1以及46.5°的弧角b1。部分切削46的弧角b3等于48.5°，而部分切削刃47的弧角b4為41.5°。平面P與點E之間的距離D4等于2.1mm，而距離D5(＝間隙刃43長度的一半)等于2.3mm。換言之，間隙刃43具有4.6mm的長度。顯然所形成的切削刃31是鏡象反轉(zhuǎn)的并且距對稱平面S相同的距離。
從上面所述，顯然最長的部分切削刃46的彎曲半徑R3大于其它部分切削刃44、45、47的每一個的彎曲半徑。在該示例中，與次大的彎曲半徑R4相比，彎曲半徑R3約超出其3倍。所述彎曲半徑之間的關系本身可以改變，但是在所有情形，彎曲半徑R3應該至少為其它部分切削刃的最大彎曲半徑的兩倍。
而且，應該指出，部分切削刃44、45的總弧角(b1+b2＝90°)顯著大于最長的部分切削刃46的弧角(b3＝48.5°)。
在圖11中，示出所述的刀具對工件17進行加工。在圖中，T表示在旋轉(zhuǎn)對稱的工件中車削的圓槽19的假想切線，而點劃線G表示垂直于切線T的平面。如果切線T是垂直的，則平面G相應的沿著水平方向定向(直線G沿著位于工件的幾何旋轉(zhuǎn)軸線與周邊之間的一條假想半徑的延伸線延伸)。如通過直線H所示，切削刀片2相對于平面G成一定的有限角度δ定向。所述的角度δ必須小于切削刀片的間隙角(＝7°)并且在實際中可位于1-4°的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的刀具在車削期間的操作下面參考圖13-16描述該刀具的操作，在這些圖中示出具有左向安裝的切削刀片的刀具。在這方面，應該指出，根據(jù)本發(fā)明的同一切削刀片能夠普遍用于兩種類型的刀具，即右向切削刀具以及左向切削刀具。
在準備步驟中，利用傳統(tǒng)的插刀(未示出)，粗車削出具有四邊形截面形狀的凹槽，其輪廓在圖14中利用平行的點劃線49進行示意。在下一步驟中，在該凹槽的底面中，利用圓切削刀片(未示出)車削出淺的埋頭孔50以便形成間隙。在實際中，所述埋頭孔可以具有大致0.05mm的深度。之后，形成內(nèi)部中空空間21的期望輪廓，該空間在工件中向內(nèi)擴展。所述的輪廓成形操作開始于對凹槽一側(cè)的加工。更確切的，將切削刀片2從外部傾斜的、即以45°的角度插入，如在圖14中利用箭頭所示。在其進入工件的運動中，利用適當?shù)能浖υ摰毒呒右钥刂剖蛊涮幱诖_定的、所期望的運動軌跡中。在此方面，沿著在切削刀片上從接觸點Q順時針方向延伸的部分切削刃進行去屑操作。上述間隙刃43從所述點Q與該線性運動軌跡成一定角度的向后延伸，其中所述點Q隨切削刀片沿圖14的箭頭方向的運動而運動。更確切的，切削刃43相對于所述運動軌跡沿著逆時針方向稍微傾斜。這意味著切削刃43離開所加工的表面，如在圖15中明顯示出的。
在實際中，可以在一個單獨的步驟或者過程中進行加工。從而將切削刀片按照圖14所示側(cè)向的傾斜插入至期望的切削深度，并且然后沿著根據(jù)圖16的箭頭方向?qū)⑵涑疾鄣闹行牟迦搿．斖瓿蓪A斜的臺肩表面23的加工并且點Q到達根據(jù)圖15的位置時，切削刀片處于這樣一種位置，其中從點Q接近至切削刃47(見圖10)的切削刃的輪廓形狀確定了凹槽一側(cè)中的最終輪廓形狀。從根據(jù)圖15的位置開始，沿著向內(nèi)的方向使得切削刀片垂直于凹槽的對稱平面R運動從而當其到達埋頭孔時最終離開。
以相同的方式對該凹槽的相對側(cè)進行車削，但是是利用具有右向安裝的切削刀片的刀具(根據(jù)圖12)進行。
本發(fā)明的優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的刀具的主要優(yōu)點在于其堅固耐用并且由此確保能夠執(zhí)行穩(wěn)定的、無振動車削操作，從而使得所加工的表面，尤其是凹槽的中空空間中的關鍵的、傾斜的臺肩表面變得光滑并且具有精確的尺寸。多種因素均有助于實現(xiàn)所述的穩(wěn)定性。其中尤其是，在切削刀片和刀座之間的界面中的所述齒槽齒(rudge teeth)或者鎖定裝置保證了該切削刀片能夠定位在非常準確的位置中，并且同時在車削期間以可靠的方式保持在該位置中。為此，長的托架以及附屬支撐部能夠確保該切削刀片即便在切削刀片經(jīng)受非常大的切削力的情形中仍然以準確的方式保持其相對于旋轉(zhuǎn)工件的切向位置。位于基體后部中的所述連接元件同樣有助于刀具的穩(wěn)定性。由于所述連接元件(本質(zhì)上以公知的方式)具有變尖的形狀以及多邊形截面的這樣一個事實，能夠保證將所述基體非常牢固的固定在附屬機器中。以這種方式，能夠有效的抵消基體以及切削刀片各自分別產(chǎn)生角位移的趨勢。另一個優(yōu)點在于，所述的該切削刀片能夠普遍的用于右向車削以及左向車削刀具。由于刀片承載托架的支撐部的獨特的、變尖的形狀，還能保證該切削刀片能夠插入所述凹槽中并且加工向內(nèi)車削的臺肩表面而同時托架不會與工件相碰撞。由于切削刀片傾斜的、例如以45°的角度進給到凹槽中并且具有正的切屑角，所去除的切屑將經(jīng)由窄的缺口離開凹槽而不會擊打該凹槽的相對側(cè)。換言之，能夠防止切屑阻塞。這又導致進行后處理的需要不復存在或者被減輕。同樣，所必需的精加工步驟的數(shù)目得以降低，更準確而言降低至兩個步驟，即凹槽左側(cè)的加工步驟及其右側(cè)的加工步驟。由于該刀具能夠以最少的安置時間進行安裝和拆卸的事實，獲得所期望凹槽的加工時間被進一步的縮短。
本發(fā)明的可行性修改本發(fā)明并不僅僅局限于上述的并且示于附圖中的實施例。因此，刀具中所包含的基體以及可更換的切削刀片能夠在所附權利要求的范圍內(nèi)以各種不同的方式進行改變。例如，利用不同于在附圖中所示例類型的橫齒的其它裝置將切削刀片固定在基體的刀座中是可行的。雖然該切削刀片適合具有心形的輪廓形狀，各個細節(jié)可以被改變。例如，在兩個切削刃之間延伸的長的間隙刃可以形成為凹弓形的而非直線形的。
總之，應該指出，所述的刀具主要用于車削金屬工件，其基體優(yōu)選由鋼材等材料制成，而切削刀片則由硬質(zhì)合金、陶瓷金屬等材料制成。
參考標記列表1基體2切削刀片3圓柱形部分4連接元件5托架6刀座7頸部8支撐部9頸部的側(cè)表面10頸部的側(cè)表面11過渡線12限制表面13支撐部的邊緣線14托架的前表面15沿著刀座的邊緣線16托架的下端面17工件18工件的包絡面19工件中的環(huán)形凹槽20凹槽中的外缺口21中空空間22中空空間中的底部23臺肩表面24側(cè)限制表面25噴嘴板25a噴嘴26冷卻流體管道27用于固定螺釘?shù)目?8固定螺釘
29基體的限制表面30V形空間31切削刃32切削刀片的上側(cè)面33切削刀片的下側(cè)面34切削刀片的間隙面35切削刀片中的孔36切削刀片中的凹痕37切削刀片的平臺38切削刀片中的角部埋頭孔39切削刀片中的角部埋頭孔40刀座中的隆脊41刀座的角部凸起42切削刀片的后角部刃43切削刀片的前間隙刃44切削刀片的部分切削刃45切削刀片的部分切削刃46切削刀片的部分切削刃47切削刀片的部分切削刃48切削刀片的輪廓線49凹槽界線50底部埋頭孔
權利要求
1.一種用于在工件中精車旋轉(zhuǎn)對稱的凹槽(19)的刀具，包括基體(1)和切削刀片(2)，該切削刀片由上側(cè)面(32)、下側(cè)面(33)以及位于所述兩個側(cè)面之間的至少一個間隙面(34)所界定，并且能夠固定在包含于基體中的托架(5)上的刀座(6)中，該托架具有窄的頸部(7)以及從所述頸部側(cè)向突出的支撐部(8)，該支撐部用于支撐相對于頸部側(cè)向突出的切削刀片(2)的部分，以便能夠在工件中車削在凹槽(19)的缺口(20)內(nèi)部埋頭并且具有比所述缺口更大的寬度的中空空間(21)的內(nèi)部臺肩表面(23)，其特征在于，該切削刀片(2)由于具有兩個間隔開的、凸弓形的并且能夠交替應用的側(cè)切削刃(31)而能夠轉(zhuǎn)位，并且具有用于螺釘(28)的孔(35)，利用該螺釘能夠?qū)⑺銮邢鞯镀瑠A緊并且固定在托架(5)上的刀座(6)中，所述刀座(6)以及切削刀片(2)上的下側(cè)面(33)具有相互配合的裝置(36、40)以便防止該切削刀片相對于刀座產(chǎn)生角位移。
2.根據(jù)權利要求1的刀具，其特征在于，托架(5)具有至少超出在所述支撐部(8)的區(qū)域中計算的寬度(B)的3倍的長度(L)。
3.根據(jù)權利要求1或2的刀具，其特征在于，托架(5)的長度(L)至少超出在切削刀片的上側(cè)面和下側(cè)面(32、33)之間計算的切削刀片(2)的厚度的5倍。
4.根據(jù)前面任一權利要求的刀具，其特征在于，托架(5)的頸部(7)由兩個平的、相對的側(cè)表面(9、10)所界定，其中的第一側(cè)表面(9)經(jīng)由弓形的過渡線或者區(qū)域(11)而轉(zhuǎn)化為所述支撐部(8)。
5.根據(jù)前面任一權利要求的刀具，其特征在于，支撐部(8)從刀座(6)沿著向后或者向下的方向變尖，從而不受所述中空空間(21)的內(nèi)部臺肩表面(23)的影響。
6.根據(jù)權利要求4或5的刀具，其特征在于，支撐部(8)的錐形形狀不僅由該支撐部與第一側(cè)表面(9)之間的弓形過渡線(11)所界定，而且還由形成在該支撐部之上并且與所述弓形過渡線相間隔的邊緣線或者脊線(13)所界定。
7.根據(jù)前面任一權利要求的刀具，其特征在于，冷卻流體管道(26)在支撐部(8)的外側(cè)中開口以便沿著切削刀片(2)的方向噴射冷卻流體。
8.根據(jù)前面任一權利要求的刀具，其特征在于，與刀座(6)相連接的支撐部(8)的輪廓與具有側(cè)切削刃(31)的切削刀片上的角部的下側(cè)面(33)的輪廓形狀(48)相對應，從而使得切削刀片上的間隙面(34)與支撐部(8)的外側(cè)相齊平的定位。
9.根據(jù)權利要求4-8中任何一個的刀具，其特征在于，限定與頸部(7)的第一側(cè)表面(9)相連接的刀座的邊緣(15)相對于所述側(cè)表面成鈍角(β)延伸，該角度(β)最小為125°并且最大為140°。
10.根據(jù)前面任一權利要求的刀具，其特征在于，基體(1)包括凸形的、變尖并具有多邊形截面的連接元件(4)。
11.根據(jù)前面任一權利要求的刀具，其特征在于，用于防止切削刀片產(chǎn)生角位移的所述裝置由形式為切削刀片(2)的多個凹痕(36a、36b)或者隆脊的橫齒構成，所述凹痕或者隆脊相互間成一定的角度定向，以便與刀座(6)的相應數(shù)目的隆脊(40a、40b)或者凹痕相接合。
12.根據(jù)權利要求9和11的刀具，其特征在于，所述的凹痕在切削刀片中形成并且由兩個凹痕(36a、36b)構成，所述凹痕相互間垂直的設置并且形成十字形的構形，而所述的隆脊形成在刀座(6)中并且由兩個隆脊(40a、40b)構成，所述隆脊具有與所述凹痕相配合的形狀并且相互間垂直的設置以形成十字形的構形，第一隆脊(40a)垂直于刀座的限制邊緣(15)定向。
13.一種用于根據(jù)前面任一權利要求的刀具的切削刀片，包括上側(cè)面(32)、下側(cè)面(33)和位于所述兩個側(cè)面之間的間隙面(34)，以及用于螺釘?shù)目?35)，其特征在于，該切削刀片由于具有兩個間隔開的、凸弓形的側(cè)切削刃(31)而能夠轉(zhuǎn)位，并且所述下側(cè)面(33)具有用于防止該切削刀片產(chǎn)生角位移的裝置(36)。
14.根據(jù)權利要求13的切削刀片，其特征在于，該切削刀片具有基本為心狀的輪廓形狀，該形狀由兩個凸弓形的邊緣(31)所限定，所述邊緣形成所述側(cè)切削刃并且關于對稱平面(S)是鏡象反轉(zhuǎn)對稱的而且距所述平面間隔相等的距離，該對稱平面(S)經(jīng)由中間的、前間隙刃(43)橫貫孔(35)，該切削刀片沿著朝向與所述間隙刃(43)相間隔的后端的方向變尖。
15.根據(jù)權利要求12或13的切削刀片，其特征在于，各個側(cè)切削刃(31)包括多個具有不同彎曲半徑的部分切削刃(44、45、46、47)。
16.根據(jù)權利要求14或15的切削刀片，其特征在于，所述的兩個側(cè)切削刃(31)在該切削刀片后部的、薄的端部處通過直刃(42)相間隔開，所述直刃平行于并且短于前間隙刃(43)。
17.根據(jù)權利要求15或16的切削刀片，其特征在于，最長的部分切削刃(46)為圓弧形的，并且其中心(E)一方面位于與所述部分切削刃相對并由對稱平面(S)所限定的的切削刀片的半部上，并且另一方面位于前間隙刃(43)與平面(P)之間的區(qū)域中，該平面(P)垂直于對稱線(S)并且與孔(35)的中心軸線相交。
18.根據(jù)權利要求14-17中任何一個的切削刀片，其特征在于，所述的兩個側(cè)切削刃(31)之間的前間隙刃(43)是直的并且以兩個切削刃(31)中的第一部分刃(44)的延伸方向的切線的形式延伸。
19.根據(jù)權利要求17或18的切削刀片，其特征在于，最長的部分切削刃(46)的彎曲半徑(R3)至少為其它部分切削刃(44、45、47)的任何一個的彎曲半徑(R1、R2、R4)的兩倍。
20.根據(jù)權利要求13-19中任何一個的切削刀片，其特征在于，在下側(cè)面上用于防止產(chǎn)生角位移的裝置由形式為相互間成一定的角度定向的多個凹痕(36a、36b)的橫齒構成，所述凹痕用于接合位于刀具基體(1)上的刀座(6)中的相應數(shù)目的隆脊(40a、40b)。
21.根據(jù)權利要求20的切削刀片，其特征在于，兩個凹痕(36a、36b)相互間垂直的設置并且形成十字形的構形。
22.根據(jù)權利要求21的切削刀片，其特征在于，第一凹痕(36a)垂直于切削刀片的長間隙刃(43)延伸并且位于弓形的側(cè)切削刃(31)之間的一半距離處。
23.根據(jù)權利要求21或22的切削刀片，其特征在于，第二凹痕(36b)位于切削刀片的前、后限制邊緣(43、42)之間的一半距離處并且與孔(27)的中心相交。
24.根據(jù)權利要求13-23中任何一個的切削刀片，其特征在于，所述上側(cè)面(32)是平的，該切削刀片上的所有邊緣或者切削刃(31、42、43)均位于共同的平面之內(nèi)。
25.根據(jù)權利要求13-29中任何一個的切削刀片，其特征在于，該切削刀片由于所述上、下側(cè)面(32、33)之間的間隙面(34)與上側(cè)面成銳角(γ)延伸而具有正的切削幾何形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在工件中精車旋轉(zhuǎn)對稱型凹槽的刀具。該刀具包括基體(1)和切削刀片(2)，該切削刀片能夠固定于包括在基體中的托架(5)之上的刀座(6)中，該托架具有窄的頸部(7)以及從所述頸部側(cè)向突出的支撐部(8)，該支撐部用于支撐相對于頸部側(cè)向突出以便使得能夠在工件中車削出在凹槽的缺口內(nèi)部埋頭并且具有比所述缺口更大的寬度的中空空間的內(nèi)部臺肩表面的切削刀片(2)的部分。根據(jù)本發(fā)明，該切削刀片(2)由于具有兩個間隔開的、凸弓形的并且能夠交替應用的切削刃(31)而能夠轉(zhuǎn)位，并且具有用于螺釘(28)的孔(35)，利用該螺釘能夠?qū)⑺銮邢鞯镀瑠A緊并且固定在托架上的刀座(6)中。所述刀座(6)具有裝置(40a、40b)，用以與切削刀片的下側(cè)面上的類似裝置相配合以防止該切削刀片相對于刀座產(chǎn)生角位移。
文檔編號B23B27/16GK1758974SQ200480006789
公開日2006年4月12日 申請日期2004年3月9日 優(yōu)先權日2003年3月14日
發(fā)明者英厄馬爾·赫斯曼, 肯尼斯·倫德貝里, 奧韋·倫德, 卡爾-戈蘭·彼得松, 安德斯·弗雷特蘭德 申請人:山特維克知識產(chǎn)權股份有限公司, 沃爾沃航空公司