專利名稱：切削刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削刀具，它具有至少帶有用于可更換切削刀插片的缺口的一個刀具支座，其中缺口具有一個適應(yīng)切削刀插片幾何形狀的支承面及至少一個圓柱形或鈍圓錐段形或錐形的側(cè)向接觸面。
設(shè)置成可以在一個刀具支座上更換的切削刀插片具有其優(yōu)點(diǎn)原來的刀具在磨損后可用新的來替換，由此可避免長的停車時間及較高的成本，因那時沒有受到磨損的部分(如刀具支座)也必須一起被換下。也帶來了所謂雙面切削刀片的進(jìn)步，它在一個切削角或切削刃磨損后，通過轉(zhuǎn)動可使它在切削刀具支座的切削刀片座中再定位，以使得能利用另一個以前未使用過的切削刃工作。在實(shí)際中雙面切削刀片對于所有的切削加工過程，如車削，銑削，拉削，刨削，車-拉削或車-車-拉削或類似的變型中已經(jīng)是公知的。
此外，由DE2653222A1公知了一種切削刀具，在其上設(shè)置了至少一個構(gòu)成凸塊形狀的第一定位部件，而刀具體構(gòu)成一個固定支承，在該支承上至少設(shè)有構(gòu)成凹槽的一個第二定位部件。然而所述的定位部件可以構(gòu)成彼此可插入的，并使得插入的刀片與支承在一個可選定的彼此相對定位的位置上被固定，及當(dāng)這兩者彼此被固定地夾緊后，則避免了刀具插片與支承之間的相對位移。盡管這里沒有涉及具有圓柱形或鈍圓錐段形成錐形的側(cè)向接觸面，所述這些定位部件亦用作形狀鎖合件及夾持部件，但具有幾何形狀過配合的危險(xiǎn)。
在DE2826564C2中涉及一種可在一個縱向延伸的軸上調(diào)整方位的具有盒形形狀的切削刀片支架，在其上使一個三角形雙面切削刀片定位。該切削刀片支架具有一個普通的圓柱形主件及離開主件側(cè)面的切削刀片支持件，其中主件具有一個接收螺桿的透孔，由此使切削刀片支架固定到刀具支架上。為了相對于軸使切削刀片支架的角度位置定位，設(shè)置了一個調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置在切削刀片支架的表面上設(shè)有角狀布置的凹陷及設(shè)有一個調(diào)節(jié)及定位螺絲，該螺絲與刀具支架軸的上臂形成螺接，用以選擇地與切削刀片支架表面上的一個凹陷形成嵌合。然而這種實(shí)施形式需要大量的位置。
在DE3818970C1中也描述了一種刀具，在其上固定了在一中間板接收座中不能轉(zhuǎn)動地被夾持著的切削刀片，其中中間板可在刀具支架的圓弧形缺口中轉(zhuǎn)動并可相對于刀具支架在多個角度位置上定位，為此在中間板上或缺口上帶有接頭，該接頭將插入到在缺口上或中間板上的多個相同截面的凹槽中的一個內(nèi)。中間板上設(shè)有一個用于三角形雙面切削刀片的接收座。
在DE3321184A1中描述了一個具有用于可更換的切削刀插片的支架的車削刀具，它具有一個缺口，在該缺口中有一個升高件在未夾緊狀態(tài)下以一定間隙嵌放在支架的支承面中，由此可以達(dá)到使埋頭螺絲擰入到固定孔中時容易通過切削刀插片的孔導(dǎo)入到支架的孔中。該螺絲構(gòu)成了在與該螺絲對面的所述缺口及所述升高件的相應(yīng)面擰緊時的切削刀插片對支架的側(cè)向(及單一)接觸，因?yàn)榍邢鞯镀淖杂擅鎸τ趯γ娴那邢鞯镀嫦喔粢粋€距離。此外在切削刀插片的底面或自由面上可設(shè)置凹槽，在切削刀插片放置在支架上時，在支架上設(shè)有的兩個銷桿嵌入到凹槽中，銷桿及凹槽、必要時缺口的斜端面一起構(gòu)成了支承面。由此也可能產(chǎn)生切削刀插片被夾死的危險(xiǎn)。
至此，切削刀插片不再是通過它與刀具支架的切削刀插片座相適應(yīng)的外部幾何形狀強(qiáng)制地被定位，如在當(dāng)三角形、四角形或六角形的切削刀片的情況下，該切削刀插片必須能被調(diào)整位置。這也特別適用于那種切削刀插片，這種切削刀插片在其切屑面上具有相對于切屑排出方向定位的切屑成型部分。如果實(shí)際上，切屑排出方向和相對于切屑成形部分所需的最佳切屑排出角不符合時，則至少會導(dǎo)致切屑成形部分功能的部分失效或形成這部分過多的磨損。相應(yīng)地這也適用于相對于通常切屑面的、自由面的或切削角的幾何形狀的要求。至此，就需要雙面切削刀片相對于工件的定位。
在這樣的切削刀片;即或是從頂視圖中看構(gòu)成圓形或是在和刀具支架的接觸面上構(gòu)成圓扇形狀的切削刀片的情況下，在每次切削刀插片新定位后要進(jìn)行復(fù)查，檢查該被調(diào)整的位置是否滿足調(diào)整規(guī)程。
本發(fā)明的任務(wù)在于對導(dǎo)言部分所述類型的切削刀具進(jìn)一步地改善，即作到能以簡便操作的方式不用高的結(jié)構(gòu)成本就能使切削刀插片確定地被定位，并且沒有被夾死的危險(xiǎn)。
該任務(wù)將通過根據(jù)權(quán)利要求1的切削刀具來解決，即切削刀插片及缺口具有通過它們的布置實(shí)現(xiàn)切削刀插片相對于支座的預(yù)定位置的分度定位部件，它們由每個彼此嵌放的凹槽及凸塊組成，在它們之間至少在其一側(cè)上具有一個0.1mm至0.2mm的間隙。在一個分離定位部件的凹槽及凸塊之間存在一個間隙形式的自由空間，由此就避免了切削刀插片相對于刀具支座中切削刀插片座位置的過配合，這種過配合在不合適的情況會導(dǎo)致兩者的夾死。作為分度定位部件可以采用能夠?qū)崿F(xiàn)切削刀插片相對刀具支座接收部分定位的但無需用彼此嵌合的凸塊及凹槽作形狀鎖合的所有幾何形狀。具體的實(shí)施形式為一個銷子，一個柱桿或一個半球，其相應(yīng)的凹槽為對置的槽或孔。在實(shí)施中，這些分離定位部件的加工不需高成本，因?yàn)椋缭诨嫔闲纬砂疾劭芍苯拥赝ㄟ^燒結(jié)體的粉末冶金壓制如同普通的切屑成形部件一樣被制作出來。相應(yīng)地這也適用于刀具支座的制造，在它的支承面或側(cè)向接觸面上也可能需要設(shè)置銷柱，半球或其它的部件。分度定位部件通常由一個“正”的及一個“負(fù)”的(陽-陰)部件組成，它們互相嵌合，以致僅一個或多個相對于刀具支座缺口的切削刀插片的預(yù)定位置均是可能的。
根據(jù)本發(fā)明另一構(gòu)型，分度定向部件附帶構(gòu)成固定或防轉(zhuǎn)保險(xiǎn)部件，例如也承受切削力或附加的轉(zhuǎn)矩。這種分度定向部件或是設(shè)置在刀具支架的圓柱段形側(cè)壁上或是設(shè)在基面上，或是設(shè)在這兩部分上。相應(yīng)地這也適合于在切削刀插片上設(shè)置相對應(yīng)的分度定位部件。由此也可作到，例如刀具支座的一個接收部分本身用于接收各種不同的切削刀插片類型，其中一部分度定位部件設(shè)在側(cè)面(自由面)上，而另一種分度定位部件設(shè)在基面上，在后一情況下構(gòu)作凸塊。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施形式，分度定位部件構(gòu)成多角不對稱形狀，以使得它相對于切削刀插片的種類是唯一確定的。
為了使操作人員對切削刀插片在刀具支座的缺口中正確定位能夠容易地控制，使凹槽對切削刀插片的基面或側(cè)面或刀具支座所涉及的相應(yīng)面的過渡部分構(gòu)成鋒銳的邊緣。一種“角”的或鋒銳邊緣的過渡比一種“平緩過渡”的過渡容易確認(rèn)。在分度定位部件方面，可以想象采用銷子與半圓球或相似變型的組合，只要它能具有保持間隙的公差尺寸及切削刀插片相對于刀片座足夠的位置定向即可。
如果在特殊情況下需在切削刀插片與刀具支座中的支承面之間采用一個墊片時，該墊片(取代了刀具支座的支承面)被設(shè)置了分度定位件，它與切削刀插片基面上的相應(yīng)分度定位件相配合。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施形式，分度定位部件設(shè)置成通過墊板夾持，或者墊片本身相對于刀具支架的支承面作分度定位。
本發(fā)明的實(shí)施例被描繪在附圖中。附圖為


圖1具有用于切削刀插片的缺口的刀具支座的部分視圖;
圖2a一個圓形切削刀插片的基面正視圖;
圖2b沿著圖2aA-A線的剖面圖;
圖3沿圖2aA-A線的切削刀插片的剖面圖，該切削刀插片被插放在圖1的刀具支架的缺口中;
圖4在其側(cè)向(圓柱外圍)面中設(shè)有分度定向部件的圓形切削刀插片;
圖5涉及不同切削力的插入了切削刀插片的刀具支座;
圖6a至6i分度定位部分的各種可能性;
圖7a至7d各種不同的可設(shè)有分度定位的切削刀插片形式;
圖7e至7g根據(jù)圖7a至7d的切削刀插片的各個橫截面圖。
圖1表示一個刀具支座10，它具有一個以圓柱形或鈍圓錐段形側(cè)壁部分111及支承面112為限界的缺口11。如按照現(xiàn)有技術(shù)所公知的，該缺口11構(gòu)成了切削刀插片座并在幾何形狀上適應(yīng)所接收的切削刀插片。一個用以接收穿過切削刀插片的壓緊螺桿的固定螺孔12也是公知的。根據(jù)本發(fā)明在支承面112上設(shè)有一個作為分度定位陽件的垂直伸出的銷子13。
從圖2中可以看到用于根據(jù)圖1缺口11的一個切削刀插片。該切削刀插片14具有圓的形狀，并具有一個中心固定孔15以及一個設(shè)有朝著切削角的各個切屑成形件17的平臺16。與切削角相連接處也可設(shè)置一個倒角18或一個切屑成形槽亦或類似部分。
該切削刀插片14的新穎之處在于在其對置側(cè)上具有盆狀的凹槽19，其橫截面表示在圖2b中。該凹槽19的形狀可為袋孔狀，或方形的、倒圓角的、梯形狀的或如圖所示的具有張開角α的弧狀。該凹槽19的深度H大于銷子13從面112上伸出的高度。
該分度定位銷的形式可從圖3中看到，尤其是銷子13的高度必需小于凹槽12的深度。在銷子13及凹槽12的壁之間保持一個距離，即一個在2/10mm內(nèi)的間隙20。由此可以防止過配合。不用銷子13也可以，可選用具有依靠凹槽19輪廓之輪廓的凸塊，例如為半球或旋轉(zhuǎn)橢圓狀或另外三維球截面狀。也可以用作為附加保險(xiǎn)部件的匙鎖機(jī)構(gòu)的方式作為互相嵌入的凸塊及凹槽。如果使用一個分度定位銷時，則根據(jù)將切削刀插片轉(zhuǎn)過一角度的頻繁程度來設(shè)置切削刀插片中的凹槽19的數(shù)目。在當(dāng)前的例中，具有兩個凹槽19的情況下僅可以轉(zhuǎn)動一次，因?yàn)樗衅渌嵌任恢镁绘i止。
另一種分度定位的可能性在于如圖4所示的，通過一個切削刀部件14的側(cè)面(自由面)21作出的。該切削刀部件中與圖2a中相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號。切削刀插片14在其側(cè)面上、在距切削角一個距離處設(shè)有鋸齒狀構(gòu)形的凹陷22，它與一個銷子23一起構(gòu)成一個分度定位器。
從圖5上可以看到，可能出現(xiàn)哪些切削力F1至F3，并如何通過反作用力G1至G3使這些力補(bǔ)償?shù)?。這時分度定位器13/19可以作為支承件，尤其是在力F1及F3作用時起作用。
圖6表示可能的分度定位的一組選擇。根據(jù)圖6a至e的分度定位部分全都位于那些圓形切削刀插片的側(cè)面。這些分度定位部分可以是作為凸起部分24的四個半球或相應(yīng)的凹口25，它們與側(cè)面111(見圖1)上相應(yīng)的凹陷或凸起部分相配合。在根據(jù)圖6C的實(shí)施形式中，它是一個銑出的光面26(為了清楚起見圖中為夸大的表示)，該面以可能的方式可一直達(dá)到切削角區(qū)域中(區(qū)別于分度定位部分24及25)。根據(jù)圖6d該切削刀插片具有四個袋狀孔27，而根據(jù)圖6e的切削刀插片具有一個銷子28。
圖6f至6i表示在各個切削刀插片的基面上的、必要時在雙面切削刀插片的兩上切削面上的分度定位部分。例如切削刀插片上設(shè)有對延伸的凹槽29或四個十字狀布置的縱向凸肋30，或是三個或多個凸半球31，32，它們將與相應(yīng)的隆起部分，凹槽或半球狀的凹陷相配合。如圖6i中所示的，切削刀插片中的凹陷可具有一種多角的完全不對稱的形狀32，此外鑒于在接觸面上相應(yīng)形狀的座塊，它可用作為保險(xiǎn)部件。總之，分度定位件或是以對應(yīng)的方式設(shè)置在刀具支座10中的支承面上或是設(shè)置在放在該支承面上的墊片上，該墊片本身可相對于支承面分度定位。
在圖7中描繪了對本發(fā)明有意義的一部分切削刀插片。各個切削刀插片分別根據(jù)圖7a的圓形或是根據(jù)圖7b及7c在這些頂視圖中具有圓扇形段的接觸面33，而在其相對邊上的相應(yīng)切削角可以具有各種不同的輪廓。
圖7e至7g表示一些公知切削刀插片的各個截面，由其中可明顯地看到切削面的幾何形狀，尤其是切屑槽34，平臺35及倒成斜角的自由面36。根據(jù)圖7f的切削刀插片是作為雙面切削刀插片可雙面使用的。
在對型號1205MO/型號P-CVD2的切削工件的應(yīng)用中，一個鋼曲軸被徑向及軸向地加工，其中切削深度在0.5至3.0mm之間，進(jìn)刀量在0.35至0.5mm/v之間，而切削速度為160至400m/min。刀具的耐用度與傳統(tǒng)的加工相比提高成4至5倍，而加工時間縮短了10%。
在另一個試驗(yàn)中，型號RNMX1205MO/型號HK150的切削工件被進(jìn)行徑向及軸向加工，其切削深度為2.5mm，進(jìn)刀量為0.35至0.45mm/v而切削速度為175至190m/min。這時刀具的耐用度比傳統(tǒng)的加工提高成3至4倍。加工時間縮短了約10%，其中被證實(shí)了在加工時噪音也附帶地降低。
權(quán)利要求
1.切削刀具，具有至少帶有用于可更換切削刀插片(14)的缺口(11)的一個刀具支座(10)，其中缺口(11)具有一個適應(yīng)切削刀插片幾何形狀的支承面(112)及至少一個圓柱形或鈍圓錐段形或錐形的側(cè)向接觸面(111)，其特征在于切削刀插片(14)及缺口(11)具有通過它們的布置實(shí)現(xiàn)切削刀插片(14)相對于支座(10)的預(yù)定位置的分度定位部件(13，19；22，23；24至32)，它們由每個彼此嵌放的凹槽(19)及凸塊(13)組成，在它們之間至少在其一側(cè)上具有一個從0.1mm至0.2mm的間隙(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的切削刀具，其特征在于凸塊(13)由一個銷子，一個柱桿或一個半球構(gòu)成，而凹槽(19)由一個袋狀孔或銑孔構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中一項(xiàng)的切削刀具，其特征在于該分度定位部件(13，19;22.23;24至32)附帶地構(gòu)成固定或防轉(zhuǎn)保險(xiǎn)部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的切削刀具，其特征在于切削刀插片具有在朝向刀具支座(10)的接觸面(111)的側(cè)面(33)和/或在它基面上的分度定位部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項(xiàng)的切削刀具，其特征在于分度定位部件(32)以多角非對稱形狀構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)的切削刀具，其特征在于切削刀插片的凹槽在對其基面或側(cè)面的過渡部分構(gòu)成鋒銳的邊緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中一項(xiàng)的切削刀具，在切削刀插片(14)與刀具支座(10)的支承面(112)之間設(shè)置了一個墊片，該墊片具有與切削刀插片基面中的分度定位部件(13，19;22，23;24至32)相配合的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的切削刀具，其特征在于分度定位部分由墊片夾持，或者墊片本身相對于刀具支座(10)的支承面(112)作分度定位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種切削刀具，它具有至少常有用于可更換切削刀插片的缺口11的一個刀具支座。該缺口具有一個適應(yīng)于切削刀插片幾何形狀的支承面及至少一個圓柱形或鈍圓錐段形側(cè)向接觸面111，其中切削刀插片及缺口上具有分度定位部件，它實(shí)現(xiàn)了切削刀插片相對于刀具支座的明確位置確定和定位。
文檔編號B23B27/16GK1090801SQ9311278
公開日1994年8月17日 申請日期1993年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月28日
發(fā)明者喬瑟·A·拜爾, 歐文·斯泰爾威澤 申請人:克魯伯·韋狄亞有限公司