專利名稱：粗加工和精加工工件用的刀夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于粗加工和精加工工件的刀夾，以及一種使用該刀夾的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于粗加工和精加工工件的刀夾和一種使用該刀夾的方法，上述的刀夾和方法在刀夾相對(duì)于工件僅運(yùn)行一次之后便可提供合格的工件表面光潔度。
在常見的去除材料的加工中，工件和切削鑲?cè)斜舜讼鄬?duì)地移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，在此加工過程中共有三個(gè)基本部分。這三個(gè)部分包括切削鑲?cè)?，裝有切削鑲?cè)械牡秺A和工件材料。本發(fā)明適用的常規(guī)的材料去除操作包括車削，車螺紋，鉆削，鏜削和刨削。在某些上述類型的去除材料的操作中，刀夾以這樣一種方式裝載一個(gè)或一個(gè)以上的切削鑲?cè)校丛谌我粋€(gè)給定時(shí)刻僅有一種切削鑲?cè)信c工件接合。
雖然具體的方法根據(jù)工件材料和所要求的最終結(jié)果有所不同，但是許多機(jī)加工操作包括至少兩次對(duì)工件進(jìn)行切削 或相對(duì)于工件經(jīng)過。在通常的第一道(或粗加工)切削中，粗加工鑲?cè)信c工件接合，以便從工件上去除預(yù)定體積的材料，從而達(dá)到所要求的工件尺寸和表面光潔度。在完成粗加工之后，或者用精加工鑲?cè)刑鎿Q粗加工鑲?cè)?，或者粗加工鑲?cè)幸瞥銮邢魑恢?，而精加工鑲?cè)羞M(jìn)入切削位置，在此，精加工鑲?cè)信c已經(jīng)用粗加工鑲?cè)屑庸み^的工件的表面接合，以便將工件加工至所需的最終尺寸和表面光潔度。
盡管以前所采用的粗加工鑲?cè)泻途庸よ側(cè)许樞虻厍邢鞴ぜ牡秺A布置可達(dá)到滿意的結(jié)果，但是仍有改進(jìn)的余地。特別是在與粗加工鑲?cè)泻途庸よ側(cè)许樞虻厍邢鞴ぜ南扔屑夹g(shù)方法相關(guān)的工作效率方面。
就此而言，可能希望提供一種既裝有一粗加工鑲?cè)杏盅b有一精加工鑲?cè)械牡秺A，以便僅在一次切削而不是多次切削中進(jìn)行工件的粗加工和精加工。由于減少了將工件加工至最終的正確尺寸和最終的表面光潔度所必須的切削次數(shù)，提高了整個(gè)機(jī)加工方法的效率。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種既裝有一粗加工鑲?cè)杏盅b有一精加工鑲?cè)械牡秺A，以便僅在一次切削而不是多次切削中進(jìn)行工件的粗加工和精加工。
在本發(fā)明的一種形式中，本發(fā)明的刀夾是一種用于從工件上去除材料的刀夾，此處刀夾和工件可彼此相對(duì)地旋轉(zhuǎn)。該刀夾包括一個(gè)具有多個(gè)凹座的主體，其中在主體的凹座之一中裝有一個(gè)粗加工鑲?cè)?。該粗加工鑲?cè)芯哂幸粋€(gè)粗切刀刃，粗加工鑲?cè)杏玫谝坏燃?jí)的材料制造。精加工鑲?cè)醒b入主體的另一凹座內(nèi)，該精加工鑲?cè)芯哂幸粋€(gè)精切刀刃。精加工鑲?cè)杏胁煌谏鲜龃旨庸よ側(cè)械牟牧系燃?jí)。
在另一種形式中，本發(fā)明是一種用于從工件上去除材料的刀夾，在此，工件和刀夾可彼此相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)。該刀夾包括一個(gè)具有多個(gè)凹座的主體。粗加工鑲?cè)杏稍撝黧w支承。該粗加工鑲?cè)杏幸粋€(gè)粗切刀刃。精加工鑲?cè)杏稍撝黧w支承，該精加工鑲?cè)杏幸粋€(gè)精切刀刃。精加工鑲?cè)械木械度斜壬鲜龃旨庸よ側(cè)械拇智械度懈愉J利。
在又一種形式中，本發(fā)明是一種用于從工件上去除材料的刀夾，在此，刀件和工件可彼此相對(duì)地旋轉(zhuǎn)。該刀夾包括一個(gè)具有多個(gè)凹座的主體。粗加工鑲?cè)杏稍撝黧w支承并有一個(gè)粗切刀刃。精加工鑲?cè)杏芍黧w支承并有一個(gè)精切刀刃。該主體包括一個(gè)前表面，精加工鑲?cè)械木械度袕闹黧w的前面伸出的距離大于上述粗加工鑲?cè)械拇智械度袕闹黧w的前面伸出的距離。
在本發(fā)明的再一種形式中，本發(fā)明是一種用于從一工件上去除材料的方法，該方法包括以下步驟提供一個(gè)帶有一個(gè)表面的刀夾，該表面包括一個(gè)前凹座和一個(gè)后凹座；提供一個(gè)固定在前凹座內(nèi)的粗加工鑲?cè)?，其中所述粗加工鑲?cè)惺且粋€(gè)材料等級(jí)；提供一個(gè)固定在后凹座內(nèi)的精加工鑲?cè)?，其中精加工鑲?cè)杏门c每個(gè)上述粗加工鑲?cè)械牟馁|(zhì)不同的材料等級(jí)制成；使刀夾和工件彼此相對(duì)地移動(dòng)，以便使粗加工鑲?cè)邢扰c工件接合，然后使精加工鑲?cè)性俳雍弦呀?jīng)由粗加工鑲?cè)屑庸み^的工件表面。
以下是對(duì)構(gòu)成本專利申請(qǐng)的一部分的附圖的簡述


圖1是本發(fā)明的刀夾的一個(gè)具體實(shí)施例的側(cè)視圖，示出了刀夾與圍繞其縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)的工件接合；圖2是圖1所示實(shí)施例的有金剛石薄膜的粗加工鑲?cè)械耐敢晥D；圖3是圖2所示粗加工鑲?cè)械捻斠晥D；圖4是圖2所示粗加工鑲?cè)械膫?cè)視圖；圖5是圖1所示實(shí)施例的精加工鑲?cè)械耐敢晥D，該鑲?cè)杏幸粋€(gè)用多晶金剛石復(fù)合材料做的刀尖；圖6是圖5所示精加工鑲?cè)械捻斠晥D；圖7是圖5所示精加工鑲?cè)械膫?cè)視圖。
參見附圖，圖1表示本發(fā)明刀夾的一個(gè)具體的實(shí)施例，該刀夾總的用序號(hào)10標(biāo)注。刀夾10包括一個(gè)主體12以及凹座14和16。
圖1還示出了一個(gè)總的用序號(hào)18標(biāo)注的工件，該工件圍繞其縱向中心軸線A-A旋轉(zhuǎn)。工件18有三種表面狀態(tài)，即機(jī)加工前的表面22，粗加工后的表面24和精加工后的表面26。
機(jī)加工前的表面22是對(duì)工件開始任何機(jī)加工操作前工件的表面狀態(tài)。
粗加工后的表面24是用粗加工鑲?cè)?8加工工件18的結(jié)果。如圖1所示，粗加工鑲?cè)?8裝在刀夾主體12的凹座14中。
精加工后的表面26是用精加工鑲?cè)?0加工工件的結(jié)果。如圖1所示，精加工鑲?cè)?0固定在凹座16中。
刀夾主體12包括兩個(gè)基本部分，即前部32和后部36。所述部分32和36可彼此相對(duì)地移動(dòng)，以便當(dāng)?shù)秺A10隨粗加工鑲?cè)?8走到切削的末端時(shí)，刀夾主體12的前部32從工件縮回，而后部36則保持不動(dòng)，這樣，刀夾10可以繼續(xù)相對(duì)于工件移動(dòng)，由此使精加工鑲?cè)锌梢酝瓿删庸ぁ?br> 在如附圖所示的具體實(shí)施例中，粗加工鑲?cè)?8是一種SPGN-422型鑲?cè)?“用于切削刀具的美國國家標(biāo)準(zhǔn)-可換位鑲?cè)凶R(shí)別系統(tǒng)”，ANSI標(biāo)準(zhǔn)B212.4-1986)，該鑲?cè)惺且环N雙刀尖的圓角切鑲?cè)?。如圖2至圖4所示，粗加工鑲?cè)?8包括一個(gè)頂面32，一個(gè)底面34和四個(gè)側(cè)面36，38，40和42。相鄰側(cè)面36，38，40，42的結(jié)合處形成四個(gè)半徑為“R1”拐角44，46，48，50(見圖3)。側(cè)面36，38，40，42相對(duì)于一個(gè)垂直于頂面32的平面以夾角“β”設(shè)置(見圖4)，β角為11°。
粗加工鑲?cè)?8上有一金剛石的薄膜。該粗加工鑲?cè)?8可從市場上買到，如美國賓夕法尼亞州，Latrob的Kenna金屬公司的KCD25鑲?cè)?。薄金剛石膜型的粗加工鑲?cè)惺钦趯徖碇械拿绹鴮＠暾?qǐng)08/159，272的主題，該申請(qǐng)的申請(qǐng)日為1993年11月30日，題目為“金剛石涂層刀具及其制造方法”并已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人。該專利申請(qǐng)的技術(shù)內(nèi)容在此引用為參考文獻(xiàn)。由于將薄的金剛石膜鍍敷在鑲?cè)械幕纳系姆椒ǖ奶攸c(diǎn)，粗加工鑲?cè)?8的切削刃(或粗切刀刃)不如原本希望的那樣銳利。這是因?yàn)槭聦?shí)上在進(jìn)行金剛石的鍍敷之前，對(duì)鑲?cè)械幕囊M(jìn)行珩磨。雖然，本實(shí)施例的粗加工鑲?cè)猩嫌幸槐〉慕饎偸ぃ撎囟愋偷拇旨庸よ側(cè)胁⒉灰馕吨鴮?duì)本發(fā)明的范圍的限制。
參照?qǐng)D5至圖7，這些圖示出了精加工鑲?cè)?0的一個(gè)實(shí)施例。該精加工鑲?cè)?0的具體幾何形狀為一三刀尖的圓角切削形鑲?cè)?。該鑲?cè)性诒緦?shí)施例中用作精加工鑲?cè)?0。采用三刀尖的圓角切鑲?cè)胁⒉灰馕吨拗票景l(fā)明的范圍。
精加工鑲?cè)?0包括一個(gè)頂面54，一個(gè)底面56和四個(gè)側(cè)面58，60，62和64。相鄰側(cè)面的結(jié)合處構(gòu)成四個(gè)半徑為“R2”的拐角66，68，70和72(見圖6)。如圖7所示，側(cè)面相對(duì)于一個(gè)垂直于頂面54的平面以角“θ”設(shè)置，角θ為11°。
參照?qǐng)D5和圖6，精加工鑲?cè)?0有一個(gè)多晶金剛石刀頭76，該刀頭構(gòu)成其的上切削刃(或精加工刃)77。采用多晶金剛石刀頭76將使精加工鑲?cè)?0具有一個(gè)極銳利的切削刃77。精加工鑲?cè)?0的切削刃77比粗加工鑲?cè)?8的切削刃更加鋒利。
本發(fā)明的說明書介紹了刀夾的一個(gè)具體實(shí)施例，其中在粗加工鑲?cè)泻途庸よ側(cè)兄g具有三項(xiàng)顯著的差別。第一項(xiàng)差別在于鑲?cè)械牟馁|(zhì)，即精加工鑲?cè)胁捎昧伺c粗加工鑲?cè)胁煌牟馁|(zhì)。第二項(xiàng)差別在于鑲?cè)星邢魅兴庸さ谋砻娲植诙?，即精加工鑲?cè)械牡度懈鼮殇J利，加工后的工件表面光潔度高于粗加工鑲?cè)械那邢魅兴庸さ墓鉂嵍取５谌?xiàng)差別在于從刀夾頭的前面伸出的外露切削刃的距離，更具體而言，精加工鑲?cè)械那邢魅袕那懊嫔斐龅木嚯x大于粗加工鑲?cè)械那邢魅袕那懊嫔斐龅木嚯x。
在工作時(shí)，工件18圍繞其縱向軸線A-A沿箭頭“B”所示的方向旋轉(zhuǎn)。然后，刀夾10沿方向“C”相對(duì)于工件移動(dòng)。方向“C”通常與工件的縱向中心軸線A-A平行。
正如可以認(rèn)識(shí)到的那樣，首先與工件的表面接合的第一切削鑲?cè)惺谴旨庸よ側(cè)?8。該粗加工鑲?cè)?8從工件上切除規(guī)定深度為“D”的材料，其結(jié)果是導(dǎo)致工件的那部分(粗切后的表面24)具有特定的表面粗糙度。隨后，精加工鑲?cè)?0與粗切后的表面24接合，以便從粗切后的表面上切除深度為“E”的材料，從而形成精切后的表面26。精切后的表面26具有規(guī)定的表面粗糙度。上述操作的最終結(jié)果是在刀夾相對(duì)于工件的一次切削中加工出具有規(guī)定的表面粗糙度和尺寸的精加工成品。
需要特別考慮的是，除了圖1中所示的車削刀具之外，本發(fā)明的刀夾還可以是例如其上具有至少一個(gè)粗加工鑲?cè)泻椭辽僖粋€(gè)精加工鑲?cè)械你@桿或鏜桿。
在本文中所涉及的所有文件在此引入作為參考。
對(duì)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言，根據(jù)此文中所公開的本發(fā)明的實(shí)施例或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)顯然可以得到本發(fā)明的其它實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例和說明書僅以例證為目的，并將由下述的權(quán)利要求確定本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍和精髓。
權(quán)利要求
1.一種用于從工件上去除材料的刀夾，其中刀夾和工件可彼此相對(duì)地旋轉(zhuǎn)，所述刀夾包括一具有多個(gè)凹座的主體；一個(gè)裝入主體的一個(gè)凹座中的粗加工鑲?cè)?，該粗加工鑲?cè)杏幸粋€(gè)粗切刀刃，所述粗加工鑲?cè)杏玫谝坏燃?jí)的材料制造；一個(gè)裝入主體的另一凹座中的粗加工鑲?cè)校摼庸よ側(cè)杏幸粋€(gè)精切刀刃，所述精加工鑲?cè)胁捎门c上述粗加工鑲?cè)胁煌牡诙牧系燃?jí)制造；以及其中所述的主體是從車削、鉆削和鏜削的刀具主體中選出的。
2.如權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于，粗加工鑲?cè)械拇智械度袕牡秺A的前面伸出一個(gè)第一距離；精加工鑲?cè)械木械度袕牡秺A的前面伸出一個(gè)第二距離；并且該第一距離小于第二距離。
3.如權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于，精加工鑲?cè)械木械度屑庸さ墓ぜ砻婀鉂嵍雀哂谏鲜龃旨庸よ側(cè)械拇智械度屑庸さ谋砻婀鉂嵍取?br> 4.如權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于，所述的粗加工鑲?cè)邪ㄒ黄渖嫌幸唤饎偸さ幕?，以便覆蓋上述粗加工鑲?cè)械拇智械度小?br> 5.如權(quán)利要求4所述的刀夾，其特征在于，精加工鑲?cè)杏幸粋€(gè)多晶金剛石復(fù)合材料部分，該部分形成精切刀刃。
6.如權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于，工件相對(duì)于刀夾旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于，刀夾相對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的刀夾，其特征在于，刀夾的主體包括一對(duì)部分，其中一部分裝有粗加工鑲?cè)?，該部分可相?duì)于另一部分移動(dòng)。
9.一種用于從工件上去除材料的刀夾，其中工件和刀夾可彼此相對(duì)地旋轉(zhuǎn)，該刀夾包括一個(gè)有多個(gè)凹座的主體；一由主體支承的粗加工鑲?cè)校摯旨庸よ側(cè)杏幸粋€(gè)粗切刀刃；一由主體支承的精加工鑲?cè)校摼庸よ側(cè)杏幸粋€(gè)精切刀刃；以及精加工鑲?cè)械木械度斜壬鲜龃旨庸よ側(cè)械拇智械度懈愉J利。
10.如權(quán)利要求9所述的刀夾，其特征在于，粗加工鑲?cè)惺怯靡环N選定等級(jí)的材料制造的，而精加工鑲?cè)袆t用與粗加工鑲?cè)胁煌牧硪坏燃?jí)的材料制造。
11.如權(quán)利要求9所述的刀夾，其特征在于，所述的主體包括一個(gè)前面，精加工鑲?cè)械木械度袕闹黧w的前面伸出的距離大于上述粗加工鑲?cè)械拇智械度袕闹黧w的前面伸出的距離。
12.一種用于從工件上去除材料的刀夾，其中工件和刀夾可彼此相對(duì)地旋轉(zhuǎn)，該刀夾包括一個(gè)有多個(gè)凹座的主體；一由主體支承的粗加工鑲?cè)?，它有一個(gè)粗切刀刃；一由主體支承的精加工鑲?cè)?，它有一個(gè)精切刀刃；所述主體包括一個(gè)前面，精加工鑲?cè)械木械度袕闹黧w的前面伸出的距離大于粗加工鑲?cè)械拇智械度袕闹黧w的前面伸出的距離；以及其中，上述主體是從包括車削、鉆削和鏜削工具主體的組中選出的。
13.如權(quán)利要求12所述的刀夾，其特征在于，粗加工鑲?cè)惺怯靡环N選定等級(jí)的材料制造的，精加工鑲?cè)惺怯玫燃?jí)與粗加工鑲?cè)胁煌牟牧现圃斓摹?br> 14.如權(quán)利要求12所述的刀夾，其特征在于，精加工鑲?cè)械木械度斜让總€(gè)上述粗加工鑲?cè)械拇智械度懈愉J利。
15.一種從工件上去除材料的方法，該方法包括下述步驟提供一個(gè)帶有一表面的刀夾，該表面上包括一個(gè)前凹座和一個(gè)后凹座；提供一個(gè)固定在前凹座內(nèi)的粗加工鑲?cè)校渲兴龅木庸よ側(cè)惺怯靡环N等級(jí)的材料制造的；提供一個(gè)固定在后凹座內(nèi)的精加工鑲?cè)?，其中精加工鑲?cè)惺怯门c每個(gè)上述粗加工鑲?cè)械牟馁|(zhì)等級(jí)不同的第二等級(jí)的材料制造的；刀夾和工件彼此相對(duì)地移動(dòng)，以便粗加工鑲?cè)惺紫扰c工件接合，然后使精加工鑲?cè)性倥c已經(jīng)用粗加工鑲?cè)屑庸み^的工件表面接合；和其中所述的方法可從包括車削，鉆銷和鏜削的組中選出。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，上述粗加工鑲?cè)邪ㄆ渖嫌幸唤饎偸∧さ幕模员愀采w其粗切刀刃。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，精加工鑲?cè)杏幸粋€(gè)多晶金剛石復(fù)合材料部分，該部分形成一個(gè)精切刀刃。
18.如權(quán)利要求15所述的一種方法，其特征在于，所述的粗加工鑲?cè)杏幸淮智械度?，精加工鑲?cè)杏幸痪械度?，并且所述粗加工鑲?cè)械拇智械度袕牡秺A的前面伸出的距離小于精加工鑲?cè)械木械度袕牡秺A的前面伸出的距離。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括在完成粗加工鑲?cè)信c工件的接合之后，使粗加工鑲?cè)锌s回，退離工件的步驟。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括相對(duì)于刀夾轉(zhuǎn)動(dòng)工件的步驟，并且移動(dòng)步驟包括相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的工件移動(dòng)刀夾。
全文摘要
一種用于從一工件(18)上去除材料的刀夾(10),其中工件和刀夾可彼此相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)。該刀夾包括一有多個(gè)凹座(14,16)的主體(12)。粗加工鑲?cè)?28)裝入主體的一個(gè)凹座中,粗加工鑲?cè)杏幸粋€(gè)粗切刀刃。粗加工鑲?cè)杏玫谝坏燃?jí)的材料制造。精加工鑲?cè)?30)裝入主體的另一凹座中并有一個(gè)精切刀刃。該精加工鑲?cè)杏玫燃?jí)不同于粗加工鑲?cè)械牟牧现圃臁?br> 文檔編號(hào)B23B5/12GK1195308SQ96196668
公開日1998年10月7日 申請(qǐng)日期1996年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月1日
發(fā)明者艾德華·J·奧列西, 約翰·J·普里齊 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司