CN103796779A - 切削刀片和用于切削刀片的切屑控制布置 - Google Patents

切削刀片和用于切削刀片的切屑控制布置 Download PDF

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Abstract

切削刀片（20）具有至少第一侧表面和第二侧表面(26A,26B)，和切屑控制布置（60）。切屑控制布置包括安置在切削刀片的角部（44A）的相交部（56）处的至少一个突出部(20,128)。当切屑控制布置包括两个突出部(28,128,30,130)时，它们可对称地安置于相交部的两侧上。至少一个突出部中每一个为细长的并且沿着相关联的侧表面在纵向上延伸。

Description

切削刀片和用于切削刀片的切屑控制布置
技术领域
本申请的主题涉及用于切削刀片的切屑控制布置。这样的布置可形成于特别地被配置用来车削操作的刀片上。
背景技术
切削刀片可具备切屑控制布置，切屑控制布置用来控制由于金属加工操作造成的削屑和碎屑的流动和/或控制削屑和碎屑的形状和大小。
这样的切屑控制布置通常包括位于刀片的切削刃附近的凹部和/或突出部。在遇到凹部和/或突出部时，可形成具有具体形状的金属切屑并且然后可从那里排出金属切屑。
各种切屑控制布置公开于US 5,758,994、US 4,720,217、US 5,282,703、US 5,476,346、US 7,976,251、JP 2007260848、JP 2008073827、US 5,577,867和US 5,758,994中。
本申请的目的在于提供一种新的用于切削刀片的切屑控制布置。
发明内容
根据本申请的主题，提供一种切削刀片，包括：形成有切屑控制布置的角部，切屑控制布置包括至少一个细长的突出部。
例如，这样的切削刀片可包括：
相对的顶端和底端和在顶端和底端之间延伸的至少第一侧表面和第二侧表面，
第一刀片角部，其包括形成于第一侧表面和第二侧表面与顶端的相交部处的角部切削刃以及
在第一刀片角部处的切屑控制布置；
切屑控制布置包括：
第一突出部 ，其为细长的并且安置于邻近相交部的顶端上并且其沿着第一侧表面在纵向上延伸。
切削刀片可在顶端具有：沿着相交部延伸的脊面，切屑排出表面；以及在脊面与切屑排出表面之间延伸的切屑偏转表面；并且其中第一突出部至少大部分位于切屑偏转表面处。
顶端和底端可为镜像对称的。
角部切削刃可具有曲率半径（R）并且对向角部角度θ，其中 80°≤θ≤ 100°。
脊面可具有可变的脊面宽度。脊面宽度可符合条件0.25 mm≤WL≤0.36 mm。脊面可具有位于第一突出部与第一侧表面之间的脊面最大宽度。脊面的高度可以以预定脊面角α随着离相关联的侧表面的距离增加而减小，其中 8°≤α≤12°。
第一突出部可包括第一末端和第二末端和在它们之间的中部。第一末端和第二末端中的每一个可分别比中部更靠近相应的相关联的侧表面。第一末端和第二末端可大体上垂直于中部并且从中部向相关联的侧表面延伸。第一突出部可与脊面间隔开。第一突出部可各具有长度LP，其中0.82 mm<LP<1.42 mm。第一突出部可各具有突出部宽度WP，其中0.09 mm<WP<0.49 mm。突出部长度可大于突出部宽度。第一突出部可包括突出部尖端；以及相对于向上方向，脊面的最低点可位于比突出部尖端更高处。每个突出部尖端可与切削刃平面以突出部尖端距离DP间隔开，其中0.95 mm≤DP≤1.05 mm。
切屑控制布置可包括第二突出部。第二突出部可为细长的并且安置于邻近相交部的顶端上并且可沿着第二侧表面在纵向上延伸。第二突出部可具有在上下文中关于第一突出部所限定的特征中的任何特征。换言之，第一突出部和第二突出部可以是相同的。
第一突出部和第二突出部可关于相交部对称安置。
切削刀片可包括多个角部，每一个角部都可包括与上文所描述的切屑控制布置相同的切屑控制布置。
切削刀片还包括中央岛状部，中央岛状部可包括朝向相交部指向的细长鼻部。每个所述切屑控制布置可与中央岛状部的单个鼻部相关联。
已发现切屑控制布置有利地用于特别地用来加工不锈钢的车削切削刀片。但是，这样的切屑控制布置也可能有利地用于其它类型的操作，诸如像铣削。
应了解上文所述为概要，并且根据本申请的主题的切削刀片可包括上下文中所描述的特征中的任何特征。
附图说明
为了更好地理解本申请且示出本申请可以在实践中执行的方式，现将参看附图，在附图中：
图1为切削刀片的透视图；
图2为图1中的切削刀片的平面图；
图3为沿着图2中的线III-III所截取的截面图；
图4为图1和图2的切削刀片的角部的放大视图；
图5为图4中的角部的一部分的放大视图；
图6为沿着图4中的线VI- VI所截取的截面图；
图7为沿着图4中的线VII- VII所截取的截面图；以及
图8为图7中的截面图的一部分的放大视图；以及
图9为根据本申请的第二实施例的切削刀片的角部的放大视图。
在认为适当的情况下，附图标记可以在这些附图中重复以指示相对应或类似元件。
具体实施方式
在下文的描述中，将描述本申请的主题的各个方面。出于解释说明目的，足够详细地陈述了具体配置和细节以便提供对本申请的主题的透彻理解。但对于本领域技术人员也显然，可在无本文所给出的具体配置和细节的情况下实践本申请的主题。
首先关注图1至图3，其示出了带有切屑控制布置60的切削刀片20。
切削刀片20包括相对的顶端22和底端24和在它们之间延伸的至少第一侧表面26A和第二侧表面26B。
切屑控制布置60包括至少第一突出部28、128，其为细长的并且可与中央岛状部32或者与中央岛状部32的至少一细长鼻部34相关联。切屑控制布置60还可包括第二突出部30、130，其为细长的并且安置在顶端22上邻近相交部56。第二突出部30、130可沿着第二侧表面26B在纵向上延伸。第二突出部30、130可具有在下文中关于第一突出部28、128所描述的特征中的任何特征。利用两个突出部28、128，30、130，切削刀片20可以是左旋和右旋的。如在附图中看出，第一突出部28、128和第二突出部30、130在角部平分线B的相反侧上并且与角部平分线B间隔开。
在此非限制性示例中，如在图2中的顶端22的平面图中所示，切削刀片20具有第一侧表面26A、第二侧表面26B、第三侧表面26C和第四侧表面26D，它们在第一角部44A、第二角部44B、第三角部44C和第四角部44D处连接。更具体而言，在这个视图中，侧表面26A、26B、26C和26D形成平行四边形的形状并且更精确地形成菱形。但应了解上文所描述的切屑控制布置60也可形成于包括不同数量的侧面的刀片上，或者在这样的视图中，其它形状包括至少一个角部。
还应当指出的是在此非限制性示例中，切削刀片22形成有位于其中部（在顶端22的平面图中）的夹持孔52，夹持孔52向外开向顶端22和底端24并且被配置成接纳穿过它的夹持构件（未图示）。应了解可采用将刀片紧固到刀片座上的替代方法，例如夹持爪并且因此这样的刀片可无夹持孔52。
中心轴线C延伸穿过顶端22和底端24。在此非限制性示例中，中心轴线C与夹持孔52同轴并且第一侧表面26A、第二侧表面26B、第三侧表面26C和第四侧表面26D中的每一个在平行于中心轴线C的方向上在顶端22与底端24之间延伸。下文对于高度做出的参考可沿着中心轴线C测量。此外，如图3所示，中心轴线C限定向上方向DU和向下方向DD。
角部切削刃54形成于第一侧表面26A和第二侧表面26B与顶端22相交部56处。在此非限制性示例中，角部切削刃54可属于沿着整个顶端22在***，即远离第一侧表面26A和第二侧表面26B的相交部并且也沿着第三侧表面26C和第四侧表面26D延伸的***切削刃。但是，应了解角部切削刃54仅在一个或多个切削刀片角部处延伸将是足够的。同时在此非限制性示例中，切削刀片20为双面的，其八个角部中每一个形成有相同的切削控制布置60并且顶端22和底端24关于镜像对称平面M成镜像对称，镜像对称平面M垂直于中心轴线C并且延伸穿过第一侧表面26A和第二侧表面26B，下文的描述仅参考在第一角部44A处的角部切削刃54就足够了。还应了解根据本申请的主题的切削刀片可包括具有这样的切屑控制布置60的一个或多个角部和不具有任何切屑控制布置或者形成有不同切屑控制布置的一个或多个其它角部。详言之，例如，切屑控制布置60可部署于切削刀片20的任意数量个角部上（例如，仅在相对的对角线角部44A、44C处），和/或在刀片为双端的情况下在其两端处（例如，在顶端22和底端24二者上的一个或多个角部处）。
现参考图4和图5中的顶端22的平面图，在切削刀片20的第一角部44A处的角部切削刃54可以以预定曲率半径R弯曲。在此非限制性示例中，角部切削刃54对向80°的角部角度θ。也就是说，角部切削刃54遵循具有曲率半径R的80°弧。在另一非限制性示例中，角部切削刃54对向100°的角部角度θ。应了解具有曲率半径R的角部切削刃54对向角部角度θ，角部角度θ满足条件80°≤θ≤ 100°。
脊面58可沿着相交部56延伸。脊面58可加强角部切削刃54。在顶端22的平面图中脊面58还可包括凸出形状的内边缘62。脊面58可具有脊面宽度WL，脊面宽度WL在顶端22的平面图中从相关联的侧表面26A并没垂直于其的方向延伸。脊面宽度WL是可变的。例如，脊面58可具有脊面最小宽度WL1和脊面最大宽度WL2。脊面最小宽度WL1可位于切削刀片20的角部44A处。脊面最小宽度WL1可具有0.25mm的值。脊面最大宽度WL2可位于第一突出部28与相关联的侧表面26A之间。更准确地，脊面最大宽度WL2可位于第一突出部28的中部82与相关联的侧表面26A之间。脊面最大宽度WL2可具有0.36mm的值。应了解虽然脊面宽度WL的的优选范围满足条件0.25 mm≤WL≤0.36 mm，但在此范围之外的值也是可行的。现参考图6和图7，脊面58当沿着其截面观看时遵循垂直于相关联的侧表面26A的直线。脊面58可为倾斜的。在此非限制性示例中，脊面58的高度以预定脊面角α随着离相关联侧表面26A的距离增加而减小，预定脊面角α形成于脊面58与切削刃平面PCE之间，切削刃平面PCE垂直于中心轴线C并且与第一侧表面26A和第二侧表面26B与顶端22的交点IPCE相交。
脊面角α可以在沿着脊面58长度的不同点片是可变化的。例如，脊面角α可以具有脊面最小角α1和脊面最大角α2。
脊面最小角α1可位于沿着脊面58邻近第一突出部28和第二突出部30之一的点处。脊面最小角α1可具有大于或等于8° 的值。脊面最小角α1可具有小于或等于10°的值。应了解脊面最小角α1的范围满足条件8°≤α1≤ 10°。
脊面最大角α2可位于沿着脊面58与第一突出部28和第二突出部30间隔开的点处。脊面最大角α2可具有大于或等于10°的值。脊面最大角α2可具有小于或等于12°的值。在此非限制性示例中，脊面最小角α1可具有9°的值并且脊面最大角α2具有11°的值。应了解脊面最大角α2的范围满足条件9°≤α2≤ 11°。
回到图2，切屑排出表面64可位于顶端22处并且与脊面58间隔开。切屑排出表面64被配置成远离角部切削刃54以排出切屑（未图示）。在此非限制性示例中，切削排出表面64可为平面的并且可垂直于中心轴线C延伸，但在其它示例中，切屑排出表面64可为非平面的。
切屑偏转表面66可在脊面58与切屑排出表面64之间延伸。切屑偏转表面66被配置成使通过金属加工操作而形成的金属碎屑（未图示）偏转并且朝向切屑排出表面64引导。
中央岛状部32可从切屑排出表面64在朝向中心轴线C的方向上延伸。中央岛状部32可由切屑排出表面64包围。更准确地，在此非限制性示例中，中央岛状部32在切屑排出表面64与夹持孔52之间延伸，并且可包围夹持孔52。中央岛状部32可高于切削排出表面64延伸。
中央岛状部32的细长鼻部34可被引导朝向相关联的相交部56。中央岛状部32可包括多个细长鼻部34，每一个细长鼻部与相交部56相关联并且被引导朝向相关联的相交部56。在顶端22的平面图中，每个细长鼻部34可由凸出弯曲岛状部连接部70连接。中央岛状部32可包括最内部72，在此非限制性示例中，最内部72位于鼻部34与夹持孔52之间。最内部72可为平面的。最内部72可是在切削刃平面PCE之上的高度D1（图7）。在此非限制性示例中，高度D1可为0.14mm。
参考图4至图8，第一突出部28、128和第二突出部30、130被配置成使金属碎屑形成具有所希望的形状和大小的切屑并且便于其从切削区排出。更准确地，第一突出部238和第二突出部30的至少大部分可从切削偏转表面66延伸并且从切屑偏转表面66突伸。第一突出部28和第二突出部30中的较小部分可部分地位于切屑排出表面64上。第一突出部28、128和第二突出部30、130可在相交部56处或相关联的角部44处关于角部平分线B对称安置。由于第一突出部28、128和第二突出部30、130是相同的，为了简洁起见，下文的描述将仅关于第一突出部28、128，应了解这同样适用于第二突出部30、130。
第一突出部28、128沿着相关联的侧表面26A在纵向上延伸。第一突出部28、128可在相邻角部44A、44D之间延伸。在此非限制性示例中，在顶端22的平面图中，第一突出部28、128可具有凹入弯曲形状。更准确地，在此视图中，第一突出部28、128的第一末端78和第二末端80可比其中部82更靠近相关联的侧表面26A。现参考图9，第一末端78和第二末端80可大体上垂直于中部82并且从中部82在第一侧表面26A的方向上延伸。应了解尽管第一突出部28、128可为弯曲的，中部82可仅略微弯曲，但其仍可以被认为是在主要由中部82限定的方向上延伸或是细长的。因此，例如，第一突出部28、128可被认为从其中部82在相反方向上朝向相邻角部44A、44D延伸。还应指出的是每个细长部的末端78、80限定沿着相关联的侧表面26A在相邻角部44A、44D之间的第一突出部28的突出部长度LP。突出部长度LP可对应于并与切削偏转表面66的弯曲部（相关联的突出部位于此处）的长度一致。同样，每个细长部的末端78、80可对应于脊面的凸出形状的内边缘62的边界。换言之，脊面的凸出形状内边缘62的长度可具有与突出部长度LP的量值相同的量值。
第一突出部28可比相关联的侧表面26A的中间点P更靠近相关联的角部44A安置。更准确地，第一突出部28可位于从第一角部44A处的第二侧表面26B延伸并且延伸到侧表面26A的中间点P的顶端22的虚构划分的最靠近的三分之一内。甚至更准确地，如果这样的虚构划分包括六个相等的部分，那么第一突出部28将位于自角部44A的第二部分处。
参考图5，第一突出部28可在被标注为84处的连接区连接到切屑排出表面64。第一突出部28可与脊面58间隔开。第一突出部28具有沿着垂直于突出部长度LP的方向上测量的突出部宽度WP，其中突出部长度LP大于突出部宽度WP，即，LP＞WP。第一突出部28的突出部长度LP可具有突出部宽度WP的最大量值至少三倍的量值，即，LP≥3WP。例如，突出部长度LP可具有1.12mm的值并且最大突出部宽度WP可具有0.29mm的值。在其它示例中，突出部长度LP可具有在0.82mm与1.42mm之间的值并且最大突出部宽度WP可具有在0.09mm与0.49mm之间的值。
现参考图7，并且相对于向上方向DU，甚至脊面58的最低点86（即，离侧表面26A最远的点86）位于高于第一突出部28的突出部尖端68处。而且，第一突出部28的突出部尖端68与切削刃平面PCE以突出部尖端距离DP间隔开。突出部尖端距离DP可大于或等于0.95mm。突出部尖端距离DP可小于或等于1.05mm。在此非限制性示例中，突出部尖端距离DP具有0.1mm的值。应了解突出部尖端距离DP的范围满足条件0.95 mm≤DP≤1.05 mm。
应了解根据本申请的主题的切屑控制布置可并没有用来实现所希望切屑控制的额外元件。换言之，根据本申请的主题的切屑控制布置可包括确切地/仅两个突出部。换言之，切屑控制布置可并无任何额外突出部。此外，切屑控制布置或具有切屑控制布置的切削刀片的角部可与中央岛状部的单个鼻部相关联。
尽管已在某种详细程度上描述了本申请的主题，但应了解在不偏离下文所所要求保护的本申请的主题的精神或范围的情况下可做出各种更改和修改。例如，虽然发现上文所描述的示例范围、值和元件位置为用于特别地用来加工不锈钢的车削刀片的有利配置，但是用于不同类型的操作和/或工件材料的其它范围、值和元件位置也是可行的。

Claims (33)

1.一种切削刀片（20），包括：
相对的顶端和底端(22, 24)和在顶端和底端之间延伸的至少第一侧表面和第二侧表面(26A, 26B)，
第一刀片角部(44A)，其包括形成于第一侧表面和第二侧表面(26A, 26B)与顶部（22）的相交部处的角部切削刃（54）和在第一刀片角部（44A）处的切屑控制布置（60）；
切屑控制布置（60）包括：
第一突出部(28, 128)，其为细长的并且安置于邻近相交部（56）的顶端（22）上并且其沿着第一侧表面（26A）在纵向上延伸。
2.根据权利要求1所述的切削刀片（20），还在所述顶端处包括：
沿着相交部（56）延伸的脊面（58），
切屑排出表面（64）；以及
切屑偏转表面（66），其在脊面（58）与切屑排出表面（64）之间延伸；以及
其中第一突出部（28）的至少大部分位于切屑偏转表面（66）处。
3.根据权利要求2所述的切削刀片（20），其中，所述脊面（58）具有可变的脊面宽度（WL）。
4.根据权利要求3所述的切削刀片（20），其中，所述脊面宽度（WL）符合条件0.25 mm≤WL≤0.36 mm。
5.根据权利要求2所述的切削刀片（20），其中，所述脊面具有位于第一突出部（28）与第一侧表面（26A）之间的脊面最大宽度（WL2）。
6.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部(28, 128)包括第一末端和第二末端(78, 80)和在第一末端和第二末端之间的中部（82）；以及
第一末端和第二末端(78, 80)中的每一个分别比中部（82）更靠近第一侧表面（26A）。
7.根据权利要求2所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）与所述脊面（58）间隔开。
8.根据权利要求2所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）部分地位于切屑排出表面（64）上。
9.根据权利要求2所述的切削刀片（20），其中，所述脊面（58）的高度以预定脊面角α随着离第一侧表面（26A）的距离增加而减小，其中 8°≤α≤12°。
10.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中包括多个角部(44A, 44B, 44C, 44D)，多个角部中的每一个都包括与切削控制布置（60）相同的切屑控制布置（60）。
11.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述顶端和底端(22, 24)是镜像对称的。
12.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述角部切削刃（54）具有曲率半径（R）并且对向角部角度θ，其中 80°≤θ≤100°。
13.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中还包括中央岛状部（32），中央岛状部包括朝向相交部（56）引导的细长鼻部（34）。
14.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）具有长度LP，其中0.82 mm<LP<1.42 mm。
15.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）具有宽度WP，其中0.09 mm<WP<0.49 mm。
16.根据权利要求2所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）包括突出部尖端（68）；以及
相对于向上方向DU，脊面（58）的最低点（86）位于比突出部尖端（68）更高处。
17.根据权利要求16所述的切削刀片（20），其中，所述突出部尖端（68）与切削刃平面（PCE）以突出部尖端距离DP间隔开，其中0.95 mm≤DP≤1.05 mm。
18.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述切屑控制布置（60）还包括第二突出部( 30)，其为细长的并且安置于邻近相交部（56）的顶端（22）上并且其沿着第二侧表面（26B）在纵向上延伸。
19.根据权利要求18所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部和第二突出部(28, 128, 30, 130)在相交部（56）处关于角部平分线（B）对称安置。
20.根据权利要求19所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部和第二突出部(28, 128, 30, 130)是相同的。
21.根据权利要求18所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部和第二突出部(28, 128, 30, 130)是相同的。
22.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述切屑控制布置（60）包括确切地仅两个突出部(28, 128, 30, 130)。
23.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述切屑控制布置（60）与中央岛状部（32）的单个鼻部（34）相关联。
24.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，
所述第一突出部(128)包括第一末端和第二末端(78, 80)和在第一末端和第二末端之间的中部（82）；
第一末端和第二末端(78, 80)中的每一个分别比中部（82）更靠近第一侧表面（26A）；以及
第一末端和第二末端(78, 80)大体上垂直于中部（82）并且从中部（82）沿第一侧表面（26A）的方向延伸。
25.根据权利要求24所述的切削刀片（20），其中，所述切屑控制布置（60）包括确切地仅两个突出部( 128, 130)。
26.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）完全位于从第一角部（44A）处的第二侧表面（26B）到第一侧表面（26A）的中间点（P）的距离的1/6与2/6之间。
27.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）完全位于从第一角部（44A）处的第二侧表面（26B）到第一侧表面（26A）的中间点（P）的距离的第一个三分之一内。
28.根据权利要求27所述的切削刀片（20），其中，所述切屑控制布置（60）还包括第二突出部( 30)，其为细长的并且安置于邻近相交部（56）的顶端（22）上并且其沿着第二侧表面（26B）在纵向上延伸。
29.根据权利要求28所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部和第二突出部(28, 30)在相交部（56）处关于角部平分线（B）对称安置。
30.根据权利要求29所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部和第二突出部(28, 30)是相同的。
31.根据权利要求30所述的切削刀片（20），其中，在所述第一角部（44A）处的切屑控制布置（60）包括确切地仅两个突出部( 28, 30)。
32.根据权利要求31所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）具有突出部长度LP和垂直于突出部长度LP的突出部宽度WP并且LP≥3 WP。
33.根据权利要求1所述的切削刀片（20），其中，所述第一突出部（28）具有突出部长度LP和垂直于突出部长度LP的突出部宽度WP并且LP ≥3 WP。
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