專利名稱：用于開槽操作的切削刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于開槽操作的切削刀片。特別是，根據(jù)本發(fā)明的切削刀片主要用于拱頂石形溝槽的加工，并且可應(yīng)用于活塞中的環(huán)形槽的機(jī)加工。
背景技術(shù)：
這種切削刀片例如可從美國專利No.6447219中已知，其公開了包括有后柄部分和從該后柄部分中向前伸出的前切削頭的切削刀片。切削頭包括頂側(cè)、底側(cè)、均將頂側(cè)與底側(cè)互連的兩個邊側(cè)面，以及將邊側(cè)面互連的朝前的正面邊側(cè)面。各邊側(cè)面與頂側(cè)均形成了銳角。正面邊側(cè)面和頂側(cè)之間的過渡部分形成了主切削刃。各邊側(cè)面和頂側(cè)之間的過渡部分形成了側(cè)切削刃。側(cè)切削刃在切削頭中心線的各個相對側(cè)上延伸，并且在向前的方向上會聚。側(cè)切削刃相互之間形成了銳角。各側(cè)切削刃包括多個間隔開的形成于其中的溝槽，使得各側(cè)切削刃是不連續(xù)的。因此，切削刃包括切削刃段，各段與相鄰的一段通過溝槽而分隔開。
在開槽操作期間，首先是主切削刃與工件接合。隨著切削深度的增加，刀片和工件之間的相互作用在三個不同的側(cè)面產(chǎn)生，即沿著主切削刃和兩個側(cè)切削刃，在此時溝槽開始起主導(dǎo)作用，并且會導(dǎo)致切屑寬度降低。這有助于避免形成過薄且難以控制的切屑。然而，連續(xù)的切削刃段在與進(jìn)給方向正交(即正交于中心線)的方向上并不重疊。因此，隨著切削深度的增加，在給定切削刃段已經(jīng)完成了對工件的機(jī)加工之后，一部分工件將與緊鄰于該給定切削刃段之后(即相對于進(jìn)給方向處于下游)而設(shè)置的溝槽接合。這將導(dǎo)致每次有另外一個溝槽與工件接合時，在切削刀片上會施加有較大的阻力。溝槽不是切削刃，因此隨著切削深度的增加，工件中的與溝槽接合的部分將不會被切削，充其量是產(chǎn)生了變形。因此，整個機(jī)加工工藝的效率很低。
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于加工拱頂石形溝槽的徑向開槽操作的切削刀片，其能夠顯著地減輕或克服上述缺點(diǎn)。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于開槽操作的切削刀片，包括夾緊部分和至少一個切削部分、頂面和相對的底面以及在它們之間延伸的周向側(cè)面，頂面和周向側(cè)面在上邊緣處相交，至少一部分上邊緣包括有切削刃，該至少一個切削部分包括前主切削刃和兩個相對的側(cè)切削刃，側(cè)切削刃在切削刀片中心線的兩相對側(cè)上從主切削刃向后延伸到夾緊部分中，其中各側(cè)切削刃在切削刀片的頂視圖中具有大致鋸齒形的形狀。
該鋸齒形狀優(yōu)選包括多個臺階，各臺階包括三個段，即前段、后段以及處于它們之間的角部段，一個臺階的后段與相鄰臺階的前段匯合，而前主切削刃與多個臺階中的第一臺階匯合。
通常來說，一個側(cè)切削刃的臺階與另一側(cè)切削刃的臺階排齊，使得上邊緣圍繞著經(jīng)過中心線的平面具有鏡像對稱性，相對的兩個側(cè)切削刃的臺階形成了相對于中心線的相對臺階的對。
如果需要的話，第一臺階的前段是圓形的。
通常來說，圓形前段是具有給定半徑的圓弧。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，相對側(cè)切削刃中的一個側(cè)切削刃的角部段位于第一線上，而相對側(cè)切削刃中的另一側(cè)切削刃的角部段位于第二線上。
第一線和第二線優(yōu)選在主切削刃的任一側(cè)上向前匯合到的第一臺階的前段中。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，給定對的相對臺階中的除第一臺階之外的各臺階的前段位于向前會聚的一對相對線中的一條線上。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，給定對的相對臺階中的各臺階的后段位于向后會聚的一對相對線中的一條線上。
通常來說，周向側(cè)面包括至少一個端面和兩個從該至少一個端面中向后延伸的相對側(cè)面，該至少一個端面在至少一個切削部分的主切削刃處與頂面相交。
如果需要的話，各側(cè)面被分成兩個側(cè)面部分，即相鄰于上邊緣的上側(cè)面部分，以及從上側(cè)面部分朝向底面延伸的下側(cè)面部分。
通常來說，上側(cè)面部分的形狀在切削刀片的頂視圖中類似于上邊緣的形狀。
附圖簡介為了更好地理解本發(fā)明并且顯示出如何實(shí)施本發(fā)明，下面將參考附圖來進(jìn)行說明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的切削刀片的透視圖；圖2是圖1所示切削刀片的局部頂視圖；圖3是與圖2相同的放大比例的視圖；圖4是圖1所示切削刀片的局部側(cè)視圖；圖5是圖1所示切削刀片的端視圖；圖6A是沿圖2中線V-V的剖視圖；圖6B是沿圖2中線V-V的剖視圖；和圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一切削刀片的透視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述來看附圖，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于開槽操作的切削刀片10。切削刀片10通常由非常硬且耐磨的材料如硬質(zhì)合金制成，或者是通過成型壓制，或者是通過注射成型以及燒結(jié)粘合劑中的碳化鎢粉末來制成。切削刀片10是可轉(zhuǎn)位的雙端式切削刀片，包括夾緊部分12和兩個切削部分14。然而，本發(fā)明可同樣適用于僅具有一個切削部分14的單端式切削刀片。切削刀片10具有頂面16和相對的底面18，以及在它們之間延伸的周向側(cè)面20，頂面16和周向側(cè)面20在上邊緣22處相交，該上邊緣22包括前主切削刃24和兩個相對且相同的側(cè)切削刃26，這兩個側(cè)切削刃在切削刀片10的中心線L的兩相對側(cè)上從主切削刃24向后延伸到夾緊部分12上。根據(jù)本發(fā)明，各側(cè)切削刃26在切削刀片10的頂視圖中具有大致鋸齒形的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，兩個切削部分14是相同的，因此僅針對如圖2和3所示的半個切削刀片10來介紹該雙端式切削刀片10就足夠了。線L限定了切削刀片10的從前到后的縱向方向，其中相對于如圖2和3所示的半個切削刀片10而言，主切削刃24位于切削刀片10的前端28處，夾緊部分12位于后端30處。
參見圖3，各側(cè)切削刃26包括多個臺階32，各臺階32包括三個段34，36，38，即前段34、后段36以及位于前段34與后段36之間的角部段38。一個臺階32的后段36與相鄰臺階32的前段34匯合，而前主切削刃24與多個臺階中的第一臺階32′匯合。在如圖所示的實(shí)施例中，第一臺階32′的前段34′是圓的，并且與角部段38′匯合，形成了一個與后段36′直接匯合的圓形連接前段34′。通常來說，圓形前段34′是具有給定半徑的圓弧。一個側(cè)切削刃26的臺階32與另一側(cè)切削刃26的臺階32排齊，使得上邊緣22相對于經(jīng)過中心線L的平面P具有鏡像對稱性，并且相對的兩個側(cè)切削刃26的臺階32相對于中心線L形成了相對臺階的對。在圖3中顯示了相對臺階32a，32b的一個示例性的對。相對臺階32a，32b的該示例性對的臺階前段34a，34b位于一對相對的線L′a，L′b上，這對線從前段34a，34b朝向中心線上的前交點(diǎn)Q而向前會聚。前交點(diǎn)Q位于相對臺階32a，32b的該示例性對的前段34a，34b之前。類似的，所有相對臺階對的所有前段位于從前段朝向中心線上的前交點(diǎn)而向前會聚的成對的相對線上。此外，相對臺階32a，32b的該示例性對中的臺階的后段36a，36b位于一對相對的線L″a，L″b上，這對線從后段36a，36b朝向中心線上的后交點(diǎn)R而向后會聚。后交點(diǎn)無法看見，這是因?yàn)樗趫D3之外的位置點(diǎn)處與中心線相交。后交點(diǎn)R位于相對臺階32a，32b的該示例性對中的后段36a，36b之后。類似的，所有相對臺階對中的所有后段位于從后段朝向中心線上的后交點(diǎn)而向后會聚的成對的相對線上。
上述側(cè)切削刃26的鋸齒形結(jié)構(gòu)為側(cè)切削刃26提供了下述特性。第一，前段34定位成與進(jìn)給方向F形成了銳角α。第二，后段36與進(jìn)給方向F形成了銳角β。第三，前段34和后段36相互間呈鈍角γ地傾斜。這些特性使切削刀片10具有許多有利的特征。第一，加強(qiáng)了角部段38(或“切削角部”)。第二，在主切削刃24處會形成中央切屑，而在各前段3d(或“副工作切削刃”)處會形成較小的分離的側(cè)切屑，它將被引離形成于工件內(nèi)的溝槽側(cè)壁。第三，在進(jìn)給方向F上在各側(cè)切削刃26的前段34之間存在完全的重疊，使得工件僅與切削刃(主切削刃24和“副工作切削刃”34)接觸。
在圖3中還顯示了切削刀片10的底邊40(顯示為虛線)，在此處周向側(cè)面20與底面18相交。如所看到的那樣，在切削刀片10的頂視圖中，底邊40位于上邊緣22的界限之內(nèi)，這表明周向側(cè)面20從側(cè)切削刃26中向下且向內(nèi)地延伸到底邊40處，從而保證了切削刃26在開槽操作期間與工件凸出式接觸。周向側(cè)面26包括端面42和從端面42中向后延伸出來的兩個相對的側(cè)面44。端面42在主切削刃24處與頂面16相交，側(cè)面44在側(cè)切削刃26處與頂面16相交。各側(cè)面44被分成兩個側(cè)面部分，即與上邊緣22相鄰的上側(cè)面部分44′和從上側(cè)面部分44′延伸到底面18中的下側(cè)面部分44″。在切削刀片10的頂視圖中，上側(cè)面部分44′的形狀類似于上邊緣22。
現(xiàn)在來看圖1和5。夾緊部分12附近的頂面16和底面具有在縱向方向上延伸的下凹的V形表面。用于固定切削刀片10的刀座(未示出)的刀片槽的夾緊表面具有相配地縱向延伸的凸起的V形表面。這種設(shè)置在本領(lǐng)域中是眾所周知的，用于在機(jī)加工操作期間實(shí)現(xiàn)切削刀片的側(cè)向穩(wěn)定性。
圖1到3顯示了相鄰于主切削刃24和相鄰于側(cè)切削刃26的各前段34的卷屑結(jié)構(gòu)46。卷屑結(jié)構(gòu)46可具有任何所需的形狀。圖6A和6B顯示了卷屑結(jié)構(gòu)的兩個示例性例子。在圖6A中，卷屑結(jié)構(gòu)46在頂面16中下凹，而在圖6B中，卷屑結(jié)構(gòu)46是從頂面16中凸出的突出部。圖7顯示了在頂面16中無卷屑結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的切削刀片10。
來看圖2，可以看到，一個側(cè)切削刃26的角部段38位于第一線L1上，而另一側(cè)切削刃26的角部段位于第二線L2上。第一線L1和第二線L2在主切削刃24的任一側(cè)上向前會聚在第一臺階32′的前段34′上。雖然形成于工件中的溝槽形狀將是側(cè)切削刃26和主切削刃24的形狀，然而可以從由第一線L1和第二線L2以及主切削刃24所形成的形狀中看出，溝槽的形狀在橫截面中是大致拱頂石狀或楔形的。例如在活塞中需要具有拱頂石狀或楔形橫截面的環(huán)形槽。雖然這種形狀無法通過對表面直接開槽而得到，但本發(fā)明的切削刀片10能夠在活塞中加工出具有近似拱頂石狀或楔形橫截面的環(huán)形槽。因此，根據(jù)本發(fā)明的切削刀片10可用于在工件中粗加工出槽，最終產(chǎn)品可在精加工工藝中得到。開槽表面的光潔度主要取決于前段34的長度，以及側(cè)切削刃26的前段34和后段36之間的鈍角γ。通常來說，主切削刃24與第一臺階32′的相鄰圓形前段34′一起所形成的溝槽的寬度W1將比任何給定前段34的切削寬度W2大得多。在一個具體的非限制性例子中，W1是W2的5到10倍大。然而，W1和W2的相對尺寸取決于具體應(yīng)用。從絕對值的觀點(diǎn)來看，W2不應(yīng)當(dāng)小于十分之一毫米。
從圖4中可以看到，相鄰于主切削刃24的前刀面48是彎曲的，從主切削刃24中向后和向下延伸，然后向上延伸到后偏轉(zhuǎn)壁50上，這有助于使形成于主切削刃24處的切屑卷曲，因此它不會干涉形成于側(cè)切削刃26的前段34處的切屑。
盡管已經(jīng)就一定程度的特殊性來介紹了本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍的前提下，可以作出多種變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于開槽操作的切削刀片，包括夾緊部分和至少一個切削部分、頂面和相對的底面，以及在它們之間延伸的周向側(cè)面，所述頂面和周向側(cè)面在上邊緣處相交，至少一部分所述上邊緣包括有切削刃，所述至少一個切削部分包括前主切削刃和兩個相對的側(cè)切削刃，所述側(cè)切削刃在所述切削刀片的中心線的兩相對側(cè)上從所述主切削刃向后延伸到所述夾緊部分中，其中，各所述側(cè)切削刃在所述切削刀片的頂視圖中具有大致鋸齒形的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述鋸齒形狀包括多個臺階，各所述臺階包括三個段，即前段、后段以及處于它們之間的角部段，一個臺階的后段與相鄰臺階的前段匯合，而所述前主切削刃與所述多個臺階中的第一臺階匯合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削刀片，其特征在于，一個側(cè)切削刃的臺階與另一側(cè)切削刃的臺階排齊，使得所述上邊緣圍繞著經(jīng)過所述中心線的平面具有鏡像對稱性，所述相對的兩個側(cè)切削刃的臺階形成了相對于所述中心線的相對臺階的對。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削刀片，其特征在于，所述第一臺階的前段是圓形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切削刀片，其特征在于，所述圓形前段是具有給定半徑的圓弧。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的切削刀片，其特征在于，所述相對側(cè)切削刃中的一個側(cè)切削刃的角部段位于第一線上，而所述相對側(cè)切削刃中的另一側(cè)切削刃的角部段位于第二線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切削刀片，其特征在于，所述第一線和第二線在所述主切削刃任一側(cè)上向前會聚到所述第一臺階的前段中。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或7所述的切削刀片，其特征在于，給定對的相對臺階中的各所述臺階的前段位于向前會聚的一對相對線中的一條線上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切削刀片，其特征在于，給定對的相對臺階中的各所述臺階的后段位于向后會聚的一對相對線中的線上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切削刀片，其特征在于，所述周向側(cè)面包括至少一個端面和從所述至少一個端面中向后延伸出來的兩個相對的側(cè)面，所述至少一個端面在所述至少一個切削部分的主切削刃處與所述頂面相交。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切削刀片，其特征在于，各所述側(cè)面分成兩個側(cè)面部分，即與所述上邊緣相鄰的上側(cè)面部分和從所述上側(cè)面部分向所述底面延伸的下側(cè)面部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削刀片，其特征在于，所述上側(cè)面部分的形狀在所述切削刀片的頂視圖中類似于所述上邊緣的形狀。
全文摘要
一種用于開槽操作的切削刀片，具有前主切削刃和兩個相對的側(cè)切削刃，該側(cè)切削刃在切削刀片中心線的兩側(cè)上從主切削刃中向后延伸，其中各側(cè)切削刃在切削刀片的頂視圖中具有大致鋸齒形的形狀。
文檔編號B23B27/06GK1753750SQ200480004905
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者U·加蒂 申請人:伊斯卡有限公司