專利名稱：可分度的切削刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于平面銑刀可分度的切削刀片，這類刀具包括一個(gè)銑刀本體，它至少有一個(gè)位于本體的外園周部分裝納刀片的凹槽。銑刀沿其中心軸線相對(duì)于工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀片由上表面、下表面以及與它們相連接并基本上與之相垂直的四個(gè)側(cè)面所構(gòu)成，每?jī)蓚€(gè)相鄰側(cè)面的交匯處呈園角，園弧半徑為R。一圈外部棱邊把上述四個(gè)側(cè)面相連，形成外切削刃，該棱邊至少部分地再與向下并向內(nèi)傾斜的坡形排屑面相連接，在園角部沿角平分線是對(duì)稱的。
用于平面銑，角部帶有切面的刀片早已被人們了解和應(yīng)用，這類刀片之缺點(diǎn)是有效斜切棱面對(duì)工作銑削過(guò)程中具有恒定的設(shè)定角，當(dāng)加工鑄鐵制造的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體時(shí)這種恒定的設(shè)定角會(huì)使切割刀片不是將切屑從工件上切割下來(lái)而是從工件上撕裂下來(lái)，因而工件表面會(huì)受損傷，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體邊緣和其活塞孔處更為嚴(yán)重。
具有等寬棱邊并加強(qiáng)了的常規(guī)刀具也有缺點(diǎn)，即在切削力最大、切削最有效的角部，棱邊的磨損比其它部分嚴(yán)重。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種可分度的切削刀片，既使在工件的外周部也能實(shí)現(xiàn)光滑的切割;
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用壽命長(zhǎng)的切削刀片;
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種切削功耗小的切削刀片;
本發(fā)明更進(jìn)一步的目的在于提供一種盡管其基本外形呈負(fù)刃傾角但能實(shí)現(xiàn)正傾角切削效果的切削刀片。
用于平面銑刀可分度的切削刀片，這類銑刀包括一個(gè)銑刀本體，它至少有一個(gè)位于本體外園周部的裝納刀片的凹槽，銑刀繞其軸線相對(duì)于工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，上述刀片由上表面、下表面以及與它們相連并基本上垂直的側(cè)面所構(gòu)成，每?jī)蓚€(gè)相鄰的側(cè)面的交匯處呈園角，一圈外部的棱邊把上述側(cè)面連接起來(lái)形成外切削刃，該棱邊至少部分地再與向下向內(nèi)傾斜的自由表面相連，上述園角沿角平分線是對(duì)稱的，棱邊在園角部分的寬度大于園角部以外的寬度，而且棱邊設(shè)置在大體上是在一條假想直線的外邊并位于兩相鄰角各自的角平分線與切削刃的交點(diǎn)之間。
以下將對(duì)本發(fā)明結(jié)合附圖作詳盡的敘述。


圖1示出按本發(fā)明的一種可分度切削刀片實(shí)例的頂視圖;
圖1A是圖1中沿ⅠA-ⅠA線剖取的截面圖;
圖2和圖2A示出切削刀片的兩個(gè)側(cè)視圖;
圖3表示切削刀片的透視圖;
圖4表示按本發(fā)明的切削刀片的角部和常規(guī)刀片的一個(gè)角部與工件接觸切削的圖形;
圖5至圖7是圖1中分別沿Ⅴ-Ⅴ線，Ⅵ-Ⅵ線和Ⅶ-Ⅶ線剖取的截面圖;
圖8是按本發(fā)明的切削刀片的一個(gè)角部與工件接觸切削時(shí)的圖形。
圖1至圖8示出按本發(fā)明的一種切削加工的刀片10最適用于如薄壁件及對(duì)變形敏感的鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等工作的銑削加工，這種刀片10裝在刀體外園周部分的刀片槽內(nèi)。銑刀體(圖中未示出)適合于相對(duì)工件而言是沿軸線旋轉(zhuǎn)。刀片包括有上下兩個(gè)實(shí)質(zhì)相同并且平行的平面11和12，它們由與之相垂直的四個(gè)側(cè)面13A、13B、13C和13D相連接。即這種刀片具有剛強(qiáng)的負(fù)刀刃傾角的方形，每?jī)蓚€(gè)側(cè)面都由園角14形成園滑的過(guò)渡連接，園角14的園弧半徑R是刀片10的邊長(zhǎng)X的1/4至1/8，即R為2～5毫米或者至少是銑削時(shí)進(jìn)刀量的4倍。一個(gè)位于外部的棱邊(或刃背一下同)18，把四側(cè)邊13A-13D連接起來(lái)，棱邊18與各側(cè)邊的交線形成了外部切削刃邊19，棱邊18相對(duì)來(lái)說(shuō)平直的部分基本上被設(shè)置在相對(duì)刀片中心來(lái)看位于一條假脛畢遉的外邊，并位于兩個(gè)相鄰角部14各自的角平分線B與切削刃邊19的交點(diǎn)之間。外部即自由表面16呈凹形15，由于切屑不會(huì)貼著16的表面形成，因此自由表面16外側(cè)與棱邊18的連接是呈向下向內(nèi)的斜坡形，內(nèi)側(cè)與向上伸展的內(nèi)部較平的表面17相連接。棱邊18沿著基本上是直線形狀的切削刃19的主要部分實(shí)際上具有相等的寬度W;但是在每個(gè)角部14開始處直到角平分線B處棱邊的寬度就增加了，增寬的量大約是0.3～0.7毫米，最理想是0.45～0.58毫米，棱邊的寬度W可由下式給出W＝K×L×COSβ，式中K是系數(shù)取決于被切割的材料，范圍在1～3之間;L是棱邊與切屑之間不變的接觸長(zhǎng)度;β是園角部切削邊的法線N與切割下的切屑流動(dòng)方向A之間的夾角。上式的適用范圍是從角平分線B到被它等分形成的一條假想邊界線之間大約是45°的扇形范圍內(nèi)。接觸長(zhǎng)度L總是沿著平行于切屑流向A的方向測(cè)量。棱邊設(shè)定出一個(gè)前角σ1(圖5)，它在園角部分與離開園角的部分相比其角度更負(fù)，沿角平分線B處的前角σ1在±15°范圍內(nèi)，而截面Ⅶ-Ⅶ(圖7)處的前角σ2也在±15°范圍之內(nèi)，切削刃邊19在園角部上與上表面11A平行，然后隨著偏離園角的距離而連續(xù)地傾斜，切削刃19的傾斜部分與包括上表面11A的平面或者當(dāng)上表設(shè)置在低于上述平面情況下再或者是上表面不是平的情況下則與包含刀片最高點(diǎn)的平面間構(gòu)成的銳角φ在5到20°之間。在園角部分的棱邊要呈上述形狀是由于棱邊與切屑之間恒定的接觸長(zhǎng)度增加而得到最大的強(qiáng)度。
切削刃19的前角愈正和切削刃的呈斜坡形段使需要提供的切削功率減小，即銑切時(shí)刀片承受的切向力愈小。自由表面16是通過(guò)壁16A與棱邊18相連，16A可以是平直的斜面也可以如同自由表面16一樣呈向下向內(nèi)的曲面。位于園角處的自由表面其斜度相對(duì)于包含上表面的平面用角ε1來(lái)表示，數(shù)值在0～15°之間，而距園角有一定距離處相應(yīng)的角ε2為5～15°。自由表面16沿切削刃邊19的直線部分最好為等寬并向內(nèi)凹。而在園角處自由表面寬度增加20～50%，在切削刃邊的直線部分與曲線部分之間的區(qū)段可用平直部分過(guò)渡連接。它在銑削過(guò)程中作為一個(gè)小的切割刃邊。
凹槽15的寬度從園角14處朝向另一個(gè)相鄰園角其寬度逐漸增加，到了二個(gè)園角中間時(shí)為最大，不管刀片在刀具本體內(nèi)是自然地沿徑向安裝還是反向安裝(negativilymounted)，切削刃19的呈斜坡狀區(qū)段都提供刀片一個(gè)正的軸線角度。
凹槽與中間平面11A、12A相連，上述平面具有一種四角星形，每角朝每個(gè)園角的角平分線B而對(duì)稱地伸展，角的頂端都截成平面狀。外部也就是凹槽15的自由表面16，可以是平面，凹面或不連續(xù)面，而凹槽15的中部其截面呈凹形。
四個(gè)側(cè)面13A-13D可以是平面，但最好是稍稍呈凹形，因而就能實(shí)現(xiàn)刀片與刀體相靠的部位呈直線形，上述的支承面位于刀片園角部14的附近并彼此分隔開。
側(cè)表面可以具有平面或斜切面，它們既用作支承面又每個(gè)斜切面作為加工工件表面的切削刃口。
上述的園角14具有相當(dāng)大的園弧半徑R，工件反作用于刀片上的力能得到最廣泛的分布，這樣刀片切削工件直至從工件上通過(guò)材料應(yīng)力不會(huì)達(dá)到抗斷強(qiáng)度，例如，圖4中所示的園角外部。工件表面當(dāng)?shù)毒叩牡镀ㄟ^(guò)時(shí)也會(huì)得到光滑的平面，而用無(wú)園角的常規(guī)刀片作相同的銑切加工時(shí)，由于尖角引起的較為集中分布的切削刀會(huì)使工件被切割的最后一小部分沿著點(diǎn)線的方向斷裂。
常規(guī)刀片角部斜切面的設(shè)定角K是不變的，工件邊緣30的斷面近似地也可由此角來(lái)限定。
本發(fā)明的刀片該設(shè)定角K相應(yīng)作用于園角部的切削刀愈靠近工件處的邊緣愈小，這樣切削園角區(qū)的切削刀均勻分布就得以實(shí)現(xiàn)。因而由于正的前角和軸線角實(shí)現(xiàn)了輕松的接觸切削。
由園角處半徑R限定出的園弧C內(nèi)切于示意圖上的園角部14，切削刃邊19與園弧C的兩點(diǎn)相接觸，這兩點(diǎn)的連線構(gòu)成的弦E與切割邊19的延長(zhǎng)線間形成了角α，它在30°～50°之間。
在ⅠA-ⅠA的截面圖中示出了切削園角處的排屑表面16是如何變化的。
表面16具有局部凸起使得園角部得到加強(qiáng)。
在圖8示出一個(gè)刀片的園角部14與工件30的接觸情況，切屑方面以A表示，設(shè)定角K為90°時(shí)，切屑沿著與等寬部分的棱邊18相垂直的方向越過(guò)，這樣切屑流向A與切削刃19的法線方向N相重合，棱邊在大約45°角范圍內(nèi)朝向園角的角平分線B方向傾斜，因而法線N和切屑流向A之間形成的夾角也連續(xù)地增大。按本發(fā)明的刀片棱邊部分加寬了以便使切屑與棱邊之間的接觸長(zhǎng)度L得到明顯地加長(zhǎng)，刀具也就得到了加強(qiáng)。棱邊曲線部分的法線N與半徑R相重合。棱邊的寬度由已如上述的公式確定W＝K×L×COSβ切削刀片的園角部是對(duì)稱于角平分線B的，棱邊曲線部分大約占90°的范圍，即如圖8中所示。在園心C相交的兩條點(diǎn)劃線之間限定的范圍，大約是90°。
另一個(gè)按本發(fā)明結(jié)構(gòu)有所變化的實(shí)例中，園角區(qū)的棱邊與刀片上表面是這樣連接的即棱邊在園角部并不具有徑向的內(nèi)部邊界線，棱邊和上表面設(shè)置在同一平面內(nèi)，該實(shí)例所有的其它方面均與上述第一種實(shí)例完全相同。
因而本發(fā)明是關(guān)于一種銑切對(duì)變形敏感工件如鑄鐵的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的可分度銑切刀片。由于其特殊的形狀使工件加工邊緣斷裂的現(xiàn)象得以避免，而且刀片壽命也大大增長(zhǎng)了。
權(quán)利要求
1.一種用于平面銑刀可分度的切削刀片，這類銑刀包括一個(gè)銑刀本體，它至少有一個(gè)位于本體外園周部的裝納刀片的凹槽，銑刀繞其軸線相對(duì)于工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，上述刀片由上表面(11)，下表面(12)，以及與它們相連并基本上垂直的側(cè)面(13A、13B、13C、13D)所構(gòu)成，每?jī)蓚€(gè)相鄰的側(cè)面的交匯處呈園角(14)，園弧半徑是(R)，一圈外部的棱邊把上述側(cè)面連接起來(lái)形成外切削刃，該棱邊至少部分地再與向下、向內(nèi)傾斜的自由表面(16)相連，上述園角沿角平分動(dòng)(B)是對(duì)稱的，上述刀片的特征在于棱邊(18)在園角部的寬度(W)大于園角部以外的寬度，而且棱邊(18)設(shè)置在大體上是在一條假想直線Z的外邊并位于兩相鄰角(14)各自的角平分線(B)與切削刃(19)的交點(diǎn)之間。
2.按權(quán)利要求1所述的切削刀片，其特點(diǎn)在于棱邊(18)的寬度(W)在園角(14)處，按下式變化W＝K×L×COSβ。K是系數(shù)在1至3之間;L是切屑與棱邊間不變的接觸長(zhǎng)度;β是園角部切削刃(19)的法線N與切屑流向(A)之間的夾角。上述公式是從角平分線(B)與被它等分形成的一條假想邊界線之間大約45°的扇形范圍內(nèi)是正確適用的。
3.按權(quán)利要求1所述的切削刀片，其特征在于棱邊(18)具有前角(σ1、σ2)，在刀片的四角前角或不變或有變化;特征也在于園角的園弧半徑是切削刀片上長(zhǎng)度(X)的1/4至1/8。
4.按權(quán)利要求3所述的切削刀片，其特征在于前角(σ1、σ2)+15°至-15°范圍內(nèi);
5.按權(quán)利要求項(xiàng)1所述刀片，其特征在于半徑(R)在2到5毫米之間。
6.按權(quán)利要求2所述切削刀片，其特征在于棱邊(18)加寬值約為0.3～0.7毫米，最理想的是0.45～0.58毫米。
7.按權(quán)利要求1所述的刀片，其特征在于切削刃(19)延伸的走向在角平分線(B)的兩側(cè)是對(duì)稱的，在園角部與刀片的上表(11A)平行或者與包含園角部最高點(diǎn)的平面平行，隨著與園角距離增加而逐漸地傾斜。
8.按權(quán)利要求7所述的刀片，其特征在于切削刃邊(19)相對(duì)于任一上述的平均傾斜一個(gè)角度(φ)，上述角度(φ)為5～20°之間。
9.權(quán)利要求1所述切削刀片，其特征在于自由表面(16)鄰近于切削刃邊(19)的直線部分具有不變的寬度而在園角(14)處，寬度增加，園角處自由表面局部地凸起。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種可分度的切削刀片，用來(lái)銑切鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，刀片(10)具有一個(gè)自由表面(16)和側(cè)表面(13A)，切削刃邊沿刀片的外周分布，刀片的圓角部分具有相當(dāng)大的圓弧，因而當(dāng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的銑削加工刀片靠近工件的邊緣線時(shí)，設(shè)定角接近于0°，自由表面(16)及側(cè)表面(13A)圍成一銳角使刀片具有正的切削幾何外形，棱邊(18)在自由表面(16)和切削刃邊(19)之間形成，棱邊(18)在朝向刀片的每個(gè)圓角部位其寬度增加了。
文檔編號(hào)B23C5/20GK1032756SQ8810735
公開日1989年5月10日 申請(qǐng)日期1988年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月26日
發(fā)明者安德雷斯·博·英格瑪·赫斯曼, 利夫·羅尼·奈斯特龍 申請(qǐng)人:桑德維克公司