專利名稱：具有扭轉(zhuǎn)切屑面的切削鑲齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于切屑成形機(jī)、特別是端面銑床之類的銑刀的切削鑲齒。該切削鑲齒最好用鑲齒成形粉末經(jīng)成形壓制和燒結(jié)而成。該切削鑲齒包括一切屑頂面、一可與該成形機(jī)的一相配的底部支撐面接靠的下部底平面以及至少三個(gè)伸展在該頂面與該底面之間的側(cè)面。其中至少一個(gè)側(cè)面沿著一構(gòu)成一切削刃的線鄰接該切屑頂面。
這類鑲齒越來(lái)越多地用直接壓制法制造，在這種方法中，首先在合適的壓制機(jī)中把硬質(zhì)合金粉末壓制成預(yù)期形狀，然后放到一烤爐中以高于1000℃的溫度燒結(jié)而獲得最終強(qiáng)度。這種壓制工藝經(jīng)多年不斷改進(jìn)現(xiàn)已日臻完善，從而能以很高的成品率形成精度很高的切削刃和相鄰的切屑成形面以及可能有的加固性倒角和后面(或稱留隙面，下同)。而且在確定壓制機(jī)的尺寸時(shí)考慮到了采用該工藝會(huì)發(fā)生的收縮現(xiàn)象。
當(dāng)今的切削結(jié)構(gòu)日益采用正向結(jié)構(gòu)，即鑲齒的切屑面或前面與切削面法線之間的角度越來(lái)越大。采用這種結(jié)構(gòu)的原因在于可獲得如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，比方說(shuō)切削力小從而能耗低、切削刃精確從而測(cè)量精度高、在保持正向切削結(jié)構(gòu)的同時(shí)后角的選擇范圍寬。缺點(diǎn)是切削刃越鋒利強(qiáng)度就越低，從而可能造成切削刃碎裂。刃角常常非常小而接近硬質(zhì)合金的強(qiáng)度極限。
這種低能耗、正向切削結(jié)構(gòu)常常被用來(lái)加工具有不利于切削的特性的材料。因而，某些材料，比方說(shuō)易發(fā)生表面硬化現(xiàn)象的某些較堅(jiān)固較硬的材料，如某些不銹鋼和含磷鋼，在切削和/或加工時(shí)易于自硬化。工件的自硬化特性特別會(huì)出現(xiàn)在以最大切削深度加工時(shí)所產(chǎn)生的切削邊處。自硬化主要出現(xiàn)在較大切削深度處的原因是，在切削加工在工件表面生成尖銳毛刺的同時(shí)，切削力和所生成的熱量增大。此時(shí)生成的毛刺立即被空氣冷卻而硬化，從而作用在切削刃上的應(yīng)力增大，特別是在與最大切削深度對(duì)應(yīng)的那部分切削刃上。由硬化毛刺引起的這一增大的應(yīng)力有時(shí)會(huì)使切削刃碎裂。這種可能性隨著切削深度的增大而增大。
本發(fā)明的目的是減小甚或消除最大切削深度處的切削刃發(fā)生碎裂的可能性。
為實(shí)現(xiàn)這一目的和其它目的，把切削刃做成其強(qiáng)度隨著切削深度增加而增加，為此隨著切削深度的增大逐漸減小前角。按照本發(fā)明，提供一沿著切削刃扭轉(zhuǎn)成螺旋形的前面，即可做到這一點(diǎn)。
按照本發(fā)明，鑲齒的后角最好保持不變?；蛘?，該后角也可稍稍扭轉(zhuǎn)，但其扭轉(zhuǎn)程度與前面不同。后面的螺旋形扭轉(zhuǎn)角度不應(yīng)與前面相同，因?yàn)槿粝嗤邢魅械膹?qiáng)度不會(huì)隨著切削深度的增大而增大，而這正是本發(fā)明的重要特征，若后面也扭轉(zhuǎn)成螺旋形，則如當(dāng)前優(yōu)選的那樣，其節(jié)距不應(yīng)大于前面節(jié)距的一半。
前面或切屑面沿著切削刃扭轉(zhuǎn)成螺旋形的可分度切削鑲齒是已知的，例如可參見(jiàn)EP—A—239045和EP—A—392730。但是，那些切削鑲齒為了保持切削刃刃角不變而具有相同扭轉(zhuǎn)的前面和后面。但是，使用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，這些現(xiàn)有鑲齒無(wú)法產(chǎn)生本發(fā)明所要求的效果，因?yàn)榍邢魅械膹?qiáng)度并不隨著切削深度的增大而提高，從而在最大切削深度處發(fā)生碎裂的可能性依然存在。
下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的例示性但非限制性優(yōu)選實(shí)施例，附圖中相同部件使用相同標(biāo)記。附圖中

圖1為本發(fā)明鑲齒的立體圖；圖2為本發(fā)明鑲齒的俯視圖；以及圖3a、3b和3c分別為沿圖2中I—I、II—II和III—III線剖取的剖面圖。
圖1和圖2示出本發(fā)明的大體為正方體的可分度切削鑲齒1。該鑲齒包括一大致為平面的頂面或切屑面11和與該頂面11平行的底面以及與頂面11形成銳角的后面或側(cè)面2和3。圖1所示后側(cè)面由平面2和3構(gòu)成，它們沿著一斷屑線(或破裂線，下同)或交線互成鈍角。在次切削刃8處，后面3與后面或平面4相交。次后面9與次切削刃8鄰接。但是后面或留隙面的結(jié)構(gòu)在本發(fā)明中無(wú)關(guān)緊要，它也可以是占據(jù)整個(gè)側(cè)面的單個(gè)平面或稍稍彎曲的曲面。不過(guò)，至少是鄰接切削刃的側(cè)面可與頂平面11垂直。
從圖1和圖2可見(jiàn)，一前面10伸展在兩相鄰切削轉(zhuǎn)角6之間，前面10做成能體現(xiàn)出本發(fā)明的特征。因此，前面在鄰近一工作切削轉(zhuǎn)角的起點(diǎn)處具有最大前角，其合適的值為15°—40°，最好為20°—30°(圖3a)。然后，該前角沿著主切削刃5逐漸減小，最后在鄰近次前面9處達(dá)到最小值，合適的最小值為5°—25°，最好為10°—20°(圖3c)。次前面9終止在一大致垂直的表面13處，該表面13也可用來(lái)斷屑。表面13以過(guò)渡面7過(guò)渡到與下一個(gè)切削刃相聯(lián)的前面10，該過(guò)渡面7也就是轉(zhuǎn)角處切削刃的前面。
為了隨著切削深度的增大逐漸提高主切削刃5的強(qiáng)度，前面10逐漸并連續(xù)地扭轉(zhuǎn)成螺旋形。使用這種結(jié)構(gòu)，可分度切削鑲齒在加工易于發(fā)生表面硬化的堅(jiān)固材料時(shí)的使用壽命長(zhǎng)得令人驚奇。從圖3a、3b和3c中可看出前角在切削刃的不同部位的大小以及螺旋形扭轉(zhuǎn)程度。
在各前面10之內(nèi)的頂面11的形狀在本發(fā)明中無(wú)關(guān)緊要。因此，該表面上可做出合適的現(xiàn)有斷屑結(jié)構(gòu)，例如凸脊、凸緣、凹坑等等。
本發(fā)明切削鑲齒上最好有一中心穿孔12，用來(lái)插入合適的夾緊裝置，例如螺釘、鎖銷等。
按照所示實(shí)施例，主切削刃是筆直的，但它也可向外稍稍彎曲，以便補(bǔ)償該鑲齒在銑刀中的正傾角或偶而是負(fù)的傾角，從而確保在工件上加工出來(lái)的表面完全是平面。
上述說(shuō)明書(shū)說(shuō)明了本發(fā)明的原理、優(yōu)選實(shí)施例和工作方式。但是本發(fā)明所要求保護(hù)的不限于上述特殊實(shí)施例，而是包括符合后附權(quán)利要求的精神和范圍的所有改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于切屑成形機(jī)、特別是銑刀的切削鑲齒，它包括一頂面、一可與該成形機(jī)的一相配支撐面接靠的下部底面、至少三個(gè)伸展在所述頂面與底面之間的側(cè)面，其中至少一個(gè)側(cè)面沿著一構(gòu)成一主切削刃的線鄰接該頂面，該切削鑲齒具有工作切削轉(zhuǎn)角、一鄰接該主切削刃并沿著該主切削刃伸展的前面沿著該主切削刃長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)成螺旋形，從而該前面的前角在鄰近第一工作切削轉(zhuǎn)角處最大，而在鄰近下一個(gè)切削轉(zhuǎn)角處最小。
2.按權(quán)利要求1所述的鑲齒，其中，該扭轉(zhuǎn)成螺旋形的前面在鄰近第一工作切削轉(zhuǎn)角處的前角為15°—40°，而在鄰近下一個(gè)切削轉(zhuǎn)角處的前角為5°—25°。
3.按權(quán)利要求1所述的鑲齒，其中，每一側(cè)面包括至少一個(gè)與頂面構(gòu)成直角的平面。
4.按權(quán)利要求1所述的鑲齒，其中，鄰近主切削刃的至少一個(gè)側(cè)面的后角為0°—12°。
5.按權(quán)利要求1所述的鑲齒，其中，每一側(cè)面包括至少一個(gè)與頂面構(gòu)成銳角的平面。
6.按權(quán)利要求2所述的鑲齒，其中，扭轉(zhuǎn)成螺旋形的前面的前角為20°—30°。
7.按權(quán)利要求2所述的鑲齒，其中，扭轉(zhuǎn)成螺旋形的前面在鄰近下一個(gè)切削轉(zhuǎn)角處的前角為10°—20°。
8.按權(quán)利要求1所述的鑲齒，其中，該鑲齒用鑲齒成形粉末經(jīng)壓制和燒結(jié)而成。
9.一種銑刀，它包括至少一個(gè)切削鑲齒，該鑲齒包括一頂面、一可與成形機(jī)的一相配支撐面接靠的下部底面、至少三個(gè)伸展在所述頂面與底面之間的側(cè)面，其中至少一個(gè)側(cè)面沿著一構(gòu)成一主切削刃的線鄰接該頂面，該切削鑲齒具有工作切削轉(zhuǎn)角、一鄰接該主切削刃并沿著該主切削刃伸展的前面沿著該主切削刃的長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)成螺旋形，從而其前角在鄰近一工作切削轉(zhuǎn)角處最大，而在鄰近下一個(gè)切削轉(zhuǎn)角處最小。
全文摘要
一種可分度切削鑲齒，包括一頂面、一底面和伸展在所述兩面之間的若干側(cè)面。在兩相鄰切削轉(zhuǎn)角之間，一前面做成前角隨著切削深度的增大而減小，從而切削刃的強(qiáng)度隨著切削深度的增大而提高，這種結(jié)構(gòu)有利于加工容易發(fā)生表面硬化的材料。
文檔編號(hào)B23B27/14GK1116837SQ9419102
公開(kāi)日1996年2月14日 申請(qǐng)日期1994年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月27日
發(fā)明者岡瑞·潘澤, 佩·尼爾森, 馬格納斯·阿斯拜比 申請(qǐng)人:桑德維克公司