CN1021553C - 切削镶块 - Google Patents

Abstract

一种具有顶面、底面、前面、后面和侧面以及相应的前切削刃和侧切削刃的多面体状金属切削镶块。位于顶面被切削刃限定的一区域内的切屑形成装置，包括一个与切削刃隔开的，突出在顶面上且沿两侧切削刃之一的长度方向延伸的前切屑导向面，还包括与切削刃隔开的突出在顶面上，且分别沿两侧切削刃长度方向延伸的第一、第二侧切屑导向面。

Description

本发明涉及一种切削镶块，所述镶块是由耐磨的硬质材料。例如硬质合金制成，并用于金属进行开槽、切断、车削或镗孔加工。

EP-A-0059602公开了一种多向刀具切削镶块，该镶块是一种多面体金属切削镶块，它具有顶面、底面、前周边面、后周边面和一对铡周边面;所述顶面和前周边面相交形成前切削刃，同时所述顶面与两个侧周边面相交分别形成第一、第二侧切削刃;切屑形成装置位于所述顶面被所述切削刃限定的区域内，所述切屑形成装置包括一个与所述切削刃隔开的突出在所述顶面上且沿所述第一侧切削刃长度方向延伸的前切屑导向面，还包括与所述切削刃隔开的突出在所述顶面上，且分别沿所述的第一、第二侧切削刃长度方向延伸的第一、第二侧切屑导向面。

这种镶块一般是可更换地被牢固夹持在镶块夹的镶槽中。因而，上述镶块可以由，例如斜的楔状体形成，以便楔紧在镶块夹的相应楔状槽中。上述镶块可被对调地夹紧在镶块夹上的一对钳口中。该钳口上限定了一个镶槽，通过适当的机械方法倾斜地夹紧上述镶块。

可以看到，金属切削加工涉及以切屑形式（从被加工工件上）排除金属，而安全有效地切削的意义在于所述的切屑能被有效地排出切削区。为了达到这个目的，长期以来人们就知道应提供这样一种切削 镶块，使其具有断屑和/或成屑装置，以确保切屑形成后不久能呈一定形成和/或断裂，因而使切屑能排出工作区而不影响继续切削或危害操作人员。

为了上述目的而在使用这种切削镶块过程中，人们长期以来已经认识到一方面用于切断或开槽加工的刀具和另一方面用于横向车削（如圆柱）加工的刀具两者是有区别的。在第一种情况中，刀具朝着旋转着的被开槽或切断的工件进行径向运动，而在第二种情况中，刀具则进行横向的运动。在进行这些不同的加工时，人们早就知道从一步操作到另一步操作需要更换镶块夹和镶块，因为用于某一特定操作的切削镶块仅是用来满足该步操作的。

这种必须按切削加工本身的需要而更换切削镶块显然是费时的，而且还需要准备应用于不同加工的不同镶块夹和镶块。鉴于现有情况，申请人开发了一种新型刀具切削系统，即我们所知的OUT-GRIP为申请人的商标的系统。为此，同一切削镶块一方面可以被用于切断和开槽，而另一方面，也可用于横向车削加工。这样的镶块在下文中将称为“多向刀具切削镶块”。

使用这种多向刀具切削镶块，将产生如何有效地控制在径向切断和开槽加工或横向车削加工中切屑的形成这一问题。

本发明的目的在于，提供一种具有有效的切屑控制装置的新型改进了的多向刀具切削镶块。

根据本发明的多面体金属切削镶块，它即可用于切断或开槽加工，也可用于车削加工，包括：顶面、底面、前周边面、后周边面和一对侧周边面;前切削刃形成在顶面与前周边面相交处，用于切断或开槽加工，而第一和第二侧切削刃分别形成在顶面与两个侧周边面的相交处，用于车削加工，切屑形成装置位于所述顶面上被所述切削刃限定的区域内;所述切屑形成装置包括一对相互间隔的切屑导向脊峰沿所述顶面纵向延伸并从所述切削刃的表面向上突出，每个脊峰都形成有前切屑导向面和侧切屑导向面，前切屑导向面相对于镶块纵向中心轴线对称间隔开并位于邻近前切削刃处分别由一对接合面和前切削刃隔开，所述侧切屑导向面分别沿所述切削刃长度延伸并分别由接合面与其间隔开，正前面在远离所述的前切削刃的方向上，正的趋势逐渐减小。

根据本发明，一个多面体状的金属切削镶块具有顶面、底面，以及前周边面、后周边面和一对侧周边面。顶面和前周边面相交形成了前切削刃;顶面和两个侧周边面相交分别形成了第一、第二侧切削刃。位于顶面被切削刃所限定区域中的切屑形成装置，包括一个与切削刃隔开的突出在顶面上且沿第一侧切削刃长度方向的前切屑导向面，还包括与切削刃隔开的突出在顶面上，且分别沿第一、第二侧切削刃长度方向延伸的第一、第二侧切屑导向面。

前切屑导向面最好由一对隔开的前切屑导向分面组成，该面同 第一、第二侧切屑导向面一起组成了一对切屑导向脊峰的各表面。该脊峰在顶面的前端沿侧切削刃的方向延伸并被隔开。

根据本发明的最佳实施例，镶块具有位于其对角或顶面相对端的一对相对的切削端。每个切削端都具有根据本发明所限定的结构。具有这种以切削端镶块的被夹在镶块夹的钳口中的顶面和底面最好平行，并且为了确保镶块不受阻碍地向镶块夹内插入或从中取出，切屑导向脊峰不凸出超过由镶块的夹紧部分所确定的平行面是很有必要的。

根据本发明，当用这样的切削镶块进行径向切断或开槽加工时，所产生的切屑通过前切屑导向面成形，以得到大体上折皱的断面。这导致切屑变窄（因而允许继续切槽加工而不致使切屑产生干涉），并使切屑硬化以致最后断裂。而当进行横向车削加工时，侧切屑导向面部分将在很大范围的加工条件下有效地确保切屑断裂，因而允许使用同一刀具，同样进行粗、精加工。这对于在自动机床上用刀具进行切削加工中，减少所需的加工时间和刀具数量特别重要。

为了更好地理解本发明，并显示本发明在实践中是如何实施的，下面将参照附图进行说明，其中：

图1a和1b分别是应用了本发明的一种刀具切削镶块的侧视图和俯视图。图示的镶块夹紧在刀具夹里。

图2是根据本发明的一个多向刀具切削镶块的俯视图。

图3是图2所示的刀具切削镶块的侧视图。

图4是图2中沿Ⅳ-Ⅳ线剖开的镶块剖视图。

图5是根据本发明的镶块的第二实施例的透视图。

图6是根据本发明的镶块的第三实施例的透视图。

图7a，7b和7c分别是根据本发明的镶块的第四实施例的平面图、侧视图和正视图。

首先参照图1。图中说明一个多向刀具切削镶块在一个刀具夹上的安装方式，以及该刀具切削镶块进行径向切槽和横向车削加工的应用。由图可见，具有一对纵向上下平行表面2a和2b的多向刀具切削镶块1（其详细结构将参照其余附图进行说明）被夹紧在由刀把6整体成形的钳口4和5相应的平行面3a和3b中。3a和3b面所确定的镶槽用于镶装镶块1。镶槽与一向后延展的缝隙7相连通，这一结构能提供夹紧时所需的弹性变形。镶块1通过夹紧螺钉8牢固地夹紧在镶槽中，当拧紧螺钉8时，钳口4和5夹紧靠压在镶块的相应面2a和2b上。2a和2b面分别由纵向延伸的V型面形成，这些V型面与形成相应钳口面3a和3b的凸形V型筋相配合。借助钳口4和5的筋与2a和2b面间的凹凸面配合，以防止镶块相对于刀把6横向运动。

由图可见，该刀具是被设计成用来加工圆柱形工件11的。所述的工件按箭头12所示方向，由工件夹具带动旋转。当需进行开槽或切断加工时，刀具沿箭头13的方向也即工件的径向运动。而当进行车削加工时，刀具则沿横向运动，如图1b所示。

现参照图2至图4，详细说明根据本发明的切削镶块的第一个实施例。从图中可见，切削镶块由一个大体上呈平行六面体形状的多面体 构成。该镶块有顶面和底面21a、21b，前周边面和后周边面22a、22b以及两个侧周边面23a、23b。顶、底两面21a和21b是由V型断面且纵向延伸的凹型键槽24a和24b所形成的。

镶块在对角两端分别形成了切削端。当镶块如图1所示安装在镶块夹中时，其两切削端可交替地被使用。两切削端是同样的结构，现就其一进行描述。顶面21a和周边面23a及23b的相交处形成了第一、第二侧切削刃25a和25b，上述两切削刃分别从镶块的26a和26b两顶角沿镶块延伸至其中部。由顶面21a和前周边面22a相交成的前切削刃27在两顶角26a和26b之间延伸。

键槽24a的表面在一对脊峰28a和28b处终止，该脊峰各自的前表面组成了两个前切屑导向分面29a和29b，外侧表面组成了第一、第二外侧切屑导向面30a和30b，而其内侧表面则组成了内侧切屑导向面30c和30d。侧向切屑导向面30a沿切削刃25a的方向延伸，并由正前面31a与切削刃隔开。正前面31a通过一宽度可变的接合面32a与切削刃25a相接合，所述接合面32a最好是从顶角26a至镶块中间位置宽度递增。类似地，另一侧向切屑导向面30b由一正前面31b和一接合面32b与切削刃25b隔开。

前切屑导向分面29a和29b通过接合面33a和33b与前切削刃27相接合。接合面的宽度最好能变化、向正前面34方向宽度递增。在前切屑导向分面29a和29b之间，切削刃27与正前面34接合，而正前面依次与凹形切屑流经面35接合。

在使用中，当切削镶块进行径向开槽加工时，被切削刃27切下的与所加工沟槽同宽的起始切屑碰到并经过前切屑导向面29a和29b 以及侧导向面30a，30b，30c和30d，切屑的中央部分和纵向边缘部分则自由地流经正前面34，31a和31b。切屑由于变窄和硬化而呈折皱状，因而变形。以这种方式，上述切屑很容易地通过键槽并流出。由于导向面而产生的残余应力使切屑卷曲呈螺旋状并断裂快速排出。

另一方面，当镶块进行横向车削时，被侧切削刃25a或25b切下的切屑从可变宽度的接合面32a和32b上面流过经正前面31a和31b流下，并被侧导向面30a和30b导向上方。当切屑碰到这些导向面时，切屑事实上被导向到侧周边面23a和23b。最终，与侧周边面下方相碰，由纵向从切削刃处被移走并发生断裂。

根据本发明的改进形式的镶块，如附图5所示，具有在顶面两端形成的切削端。而在这种情况下，每个切削部分均有由脊峰41a和41b组成的形成切屑的装置，包括前切屑导向分面42a和42b以及第一、第二侧切屑导向面43a和43b。此时，前切削刃44直接与前导向分面42a和42b相接合，而脊峰41a和41b被一个前面45和一凹形切屑流经面46沿镶块的宽度方向隔开。前面45最好能有效地弯曲，也就是使由前切削刃延伸来的前面正的趋势少一些。侧切削刃47a和47b直接与正前面48a和48b相接合。

在图6中所示的改进实施例中，所示的镶块具有带脊峰51a和51b的切削部分。脊峰的前导向分面52a和52b由前切削刃53连续延伸而来，并呈凹形。

另一个更进一步改进的实施例如附图7所示，参照前述附图所描述的隔开的脊峰，接合成了单一的中央脊峰61，该脊峰有单一的前切 屑导向面62和一对侧切屑导向面63a和63b。上述两个侧切屑导向面由正前面64a和64b分别与相应的侧切削刃隔开。上述单一脊峰的宽度占镶块总宽度的至少三分之一。在开槽加工时，切屑由于其中心部分与前切屑导向面相碰而变形，同时，切屑的纵向侧边流经侧正前面而不受阻碍。

鉴于上述根据本发明的镶块的所有实施例可见，镶块上切削端后部（也即插入并夹在刀具夹上的部分）相对于切削端是倾斜的，并用来夹在刀具夹上的一个合适的倾斜槽中（见图1）。这一特点有助于确保，一方面，图1中所示的刀具夹的上夹紧钳口4可以具备相当的厚度（因此具备足够强度），另一方面，前切削刃因而相对于切屑流的方向有足够的倾斜度，使切屑流的阻力减至最小。

此外，上述所有实施例中的切屑形成部分包括，在侧切削刃和侧导向面之间区域内分散布局的凸起或凹陷。它们对于在断裂之前必须径向变形的高塑性金属切屑的变形特别有效。

在上述的实施例中，所述的各种切削刃有时被描述成经接合面与正或负前面相接合。应当意识到，如果合适的话，上述接合面可以省去。

此外还应意识到，借助上述的根据本发明的多向切削镶块，有可能有效地使用同一刀具和同一镶块进行开槽和横向车削加工而确保切屑有效地形成和断裂。

Claims (13)

1、一种多面体金属切削镶块，它即可用于切断或开槽加工，也可用于车削加工，包括：顶面、底面、前周边面、后周边面和一对侧周边面；前切削刃形成在顶面与前周边面相交处，用于切断或开槽加工，而第一和第二侧切削刃分别形成在顶面与两个侧周边面的相效处，用于车削加工，切屑形成装置位于所述顶面上被所述切削刃限定的区域内；其特征在于，所述切屑形成装置包括一对相互间隔的切屑导向脊峰沿所述顶面纵向延伸并从所述切削刃的表面向上突出，其特征是每个脊峰都形成有前切屑导向面和侧切屑导向面，前切屑导向面相对于镶块纵向中心轴线对称间隔开并位于邻近前切削刃处分别由一对接合面与前切削刃隔开，所述侧切屑导向面分别沿所述切削刃长度延伸并分别由接合面与其间隔开，正前面在远离所述的前切削刃的方向上，正的趋超势逐渐减小。

2、根据权利要求1所述的镶块，其特征在于，所述的前切削刃直接与一位于所述前切屑导向分面间的正前面相接合，并通过相应的接合面与所述的前切屑导向分面相接合。

3、根据权利要求2所述的镶块，其特征在于，所述的前切削刃在两侧与所述的前切屑导向分面的正前面相接合。

4、根据权利要求2或3所述的镶块，其特征在于，介于所述前切屑导向分面间的所述正前面与一相对顶面向上的切屑流经面相接合。

5、根据权利要求4所述的镶块，其特征在于，所述的切屑流经面的方向大致与所述侧切削刃平行。

6、根据前述任一项权利要求所述的镶块，其特征在于，所述的前切屑导向分面是凹弧形的。

7、根据前述任一项权利要求所述的镶块，其特征在于，所述的前切屑导向分面大体是平面。

8、根据前述任一项权利要求所述的镶块，其特征在于，所述的接合面在其长度方向上的宽度可变。

9、根据前述任一项权利要求所述的镶块，其特征在于，所述的脊峰在顶面上沿所述前切削刃的方向被隔开。

10、根据前述任一项权利要求所述的镶块，其特征在于，所述的脊峰的两内表面沿所述顶面的中线相交融。

11、根据前述任一项权利要求所述的镶块，其特征在于，所提供的两个切削端分别包括在镶块上邻接的相对两端的前切削刃、侧切削刃和切屑形成装置。

12、根据权利要求11所述的镶块，其特征在于，所述的切削刃在所述顶面的相对两端处形成。

13、根据权利要求11所述的镶块，其特征在于，所述的切削刃分别在所述顶面和底面的相对两端处形成。

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