用于CNC车床的车削方法及车削刀具技术

一种用于计算机数控车床的车削方法，包括以下步骤：提供包括切削部(2)的车削刀具(1)，该切削部(2)包括第一刀尖部(10)，该第一刀尖部(10)包括第一切削刃(11)、第二切削刃(12)和连接该第一切削刃(11)和第二切削刃(12)的凸刀尖切削刃(13)，其中所述第一切削刃(11)和第二切削刃(12)在俯视图中是直的或基本上直的；提供金属工件(31)；使所述金属工件(31)绕工件旋转轴线(R2)旋转；进行第一走刀(36)，使得所述第一切削刃(11)起作用，并且使得所述第二切削刃(12)不起作用，使得由所述凸刀尖切削刃(13)生成第一加工表面(38)，并且使得在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，进入角(K)和所述第一切削刃(11)相对于所述工件旋转轴线(R2)形成的角度(β)同时变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于CNC车床的车削方法及车削刀具
本专利技术属于金属切削
更具体地是，本专利技术属于通过使用计算机或计算机数控机床(即CNC机床)对金属工件进行车削的领域。更具体地是，本专利技术涉及车削方法、自动化的计算机实施的方法和车削刀具。
技术介绍
在使用CNC车床进行金属工件的车削中，已知许多车削方法。传统上，车削刀具相对于工件的定向在加工期间是恒定的，并且在两个线性轴线上执行车削操作。通常，除了通过更换车削刀具外，不能通过其它手段选择进入角，该进入角也称为设定角。US6,715,386B2描述了一种方法，其中能够执行切削刀片的各种设定角度。如图10中所示，在第一加工序列和第二加工序列之间进行切削刀片的转动(即，旋转)。专利技术人已经发现，能够进一步改进车削方法。特别地是，专利技术人已经发现需要提高刀具寿命和/或切屑控制。
技术实现思路
专利技术人已经发现，需要一种改进的方法来提高刀具寿命和/或切屑控制。特别地是，专利技术人已经发现，当加工具有复杂形状的预定特征(特别是外部沟槽)时，需要一种改进的方法。在这种情况下，专利技术人已经发现有利的是使进入角变化，以降低车削刀具的不起作用部分与金属工件之间的干涉风险，并且/或者改进切屑控制和/或刀具寿命。专利技术人还已经发现，需要一种降低振动风险的车削方法。专利技术人还已经发现，需要一种使CNC车床的切削时间最大化的车削方法，从而降低制造成本。通过这种车削方法，能够增加刀具寿命，这是因为可以降低例如由于切削深度的快速改变而导致的切削力的快速改变的风险。通过这种车削方法，能够使用单个车削刀具来加工具有复杂形状的部件或部件的特征(例如，沟槽)，从而减少了加工时间。该目的至少在某种程度上通过一种用于计算机数控车床的车削方法来实现，该车削方法包括以下步骤：提供包括切削部的车削刀具，该切削部包括第一刀尖部，该第一刀尖部包括第一切削刃、第二切削刃和连接所述第一切削刃和第二切削刃的凸刀尖切削刃，其中在俯视图中，第一切削刃和第二切削刃是直的或基本上是直的；提供金属工件；使金属工件绕工件旋转轴线旋转；进行第一走刀，使得第一切削刃起作用，并且使得第二切削刃不起作用，使得由凸刀尖切削刃生成第一加工表面，并且使得在第一走刀的至少一部分期间，进入角和第一切削刃相对于工件旋转轴线形成的角度同时变化。因此，所述方法是车削方法，优选是外部车削方法，其中形成旋转对称的表面。所述方法用于计算机数控(CNC)车床。提供了一种车削刀具。该车削刀具包括切削部，该切削部优选呈切削刀片的形式，该切削刀片呈车削刀片的形式。切削部包括第一刀尖部。优选地是，切削部包括第二刀尖部。第一刀尖部包括第一切削刃、第二切削刃和连接第一切削刃和第二切削刃的凸刀尖切削刃，其中第一切削刃、第二切削刃和刀尖切削刃连接顶表面和侧表面。所述顶表面被布置用以用作前刀面。所述顶表面优选包括断屑装置，优选是一个或多个突起和/或凹陷的形式。第一切削刃和第二切削刃在俯视图中是直的或基本上是直的或线性的。提供金属工件，其优选是旋转对称的或基本上旋转对称的。金属工件通过诸如夹紧钳的夹紧装置被夹紧到CNC车床。金属工件可以在一端处或相反的两端处被夹紧。金属工件绕其工件旋转轴线旋转。优选地是，金属工件绕工件旋转轴线在正好一个方向上旋转。第一切削刃优选地是在第一走刀的整个切削时间期间起作用，即，在切削中。走刀能够理解为车削序列，该车削序列能够按时间顺序定义为进入切削和离开切削之间的时间，即，期间从金属工件上去除切屑的时间跨度。所述走刀能够进一步在几何上或在空间上被定义为：从进入切削直到离开切削，车削(更具体地是车削刀具的切削部)是如何相对于金属工件移动的。表述“第一切削刃起作用并且使得第二切削刃不起作用”可替代地是被表述为“在第一走刀期间，第一切削刃处在第二切削刃的前方”。在第一走刀期间，或着至少在第一走刀的一部分期间，第一切削刃起作用(即，切削金属)，而第二切削刃不起作用(即，不切削金属)。由凸刀尖切削刃生成第一加工表面。在第一走刀的至少一部分期间，进入角和第一切削刃相对于工件旋转轴线形成的角度同时(即，同步地)变化或改变。换句话说，进入角变化或改变，并且第一切削刃相对于工件旋转轴线形成的角度变化或改变。进入角被定义为第一切削刃与刀尖切削刃的表面生成点的移动方向之间的角度。进入角优选为5°至140°，甚至更优选为20°至110°。在第一走刀期间，进入角可以在一个或多个部分处是恒定的。第一切削刃相对于工件旋转轴线形成的角度优选地是随着进入角在第一走刀期间变化而同时变化。换句话说，所述角度优选地是在第一走刀期间同步变化。所述角度的变化或改变可以通过工件旋转轴线的旋转或移动来实现。替代地是并且优选地是，所述角度的变化通过车削刀具绕刀具旋转轴线的旋转或移动来实现。所述刀具旋转轴线优选地是正交于或基本上正交于包括切削部的顶表面或前刀面的平面。所述顶表面或前刀面优选不是平面的，然而可以限定基本上包括顶表面或前刀面的平面。第一走刀被定义为从进入切削直到离开切削，优选被定义为从刀尖切削刃进入切削所处的位置直到刀尖切削刃离开切削所处的位置。金属工件上的用于进入切削的位置与用于离开切削的位置间隔开。在第一走刀期间的切削深度可以是恒定的。替代地是，在第一走刀期间的切削深度可以变化。在第一走刀期间，切削速度优选是恒定的或基本上恒定的。所述切削速度优选为40米/分钟至1500米/分钟，甚至更优选为50米/分钟至300米/分钟。第一走刀优选以增加的切削深度开始，并且优选以减少的切削深度结束。优选地是，在第一走刀的中间部处的切削深度优选是恒定的，优选为0.2毫米至15毫米，甚至更优选为0.4毫米至4毫米。优选地是，所述中间部按时间顺序为第一走刀的50％至99％。根据一个实施例，第一走刀是非线性第一走刀。通过这种方法，能够在更短的时间内加工出具有形状复杂的特征。该方法还包括以下步骤：进行非线性第一走刀或形成刀具路径。非线性意味着从第一走刀生成的加工表面不是完全的圆柱形、圆锥形或平坦的。第一走刀是非线性的意味着生成的表面是非圆柱形和/或非圆锥形和/或非平面的。生成的表面例如可以包括多个子表面的组合或组，所述子表面例如为圆柱面和/或平面表面和/或凹表面和/或凸表面。优选地是，生成的表面包括与金属工件的旋转轴线同心的圆柱面和凹表面。换句话说，非线性第一走刀优选地是包括线性部分(例如生成圆柱面的部分)，和弯曲部分(例如生成凹表面的部分)。第一切削刃优选在非线性第一走刀的整个切削时间期间起作用，即在切削中。根据一个实施例，该方法还包括以下另一步骤：在第一走刀的至少一部分期间，增加进入角并减小表面生成进刀速率。通过这种车削方法，降低了干涉或碰撞的风险。换句话说，降低了车削刀具的非切削部与金属工件之间接触的风险。通过这种车削方法，可以加工更复杂的形状。通过这种车削方法，由于在切削的相对较早阶段下的相对较小的进入角给出了这样的切屑方向，该切屑方向相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于计算机数控车床的车削方法，包括以下步骤：/n-提供包括切削部(2)的车削刀具(1)，所述切削部(2)包括第一刀尖部(10)，所述第一刀尖部(10)包括第一切削刃(11)、第二切削刃(12)和连接所述第一切削刃(11)和所述第二切削刃(12)的凸刀尖切削刃(13)，其中，在俯视图中，所述第一切削刃(11)和所述第二切削刃(12)是直的或基本上直的；/n-提供金属工件(31)；/n-使所述金属工件(31)绕工件旋转轴线(R2)旋转；/n-进行第一走刀(36)，使得所述第一切削刃(11)起作用，并且使得所述第二切削刃(12)不起作用，使得由所述凸刀尖切削刃(13)生成第一加工表面(38)，并且使得在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，进入角(K)和角度(β)同时变化，所述角度(β)是所述第一切削刃(11)相对于所述工件旋转轴线(R2)形成的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180308 EP 18160706.0;20180308 EP 18160713.6;20181.一种用于计算机数控车床的车削方法，包括以下步骤：
-提供包括切削部(2)的车削刀具(1)，所述切削部(2)包括第一刀尖部(10)，所述第一刀尖部(10)包括第一切削刃(11)、第二切削刃(12)和连接所述第一切削刃(11)和所述第二切削刃(12)的凸刀尖切削刃(13)，其中，在俯视图中，所述第一切削刃(11)和所述第二切削刃(12)是直的或基本上直的；
-提供金属工件(31)；
-使所述金属工件(31)绕工件旋转轴线(R2)旋转；
-进行第一走刀(36)，使得所述第一切削刃(11)起作用，并且使得所述第二切削刃(12)不起作用，使得由所述凸刀尖切削刃(13)生成第一加工表面(38)，并且使得在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，进入角(K)和角度(β)同时变化，所述角度(β)是所述第一切削刃(11)相对于所述工件旋转轴线(R2)形成的。


2.根据权利要求1所述的车削方法，
其中，所述第一走刀(36)是非线性第一走刀(36)。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，其中，所述方法还包括以下另一步骤：在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，增加所述进入角(K)并且减小表面生成进刀速率。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，
其中，所述进入角(K)和所述第一切削刃(11)相对于所述工件旋转轴线(R2)形成的所述角度(β)连续变化。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，
其中，所述进入角(K)和所述第一切削刃(11)相对于所述工件旋转轴线(R2)形成的所述角度(β)通过所述车削刀具(1)绕刀具旋转轴线(R1)的旋转而变化，
其中，所述刀具旋转轴线(R1)垂直于或基本上垂直于所述工件旋转轴线(R2)。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，
还包括以下另一步骤：在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，使所述刀具旋转轴线(R1)相对于所述工件旋转轴线(R2)移动。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，
还包括以下另一步骤：在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，使所述车削刀具(1)朝向所述工件旋转轴线(R2)移动。


8.根据权利要求2至7中的任一项所述的车削方法，
其中，在所述非线性第一走刀(36)的非线性部分期间，所述进入角(K)和所述第一切削刃(11)相对于所述工件旋转轴线(R2)形成的所述角度(β)变化。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，还包括以下另一步骤：在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，将最大切屑厚度(43)设定为恒定的预定值或设定在预定范围内。


10.根据权利要求2至9中的任一项所述的车削方法，其中，
其中，所述第一非线性走刀(36)包括加工外部沟槽(52)的底表面(47)
其中，所述沟槽(5)由第一侧壁(48)、第二侧壁(49)、所述底表面(47)、第一角部表面(50)和第二角部表面(51)限制，
其中，所述第一角部表面(50)连接所述底表面(47)和所述第一侧壁(48)，
其中，所述第二角部表面(51)连接所述底表面(47)和所述第二侧壁(49)，
其中，所述方法包括以下步骤：将所述刀尖切削刃(13)朝向所述第一角部表面(50)移动；和
当所述车削刀具(1)的与所述第一切削刀片(2)间隔开的部分到达距离所述第一侧壁(48)的预定距离(46)时，增大所述车削刀具(1)绕所述刀具旋转轴线(R1)的旋转速度。


11.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，还包括以下另一步骤：在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，将切屑面积(44)设定为低于预定值或设定在预定范围内。


12.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，还包括以下另一步骤：在所述第一走刀(36)的至少一部分期间，将所述最大切屑宽度设定为预定值或预定范围。


13.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，还包括以下另一步骤：进行第二走刀(37)，使得所述第二切削刃(12)起作用，并且使得所述第一切削刃(11)不起作用，
其中，所述第一加工表面(38)的至少一部分在所述第二走刀(37)期间被加工，从而通过所述凸刀尖切削刃(13)生成第二加工表面(39)。


14.根据前述权利要求中的任一项所述的车削方法，
其中，所述切削部(2)呈切削刀片(2)的形式，
其中，所述切削刀片(2)包括顶表面(7)，
其中，在俯视图中，所述第一切削刃(11)和第二切削刃(12)之间的角度(α)小于90°，
并且其中，在俯视图中，所述凸刀尖切削刃(13)的曲率半径是0.15毫米至1.3毫米，
其中，所述车削刀具(1)包括刀具本体(3)，
其中，所述刀具本体(3)包括联接部(4)、中间部(5)和刀片座(6)，
其中，所述中间部(5)沿着所述中间部(5)的纵向中心轴线(A1)延伸，
其...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔安德斯·谢恩斯泰特，亨里克·洛伊卡宁，
申请(专利权)人：山特维克科洛曼特公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE