切削插入件和相应的铣刀制造技术

本发明专利技术涉及一种进行金属切削加工、尤其铣削例如凸轮轴的切削插入件，该切削插入件有至少一个由前刀面（２）与侧面（３）的相交形成的刀刃（４，４’）。为了能提供这样一种铣刀用的切削插入件和一相应的铣刀，即提供一种在使用它们时，即便是在它们的全负荷状态下操作，高速铣削时的噪声程度也有显著的下降，本发明专利技术提出了刀刃（４，４’）以一偏离９０°的角度相对切削插入件的切削方向延伸的方案。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于金属切削加工的切削插入件，尤其涉及用于铣削例如凸轮轴的切削插入件，该插入件包括至少一个由前刀面和侧面的相交形成的刀刃。本专利技术还涉及切削加工金属工件的铣刀，该铣刀包括一刀具主体，它大致上是圆柱形或圆盘形的，其上具有多个沿刀具主体的外周分布的用于切削插入件的容纳穴。美国专利4 867 616揭示了一种相应的切削头或插入件以及相应的铣削刀具。在该已知的铣刀中，切削插入件大致呈立方形，在拐角区域有倾斜的间断刀刃。各个底板在圆柱形或圆盘形的刀具主体的外周上分布成轴向交替地略微错开，这样，就安排成了两组不同的切削插入件一组切削插入件在一轴向伸出超过圆盘形刀具主体的厚度，另一组切削插入件在另一轴向伸出主体厚度。所有的切削插入件还在径向伸出，并略微超过刀具主体的半径，它们容纳在刀具主体的相应凹穴或容纳穴中。在这样的结构中，有效刀刃的方向不是绝对地平行于刀具主体的轴线，而是相对轴线略微倾斜，也就是说，它们在由相应径向矢量和刀具主体的轴线构成的平面中略微倾斜。两组切削插入件彼此的相对位移使一组切削插入件的刀刃部分基本上在由另一组切削插入件的间断刀刃形成的间断间隙中进行切削。这样，即使当两组切削插入件在轴向重叠相当大的范围时，切削插入件仍然能沿它们的整个(即使是间断的)刀刃均匀受力。切削插入件可以转动，并有多达八个的刀刃。可用相应的铣刀切削例如工件中的缝或槽。在已有技术中，一个相应的铣刀仅仅局限于加工凸轮轴，并在任何情况下都需要多个相继的工序，以便加工出恰当的凸轮轮廓。近年来，切削插入件的质量或者说生产切削插入件的材料不断地得到改进，因而有可能可以使用更高的速度进行加工，而切削插入件不会有损坏或受到快速磨损的危险。但要指出的是，较高的加工速度带来了噪音增加的缺点。对于几乎所有的铣刀和几乎所有的铣削操作，刀刃或刀刃中有至少一部分不是始终与被加工中的工件啮合，而是相反，刀刃不断地与工件啮合和脱离啮合，啮合位置仅仅分布在对应的旋转铣削刀具的一定角度区域中。经过随机械加工的性质和啮合的深度而定的一定角度的旋转运动后，切削头的先前有效刀刃开始脱离工件，直到经过另一个角度(该角度与上述第一角度成360°)的旋转运动之后，它们再次开始与工件啮合，接着，相应的过程又重新开始。对于沿相应铣刀的外周设置的每一个切削插入件，都有这种现象，在这种情况下，在一工件的机械操加工作中，分布在外周上的切削插入件的一部分啮合工件，而另一部分则脱离工件。有效刀刃与工件的啮合是在刀具本体的相应旋转运动之后突然啮合的，因为基本上平行于轴线的相应的有效刀刃在其整个长度是同时地进入啮合，而在工件材料的进一步的旋转运动中，有碎片或多个碎片从工件材料中脱落。啮合时，由于刀刃撞击在待加工的工件或表面上而引起很响的噪声，在铣刀快速旋转时，大量插入件在铣刀旋转过程中一个接一个高速地相继与工件的啮合将产生大量的噪声。在这方面，工业健康和安全要求规定相应刀具的噪声程度不能超过80分贝，在此方面，噪声程度是相对于工件和铣刀在精确规定的距离内测量的。当加工速度增加时，也就是说，当刀具本体的旋转速度增加或旋转刀具本体的直径增大时，所产生的噪声程度也进一步增加。此外，欧洲有关当局正力求进一步将最大允许的噪声程度从80分贝降到75分贝。这意味着加工速度以及与之相应的机器生产率不得不下降到原本技术上是可行的数值之下。与已有技术相比，本专利技术的目的是提供一种用于铣刀的切削插入件和相应的铣刀，使用时，即使是满负荷，也可以使高速铣削中的噪声程度有显著的下降。还要指出的是，使用本专利技术，即使使用目前具有最高抗裂强度和耐磨性的切削插入件以高速进行切削，噪声也能下降。对于切削插入件本身，本专利技术的使各个有效刀刃以一偏离90°的角度相对切削方向延伸。具体地说，这意味着本专利技术的切削插入件或刀刃绕相应的工具的轴线旋转时，刀刃不是在整个长度上同时与工件啮合，而是由于刀刃相对垂直于切削方向延伸的方向上的倾斜，刀刃在其端部的最前面的部分先开始啮合工件，而只是在进一步旋转时刀刃的后面部分才与工件啮合。由于整个刀刃不是突然啮合工件，大大衰减了相应的冲击或颤动的噪声，在此方面要指出的是，必需假定刀刃与垂直于切削方向的线之间的倾斜角必需超过某一最小数值会不让整个刀刃同时产生划一的声脉冲。刀刃相对切削方向的角度在40与85°之间被证实是适当的，较好是在50与75°之间，而最好是在60°左右，也就是说，最好的范围是在55与65°之间。本专利技术的一较佳实施例是侧面或后角表面具有基本上在切削插入件的切削方向延伸的结构，也就是说，这些结构以显著不同于90°的角度与刀刃邻接。本专利技术的另一个较佳实施例是刀刃是间断的，每一刀刃包括至少两个分开的但基本上在同一方向延伸的刀刃部分，在该两刀刃部分之间有一间隙或间断。侧面或后角表面有一从切削方向看保持恒定的相应结构的横截面。例如，可以在刀刃的两端提供分别在侧面上由相应斜面或边缘邻接的切削拐角或斜面。在切削插入件的属于同一刀刃的各个刀刃部分之间的间隔在本专利技术的较佳实施例中比各个刀刃部分的长度略短。这样，各个切削插入件就可设置成适当位移的接续关系，使得在前切削插入件的刀刃留下的间隙区中，后一切削插入件的一刀刃可以完成其切削作用，而前刀刃主要在相应的接续切削插入件在其切削刀刃中有间隙或间断的区域中除去材料。理想的是，这些刀刃间断的宽度或长度的大小是各个刀刃部分的长度的70-90％，较佳的是它们的约80％。如上所述，切削插入件的有效刀刃的端部应该是成角度的，较佳的在45°左右。在切削插入件的外端，那些具有角度的端部形成到副刀刃的过渡部，这些副刀刃基本上垂直于主刀刃延伸，但明显较短，并基本上在刀刃插入件的厚度上延伸。上述的限定和结构，尤其是侧面或后角表面具有的例如在切削方向延伸的边缘、而切削方向本身不垂直于刀刃延伸的结构的事实，还具有这样的特征，即本专利技术的在侧面或后角表面的平面图中的切削插入件为平行四边形的形式(不是直角四边形)。在本领域中菱形切削插入件无疑大体上大家都是知道的，但在那些已知的切削插入件中，菱形或平行四边形不是在侧面的平面图中，而是在前刀面或相对设置的支承表面的平面图中。较佳的是，本专利技术的每一个切削插入件都有多个独立的刀刃，当其中一个刀刃磨损时，可将插入件转动。因而，本专利技术的一个特别好的实施例是刀刃设置在不同的前刀面，而前刀面设置在切削插入件的彼此背离的侧面上。也可以设置在同一侧面上，也就是说，分别由前刀面与两个在相对侧的侧面或后角表面之一的相交而形成的两个相应的刀刃与同一前刀面相邻。通过这些特征的组合，就可以生产出具有例如四个刀刃的切削插入件，在此，术语“刀刃”始终用于表示在整个的切削过程中起作用的那部分，即使它包括多个被间断隔开的刀刃部分也是如此。在本专利技术的一特好的实施例中，属于一个刀刃中的刀刃或刀刃部分延伸成弯曲结构，或各个刀刃部分彼此成一小角度延伸，象一相应圆的极靠近的切线。刀刃所延伸成的这样一个圆弧应该具有大小在100与1000毫米之间的曲率半径。然而不采用比较难以生产的弯曲延伸的刀刃，而是采用例如每一个都是直线延伸的相邻刀刃部分，然而它们彼此以一通常在1与10°之间、较佳的在5°左右的小角度倾斜。用比较概括的话来说，对于弯曲的刀刃，一刀刃的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于金属切削加工的、尤其是用于铣削例如凸轮轴的切削插入件，它包括至少一个由前刀面（２）与侧面（３）的相交而形成的刀刃（４，４’），其特征在于，刀刃（４，４’）以一不同于９０°的角度相对切削插入件的切削方向延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G韦尔迈斯特，
申请(专利权)人：山特维克有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]