阅读说明：本技术 包括冷却剂通道的、用于金属切削的车削刀具 (Turning tool for metal cutting comprising coolant channels ) 是由 罗尼·洛夫 亚当·约翰松 克里斯特·维克布拉德 于 2019-02-28 设计创作，主要内容包括：一种车削刀具(1)包括刀具本体(2)和车削刀片(3),该车削刀具(1)包括刀片座(4),所述车削刀片(3)被安装在该刀片座(4)中,所述刀片座(4)包括底表面(5)和侧表面(6),该侧表面(6)包括第一表面(13)和第二表面(14),其中,所述第一表面(13)包括接触表面(19),其中,所述接触表面(19)与所述车削刀片(3)的侧表面(9)的一部分接触,所述刀具本体(2)包括冷却剂通道(10),该冷却剂通道(10)在冷却剂通道入口(26)和冷却剂通道出口(11)之间延伸,该冷却剂通道出口(11)通向处在所述车削刀片(3)的所述侧表面(9)和所述刀片座(4)的所述侧表面(6)的所述第一表面(13)之间的空隙(24)。(A turning tool (1) comprising a tool body (2) and a turning insert (3), the turning tool (1) comprising an insert seat (4), the turning insert (3) being mounted in the insert seat (4), the insert seat (4) comprising a bottom surface (5) and a side surface (6), the side surface (6) comprising a first surface (13) and a second surface (14), wherein the first surface (13) comprises a contact surface (19), wherein the contact surface (19) is in contact with a portion of the side surface (9) of the turning insert (3), the tool body (2) comprising a coolant channel (10), the coolant channel (10) extending between a coolant channel inlet (26) and a coolant channel outlet (11), the coolant channel outlet (11) opening into the first surface (13) of the side surface (9) of the turning insert (3) and the side surface (6) of the insert seat (4) ) A gap (24) therebetween.)

包括冷却剂通道的、用于金属切削的车削刀具

技术领域

本发明属于金属切削技术领域。更具体地是，本发明属于用于诸如CNC机床的机器中的金属切削的车削刀具领域。

背景技术

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的车削刀具。换言之，本发明涉及一种包括刀具本体和车削刀片的车削刀具，该车削刀具包括刀片座，车削刀片被安装在该刀片座中，纵向轴线从后端延伸到前端，刀片座包括底表面和侧表面，侧表面包括第一表面和第二表面，其中，第一表面和第二表面相对于彼此形成一定角度，车削刀片包括顶表面、相反的底表面和连接顶表面与底表面的侧表面，车削刀片的底表面与刀片座的底表面接触，车削刀片的侧表面的一部分与刀片座的侧表面接触，刀具本体包括冷却剂通道，冷却剂通道在冷却剂通道入口和冷却剂通道出口之间延伸。

从EP 3153261A1已知这样的车削刀具，其中，车削刀具包括车削刀片，该车削刀片被安装于在刀具本体中形成的刀片座中。冷却剂通道可以如图8中所示的那样在车削刀片下方被提供给与刀片座隔开的冷却剂通道出口。如图2中所示，所述车削刀具有利地用于纵向车削，从而形成被加工表面。

尽管已经发现上述车削刀具和加工方法提供了显著的积极的益处，但是本发明人已经发现需要一种改进的车削刀具。特别地是，本发明人已经发现，尤其是在诸如，例如长度大于300mm的轴的长时间切削期间的纵向车削中，需要一种能够使用更长的时间的车削刀具。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的车削刀具，其能够使用更长的时间，尤其是在长时间切削期间的纵向车削中。

该目的通过最初限定的车削刀具来实现，其特征在于，冷却剂通道出口通向处在车削刀片(3)的侧表面和刀片座的侧表面的第一表面之间的空隙。

通过这种车削刀具，本发明人已经发现，刀片座的塑性变形的风险得以降低，从而增加了车削刀具，并且尤其是刀具本体能够使用的时间。

通过这种车削刀具，温度是刀片座的温度，并且尤其是接触表面的温度。因此，如果刀具本体由材料的屈服强度随着温度升高而降低的材料制成，则刀具本体变形的风险得以降低。

该车削刀具适于旋转的金属工件的纵向车削，即，走刀方向平行于金属工件的旋转轴线的车削。所述车削刀具优选地是还适于在垂直于和远离旋转金属工件的旋转轴线的方向上的车削，其中，纵向轴线垂直于所述旋转轴线。换言之，车削刀具适于使用邻近于刀尖切削刃的第一切削刃的纵向车削，并且优选地是适于使用邻近于刀尖切削刃的第二切削刃在垂直于和远离待加工(向外加工)的金属工件的旋转轴线的方向上的车削，其中刀尖切削刃处于第一切削刃和第二切削刃之间并将第一切削刃和第二切削刃连接起来，并且其中车削刀具的纵向轴线垂直于金属工件的旋转轴线。

车削刀具包括优选地是由钢制成的刀具本体和优选地是由耐磨材料(诸如硬质合金、金属陶瓷或立方氮化硼)制成的车削刀片。车削刀具适于加工金属工件。

车削刀具包括刀片座，也称为刀片凹座，车削刀片在其中借助于例如螺钉、夹子或杆而被可移除地安装或夹紧。

车削刀具优选地是包括恰好一个刀片座。

车削刀具的后端是联接部分，该联接部分适于连接到诸如CNC车床的机床的机床接口。后端可以包括锥形多边形和凸缘。后端的截面可以是正方形的。

纵向轴线从后端朝向前端延伸。纵向轴线是后端(即,联接部分)的几何中心轴线。

从纵向轴线到车削的远端部分的距离大于从纵向轴线到刀具本体的远端部分的距离。通过这样的车削刀具，可以向外加工。

刀片座朝向前端打开。

刀片座包括底表面和侧表面。底表面和侧表面的至少一部分分别是用于与车削刀片接触的接触表面或支撑表面。刀片座的底表面可以是刀具本体的一部分。可替代地是，底表面可以呈垫片或垫板的顶表面的形式。这种垫片或垫板优选地是由硬质合金制成的。

侧表面包括第一表面和第二表面，其中第一表面和第二表面相对于彼此形成一定角度，其中所述角度优选地是50°-160°，甚至更优选地是100°-150°。第一表面和第二表面中的每一个表面均优选地包括接触表面或支撑表面。侧表面优选地是刀具本体的一部分。

车削刀片包括顶表面、相反的底表面和连接顶表面与底表面的侧表面。顶表面包括前刀面。顶表面优选地是包括优选地是形式为一个或多个突起或凹陷的断屑装置。侧表面包括间隙表面。在顶表面和侧表面之间的相交部形成切削刃。车削刀片的底表面与刀片座的底表面接触，该车削刀片的底表面可以是平坦的或非平坦的。

在俯视图中，车削刀片的顶表面优选为120°对称或180°对称。

第一表面包括接触表面，其中所述接触表面与车削刀片的侧表面的一部分接触。换言之，车削刀片的侧表面包括至少一个，优选地是两个支撑表面。优选地是，车削刀片的侧表面与第二表面的一部分接触。

车削刀片的侧表面从顶表面到底表面不间断地延伸。换言之，车削刀片的侧表面是连续的表面，即没有任何通孔。

刀具本体包括在刀具本体中形成的冷却剂通道。因此，所述冷却剂通道是内部冷却剂通道。

冷却剂通道在优选地是在后端中开口的冷却剂通道入口和在刀片座的第一表面中形成的冷却剂通道出口之间延伸。

冷却剂通道出口的截面优选是为圆形或大致圆形，其直径优选地是0.5–3mm。

冷却剂通道出口优选地是被布置成与车削刀片的侧表面相对或基本相对。

冷却剂通道出口通向处在车削刀片的侧表面和刀片座的第一表面之间的空隙或空腔或间隙。换言之，在第一表面的一部分和车削刀片的侧表面的面向第一表面的一部分之间存在间隙。因此，所述空隙被布置在车削刀片的侧表面和刀片座的侧表面的第一表面之间。

冷却剂通道出口被布置用以朝向车削刀片的侧表面导引冷却剂流，从而所述冷却剂流被朝向刀片座的第一表面偏转。换言之，车削刀片的面向第一表面的侧表面被布置用以使冷却剂流朝向第一表面偏转，在该第一表面处，所述冷却剂流从冷却剂通道出口离开。

所述空隙包括出口。所述空隙优选地是通向前端。换言之，所述空隙优选地是敞开，使得所述冷却剂流的至少一部分在远离后端的方向上离开空隙。

根据一个实施例，冷却剂通道出口部分地或完全地在第一表面中形成。

通过这种切削刀具，本发明人已经发现，刀具本体变形的风险进一步得以降低。

根据一个实施例，通道出口与车削刀片的侧表面隔开一定距离，该距离为0.1-2.0mm。

通过这种切削刀具，本发明人已经发现，刀具本体变形的风险进一步得以降低。

根据一个实施例，刀片座的侧表面包括第三表面，其中第一表面面向第三表面。

通过这种切削刀具，在垂直于并且远离金属工件的旋转轴线的车削中的性能得以改善，这是因为第三表面能够包括用于这种加工方向的接触表面。

在俯视图中，第一表面优选地是平行于或基本平行于第三表面。

根据一个实施例，从接触表面到车削刀片的顶表面的距离短于从接触表面到车削刀片的底表面的距离。

换言之，接触表面到车削刀片的顶表面短于从接触表面到车削刀片的底表面的距离。

根据一个实施例，接触表面邻近于空隙。

通过这种切削刀具，能够进一步减少接触表面的磨损。

根据一个实施例，从冷却剂通道出口到车削刀片的底表面的距离短于从冷却剂通道出口到车削刀片的顶表面的距离。

优选地是，冷却剂通道出口与包括车削刀片的底表面的平面相交。

根据一个实施例，从纵向轴线到第一表面的距离分别大于从纵向轴线到第二表面和第三表面的距离，其中冷却剂通道出口在第一表面中形成。

根据一个实施例，冷却剂通道出口被布置用以在远离后端并且远离刀片座的底表面的方向上导引冷却剂流。

通过这种车削刀具，降低了车削刀片的起作用的刀尖部的温度，从而增加了能够使用车削刀具的时间。

换言之，冷却剂通道出口被布置用以在向前方向上并且在向上方向上导引冷却剂流，其中，车削刀片的顶表面在车削刀片的底表面上方。

根据一个实施例，车削刀具包括垫片，并且刀片座的底表面由垫片的顶表面限定。

因此，车削刀具包括垫片或垫板(ship plate)。所述垫片被布置在车削刀片的底表面和刀具本体之间。垫片的底表面与刀具本体接触。

车削刀片和垫片这两者均被布置在刀具本体的空腔或切口的内部。

垫片优选地是由硬质合金制成的。

根据一个实施例，车削刀片绕其中心轴线对称地布置或基本对称地布置，其中所述中心轴线与顶表面和底表面相交，其中从纵向轴线到刀片座的第一表面的距离大于从纵向轴线到车削刀片的中心轴线的距离，并且其中刀片座的第一表面面向车削刀片的中心轴线。

车削刀片绕所述中心轴线对称地布置，使得车削刀片的顶表面在俯视图中优选为120°对称或180°对称。

优选地是，在俯视图中，从纵向轴线到冷却剂通道出口的距离大于从纵向轴线到车削刀片的中心轴线的距离。

根据一个实施例，刀具本体包括在俯视图中呈锥形以使得其宽度在远离后端的方向上减小的部分，并且其中所述部分的边界表面是刀片座的第一表面。

因此，所述部分由边界表面限制，该边界表面由刀片座的第一表面限定。所述部分由与刀片座的第一表面相对的第二边界表面限制。从纵向轴线到刀片座的第一表面的距离小于从纵向轴线到所述第二边界表面的距离。

在加工期间，所述第二边界表面优选地是垂直于或基本垂直于待加工的金属工件的旋转轴线。

根据一个实施例，车削刀片的顶表面包括突起，其中该突起与车削刀片的侧表面隔开，并且其中，从车削刀片的底表面到突起的距离大于从车削刀片的底表面到处在车削刀片的顶表面和侧表面之间的相交部的距离。

突起包括断屑器壁表面。

根据一个实施例，一种车削方法包括以下步骤：提供任一上述车削刀具；提供金属工件；使金属工件绕金属工件的旋转轴线旋转；将车削刀具的纵向轴线设定为垂直于金属工件的旋转轴线；将冷却剂供应到冷却剂通道，使得冷却剂流被从冷却剂通道出口朝向车削刀片的侧表面导引，使得所述冷却剂流朝向刀片座的第一表面偏转；并且在平行于或基本平行于旋转轴线的方向上移动车削刀具，使得由车削刀片的一部分形成被加工表面，其中，车削刀具的纵向轴线处在正被形成的被加工表面前方。

在平行于或基本平行于旋转轴线的方向上移动车削刀具，通常称为走刀，使得刀片座的第一表面面向走刀方向。在平行于或基本平行于旋转轴线的方向上移动车削刀具使得车削刀具的纵向轴线处在车削刀片的起作用的刀尖切削刃前方。

通过金属切削形成被加工表面。切削优选地是连续的。切削深度优选地是0.5-10mm，甚至更优选地为1-3mm。走刀速率优选地为0.6-1.2mm/转。切削速度优选地为100-500m/分钟。切削的长度优选地是大于200mm，例如在300mm和1000mm之间。冷却剂压力优选地是高于5巴。

根据一个实施例，该车削方法进一步包括将车削刀片(3)的进入角(α)设定为至少3°但是不大于30°的步骤。

附图说明

现在将通过对本发明的不同实施例的描述并参考附图来更详细地解释本发明。

图1是示出根据第一实施例的车削刀具的透视图。

图2是图1中的切削刀具的进一步的透视图。

图3是不带车削刀片的图2中的切削刀具的透视图。

图4是图3中的刀片座的放大视图。

图5是图1中所示的刀具本体的侧视图，其中冷却剂通道和其它特征以隐藏线示出。

图6类似于图5，但是不带隐藏线。

图7是图6中所示的刀具本体的前视图。

图8是图1中所示的切削刀具的俯视图，其中冷却剂通道和其它特征以隐藏线示出。

图9是图8中沿线B-B的截面视图。

图10是图8中沿线C-C的截面视图。

图11是图10的一个部分的放大视图。

图12是示出包括根据第二实施例的切削刀具的车削方法的俯视图。

图13是图12中的车削刀片的透视图。

所有车削刀具图均按比例绘制。

具体实施方式

参考图1至图11，其示出根据第一实施例的车削刀具1，该车削刀具1包括刀具本体2、车削刀片3和垫片12。车削刀片3被安装在刀片座4中。刀片座4的底表面5由垫片12的顶表面限定。刀片座4进一步包括由刀具本体2形成的侧表面6。如在图4中最佳地示出的那样，侧表面6包括第一表面13、第二表面14和第三表面15(在图4中隐藏)。第一表面13面向第三表面15，使得如在图8中看到的俯视图中，第一表面13平行于第三表面15。进一步在图8中看到，第一表面和第二表面彼此之间形成125°的角度β。

如在图6至图8中看到的那样，纵向轴线A1从包括适于连接到机床的联接部分的后端16延伸到车削刀具1的前端17。纵向轴线A1是联接部分的几何中心轴线。刀片座4朝向前端17开口。图9和图10分别示出沿图8中的线B-B和C-C的截面视图。

如例如在图1中看到的那样，车削刀片3包括顶表面7、相反的底表面8和连接顶表面与底表面7、8的侧表面9。车削刀片3的侧表面9从顶表面7到底表面8不间断地延伸。因此，朝向所述侧表面9导引的冷却剂流被远离所述侧表面9并朝向第一表面13地偏转。

在顶表面和侧表面7、9之间的相交部形成包括刀尖切削刃25的切削刃。如在例如图11中看到的那样，车削刀片3的底表面8与刀片座4的底表面5接触，其中刀片座4的底表面5由垫片12的顶表面限定。进一步参考图11，第一表面13包括与车削刀片3的侧表面9的一部分接触的接触表面19。从接触表面19到车削刀片3的顶表面7的距离短于从接触表面19到车削刀片3的底表面8的距离。

第二表面14包括与车削刀片3的侧表面9接触的接触表面。

如在图5和图8中看到的那样，冷却剂通道10在刀具本体2的内部形成，该冷却剂通道10适于将冷却剂流体从在后端16中形成的冷却剂通道入口26运送或输送到冷却剂通道出口11。冷却剂通道出口11在第一表面13中形成。

冷却剂通道10包括多个被连接起来的冷却剂通道区段。冷却剂通道出口11是具有恒定直径的圆形截面的笔直的冷却剂通道区段的端部。

如能够在例如图4中看到的那样，冷却剂通道出口11通向刀片座4。如在图11中看到的那样，冷却剂通道出口11通向空隙24，其中所述空隙24在车削刀片3的侧表面9和刀片座4的侧表面6的第一表面13之间形成。空隙24和冷却剂通道出口11处在接触表面19下方，在该接触表面19处，车削刀片3的顶表面和底表面7、8分别在上方和下方限定。空隙24一直延伸到接触表面19。

如在例如图4中看到的那样，刀具本体2包括如在图8中在俯视图中呈锥形的部分22，使得其宽度在远离后端16的方向上减小。所述部分22的边界表面是刀片座4的第一表面13。所述部分22由与刀片座4的第一表面13相对的第二边界表面限制。

现在关注图12，该图描绘了车削方法。提供了根据第二实施例的车削刀具1。车削刀具1包括在图13中详细示出的刀具本体2和车削刀片3。根据第一实施例的车削刀具和根据第二实施例的车削刀具之间的主要区别在于，对于根据第二实施例的车削刀具1，后端包括联接部分，该联接部分的截面为正方形或矩形。

金属工件20绕其旋转轴线R1旋转。车削刀具1的纵向轴线A1垂直于金属工件20的旋转轴线R1。冷却剂流体经由冷却剂通道出口被供应到冷却剂通道，使得冷却剂流被从冷却剂通道出口朝向车削刀片的侧表面导引，使得所述冷却剂流朝向刀片座的第一表面偏转。

车削刀具被设定为进行切削。车削刀具1在平行于旋转轴线R1的方向上朝向图12中的右手侧移动，使得车削刀具1的纵向轴线A1处在形成被加工表面21的车削刀片3的刀尖切削刃25前方。

从纵向轴线A1到第一表面13的距离分别大于从纵向轴线A1到第二表面和第三表面14、15的距离。车削方法包括将车削刀片3的进入角α设定为大约25°的步骤。

现在关注图13，基本上类似于在根据第一实施例的车削刀具中发现的车削刀片的车削刀片3绕其中心轴线A2为180°对称的。所述中心轴线A2与顶表面和底表面7、8相交，并且与用于夹紧螺钉的孔同心。车削刀片3的顶表面7包括突起23。所述突起23与车削刀片3的侧表面9隔开，并且包括断屑器壁。