用于工件切削加工的切削嵌件和工具的制作方法
【專利說明】用于工件切削加工的切削嵌件和工具
[0001]本發明涉及一種用于工件切削加工工具的切削嵌件，特別地涉及一種切向切削嵌件。此外，本發明還涉及一種用于工件切削加工、特別是用于切向銑削的工具，該工具具有工具架，該工具架具有至少一個切削嵌件容器，根據本發明的切削嵌件可釋放地固定在該切削嵌件容器中。
[0002]本類型的切削嵌件一般表示通常用于金屬加工應用、特別是用于銑削或車削的可轉位切削嵌件或尤其是切向切削嵌件。該切削嵌件主要用于切向銑削。其中使用這種切削嵌件的銑削工具通常包括旋轉對稱工具架，在其圓周上可釋放地固定有至少一個(但通常為多個)所述切削嵌件。
[0003]通過在切削嵌件中形成的高精度刀片刃或切削刃確保在銑削操作期間從工件去除物料。為了保持盡可能低的磨損，經受住在處理期間產生的非常高的切削力，并確保盡可能高的精度，這些切削嵌件通常由碳化物制成。然而，由于高物料應力，切削刃隨時間推移而被磨損。因此，特別是對于要求高精度的銑削操作而言，切削嵌件不得不進行定期更換。
[0004]為了防止每當切削刃變得磨損就不得不整個更換較貴的切削嵌件，開發了具有以彼此對稱的方式布置的多個切削刃的多面切削嵌件。例如，由EP I 572 407 BI可知這樣的具有以彼此對稱的方式布置的四個相同的主切削刃的可轉位切削嵌件。
[0005]其中示出的可轉位切削嵌件被形成為關于其三個主軸的每一個都成180°旋轉對稱。一旦所使用的主切削刃變得磨損，可轉位切削嵌件就從而能夠旋轉和/或翻轉180°并固定在工具架中的新位置中。在四個主切削刃之一磨損的情況下，不必整個更換可轉位切削嵌件而只要將其在工具架中旋轉或翻轉，從而能夠以之前未用的、未磨損的主切削刃繼續進行加工。
[0006]由于可轉位切削嵌件的對稱性，其中每個主切削刃具有相同的切削刃幾何結構，切削性能不會因翻轉或旋轉可轉位切削嵌件而改變。換言之，一個同樣的可轉位切削嵌件可因此使用四次，直至所有切削刃變得磨損而不得不處理可轉位切削嵌件。
[0007]與簡單、非翻轉的切削嵌件相比，這種可轉位切削嵌件提供了大得多的靈活性，并且因為其可重復利用，能夠使用更長的時間而不造成加工精度方面的損失。雖然生產這種四刃可轉位切削嵌件比常規、單刃(非翻轉)切削嵌件復雜得多，但其證明了對于消費者來說不僅更多樣化，而且整體考慮時，更具性價比。
[0008]然而，從這種可轉位切削嵌件制造商的角度來看，結構方面的問題不僅是實現這種帶有多個相同切削刃的可轉位切削嵌件的對稱性，而且同時還要確保這些切削刃的每一個都具有相同的加工性能并因此可以相同的方式使用。在這種情況下最大的問題通常是避免可能與切削嵌件或工具架的其他組件碰撞，并確保在工具架的工具容器中切削嵌件底座的安全，以確保最佳的力導入。
[0009]特別地，必須注意確保在特定時間未使用的切削刃或切削嵌件的其他組件不以非期望的方式與工件碰撞。因此，與工件的碰撞切不可發生在特定時間未打算用于加工工件的切削嵌件上的位置。換言之，必須注意確保在特定時間未使用的切削刃空轉。這樣的要求在可轉位切削嵌件具有多個可換用切削刃的情況下顯然比在常規切削嵌件只具有一個切削刃的情況下更難滿足。
[0010]由EP I 572 407 BI可知的可轉位切削嵌件能夠實現上述對稱性、剩余切削刃的空轉以及切削嵌件與工件非期望碰撞的避免，因為可轉位切削嵌件具有繞可轉位切削嵌件主軸而相對于彼此扭轉預定角度的兩部分。主切削刃由此相對于彼此扭轉預定角度。通過這種方式，能夠以技術上可持續的方式確保所需的對稱和空轉特性。另一方面，在這種可轉位切削嵌件自身扭轉的情況下，產生相當大量的復雜形狀表面。特別是在主切削嵌件表面，這種扭轉造成了在技術上制造要求很高的相當復雜的前刀面。該類型的高要求制造即使在技術上應該可行，也會造成很高的制造成本。最重要的是，這造成了可轉位切削嵌件對于最終消費者的高單位成本。
[0011]本發明基于的目標是提出開頭所述類型的切削嵌件，這為上述先前技術已知的可轉位切削嵌件提供了一種替代選擇，特別是其易于生產。
[0012]從開頭所述的切削嵌件出發，該目標因為以下切削嵌件而得以實現，其中切削嵌件具有兩個相同的彼此相對的基面，每個基面的至少一部分正交于切削嵌件的z軸，并且具有在兩個基面之間延伸的兩個相同的彼此相對的主要側表面，其中每個主要側表面的至少一部分朝向正交于切削嵌件的X軸的方向，并且具有同樣在兩個基面之間延伸的兩個相同的彼此相對的次要側表面，其中每個次要側表面的至少一部分朝向正交于切削嵌件的y軸的方向，其中X、1、z軸為切削嵌件的朝向彼此正交的方向的主軸，其中在基面的每一個與主要側表面的每一個之間提供了主切削刃，并且其中每個主要側表面具有兩個斜向相對的第一節段切削刃，其中每個第一節段切削刃鄰接各主切削刃的第一端，其中每個主要側表面的主切削刃和第一節段切削刃各自位于正交于X軸延伸的切削刃平面中，其中第一節段切削刃各自布置在次要側表面上設置的并確定第一后角的第一突起上，其中以直線方式延伸的次要切削刃鄰接每個第一節段切削刃，其中每個次要切削刃布置于在各主要側表面與各次要側表面之間的過渡處；并且其中在相應的切削刃平面中，每個次要切削刃與z軸的平行線圍成第二后角。
[0013]因此，上述目標得到了全面實現。
[0014]發明者發現，相對于先前技術已知的具有四個相同切削刃的可轉位切削嵌件，即使不繞其主軸之一扭轉切削嵌件自身也有可能確保所需的對稱性和空轉特性。正如先前技術已知的切削嵌件，根據本發明的切削嵌件確保了具有的所有切削刃在加工期間可以相同的方式使用而沒有任何方面的切削性能改變。
[0015]因此優選地，根據本發明的切削嵌件恰好具有四個相同的主切削刃。有別于從EPI 572 407 BI所知的切削嵌件的情況，空轉和最佳加工性能必需的后角并非通過切削嵌件自身扭轉或主切削刃彼此間繞z軸相對扭轉來實現，而是通過在次要側表面上具有的突起來實現，將必需的后角集成至該突起中。因此應理解的事實是，突起設定后角，以使得分別通過突起的每一個來形成或因為其而產生至少一個后角。
[0016]相對于先前技術已知的切削嵌件，每個主要側表面的主切削刃和(第一)節段切削刃都各自位于共同的切削刃平面中。因為根據本發明的切削嵌件具有總共兩個主要側表面，其各自具有兩個主切削刃，第一主要側表面的兩個主切削刃位于共同的第一切削刃平面中，第二主要側表面的兩個主切削刃位于共同的第二切削刃平面中，這兩個平面彼此平行延伸。一樣的是，布置在每個主要側表面上的第一節段切削刃同樣位于這些切削刃平面中，即第一主要側表面的第一節段切削刃與第一主要側表面的主切削刃一同位于一個平面中(第一切削刃平面)，同樣地，第二主要側表面的第一節段切削刃與第二主要側表面的主切削刃一同位于一個平面中(第二切削刃平面)。
[0017]這些“切削刃平面”是并非實際存在的假想平面。這些假想切削刃平面在此情況下朝向正交于的X軸的方向。每個主要側表面的主切削刃和第一節段切削刃從而在X方向上相對彼此不偏移。根據本發明的優選配置，第一節段切削刃配置為角半徑或斜角。
[0018]如上所述，在每個次要側表面都包括兩個所稱第一突起的事實中能夠看出根據本發明的切削嵌件的基本特征。對于在加工期間所需的切削嵌件空轉特性所必需的后角形成在這些第一突起中。因此，相對于先前技術已知的可轉位切削嵌件，主切削刃能夠互相平行延伸。術語“第一突起”在該情況下應僅考慮為相同形狀或相同大小的突起的名稱或定義。
[0019]根據本發明，兩個次要側表面的每一個都具有布置在次要側表面兩個斜對角中的兩個第一突起。由于其形狀，這些第一突起也能夠稱作突起物，因為其關于I軸而從相應的次要側表面突起。這些突起布置在三個主要表面即基面、主要側表面與次要側表面之間過渡處的轉角中。因而第一突起的相應端在各自情況下鄰接第一節段切削刃或轉變為后者。正如已提到的那樣，第一節段切削刃各自鄰接相應的主切削刃的一端。優選地，第一節段切削刃的每一個都配置為圓弧半徑或斜角，或者配置為角半徑或圓斜角。因此，在相應的主切削刃的上述端處不是產生逐漸尖細