[发明专利]刀夹和带有断屑面的金属切削刀片

说明书

本申请为享有申请日为2003年10月17日且名称为“刀夹和带有断屑面的金属切削刀片”的申请号200380105905.5的分案申请。

技术领域

本发明大体上涉及金属加工，具体地说，涉及一种金属切削刀片以及用于夹持金属切削刀片的刀夹。

背景技术

具有各种各样的切屑控制形状的金属切削刀片在本领域内是已知的。美国专利No.3654681公开了一种金属切刀，其特征在于，其切削部分设有断屑面，该断屑面包括位于切削刃之后的相对的倒棱面，其有助于提供用于除屑目的的间隙。美国专利No.3815191介绍了一种切屑成形刀片，该刀片使切屑具有纵向延伸的凸出部分，以使切屑变硬并改变其形状。美国专利No3973308介绍了一种具有若干凹部或凹口的切削工具，这些凹部相互间分开，并位于切削刃的内侧且与之间隔开。Huston的美国专利No.4629372公开了一种具有断屑面的切削刀片，其可用作分离或切断工具。

当将已知的刀片设计用在低强度的韧性钢上时，其会固有地存在若干问题。低强度韧性钢的例子包括304L和316L不锈钢，以及1010和1026碳素钢，为了更容易地在心轴上拉拔以形成管材，其具有较低的强度。

在切断操作期间，当采用一定的引导角(lead angle)以确保已制出部分可以干净利落地从管料和棒料上切断下来时，会使得控制切屑的任务更加困难。由具有一定引导角的切刀所形成的切屑趋向于沿着垂直于切削刃的方向流动。由于轴向上的作用力分量，导致在与工件初始接触时所产生的断屑更容易地流动成螺旋形状，而不是更希望有的更容易控制的像钟表弹簧的形状。已经采用了大量的技术来补偿断屑的趋向，该断屑主要受到引导角的引导，以致形成了螺旋形切屑。在这些技术中采用了一种相对于刀具的中心线为不平衡的断屑器，以便可阻碍螺旋化的趋向。另一所尝试的技术提供了一种具有与引导角大小相等但方向相反的后壁的断屑器。另一所尝试的技术采用了非均匀高度的切削刃，该切削刃通过尝试向引导角的轴向作用力中引入反作用力来阻碍引导角的影响。尽管这些技术对于某些工作来说是足够用的，但是它们在应用范围上还是非常有限的，并且为了获得切屑控制要在加工中经常性地提高切削压力，这样会牺牲刀具的寿命。

例如上面提到的那些切削刀片通常夹持在形成了切削刀具组件的一部分的刀夹中。刀夹通常是滑动机构的一部分，该滑动机构可使刀片处于由待执行的操作所决定的预定工作位置上。应当清楚，当进行机加工操作例如开槽、切断或仿形切削时，会在切削刀片和刀夹上施加较大的作用力。给定的切削刀具组件通常可采用各种各样的切削刀片，包括具有定位成具有一定引导角的切削刃的刀片，以及具有定位成相对于刀片的纵向轴线成直角的切削刃的刀片。

在本领域中已知有整体柄式刀夹，其采用了挠性的上部，该上部铰接成使得当紧固器上紧时可使该上部偏转，以便刚性地夹紧双头的V形底的刀片。除了具有可以确保切削刀片正交于工件的单件刚性结构的优点之外，刀夹还可通过用作用于各种刀片构造的标准平台而简化仓储、定货和设计。希望有一种可以通过同一刀夹来容纳具有特定宽度但具有可变转角半径的V形底开槽刀片、V形底仿形切削刀片以及切断刀片，允许用公用刀夹来执行多种组合的功能。对于要确保所有这些切削刀片具有一致的性能来说，重要的是克服刀片之下和之后的切向和径向切削作用力来支承刀片的能力。V形底的支承构造可确保这种位于切削刀片之下的公用刚性支承。通常将刀夹设计成具有精确加工的定位面，双头刀片的未使用的切削刃可定位在该表面上。该定位面可执行至少两种功能，即，可确保抵抗径向上的切削作用力，还可使刀片在径向上精确地定位，以确保正确的开槽深度或者完全的切断。刀夹的定位面通常是平面的，并定位成具有一定角度，以便与将要定位在其上的切削刀片前部的配对的平面型留隙面精确地相匹配。该表面定位成平行于工件的轴向中心线。

一些切断刀片利用引导角来确保某一部分被完全切断，而没有在该部分上留下不希望有的尖端或突起。当这种类型的刀片安装到上述类型的刀夹上时，可靠地支撑了开槽刀片或纵向切断刀片的平面型刀夹的支撑定位面不再能够提供较大的接触面积，而只是弱得多的且尺寸上更不连贯的线接触。在本领域内已知有可解决这种问题的若干技术。这些技术并不能完全令人满意，在一些情况下还会给刀片的制造成本增加不必要的开支。

发明内容

本发明提供了一种用于切削金属的新型的改进刀片，其提供了多个断屑面，这种构造在切削低强度的韧性钢时尤其有效。在具有定位成一定引导角的切削刃的切削刀片内，多个断屑面在提高切屑控制的方面也是有效的。