[发明专利]具有扭转切屑面的切削镶齿

说明书

本发明涉及用于切屑成形机、特别是端面铣床之类的铣刀的切削镶齿。该切削镶齿最好用镶齿成形粉末经成形压制和烧结而成。该切削镶齿包括一切屑顶面、一可与该成形机的一相配的底部支撑面接靠的下部底平面以及至少三个伸展在该顶面与该底面之间的侧面。其中至少一个侧面沿着一构成一切削刃的线邻接该切屑顶面。

这类镶齿越来越多地用直接压制法制造，在这种方法中，首先在合适的压制机中把硬质合金粉末压制成预期形状，然后放到一烤炉中以高于1000℃的温度烧结而获得最终强度。这种压制工艺经多年不断改进现已日臻完善，从而能以很高的成品率形成精度很高的切削刃和相邻的切屑成形面以及可能有的加固性倒角和后面(或称留隙面，下同)。而且在确定压制机的尺寸时考虑到了采用该工艺会发生的收缩现象。

当今的切削结构日益采用正向结构，即镶齿的切屑面或前面与切削面法线之间的角度越来越大。采用这种结构的原因在于可获得如下几个优点，比方说切削力小从而能耗低、切削刃精确从而测量精度高、在保持正向切削结构的同时后角的选择范围宽。缺点是切削刃越锋利强度越低，从而可能造成切削刃碎裂。刃角常常非常小而接近硬质合金的强度极限。

这种低能耗、正向切削结构常常被用来加工具有不利于切削的特性的材料。因而，某些材料，比方说易发生表面硬化现象的某些较坚固较硬的材料，如某些不锈钢和含磷钢，在切削和/或加工时易于自硬化。工件的自硬化特性特别会出现在以最大切削深度加工时所产生的切削边处。自硬化主要出现在较大切削深度处的原因是，在切削加工在工件表面生成尖锐毛刺的同时，切削力和所生成的热量增大。此时生成的毛刺立即被空气冷却而硬化，从而作用在切削刃上的应力增大，特别是在与最大切削深度对应的那部分切削刃上。由硬化毛刺引起的这一增大的应力有时会使切削刃碎裂。这种可能性随着切削深度的增大而增大。

本发明的目的是减小或甚至消除最大切削深度处的切削刃发生碎裂的可能性。

为实现这一目的和其它目的，把切削刃做成其强度随着切削深度增加而增加，为此随着切削深度的增大逐渐减小前角。按照本发明，提供一沿着切削刃扭转成螺旋形的前面，即可做到这一点。

具体地说，本发明提供一种用于切屑成形机、特别是铣刀的切削镶齿，该镶齿是通过压制和烧结镶齿成形粉末而制成的，该镶齿包括一顶面、一可与该成形机的一相配支撑面接靠的下部底面、和至少一个伸展在所述顶面与底面之间的侧面，其中至少一个侧面沿着一构成一主切削刃的线邻接该顶面，其特征是，一邻接该主切削刃并沿着该主切削刃伸展的前面沿其长度扭转成螺旋形，使得该前面的前角在邻近工作切削转角处最大，而在邻近下一个切削转角处最小，并且每个所述侧面由一个或几个平面组成，所述平面与所述顶面构成直角或锐角。

按照本发明，镶齿的后角最好保持不变。或者，该后角也可稍稍扭转，但其扭转程度与前面不同。后面的螺旋形扭转角度不应与前面相同，因为若相同，切削刃的强度不会随着切削深度的增大而增大，而这正是本发明的重要特征，若后面也扭转成螺旋形，则如当前优选的那样，其节距不应大于前面节距的一半。

前面或切屑面沿着切削刃扭转成螺旋形的可分度切削镶齿是已知的，例如可参见EP-A-239045和EP-A-392730。但是，那些切削镶齿为了保持切削刃刃角不变而具有相同扭转的前面和后面。但是，使用现有结构，这些现有镶齿无法产生本发明所要求的效果，因为切削刃的强度并不随着切削深度的增大而提高，从而在最大切削深度处发生碎裂的可能性依然存在。

下面结合附图详述本发明的例示性但非限制性优选实施例，附图中相同部件使用相同标记。附图中：

图1为本发明镶齿的立体图；

图2为本发明镶齿的俯视图；以及

图3a、3b和3c分别为沿图2中Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ线剖取的剖面图。

图1和图2示出本发明的大体为正方体的可分度切削镶齿1。该镶齿包括一大致为平面的顶面或切屑面11和与该顶面11平行的底面以及与顶面11形成锐角的后面或侧面2和3。图1所示后侧面由平面2和3构成，它们沿着一断屑线(或破裂线，下同)或交线互成钝角。在次切削刃8处，后面3与后面或平面4相交。次后面9与次切削刃8邻接。但是后面或留隙面的结构在本发明中无关紧要，它也可以是占据整个侧面的单个平面或稍稍弯曲的曲面。不过，至少是邻接切削刃的侧面可与顶平面11垂直。