[发明专利]具有薄切屑的断屑装置的镶刃

说明书

本发明总的涉及镶刃，本发明尤其涉及一种具有薄切屑的断屑装置的镶刃，该断屑装置可以使工件上精削所致的薄箔状切屑有效地碎裂。

用于机加工金属工件的镶刃在现有技术中是常见的。这类镶刃都含有在镶刃体两个壁面的相交处构成的刃口。当将这类镶刃装在旋转并顶住金属工件的铣削头或钻头上时，刃口就会从工件上将金属以带状金属屑的形式切除掉。

切削加工区周围的这些金属屑如果不能被持续地排走就会妨碍切削加工。因此，许多种镶刃上都做出了可持续地使由刃口形成的切屑脆化并碎裂的断屑构形。对于在工件上进行粗切削的镶刃来说，断屑构形可以仅仅由刃口上的正前角构成。这样的正前角自然地使在粗切削加工中产生的较厚的切屑持续地发生卷曲、脆化、并碎裂成为小碎片。对于精细切削来说，切屑的形状更接近于带状，因此将断屑槽设在刃口背后。切削加工越精密，所产生的切屑就越薄并越具有延性，当薄切屑滑移到断屑槽中并接合其后壁时会受到使其脆化的卷曲力的作用，并使它们碎裂成可以从切削加工区周围被排除掉的小碎片。本申请人经研究发现：如果断屑槽的宽度大约是由刃口所生成的切屑厚度的五倍，其断屑效果将非常显著。

尽管这种断屑槽对由精细切削操作产生的切屑有良好的卷曲及碎裂效果，但本申请人经研究发现，这种结构也有一定的局限性，对于超精密切削加工所产生的超薄切屑来说，该结构并不能达到比较好的碎裂效果。例如，当将这种镶刃装在钻头的端部上而且钻头在工件上的送进速度仅为每转0.007英寸左右时，镶刃所产生的超薄切屑的厚度在0.005至0.009英寸的较宽范围内变化。这种切屑更具箔状而不是带状外形，同时也更难以卷曲并脆化到足以使它们持续地断裂成小碎片的程度。当然，可以针对薄箔状切屑的具体厚度设置一有效的断屑槽。但是本申请人已发现，这种断屑槽的工作范围相当窄。例如，当断屑槽的尺寸适于碎裂0.007英寸厚的切屑时，接近0.005英寸厚度下限的切屑就不能被有效地从断屑槽中排出，这样将导致切屑积聚，从而在刃口上产生过大的压力。这种过大的压力会加速镶刃的磨损并增大其开裂的可能性。另外，厚度接近0.009英寸厚度上限的切屑又无法获得有效的卷曲和脆化。这种未断裂的切屑由于拖得太长而无法有效地被钻具的排屑槽排出，这一现象反过来又妨碍了钻削加工。

显然，具有断屑装置的镶刃必须能够在工件的精密切削加工中有效地使切屑断裂。这种镶刃上所用的断屑装置应能使厚度范围较宽的上述薄箔状切屑有效地脆化并持续地断裂，由此使采用这种镶刃的切削刀具能够在较宽的加工条件下有效地工作。此外，镶刃所采用的断屑装置应该易于与形状及尺寸变化较大的镶刃相结合。

一般地说，本发明的目的在于提供一种镶刃，它可以消除或改善与现有技术相关联的所有上述缺陷，其做法是使用这样一种断屑装置，该装置可以有效地使由精密切削加工产生的厚度范围较宽的薄箔状切屑发生碎裂。为此，镶刃包括一镶刃体和一断屑装置，其中，镶刃体具有一由顶面与副后角表面的交线构成的刃口，断屑装置具有一细长的断屑槽与多个离散的凹槽的组合结构，所述的细长断屑槽位于镶刃的邻近刃口的顶面上，而各凹槽在断屑槽上沿轴向相间地分布。断屑槽和各个凹槽均含有一面向刃口的里壁或后壁，该后壁在镶刃顶面上的一个高于使切屑卷曲和加工硬化的刃口的点处终止。此外，各个离散凹槽具有一对彼此相向的侧刃，当切屑从刃口向断屑槽后壁及凹槽后壁滑移时，上述侧刃与切屑接合并使后者起皱。由凹槽和断屑槽施加的起皱和卷曲力的组合可以有效地使在精密切削加工过程中产生的薄箔状切屑发生加工硬化，由此使切屑脆化乃至持续地碎裂成易于从切削加工区周围排走的小碎片。

镶刃体的顶面最好包括一设置在刃口与断屑槽之间的用于对刃口起加强作用的刃棱面。断屑槽的宽度最好是从工件上除去的切屑厚度的大约四到六倍，这样，断屑槽可以有效地使许多切屑发生卷曲及加工硬化。凹槽的宽度可以超过断屑槽的宽度，由此延长侧刃的长度，进而增大切屑与凹槽侧刃之间形成起皱接合的量。

断屑槽后壁的高度可以比断屑槽的下行壁的高度高出约80％到120％，该下行壁最终与刃口相接。同样，各凹槽后壁的高度可以比凹槽前壁的高度高出约50％到100％。这样的尺寸比例可以确保后壁和后壁对已起皱的薄切屑施加充分的卷曲力，进而有效地使切屑脆化并碎裂。

最后需要指出，所有凹槽的累计长度应为断屑槽总长的50％左右。在这一尺寸比例条件下，导致薄箔状切屑起皱的作用力的值可以确保切屑的脆化达到如下的程度，即当切屑分别受到断屑槽的后壁和凹槽后壁施加的卷曲力时，可实现有效的断屑。

图1是按照本发明的镶刃的透视图；

图2是沿图1中的2-2线所做的镶刃的侧剖视图；