[发明专利]双刀尖刀具及硬车削的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月19日提交的美国临时专利申请号61/739,176的优先权，其全部内容通过引用结合于本文中。

背景技术

本发明涉及用于材料去除机加工设备（例如，用于执行车削操作的车床）的切削工具。更具体而言，本发明涉及一种针对双刀尖（tip）刀具的设计以及一种使用双刀尖刀具来硬车削工件的方法。

现代车床常规性地被用于车削硬化钢部件。修整过程的材料去除率对制造商的财务业绩具有重大的经济影响。材料去除率主要受车削速度、进给速率和切削深度支配。增加车削速度显著地增加切削刃或刀尖处的发热，并且受刀具能够承受的温度限制。另一方面，增加进给速率对工件的表面光洁度具有不利的影响，并且因此，被局限于表面精加工需求所容许的范围。然而，增加切削深度会增加针对刀具的切屑负荷，这显著地降低刀具的使用寿命和车削过程的生产力。

随着切削深度增加，在切削工具的刀尖处产生较重的负荷。它伴随着增加的发热量。这在硬车削过程中更明显，其中，工件被硬化至大约HRC 58至64的硬度。在冷却剂到达切削刃之前，过热和高温使冷却剂蒸发，从而使得刀具更易受到过早磨损的影响。为了解决此问题，高压冷却剂系统被引入用于硬车削过程。这引起刀具的使用寿命延长。此过程对于小到中型的工件效果良好。然而，对于大型工件，例如风车轴承环，对切削深度和使用寿命的增加的需求对在硬车削过程中使用的刀具构成了更大的挑战。

发明内容

在一方面，本发明提供了一种双刀尖刀具。所述双刀尖刀具包括主体，其限定了进给方向、垂直于进给方向的切削方向以及垂直于进给方向和切削方向二者的深度方向。第一切削部分在主体的第一端处相对于主体固定。第二切削部分与第一切削部分相邻地在主体的第一端处相对于主体固定。第一切削部分和第二切削部分沿切削方向堆叠，使得第一切削部分形成前导切削部分，并且第二切削部分形成用于与前导切削部分同时切削的尾随（trailing）切削部分。与第一切削部分相比，第二切削部分沿深度方向从主体延伸得更远。第一切削部分和第二切削部分之间的相对位置被设置成使得总切削负荷以预定的比率在第一切削部分和第二切削部分之间分配。

在另一方面，本发明提供了一种将具有至少HRC 58的硬度值的工件硬车削至光滑的加工表面的方法。提供了具有主体的双刀尖刀具，所述主体限定了进给方向、垂直于进给方向的切削方向以及垂直于进给方向和切削方向二者的深度方向。工件利用在主体的第一端处相对于主体固定的第一切削部分来切削。与第一切削部分的切削同时，工件利用与第一切削部分相邻的在主体的第一端处相对于主体固定的第二切削部分来切削。第一切削部分沿切削方向领先第二切削部分，使得第一切削部分从工件去除第一材料量，并且第二切削部分从工件去除附加的材料量。在切削之前，确定第一切削部分和第二切削部分之间的相对定位，使得总切削负荷将在第一切削部分和第二切削部分之间分配，以实现针对第一切削部分相对于总切屑负荷的预定分配比，并且第一切削部分和第二切削部分之间的相对定位根据确定的相对定位来设置，使得实现所述预定分配比。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一种构造的切削工具的透视图。

图2是包括被间隔件分开的前导切削镶刀和尾随切削镶刀的图1的切削工具的分解组装视图。

图3是沿进给方向查看的图1的切削工具的侧视图。

图4是切削旋转工件的切削工具的侧视图。

图5A是切削所述工件的切削工具的透视图。

图5B是切削所述工件的切削工具的详细视图。

图6是所述工件的透视图。

图7是用于刀具的替代性工具保持器的透视图，其中，用于切削镶刀中的一个的调整装置被设置在切削镶刀接收开口中。

图8是包括多个一体的切削部分的替代性切削镶刀的透视图。

图9A、图9B和图10A是沿如一个覆盖在另一个顶部的前导切削部分和尾随切削部分的几何构型的切削方向的视图。

图10B是图示了两个切削镶刀的前切削刃的竖直对准的顶视图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解的是，本发明在其应用中不限于在以下描述中陈述的或在以下附图中图示的构造的细节和部件的布置。本发明能够涵盖其他实施例，并且能够以各种方式来实践或执行。