[0001] 本发明属于金属切削的技术领域。更具体地是，本发明属于车削领域。

[0002] 本发明涉及根据权利要求1的方法。换句话说，本发明涉及一种用于CNC车床的车削方法。

[0003] 在金属切削中，车削是一种常见的操作。通常使用数控车床。通常，从金属工件加工出复杂形状。为了获得复杂形状，通常使用两个或更多个车削刀具，其中车削刀具有不同几何形状或不同定向。例如，一把车削刀具可以适于一个方向上的加工，而第二车削刀具可以适于不同方向上的加工。

[0004] 通常，每个车削刀具配备一个车削刀片。在使用一个车削刀片进行车削后，通常将第一车削刀具转位到第二车削刀具。例如，数控车床可以包括转塔，并且通过将转塔旋转预定角度来实现从一个车削刀具到第二车削刀具的转位。通过转塔的旋转进行转位花费时间，这取决于例如数控车床。没有切削的时间可称为停机时间，诸如从一个刀具改变成或转位到另一刀具时的时间。

[0005] EP 1 317 981 A1公开了一种携带有多个车削刀片的刀具，由此通过车削刀具围绕联接轴线的旋转，可以快速实现不同的车削刀片之间的切换。

[0006] 发明人已经发现，存在对于进一步改进的车削方法的需求。

[0107] 参考图1‑图6，其示出了适合用于执行以上限定的方法的、根据第一实施例的车削刀具1。金属工件2通过夹持装置(未示出)连接到数控(CNC)车床(未示出)的主轴(未示出)。车削刀具1包括沿联接轴线A2延伸的联接部分3。联接轴线A2限定车削刀具1的纵向轴线。向前方向远离联接部分3，即向前方向基本朝向图1中的左手侧。金属工件2的旋转轴线A1布置为垂直于联接轴线A2并与其相交。车削刀具1包括呈第一车削刀片7的形式的第一切削元件
7，和呈第二车削刀片8的形式的第二切削元件8。

[0108] 如图3至6所示，第一切削元件7包括呈第一刀尖切削刃5的形式的第一切削刃5，其将第一前向切削刃12和第一后向切削刃14分开，并连接第一前向切削刃12和第一后向切削刃14。第二车削刀片8包括第二刀尖切削刃6，其将第二前向切削刃13和第二后向切削刃15分开，并连接第二前向切削刃13和第二后向切削刃15。

[0109] 如图2所示，第一车削刀片7包括第一顶表面20，并且第二车削刀片8包括第二顶表面21。在图2中，金属工件2围绕其旋转轴线A1顺时针旋转。该第一切削刃和该第二刀尖切削刃与包括联接轴线A2和旋转轴线A1的平面相交或基本相交。在图2中，第一车削刀片7处于切削状态，并且第二车削刀片8与金属工件2相距仅非常小的距离。优选地是，金属工件2与不起作用的第二车削刀片8之间的距离较大，诸如图3和图4所示。

[0110] 在图1和图2中，车削刀具1包括呈凹入部分33或弯曲部分的形式的中间部分33，该中间部分连接第一车削刀片7和第二车削刀片8。中间部分33包括开口41。开口41或空穴或空腔为要加工的金属工件形成空间。凹入部分33围绕垂直于联接轴线A2的轴线弯曲，其中所述轴线与所述开口41或空穴或空腔相交。如在例如图2中可以看到的是，开口41相对于旋转轴线A1在径向上打开。至少如果金属工件2的直径小于第一车削刀片7和第二车削刀片8之间的距离，则车削刀具1可以从图2的上方被置于如图2所示的位置。特别是，如果金属工件1较长或在两端上被夹持，这将是一个优势。

[0111] 中间部分33包括第一侧表面40和相反的第二侧表面。由于开口41，第一侧表面40不围绕或包围旋转轴线A1。第一侧表面40在垂直于旋转轴线A1的平面内延伸。所述平面40与联接轴线A2间隔开。

[0112] 突出部分30、31从第一侧表面40突出，呈可更换的切削头30、31的形式，它们通过夹持装置连接到第一侧表面。每个切削头30、31包括至少一个刀片座。第一车削刀片7和第二车削刀片8通过相应的切削头30、31连接到第一侧表面40。

[0113] 在图2中，旋转轴线A1垂直于联接轴线A2并与联接轴线A2相交。如图2所示，金属工件2的旋转轴线A2在第一车削刀片7和第二车削刀片8之间。联接部分3包括渐缩部分。联接部分3是快速更换联接器，在行业中被称为Coromant 在替选实施例中(未示出)，联接部分3的横截面为正方形，并且联接轴线A2平行于图2中的联接轴线A2，并且在图2中的联接轴线A2下方5‑20mm。

[0114] 当在俯视图中(例如在图3中)观察第一车削刀片7时，限定为第一前向切削刃12和第一后向切削刃14之间的角度的第一刀尖角是锐角。

[0115] 当在俯视图或仰视图(例如在图3中)中观察第二车削刀片时，限定为第二前向切削刃13和第二后向切削刃15之间的角度的第二刀尖角是锐角。

[0116] 如例如图1中所见，用于第一螺钉(未示出)的第一通孔与第一顶表面和第一底表面相交，并且用于第二螺钉(未示出)的第二通孔与第二顶表面和第一底表面相交。

[0117] 图3和图4示出了第一加工步骤，其中车削刀具1在垂直于联接轴线A2的第一方向17上移动。第一前向切削刃12形成锐角的第一进入角。第一后向切削刃14形成钝角的第一后间隙角。第一车削刀片7处于切削状态。第二车削刀片8与金属工件2分开。第二刀尖切削刃6在第一方向17上位于第一刀尖切削刃5的前方。

[0118] 在图3、4中所示的步骤之后，第一车削刀片7退出切削，并且车削刀具1沿一方向19移动，使得第一切削刃5远离金属工件2移动，并且使得第二刀尖切削刃6朝向金属工件2移动，如图5所示。第一车削刀片7在径向上移动远离金属工件2的旋转轴线A1移动。

[0119] 在图5所示的步骤之后，进行图6所示的步骤。图6示出了在第二方向18上移动车削工具1，其中第二方向18是如图4和图5中所示的第一方向17的相反方向。第二车削刀片8处于切削状态。第一车削刀片7不起作用。换言之，第一车削刀片与金属工件2分开。第二前向切削刃13形成锐角的第二进入角。第二后向切削刃15形成钝角的第二后间隙角。

[0120] 在图3、图4和图6中，金属工件2围绕其旋转轴线A1沿相同方向旋转。

[0121] 图7示出了根据第二实施例的车削刀具1。根据第一和第二实施例的车削刀具1之间的唯一实质区别在于，根据第二实施例的车削刀具1包括第三车削刀片9。当从第一车削刀片7转位到第二车削刀片8或反过来是通过车削刀具1沿联接轴线A2的移动实现的，到第三车削刀片9的转位是通过车削刀具在垂直于联接轴线A2的方向(更具体地是在图2中向下)上的移动实现的。如图7所示，第一车削刀片7和第二车削刀片8以及第三车削刀片9与假想的圆或圆柱C1相交，该假想的圆或圆柱C1具有垂直于联接轴线A2的中心轴线A3。第一车削刀片7相对于第二车削刀片8倾斜一倾角ω。倾角ω是围绕假想圆C1的中心轴线A3测量得到的。第二顶表面21面向垂直于联接轴线A2并且垂直或基本垂直于假想圆或圆柱C1的中心轴线A3的方向。

[0122] 图8示出了根据第三实施例的车削刀具1以及金属工件2。根据第二和第三实施例的车削刀具1之间的唯一实质区别在于，根据第三实施例的车削刀具1包括第四车削刀片10，并且中间部分33包围旋转轴线A1。换句话说，该中间部分不包括径向开口。

[0123] 现在参考图9至15，其示出了根据第四实施例的车削刀具1。车削刀具1包括联接部分3。联接部分3沿联接轴线A2延伸，联接轴线A2限定车削刀具1的纵向轴线。该联接部分限定了车削刀具1的后端。车削刀具1包括呈第一车削刀片7的形式的第一切削元件7，和呈第二车削刀片8的形式的第二切削元件8。如在例如图10中所见，第一车削刀片7包括第一前向切削刃12、第一后向切削刃14和第一刀尖切削刃5。第一刀尖切削刃5是第一车削刀片7的最靠近联接轴线A2的部分。第二车削刀片8包括第二刀尖切削刃6、第二前向切削刃13和第二后向切削刃15。限定为第一前向切削刃12和第一后向切削刃14之间的角度的第一刀尖角是锐角。限定为第二前向切削刃13和第二后向切削刃15之间的角度的第二刀尖角是锐角。如在例如图10中所见，沿或平行于连接轴线A2测量，第二刀尖切削刃6位于第一切削刃5前方。前方限定为远离联接部分3，并朝向第一车削刀片7和第二车削刀片8。

[0124] 如在例如图11中所见，第一车削刀片7包括第一顶表面20和相反的第一底表面。第二车削刀片8包括第二顶表面21和相反的第二底表面。第一顶表面20包括第一前刀面，并且第二顶表面21包括第二前刀面。如图11所示，第一切削刀片7和第二切削刀片8与假想的圆或圆柱C1相交，该假想的圆或圆柱C1具有平行于联接轴线A2的中心轴线A3。第一车削刀片7相对于第二车削刀片8倾斜一倾角ω，其中所述倾角ω是围绕假想的圆C1的中心轴线A3测量得到的。第一顶表面20面向垂直于或基本垂直于联接轴线的方向。

[0125] 如在例如图9中所见，车削刀具1包括面向前的表面42，即背对联接部分3的表面。两个元件30、31呈可更换的切削头30、31的形式，其从面向前的表面42沿向前方向突出。第一切削头30包括第一车削刀片7，这意味着第一切削头包括其中安装有第一车削刀片7的刀片座。第二切割头31包括第二切削元件8。切割头30、31与联接轴线A2间隔开。

[0126] 联接部分3限定了车削刀具1的后端并且适合用于插入到优选地是包括空腔或凹部(未示出)的机器接口(未示出)中。示出在例如图9中的联接部分3包括基本锥形部分或基本渐缩部分或渐缩部分。该联接部分在金属切削刀具领域被称为Coromant 其它类型的联接部分也是可能的，例如已知的方柄类型。例如，如果联接部分是方柄类型，则垂直于联接轴线的联接部分的横截面为正方形或矩形形状。此外，对于这样的车削刀具，联接轴线平行于图12中的联接轴线A2，并在其下方5‑20mm。

[0127] 图13示出了第一加工步骤。金属工件2围绕其旋转轴线A1沿一个方向旋转。车削刀具1在第一方向17上移动，第一方向17平行于联接轴线A2并且平行于其金属工件2的旋转轴线A1。第一方向17是向前方向，即在远离联接部分3的方向上并且在面前向的表面42所面对的方向上。在图13中，第一车削刀片7的顶表面面向观察者。加工表面由第一刀尖切削刃5形成，换句话说，第一刀尖切削刃5是表面生成切削刃。第一车削刀片7布置成使得第一前向切削刃12形成3‑45°的锐角的第一进入角α。第一后向切削刃14形成93°‑135°的钝角的第一后间隙角γ。第二车削刀片8与金属工件2分开。当在第一方向17上移动车削刀具1时，第二刀尖切削刃6在第一刀尖切削刃5的前方。如图13所示，车削刀具1布置成使得圆柱形的金属工件2布置在第一车削刀片7和第二车削刀片8之间，其中旋转轴线A1(其是金属工件2的纵向轴线A1)处在所述车削刀片7、8之间。

[0128] 图14示出了图13所示的步骤之后的步骤。车削刀具1在一方向19上移动，使得第一刀尖切削刃5远离金属工件2移动，并且使得第二刀尖切削刃6朝向金属工件2移动。车削刀具1在垂直于联接轴线A2和垂直于旋转轴线A1的方向19上移动。所述移动是线性移动。

[0129] 图15示出了图14所示的步骤之后的步骤。车削刀具18在第二方向18上移动。第二方向18是第一方向17的相反方向。第二前向切削刃13形成3°‑45°的锐角的第二进入角β。第二后向切削刃15形成93°‑135°的钝角的第二后间隙角δ。第一车削刀片7与金属工件2分开。第一刀尖切削刃5在第二方向18上位于第二刀尖切削刃6的前方。第二车削刀片8对在如图
13所示的第一步骤中由第一车削刀片7加工的表面的至少一部分进行加工。

[0130] 现在参考图16‑图23，其示出了根据第五实施例的车削刀具1。车削刀具1包括联接部分3。联接部分3沿联接轴线A2延伸。联接轴线A2限定了车削刀具1的纵向轴线。联接部分3包括锥形或基本锥形部分。在该示例中，所述基本锥形部分是根据行业内已知的Coromant 的部分。联接部分可以具有其它形状，诸如横截面为正方形或矩形的形状，其中所述横截面垂直于联接轴线。

[0131] 车削刀具1包括呈第一车削刀片7的形式的第一切削元件7、呈第二车削刀片8的形式的第二切削元件8和呈第三车削刀片9的形式的第三切削元件9。第一车削刀片7包括呈第一刀尖切削刃5的形式的第一切削刃5、第一前向切削刃12和第一后向切削刃14。第一刀尖切削刃5将第一前向切削刃12和第一后向切削刃14分开，并连接第一前向切削刃12和第一后向切削刃14。第一车削刀片7包括第一顶表面20和相反的第一底表面。第二车削刀片8包括第二前向切削刃6、第二前向切削刃13和第二后向切削刃15。第二刀尖切削刃6将第二前向切削刃13和第二后向切削刃15分开，并连接第二前向切削刃13和第二后向切削刃15。换言之，第二前向切削刃13和第二后向切削刃15朝向第二刀尖切削刃6会聚。第二切削元件8包括第二顶表面21和相反的第二底表面。

[0132] 第一中平面P1在第一顶表面20和第一底表面之间的中间或基本中间延伸。第一中平面P1平行于或基本平行于第一底表面。以对应的方式，第二车削刀片8包括第二顶表面21和相反的第二底表面，其中第二中平面P2在第二顶表面21和第二底表面之间的中间或基本中间延伸。第三车削刀片9以对应的方式布置，其具有位于其顶表面和底表面之间的中间的第三中平面P3。所述顶表面20、21适合用于用作前刀面。第一中平面P1、第二中平面P2和第三中平面P3在平行或基本平行的平面中延伸。如在例如图17中所见，第一顶表面20和第二顶表面21面向相同或基本相同的方向，该方向在图17中为向上的。

[0133] 如图18所示，从联接轴线A2到第二刀尖切削刃的距离大于从联接轴线A2到第一刀尖切削刃5的距离。所述距离在图18中是水平地测量得到的。换言之，距包括联接轴线的第一平面的距离，其中所述第一平面垂直于第一中平面。因此，所述距离是从所述第一平面到第一刀尖切削刃5和第二刀尖切削刃6的距离。在俯视图中，如图19和图20所示，图20是图19中的部分B的放大图，第一前向切削刃12和第一后向切削刃14之间的第一等分线相对于第二前向切削刃13和第二后向切削刃15之间的第二等分线形成45‑90°的角度。还可以看出的是，第一后向切削刃14和第二后向切削刃15相对于彼此形成6‑20°的角度。此外，从第一前向切削刃12到第二前向切削刃13的距离比从第一前向切削刃12到第二后向切削刃15的距离短。限定为第一前向切削刃12和第一后向切削刃14之间的角度的第一刀尖角是锐角。限定为第二前向切削刃13和第二后向切削刃15之间的角度的第二刀尖角是锐角。在例如图19中，第一刀尖切削刃5和第二刀尖切削刃6在纵向上处于相等或基本相等的距离。第一刀尖切削刃5和/或第二刀尖切削刃6是车削刀具1的纵向最远端部分，其中纵向被限定为沿着联接轴线或沿着平行于联接轴线A2的轴线。

[0134] 在图20中，第一车削刀片7和第二车削刀片8在俯视图中部分重叠。

[0135] 图21示出了用于数控车床(未示出)的车削方法的第一步骤的示例。金属工件2围绕其旋转轴线A1在一个方向50上旋转。车削刀具1的联接部分3连接到数控车床(未示出)，更具体地是，该联接部分连接到机器接口。联接轴线A2垂直于旋转轴线A1。车削刀具1在第一方向17上移动，使得第一刀尖切削刃5处于切削状态，并且使得第一前向切削刃形成锐角的进入角。第一后向切削刃14形成钝角的后间隙角。第二车削刀片8和第三车削刀片9与金属工件2分开。第二刀尖切削刃在第一方向17上位于第一刀尖切削刃5的前方。第一方向平行于旋转轴线A1。

[0136] 在第一步骤之后，如图22所示，车削刀具1在垂直于联接轴线A2且垂直于旋转轴线A1的方向19上移动。所述方向是与第一顶表面20所面向的方向相同或基本相同的方向。所述方向相对于旋转轴线A1不是在径向上，而是相对于金属工件2在切向上。车削刀具1的所述移动是线性移动，其中第一刀尖切削刃更加远离金属工件2移动，并且使得第二刀尖切削刃6更加靠近或朝向金属工件2移动。第一切削刀片7、第二切削刀片8或第三切削刀片9均未处于切削状态。

[0137] 图23示出了在图22所示的步骤之后的另一步骤。车削刀具1在第二方向18上移动，使得第二前向切削刃13以锐角的第二进入角β处于切削状态，该第二进入角β为5–45°。加工表面由第二刀尖切削刃6形成。第二方向18是第一方向17的相反方向或基本相反方向。第二后向切削刃15形成钝角的后间隙角。第一刀尖切削刃在第二方向上位于第二刀尖切削刃6的前方。第一车削刀片7和第三车削刀片9与金属工件2分开。在图23所示的步骤中加工由图21所示的步骤产生的加工表面的至少一部分。

[0138] 与上面描述的相比，金属工件可以具有不同的形状。金属工件可以是棒材、中空棒材或任何其它围绕其旋转轴线具有旋转对称性或基本具有旋转对称性的形状。可加工出的形状可以具有与上述不同的构造。例如，该形状不仅可以具有一个侧壁，而且可以具有两个侧壁，即在垂直于旋转轴线的平面中的表面。换言之，车削刀具可以用于加工外部凹槽。

[0139] 图24是车削刀具在第一方向17上移动的示意图，其中第一切削元件7处于切削状态。第一方向17是进刀方向。第一前向切削刃形成5–45°的第一进入角α，并且第一后向切削刃形成至少91°的钝角的后间隙角γ。第二切削元件8与金属工件2分开。加工表面25由第一切削元件7形成。更具体地是，表面25由第一刀尖切削刃5形成。

[0140] 图25是车削刀具在第二方向18上移动的示意图，其中第二切削元件8处于切削状态。第二方向是进刀方向。第二前向切削刃以5–45°的第二进入角β处于切削状态，并且第二后向切削刃形成钝角的后间隙角δ。在第一方向17上移动车削刀具1时加工的表面25的至少一部分(参见图24)在图25及图26中借助第二切削元件8被加工。

[0141] 图26是车削刀具在第二方向18上移动的又一示意图，其中第二切削元件8处于切削状态。第二前向切削刃以5–45°的第二进入角β处于切削状态，并且第二后向切削刃形成钝角的后间隙角δ。第二底表面面向观察者。

[0142] 图24示出了第一加工步骤，其后可以是图25或图26中所示的步骤。如果车削刀具是根据第五实施例的车削刀具，则应用图25中所示的步骤，而如果车削刀具是根据第一、第二、第三或第四实施例的车削刀具，则应用图26所示的步骤。在图25中，第二切削元件8位于旋转轴线A1的与图24中的第一切削元件7相同的一侧上，并且第一顶表面与第二顶表面朝向相同的方向。相反，在图26中，第二切削元件8位于旋转轴线A1的与图24中的第一切削元件7相反的一侧上，并且第一顶表面面向第二顶表面的相反方向。

[0143] 图24‑图26中的金属工件2在一端被夹持装置60夹持。所述夹持装置60与旋转的或能够旋转的主轴(未示出)连接并由其驱动，该主轴是数控车床(未示出)的一部分。所述夹持装置可以是例如夹头卡盘、三爪卡盘或端面驱动器的形式。从夹持装置60到第二刀尖切削刃6的距离比从夹持装置60到第一切削刃5的距离短，其中所述距离是沿着平行于旋转轴线A1的线测量得到的。在图24‑图26中，第一方向17远离夹持装置60，第二方向18朝向夹持装置。替代性地是(未示出)，第一方向17朝向夹持装置60，而第二方向18远离夹持装置。第一方向17和第二方向18因此是沿着旋转轴线A1的相反方向。因此，相反方向可以被理解为朝向或远离夹持装置，或者理解为朝向或远离金属工件的一个纵向端。因此，第一方向和第二方向不一定是线性的并且平行于旋转轴线。

[0144] 图27是横截面示意图，其示出了呈第一车削刀片7的形式的第一切削元件7、呈第二车削刀片8的形式的第二切削元件8和旋转的金属工件。第一车削刀片7和第二车削刀片8根据第一、第二、第三或第四车削刀具实施例布置。第一车削刀片7包括第一顶表面20和第一底表面22，两者都是水平的或基本水平的。第二切削刀片8包括第二顶表面21和第二底表面23，两者都是水平的或基本水平的。第一中平面P1在第一顶表面20和第一底表面22之间的中间或基本中间。第一中平面P1平行于或基本平行于第一底表面22。第二中平面P2以对应的方式布置。第一中平面P1和第二中平面P2布置在平行平面中。金属工件2围绕其旋转轴线A1沿一个方向50旋转。第一车削刀片7和第二车削刀片8位于旋转轴线A1的相反两侧上。第一顶表面20在图中面向上，第二顶表面21在图中面向下。当第一车削刀片7处于切削状态时，第二车削刀片8与金属工件2分开。

[0145] 图25和图26示出了第二方向18如何在远离金属工件2的角部的方向上。换句话说，第二方向18在远离如下一表面的方向上，该表面在垂直于旋转轴线A1的平面中。所述角部或肩部是与该旋转轴线同心的表面与垂直于该旋转轴线的第二表面之间的相交部。所述角部为90°角部。所述角部优选地是完全由第二切削元件形成的，其中紧接于在第二方向18上移动车削刀具之前，车削刀具朝向旋转轴线A1移动。

[0146] 上述实施例中描述的第一车削刀片7和第二车削刀片8优选由耐磨材料制成，优选硬质合金。第一顶表面20和第二顶表面21优选地是包括切屑形成装置或断屑装置(未示出)。优选地是，从所述切屑形成装置或断屑装置的至少一部分到相应的车削刀片的中平面的距离大于从与顶表面接界的切削刃到所述中平面的距离。换言之，第一车削刀片的顶表面20和第二车削刀片的顶表面21包括至少一个突出，该至少一个突出在侧视图中高于切削刃或在切削刃上方。这样，车削刀片更适合用于车削。

[0147] 上述实施例中描述的第一车削刀片7和第二车削刀片8优选设计成使得第一前向切削刃12以距离第一刀尖切削刃5渐增的距离向下倾斜，即朝向第一底表面22倾斜。第二前向切削刃13优选地是以对应的方式布置。以此方式，进一步改善了切屑控制。

[0148] 前向切削刃和后向切削刃在相应的进刀方向上向前和向后，而不一定是相对于车削刀具本身的向前方向或向后方向向前或向后。