CN100436013C

CN100436013C - 可转位铣削刀具

Info

Publication number: CN100436013C
Application number: CNB2007100344339A
Authority: CN
Inventors: 刘敏; 李屏; 王社权; 罗利军; 王云志
Original assignee: Zhuzhou Cemented Carbide Cutting Tools Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou Cemented Carbide Cutting Tools Co Ltd
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: CN101011756A

Abstract

本发明提供了一种可转位铣削刀具，刀片底面上有一个形状关于几何中心对称的凹槽，刀槽底面上设有相匹配的凸台，凸台上螺钉孔中心与凸台几何中心偏心；凹槽底面为六多边形、深度为0.5mm～3mm；凹槽侧面与刀片底面的夹角γ，和凸台侧面与凸台顶面的夹角γ₁相等，均为90°～135°；凹槽的第一短边、第二短边与长边的夹角分别为90°、75°；凹槽长边与刀片底面的径向底边的夹角α，和凸台长边与刀槽径向侧壁的夹角α₁相等，均为30°～60°；凹槽第一短边与刀片底面的轴向底边的夹角β，和凸台长边与刀槽径向侧壁的夹角α₁相等，均为0°～30°；刀片固定时，凸台与凹槽之间存在一定间隙；确保了定位准确、装配可靠，高速旋转时不会由于离心力而飞出。

Description

可转位铣削刀具

技术领域

本发明涉及一种可转位铣削刀具，尤其是应用于铝合金的高速铣削加工的可转位刀具，包括刀片以及刀体。

背景技术

高速切削有着材料去除率高、切削力小、变形小、精度高的特点，这不仅提高了生产效率缩短了加工时间，而且降低了生产成本。因此，随着切削技术的发展以及对金属切削要求的提高，近年来高速切削技术以及适用于高速切削的刀具越来越受到重视，高速切削应用也变得更为广泛。一般，可转位铣削刀具的刀片安装在刀体上，是通过在刀体的直径方向及轴线向方向加工出一个定位面、刀槽上设置螺钉孔，螺钉孔中心与刀片的中心孔之间有一个偏心，然后拧紧螺钉，将刀片压紧在刀具的定位面上。这样的定位及夹紧方式适合于转速不高、离心力不是很大的普通铣削，但当高速铣削时，由于离心力的作用，拧紧螺钉容易失效、刀片飞出，造成安全、质量事故。

发明内容

本发明针对上述不足，提供了一种用于高速切削时保证刀片在刀体上定位装配准确可靠的可转位立铣刀，确保高速旋转时刀片不会由于离心力而飞出。

本发明的可转位铣削刀具，包括绕几何轴线旋转的刀体和多个相同并沿圆周方向均匀分布的切削刀片；刀体的刀槽包括底面、与底面垂直的径向侧壁和轴向侧壁、径向定位面以及轴向定位面；刀片通过螺钉使其上径向定位面、轴向定位面分别压紧在刀槽的径向定位面和轴向定位面上；其特征在于：所述刀片底面上有一个形状关于几何中心对称的凹槽，所述刀槽底面上设有形状与所述凹槽相匹配的凸台；所述凹槽的安装孔中心与凹槽几何中心重合，凸台的螺钉孔的中心与凸台几何中心偏心。

所述凹槽底面具有多边形的形状，边数n为3～8，最好为4～6；凹槽深度为0.5mm～3mm，最好为1.0mm～1.5mm。

当多边形的边数n为6时，所述刀片凹槽由关于几何中心对称的两个第一侧面、两个第二侧面、两个第三侧面以及底面构成，相邻侧面间均以圆弧面连接；三组刀片凹槽侧面与刀片底面的夹角均为γ；所述凸台由关于几何中心对称的两个第一侧面、两个第二侧面、两个第三侧面以及顶面构成，相邻侧面间均以圆弧面连接；三组凸台侧面与凸台顶面的夹角均为γ₁；所述夹角γ＝γ₁＝90°～135°，最好为100°～120°。

所述刀片凹槽的两个第三侧面与刀片底面相交形成两个对称的凹槽长边，两个第一侧面和两个第二侧面分别与刀片底面相交形成两个对称的凹槽第一短边和两个对称的凹槽第二短边；凹槽第一短边与凹槽长边的夹角为90°，凹槽第二短边与长边的夹角为75°；凹槽长边与刀片底面的径向底边的夹角为α，凹槽第一短边与刀片底面的轴向底边的夹角为β；所述刀体凸台的两个第三侧面与凸台顶面相交形成凸台两个对称的长边，两凸台第一侧面和两第二侧面分别与凸台顶面相交形成两个对称的凸台第一短边和两个对称的第二短边；凸台长边与刀槽径向侧壁的夹角为α₁，凸台第一短边与刀槽轴向侧壁的夹角为β₁；所述夹角α＝α₁＝30°～60°，最好为45°；所述夹角β＝β₁＝0°～30°，最好为10°～15°。

所述刀片被螺钉紧固在刀体上，凸台顶面与凹槽底面之间的距离a为0.1mm，凸台第三侧面与凹槽第三侧面之间的距离b＝0.01mm～0.08mm，最好为0.05mm；凸台第一侧面与凹槽第一侧面、凸台第二侧面与凹槽第二侧面之间的距离均为c，且c＝0.05mm～0.3mm，最好为0.2mm。

本发明的可转位铣刀片，具有类似平行四边形的多边形形状，刀片侧壁及底面具有关于几何中心对称的结构，刀片安装在刀体上时，通过螺钉将刀片的一组定位面压紧在刀柄的定位面上。同时在刀片底面设计凹槽，与刀体底面的凸台相匹配，刀片凹槽与刀体凸台之间留有一个很小的间隙并且凹槽与刀片尾部的定位面之间有一个夹角。当刀具高速旋转时，刀片在离心力的作用下向外移动，受刀体凸台的阻挡不会飞出，同时凹槽侧壁与刀片定位面之间的夹角使得刀片与刀槽之间的配合更为紧密，刀片在高速旋转时的离心力大部分被刀具定位面以及凸台所承受，减小了压紧螺钉所受的力，防止刀片由于螺钉失效而飞出。

附图说明

图1是本发明的可转位铣削刀具示意图；

图2是图1中刀体1上刀槽3的放大示意图；

图3是图1中刀片2的放大示意图；

图4是图3主视图；

图5是图2的K向放大视图；

图6是图4的B-B剖视放大图；

图7是图5的C-C剖视放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明的可转位铣削刀具，包括刀体1、多个相同切削刀片2和相应的多个紧定螺钉4，刀体1绕几何轴线R旋转，刀片2并沿圆周方向均匀分布。

如图2-图5所示，刀体1的刀槽3包括底面31、径向侧壁32、轴向侧壁36、径向定位面33以及轴向定位面34，径向侧壁32、轴向侧壁36垂直于底面31。刀片2通过螺钉4使其上径向定位面21、轴向定位面22分别压紧在刀槽3的径向定位面33和轴向定位面34上。刀片底面23上设计有一个形状为边数n为3～8的多边形、呈几何中心对称的凹槽24，本实施例中为六边形；凹槽深度为0.5mm～3mm，最好为1.0mm～1.5mm；刀片安装孔25中心与凹槽几何中心重合。刀槽底面31上设计有凸台35，形状与刀片凹槽24相匹配，其上螺钉孔37的中心与凸台几何中心存在一定的偏心。通过该偏心距，螺钉4在拧紧时将给刀片2一个预紧力，将刀片紧固在刀柄1上。

刀片凹槽24由两个第一侧面241、两个第二侧面242、两个第三侧面243以及底面244构成，且具有关于几何中心对称的结构，相邻侧面间均以园弧面连接。如图6所示，该三组侧面分别与刀片底面23相交且夹角γ相等。

凸台35由两个第一侧面351、两个第二侧面352、两个第三侧面353以及顶面354构成，且具有关于几何中心对称的结构，相邻侧面间均以圆弧面连接；如图7所示，该三组侧面分别与凸台顶面354相交且夹角γ₁相等。

夹角γ与γ₁相等，均为90°～135°，最好为100°～120°。

如图4所示，刀片凹槽24的两第三侧面243与刀片底面23相交形成凹槽两长边245，两凹槽第一侧面241和两第二侧面242分别刀片底面23相交形成两凹槽第一短边246和两第二短边247；凹槽第一短边246与凹槽长边245的夹角为90°，第二短边247与长边245的夹角为75°。凹槽长边245与刀片底面23的径向底边231的夹角为α，第一短边246与刀片底面23的轴向底边232的夹角为β。

刀体凸台35的两第三侧面353与凸台顶面354相交形成两凸台长边355，凸台的两第一侧面351和两第二侧面352分别与刀槽底面31相交形成凸台的两第一短边356和两第二短边357。凸台长边355与刀槽径向侧壁32的夹角为α₁，第一短边356与刀槽轴向侧壁36的夹角为β₁。

夹角α＝α₁＝30°～60°，最好为45°；夹角β＝β₁＝0°～30°，最好为10°～15°。

当刀片2被螺钉4紧固在刀体1上，凸台顶面354与凹槽底面244之间的距离a为0.1mm，凸台第三侧面353与凹槽第三侧面243之间的距离b＝0.01mm～0.08mm，最好为0.05mm；凸台第一侧面351与凹槽第一侧面241、凸台第二侧面352与凹槽第二侧面242之间的距离均为c，且c＝0.05mm～0.3mm，最好为0.2mm。

当刀具转速很高时，刀片在离心力的作用下有向外移动的趋势，由于凸台35的存在，阻止了刀片的向外移动，并且由于凸台与刀槽轴向侧壁之间有一个夹角α₁，使刀片2在刀体1上夹持的更紧。凸台35承受了大部分的刀片由于高速旋转而产生的离心力，从而减少了螺钉4上所受的力，起到保护螺钉和防止螺钉失效使刀片飞出的作用。

Claims

1、一种可转位铣削刀具，包括绕几何轴线(R)旋转的刀体(1)和多个相同并沿圆周方向均匀分布的切削刀片(2)；所述刀体(1)的刀槽(3)包括底面(31)、与底面(31)垂直的径向侧壁(32)和轴向侧壁(36)、径向定位面(33)以及轴向定位面(34)；所述刀片(2)通过螺钉(4)使其上径向定位面(21)、轴向定位面(22)分别压紧在刀槽(3)的径向定位面(33)和轴向定位面(34)上；其特征在于：所述刀片底面(23)上有一个形状关于几何中心对称的凹槽(24)，所述刀槽底面(31)上设有形状与所述凹槽(24)相匹配的凸台(35)；所述凹槽(24)的安装孔(25)中心与凹槽几何中心重合，所述凸台(35)的螺钉孔(37)的中心与凸台几何中心偏心。

2、如权利要求1所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述凹槽(24)底面具有多边形的形状，凹槽深度为0.5mm～3mm。

3、如权利要求2所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述多边形的边数n为3～8，所述深度为1.0mm～1.5mm。

4、如权利要求3所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述多边形的边数n为4～6。

5、如权利要求4所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述多边形的边数n为6；所述刀片凹槽(24)由关于几何中心对称的两个第一侧面(241)、两个第二侧面(242)、两个第三侧面(243)以及底面(244)构成，相邻侧面间均以圆弧面连接；所述三组刀片凹槽侧面与刀片底面(23)的夹角均为γ；所述凸台(35)由关于几何中心对称的两个第一侧面(351)、两个第二侧面(352)、两个第三侧面(353)以及顶面(354)构成，且具有结构，相邻侧面间均以圆弧面连接；所述三组凸台侧面与凸台顶面(354)的夹角均为γ₁；所述夹角γ＝γ₁＝90°～135°。

6、如权利要求5所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述夹角γ＝γ₁＝100°～120°。

7、如权利要求5所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述刀片凹槽(24)的两个第三侧面(243)与刀片底面(23)相交形成两个凹槽长边(245)，两个凹槽第一侧面(241)和两个第二侧面(242)分别与刀片底面(23)相交形成两个对称的第一短边(246)和两个对称的第二短边(247)；所述凹槽第一短边(246)与长边(245)的夹角为90°，第二短边(247)与长边(245)的夹角为75°；所述凹槽长边(245)与刀片底面(23)的径向底边(231)的夹角为α，凹槽第一短边(246)与刀片底面(23)的轴向底边(232)的夹角为β；所述刀体凸台(35)的两个第三侧面(353)与凸台顶面(354)相交形成凸台两对称长边(355)，凸台两第一侧面(351)和两第二侧面(352)分别与凸台顶面(354)相交形成凸台两对称的第一短边(356)和两对称的第二短边(357)；所述凸台长边(355)与刀槽径向侧壁(32)的夹角为α₁，所述凸台第一短边(356)与刀槽轴向侧壁(36)的夹角为β₁；所述夹角α＝α₁＝30°～60°，所述夹角β＝β₁＝0°～30°。

8、如权利要求7所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述夹角α＝α₁＝45°，所述夹角β＝β₁＝10°～15°。

9、如权利要求1所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述刀片(2)被螺钉(4)紧固在刀体(1)上，凸台顶面(354)与凹槽底面(244)之间的距离a为0.1mm，凸台第三侧面(353)与凹槽第三侧面(243)之间的距离b＝0.01mm～0.08mm；凸台第一侧面(351)与凹槽第一侧面(241)、凸台第二侧面(352)与凹槽第二侧面(242)之间的距离均为c，且c＝0.05mm～0.3mm。

10、如权利要求9所述的可转位铣削刀具，其特征在于：所述b＝0.05mm，c＝0.2mm。