CN103357907A - 一种可转位刀片及其刀杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可转位刀片及其刀杆，可转位刀片具有在平面投影成正三角形的基本形状，三个角部分别构成切削头部，且切削头部的顶角为35°锐角；相邻的切削头部之间形成切削刃；各个切削刃为沿着正三角形的边向内凹入的V形形状，且各个切削刃分别与一个和正三角形的内切圆同心的圆的侧边相交，该同心圆的半径小于正三角形的内切圆半径，并大于三分之二正三角形的内切圆半径；刀片的切削刃的中部设有圆弧形凸出，与对应设置在刀杆安装座的侧支撑面卡合，利用夹紧装置可将可转位刀片紧固在安装座上。采用该结构后，提高了刀片的定位精度和装夹强度，防止由于切削力过大导致的刀头位移。并具有经济性能高、刀片强度高、加工精度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及金属切削刀具领域，特别是涉及一种可使用三个顶角的35°可转位刀片，以及一种保证其在应对切削阻力时能保持高的刀尖位置精度的刀杆。
背景技术
在一般的车削加工中，35°的菱形可转位刀片具有较为锋利的刀尖和宽阔的加工空间，多用于外圆加工、仿形加工、端面加工等，应用广泛。图1为现有技术的具有两个切削头部的35°菱形刀片的结构示意图，图2为现有技术的具有两个切削头部的35°菱形刀片的立体构造示意图，如图1、图2所示，该菱形刀片100具有两个呈35°尖角的切削头部101。
现有技术中，菱形刀片100只可使用2个顶角，与三角形、正方形的刀片相比，经济性较差，耗费更多的原材料。
一般而言，菱形刀片100的刀片强度比圆形、正方形、三角形、55°菱形刀片更弱。所以，在切削阻力较大的场合，使用寿命减短，使用范围受到限制。
而且，如图3所示，图3为现有技术的具有两个切削头部的35°菱形刀片装在车刀杆上时的示意图，菱形刀片100装夹在车刀杆200上时，存在刀杆强度弱、保证刀尖位置精度困难的缺点。切削力和内切圆直径相同时，加工过程中，施加在刀片上的力矩随刀尖角的减小而增大。圆形刀片的力矩最小，35°菱形刀片的力矩较大。所以，35°菱形刀片100装夹在刀杆200上时，切削过程中容易绕中心孔旋转位移，刀尖位置精度保持困难。并且，一般情况下，刀杆的夹持部位的形状与刀尖角的大小有一定的关联，刀尖角越小，刀杆夹持部位越薄。所以，35°菱形刀片的刀体强度较差，刀尖位置精度保持困难。
日本专利文献WO2004/071695公开了一种刀头可换式刀片以及使用该刀片的切削工具，如图4所示，图4为该可换式刀片装在切削工具上时的示意图，该可换式刀片300，是以正三角形为基本形状，3个顶角形成锐角，侧边切削刃设置有至少三个凹凸的凹部和凸部301，此凹部和凸部301与支架400的座侧面V字配合。但是，该刀片由于凹凸槽设置，切深有一定的范围限制，一般切深只有2.5mm。且按照该专利设计的35°菱形刀片，使用范围受到限制。所以，与一般的菱形刀片相比，可加工范围受到很大的限制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种可转位刀片及其刀杆，通过对以三角形为基本形状的具有三个顶角为35°的切削头部的刀片结构的改进以及对适配于该刀片的刀杆的匹配设计，保证了其在应对切削阻力时能保持高的刀尖位置精度，并具有经济性能高、刀片强度高、加工精度高的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可转位刀片，具有在平面投影成正三角形的基本形状，三个角部分别构成切削头部，且切削头部的顶角为35°锐角；相邻的切削头部之间形成切削刃；各个切削刃为沿着正三角形的边向内凹入的V形形状，且各个切削刃分别与一个和正三角形的内切圆同心的圆的侧边相交，该同心圆的半径小于正三角形的内切圆半径，并大于三分之二正三角形的内切圆半径。
所述三个切削头部的刀尖形状相同。
所述切削刃的V形形状的顶角为155°钝角。
所述的切削刃的V形形状的中部设有一段与所述同心圆的侧边相交，该段向外侧凸出并将所述V形形状切削刃分割为两个直形切削刃，两个直形切削刃及其该段的连线形成近似W形形状。
所述该段向外侧凸出为圆弧形凸出。
一种刀杆，包括刀杆本体，刀杆本体的前端设有用于安装权利要求4或5中任一权利要求所述的可转位刀片的安装座；所述安装座具有一个支撑底面和两个垂直于支撑底面的侧支撑面，且两个侧支撑面形成与切削刃的V形形状相吻合的V形槽，所述可转位刀片适配在刀杆本体的安装座中，可转位刀片的对应于正三角形的边的两个直形切削刃分别抵靠于安装座的两个侧支撑面，并通过一夹紧装置将可转位刀片压靠固定在安装座的支撑底面和两个侧支撑面处。
所述夹紧装置包括刀垫、刀片定位销、压置件和双头螺钉，所述刀垫通过刀片定位销固定在安装座的支撑底面上，所述可转位刀片放置在刀垫上，并通过刀片定位销使可转位刀片定位在刀垫上；压置件通过双头螺钉安装在安装座的后侧，并将所述可转位刀片压靠在安装座的两个侧支撑面处。
所述刀片定位销的上段设为定位柱，底段设有螺丝结构，所述的安装座的支撑底面处设有第一螺孔，所述刀片定位销通过底段的螺丝结构与安装座的支撑底面的第一螺孔的配合将所述刀垫固定在安装座的支撑底面上，所述可转位刀片设有中心定位孔，可转位刀片的中心定位孔适配于刀片定位销的定位柱而使得可转位刀片定位在刀垫上。
所述的压置件设有与双头螺钉的螺纹相适配的螺套，压置件的顶部设有压板；刀杆本体中对应于安装座的后侧设有适配于容纳压置件的容纳槽，在容纳槽的底端设有能够与与双头螺钉的螺纹相适配的第二螺孔，所述双头螺钉的下段螺纹旋接于容纳槽的第二螺孔，所述双头螺钉的上段螺纹与压置件的螺套相旋接，压置件的压板将所述可转位刀片压靠在安装座的两个侧支撑面处。
本发明的有益效果是，由于采用了将各个切削刃设计为沿着正三角形的边向内凹入的V形形状，且各个切削刃分别与一个和正三角形的内切圆同心的圆的侧边相交，该同心圆的半径小于正三角形的内切圆半径，并大于三分之二正三角形的内切圆半径；该结构的可转位刀片使直形切削刃棱间形成一个圆弧形凸出，圆弧形凸出能够起到增强刀片强度的作用。由于采用了能够适配于上述可转位刀片的刀杆，且该刀杆包括刀杆本体，刀杆本体的前端设有用于安装可转位刀片的安装座；所述安装座具有一个支撑底面和两个垂直于支撑底面的侧支撑面，且两个侧支撑面形成与切削刃的V形形状相吻合的V形槽，所述可转位刀片适配在刀杆本体的安装座中，可转位刀片的对应于正三角形的边的两个直形切削刃分别抵靠于安装座的两个侧支撑面，并通过一夹紧装置将可转位刀片压靠固定在安装座的支撑底面和两个侧支撑面处；该结构使得两相邻刀片侧面与对应设置在刀杆的同角度刀片安装座的侧支撑面卡合，利用夹紧装置将可转位刀片紧固在安装座的底支撑面和侧支撑面处，由此提高了刀片的定位精度和装夹强度，防止由于切削力过大导致的刀头位移。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种可转位刀片及其刀杆不局限于实施例。
附图说明
图1是现有技术的具有两个切削头部的35°菱形刀片的结构示意图；
图2是现有技术的具有两个切削头部的35°菱形刀片的立体构造示意图；
图3是现有技术的具有两个切削头部的35°菱形刀片装在车刀杆上时的示意图；
图4是现有技术的正三角形可换式刀片装在切削工具上时的示意图；
图5是实施例本发明的可转位刀片的立体构造示意图；
图6是实施例本发明的可转位刀片的结构示意图；
图7是图6的主视图；
图8是实施例本发明的具有7°后角的可转位刀片的立体构造示意图；
图9是实施例本发明的可转位刀片安装在刀杆上的立体示意图；
图10是图9的装配示意图；
图11是实施例本发明的可转位刀片安装在刀杆上的局部俯视图。
图中，1、可转位刀片；11、可转位刀片的切削头部；12、可转位刀片的直形切削刃；13、可转位刀片的圆弧形凸出；14、可转位刀片的中心定位孔；21、正三角形；22、正三角形的内切圆；23、正三角形的内切圆的同心圆；3、刀杆；31、刀杆本体；32、安装座；321、安装座的支撑底面；322、安装座的侧支撑面；323、安装座的第一螺孔；33、容纳槽；331、容纳槽的第二螺孔；41、刀垫；42、刀片定位销；421、刀片定位销的定位柱；422、刀片定位销的螺丝结构；43、压置件；431、压置件的螺套；432、压置件的压板；44、双头螺钉。
具体实施方式
实施例，
参见图5至图7所示，本发明的一种可转位刀片，该可转位刀片1具有在平面投影成正三角形21的基本形状，三个角部分别构成切削头部11，且切削头部11的顶角为35°锐角，通常来说，正三角形21的三个顶角均为60°，本发明是将三个角部修整为35°锐角来构成切削头部11；相邻的切削头部之间形成切削刃；各个切削刃为沿着正三角形21的边向内凹入的V形形状，且各个切削刃分别与一个和正三角形的内切圆22同心的圆23的侧边相交，该同心圆23的半径小于正三角形21的内切圆22半径，并大于三分之二正三角形21的内切圆22半径。
其中，
所述三个切削头部的刀尖形状相同；
本发明的可转位刀片1（如图7所示）具有六个可用刀尖；
所述切削刃的V形形状的顶角为155°钝角；
所述的切削刃的V形形状的中部设有一段与所述同心圆的侧边相交，该段向外侧凸出并将所述V形形状切削刃分割为两个直形切削刃12，两个直形切削刃12及其该段的连线形成近似W形形状；
所述该段向外侧凸出为圆弧形凸出13，圆弧形凸出13的半径小于正三角形21的内切圆22半径，并大于三分之二正三角形21的内切圆22半径。
参见图8所示，本发明的一种可转位刀片，具有7°后角。由于有7°后角，因此，该可转位刀片为单面使用的刀片，只有三个可用刀尖。
参见图9至图11所示，本发明的一种刀杆，该刀杆3包括刀杆本体31，刀杆本体的前端设有用于安装上述可转位刀片1的安装座32；所述安装座32具有一个支撑底面321和两个垂直于支撑底面的侧支撑面322，且两个侧支撑面322形成与切削刃的V形形状相吻合的V形槽，所述可转位刀片1适配在刀杆本体的安装座32中，可转位刀片的对应于正三角形的边的两个直形切削刃12分别抵靠于安装座的两个侧支撑面322，并通过一夹紧装置将可转位刀片1压靠固定在安装座的支撑底面321和两个侧支撑面322处。
所述夹紧装置包括刀垫41、刀片定位销42、压置件43和双头螺钉44，所述刀垫41通过刀片定位销42固定在安装座的支撑底面321上，所述可转位刀片1放置在刀垫41上，并通过刀片定位销42使可转位刀片1定位在刀垫41上；压置件43通过双头螺钉44安装在安装座32的后侧，并将所述可转位刀片1压靠在安装座的两个侧支撑面322处。
所述刀片定位销42的上段设为定位柱421，底段设有螺丝结构422，所述的安装座的支撑底面处设有第一螺孔323，所述刀片定位销42通过底段的螺丝结构422与安装座的支撑底面的第一螺孔323的配合将所述刀垫41固定在安装座的支撑底面321上，所述可转位刀片1设有中心定位孔14，可转位刀片的中心定位孔14适配于刀片定位销的定位柱421而使得可转位刀片1定位在刀垫41上。
所述的压置件43设有与双头螺钉的螺纹相适配的螺套431，压置件43的顶部设有压板432；刀杆本体31中对应于安装座的后侧设有适配于容纳压置件的容纳槽33，在容纳槽33的底端设有能够与与双头螺钉的螺纹相适配的第二螺孔331，所述双头螺钉44的下段螺纹旋接于容纳槽的第二螺孔331，所述双头螺钉44的上段螺纹与压置件的螺套431相旋接，压置件的压板432将所述可转位刀片1压靠在安装座的两个侧支撑面322处。
本发明的一种可转位刀片及其刀杆，可转位刀片具有三个切削头部，比一般的菱形刀片切削次数多0.5倍。并且，平均每个切削头部耗费的原材料与一般的菱形刀片相比，节省了大约70%。
而且，一般情况下，
（W为刀片与夹紧装置接触的最大宽度，L为转动轴到着力点的距离）越大，刀杆的强度越高。对比图3、图4和图11，该切削工具的比一般的菱形刀片切削工具以及现有技术的正三角形可换式刀片都大，因而，刀杆的强度更高。此外，所述夹紧装置安装座的两侧支撑面夹角为155°，刀片安装在安装座上可以实现三面完全定位，提高了刀尖位置精度。在加工过程中，更加安全稳定。
本发明的刀片的V形切削刃之间设置有以所述正三角形中心为圆心的圆弧形凸出，圆弧形凸出分布在两个直形切削刃棱间，圆心与构成可转位刀片基本形状的正三角形的内切圆同心，若内切圆半径为R，圆弧形凸出的圆弧半径为RO则有2/3R＜RO＜R。此圆弧形凸出，提高了刀片强度。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种可转位刀片，具有在平面投影成正三角形的基本形状，三个角部分别构成切削头部，且切削头部的顶角为35°锐角；相邻的切削头部之间形成切削刃；其特征在于：各个切削刃为沿着正三角形的边向内凹入的V形形状，且各个切削刃分别与一个和正三角形的内切圆同心的圆的侧边相交，该同心圆的半径小于正三角形的内切圆半径，并大于三分之二正三角形的内切圆半径。
2.根据权利要求1所述的可转位刀片，其特征在于：所述三个切削头部的刀尖形状相同。
3.根据权利要求1所述的可转位刀片，其特征在于：所述切削刃的V形形状的顶角为155°钝角。
4.根据权利要求1或2或3所述的可转位刀片，其特征在于：所述的切削刃的V形形状的中部设有一段与所述同心圆的侧边相交，该段向外侧凸出并将所述V形形状切削刃分割为两个直形切削刃，两个直形切削刃及其该段的连线形成近似W形形状。
5.根据权利要求4所述的可转位刀片，其特征在于：所述该段向外侧凸出为圆弧形凸出。
6.一种刀杆，包括刀杆本体，其特征在于：刀杆本体的前端设有用于安装权利要求4或5中任一权利要求所述的可转位刀片的安装座；所述安装座具有一个支撑底面和两个垂直于支撑底面的侧支撑面，且两个侧支撑面形成与切削刃的V形形状相吻合的V形槽，所述可转位刀片适配在刀杆本体的安装座中，可转位刀片的对应于正三角形的边的两个直形切削刃分别抵靠于安装座的两个侧支撑面，并通过一夹紧装置将可转位刀片压靠固定在安装座的支撑底面和两个侧支撑面处。
7.根据权利要求6所述的刀杆，其特征在于：所述夹紧装置包括刀垫、刀片定位销、压置件和双头螺钉，所述刀垫通过刀片定位销固定在安装座的支撑底面上，所述可转位刀片放置在刀垫上，并通过刀片定位销使可转位刀片定位在刀垫上；压置件通过双头螺钉安装在安装座的后侧，并将所述可转位刀片压靠在安装座的两个侧支撑面处。
8.根据权利要求7所述的刀杆，其特征在于：所述刀片定位销的上段设为定位柱，底段设有螺丝结构，所述的安装座的支撑底面处设有第一螺孔，所述刀片定位销通过底段的螺丝结构与安装座的支撑底面的第一螺孔的配合将所述刀垫固定在安装座的支撑底面上，所述可转位刀片设有中心定位孔，可转位刀片的中心定位孔适配于刀片定位销的定位柱而使得可转位刀片定位在刀垫上。
9.根据权利要求7所述的刀杆，其特征在于：所述的压置件设有与双头螺钉的螺纹相适配的螺套，压置件的顶部设有压板；刀杆本体中对应于安装座的后侧设有适配于容纳压置件的容纳槽，在容纳槽的底端设有能够与与双头螺钉的螺纹相适配的第二螺孔，所述双头螺钉的下段螺纹旋接于容纳槽的第二螺孔，所述双头螺钉的上段螺纹与压置件的螺套相旋接，压置件的压板将所述可转位刀片压靠在安装座的两个侧支撑面处。
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