CN103418823A - 一种用于铣削加工的刀片及其配套铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于铣削加工的刀片及其配套铣刀，所述刀片包括底面，顶面，侧面，侧面和顶面相交形成的切削刃部分和刀尖部分，刀片通孔，设置在切削刃部分下方的凹槽，所述凹槽为三棱锥形凹槽且其底面开口位于刀片底面上，其锥顶位于靠近切削刃部分的位置；所述配套铣刀包括铣刀柄部和去屑用铣刀端部，铣刀端部包括两个刀槽底座，安装在刀槽底座上的如上所述的刀片，螺钉，刀槽底座包括底表面，螺纹孔，侧表面，侧表面上设置有与刀片凹槽相配合的凸起。所述刀片不需要定制特殊的加工设备，其加工容易，制造成本低；所述配套铣刀在工作过程中保证了刀片与配套铣刀的定位稳固性，同时也降低了螺钉因受力过大造成挠曲过度导致断裂的风险。

Description

一种用于铣削加工的刀片及其配套铣刀

技术领域

本发明涉及一种铣削刀具，尤其涉及一种用于工件轮廓加工的可转位铣削刀片及其配套铣刀。

背景技术

通常加工曲面轮廓的球头铣削刀具在加工过程中承受着复杂的切削力，并且经常在加工较深的凹型腔体或者拐角部位时会发生剧烈震颤。这种多变复杂的切削力和剧烈震颤会引起刀片和铣刀的定位配合发生改变，导致刀片旋转或夹紧刀片的螺钉弯曲变形，有时甚至会发生螺钉断裂刀片飞出的情况。因此，如何使此类刀片稳固地定位在铣刀体中是非常重要的。

授权公告号为CN1761547B，授权公告日期为2013年1月9日的中国发明专利公开了一种在切削刀片和刀体之间具有相配合的凹槽和凸起的铣刀，包括轴和前面的去屑端，该端部具有至少一个包括有孔的切削刀片底座，所述底座承载可转位切削刀片，夹紧装置设置为将切削刀片固定在切削刀片底座中，该切削刀片关于贯穿该切削刀片中的孔的直线是不对称的，该切削刀片包括两个切削刃部分，每个切削刃部分均由沿着各自的在间隙面和去屑面之间的相交线基本为直的切削刃和弯曲的切削刃构成，弯曲的切削刃具有不同的长度，切削刀片底座与切削刀片包括有相配合的凸起和凹槽，凸起设置在孔的两侧并且距该孔的距离不同，并且凹槽设置在切削刀片的孔的两侧并且距该孔的距离不同。

上述专利文献中通过设置在铣刀体底座与切削刀片相互配合的凸起和凹槽能够保证在多变复杂的切削力和剧烈震颤的情况下，刀片和铣刀的定位稳固性，这在一定程度上解决了刀片由于过度受力旋转造成螺钉断裂的风险。底面带有凹槽的切削刀片一般通过两种方式来加工：第一种加工方式是直接烧结一次性成型：将粉末体在特定形状的模具腔体中压制成型，再通过高温烧结形成切削刀片。但是这种加工方式存在很多不确定的因素影响，如切削刀片形状复杂、压制密度不均匀、烧结炉内氛围不均匀等，烧结后切削刀片底面的凹槽时常会发生变形，尤其是形状复杂的切削刀片，其凹槽变形会尤为严重，这样无法保证在中心螺钉受力过度时，其切削刀片与铣刀的定位稳固性，从而增加了切削刀片的破损风险；第二种加工方式是先烧结后加工：首先保持切削刀片底面的平整，将切削刀片烧结成型后，再在切削刀片底面加工出凹槽，但是上述专利文献中所述的这种形状的凹槽在实际加工过程中存在着较大的难度，一般磨削设备无法对其进行加工，需采用特殊的电加工或其它设备，加工效率低，从而增加了切削刀片的制造成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种用于铣削加工的刀片及其配套铣刀，其刀片容易加工，制造成本低且加工后刀片凹槽精度高，能保证在中心螺钉受力过度时，其切削刀片与铣刀的定位准确性和稳固性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于铣削加工的刀片，包括作为定位支撑的底面，与底面相对的顶面，形成于所述底面和顶面之间的侧面，侧面和顶面相交形成的切削刃部分和刀尖部分，设置在所述刀片中间位置的用于安装紧固部件的刀片通孔，设置在所述切削刃部分下方且位于刀片侧面和底面相交部位上的凹槽；每个刀片包括两个切削刃部分和两个刀尖部分，每个切削刃部分均由所述侧面和顶面相交的呈圆弧状的切削刃和呈直线状的切削刃构成，所述凹槽为三棱锥形凹槽且所述三棱锥形凹槽的底面开口位于所述刀片底面上，其锥顶位于靠近所述切削刃部分的位置。

优选的，所述三棱锥形凹槽设置有4个，其分别设置在所述两个切削刃部分中呈圆弧状的切削刃和呈直线状的切削刃的下方。

优选的，在所述呈直线状的切削刃下方的三棱锥形凹槽在靠近刀尖部分处具有最大深度。

优选的，设置的圆弧状的切削刃，从所述刀片的侧面看，其不处于同一水平面上而是向所述刀片底面倾斜，其与所述刀片底面所处的水平面之间的倾斜角的范围为5度至10度。

优选的，设置的直线状的切削刃，从所述刀片的侧面看，其不处于同一水平面上而是呈向上拱起形状，且在其中间位置距离所述刀片底面具有最大距离。

优选的，在所述刀片的切削刃部分上设置有断屑槽，其数量为4个，分别设置在所述两个切削刃部分中呈圆弧状的切削刃和呈直线状的切削刃上，当刀片安装在铣刀上进行正常工作的旋转过程中，每个断屑槽与铣刀顶端之间的距离不同且旋转过程中每个断屑槽不会出现相互叠合的空间部位。

优选的，所述刀片顶面的刀片通孔周围设置有低于刀片顶面最高平面的凹陷，该凹陷设置成椭圆形或者圆形。

本发明还提供一种配套铣刀，包括铣刀柄部和去屑用铣刀端部，所述铣刀端部包括两个用来安装刀片的刀槽底座，安装在刀槽底座上的如上所述的刀片，用于将所述刀片安装在所述刀槽底座的螺钉，所述刀槽底座包括支撑刀片的底表面，设置在所述底表面中间位置的螺纹孔，与刀片贴合的侧表面，设在所述刀片上的凹槽为三棱锥形凹槽且所述三棱锥形凹槽的底面开口位于所述刀片底面上，其锥顶位于靠近所述切削刃的位置，在所述刀槽底座的侧表面上设置有与所述刀片凹槽相配合的凸起，所述凸起为三棱锥形凸起且所述三棱锥形凸起的底面位于所述刀槽底座底表面上，其锥顶位于所述刀槽底座的侧表面上部位置，用螺钉通过所述刀片的刀片通孔与所述刀槽底座的中间螺纹孔将刀片安装在铣刀刀槽底座上，通过所述三棱锥形凸起与所述刀片三棱锥形凹槽相配合，使得当螺钉受力过度时，保证切削刀片与铣刀的定位稳固性。

优选的，将每个所述刀片切削刃部分下方的2个三棱锥形凹槽相邻的凹槽内表面之间的凹槽内表面夹角和与其相对应的2个所述刀槽底座上三棱锥形凸起相邻的凸起表面之间的凸起表面夹角设置成相同的锐角。

本发明的有益效果在于：本发明所提供的在所述刀片底面与侧面相交处设置有三棱锥形凹槽的刀片，只需将刀片烧结成型后通过一般的磨削设备就能加工出其三棱锥形凹槽，不需要定制特殊的加工设备，其加工容易，制造成本低；所述刀片上的三棱锥形凹槽因为可以采用先烧结后磨削的加工方式加工出来，其不会受到刀片在烧结过程中的变形影响，使得本发明所提供的一种与所述刀片配套使用的铣刀在工作过程中保证了刀片与配套铣刀的定位稳固性，同时也降低了螺钉因受力过大造成挠曲过度导致断裂的风险。

附图说明

图1为实施例1中刀片的俯视结构示意图；

图2为实施例1中刀片的仰视结构示意图；

图3为实施例1中刀片的正视结构示意图；

图4为实施例1中刀片的立体结构示意图；

图5为图1中沿A-A线的剖视结构示意图；

图6为实施例1中铣刀的爆炸结构示意图；

图7为实施例1中铣刀的结构示意图；

图8为实施例2中刀片的立体结构示意图；

图9为实施例2中刀片的仰视结构示意图；

图10为实施例2中铣刀的爆炸结构示意图；

图中：1. 底面，2. 顶面，3. 侧面，31.侧面一，32. 侧面二，4. 切削刃部分，41. 圆弧状的切削刃,42. 直线状的切削刃,5. 刀尖部分6. 刀片通孔，7. 凹槽，71. 凹槽内表面一，72.凹槽内表面二，8. 凸起，81. 凹槽内表面一，82. 凹槽内表面二，9.倾斜角，10. 最大距离，11. 断屑槽，12. 凹陷，13. 铣刀柄部，14. 铣刀端部，15. 刀槽底座，16. 螺钉，17. 底表面，18. 螺纹孔，19. 侧表面，20. 凹槽内表面夹角，21. 侧面夹角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例1：如图1至图4所示，一种用于铣削加工的刀片，包括作为定位支撑的底面1，与底面1相对的顶面2，形成于所述底面1和顶面2之间的侧面3，侧面3和顶面2相交形成的切削刃部分4和刀尖部分5，设置在所述刀片中间位置的用于安装紧固部件的刀片通孔6，设置在所述切削刃部分4下方且位于刀片侧面3和底面1相交部位上的凹槽7；所述刀片在俯视图中具有所谓的眼睛形状或者树叶形状，每个刀片包括两个切削刃部分4和两个刀尖部分5，每个切削刃部分4均由所述侧面3和顶面相2交的呈圆弧状的切削刃41和呈直线状的切削刃42构成，所述凹槽7在刀片的切削刃部分4下方仅与所述刀片侧面3和底面1相交，所述凹槽7为三棱锥形凹槽且所述三棱锥形凹槽的底面开口位于所述刀片底面1上，其锥顶位于靠近所述切削刃部分4的位置。铣刀工作时，所述刀片圆弧状的切削刃41围绕铣刀轴线旋转能够成球形，直线状的切削刃42部分围绕铣刀轴线旋转能够形成圆柱形。所述三棱锥形凹槽7可以通过先烧结出刀片后，再在刀片底面上磨削加工出来，其不会受到刀片在烧结过程中的变形影响，从而使得刀片在铣刀体中始终能够稳固定位且其所需的设备采用一般的磨削设备即可，而不需要定制特殊的磨削设备，从而降低了加工难度，减少了制造成本。

所述三棱锥形凹槽7设置有4个，其分别设置在所述两个切削刃部分4中呈圆弧状的切削刃41和呈直线状的切削刃42的下方，工作中，先是使用所述刀片其中的一个切削刃部分4，利用刀片其中一个切削刃部分4下的2个三棱锥形凹槽7与铣刀刀槽底座上的凸起8相配合来保证刀片在铣刀体中的定位稳固性，当工作一段时间后，所述刀片一边的切削刃部分4在工作中磨损变形后，再使用所述刀片另外一个切削刃部分4，这时利用其另外一个切削刃部分4下的2个三棱锥形凹槽7与铣刀刀槽底座上的凸起8相配合来继续保证刀片在铣刀体中的定位稳固性，从而增加了刀片的使用寿命。

在所述呈直线状的切削刃42下方的三棱锥形凹槽7在靠近刀尖部分5处具有最大深度，这样使得磨削起来更加容易。

每个所述三棱锥形凹槽7在其所在的刀片侧面3的投影面积不超过其所在的刀片侧面3面积的60%，这样能防止刀片侧面的定位面的面积过小，无法保证定位的可靠性的问题发生。

如图3所示，设置的圆弧状的切削刃41，从所述刀片的侧面看，其不处于同一水平面上而是向所述刀片底面1倾斜，在本实施例中，其与所述刀片底面1所处的水平面之间的倾斜角9设置为范围为5度，也可以设置成7度或10度，这样设置能够提高刀片切削刃的抗冲击性能。设置的直线状的切削刃42，从所述刀片的侧面看，其不处于同一水平面上而是呈向上拱起形状，且在其中间位置距离所述刀片底面具有最大距离10。这样设置能使刀片工作时，直线状的切削刃42围绕铣刀轴线旋转所形成的圆柱形更加标准。

如图4和图7所示，在所述刀片的切削刃部分4上设置有断屑槽11，其数量为4个，分别设置在所述两个切削刃部分4中呈圆弧状的切削刃41和呈直线状的切削刃42上，当刀片安装在铣刀上进行正常工作的旋转过程中，每个断屑槽11与铣刀顶端之间的距离不同且旋转过程中每个断屑槽11不会出现相互叠合的空间部位。这样设置使得在加工长铁屑材料、切削阻力大的情况下，能够显著改善刀片切削震颤情况，实现轻快切削。

如图1和图5所示，所述刀片顶面的刀片通孔6周围设置有低于刀片顶面最高平面的凹陷12，在本实施例中，该凹陷12设置成圆形，也可以设置成椭圆形。该凹陷12能够避免磨削刀片底面时，由于刀片通孔6周围部位烧结后“鼓起”，造成定位不稳定的问题。

如图6和图7所示，本发明还提供一种配套铣刀，包括铣刀柄部13和去屑用铣刀端部14，所述铣刀端部14包括两个用来安装刀片的刀槽底座15，安装在刀槽底座15上的如上所述的刀片，用于将所述刀片安装在所述刀槽底座15的螺钉16，所述刀槽底座15包括支撑刀片的底表面17，设置在所述底表面17中间位置的螺纹孔18，与刀片贴合的侧表面19，设在所述刀片上的凹槽7为三棱锥形凹槽7且所述三棱锥形凹槽7的底面开口位于所述刀片底面1上，其锥顶位于靠近所述切削刃部分4的位置，在所述刀槽底座15的侧表面19上设置有与所述刀片凹槽7相配合的凸起8，所述凸起8为三棱锥形凸起8且所述三棱锥形凸起8的底面位于所述刀槽底座底表面17上，其锥顶位于所述刀槽底座的侧表面19上部位置，用螺钉16通过所述刀片的刀片通孔6与所述刀槽底座的中间螺纹孔18将刀片安装在铣刀刀槽底座15上，通过所述三棱锥形凸起8与所述刀片三棱锥形凹槽7相配合，使得当螺钉16受力过度时，保证切削刀片与铣刀的定位稳固性。

刀片安装时，先将刀片安装在铣刀刀槽底座15上，利用刀片底面1与刀槽底座底表面17相紧密接触，同时利用刀片上呈圆弧状的切削刃41下方的刀片侧面3和呈直线状的切削刃42下方的刀片侧面3与刀槽底座的侧表面19相紧密接触来实现刀片在铣刀刀槽底座上的精确定位，再用螺钉16通过所述刀片的刀片通孔与6所述刀槽底座的中间螺纹孔18将刀片紧固安装在铣刀刀槽底座15上，螺钉16拧紧后，刀片底面1与刀槽底座底表面17紧密贴合，同时刀片上呈圆弧状的切削刃41下方的刀片侧面3和呈直线状的切削刃42下方的刀片侧面3与刀槽底座15的侧表面19相紧密贴合，所述刀片三棱锥形凹槽7与铣刀刀槽底座上的凸起8相配合接触。在铣刀进行铣削加工时，切削刀片受到切削力作用后刀片产生旋转的倾向或当切削力过大导致所述螺钉16发生挠曲时，此时刀片呈圆弧状的切削刃41和呈直线状的切削刃42下方的三棱锥形凹槽7将贴紧所述刀槽底座的侧表面19上的凸起8，使得所述凸起8承受了刀片旋转的扭力，避免了刀片在刀座中位置发生过大偏移或螺钉16发生过量挠曲，保证了刀片与配套铣刀的定位稳固性，同时也降低了螺钉因受力过大造成挠曲过度导致断裂的风险。

实施例2：如图8至图10所示，与实施例1相比，其区别在于：将实施例1中的刀片由每个切削刃下方的侧面和刀片底面进行定位改为由每个切削刃下方的2个三棱柱形凹槽之间相邻的凹槽内表面和刀片底面进行定位，如图2和图6所示，实施例1中的刀片安装在铣刀刀槽底座15上时，是利用刀片底面1与刀槽底座底表面17相紧密接触，同时利用刀片上呈圆弧状的切削刃41下方的刀片侧面和呈直线状的切削刃42下方的刀片侧面3与刀槽底座的侧表面19相紧密接触来实现刀片在铣刀刀槽底座15上的精确定位，此时刀片的定位面为刀片底面1和刀片某一切削刃部分下的侧面3，这种定位方式虽然精度高，但由于刀片某一切削刃部分下的侧面一31和侧面二32之间的侧面夹角21为钝角，所以刀片在切削加工中容易产生旋转的倾向，经过申请人的反复试验和改进，将每个所述刀片切削刃部分4下方的2个三棱锥形凹槽7之间相邻的凹槽内表面（如凹槽内表面一71和凹槽内表面二72）之间的凹槽表面夹角20和与其相对应的2个所述刀槽底座上三棱锥形凸起8相邻的凸起表面（如凸起表面一81和凸起表面二82）之间的凸起表面夹角设置成相同的锐角，这样在安装刀片时，利用刀片的底面1与刀槽底座底表面17相紧密接触，同时利用刀片上某一切削刃41下方的2个三棱锥形凹槽之间相邻的凹槽内表面（如凹槽内表面一71和凹槽内表面二72）与刀槽底座的侧表面19上的凸起8表面（如凸起表面一81和凸起表面二82）相紧密接触来实现刀片在铣刀刀槽底座15上的精确定位，这时，刀片的定位面为刀片的底面和刀片某一切削刃部分下方的2个三棱锥形凹槽相邻的凹槽内表面，这样设置使得刀片在工作状态下不容易产生旋转的倾向，大大提高了定位可靠性。

综上所述，本发明所提供的在所述刀片底面与侧面相交处设置有三棱锥形凹槽的刀片，只需将刀片烧结成型后通过一般的磨削设备就能加工出其三棱锥形凹槽，不需要定制特殊的加工设备，其加工容易，制造成本低；所述刀片上的三棱锥形凹槽因为可以采用先烧结后磨削的加工方式加工出来，其不会受到刀片在烧结过程中的变形影响，使得本发明所提供的一种与所述刀片配套使用的铣刀在工作过程中保证了刀片与配套铣刀的定位稳固性，同时也降低了螺钉因受力过大造成挠曲过度导致断裂的风险。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围。本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (9)

1.一种用于铣削加工的刀片，包括作为定位支撑的底面，与底面相对的顶面，形成于所述底面和顶面之间的侧面，侧面和顶面相交形成的切削刃部分和刀尖部分，设置在所述刀片中间位置的用于安装紧固部件的刀片通孔，设置在所述切削刃部分下方且位于刀片侧面和底面相交部位上的凹槽；每个刀片包括两个切削刃部分和两个刀尖部分，每个切削刃部分均由所述侧面和顶面相交的呈圆弧状的切削刃和呈直线状的切削刃构成，其特征在于：所述凹槽为三棱锥形凹槽且所述三棱锥形凹槽的底面开口位于所述刀片底面上，其锥顶位于靠近所述切削刃部分的位置。

2.根据权利要求1所述的刀片，其特征在于：所述三棱锥形凹槽设置有4个，其分别设置在所述两个切削刃部分中呈圆弧状的切削刃和呈直线状的切削刃的下方。

3.根据权利要求2所述的刀片，其特征在于：在所述呈直线状的切削刃下方的三棱锥形凹槽在靠近刀尖部分处具有最大深度。

4.根据权利要求1、2或3所述的刀片，其特征在于：设置的圆弧状的切削刃，从所述刀片的侧面看，其不处于同一水平面上而是向所述刀片底面倾斜，其与所述刀片底面所处的水平面之间的倾斜角的范围为5度至10度。

5.根据权利要求4所述的刀片，其特征在于：设置的直线状的切削刃，从所述刀片的侧面看，其不处于同一水平面上而是呈向上拱起形状，且在其中间位置距离所述刀片底面具有最大距离。

6.根据权利要求5所述刀片，其特征在于：在所述刀片的切削刃部分上设置有断屑槽，其数量为4个，分别设置在所述两个切削刃部分中呈圆弧状的切削刃和呈直线状的切削刃上，当刀片安装在铣刀上进行正常工作的旋转过程中，每个断屑槽与铣刀顶端之间的距离不同且旋转过程中每个断屑槽不会出现相互叠合的空间部位。

7.根据权利要求6所述刀片，其特征在于：所述刀片顶面的刀片通孔周围设置有低于刀片顶面最高平面的凹陷，该凹陷设置成椭圆形或者圆形。

8.一种配套铣刀，包括铣刀柄部和去屑用铣刀端部，所述铣刀端部包括两个用来安装刀片的刀槽底座，安装在刀槽底座上的如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的刀片，用于将所述刀片安装在所述刀槽底座的螺钉，所述刀槽底座包括支撑刀片的底表面，设置在所述底表面中间位置的螺纹孔，与刀片贴合的侧表面，其特征在于：设在所述刀片上的凹槽为三棱锥形凹槽且所述三棱锥形凹槽的底面开口位于所述刀片底面上，其锥顶位于靠近所述切削刃的位置，在所述刀槽底座的侧表面上设置有与所述刀片凹槽相配合的凸起，所述凸起为三棱锥形凸起且所述三棱锥形凸起的底面位于所述刀槽底座底表面上，其锥顶位于所述刀槽底座的侧表面上部位置，用螺钉通过所述刀片的刀片通孔与所述刀槽底座的中间螺纹孔将刀片安装在铣刀刀槽底座上，通过所述三棱锥形凸起与所述刀片三棱锥形凹槽相配合，使得当螺钉受力过度时，保证切削刀片与铣刀的定位稳固性。

9.根据权利要求8所述的配套铣刀，其特征在于：将每个所述刀片切削刃部分下方的2个三棱锥形凹槽相邻的凹槽内表面之间的凹槽内表面夹角和与其相对应的2个所述刀槽底座上三棱锥形凸起相邻的凸起表面之间的凸起表面夹角设置成相同的锐角。

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