CN103551615B - 可转位双面切削刀片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可转位双面切削刀片，包括具有多边形形状且上下对称的刀片本体，所述刀片本体包括上端面、下端面和侧表面，所述刀片本体几何中心处设置有安装通孔，所述两相邻侧面由圆弧面连接，且在所述两相邻侧面的夹角处设置有切削单元，所述切削单元包括副切削刃、主切削刃、倒棱平面、前刀面、凹陷面底面及断屑台本体，所述前刀面与凹陷面底面、断屑台本体连为一体，所述断屑台本体设置有多个分别邻近主切削刃的凸台，所述凸台关于角平分线对称设置，所述凸台表面逐渐升高形成第一断屑台、第二断屑台。本发明的可转位双面切削刀片，在保证刀片刃口强度的前提下，能够提高被加工零件的表面质量、刀片的断屑能力及刀片的整体性能。
Description
技术领域
本发明属于切削加工技术领域，特别是涉及一种精加工用可转位双面切削刀片。
背景技术
在金属工件去屑或切削加工的刀片中，有一类精加工刀片仅适用于最后一道切削加工工序，该工序必需保证被加工工件的尺寸精度和的表面质量，其在加工过程中的特点主要为：切削深度浅，进给量小，刀片本身受到的切削力小，加工完成后的零件尺寸即为零件的最终尺寸，表面精度要求高。这类精加工刀片要根据不同的切削条件和加工对象，分别设计不同槽型。在刀片的槽型设计过程中，要充分考虑加工环境、加工对象、刀体材料、涂层及刀片的强度等综合因素，设计出一种具有独特形状的槽型的切削刀片，以获得更好的加工质量、切削寿命。对于不同的切削条件对刃口和槽型的处理设计也不相同，由于精加工刀片切削量小，切削阻力小，刀片磨损时间较长，其最重要的一点是要保证加工零件的精度，表面质量，因此，在设计时刃口相对较锋利，槽型结构相对比较复杂。
另一方面，断屑功能设计在精加工刀片槽型设计中也很重要，由于精加工刀片切削深度浅，横向弯曲刚度低，尤其是在加工P类材料时，一般会形成长而薄的螺旋型切屑，自行断屑困难，往往会形成缠绕，损坏以加工表面，从而影响加工零件的表面质量。断屑主要是由刀尖的切削单元完成，现有技术中多采用单一断屑台、直线切削刃的方式，受加工条件影响较大，断屑无规律，影响表面加工精度。因此，用于P类材料精加工可转位切削刀片的槽型设计有必要进一步优化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足之处，提供一种用于精加工的可转位双面切削刀片，其能在保证刀片刃口强度的前提下，提高被加工零件的表面质量，提高刀片的断屑能力，提高刀片的整体性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种可转位双面切削刀片，包括具有多边形形状且上下对称的刀片本体，所述刀片本体包括上端面、下端面和侧表面，所述刀片本体几何中心处设置有安装通孔，所述两相邻侧面由圆弧面连接，且在所述两相邻侧面的夹角处设置有切削单元，其特征在于，所述切削单元包括形成在所述上端面或下端面与圆弧面相交位置的副切削刃、形成在所述上端面或下端面与侧表面相交位置的主切削刃、形成在所述主切削刃和副切削刃内侧的倒棱平面、自所述倒棱平面向内凹陷形成的前刀面、自所述前刀面向内凹陷并与所述前刀面顺滑连接的凹陷面底面及与凹陷面底面相连的断屑台本体，所述前刀面与凹陷面底面、断屑台本体连为一体，其中，
于各切削单元处，所述断屑台本体设置有多个分别邻近主切削刃的凸台，所述凸台关于角平分线对称设置，所述凸台表面逐渐升高形成第一断屑台、第二断屑台，所述第一断屑台在切削单元处为两凸起的第一脊锋，所述两个第一脊锋关于角平分线垂直平面对称，所述第一脊锋从所述前刀面开始渐次升高，并与所述第二断屑台顺滑相连，所述第二断屑台设置有横跨角平分线的第二脊锋，所述第二脊锋向所述主切削刃邻近并渐次降低高度与所述凹陷面底面顺滑连接。
进一步地，所述断屑台本体自所述凹陷面底面向上凸起且环绕安装通孔设置，并且关于角平分线对称设置。
进一步地，所述主切削刃为直线圆弧刃。
进一步地，所述主切削刃与连接平面的夹角取值范围为3-5°，所述主切削刃的最高点在刀尖位置处，远离刀尖位置处高度逐渐降低，所述主切削刃远离刀尖处为一段圆弧连接，其圆弧最低点到刀尖的距离为0.3-0.4mm。
进一步地，所述刀片本体以中间水平为基准平面对称设置，所述倒棱平面与基准平面的夹角为-3-3°，所述倒棱平面宽度为0.05-0.13mm。
进一步地，所述前刀面的前角为12-18°。
进一步地，环绕所述安装通孔周向均布有四个定位辅助面。
进一步地，所述第一断屑台于刀尖位置处与所述第二断屑台连接，所述第一断屑台凸起于所述凹陷面底面之上，其最低点从所述前刀面处开始渐次升高，其与主切削刃之间的距离为0.3-0.6mm，其最高点位于角平分线上。
进一步地，所述第二断屑台位于断屑台本体之上，与刀尖位置相邻，其到刀尖位置的距离为0.7-1.5mm，且所述第二断屑台与前刀面平滑过渡，两者之间存在一容屑空间，且向远离刀尖位置的方向，容屑空间逐渐变得宽敞。
进一步地，所述凹陷面底面到刀尖的距离为1-1.8mm，所述第一断屑台的最高点位于刀尖位置之上，所述第一断屑台的最高点与刀尖位置的高度差为0.03-0.08mm，所述第一断屑台的最高点至刀尖位置的距离为0.8-1.2mm，所述第二断屑台高于第一断屑台，其高度差为0.1-0.15mm。
本发明提供的可转位双面切削刀片，相对于现有技术，具有以下有益效果：
（1）直线圆弧刃的设置使得刀片在不改变前角的情况下使主切削刃更加的锋利，能有效减小切削过程中所受的切削力，同时刀口设置了倒棱，有效缓和了前刀面与后刀面形成的尖锐角度，增强了刃口强度，适应于切削深度浅，进给量小的精加工工况，尤其适应于P类材料的切削，能够有效防止铁屑积瘤，从而提高表面加工精度。切削过程中刀片本身受到的切削力小，提高了刀片的抗冲击能力，实现了强度与耐磨性的有效结合。
（2）前刀面、凹陷面底面与第一断屑台、第二断屑台共同构成断屑槽及容屑空间，双断屑台设计能够保证在不同加工参数条件下有效断屑，所设置的第一断屑台紧靠前刀面，为一对称渐次升高的脊背结构，并与第二断屑台相连，这种渐次升高的脊背式结构能够有效引导切削流向，不同厚度的铁屑均能按照设定的方向流动，厚度较薄的经第一断屑就卷曲后折断，厚度较厚的切屑卷曲后遇到第二断屑台后折断，且脊背空间体积小，曲率变化高，铁屑折断较快，不容易产生积屑瘤，在精加工时可大大提高表面质量。通过这样的结构设计能够有效控制切屑流向，顺利排屑，减少刀片磨损，保证断屑效果，避免粘刀现象，有效防止积屑瘤和断屑缠绕，改善刀片的切削性能，同时提高所加工零件的表面精度。
（3）美化刀片的外型，优化了刀片的整体结构。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的可转位双面切削刀片的立体图；
图2是图1中夹角处的局部放大图；
图3是本发明一实施例提供的可转位双面切削刀片的俯视图；
图4是本发明一实施例提供的可转位双面切削刀片的侧视图；
图5是图3沿A-A方向的剖视图。
说明书附图中的附图标记如下：
上端面1、下端面2、侧表面3、安装通孔4、圆弧面5、倒棱平面6、前刀面7、第一断屑台8、第二断屑台9、第一脊锋10、角平分线11、主切削刃12、副切削刃13、定位辅助面14、第二脊锋15、凹陷面底面16、凸起平面17、凸起18、容屑空间19。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1至图5，本发明一实施例提供的可转位双面切削刀片，包括具有多边形形状且上下对称的刀片本体，刀片本体包括上端面1、下端面2和侧表面3，上端面1和下端面2沿基准平面m对称设置，上端面1、下端面2分别设置有八个连接表面，刀片通过连接表面定位于刀具连接表面上，具体的，通过固定螺钉穿过设置在刀片几何中心处的安装通孔4固定。刀片的两相邻侧面由圆弧面5连接。上端面1及下端面2位于两相邻侧面夹角处的位置均设置有一个切削单元，即上端面1及下端面2上各设置有四个切削单元。所述切削单元包括：形成在所述上端面1或下端面2与圆弧面5相交位置的主切削刃12、形成在所述上端面1或下端面与侧表面3相交位置的副切削刃13、形成在所述主切削刃12和副切削刃13内侧的倒棱平面6、自所述倒棱平面6向内凹陷形成的前刀面7、自所述前刀面7向内凹陷并与所述前刀面7顺滑连接的凹陷面底面16、与凹陷面底面16相连的断屑台本体及连接在所述安装通孔4与断屑台本体之间的凸起平面17，凸起平面17与刀片安装平面平行。
本实施例中，如图2所示，于各切削单元处，所述断屑台本体设置有多个分别邻近副切削刃13的凸台，所述凸台关于角平分线11对称设置。所述凸台表面逐渐升高形成第一断屑台8、第二断屑台9，所述第一断屑台8在切削单元处为两凸起的第一脊锋10，所述两个第一脊锋10关于角平分线垂直平面对称，所述第一脊锋10从所述前刀面7开始渐次升高，并与所述第二断屑台9顺滑相连，所述第二断屑台9设置有横跨角平分线的第二脊锋15，所述第二脊锋15向所述副切削刃13邻近并渐次降低高度与所述凹陷面底面16顺滑连接。第一断屑台8紧靠前刀面7，形成一对称渐次升高的脊背结构，并与第二断屑台9相连。前刀面7与侧表面3相交处有一倒棱平面6，其为副切削刃13所在的平面。
本实施例中，如图3所示，自凹陷面底面16向上凸起的断屑台本体环绕安装通孔4设置，且关于角平分线11对称设置，环绕安装通孔4周向均布有四个定位辅助面14，用于固定加强及安装定位。位于角平分线11上有一用于美化的凸起18。第二断屑台9位于断屑台本体之上，与刀尖位置相邻，其到刀尖位置的距离L3为0.7-1.5mm，第二断屑台9与前刀面7平滑过渡，两者之间存在一容屑空间19，且向远离刀尖位置的方向，容屑空间19逐渐变得宽敞。第一断屑台8于刀尖位置处与第二断屑台9连接，凸起于凹陷面底面16之上，最低点从前刀面7处开始渐次升高，第一断屑台8与副切削刃13之间的距离L4为0.3-0.6mm，最高点位于角平分线11上。前刀面7与侧表面3之间存在一倒棱平面6。通过参数L3和L4的限定，使第一断屑台8和第二断屑台9的脊背空间体积小，曲率变化高，铁屑折断较快，适应于精加工切削需要。
本实施例中，如图4所示，作为本发明的一优选实施方案，其切削刃为直线圆弧刃，与连接平面形成一定的角度δ，δ的最佳的取值范围为3-5°，副切削刃13远离刀尖处为一段圆弧连接，其圆弧最低点到刀尖的距离H1为0.3-0.4mm。
本实施例中，如图5所示，优选地，所述倒棱平面6的的宽度值L1为0.05-0.13mm，所述倒棱平面6与基准平面m的夹角为-3-3°。所述前刀面7的前角β的优选角度为12-18°。凹陷面底面16到刀尖的距离H2为1-1.8mm。第一断屑台8在角平分线11处位置，第一断屑台8的最高点位于刀尖位置之上，第一断屑台8的最高点与刀尖位置的高度差H3为0.03-0.08mm，第一断屑台8的最高点至刀尖位置的距离L5为0.8-1.2mm，第二断屑台9高于第一断屑台8，其高度差H4为0.1-0.15mm。
本发明上述实施例提供的可转位双面切削刀片，相对于现有技术，具有以下有益效果：
（1）直线圆弧刃的设置使得刀片在不改变前角的情况下使主切削刃更加的锋利，能有效减小切削过程中所受的切削力，同时刀口设置了倒棱，有效缓和了前刀面与后刀面形成的尖锐角度，增强了刃口强度，适应于切削深度浅，进给量小的精加工工况，尤其适应于P类材料的切削，能够有效防止铁屑积瘤，从而提高表面加工精度。切削过程中刀片本身受到的切削力小，提高了刀片的抗冲击能力，实现了强度与耐磨性的有效结合。
（2）前刀面、凹陷面底面与第一断屑台、第二断屑台共同构成断屑槽及容屑空间，双断屑台设计能够保证在不同加工参数条件下有效断屑，所设置的第一断屑台紧靠前刀面，为一对称渐次升高的脊背结构，并与第二断屑台相连，这种渐次升高的脊背式结构能够有效引导切削流向，不同厚度的铁屑均能按照设定的方向流动，厚度较薄的经第一断屑就卷曲后折断，厚度较厚的切屑卷曲后遇到第二断屑台后折断，且脊背空间体积小，曲率变化高，铁屑折断较快，不容易产生积屑瘤，在精加工时对可大大提高表面质量。通过这样的结构设计能够有效控制切屑流向，顺利排屑，减少刀片磨损，保证断屑效果，避免粘刀现象，有效防止积屑瘤和断屑缠绕，改善刀片的切削性能，同时提高所加工零件的表面精度。
（3）美化刀片的外型，优化了刀片的整体结构。
本发明上述实施例提供的可转位双面切削刀片其为上下对称的正方形结构，当然，在其它实施例中，也可以是正三角形结构、菱形结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可转位双面切削刀片，包括具有多边形形状且上下对称的刀片本体，所述刀片本体包括上端面、下端面和侧表面，所述刀片本体几何中心处设置有安装通孔，两相邻侧表面由圆弧面连接，且在所述两相邻侧表面的夹角处设置有切削单元，其特征在于，所述切削单元包括形成在上下两个端面与圆弧面相交位置的主切削刃、形成在上下两个端面与侧表面相交位置的副切削刃、形成在主、副两切削刃内侧的倒棱平面、自所述倒棱平面向内凹陷形成的前刀面、自所述前刀面向内凹陷并与所述前刀面顺滑连接的凹陷面底面及与凹陷面底面相连的断屑台本体，所述前刀面与凹陷面底面、断屑台本体连为一体，其中，
于各切削单元处，所述断屑台本体设置有多个分别邻近主切削刃的凸台，所述凸台关于角平分线对称设置，所述凸台表面逐渐升高形成第一断屑台、第二断屑台，所述第一断屑台在切削单元处为两凸起的第一脊锋，所述两个第一脊锋关于角平分线对称设置，所述第一脊锋从所述前刀面开始渐次升高，并与所述第二断屑台顺滑相连，所述第二断屑台设置有横跨角平分线的第二脊锋，所述第二脊锋向所述主切削刃邻近并渐次降低高度与所述凹陷面底面顺滑连接；
所述第二断屑台位于断屑台本体之上，与刀尖位置相邻，其到刀尖位置的距离为0.7-1.5mm，且所述第二断屑台与前刀面平滑过渡，两者之间存在一容屑空间，且向远离刀尖位置的方向，容屑空间逐渐变得宽敞。
2.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述断屑台本体自所述凹陷面底面向上凸起且环绕安装通孔设置，并且关于角平分线对称设置。
3.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述主切削刃的最高点在刀尖位置处，远离刀尖位置处高度逐渐降低，所述主切削刃远离刀尖处为一段圆弧连接，其圆弧最低点到刀尖的距离为0.3-0.4mm。
4.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述刀片本体以中间水平为基准平面对称设置，所述倒棱平面与基准平面的夹角为-3-3°，所述倒棱平面宽度为0.05-0.13mm。
5.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述前刀面的前角为12-18°。
6.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，环绕所述安装通孔周向均布有四个定位辅助面。
7.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述第一断屑台与所述第二断屑台连接，所述第一断屑台凸起于所述凹陷面底面之上，其最低点从所述前刀面处开始渐次升高，其与副切削刃之间的距离为0.3-0.6mm，其最高点位于角平分线上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Dong Jia Duan high-tech park in Hunan province 412008 Zhuzhou city Lusong District venture four Road No. eight Patentee after: Zhuzhou OUKE CNC precision cutting tools Co., Ltd. Address before: Dong Jia Duan high-tech park in Hunan province 412008 Zhuzhou city Lusong District venture four Road No. eight Patentee before: Zhuzhou OKE Carbide Co., Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 412500, Hunan County, Zhuzhou province Yanling County entrepreneurship Park entrepreneurial road Patentee after: Zhuzhou OUKE CNC precision cutting tools Limited by Share Ltd Address before: Dong Jia Duan high-tech park in Hunan province 412008 Zhuzhou city Lusong District venture four Road No. eight Patentee before: Zhuzhou OUKE CNC precision cutting tools Co., Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |