CN107363276B - 一种双面槽型可转位切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双面槽型可转位切削刀片，具有多边形刀片本体，该可转位切削刀片包括底平面（3）、凸出所述底平面（3）沿中心孔（15）周向分布的定位面（2）和切削单元(4)；定位面（2）设置在靠近每个多边形的顶角A处；所述切削单元（4）设置在每个多边形的顶角A处，包括切削刃和挡屑面（1）通过合理设计切削单元，使切削刀片锋利性好，强度增大，使用时，不易出现崩刃的现象，提高了切削刀片的寿命，保证切削加工工件的质量。该切削刀片有效运用于不锈钢材料的半精加工和粗加工，切削刀片装夹稳定，散热性能好，既保证刀口锋利性和刃口的强度，又能很好地卷屑、断屑和排屑。

Description

一种双面槽型可转位切削刀片

技术领域

本发明属于金属切削加工领域，更具体的，涉及一种双面槽型可转位切削刀片。

背景技术

可转位的双面槽型切削刀片是常用的切削刀片，随着用户对被加工件的表面质量的要求，对可转位切削刀片的重复定位精度，以及在加工毛坯余量不均匀的工件时对可转位切削刀片寿命的要求都越来越高。

不锈钢和软钢类材料因具有较高的合金元素含量，通常在车削时切削力较大，且产生大量的热，刀具温度急剧上升，这不仅降低了刀具材料的强度，同时加大了刀具因高温氧化而带来的磨损。为降低加工阻力保障切削刀片的寿命，切削刀片需要具备较高的强度及锋利的刃口结构。同时，不锈钢在加工过程中因塑性变形而发生加工硬化，切屑比较强韧，如果用于加工的切削刀片不能很好地使切屑卷曲，断裂和排出加工区域，切削就会杂乱地缠绕在工件和刀具上，影响工件的表面加工质量。

在不锈钢中，以奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢的加工硬化现象最为突出。它们塑性大塑性变形时，晶格产生强烈歪扭；同时奥氏体稳定性差，在切削力的作用下，部分奥氏体会转变为马氏体；再加上化合物杂质在切削热的作用下易于分解呈弥散分布使切削加工时产生硬化层。使加工硬化现象更为明显。

现有技术中，对不锈钢和软钢类进行加工中使用的可转位双面槽型切削刀片的结构设置，各个参数之间的关联性并不好，匹配不强，不能承受很大的切削阻力，而对不锈钢和软钢类材料半精和粗加工的过程中，切削刀片受到的切削力增大，切削温度偏高，易导致切削刀片与切屑发生粘结磨损，使切削刀片磨损严重，影响工件的表面加工质量，同时切屑也可能冲击切削刀片，造成切削刀片的破损和崩刃，切削刀片寿命大幅度下降，也导致了断屑效果不佳影响被加工工件的表面质量不达标，生产效率下降，增加生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供了一种双面槽型可转位切削刀片，通过合理设计切削刀片本体的切削单元，使切削刀片不但锋利性好，强度增大，切削使用时，不易出现崩刃的现象，降低材料的塑性变形，提高了切削刀片的寿命，保证切削加工工件的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种双面槽型可转位切削刀片，具有多边形刀片本体，所述刀片本体包括上表面、下表面、侧面和连接相邻侧面的圆柱面，所述切削刀片本体的中心设有用于安装定位的中心孔，所述上表面包括底平面、凸出所述底平面沿中心孔周向均匀分布的定位面和切削单元；所述定位面设置在靠近每个多边形的顶角A处，所述定位面和底平面之间的斜面为扫屑面，所述挡屑面沿顶角A角平分线对称布置；

所述切削单元设置在每个多边形的顶角A处，包括切削刃和挡屑面，所述切削刃与底平面平行；所述上表面靠近切削刃部分为前刀面，所述切削刃包括圆弧切削刃和主切削刃；所述圆弧切削刃由圆柱面与前刀面相交形成，所述主切削刃由侧面与前刀面相交形成；

所述前刀面包含第一前刀面和第二前刀面；所述第一前刀面与底平面形成夹角α，夹角α为7~12°，第二前刀面与底平面形成夹角β，夹角β为17~24°，所述第一前刀面在底平面的垂直投影宽度为L1，L1为0.1~0.3 mm，所述第二前刀面与底平面由过渡圆弧连接；所述第二前刀面在底平面的垂直投影宽度为L2，L2为0.1~0.8mm；

其中，下表面设置有与上表面相同的结构。

进一步优选地，所述夹角α为8°~10°，夹角β为18°~20°；所述垂直投影宽度L1为0.2~0.3 mm，L2为0.2~0.5mm。

本发明的双面槽型可转位切削刀片通过切削单元中的前刀面的合理宽度与角度的限定，使切削刀片在半精和粗加工时，强度满足要求，不易出现崩刃现象，且第二前刀面在保证强度的同时，具有很好的切削性能，其刃口锋利，能明显减小切削阻力，降低塑性变形。

进一步地，所述主切削刃和圆弧切削刃在同一平面，所述切削刃与底平面的垂直距离为H1，H1为0.1~0.2mm。

进一步地，所述切削刃与定位面的垂直距离为H2，H2为0.1~0.25mm。

进一步地，沿所述中心孔周向设置在相邻定位面间还设置定位凸台，所述定位凸台沿中心孔周向设置在相邻定位面间。

进一步地，相邻所述定位面由底平面上的连接凸台连接，所述连接凸台上设置至少3个散热单元，所述散热单元为水滴状的凸起。散热单元的设置还使切削刀片的散热面积增大，散热能力提高。

进一步地，所述散热单元的高度低于定位面，所述散热单元与定位面的垂直距离为0.05~0.15mm。散热单元与定位面的垂直距离设定，使散热空间利用率更合理。

进一步地，所述挡屑面包括第一挡屑面和第二挡屑面，第一挡屑面和第二挡屑面与定位面交线的延长线形成夹角θ1，θ1为110~170°；所述第一挡屑面和第二挡屑面由第一圆弧面过渡连接，所述第一圆弧面与底平面之间的角度为θ2，θ2为135~160°；所述第一挡屑面和定位面的交线与顶角A角平分线呈角度θ3，θ3为5~45°。

进一步优选地，所述夹角θ1为130~160°；所述夹角θ2为140~155°；所述角度θ3为5~35°。

进一步地，相邻所述挡屑面设置有圆锥形挡屑面，所述圆锥形挡屑面与定位面的交线到切削刃的最小垂直距离为W，W为0.4~1.8mm。

进一步地，所述定位面和切削刀片本体边缘之间设置有向下凹陷的容屑槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明公开了一种双面槽型可转位切削刀片，该切削刀片通过对切削单元的中的前刀角的结构设置，有效地平衡了刃口的锋利程度和强度，也改善了刀刃的散热条件，能明显减小切削阻力，降低材料塑性变形，从而起到降低切削热量提高刀具寿命的效果。

本发明的切削刀片底平面和挡屑面共同构成容屑槽和断屑器，切屑在流经底平面和挡屑面后弯曲到一定程度，并发生断裂，以防止切削缠绕在工件或刀具上，使工件切削效果佳；使断屑不影响被加工工件的表面质量。

为了进一步地保证切削质量，本发明还科学地设置了散热单元，使切削刀片的散热能力得到提高，尤其适用于加工不锈钢和软钢类材料。

最后，本发明为了切削刀片的精确安装与定位，将定位面和定位凸台和中心孔的位置结构进行科学设置，保证了切削刀片的安装与定位，有利于可转位切削刀片的装夹，提高了可转位切削刀片的重复定位精度以及装夹的稳定性。

综上所述，本发明的双面槽型可转位切削刀片装夹稳定，散热性能好，在保证刀口锋利的同时，亦考虑到刃口的强度，同时能很好地卷屑、断屑和排屑。

附图说明

图1是本发明切削刀片的立体结构示意图。

图2是本发明切削刀片的俯视结构示意图。

图3是本发明切削刀片的挡屑面细节示意图。

图4是本发明切削刀片的剖面示意图。

其中，1-挡屑面，101-第一挡屑面，102-第二挡屑面，103-圆锥形挡屑面，104-第一圆弧面，2-定位面，3-底平面，4-切削单元，5-连接凸台，6-定位凸台，7-前刀面，71-第一前刀面，72-第二前刀面，8-散热单元，9-侧面，10-圆柱面，11-圆弧切削刃，12主切削刃，13-容屑槽，A-顶角，15-中心孔。

具体实施方式

本发明实施例附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1~图4所示，本实施例提供一种双面槽型可转位切削刀片，刀片本体包括上表面、下表面、侧面和连接相邻侧面的圆柱面，切削刀片的中心设有用于安装定位的中心孔15，上表面包括底平面3、凸出底平面3沿中心孔15周向分布的定位面2、定位凸台6和切削单元4；其中，定位面2设置在靠近每个多边形的顶角A处；定位凸台6沿中心孔15周向设置在相邻定位面2间；定位面2和底平面3之间的斜面为扫屑面1，挡屑面1沿顶角A角平分线对称布置；

切削单元4设置在每个多边形的顶角A处，包括切削刃和挡屑面1，切削刃与底平面3平行；上表面靠近切削刃部分为前刀面7，切削刃包括圆弧切削刃11和主切削刃12；圆弧切削刃11由圆柱面10与前刀面7相交形成，切削刃与底平面3的垂直距离为H1，H1为0.1~0.2mm，切削刃与定位面2的垂直距离为H2，H2为0.1~0.25mm。本实例中为H1=0.13mm，H2=0.20mm。

主切削刃12由侧面9与前刀面7相交形成，定位面2和切削刀片本体边缘之间设置有向下凹陷的容屑槽13。

如图4所示，前刀面7包含第一前刀面71和第二前刀面72；第一前刀面71与底平面3形成夹角为α，α为7~12°，第二前刀面72与底平面3形成夹角为β，β为17~24°，第一前刀面71在底平面3的垂直投影宽度为L1，L1为0.1~0.3 mm，所述第二前刀面与底平面3由过渡圆弧连接；所述第二前刀面72在底平面3的垂直投影宽度为L2，L2为0.1~0.8mm。本实施例中α=9.5°，β=19°，L1=0.22mm，L2为0.27mm。

本实例通过优化前刀面7的宽度和角度，使切削刀片在进行不锈钢和软钢类材料的半精和粗加工时，有足够的强度和锋利性，能明显减小切削阻力，降低材料塑性变形，从而起到降低切削热量提高刀具寿命的效果。

本实施例中，为保证切削刀片的精确安装与定位，将定位结构设置为3个较大的定位面2，以及放置在较大定位面之间的6个较小的定位凸台6两部分。定位凸台6沿中心孔15周向设置在相邻定位面2间。

将定位面和定位凸台和中心孔的位置结构进行科学设置，保证了切削刀片的安装与定位，有利于可转位切削刀片的装夹，提高了可转位切削刀片的重复定位精度以及装夹的稳定性。

本切削刀片上还设有散热单元；本实施例的散热单元8为9个水滴状的凸起结构；凸起结构设置在连接凸台5上；散热单元8与定位面2的垂直距离为0.05~0.15mm，本实施例中为0.10mm，散热单元的设置能有效增大切削刀片的散热面积，散热能力提高。

如图3所示，挡屑面1在平行定位面的基准平面里，第一挡屑面101和第二挡屑面102与定位面2交线的延长线形成夹角θ1，θ1为110~170°；优选为130~160°；第一挡屑面101和第二挡屑面102由第一圆弧面104过渡连接，第一圆弧面104与底平面之间的角度为θ2，θ2为135~160°，优选为140~155°；第一挡屑面101和定位面2的交线与顶角A角平分线呈角度θ3，θ3为5~45°，优选为8~35°；设置有圆锥形挡屑面103，锥形挡屑面103与定位面2的交线到切削刃的最小垂直距离为W，W为0.4~1.8mm。本实施例中θ1=160°，θ2=153°，θ3=15°，W=1.3mm。

本发明的双面槽型可转位切削刀片装夹稳定，散热性能好，在保证刀口锋利的同时，亦考虑到刃口的强度，同时能很好地卷屑、断屑和排屑。尤其适用对不锈钢和软钢类材料的半精和粗加工，加工的工件的表面质量好，同时切屑不易冲击切削刀片，不易造成切削刀片的破损和崩刃，切削刀片寿命大幅度提高，其断屑效果不影响被加工工件的表面质量，生产效率高，降低了生产成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双面槽型可转位切削刀片，具有多边形刀片本体，所述刀片本体包括上表面、下表面、侧面（9）和连接相邻侧面（9）的圆柱面（10），所述刀片本体的中心设有用于安装定位的中心孔（15），其特征在于，所述上表面包括底平面（3）、凸出所述底平面（3）沿中心孔（15）周向均匀分布的定位面（2）和切削单元（4）；所述定位面（2）设置在靠近每个多边形的顶角A处，所述定位面（2）和底平面（3）之间的斜面为挡屑面（1），所述挡屑面（1）沿顶角A角平分线对称布置；

所述切削单元（4）设置在每个多边形的顶角A处，包括切削刃和挡屑面（1），所述切削刃与底平面（3）平行，切削刃与底平面的垂直距离为H1，H1 为0.1~0.2mm；所述上表面靠近切削刃部分为前刀面（7），所述切削刃包括圆弧切削刃（11）和主切削刃（12）；所述圆弧切削刃（11）由圆柱面（10）与前刀面（7）相交形成，所述主切削刃(12)由侧面（9）与前刀面（7）相交形成；

所述前刀面（7）包含第一前刀面（71）和第二前刀面（72）；所述第一前刀面（71）与底平面（3）形成夹角α，夹角α为7~12°，第二前刀面（72）与底平面（3）形成夹角β，夹角β为17~24°，所述第一前刀面（71）在底平面（3）的垂直投影宽度为L1，L1为0.1~0.3 mm，所述第二前刀面（72）与底平面（3）由过渡圆弧连接；所述第二前刀面（72）在底平面（3）的垂直投影宽度为L2，L2为0.1~0.8mm；

所述挡屑面（1）包括第一挡屑面（101）和第二挡屑面（102），第一挡屑面（101）和第二挡屑面（102）与定位面（2）交线的延长线形成夹角θ1，θ1为110~170°；所述第一挡屑面（101）和定位面（2）的交线与顶角A角平分线呈角度θ3，θ3为5~45°；

所述定位面（2）和刀片本体边缘之间设置有向下凹陷的容屑槽（13）；

其中，下表面设置有与上表面相同的结构。

2.根据权利要求1所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，所述夹角α为8°~10°，夹角β为18~20°；所述垂直投影宽度L1为0.2~0.3 mm，L2为0.2~0.5mm。

3.根据权利要求1所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，所述切削刃与定位面（2）的垂直距离为H2，H2为0.1~ 0.25mm。

4.根据权利要求1所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，沿所述中心孔周向设置在相邻定位面（2）间还设置定位凸台（6），所述定位凸台（6）沿中心孔（15）周向设置在相邻定位面（2）间。

5.根据权利要求1~4任意一项所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，相邻所述定位面（2）由底平面（3）上的连接凸台（5）连接，所述连接凸台（5）上设置至少3个散热单元（8），所述散热单元（8）为水滴状的凸起。

6.根据权利要求5所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，所述散热单元（8）的高度低于定位面（2），所述散热单元（8）与定位面（2）的垂直距离为0.05~0.15mm。

7.根据权利要求1所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，所述第一挡屑面（101）和第二挡屑面（102）由第一圆弧面（104）过渡连接，所述第一圆弧面（104）与底平面（3）之间的角度为θ2，θ2为135~160°。

8.根据权利要求7所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，所述夹角θ2 为140~155°。

9.根据权利要求1所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，所述夹角θ1为130~160°；所述角度θ3为8~35°。

10.根据权利要求1所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，相邻所述挡屑面（1）设置有圆锥形挡屑面（103），所述圆锥形挡屑面（103）与定位面（2）的交线到切削刃的最小垂直距离为W，W为0.4~1.8mm。