CN107378010B - 一种可转位切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可转位切削刀片，包括具有多边形的刀片本体；刀片本体设置被分离的突起部一和突起部二，和分段变化的第一前刀面；所述突起部与断屑槽相连，所述断屑槽包括由圆弧切削刃向刀片定位中心孔方向依次连接的圆弧切削刃、分段变化的第一前刀面、第二前刀面、断屑槽底部和断屑面和顶平面；所述断屑面和顶平面设在突起部一上。本发明的可转位切削刀片的第一前刀面和突起部的设置，有效地平衡了切削刃口的锋利度和强度，不易产生崩刃现象，切削效果好；在切削加工高温合金时，不仅可以得到很好的表面光洁度，而且确保了可转位刀片的耐磨性，能够有效控制切屑的卷曲和折断，并能顺利排屑，适合高温合金的精加工；满足了客户的需求。

Description

一种可转位切削刀片

技术领域

本发明属于金属切削加工领域的，更具体的，涉及一种可转位切削刀片。

背景技术

高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金由于其复杂、恶劣的工作环境，其加工表面完整性对于其性能的发挥具有非常重要的作用。但是高温合金是典型难加工材料，其微观强化项硬度高，加工硬化程度严重，并且其具有高抗剪切应力和低导热率，切削区域的切削力和切削温度高，在加工过程中经常出现加工表面质量低、刀具破损非常严重等问题。在一般切削条件下，高温合金表层会产生硬化层、残余应力、白层、黑层、晶粒变形层等过大的问题。

现有技术中，可转位的双面槽型切削刀片是常用的切削刀片，由于高温合金很难加工，切削刃太过锋利，刀尖易崩；刀尖强度太高，切削阻力大，因此，对精加工高温合金的可转位切削刀片提出了更高的要求，不仅需要考虑刀片的耐磨性，还得考虑被加工件的表面光洁度，从各个方面满足客户的加工需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种可转位切削刀片，该切削刀片具有能够有效控制切屑的卷曲和折断，并能顺利排屑，适合高温合金的精加工。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种可转位切削刀片，所述可转位切削刀片的刀片本体为多边形体，所述刀片本体的几何中心设有刀片定位中心孔，所述刀片本体包括：

上表面、下表面、至少三个侧面一以及连接各侧面一的圆弧面；所述上表面的刀片定位中心孔周边设置有被分离的突起部一，所述上表面和下表面都设置有不少于1个顶角A；所述突起部一沿刀片定位中心孔周边均匀分布，设置在每个所述顶角A与刀片定位中心孔之间；

每个所述顶角A设置有一个切削单元，切削单元包括圆弧切削刃、主切削刃和断屑槽，所述圆弧切削刃由圆弧面与上表面相交形成，所述主切削刃由侧面一与上表面相交形成，所述断屑槽设置在角平分线P上并靠近圆弧切削刃；

所述断屑槽包括由圆弧切削刃向刀片定位中心孔方向依次连接的圆弧切削刃、分段变化的第一前刀面、第二前刀面、断屑槽底部和断屑面和顶平面一；所述断屑面和顶平面一设在突起部一上。

本发明的可转位切削刀片将第一前刀面设置为分段变化，有效地平衡了切削刃口的锋利度和强度，不易产生崩刃现象，切削效果好；同时刀片定位中心孔周边设置有被分离的突起部一，断屑槽与突起部一通过断屑面和顶平面相连，能够有效控制切屑的卷曲和折断，并能顺利排屑，使刀片的耐磨性提高，并提升了刀片的使用寿命。

进一步地，所述第一前刀面由依次连接的第一前刀面前部、中部和后部组成，所述第一前刀面前部为设置在圆弧切削刃上的刀尖圆弧面段，所述第二前刀面中部为设置在主切削刃上的斜面段，所述第一前刀面后部为平面段；所述第一前刀面中部的长度为L，所述L为0mm～6mm，优选地，L为2mm～5mm。

进一步地，所述第一前刀面前部与上表面的夹角为α，所述α为3°～15°，优选地，α为5°～10°；所述第一前刀面中部与上表面的夹角为θ，所述θ为0°～α，优选地，θ为2°～8°；所述第一前刀面后部与上表面平行。

进一步地，所述第二前刀面与上表面存在第二前角β，所述第二前角β为10°～20°，优选地，β为12°～17°。

进一步地，所述突起部一呈“葫芦”状，所述突起部一包括侧面二和断屑面，由断屑面与顶平面一相交形成的顶部直线段、由顶平面一与侧面二相交形成的两侧圆弧R1和底部直径φD的圆弧段。

进一步地，以顶平面一所在的平面为基准面，在垂直顶角A角平分线的方向上，所述两侧圆弧R1之间的最大距离为d；d为直径φD的1/3～3/4；所述圆弧R1为1mm～3mm，优选地，R1为1.2mm～2mm；所述直径φD为2mm～5mm，优选地，所述直径φD为3mm~4.5mm。

进一步地，所述突起部一的顶部直线段与底部直径φD的圆弧段的最远距离为c，所述c为3mm～8mm，优选地，所述c为4mm～7mm。

突起部一的设置，可以很好地引导切屑的卷曲，折断，使切屑形成中长型螺旋直切屑，这样不仅可以使切屑带走大量的切削热，提高刀片的耐磨性，而且能形成有效地排屑，提高被加工件的表面光洁度。突起部一的侧面二角度小于断屑面的角度，有利于形成较大的容屑空间，进一步提高了刀片的使用寿命。

进一步地，所述断屑面与上表面的夹角δ为50°～85°；所述侧面二与上表面的夹角η为30°～85°；且η≤δ。

进一步地，所述刀片本体上还设有沿刀片定位中心孔周边均匀分布的突起部二，所述突起部二设置在每个相邻的突起部一之间；所述突起部二呈“月牙”状，所述突起部二的顶平面二由与刀片定位中心孔同心的圆弧R2、与侧面一相平行的三段直线段以及连接圆弧曲线和直线段的两侧直线段组成；两侧直线段的延长线经过刀片定位中心孔的中心；优选地，所述圆弧R2为2mm～5mm；两直线段与角平分线的夹角γ为20°～62.5°，优选γ为30°～50°。

突起部二的设计能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。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开的可转位切削刀片，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。

本发明的突起部的设置不但能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；还能有效地散热，使切削刀片的散热能力得到提高，尤其适合高温合金的加工。

本发明的可转位切削刀片的刀尖刃口锋利，且第一前角为分段变化的，有效地平衡了切削刃口的锋利性和强度，以及大的容屑空间都将使刀片的耐磨性大大提高，充分满足了客户的使用要求。

附图说明

图1为可转位切削刀片的立体图。

图2为可转位切削刀片的主视图。

图3是图2所示切削刀片的F部的放大视图。

图4是图2所示切削刀片沿D-D线的剖视图。

其中：

1-刀片本体，2-上表面，3-下表面，4-侧面一，5-圆弧面，61-主切削刃，62-圆弧切削刃，7-第一前刀面，71-第一前刀面前部，72-第一前刀面中部，73-第一前刀面后部，8-第二前刀面，9-断屑槽底部，10-斜面断屑面，11-侧面二，12-顶平面一，13-突起部一，14-突起部二，15-刀片定位中心孔，16-断屑槽，17-顶平面二，A-顶角，P-角平分线。

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，提供的可转位切削刀片，刀片本体1为四边形体，在刀片本体1的几何中心设有刀片定位中心孔15，其中，刀片本体1包括：上表面2、下表面3、至少三个侧面一4以及连接各侧面一4的圆弧面5；上表面2的刀片定位中心孔15周边设置有被分离的“葫芦”状的突起部一13和“月牙”状突起部二14；上表面3和下表面2都设置有不少于1个顶角A；突起部一13沿刀片定位中心孔15周边均匀分布，设置在每个所述顶角A与刀片定位中心孔15之间，突起部二14设置在每个相邻的突起部一13之间；

每个所述顶角A设置有一个切削单元，切削单元包括圆弧切削刃62、主切削刃61和断屑槽16，圆弧切削刃62由圆弧面4与上表面2相交形成，主切削刃61由侧面一4与上表面2相交形成，断屑槽16设置在角平分线P上并靠近圆弧切削刃62；

断屑槽16包括由圆弧切削刃62向刀片定位中心孔15方向依次连接的圆弧切削刃62、分段变化的第一前刀面7、第二前刀面8、断屑槽底部9和断屑面10和顶平面一12；断屑面10和顶平面一12设在突起部一13上。

本实施例中的第一前刀面7由依次连接的第一前刀面前部71、中部72和后部73组成，第一前刀面前部71为设置在圆弧切削刃62上的刀尖圆弧面段，第二前刀面中部72为设置在主切削刃61上的斜面段，第一前刀面后部73为平面段组成；第一前刀面中部72的长度为L（如图3，点a到点b的长度），L为0mm～6mm，优选地，L为2mm～5mm，本实施例L为4.2mm。

第一前刀面前部71与上表面2的夹角为α，所述α为3°～15°，优选地，α为5°～10°，本实施例中，α为7.5°；第一前刀面中部72与上表面2的夹角为θ，所述θ为0°～α，优选地，θ为2°～8°，本实施例中，θ为5°；第一前刀面后部73与上表面2平行。

第二前刀面8与上表面2存在第二前角β，第二前角β为10°～20°，优选地，β为12°～17°，本实施例中，β为15°。

本实施例中的突起部一13包括侧面二11和断屑面10，由断屑面10与顶平面一12相交形成的顶部直线段、由顶平面一12与侧面二11相交形成的两侧圆弧R1和底部直径φD的圆弧段。

以顶平面一12所在的平面为基准面，在垂直顶角A角平分线的方向上，两侧圆弧R1之间的最大距离为d；所述d为直径φD的1/3～3/4；圆弧R1为1mm～3mm，优选地，R1为1.2mm～2mm，本实施例中R1为1.6mm；直径φD为2mm～5mm，优选地，直径φD为3mm~4.5mm，本实施例中，φD为3.8mm。

突起部一13的顶部直线段与底部直径φD的圆弧段的最远距离为c，长度c为3mm～8mm，优选地，长度c为4mm～7mm，本实施例中，c为6mm。

如图1所示，突起部二14呈“月牙”状，其顶平面二17由与刀片定位中心孔15同心的圆弧R2、与侧面一4相平行的三段直线段以及连接圆弧曲线和直线段的两侧直线段组成；两侧直线段的延长线经过刀片定位中心孔15的中心；优选地，圆弧R2为2mm～5mm；直线段与角平分线的夹角γ为20°～62.5°，优选γ为30°～50°。本实施例中，R2为3.75mm，γ为42.5°

本实施例的断屑面10与上表面2的夹角δ为50°～85°，突起部一13的侧面二11与上表面2的夹角η为30°～85°；且η≤δ。本实施例中，夹角δ为74°，夹角η为60°。

具有以上槽型参数的可转位切削刀片，保证了刀尖刃口的锋利性，并兼具一定的强度，在切削加工高温合金时，不仅可以得到很好的表面光洁度，而且确保了可转位刀片的耐磨性，能够有效控制切屑的卷曲和折断，并能顺利排屑，适合高温合金的精加工；满足了客户的需求。

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 (14)

1.一种可转位切削刀片，其特征在于，所述可转位切削刀片的刀片本体（1）为多边形体，所述刀片本体（1）的几何中心设有刀片定位中心孔（15），所述刀片本体（1）包括：

上表面（2）、下表面（3）、至少三个侧面一（4）以及连接各侧面一（4）的圆弧面（5）；所述上表面（2）的刀片定位中心孔（15）周边设置有被分离的突起部一（13），所述上表面（2）和下表面（3）都设置有不少于1个顶角（A）；所述突起部一（13）沿刀片定位中心孔（15）周边均匀分布，设置在每个所述顶角（A）与刀片定位中心孔（15）之间；

每个所述顶角（A）设置有一个切削单元，切削单元包括圆弧切削刃（62）、主切削刃（61）和断屑槽（16），所述圆弧切削刃（62）由圆弧面（5）与上表面（2）相交形成，所述主切削刃（61）由侧面一（4）与上表面（2）相交形成，所述断屑槽（16）设置在角平分线P上并靠近圆弧切削刃（62）；

所述断屑槽（16）包括由圆弧切削刃（62）向刀片定位中心孔（15）方向依次连接的圆弧切削刃（62）、分段变化的第一前刀面（7）、第二前刀面（8）、断屑槽底部（9）和断屑面（10）和顶平面一（12）；所述断屑面（10）和顶平面一（12）设在突起部一（13）上；

所述第一前刀面（7）由依次连接的第一前刀面前部（71）、中部（72）和后部（73）组成，所述第一前刀面前部（71）为设置在圆弧切削刃（62）上的刀尖圆弧面段，所述第一前刀面中部（72）为设置在主切削刃（61）上的斜面段，所述第一前刀面后部（73）为平面段；

所述第一前刀面前部（71）与上表 面（2）的夹角为α，所述α为3°～15°，所述第一前刀面中部（72）与上表 面（2）的夹角为θ，所述θ为0°～α，所述第一前刀面后部（73）与上表面（2）平行；

所述第二前刀面（8）与上表面（2）存在第二前角β，所述第二前角β为10°～20°。

2.根据权利要求1所述可转位切削刀片，其特征在于，所述第一前刀面中部（72）的长度为L，所述L为 0mm～6mm。

3.根据权利要求1所述可转位切削刀片，其特征在于，所述第一前刀面中部（72）的长度L为2mm～5mm。

4.根据权利要求1所述可转位切削刀片，其特征在于，所述第一前刀面前部（71）与上表面（2）的夹角为α为5°～10°；所述第一前刀面中部（72）与上表面（2）的夹角为θ为2°～8°。

5.根据权利要求1所述可转位切削刀片，其特征在于，所述第二前角β为12°～17°。

6.根据权利要求1所述可转位切削刀片，其特征在于，所述突起部一（13）呈“葫芦”状，包括侧面二（11）和断屑面（10），由断屑面（10）与顶平面一（12）相交形成的顶部直线段、由顶平面一（12）与侧面二（11）相交形成的两侧圆弧R1和底部直径φD的圆弧段。

7.根据权利要求6所述可转位切削刀片，其特征在于，以顶平面一（12）所在的平面为基准面，在垂直顶角（A）角平分线的方向上，所述两侧圆弧R1之间的最大距离为d；d为直径φD的 1/3～3/4；所述圆弧R1为1mm～3mm；所述直径φD为2mm～5mm。

8.根据权利要求7所述可转位切削刀片，其特征在于，所述圆弧R1为1.2mm～2mm；所述直径φD为3mm~4.5mm。

9.根据权利要求1所述可转位切削刀片，其特征在于，所述突起部一（13）的顶部直线段与底部直径φD的圆弧段的最远距离为c，所述c为3mm～8mm。

10.根据权利要求9所述可转位切削刀片，其特征在于，所述c为4mm～7mm。

11.根据权利要求6所述可转位切削刀片，其特征在于，所述断屑面（10）与上表面（2）的夹角δ为50°～85°；所述侧面二（11）与上表面（2）的夹角η为30°～85°；且η≤δ。

12.根据权利要求1所述可转位切削刀片，其特征在于，所述刀片本体（1）上还设有沿刀片定位中心孔（15）周边均匀分布的突起部二（14），所述突起部二（14）设置在每个相邻的突起部一（13）之间；所述突起部二（14）上的顶平面二（17）呈“月牙”状，由与刀片定位中心孔（15）同心的圆弧R2、与侧面一（4）相平行的三段直线段以及连接圆弧曲线和直线段的两侧直线段组成；两侧直线段的延长线经过刀片定位中心孔（15）的中心。

13.根据权利要求12所述可转位切削刀片，其特征在于，所述圆弧R2为2mm～5mm；两侧直线段与角平分线的夹角γ为20°～62.5°。

14.根据权利要求13所述可转位切削刀片，其特征在于，所述两侧直线段与角平分线的夹角γ为30°～50°。