CN107790754A - 一种精加工用双面槽型可转位切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种精加工用双面槽型可转位切削刀片，具有多边形的上下对称设置的几何结构，包括上表面，下表面，至少三个侧面以及联接各侧面的圆柱面；上表面和下表面设置有一个切削单元，切削单元包括圆弧切削刃、侧切削刃和断屑槽，断屑槽包括沿圆弧切削刃开始向刀片定位中心孔方向依次连接的圆弧切削刃、由切削刃引导的倒棱面、由倒棱面向内延伸凹陷的前刀面、挡屑面和定位面组成；在靠近圆弧切削刃处所述挡屑面、前刀面和倒棱面由圆弧光滑过渡；所述倒棱面与前刀面相交形成脊线。本发明通过合理设计切削刀片得结构和参数，在兼顾刀具寿命的同时，提高了零件的表面加工质量，扩展了刀具的使用范围。

Description

一种精加工用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，涉及一种精加工用双面槽型可转位切削刀片。

背景技术

工件的表面质量对工件成为机器零件后的使用性能有很大影响。表面粗糙度大的零件耐磨性差，工作精度低且容易产生应力集中，降低疲劳强度，同时在粗糙表面的凹谷和细裂缝处，腐蚀性的物质容易吸附和聚集，从而使零件容易被腐蚀。同时零件加工后在一定深度的表面层内会由于塑性变形、硬化变形、微观裂纹、残余应力等原因出现变质层，使零件的耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性降低。

传统的加工工艺中，产品从毛坯到成品，需要经历粗加工，半精加工和精加工三道工序。但随之工艺的改善毛坯的质量越来越好，毛坯所留加工余量比以往变得更小，产品往往在粗加工后直接精加工，甚至一次加工直接到位。但锻、铸件表面往往带有一定厚度的硬化层，这对刀具的性能提出了更高的要求。在实际生产活动中，由于加工材料繁多，加工环境多变，为提高刀具使用寿命常常根据不同的切削条件和加工对象，分别设计不同槽型，这样确实能解决问题，但同时也增加了生产成本。所以在确保刀具使用寿命的同时，设计合理的刀具结构和参数提高刀具的通用性并获得良好的零件表面质量和加工精度显得至关重要。

精加是金属加工的最后一道切削工序，由于加工完成后的零件尺寸即为零件的最终尺寸，所以此工序决定着被加工工件的尺寸精度和表面质量。由于精加工切削深度较浅，进给量低，切屑的弯曲刚度低，尤其是在加工塑性大的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。另一方面，切削加工时除了加工参数，切削过程中出现的积屑瘤、鳞刺、切削变形、刀具磨损等因素同样影响着工件的表面质量。这些“不稳定因素”与刀具的几何参数有密切的关系。

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，提供了一种精加工用双面槽型可转位切削刀片，该可转位切削刀片在兼顾刀具寿命的同时，提高了零件的表面加工质量，扩展了刀具的使用范围。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明优选实施例，一种精加工用双面槽型可转位切削刀片，具有多边形的上下对称设置的几何结构，包括上表面，下表面，至少三个侧面以及联接各侧面的圆柱面；刀片几何中心处设置有安装通孔，所述上表面或下表面设置有不少于1个顶角A，所述上表面、下表面、侧面和圆柱面沿顶角A角平分线对称布置，所述上表面或者下表面上通孔周边凸起的最高平面为定位面，所述定位面边缘向下延伸形成挡屑面与上表面或者下表面连接；

每个顶角A设置有一个切削单元，切削单元包括切削刃和断屑槽，所述切削刃包括圆弧切削刃和侧切削刃，所述圆弧切削刃由圆柱面与上表面或下表面相交形成，所述侧切削刃由侧面与上表面或下表面相交形成；

所述断屑槽包括沿圆弧切削刃开始向安装通孔方向依次连接的圆弧切削刃、由切削刃引导的倒棱面、由倒棱面向内延伸凹陷的前刀面、挡屑面和定位面组成；

其中：在靠近圆弧切削刃处所述挡屑面、前刀面和倒棱面由圆弧光滑过渡；所述倒棱面与前刀面相交形成脊线。

优选地，所述侧切削刃包含倾斜刃和平行刃，平行刃与定位面平行，平行刃一端光滑延伸与圆弧切削刃相交形成倾斜刃。

进一步优选地，所述倾斜刃在定位面上的投影距离为L1，L1为0.5~3.5mm，倾斜刃在定位面法向上的投影距离为L2，L2为0.1~0.3mm，倾斜刃上各点的切线与定位面形成夹角θ，θ为0~10°。

进一步优选地，所述倒棱面与定位面形成夹角β1，β1为0~8°，前刀面与定位面形成夹角β2，β2为10~22°。

优选地，所述挡屑面包括第一挡屑面，第二挡屑面，连接第一挡屑面和第二挡屑面的过渡圆柱面。

进一步优选地，第二挡屑面与前刀面的交线到圆弧刃的最小距离在定位面的投影为L4，L4为0.2 ~0.6 mm，在定位面法向的投影为L5，L5为0.03~0.2 mm，

进一步优选地，第二挡屑面与定位面形成夹角γ1，γ1为0~10°，第一挡屑面与定位面形成夹角γ2，γ2为30~65°。

优选地，所述脊线包含依次连接的弧线段、直线段和波形段。

进一步优选地，所述直线段在定位面上的投影为L3，L3为0.6~1.8mm，所述弧线段上各点到圆弧切削刃的最小距离在定位面的投影为S0，S0为0.03~0.15mm，所述直线段上各点到切削刃的最小距离在定位面的投影为S1，S1为S0~0.25mm，所述波形段上各点到切削刃的最小距离在定位面的投影为S2，S2为S1~0.37mm，所述波形段的周期长度为f，f为1~4 mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明公开了一种精加工用双面槽型可转位切削刀片，该切削刀片通过较大的前角设计，使刀片具有锋利的刀尖，降低了切削阻力，减少了加工时工件表面的硬化和塑性变形，从而能提高工件的表面质量。进一步的，倾斜刃结合优化的断屑槽使刀片能很好的控制薄切屑的流向和卷曲，防止刮花已加工表面。在前刀面上加入较小倒棱平面，通过合理的参数设置，在不大幅增加切削阻力的同时，使刀片刃口强度增加，兼顾了加工质量和刀具耐用度。此外，在距离刀尖一定距离，对倒棱平面宽度和前刀面进行波浪形设计，确保了刀具在面对较大切深和硬度较高的切削层时也有足够的强度，从而扩展了刀片的运用范围。

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图。

图3是本发明切削刀片的前视图。

图4是本发明切削刀片的刀尖细节图。

图5是本发明切削刀片的俯视图刀尖局部放大图。

图6是本发明切削刀片的前视图刀尖局部放大图。

图7是本发明切削刀片的沿K-K线的剖视图。

图8是本发明切削刀片的沿L-L线的剖视图。

图中标号表示：

1—上表面， 11—定位面，12—挡屑面，121—第一挡屑面，122—第二挡屑面，13—前刀面，14—倒棱面，2—下表面，3—侧表面，32—圆柱面，4—切削刃，41—圆弧切削刃，42—侧切削刃，421—倾斜刃，422—平行刃，5—安装通孔，6—脊线，61—弧线段，62—直线段，63—波形段。

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

参见图1~3，本实施提供一种精加工用双面槽型可转位切削刀片，具有多边形的上下对称设置的几何结构，包括上表面1，下表面2，至少三个侧面3以及联接各侧面3的圆柱面32；本实施例中α=55°，刀片几何中心处设置有安装通孔5，上表面1和下表面2设置有不少于1个顶角A，顶角A包括有相邻量侧面3的形成的夹角α，本实施例中α=55°，上表面1、下表面2、侧面3和圆柱面5沿顶角A角平分线对称布置，上表面1或者下表面2上通孔5周边凸起的最高平面为定位面11，定位面11边缘向下延伸形成挡屑面12与上表面1或者下表面2连接；

每个顶角A设置有一个切削单元，切削单元包括切削刃4和断屑槽，切削刃4包括圆弧切削刃41和侧切削刃42，圆弧切削刃41由圆柱面32与上表面1或下表面2相交形成，侧切削刃42由侧面3与上表面1或下表面2相交形成；

断屑槽包括沿圆弧切削刃41开始向安装通孔5方向依次连接的圆弧切削刃41、由切削刃引导的倒棱面14、由倒棱面14向内延伸凹陷的前刀面13、挡屑面12和定位面11组成；

其中：在靠近圆弧切削刃41处挡屑面12、前刀面13和倒棱面14由圆弧光滑过渡；倒棱面14与前刀面13相交形成脊线6。

参见图5，侧切削刃42包含倾斜刃421和平行刃422。平行刃422平行定位面11，倾斜刃421和平行刃422的交点为A，倾斜刃421和圆弧刃41的交点为B，AB在定位面上的投影距离为L1，0.5 mm≤L1≤3.5 mm，在定位面法向上的投影距离为L2，0.1 mm≤L2≤0.3 mm，侧切削刃1由点A向点B光滑延伸，各点的切线与定位面的夹角为θ，0°≤θ≤10°，本实例中为L1=2.17 mm，L2=0.15 mm，0°≤θ≤5°。倾斜刃可以使切屑流向未加工表面，防止刮花已加工表面。

参见图7，倒棱面14与定位面11的夹角为β1，0°≤β1≤8°，前刀面13与定位面11的夹角为β2，10°≤β2≤22°,本实例中β1=0°，β2=13.5°。棱平面和前刀面的角度综合考虑了刀片的锋利性和结构强度，以兼顾加工质量和刀片耐用度。

参见图4和图8，挡屑面12包括第一挡屑面121和第二挡屑面122，第一挡屑面121和第二挡屑面122由圆柱面过渡连接，挡屑面122与前刀面13的交线到圆弧切削刃41的最小距离在定位面11的投影为L4，0.2 mm≤L4≤0.6 mm，在定位面11法向的投影为L5，0.03 mm≤L5≤0.2 mm，第二挡屑面122与定位面11的夹角γ1，10°≤γ1≤30°，第一挡屑面121与定位面11的夹角γ2，30°≤γ2≤65，第一挡屑面121和第二挡屑面122由圆柱面光滑过渡。本实例中L4=0.35 mm，L5=0.06 mm，γ1=14°，γ2=45°。简洁而流畅的断屑槽设置，使刀片在面对薄而韧的切屑时也能正常卷曲排出切屑，防止切屑缠绕工件或刀具，避免切屑堵塞增大切屑阻力。

参见图6，所述脊线6包含弧线段61、直线段62和波形段63，直线段62与弧线段61的交点为C，与波形段63的交点为D，所述C点到D点的距离在定位面11上的投影为L3， L3为0.6~1.8mm，所述弧线段61上各点到切削刃4的最小距离在定位面11的投影为S0，0.03 mm≤S0≤0.15 mm所述直线段62上各点到切削刃4的最小距离在定位面11的投影为S1，S0≤S1≤0.25 mm，所述波形段63上各点到切削刃4的最小距离在定位面11的投影为S2，S1≤S2≤0.37 mm，所述波形段63的周期长度为f，1 mm≤f≤4 mm。本实施例中L3=1.27 mm，S0=S1=0.1 mm，0.13 mm≤S2≤0.2 mm，f=2.27 mm。波形段63的设计确保了刀具在面对较大切深和硬度较高的切削层时也有足够的强度，从而扩展了刀片的运用范围。

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 (9)

1.一种精加工用双面槽型可转位切削刀片，具有多边形的上下对称设置的几何结构，其特征在于，包括上表面（1），下表面（2），至少三个侧面（3）以及联接各侧面（3）的圆柱面（32）；刀片几何中心处设置有安装通孔（5），所述上表面（1）或下表面（2）设置有不少于1个顶角A，所述上表面（1）、下表面（2）、侧面（3）和圆柱面（5）沿顶角A角平分线对称布置，所述上表面（1）或者下表面（2）上通孔（5）周边凸起的最高平面为定位面（11），所述定位面（11）边缘向下延伸形成挡屑面（12）与上表面（1）或者下表面（2）连接；

每个顶角A设置有一个切削单元，切削单元包括切削刃（4）和断屑槽，所述切削刃（4）包括圆弧切削刃（41）和侧切削刃（42），所述圆弧切削刃（41）由圆柱面（32）与上表面（1）或下表面（2）相交形成，所述侧切削刃（42）由侧面（3）与上表面（1）或下表面（2）相交形成；

所述断屑槽包括沿圆弧切削刃（41）开始向安装通孔（5）方向依次连接的圆弧切削刃（41）、由切削刃引导的倒棱面（14）、由倒棱面（14）向内延伸凹陷的前刀面（13）、挡屑面（12）和定位面（11）；

其中：在靠近圆弧切削刃（41）处所述挡屑面（12）、前刀面（13）和倒棱面（14）由圆弧光滑过渡；所述倒棱面（14）与前刀面（13）相交形成脊线（6）。

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，所述侧切削刃（42）包含倾斜刃（421）和平行刃（422），平行刃（422）与定位面（11）平行，平行刃（422）一端光滑延伸与圆弧切削刃（41）相交形成倾斜刃（421）。

3.根据权利要求2所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，所述倾斜刃（421）在定位面（11）上的投影距离为L1，L1为0.5~3.5mm，倾斜刃（421）在定位面（11）法向上的投影距离为L2，L2为0.1~0.3mm，倾斜刃（421）上各点的切线与定位面（11）形成夹角θ，θ为0~10°。

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，所述倒棱面（14）与定位面（11）形成夹角β1，β1为0~8°，前刀面（13）与定位面（11）形成夹角β2，β2为10~22°。

5.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，所述挡屑面（12）包括第一挡屑面（121），第二挡屑面（122），连接第一挡屑面（121）和第二挡屑面（122）的过渡圆柱面。

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，第二挡屑面（122）与前刀面（13）的交线到圆弧刃（41）的最小距离在定位面（11）的投影为L4，L4为0.2 ~0.6 mm，在定位面（11）法向的投影为L5，L5为0.03~0.2 mm。

7.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，第二挡屑面（122）与定位面（11）形成夹角γ1，γ1为10~30°，第一挡屑面（121）与定位面（11）形成夹角γ2，γ2为30~65°。

8.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，所述脊线（6）包含依次连接的弧线段（61）、直线段（62）和波形段（63）。

9.根据权利要求8所述双面槽型可转位切削刀片，其特征在于，所述直线段（62）在定位面(11)上的投影为L3，L3为0.6~1.8mm，所述弧线段（61）上各点到圆弧切削刃（41）的最小距离在定位面（11）的投影为S0，S0为0.03~0.15mm，所述直线段（62）上各点到切削刃（4）的最小距离在定位面（11）的投影为S1，S1为S0~0.25mm，所述波形段（63）上各点到切削刃（4）的最小距离在定位面（11）的投影为S2，S2为S1~0.37mm，所述波形段（63）的周期长度为f，f为1~4 mm。