CN110000400A - 一种双面槽型切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属切削技术领域，公开一种双面槽型切削刀片。刀片本体的顶角处设置有不少于1个的切削单元部；所述切削单元部包括切削引导凸起部、后端凸起部、倾斜面、以及切削刃；切削刃由圆弧切削刃、主切削刃组成；切削单元部的顶角处沿所在顶角的角平分线朝中心定位孔方向依次设置圆弧切削刃、倒棱面、第一前刀面、与第一前刀面连接的倾斜面、与倾斜面连接的切削引导凸起部、位于切削引导凸起部后端的后端凸起部；所述倾斜面由切削引导凸起部和第一前刀面共同限制；本双面槽切削刀片，在保证中小切深加工中拥有优良的切屑处理能力，且在大切深和大进给加工时，不过分加大切削处理。设置多个分区，保证刀片切削阻力合理。

Description

一种双面槽型切削刀片

技术领域

本发明涉及金属切削技术领域，更具体地，涉及一种双面槽型切削刀片。

背景技术

可转位刀片一般采用批量化制造，采用不同的刀片槽型和材质对应不用的加工场合。传统的加工方式采用粗加工或半精加工再精加工，粗加工去除的材料一般较多，为保证加工效率，采用大切深大进给。粗加工的工况一般较为恶劣，锻造或铸造后的工件表面往往具有一层较厚的硬化层，且极不均匀，加工时有较大的冲击型切削阻力。同时，由于工件常常还伴有夹砂、毛刺等情况，刀片加工时在过大或反复的的冲击力作用下极易崩刃。为了适应这种情况，刀片刃口强度一般较高，刀片的断屑结构也与该参数相适配。

随着国内锻造和铸造技术的提高，锻造后的毛坯尺寸和表面性能可以控制在更为严格的范围内，为降低加工成本和毛坯材料的浪费，工件加工时的去除量要求尽量减少。同时，由于产业升级及自动化的提高，对切屑的处理的要求也更为严格。这样，市场就对加工提出了新的需求，主要表现为粗加工切深下降，需要保证较小切深下的断屑能力，进给仍然很大，需要刀片具有足够的刃口强度；精加工的余量也相应减少需要保证粗加工后工件有足够的精度。

这样，传统的用于粗加工或半加工的刀片就变得不再适用，传统的粗加工刀片问题在于在切深变小后不断屑；传统的半精加工刀片则在于刃口强度显得不够，并且在小切深时断屑效果也差强人意，尤其是在自动化的生产线上。如中国专利号CN1120324中公开的一种切削角带有“香蕉”状或C形凸起的刀片，在小、中、大切削深度时能够进行良好的切削控制，尤其在内、外仿形和平面车削加工中，但该刀片没有对切削刃进行必要的优化，同时由于没有对“香蕉”状或C形凸起的起始段进行约束，在切深和进给较大时容易造成切削阻力的急剧上升，时刀片切削寿命下降，同时在长时间的粗加工中“香蕉”状或C形凸起容易被磨损且对切削的处理效果也会降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中的不足，提供一种双面槽型切削刀片。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种双面槽型切削刀片，所述刀片本体为具有多边形的上下对称设置的几何机构，所述刀片本体设有位于几何中心的中心定位孔；所述刀片本体包括上表面、下表面、连接上表面与下表面的多个侧表面、以及位于相邻两个侧表面之间的圆弧侧面，所述上表面与下表面均设有支撑表面；

所述刀片本体的顶角处设置有不少于1个的切削单元部；所述切削单元部包括切削引导凸起部、后端凸起部、倾斜面、以及切削刃；所述切削刃由圆弧切削刃、主切削刃组成；

所述切削刃向内朝下倾斜形成倒棱面；所述倒棱面向内朝下倾斜形成第一前刀面；所述主切削刃后端的第一前刀面向内朝下倾斜形成第二前刀面；

所述切削单元部的顶角处沿所在顶角的角平分线M朝中心定位孔方向依次设置圆弧切削刃、倒棱面、第一前刀面、以及与第一前刀面连接的倾斜面、与倾斜面连接的切削引导凸起部、位于切削引导凸起部后端的后端凸起部；所述倾斜面由切削引导凸起部和第一前刀面共同限制；

所述切削刃、切削引导凸起部均朝顶角汇拢，且关于过所在顶角的角平分线M同时垂直于中性平面NP的平面对称；

进一步地，所述圆弧切削刃由上表面与圆弧侧面相交形成；主切削刃由上表面与侧表面相交形成。

进一步地，所述后端凸起部的前端连接切削引导凸起部，后端连接支撑表面；所述后端凸起部在过角平分线M且垂直中性参考面NP的截面内，所述后端凸起部与支撑表面所呈锐角κ的范围为κ≤45°。

进一步地，所述切削单元部的顶角处设置有类“角”状的切削引导凸起部；所述切削引导凸起部由后端凸起部的部分伸出，并向第一前刀面和圆弧切削刃延伸，并最终嵌入第一前刀面；所述切削引导凸起部的凸起高度低于延伸方向的切削刃的刃口，高于倾斜面。

进一步地，所述嵌入的切削引导凸起部与第一前刀面的连接边界到切削刃的最短距离S的范围：S＞0.2mm。

进一步的，所述刀片本体的切削单元部中，从圆弧切削刃的中点向主切削刃方向依次取点，并垂直该点的切线做截面时，所述倒棱面、第一前刀面和第二前刀面与周边侧表面的楔角及相对中性面NP的宽度按一定规律变化，根据变化的规律，至少可以将截面区域划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个部分，其规律为：在前部区域的楔角和宽度总是小于或等于后部区域的楔角和宽度。

进一步地，所述I区域的切削刃由整体的圆弧切削刃或部分圆弧切削刃组成；所述II区域的切削刃由部分主切削刃或者上述主切削刃部分加上部分圆弧切削刃组成；所述III区域的的切削刃由II区域所不占有的主切削刃部分组成。

进一步地，所述II区域的所包含的圆弧切削刃的弧度应大于等于0°小于等于25°；所述II区域的所包含主切削刃的长度L范围为1mm≦L≦2.5mm。

进一步地，所述I、III区域中，I、III区域的倒棱面与侧表面的所呈楔角β1范围分别为83°≦β1≦87°、87°≦β1≦90°；

所述I、III区域第一前刀面与侧表面的所呈楔角β2范围分别为70°≦β2≦78°、73°≦β2≦78°；

所述III区域第二前刀面与侧表面的所呈楔角β3范围为78°≦β3≦85°。

所述I、III区域倒棱面的相对中性面NP的宽度W1范围分别为0.15mm≦W1≦0.25mm、0.2mm≦W1≦0.35mm；

所述I、III区域第一前刀面的相对中性面NP的宽度W1范围分别为0.2mm≦W2≦0.5mm、0.3mm≦W2≦0.6mm。

进一步地，所述I、III区域中各楔角β1、β2、β3和宽度W1、W2，在第II区的值都大于等于第Ⅰ区的相应的值，小于等于第Ⅲ区的相应的值，并且大体积上为连续变化的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的双面槽型切削刀片通过在切削单元上匹配设置前端切削引导凸起部和后端凸起部，其中前端切削引导凸起部的为类“角”状的切削引导凸起部，其结构特点能确保刀片在中小切深加工中拥有优良的切屑处理能力，同时，即使在加工的后期，在前刀面磨损严重的情况下，也能确保在大切深和大进给加工时刀片能有良好的切屑处理效果，且不过分加大切削阻力；

（2）本发明的一种双面槽型切削刀片通过对切削单元上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域切削部分倒棱面和前刀面参数的合理设置保证刀片切削阻力合理，同时刃口稳固，以保证刀片即使在断续等恶劣工况下进行大进给加工时不会崩刃。

附图说明

图1为实施例1中双面槽型切削刀片的立体结构示意图；

图2为实施例1中双面槽型切削刀片的正面视图；

图3为实施例1中双面槽型切削刀片的侧面视图；

图4为实施例1中双面槽型切削刀片的切削单元局部放大图的立体示意图；

图5为实施例1中双面槽型切削刀片的切削单元局部放大图的正面示意图；

图6为实施例1中双面槽型切削刀片的F-F的剖视图；

图7为实施例1中双面槽型切削刀片的G-G的剖视图；

图8为实施例1中双面槽型切削刀片的E-E的剖视图；

图9为实施例1中双面槽型切削刀片的D-D的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，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。

实施例1

如图1所示，一种双面槽型切削刀片，刀片本体1为具有多边形的上下对称设置的几何机构，其刀片本体1设有位于几何中心的中心定位孔2；上述刀片本体包括上表面4、下表面、连接上表面4与下表面的多个侧表面31、以及位于相邻两个侧表面31之间的圆弧侧面32，所述上表面4与下表面均设有支撑表面7；在本实施例1中，其刀片本体1为近似三角形的几何结构。

如图1所示，上述刀片本体1的顶角处设置有不少于1个的切削单元部A；所述切削单元部A包括切削引导凸起部9、后端凸起部10、倾斜面8、以及切削刃5；上述切削刃5由圆弧切削刃51、主切削刃52组成；

如图4所示，上述切削刃5向内朝下倾斜，也就是朝中心定位孔方向向内朝下，形成倒棱面61；所述倒棱面61向内朝下倾斜形成第一前刀面62；并且主切削刃处的后端，其第一前刀面62向内朝下倾斜形成第二前刀面63；

如图2、4所示，切削单元部A的顶角处沿所在顶角的角平分线M朝中心定位孔2方向依次设置圆弧切削刃51、倒棱面61、第一前刀面62、以及与第一前刀面62连接的倾斜面8、与倾斜面8连接的切削引导凸起部9、以及位于切削引导凸起部9后端的后端凸起部10；所述倾斜面8受切削引导凸起部9和第一前刀面62共同限制，其倾斜面8的范围，受切削引导凸起部9的前端与第一前刀面62的后端大小限制，其切削引导凸起部9与第一前刀面62连接后，中间形成的一定的空间，其空间即为倾斜面8，上述倾斜面8与第一前刀面62连接，并向上倾斜，与切削引导凸起部9连接；

如图4所示，切削刃5、切削引导凸起部9均朝顶角汇拢，且关于过所在顶角的角平分线M同时垂直于中性平面NP的平面对称，在本实施例1中，如图3所示，中性平面NP为刀片本体1横向中心平面。其中性平面NP均与上表面1与下表面平行。

如图1所示，上述圆弧切削刃51由上表面4与圆弧侧面32相交形成；主切削刃52由上表面4与侧表面31相交形成。

如图4所示，本双面槽型切削刀片，其后端凸起部10的前端连接切削引导凸起部9，其后端连接支撑表面7；如图6所示，上述后端凸起部10在过顶角的角平分线M且垂直中性参考面NP的截面内，其后端凸起部10与支撑表面7所呈锐角κ的范围为κ≤45°。

如图6所示，在平行中性参考平面NP方向上圆弧刃51的刃口到支撑表面7与后端凸起部9的连接点的最大距离A大于1.2mm小于2.0mm，优选为A=1.7mm。

如图4所示，本发明的双面槽型的切削刀片，其切削单元部A的顶角处设置有类“角”状的切削引导凸起部9，或“八”字型状，切削引导凸起部9的上端槽角平分线M聚拢，并连接后端凸起部9，前端向角平分线M两侧分叉，与第一前刀面62连接，形成一个“八”字型状；在本实施例1中，上述切削引导凸起部9由后端凸起部10的部分伸出，并向第一前刀面62和圆弧切削刃51延伸，并最终嵌入第一前刀面62，形成一个类“角”状凸起或“八”字型凸起；上述切削引导凸起部9的凸起高度应低于延伸方向的切削刃5的刃口，高于倾斜面8的最高点。

如图9所示，嵌入的切削引导凸起部9与第一前刀面62的连接边界到切削刃5的最短距离S的范围：S＞0.2mm，在本实施例1中，优选S=0.04mm。

如图5所示，刀片本体1的切削单元部A中，从圆弧切削刃51的中点向主切削刃52方向依次取点，并垂直该点的切线做截面时，上述倒棱面61、第一前刀面62和第二前刀面63与周边侧表面3的楔角及相对中性面NP的宽度按一定规律变化，根据变化的规律，至少可以将截面区域划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个部分，其规律为：在前部区域的楔角和宽度总是小于或等于后部区域的楔角和宽度，也就是I≤II≤III。

如图5所示，I区域的切削刃5由整体的圆弧切削刃51或部分圆弧切削刃51组成；上述II区域的切削刃5由部分主切削刃52或者上述主切削刃52部分加上部分圆弧切削刃51组成；上述III区域的的切削刃52由II区域所不占有的主切削刃52部分组成。

在上述II区域中，所包含的圆弧切削刃51的弧度应大于等于0°小于等于25°；II区域的所包含主切削刃52的长度L范围为1mm≦L≦2.5mm。在本实施例1中，II区域的圆弧切削刃51的弧度优选为15°，主切削刃52的长度L优选为2mm。

如图6-8所示，上述刀片本体1中I、III区域中，I、III区域的倒棱面61与侧表面3的所呈楔角β1范围分别为83°≦β1≦87°，优选为85°、87°≦β1≦90°，优选为90°；

如图6-8所示，在I、III区域中，第一前刀面62与侧表面3的所呈楔角β2范围分别为70°≦β2≦78°，优选为73°、73°≦β2≦78°，优选为75°；

如图8所示，上述III区域中第二前刀面与侧表面的所呈楔角β3范围为78°≦β3≦85°，优选为82°。

如图6-8所示，I、III区域中，倒棱面61的相对中性面NP的宽度，也就是倒棱面61在中性面NP方向上，平行与中性面NP的左右两端的距离，W1范围分别为0.15mm≦W1≦0.25mm，优选为0.2mm、0.2mm≦W1≦0.35mm，优选为0.25mm；

如图6-8所示，I、III区域中，第一前刀面62的相对中性面NP的宽度，也就是第一前刀面在中性面NP方向上，由侧表面3到第一前刀面的末端，且平行与中性面NP的左右两端距离W2范围分别为0.2mm≦W2≦0.5mm，优选为0.35mm、0.3mm≦W2≦0.6mm，优选为0.4mm。

在上述I、III区域中各楔角β1、β2、β3和宽度W1、W2，在第II区的值都大于等于第Ⅰ区的相应的值，小于等于第Ⅲ区的相应的值，并且大体积上为连续变化的。

本发明的双面槽型切削刀片，通过对切削单元部A的顶角处的凸起部优化，设计前端的切削引导凸起部9和后端凸起部10，同时前端的切削引导凸起部9呈类“角”状，这样刀片进行中小切深加工时，能够起到良好的切屑效果，同时切削引导凸起部9的前端，设有倾斜面8，倾斜面8可以对切削引导凸起部9的凸起起始做到有效的约束，以此在进行切深和进给较大时加工，可以引导切屑，降低切削阻力。

同时了为了避免刀刃崩坏，对切削刃口进行区域分化，是的各个区域的刃口独立、合理的设置，保证刀片切削阻力合理，以此稳固刃口，保证刀片即使在断续等恶劣工况下进行大进给加工时不会崩刃。

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，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。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)

1.一种双面槽型切削刀片，所述刀片本体为具有多边形的上下对称设置的几何机构，所述刀片本体设有位于几何中心的中心定位孔；所述刀片本体包括上表面、下表面、连接上表面与下表面的多个侧表面、以及位于相邻两个侧表面之间的圆弧侧面，其特征在于，所述上表面与下表面均设有支撑表面；

所述刀片本体的顶角处设置有不少于1个的切削单元部；所述切削单元部包括切削引导凸起部、后端凸起部、倾斜面、以及切削刃；所述切削刃由圆弧切削刃、主切削刃组成；

所述切削刃向内朝下倾斜形成倒棱面；所述倒棱面向内朝下倾斜形成第一前刀面；所述主切削刃后端的第一前刀面向内朝下倾斜形成第二前刀面；

所述切削单元部的顶角处沿所在顶角的角平分线（M）朝中心定位孔方向依次设置圆弧切削刃、倒棱面、第一前刀面、以及与第一前刀面连接的倾斜面、与倾斜面连接的切削引导凸起部、位于切削引导凸起部后端的后端凸起部；所述倾斜面由切削引导凸起部和第一前刀面共同限制；

所述切削刃、切削引导凸起部均朝顶角汇拢，且关于过所在顶角的角平分线（M）同时垂直于中性平面（NP）的平面对称。

2.根据权利要求1所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述圆弧切削刃由上表面与圆弧侧面相交形成；主切削刃由上表面与侧表面相交形成。

3.根据权利要求1所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述后端凸起部的前端连接切削引导凸起部，后端连接支撑表面；所述后端凸起部在过角平分线（M）且垂直中性参考面（NP）的截面内，所述后端凸起部与支撑表面所呈锐角κ的范围为κ≤45°。

4.根据权利要求1所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述切削单元部的顶角处设置有类“角”状的切削引导凸起部；所述切削引导凸起部由后端凸起部的部分伸出，并向第一前刀面和圆弧切削刃延伸，并最终嵌入第一前刀面；所述切削引导凸起部的凸起高度低于延伸方向的切削刃的刃口，高于倾斜面。

5.根据权利要求3所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述嵌入的切削引导凸起部与第一前刀面的连接边界到切削刃的最短距离S的范围：S＞0.2mm。

6.根据权利要求1所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述刀片本体的切削单元部中，从圆弧切削刃的中点向主切削刃方向依次取点，并垂直该点的切线做截面时，所述倒棱面、第一前刀面和第二前刀面与周边侧表面的楔角及相对中性面（NP）的宽度按一定规律变化，根据变化的规律，至少可以将截面区域划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个部分，其规律为：在前部区域的楔角和宽度总是小于或等于后部区域的楔角和宽度。

7.根据权利要求6所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述I区域的切削刃由整体的圆弧切削刃或部分圆弧切削刃组成；所述II区域的切削刃由部分主切削刃或者上述主切削刃部分加上部分圆弧切削刃组成；所述III区域的的切削刃由II区域所不占有的主切削刃部分组成。

8.根据权利要求7所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述II区域的所包含的圆弧切削刃的弧度应大于等于0°小于等于25°；所述II区域的所包含主切削刃的长度L范围为1mm≦L≦2.5mm。

9.根据权利要求6所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述I、III区域中，I、III区域的倒棱面与侧表面的所呈楔角β1范围分别为83°≦β1≦87°、87°≦β1≦90°；

所述I、III区域的第一前刀面与侧表面的所呈楔角β2范围分别为70°≦β2≦78°、73°≦β2≦78°；

所述III区域的第二前刀面与侧表面的所呈楔角β3范围为78°≦β3≦85°；

所述I、III区域的倒棱面的相对中性面（NP）的宽度W1范围分别为0.15mm≦W1≦0.25mm、0.2mm≦W1≦0.35mm；

所述I、III区域的第一前刀面的相对中性面（NP）的宽度W1范围分别为0.2mm≦W2≦0.5mm、0.3mm≦W2≦0.6mm。

10.根据权利要求9所述的一种双面槽型切削刀片，其特征在于，所述I、III区域中各楔角β1、β2、β3和宽度W1、W2，在第II区的值都大于等于第Ⅰ区的相应的值，小于等于第Ⅲ区的相应的值，并且大体积上为连续变化的。