CN110064788A - 一种刀头结构及切削刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精密加工工具技术领域，公开了一种切削刀具及其刀头结构，该刀头结构包括连接部及设于所述连接部前端的切削刃部，所述切削刃部包括固定在所述连接部前端的切削主体及两个或两个以上呈螺旋状的第一切削刃，所述切削主体的外表面为向外凸起的弧面，所述第一切削刃设于所述切削主体的外表面，且各所述第一切削刃分别位于所述切削主体的顶点的两侧，相邻两个所述第一切削刃之间限定有第一排屑槽；所述第一切削刃从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后，再延伸至所述切削主体的另一侧。本发明的有益效果为：第一切削刃贯通切削主体的两侧且偏离切削主体的顶点，能够提高刀具的耐磨性，从而保证加工表面的轮廓度及表面粗糙度的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及精密加工工具技术领域，特别是涉及一种刀头结构及包括该刀头结构的切削刀具。
背景技术
传统的球形铣刀的顶部中心点处设有切削刃，利用球形铣刀在铣削曲面时，通常刀具顶点处靠挤压或者切削以去除工件的表面材料，刀具顶点处的切削刃受力较集中，因而刀具顶点处的磨损很大；这将导致，当加工一定量的工件后，由于球形铣刀顶点处的磨损严重，使得后面加工的工件的表面粗糙度及轮廓度均明显差于刚开始所加工的工件，当批量加工工件时，各工件的加工表面的表面粗糙度及轮廓度不稳定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种切削刀具，在加工过程中刀具的磨损小，可提高加工表面的表面粗糙度及轮廓度的稳定性。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种用于切削刀具的刀头结构，该刀头结构包括连接部及设于所述连接部前端的切削刃部，所述切削刃部包括固定在所述连接部前端的切削主体及两个或两个以上呈螺旋状的第一切削刃，所述切削主体的外表面为向外凸起的弧面，所述第一切削刃设于所述切削主体的外表面，且各所述第一切削刃分别位于所述切削主体的顶点的两侧，相邻两个所述第一切削刃之间限定有第一排屑槽；
所述第一切削刃从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后，再延伸至所述切削主体的另一侧。
作为优选方案，所述切削主体的外表面呈半球面。
作为优选方案，所述切削刃部的材质为聚晶金刚石、单晶金刚石、化学气相沉积金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷及硬质合金中的任一种。
作为优选方案，所述第一切削刃的两端均设置于所述切削主体的外表面或者均延伸至所述连接部的外侧面。
作为优选方案，所述第一切削刃的螺旋角为1°～80°。
作为优选方案，所述切削主体的直径为0.5mm～32mm，所述第一切削刃的刃宽为0.01～0.3mm，所述第一切削槽的槽深0.02mm～0.5mm。
作为优选方案，相邻两个所述第一切削刃之间的距离为0.02mm～0.5mm。
作为优选方案，所述第一切削刃设置有-60°～30°的前角。
作为优选方案，所述第一切削刃的旋向为左旋或者右旋。
作为优选方案，所述第一切削刃的旋向为右旋，所述第一切削刃的刃口设置在所述第一切削刃的右侧。
作为优选方案，所述第一切削刃与所述切削主体采用一体成型。
作为优选方案，所述切削主体的外表面还设有若干呈螺旋状的第二切削刃，各所述第二切削刃分别设置于位于最外侧的两个所述第一切削刃的外侧，相邻两个所述第二切削刃之间、以及所述第一切削刃和与其相邻的所述第二切削刃之间限定有第二排屑槽；
所述第二切削刃的旋向与所述第一切削刃的旋向相同。
作为优选方案，所述切削主体的直径为0.5mm～32mm，所述第二切削刃的刃宽为0.01～0.3mm，所述第二切削槽的槽深0.02mm～0.5mm。
作为优选方案，所述第二切削刃设置有-60°～30°的前角。
作为优选方案，所述第二切削刃的一端与所述第一切削刃连接，所述第二切削刃的另一端设置于所述切削主体的外表面或者延伸至所述连接部的外侧面。
作为优选方案，所述第二切削刃与所述切削主体采用一体成型。
作为优选方案，所述切削刃部与所述连接部采用一体成型，且所述切削刃部与所述连接部的材质相同。
同样的目的，本发明第二方面提供一种切削刀具，其包括刀具柄部及安装于所述刀具柄部前端的如第一方面任一项所述的刀头结构，所述连接部的后端面与所述刀具柄部的前端面固定相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明实施例的切削刀具，其刀头结构包括用于与刀具柄部连接的连接部及设于连接部前端的切削刃部，切削刃部包括切削主体及分别设于切削主体外表面的顶点两侧的至少两个第一切削刃，切削主体的外表面呈向外凸起的弧面，第一切削刃为螺旋状，且所述第一切削刃从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后再延伸至所述切削主体的另一侧，由此形成了贯通切削主体相对的两侧的切削刃；
本发明中，在铣削过程中，切削力主要依靠位于切削主体的顶点两侧的第一切削刃提供，且由于第一切削刃经过切削主体的顶部区域且偏离顶点，切削主体的顶点处无切削刃经过，因此在铣削过程中第一切削刃的磨损小，大幅度提高了切削刀具的耐磨性，从而使加工出来的工件的表面粗糙度稳定，所加工的工件轮廓度相差不大。
附图说明
图1是本发明实施例一中一种刀头结构的结构示意图；
图2是图1的A-A局部剖视图；
图3是图1的俯视图；
图4是本发明实施例二中一种刀头结构的结构示意图；
图5是本发明实施例中一种切削刀具的结构示意图。
图中：100、刀头结构；
10、连接部；20、切削刃部；21、切削主体；22、第一切削刃；23、第一排屑槽；24、第二切削刃；25、第二排屑槽；
200、刀具柄部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
另外，需要说明的是，本发明的描述中，术语“前”和“后”指的是，切削刀具在使用过程时，靠近于加工工件的一端为“前”，背离加工工件的一端为“后”。
本发明的第一方面提供一种用于切削刀具的刀头结构100，刀头结构100的具体实施方式如下：
实施例一
如图1-图3所示，本实施例提供一种用于切削刀具的刀头结构100，其包括连接部10及设于所述连接部10前端的切削刃部20，所述切削刃部20包括固定在所述连接部10前端的切削主体21及两个或两个以上呈螺旋状的第一切削刃22，所述切削主体21的外表面为向外凸起的弧面，所述第一切削刃22设于所述切削主体21的外表面，且各所述第一切削刃22分别位于所述切削主体21的顶点的两侧，相邻两个所述第一切削刃22之间限定有第一排屑槽23；
所述第一切削刃22从所述切削主体21的一侧延伸至其顶部区域后，再延伸至所述切削主体21的另一侧。
基于上述技术方案，本实施例中提供一种用于切削刀具的刀头结构100，该刀头结构100主要用于对石墨工件特别是石墨模具的曲面铣削成型，刀头结构100旋转带动各第一切削刃22旋转，由于切削主体21的外表面为向外凸起的弧面，从而用相切法在工件上铣削曲面，第一切削刃22旋转的同时，切削主体21带动其进行轨迹运动，完成整个曲面的铣削。
同样地，本实施例中的刀头结构100还可适用于玻璃、蓝宝石等材料的工件加工。
本实施例中，在铣削过程中，切削力主要依靠位于切削主体21顶点两侧的第一切削刃22提供，能够提高加工表面的表面粗糙度；重要的是，由于第一切削刃22经过切削主体21的顶部区域且偏离顶点，切削主体21的顶点处无切削刃经过，因此在铣削过程中第一切削刃22的磨损小，大幅度提高了切削刀具的耐磨性，从而使加工出来的工件的表面粗糙度稳定，各加工完成的工件轮廓度相差不大。
优选地，本实施例中，进一步地，在利用铣刀铣削曲面时，受力点主要集中于切削主体21的顶部区域，为了防止刀具在铣削过程中发生颤刀现象，且保证加工曲面的表面粗糙度，所述切削主体21的外表面呈半球面。
示例性地，为了保持刀具的切削稳定性，各所述第一切削刃22平行设置。
利用该刀具铣削曲面时，切削力主要集中在刀具的顶部区域，优选地，本实施例中，在切削本体21的外表面设置两个第一切削刃22，两个第一切削刃22分别位于切削主体21的顶点的两侧，且两个第一切削刃22平行设置，通过设置的两个第一切削刃22便能够完成曲面铣削且保证工件的加工表面的表面粗糙度。
优选地，本实施例中，所述刀头结构100的切削刃部20整体材质为聚晶金刚石，整体式聚晶金刚石结构相对于传统的涂层铣刀来说，大幅度增加了切削刃的耐磨性能，且不存在涂层易剥落的情况，使得刀具的使用寿命大幅度延长，减少加工过程中的换刀次数；且由于聚晶金刚石的硬度高、耐磨性好，可有效提高刀具的加工精度及加工效率。
作为可替换方案，所述切削刃部20的材质还可以为单晶金刚石、化学气相沉积金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷及硬质合金中的任一种，同样可以达到耐磨的效果。
本实施例中，所述第一切削刃22的两端均延伸至所述连接部10的外侧面，加工范围较大；示例性地，可将第一切削刃22的两端均延伸至连接部10的后端面边缘处。
参阅附图3所示，所述第一切削刃22的螺旋角α为1°～80°，适当增加第一切削刃22的螺旋角度能够让刀具在加工过程中的切削力减小，刀具抗冲击性强，防止振刀，并能保证更好的表面加工质量，延长切削刀具的使用寿命；基于上述的螺旋角度下，第一切削刃22的强度、锋利程度、切削力的大小及排屑速度均十分理想。
如图3所示，将第一切削刃22的两侧面之间的距离定义为第一切削刃22的刃宽L，其中，所述切削主体21的直径D为0.5mm～32mm，所述第一切削刃22的刃宽为0.01～0.3mm。
进一步地，为了避免切削屑留在加工工件表面导致重复挤压，所述第一切削槽23的槽深0.02mm～0.5mm，挤压或者切削后的切削屑能够从第一排屑槽23排出，能够提高表面粗糙度。
本实施例中，优选地，相邻两个所述第一切削刃22之间的距离为0.02mm～0.5mm，能够满足加工要求且可保证顺利排出切削屑。
参阅附图2所示，沿第一切削刃22的A-A剖视图观察，第一切削刃22设置有刃口的侧面和切削主体21外表面的法线之间的夹角为前角β，所述第一切削刃22的前角设置范围为-60°～30°，由于第一切削刃22的刃口具有前角，刀具锋利，挤压磨损小，能够进一步提高工件加工表面的轮廓度及表面粗糙度的稳定性。
本实施例中，所述第一切削刃22的旋向为右旋，通过改变旋向能够改变切削屑流出的方向。
具体地，本实施例中，所述第一切削刃22的旋向为右旋，所述第一切削刃22的刃口设置在所述第一切削刃22的右侧。
本实施例中，所述第一切削刃22与所述切削主体21采用一体成型，从而能够在较小的切削主体21上加工较多数量的第一切削刃22，使得成型更加简单，且可保证切削刀具的耐磨性以及延长使用寿命。
本实施例中，为了进一步提高刀头结构100的耐磨性，以延长使用寿命，同时提高排屑能力，所述切削主体21的外表面还设有若干呈螺旋状的第二切削刃24，各所述第二切削刃24分别设置于位于最外侧的两个所述第一切削刃22的外侧，相邻两个所述第二切削刃24之间、以及所述第一切削刃22和与其相邻的所述第二切削刃24之间限定有第二排屑槽25；所述第二切削刃24的旋向与所述第一切削刃22的旋向相同。由于设置有第二切削刃24，可通过多刃参与挤压磨削，降低刀具磨损程度，且第二切削刃24与第一切削刃22的旋向保持一致，使得排屑方向一致，利于顺利排屑，可提高加工工件的表面粗糙度。
具体地，所述第二切削刃24的一端与所述第一切削刃22连接，第二切削刃24与第一切削刃22交错连接，能够有效保证加工表面的轮廓度；且所述第二切削刃24的另一端延伸至所述连接部10的外侧面，加工范围较大。
具体地，所述切削主体21的直径为0.5mm～32mm，所述第二切削刃24的刃宽均为0.01～0.3mm，所述第二切削槽25的槽深0.02mm～0.5mm，能够在切削主体21上加工较多数量的第二切削刃24，从而提高加工表面的表面粗糙度。
同样地，参照上述对第一切削刃22的前角β的描述，所述第二切削刃24设置有-60°～30°的前角，保证切削能力，提高表面粗糙度。
为了便于成型，同时为了确保切削刀具的耐磨性能以及使用寿命，所述第二切削刃24与所述切削主体21采用一体成型，可根据使用需求设计多个第二切削刃24。
进一步地，所述切削刃部20与所述连接部10采用一体成型，能够便于成型，且切削刃部20与连接部10的材质相同。
实施例二
具体参阅附图4所示，本实施例提供另一种刀头结构100，本实施例与实施例一的区别仅在于：所述第一切削刃22的两端均设于所述切削主体21的外表面上；所述第二切削刃24的一端与所述第一切削刃22连接，所述第二切削刃24的另一端设于所述第一切削主体21的外表面。
示例性地，本实施例中，第一切削刃22的两端均设于切削主体21与连接部10的连接处；第二切削刃24的一端与第一切削刃22连接，第二切削刃24的另一端设于切削主体21与连接部10的连接处。
同样的目的，本发明实施例的第二方面提供一种切削刀具，具体请参阅附图5所示，该切削刀具包括刀具柄部200及安装于所述刀具柄部200前端的如第一方面任一实施例中的刀头结构100，所述连接部10的后端面与所述刀具柄部200的前端面固定相连。
本发明的切削刀具，由于包括如第一方面任一实施例所述的刀头结构100，因此，具有所述刀头结构100的全部有益效果，在此不作一一陈述。
综上，本发明实施例提供一种刀头结构及包括该刀头结构的切削刀具，刀头结构包括用于与刀具柄部连接的连接部及设于连接部前端的切削刃部，切削刃部包括切削主体及分别设于切削主体外表面的顶点两侧的至少两个第一切削刃，切削主体的外表面呈向外凸起的弧面，第一切削刃为螺旋状，且所述第一切削刃从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后再延伸至所述切削主体的另一侧；本发明中，在铣削过程中，切削力主要依靠位于切削主体的顶点两侧的第一切削刃提供，且由于第一切削刃经过切削主体的顶部区域且偏离顶点，切削主体的顶点处无切削刃经过，因此在铣削过程中第一切削刃的磨损小，大幅度提高了切削刀具的耐磨性，从而使加工出来的工件的表面粗糙度稳定，所加工的工件轮廓度相差不大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种刀头结构，其特征在于，包括连接部及设于所述连接部前端的切削刃部，所述切削刃部包括固定在所述连接部前端的切削主体及两个或两个以上呈螺旋状的第一切削刃，所述切削主体的外表面为向外凸起的弧面，所述第一切削刃设于所述切削主体的外表面，且各所述第一切削刃分别位于所述切削主体的顶点的两侧，相邻两个所述第一切削刃之间限定有第一排屑槽；
所述第一切削刃从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后，再延伸至所述切削主体的另一侧。
2.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述切削主体的外表面呈半球面。
3.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，各所述第一切削刃平行设置。
4.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述切削刃部的材质为聚晶金刚石、单晶金刚石、化学气相沉积金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷及硬质合金中的任一种。
5.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述第一切削刃的两端均设置于所述切削主体的外表面或者均延伸至所述连接部的外侧面。
6.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述第一切削刃的螺旋角为1°～80°。
7.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述切削主体的直径为0.5mm～32mm，所述第一切削刃的刃宽为0.01～0.3mm，所述第一切削槽的槽深0.02mm～0.5mm。
8.如权利要求7所述的刀头结构，其特征在于，相邻两个所述第一切削刃之间的距离为0.02mm～0.5mm。
9.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述第一切削刃设置有-60°～30°的前角。
10.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述第一切削刃的旋向为左旋或者右旋。
11.如权利要求11所述的刀头结构，其特征在于，所述第一切削刃的旋向为右旋，所述第一切削刃的刃口设置在所述第一切削刃的右侧。
12.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述第一切削刃与所述切削主体采用一体成型。
13.如权利要求1-12任一项所述的刀头结构，其特征在于，所述切削主体的外表面还设有若干呈螺旋状的第二切削刃，各所述第二切削刃分别设置于位于最外侧的两个所述第一切削刃的外侧，相邻两个所述第二切削刃之间、以及所述第一切削刃和与其相邻的所述第二切削刃之间均限定有第二排屑槽；
所述第二切削刃的旋向与所述第一切削刃的旋向相同。
14.如权利要求13所述的刀头结构，其特征在于，所述第二切削刃的一端与所述第一切削刃连接，所述第二切削刃的另一端设置于所述切削主体的外表面或者延伸至所述连接部的外侧面。
15.如权利要求13所述的刀头结构，其特征在于，所述切削主体的直径为0.5mm～32mm，所述第二切削刃的刃宽为0.01～0.3mm，所述第二切削槽的槽深0.02mm～0.5mm。
16.如权利要求13所述的刀头结构，其特征在于，所述第二切削刃设置有-60°～30°的前角。
17.如权利要求13所述的刀头结构，其特征在于，所述第二切削刃与所述切削主体采用一体成型。
18.如权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述切削刃部与所述连接部采用一体成型，且所述切削刃部与所述连接部的材质相同。
19.一种切削刀具，其特征在于，包括刀具柄部及安装于所述刀具柄部前端的如权利要求1-18中任一项所述的刀头结构，所述连接部的后端面与所述刀具柄部的前端面固定相连。
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