CN110315099A - 一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，包括刀片本体，为多边形形状，上、下表面与侧面的相交处构成切削刃；所述上、下表面中，由切削刃向内延伸设有前刀面；在所述刀片本体的角部，所述切削刃包括处于刀尖位置处的圆弧状角刃和配置于圆弧状角刃两侧的侧刃；在刀尖部内侧的前刀面上，与所述切削刃相对间隔的形成有悬伸的凸台，凸台向圆弧状角刃方向连接有条状的第一凸起部；第一凸起部与圆弧状角刃及侧刃间形成具有一定容积的凹部，以利用该凹部来平滑的控制各种条件下的切屑。本发明在大中小不同的切深范围内能使切屑自然的弯曲，使切屑更加稳定的卷曲排出，并具有能够有效控制切屑流向，降低切削阻力的特点。

Description

一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片

技术领域

本发明涉及金属刀具技术领域，特别是涉及一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片。

背景技术

金属切削加工过程中，特别是在自动化生产中，切屑控制影响着加工质量、加工效率。同时切削中切屑的生成，刀具与工件的摩擦等所产生的切削阻力容易引起切削刃过载，刀具磨损加重，工件表面质量变差等问题。所以考虑在金属切削加工中，设计开发槽型中不仅要重视切屑的控制，也要重视降低切削阻力的产生，保证稳定可控的切削过程。

为了提高断屑性，现有技术在槽型设计时往往会在切削刀片前刀面沿着切削刃方向设置复数个凸起部，以此来控制切屑的形成及流出，图1为现有技术的一种切削刀片的刀尖部分的结构示意图，如图1所示，该切削刀片100具有切削刃101和前刀面102，该切削刀片前刀面沿着切削刃方向设置复数个凸起部103，现有技术的这种切削刀片，在刀尖附近设置凸起部，在增加对切屑的卷曲同时，由于容屑空间小，容易造成切屑不稳定，存在切深应用范围小，切削阻力过大的弊端，进而影响了刀具的寿命以及刀片断屑的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，通过结构改进，在大中小不同的切深范围内能使切屑自然的弯曲，使切屑更加稳定的卷曲排出，并具有能够有效控制切屑流向，降低切削阻力的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，包括刀片本体，为多边形形状，具有上表面、下表面和连接于上、下表面之间的侧面；所述上、下表面与侧面的相交处构成切削刃；所述上、下表面中，由切削刃向内延伸设有前刀面，且前刀面为斜面；所述侧面为后刀面；在所述刀片本体的角部，所述切削刃包括处于刀尖位置处的圆弧状角刃和配置于圆弧状角刃两侧的侧刃；在刀尖部内侧的前刀面上，与所述切削刃相对间隔的形成有悬伸的凸台，凸台向圆弧状角刃方向连接有条状的第一凸起部；第一凸起部与圆弧状角刃及侧刃间形成具有一定容积的凹部，以利用该凹部来平滑的控制各种条件下的切屑。

所述的条状的第一凸起部为关于所述角刃的角平分线呈对称结构。

所述凸台的上面为平面，凸台的侧面为斜面，所述凸台向圆弧状角刃方向通过斜面连接于所述的第一凸起部。

所述凸台在平面上的投影的宽度由靠近刀片本体的中心向刀尖方向呈渐次收窄。

所述侧刃的宽度由刀尖处向侧刃中部方向呈渐次递增。

所述凹部与所述角刃之间的高度落差在0.1-0.16mm范围内。

所述凹部与所述第一凸起部之间的高度落差在0.2-0.28mm范围内。

所述第一凸起部的高度要高于所述切削刃。

所述第一凸起部的后面在介于侧刃与所述凸台之间还设有多个成柱状的第二凸起部。

所述多个成柱状的第二凸起部由靠近刀尖处向远离刀尖方向呈顺序排列，多个第二凸起部的凸起的高度呈渐次降低，多个第二凸起部的凸起的宽度呈渐次增加，且多个第二凸起部的凸起的高度均低于所述切削刃。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明由于采用了在刀尖部内侧的前刀面上，与所述切削刃相对间隔的形成有悬伸的凸台，凸台向圆弧状角刃方向连接有条状的第一凸起部；第一凸起部与圆弧状角刃及侧刃间形成具有一定容积的凹部，可以利用该凹部来平滑的控制各种条件下的切屑。本发明的这种结构，在大中小不同的切深范围内能使切屑自然的弯曲，使切屑更加稳定的卷曲排出，并具有能够有效控制切屑流向，降低切削阻力的特点。

2、本发明由于采用了第一凸起部的后面在介于侧刃与所述凸台之间还设有多个成柱状的第二凸起部，多个成柱状的第二凸起部由靠近刀尖处向远离刀尖方向呈顺序排列，多个第二凸起部的凸起的高度呈渐次降低，多个第二凸起部的凸起的宽度呈渐次增加，且多个第二凸起部的凸起的高度均低于所述切削刃。本发明的这种结构，通过不同高度和宽度的第二凸起部与凹部的配合，可以做到在大中小不同的切深范围内能使切屑自然的弯曲，控制切屑流向，降低切削阻力，实现良好的切屑处理。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片不局限于实施例。

附图说明

图1是现有技术的一种切削刀片的刀尖部分的结构示意图；

图2是本发明的实施例的立体构造示意图；

图3是本发明的实施例的俯视图；

图4是图3中的A部放大示意图；

图5是沿图3中B-B线的剖视图；

图6是本发明的实施例的刀尖部分的构造示意图；

图7是本发明在切削45#，ap＝1mm，f＝0.3mm/r下产生的切屑；

图8是现有技术的切削刀片在切削45#，ap＝1mm，f＝0.3mm/r下产生的切屑；

图9是本发明与现有技术的切削阻力对比图。

图中，1：刀片本体；11：上表面；12：下表面；13：侧面；14、中间通孔；2：切削刃；2A：圆弧状角刃；2B：侧刃；3：过渡斜面；4：凹部；5：第一凸起部；6：凸台；6A：凸台斜面；6B：凸台平面；7：第二凸起部组合；7A：第二凸起部之一；7B：第二凸起部之二；7C：第二凸起部之三；7D：第二凸起部之四；8：斜面；9：过渡斜面；10：过渡斜面。

具体实施方式

实施例

参见图2至图9所示，本发明的一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，包括刀片本体1，为多边形形状，具有上表面11、下表面12和连接于上、下表面之间的侧面13；在刀片本体1的中间还设有是间通孔14，以用来安装刀片；所述上、下表面与侧面的相交处构成切削刃2；所述上、下表面中，由切削刃2向内延伸设有前刀面，且前刀面为斜面；所述侧面为后刀面；在所述刀片本体1的角部，所述切削刃2包括处于刀尖位置处的圆弧状角刃2A和配置于圆弧状角刃两侧的侧刃2B；在刀尖部内侧的前刀面上，与所述切削刃相对间隔的形成有悬伸的凸台6，凸台6向圆弧状角刃方向连接有条状的第一凸起部5；第一凸起部5与圆弧状角刃及侧刃间形成具有一定容积的凹部4，以利用该凹部4来平滑的控制各种条件下的切屑。凹部4表面平坦，具有更充足的容屑空间，切屑控制更稳定，更低的切削阻力，可以提升刀片寿命。

本实施例中，所述的条状的第一凸起部5为关于所述角刃2A的角平分线呈对称结构。

本实施例中，所述凸台6的上面为平面6B，凸台的侧面为斜面6A，所述凸台6向圆弧状角刃方向通过斜面连接于所述的第一凸起部5。

本实施例中，所述凸台6在平面上的投影的宽度由靠近刀片本体的中心向刀尖方向呈渐次收窄。

本实施例中，所述侧刃2B的宽度由刀尖处向侧刃中部方向呈渐次递增。变化的宽度设计使角刃保持较高锋利度，降低切削阻力，同时侧刃宽度逐渐增加，可以保证大切深处侧刃的强度，二者兼顾。该宽度差最好不低于0.05mm，最好在0.02-0.1mm之间，如果侧刃过大的话，将使得大切深处的切削阻力过大。

本实施例中，所述凹部4与所述角刃2A之间的高度落差在0.1-0.16mm范围内。

本实施例中，所述凹部4与所述第一凸起部5之间的高度落差在0.2-0.28mm范围内。

本实施例中，所述第一凸起部5的高度要高于所述切削刃2。

本实施例中，所述第一凸起部5的后面在介于侧刃与所述凸台之间还设有多个成柱状的第二凸起部即第二凸起部组合7。本实施例中，第一凸起部5的后面在介于侧刃与所述凸台之间还设有四个成柱状的第二凸起部7A、7B、7C、7D。

第二凸起部7A、第二凸起部7B、第二凸起部7C、第二凸起部7D由靠近刀尖处向远离刀尖方向呈顺序排列，第二凸起部7A、第二凸起部7B、第二凸起部7C、第二凸起部7D的凸起的高度呈渐次降低，第二凸起部7A、第二凸起部7B、第二凸起部7C、第二凸起部7D的凸起的宽度呈渐次增加，且第二凸起部7A、第二凸起部7B、第二凸起部7C、第二凸起部7D的凸起的高度均低于所述切削刃2。

本实施例中，在凹部4与角刃2A之间设有过渡斜面3，在第二凸起部组合7与凸台6之间设有过渡斜面10，在第二凸起部组合7与侧刃2B之间也设有过渡斜面9。

本发明的一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，采用了在刀尖部内侧的前刀面上，与所述切削刃相对间隔的形成有悬伸的凸台6，凸台6向圆弧状角刃方向连接有条状的第一凸起部5；第一凸起部5与圆弧状角刃2A及侧刃2B间形成具有一定容积的凹部4，可以利用该凹部4来平滑的控制各种条件下的切屑。本发明的这种结构，在大中小不同的切深范围内能使切屑自然的弯曲，使切屑更加稳定的卷曲排出，并具有能够有效控制切屑流向，降低切削阻力的特点。

本发明的一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，采用了第一凸起部5的后面在介于侧刃与所述凸台之间还设有多个成柱状的第二凸起部即第二凸起部组合7，多个成柱状的第二凸起部由靠近刀尖处向远离刀尖方向呈顺序排列，多个第二凸起部的凸起的高度呈渐次降低，多个第二凸起部的凸起的宽度呈渐次增加，且多个第二凸起部的凸起的高度均低于所述切削刃。本发明的这种结构，通过不同高度和宽度的第二凸起部与凹部的配合，可以做到在大中小不同的切深范围内能使切屑自然的弯曲，控制切屑流向，降低切削阻力(如图9所示，图中的M线表示出本发明的切削刀片的进给量与平均切削阻力的关系，图中的N线表示出现有技术的切削刀片的进给量与平均切削阻力的关系)，实现良好的切屑处理。

本发明的一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，当切削深度小于第一凸起部5所在位置时，切削加工时产生的切屑与凹部4发生碰撞摩擦，慢慢卷曲，同时被导向至第一凸起部5，接着切屑与第一凸起部5发生碰撞，并断裂成适当长度的切屑。

当切削深度大于第一凸起部5所在位置时，切削加工时产生的切屑主要通过第一凸起部5及第二凸起部组合7控制，并且最终导向凸台6斜面6A，进而由凸台6斜面6A进一步控制控制。

凹部4较角刃2A高度低0.1-0.16mm，适当的高度差，使得低切深处产生的切屑碰撞凹部4快速产生适当的剪切应力，进而使切屑卷曲，落差过大和过小时，凹部4对切屑冲击不明显，同时影响切削刃2整体强度。

凹部4较第一凸起部5高度低0.2-0.28mm，这样切屑在经过凹部4导向第一凸起部5时，第一凸起部5对切屑产生较大的应力，避免切屑流向负切削刃。

第一凸起部5靠近侧刃位置的中心与角刃2A在后刀面11的竖方向上间隔一定距离，该距离要大于0.8mm，最好在1-2mm左右，这一距离与取决于角刃2A的尺寸及相邻两侧后刀面间角度。如果该距离过小，第一凸起部5与角刃2A非常靠近，形成的切屑空间过小，反而不容易控制切屑。

第二凸起部组合7位于斜面8上面，第二凸起部的凸起高度从第二凸起部7A到第二凸起部7D依次递减，且都低于第一凸起部5，在切削深度较大时，切削阻力相对较大，通过第一凸台部5及第二凸起部组合7，能有效降低切屑与刀片的接触，进而降低切削阻力；凸起间的高度差，使得在大切削深度时对切屑不同位置产生不同的剪切应力，进而提高对切屑的控制能力。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，包括刀片本体，为多边形形状，具有上表面、下表面和连接于上、下表面之间的侧面；所述上、下表面与侧面的相交处构成切削刃；所述上、下表面中，由切削刃向内延伸设有前刀面，且前刀面为斜面；所述侧面为后刀面；在所述刀片本体的角部，所述切削刃包括处于刀尖位置处的圆弧状角刃和配置于圆弧状角刃两侧的侧刃；其特征在于：在刀尖部内侧的前刀面上，与所述切削刃相对间隔的形成有悬伸的凸台，凸台向圆弧状角刃方向连接有条状的第一凸起部；第一凸起部与圆弧状角刃及侧刃间形成具有一定容积的凹部，以利用该凹部来平滑的控制各种条件下的切屑。

2.根据权利要求1所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述的条状的第一凸起部为关于所述角刃的角平分线呈对称结构。

3.根据权利要求2所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述凸台的上面为平面，凸台的侧面为斜面，所述凸台向圆弧状角刃方向通过斜面连接于所述的第一凸起部。

4.根据权利要求2所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述凸台在平面上的投影的宽度由靠近刀片本体的中心向刀尖方向呈渐次收窄。

5.根据权利要求1所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述侧刃的宽度由刀尖处向侧刃中部方向呈渐次递增。

6.根据权利要求1所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述凹部与所述角刃之间的高度落差在0.1-0.16mm范围内。

7.根据权利要求1所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述凹部与所述第一凸起部之间的高度落差在0.2-0.28mm范围内。

8.根据权利要求1所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述第一凸起部的高度要高于所述切削刃。

9.根据权利要求4所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述第一凸起部的后面在介于侧刃与所述凸台之间还设有多个成柱状的第二凸起部。

10.根据权利要求9所述的用于金属材料切削加工的可转位切削刀片，其特征在于：所述多个成柱状的第二凸起部由靠近刀尖处向远离刀尖方向呈顺序排列，多个第二凸起部的凸起的高度呈渐次降低，多个第二凸起部的凸起的宽度呈渐次增加，且多个第二凸起部的凸起的高度均低于所述切削刃。