CN110842233B - 一种具有多进刀方向的车削刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有多进刀方向的车削刀片,刀片本体的其中一组呈锐角的对角位置均形成锐角切削单元,锐角切削单元包括角切削刃组和两条芯切削刃,车削加工时,角切削刃组、芯切削刃依次远离工件,角切削刃组包括两条角切削刃及位于两条角切削刃之间的外角切削刃,角切削刃与同侧的芯切削刃相邻设置,在上表面方向上,任一锐角切削单元中的两条角切削刃之间的夹角β大于该锐角切削单元中的两条芯切削刃之间的夹角β’,在侧面方向上,角切削刃由外角切削刃向上表面内侧倾斜且和上表面之间的夹角为α,且满足:5°≤α≤15°,本发明的具有多进刀方向的车削刀片具有强度好、切削效率高且表面加工质量好等优点。

Description

一种具有多进刀方向的车削刀片
技术领域
本发明涉及金属切削加工领域,尤其涉及一种具有多进刀方向的车削刀片。
背景技术
通常,在车削加工中,锐角为35°的菱形等平行四边形的车削刀片具有较为锋利的刀尖,该类刀片的四个顶角分成两组切削单元,其中两个夹角为锐角的切削单元,可以有效降低工件的进刀干涉,具有多个进刀方向从而具有更大的加工空间,广泛应用于外圆加工、端面和清根等车削。该类刀片虽然切削锋利,进刀方向多,但是由于切削夹角小导致加工表面粗糙度不理想,且由于小夹角的切削单元强度低,为保证车削稳定,切削深度和切削进给均受到较大的限制,切削效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种强度好、切削效率高且表面加工质量好的具有多进刀方向的车削刀片。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种具有多进刀方向的车削刀片,包括呈平行四边形板状的刀片本体,所述刀片本体关于中心轴对称,所述刀片本体由上表面、下表面以及连接上表面和下表面的侧面围成,所述刀片本体的其中一组呈锐角的对角位置均形成锐角切削单元,所述锐角切削单元包括角切削刃组和两条芯切削刃,车削加工时,所述角切削刃组、芯切削刃依次远离工件,所述角切削刃组包括两条角切削刃及位于所述两条角切削刃之间的外角切削刃,所述角切削刃与同侧的所述芯切削刃相邻设置,在上表面方向上,任一锐角切削单元中的两条角切削刃之间的夹角β大于该锐角切削单元中的两条芯切削刃之间的夹角β’,在侧面方向上,所述角切削刃由所述外角切削刃向上表面内侧倾斜且和上表面之间的夹角为α,且满足:5°≤α≤15°。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述夹角β和夹角β’应满足:70°≤β≤85°,0.5β≤β’≤0.7β。
所述角切削刃长度为X1,所述芯切削刃长度为X2,应满足:0.3X2≤X1≤0.5X2。
所述芯切削刃对应的上表面上设有表面凹槽,所述表面凹槽和侧面相交形成上芯切削刃。
所述芯切削刃对应的侧面上设有侧面凹进,所述侧面凹进和上表面相交形成侧芯切削刃。
所述侧面凹进位于相邻的表面凹槽之间,所述表面凹槽的数量为M,所述侧面凹进的数量为N,且满足:1≤M≤4,1≤N≤4,M-N=1。
所述表面凹槽包括由外凹槽侧面、内凹槽侧面和凹槽底面,所述外凹槽侧面、内凹槽侧面和凹槽底面与所述侧面相交分别形成外上芯切削刃、内上芯切削刃和底上芯切削刃,所述底上芯切削刃和所述上表面平行,所述外上芯切削刃、内上芯切削刃与所述上表面相交分别形成夹角ω和ω’,且满足:10°≤ω≤30°,10°≤ω’≤30°。
所述侧面凹进包括外凹进侧面、内凹进侧面和凹进底面,所述外凹进侧面、内凹进侧面和凹进底面与所述上表面相交分别形成外侧芯切削刃、内侧芯切削刃和底侧芯切削刃,所述底侧芯切削刃和所述侧面平行,临近所述角切削刃组的侧面凹进的外侧芯切削刃、内侧芯切削刃和侧面相交分别形成夹角γ和γ’,且满足:30°≤γ≤60°,30°≤γ’≤60°。
所述芯切削刃对应的侧面上设有两个侧面凹进,两个侧面凹进的外侧芯切削刃、内侧芯切削刃之间的夹角ρ相同,且满足:90°≤ρ≤120°。
远离所述角切削刃组的所述侧面凹进的外侧芯切削刃和侧面相交形成夹角γ1,且满足:10°≤γ1-γ≤20°。
远离所述角切削刃组的侧面凹进以及临近所述角切削刃组的侧面凹进的凹进底面的宽度分别为L、L1,且满足:0.6L≤L1≤0.9L。
远离所述角切削刃组的侧面凹进以及临近所述角切削刃组的侧面凹进的凹进底面的侧向深度分别为H、H1,且满足: 1.2H≤H1≤1.5H。
所述刀片本体的切削角平分线通过中心轴,任一所述角切削刃组关于所述切削角平分线对称。
所述侧面包括与所述角切削刃组对应的角侧面以及与所述芯切削刃对应的芯侧面,所述角侧面包括两个外侧面及位于两个所述外侧面之间的外弧侧面,所述芯侧面为车削刀片的侧定位面。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)本发明的具有多进刀方向的车削刀片,设有两组锐角切削单元,锐角切削单元不仅可以满足多进刀方向,实现不同外形零件外圆、端面车削,且两角切削刃之间的夹角大于两条芯切削刃之间的夹角,明显提高邻近工件表面的角切削刃的强度,有效提高车削刀片的切削深度、切削进给从而提高切削效率;在侧面方向上角切削刃向上表面内侧倾斜固定的夹角,有效避免邻近工件表面的小深度切屑流向已加工表面,从而降低表面粗糙度、提高加工表面精度。
(2)本发明的具有多进刀方向的车削刀片,芯切削刃对应的上表面上设有表面凹槽,表面凹槽和侧面相交形成上芯切削刃,芯切削刃对应的侧面上设有侧面凹进,侧面凹进和上表面相交形成侧芯切削刃,侧面凹进位于相邻的表面凹槽之间,即表面凹槽和侧面凹进交替设置,也就是上芯切削刃与侧芯切削刃交替设置,从而可以将切屑分成多段小宽度的切屑且每一段小宽度的切屑流向得到准确控制,降低芯切削刃的切削力并提高刀片断屑能力,大幅提高芯切削刃的可切削深度,拓宽车削刀片的进给应用范围。
附图说明
图1是本发明具有多进刀方向的车削刀片第一种实施例的立体图。
图2是本发明具有多进刀方向的车削刀片第一种实施例的主视图。
图3是图1中A处放大图。
图4是图2的B向视图。
图5是图2的C-C剖视图。
图6是图2中D处放大图。
图7是图4中E处放大图。
图8是本发明具有多进刀方向的车削刀片第二种实施例的立体图。
图中各标号表示:
1、刀片本体;2、上表面;3、下表面;4、侧面;41、角侧面;411、外侧面;412、外弧侧面;42、芯侧面;43、过渡面;5、锐角切削单元;51、角切削刃组;511、角切削刃;512、外角切削刃;52、芯切削刃;521、上芯切削刃;5211、外上芯切削刃;5212、内上芯切削刃;5213、底上芯切削刃;522、侧芯切削刃;5221、外侧芯切削刃;5222、内侧芯切削刃;5223、底侧芯切削刃;53、切削角平分线;6、中心轴;7、表面凹槽;71、外凹槽侧面;72、内凹槽侧面;73、凹槽底面;8、侧面凹进;81、外凹进侧面;82、内凹进侧面;83、凹进底面;9、中心孔。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1至图7示出了本发明具有多进刀方向的车削刀片的第一种实施例,该具有多进刀方向的车削刀片包括呈平行四边形板状的刀片本体1,刀片本体1关于中心轴9对称,刀片本体1由上表面2、下表面3以及连接上表面2和下表面3的侧面4围成,刀片本体1的其中一组呈锐角的对角位置均形成锐角切削单元5,锐角切削单元5包括角切削刃组51和两条芯切削刃52,车削加工时,角切削刃组51、芯切削刃52依次远离工件,角切削刃组51包括两条角切削刃511及位于两条角切削刃511之间的外角切削刃512,角切削刃511与同侧的芯切削刃52相邻设置,在上表面2方向上,任一锐角切削单元5中的两条角切削刃511之间的夹角β大于该锐角切削单元5中的两条芯切削刃52之间的夹角β’,在侧面4方向上,角切削刃511由外角切削刃512向上表面2内侧倾斜且和上表面2之间的夹角为α,且满足:5°≤α≤15°,设有两组锐角切削单元5,锐角切削单元5不仅可以满足多进刀方向,实现不同外形零件外圆、端面车削,且两角切削刃511之间的夹角β大于两条芯切削刃52之间的夹角β’,明显提高邻近工件表面的角切削刃511的强度,有效提高车削刀片的切削深度、切削进给从而提高切削效率;在侧面4方向上角切削刃511向上表面2内侧倾斜固定的夹角,本实施例中,α=15°,有效避免邻近工件表面的小深度切屑流向已加工表面,从而降低表面粗糙度、提高加工表面精度。
为了既能满足多进刀方向,又能明显提高邻近工件表面的角切削刃511的强度,夹角β和夹角β’应满足:70°≤β≤85°,0.5β≤β’≤0.7β,本实施例中,β’=85°,β’=55°。
为了保证车削刀片在大切削深度时的切削性能,角切削刃511长度X1,芯切削刃52长度X2应满足:0.3X2≤X1≤0.5X2。本实施例中,X1=0.4X2。
本实施例中,芯切削刃52对应的上表面2上设有表面凹槽7,表面凹槽7和侧面4相交形成上芯切削刃521,芯切削刃52对应的侧面4上设有侧面凹进8,侧面凹进8和上表面2相交形成侧芯切削刃522,侧面凹进8位于相邻的表面凹槽7之间,即表面凹槽7和侧面凹进8交替设置,也就是上芯切削刃521与侧芯切削刃522交替设置,从而可以将切屑分成多段小宽度的切屑且每一段小宽度的切屑流向得到准确控制,降低芯切削刃52的切削力并提高刀片断屑能力,大幅提高芯切削刃52的可切削深度,拓宽车削刀片的进给应用范围。
表面凹槽7的数量为M,侧面凹进8的数量为N,且满足:1≤M≤4,1≤N≤4,M-N=1。本实施例中,M=3,N=2。
本实施例中,表面凹槽7包括由外凹槽侧面71、内凹槽侧面72和凹槽底面73,外凹槽侧面71、内凹槽侧面72和凹槽底面73与侧面4相交分别形成外上芯切削刃5211、内上芯切削刃5212和底上芯切削刃5213,底上芯切削刃5213和上表面2平行,外上芯切削刃5211、内上芯切削刃5212与上表面2相交分别形成夹角ω和ω’,为保证上表面2的排屑能力,应满足:10°≤ω≤30°,10°≤ω’≤30°,本实施例中,ω=ω’=20°。
本实施例中,侧面凹进8包括外凹进侧面81、内凹进侧面82和凹进底面83,外凹进侧面81、内凹进侧面82和凹进底面83与上表面2相交分别形成外侧芯切削刃5221、内侧芯切削刃5222和底侧芯切削刃5223,底侧芯切削刃5223和侧面4平行,临近角切削刃组51的侧面凹进8的外侧芯切削刃5221、内侧芯切削刃5222和侧面4相交分别形成夹角γ和γ’,且满足:30°≤γ≤60°,30°≤γ’≤60°,远离角切削刃组51的侧面凹进8的外侧芯切削刃5221和侧面4相交形成夹角γ1,且满足:10°≤γ1-γ≤20°,为保证外侧芯切削刃5221、内侧芯切削刃5222性能一致性,各侧面凹进8的外凹进侧面81、内凹进侧面82和对应的侧面4之间的夹角相等,但远离角切削刃组51的侧面凹进8的外侧芯切削刃5221和侧面4之间的夹角γ1大于临近角切削刃组51的侧面凹进8的外侧芯切削刃5221和侧面4之间的夹角γ1,使两个侧面凹进8的切削力不随切削深度周期性变化,降低切削振动,本实施例中,γ=γ’=40°,γ1=50°。
芯切削刃52对应的侧面4上设有两个侧面凹进8,为保证相邻侧面凹进8之间受力一致性,两个侧面凹进8的外侧芯切削刃5221、内侧芯切削刃5222之间的夹角ρ相同,且满足:90°≤ρ≤120°,本实施例中,ρ=100°。
本实施例中,远离角切削刃组51的侧面凹进8以及临近角切削刃组51的侧面凹进8的凹进底面83的宽度分别为L、L1,当刀片本体1进行侧面凹进8的凹进底面83都参与的大切深切削加工时,为保证刀片本体1具有足够的抗冲击性能,应满足:0.6L≤L1≤0.9L,本实施例中,L1=0.75L。
远离角切削刃组51的侧面凹进8以及临近角切削刃组52的侧面凹进8的凹进底面83的侧向深度分别为H、H1,且满足: 1.2H≤H1≤1.5H,随着切削深度、进给的增加芯切削刃521上的侧面凹进8的切削力多方向发生变化从而控制单一方向的切削力的的增量,避免刀片局部因切削力增量过大导致刃部崩缺,并有效抑制切削振动的产生,本实施例中, H1=1.3H。
本实施例中,刀片本体1的切削角平分线53通过中心轴6,任一角切削刃组51关于切削角平分线53对称,便于车削刀片的定位和安装。
本实施例中,侧面4包括与角切削刃组51对应的角侧面41以及与芯切削刃52对应的芯侧面42,角侧面41包括两个外侧面411及位于两个外侧面411之间的外弧侧面412,芯侧面42为车削刀片1的侧定位面。
本实施例中,上表面2、下表面3具有相同结构,切削刃的设置也完全相同。
图8示出了本发明具有多进刀方向的车削刀片的第二种实施例,本实施例和第一实施例的区别仅在于:上表面2、下表面3具有不同结构,仅上表面2上设有锐角切削单元5,而下表面3无相关切削单元,部分侧面4斜交于下表面3,其余未描述之处和第一实施例相同,本处不再赘述。
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做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。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 (12)

1.一种具有多进刀方向的车削刀片,包括呈平行四边形板状的刀片本体(1),所述刀片本体(1)关于中心轴(9)对称,所述刀片本体(1)由上表面(2)、下表面(3)以及连接上表面(2)和下表面(3)的侧面(4)围成,所述刀片本体(1)的其中一组呈锐角的对角位置均形成锐角切削单元(5),所述锐角切削单元(5)包括角切削刃组(51)和两条芯切削刃(52),车削加工时,所述角切削刃组(51)、芯切削刃(52)依次远离工件,所述角切削刃组(51)包括两条角切削刃(511)及位于所述两条角切削刃(511)之间的外角切削刃(512),所述角切削刃(511)与同侧的所述芯切削刃(52)相邻设置,其特征在于:在上表面(2)方向上,任一锐角切削单元(5)中的两条角切削刃(511)之间的夹角β大于该锐角切削单元(5)中的两条芯切削刃(52)之间的夹角β’,在侧面(4)方向上,所述角切削刃(511)由外角切削刃(512)向上表面(2)内侧倾斜且和上表面(2)之间的夹角为α,且满足:5°≤α≤15°,所述上表面(2)为平面,所述角切削刃(511)相对上表面(2)凸出,所述芯切削刃(52)对应的上表面(2)上设有表面凹槽(7),所述表面凹槽(7)和侧面(4)相交形成上芯切削刃(521),所述芯切削刃(52)对应的侧面(4)上设有侧面凹进(8),所述侧面凹进(8)和上表面(2)相交形成侧芯切削刃(522),所述侧芯切削刃(522)相对上芯切削刃(521)向内凹,所述侧面凹进(8)位于相邻的表面凹槽(7)之间,所述表面凹槽(7)与侧面凹进(8)交替设置,且所述侧面凹进(8)与相邻的表面凹槽(7)断续设置。
2.根据权利要求1所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:所述夹角β和夹角β’应满足:70°≤β≤85°,0.5β≤β’≤0.7β。
3.根据权利要求1或2所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:所述角切削刃(511)长度为X1,所述芯切削刃(52)长度为X2,应满足:0.3X2≤X1≤0.5X2。
4.根据权利要求1或2所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:所述表面凹槽(7)的数量为M,所述侧面凹进(8)的数量为N,且满足:1≤M≤4,1≤N≤4,M-
N=1。
5.根据权利要求1或2所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:所述表面凹槽(7)包括由外凹槽侧面(71)、内凹槽侧面(72)和凹槽底面(73),所述外凹槽侧面(71)、内凹槽侧面(72)和凹槽底面(73)与所述侧面(4)相交分别形成外上芯切削刃(5211)、内上芯切削刃(5212)和底上芯切削刃(5213),所述底上芯切削刃(5213)和所述上表面(2)平行,所述外上芯切削刃(5211)、内上芯切削刃(5212)与所述上表面(2)相交分别形成夹角ω和ω’,且满足:10°≤ω≤30°,10°≤ω’≤30°。
6.根据权利要求1或2所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:所述侧面凹进(8)包括外凹进侧面(81)、内凹进侧面(82)和凹进底面(83),所述外凹进侧面(81)、内凹进侧面(82)和凹进底面(83)与所述上表面(2)相交分别形成外侧芯切削刃(5221)、内侧芯切削刃(5222)和底侧芯切削刃(5223),所述底侧芯切削刃(5223)和所述侧面(4)平行,临近所述角切削刃组(51)的侧面凹进(8)的外侧芯切削刃(5221)、内侧芯切削刃(5222)和侧面(4)相交分别形成夹角γ和γ’,且满足:30°≤γ≤60°,30°≤γ’≤60°。
7.根据权利要求6所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:所述芯切削刃(52)对应的侧面(4)上设有两个侧面凹进(8),两个侧面凹进(8)的外侧芯切削刃(5221)、内侧芯切削刃(5222)之间的夹角ρ相同,且满足:90°≤ρ≤120°。
8.根据权利要求7所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:远离所述角切削刃组(51)的所述侧面凹进(8)的外侧芯切削刃(5221)和侧面(4)相交形成夹角γ1,且满足:10°≤γ1-γ≤20°。
9.根据权利要求7所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:远离所述角切削刃组(51)的侧面凹进(8)以及临近所述角切削刃组(51)的侧面凹进(8)的凹进底面(83)的宽度分别为L、L1,且满足:0.6L≤L1≤0.9L。
10.根据权利要求7所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:远离所述角切削刃组(51)的侧面凹进(8)以及临近所述角切削刃组(51)的侧面凹进(8)的凹进底面(83)的侧向深度分别为H、H1,且满足:1.2H≤H1≤1.5H。
11.根据权利要求1或2所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:所述刀片本体(1)的切削角平分线(53)通过中心轴(6),任一所述角切削刃组(51)关于所述切削角平分线(53)对称。
12.根据权利要求1或2所述的具有多进刀方向的车削刀片,其特征在于:所述侧面(4)包括与所述角切削刃组(51)对应的角侧面(41)以及与所述芯切削刃(52)对应的芯侧面(42),所述角侧面(41)包括两个外侧面(411)及位于两个所述外侧面(411)之间的外弧侧面(412),所述芯侧面(42)为车削刀片(1)的侧定位面。
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