CN111842950A - 负倒棱刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种负倒棱刀具，包括：刀体；刀头，刀头与刀体连接，刀头的刀尖处形成有高度不同的两条负倒棱，负倒棱沿刀头的周向延伸，两条负倒棱之间形成有倾斜的倒棱面，倒棱面具有周向延伸且顺次连接的第一曲面段、第二曲面段和第三曲面段，且第二曲面段位于刀头的对称轴线处，第二曲面段的负倒棱角度不变，第一曲面段和第三曲面段的负倒棱角度或者宽度连续增大或者减小。本发明解决了现有技术中的PCBN刀具单独设计修光刃较为复杂的问题。

Description

负倒棱刀具

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，具体而言，涉及一种负倒棱刀具。

背景技术

负倒棱是指刀具刃磨之后，为了防止刀口崩刃，按一定的角度给刃口磨出一个很窄的平面，其作用是增强刃口强度。

立方氮化硼作为超硬切削中常用的刀具材料，具有硬度高、耐磨性好、化学稳定性好等特点非常适合用于铁系材料的精加工。利用其具有的物理特性，人工合成的PCBN(即聚晶立方氮化硼)作为超硬刀具材料，在加工铁系金属材料时有着天然的优势。目前的PCBN刀具大都需要单独设计修光刃，以实现修光刃效果，单独设计需要考虑的因素很多，而且设计过程较为繁琐复杂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种负倒棱刀具，以解决现有技术中的PCBN刀具单独设计修光刃较为复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种负倒棱刀具，包括：刀体；刀头，刀头与刀体连接，刀头的刀尖处形成有高度不同的两条负倒棱，负倒棱沿刀头的周向延伸，两条负倒棱之间形成有倾斜的倒棱面，倒棱面具有周向延伸且顺次连接的第一曲面段、第二曲面段和第三曲面段，且第二曲面段位于刀头的对称轴线处，第二曲面段的负倒棱角度不变，第一曲面段和第三曲面段的负倒棱角度或者宽度连续增大或者减小。

进一步地，第一曲面段和第三曲面段对称设置在第二曲面段的两侧。

进一步地，第一曲面段和第三曲面段对称位置处的负倒棱角度或者宽度相等。

进一步地，第一曲面段、第二曲面段和第三曲面段的负倒棱角度为10°至30°。

进一步地，第一曲面段远离第二曲面段的一端具有修光点。

进一步地，第一曲面段或第三曲面段靠近第二曲面段的一端与第二曲面段的圆心形成第一角度线，第一角度线与刀头的对称轴线之间形成的夹角α的范围为0°-30°。

进一步地，第一曲面段或第三曲面段远离第二曲面段的一端与第二曲面段的圆心形成第二角度线，第二角度线与刀头的对称轴线之间形成的夹角β的范围为80°-120°。

进一步地，两条负倒棱之间的宽度为0.1至0.3mm。

进一步地，倒棱面还包括第一直面段和第二直面段，第一直面段与第一曲面段远离第二曲面段的一端连接，第二直面段与第三曲面段远离第二曲面段的一端连接。

进一步地，第一直面段和第二直面段的负倒棱角度处处相等或者至少一处不相等。

进一步地，刀体具有多边形结构，多边形结构的顶角处设置有凹部，刀头镶嵌在凹部内。

进一步地，刀头为聚晶立方氮化硼刀头。

应用本发明的技术方案，通过对负倒棱刀具的刀尖做负倒棱处理，可以提高负倒棱刀具使用过程中的可靠性，并且将倒棱面设置有第一曲面段、第二曲面段和第三曲面段的结构，其中，第二曲面段的负倒棱角度不变，第一曲面段和第三曲面段的负倒棱角度或者宽度连续增大或者减小，以形成渐变的形式，这样，通过负倒棱角度或者宽度渐变形成的切削刃口点落差达到偏角修光的效果，即负倒棱面的尖端在宽度方向上形成有一定宽度差，从而实现了修光刃效果，提高刀具的实用性以及加工效率。并且负倒棱角度或者宽度光滑连续地增大或者减小变化，还改善了切削过程中切削力、切削温度对负倒棱刀具的冲击，改变切屑流向降低月牙洼磨损，提高负倒棱刀具的使用寿命。上述设置方式鉴于不同角度、不同宽度的负倒棱，加工时的接触点位置不同，为提高刀具的适用度，利用刃口接触点的落差形成修光刃的效果，在保证刃口强度的同时可以适当提高加工效率，并且不必单独设计，简化了设计过程。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的负倒棱刀具的结构示意图；

图2示出了图1中P处标注各点的放大图；

图3示出了图1中P处标注夹角α和夹角β的放大图；

图4示出了图1中A-A向的剖视图；

图5示出了图1中B-B向的剖视图；

图6示出了图1中的负倒棱刀具的负倒棱角度、负倒棱宽度和宽度差的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、刀体；20、刀头；21、第一曲面段；22、第二曲面段；23、第三曲面段；24、第一直面段；25、第二直面段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中的PCBN刀具单独设计修光刃较为复杂的问题，本发明提供了一种负倒棱刀具。

如图1至图5所示的一种负倒棱刀具，包括刀体10、刀头20，刀头20与刀体10连接，刀头20的刀尖处形成有高度不同的两条负倒棱，负倒棱沿刀头20的周向延伸，两条负倒棱之间形成有倾斜的倒棱面，倒棱面具有周向延伸且顺次连接的第一曲面段21、第二曲面段22和第三曲面段23，且第二曲面段22位于刀头20的对称轴线处，第二曲面段22的负倒棱角度不变，第一曲面段21和第三曲面段23的负倒棱角度或者宽度连续增大或者减小。

本实施例通过对负倒棱刀具的刀尖做负倒棱处理，可以提高负倒棱刀具使用过程中的可靠性，并且将倒棱面设置有第一曲面段21、第二曲面段22和第三曲面段23的结构，其中，第二曲面段22的负倒棱角度不变，第一曲面段21和第三曲面段23的负倒棱角度或者宽度连续增大或者减小，以形成渐变的形式，这样，通过负倒棱角度或者宽度渐变形成的切削刃口点落差达到偏角修光的效果，即负倒棱面的尖端在宽度方向上形成有一定宽度差，从而实现了修光刃效果，提高刀具的实用性以及加工效率。并且负倒棱角度或者宽度光滑连续地增大或者减小变化，还改善了切削过程中切削力、切削温度对负倒棱刀具的冲击，改变切屑流向降低月牙洼磨损，提高负倒棱刀具的使用寿命。上述设置方式鉴于不同角度、不同宽度的负倒棱，加工时的接触点位置不同，为提高刀具的适用度，利用刃口接触点的落差形成修光刃的效果，在保证刃口强度的同时可以适当提高加工效率，并且不必单独设计，简化了设计过程。

本实施例中的负倒棱刀具主要针对刀头20为聚晶立方氮化硼刀头的PCBN负倒棱刀具，并且其整体都是正角刀具，即后角大于0°的刀具。本实施例中的上下高度、水平竖直等是以刀具通常使用时的状态作为标准进行说明的。在对刀尖进行负倒棱处理后，刀尖自然形成上下两条负倒棱，其中弧形段有六条，具体包括图4中的AB、AE、BF、ab、ae、bf，六条弧形负倒棱以及直线Ee、Ff所围成的区域即为负倒棱处理形成的倒棱面的曲面部分，该部分沿着刀头20的周向延伸有一定距离，在该部分中，AE、ae以及Aa、Ee围成的即为第一曲面段21，AB、ab以及Aa、Bb围成的即为第二曲面段22，BF、bf以及Bb、Ff围成的即为第三曲面段23，直线Oo即为刀头20的对称轴线，也是第二曲面段22的对称轴线。由于本实施例的刀头20采用的是菱形，因而倒棱面即按照俯视图1所示的菱形的周向延伸。

沿与倒棱面某处垂直的方向剖切形成二维剖视面，在该剖视面中倒棱面形成的直线与水平面之间的夹角为负倒棱角度，即图6中的∠a、∠b，而倒棱面在剖视面中左右两端点之间的水平距离为负倒棱宽度，即图6中的L1、L2，两条负倒棱宽度之间的差值w即为宽度差，而该宽度差w也就是影响偏角修光效果的中重要参数。例如：如图4所示截面A-A为过A-a点的剖切面，其负倒棱角度η，负倒棱宽度W2；如图5所示截面B-B为过D-d点的剖切面，其负倒棱角度γ，负倒棱宽度W1。

需要说明的是，第一曲面段21和第三曲面段23可以采用负倒棱角度渐变和宽度渐变中的任一者，更具体地说，参照图6所示的角度和宽度，根据不同偏角修光的需要，负倒棱角度∠a、∠b的角度可以相等，此时负倒棱宽度L1、L2可以从L1渐变至L2；或者负倒棱角度∠a、∠b从∠a渐变至∠b，此时负倒棱宽度L1、L2可以相等。

在本实施例中，第一曲面段21和第三曲面段23对称设置在第二曲面段22的两侧，第一曲面段21、第二曲面段22和第三曲面段23三者形成的整个曲面部分的对称轴线也就是刀头20的对称轴线，这样，三个曲面段整体均是对称设置的。当然，也可以将第一曲面段21和第三曲面段23设置成非对称的形式。

优选地，第一曲面段21和第三曲面段23对称位置处的负倒棱角度相等。当采用负倒棱宽度渐变的方式时，可以将第一曲面段21和第三曲面段23对称位置处的负倒棱宽度设置成相等。

需要说明的是，第一曲面段21和第三曲面段23的负倒棱角度由靠近第二曲面段22的一端向远离第二曲面段22的一端可以连续增大，也可以连续减小，具体变化方式根据实际应用场景进行相应设置即可，只要保证其是光滑连续性变化即可。

本实施例将第一曲面段21、第二曲面段22和第三曲面段23的负倒棱角度为10°至30°。更具体地说，本实施例选用第二曲面段22的负倒棱角度为20°-30°，第一曲面段21和第三曲面段23的负倒棱角度为10°-30°。当采用负倒棱宽度渐变的方式时，两条负倒棱之间的宽度为0.1至0.3mm，更具体地说，第二曲面段22的负倒棱宽度为0.1-0.3mm，自然地，第一曲面段21和第三曲面段23最大处的负倒棱宽度为0.1-0.3mm，最小处的负倒棱宽度为0.1-0.2mm。

在本实施例中，第一曲面段21远离第二曲面段22的一端具有修光点，即图2中的E点即为修光点，修光点是刀头20放置在刀体10上形成的高点，也是刀具使用时与工件接触时的最深点。真正有着修光效果的是直线ED或者直线FC，即直线ED的刃口落差，与正常不变角度和宽度的刀具相比要小，这样即可起到修光的效果。

优选地，本实施例的第一曲面段21的外侧负倒棱，即图2中的AB为圆弧，并且圆弧对应的圆心位于刀头20的对称轴线上，类似地，AE和BF也是渐变的圆弧。第一曲面段21或第三曲面段23靠近第二曲面段22的一端与第二曲面段22的圆心形成第一角度线，第一曲面段21或第三曲面段23远离第二曲面段22的一端与第二曲面段22的圆心形成第二角度线，其中，如图3所示，第一角度线与刀头20的对称轴线之间形成的夹角α的范围为0°-30°，第二角度线与刀头20的对称轴线之间形成的夹角β的范围为80°-120°，从而使得切削刃口点落差达到偏角修光的效果。

在本实施例中，倒棱面还包括第一直面段24和第二直面段25，第一直面段24与第一曲面段21远离第二曲面段22的一端连接，第二直面段25与第三曲面段23远离第二曲面段22的一端连接。如图2所示，直线DE、de之间的区域即为第一直面段24，直线FC、fc之间的区域即为第二直面段25，第一直面段24和第二直面段25远离对应曲面段的一端延伸至与刀体10对接，从而形成倒棱面的直面部分。

与三个曲面段对称设置的方式相似，第一直面段24和第二直面段25也对称设置在曲面段的两侧，这样，倒棱面整体形成以刀头20的对称轴线为轴线形成对称的形式。当然，上述各段之间也可以设置成非对称的方式。

可选地，第一直面段24和第二直面段25的负倒棱角度处处相等。由于第一曲面段21和第三曲面段23的负倒棱角度为10°至30°，因而第一直面段24和第二直面段25的负倒棱角度也为10°至30°。当然，也可以根据需要将第一直面段24和第二直面段25的负倒棱角度设置成至少一处不相等。

可选地，刀体10可以具有正方形、三角形、六角形、各种角度的菱形等多边形结构，本实施例中选为80°的菱形，菱形的顶角处设置有凹部，刀头20镶嵌在凹部内。

需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、解决了现有技术中的PCBN刀具单独设计修光刃较为复杂的问题；

2、通过负倒棱角度或者宽度渐变形成的切削刃口点落差达到偏角修光的效果，从而提高了修光刃效果，提高刀具的实用性以及加工效率；

3、改善了切削过程中切削力、切削温度对负倒棱刀具的冲击，改变切屑流向降低月牙洼磨损，提高负倒棱刀具的使用寿命；

4、整体结构简单，使用加工方便，效果稳定可靠。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种负倒棱刀具，其特征在于，包括：

刀体(10)；

刀头(20)，所述刀头(20)与所述刀体(10)连接，所述刀头(20)的刀尖处形成有高度不同的两条负倒棱，所述负倒棱沿所述刀头(20)的周向延伸，两条所述负倒棱之间形成有倾斜的倒棱面，所述倒棱面具有周向延伸且顺次连接的第一曲面段(21)、第二曲面段(22)和第三曲面段(23)，且所述第二曲面段(22)位于所述刀头(20)的对称轴线处，所述第二曲面段(22)的负倒棱角度不变，所述第一曲面段(21)和所述第三曲面段(23)的负倒棱角度或者宽度连续增大或者减小。

2.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述第一曲面段(21)和所述第三曲面段(23)对称设置在所述第二曲面段(22)的两侧。

3.根据权利要求2所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述第一曲面段(21)和所述第三曲面段(23)对称位置处的负倒棱角度或者宽度相等。

4.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述第一曲面段(21)、所述第二曲面段(22)和所述第三曲面段(23)的负倒棱角度为10°至30°。

5.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述第一曲面段(21)远离所述第二曲面段(22)的一端具有修光点。

6.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述第一曲面段(21)或所述第三曲面段(23)靠近所述第二曲面段(22)的一端与所述第二曲面段(22)的圆心形成第一角度线，所述第一角度线与所述刀头(20)的对称轴线之间形成的夹角α的范围为0°-30°。

7.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述第一曲面段(21)或所述第三曲面段(23)远离所述第二曲面段(22)的一端与所述第二曲面段(22)的圆心形成第二角度线，所述第二角度线与所述刀头(20)的对称轴线之间形成的夹角β的范围为80°-120°。

8.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，两条所述负倒棱之间的宽度为0.1至0.3mm。

9.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述倒棱面还包括第一直面段(24)和第二直面段(25)，所述第一直面段(24)与所述第一曲面段(21)远离所述第二曲面段(22)的一端连接，所述第二直面段(25)与所述第三曲面段(23)远离所述第二曲面段(22)的一端连接。

10.根据权利要求9所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述第一直面段(24)和所述第二直面段(25)的负倒棱角度处处相等或者至少一处不相等。

11.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述刀体(10)具有多边形结构，所述多边形结构的顶角处设置有凹部，所述刀头(20)镶嵌在所述凹部内。

12.根据权利要求1所述的负倒棱刀具，其特征在于，所述刀头(20)为聚晶立方氮化硼刀头。

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