CN111975022A - 切削刀片和配备有该切削刀片的切削工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于槽加工的切削刀片，其包括前切削刃、在切削刀片的纵向方向上从前切削刃的后方延伸的断屑槽、形成在断屑槽的两侧的刃背部分以及与刃背部分连续并从刃背部分向切削刃的后方延伸的倾斜表面，其中，断屑槽的左壁部和右壁部之间在横向方向上的距离从断屑槽的进入部朝向刃背部分与倾斜表面之间的边界逐渐增大，然后在经过边界后逐渐减小，并且切削刀片关于其纵向中心线对称。

Description

切削刀片和配备有该切削刀片的切削工具

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0059178号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于槽加工的切削刀片以及一种安装有该切削刀片的切削工具。

背景技术

通常，切削刀片被紧固到安装在机床上的切削工具上并且用于切削由铁、有色金属、非金属材料等制成的工件，例如机器零件等。

这种切削刀片包括上表面、定向在相对的方向上的下表面、将上表面和下表面彼此连接的侧表面以及用于切削工件的切削刃。

同时，与一般的车削加工相比，对于槽加工，用于排出加工期间产生的切屑的空间明显不足。因此，在不通过断屑槽来减小切屑宽度或适当调整切屑卷曲半径的情况下，会发生切屑堵塞，导致切削刀片破损，并且还会异常地产生切屑，从而在加工表面上产生划痕。

图13示出了在2018年11月6日公布的美国专利第10,118,228B2号(专利文献1)中公开的一种用于槽加工的切削刀片1，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。作为参考，图13对应于专利文献1的图1，并且为了便于描述，按原样无修改地使用专利文献1中使用的附图标记，并且即使这些附图标记与本发明的以下说明中所使用的附图标记重叠它们也不一定表示相同的部件。

在上述切削刀片1中，随着在前切削刃2处产生的切屑在后方碰撞四个肩部部分10b和10d，切屑的形状改变并且切屑宽度减小。

然而，切削刀片1存在不能有效地减小切屑宽度的问题，因为切屑在碰撞位于刀片后方的四个肩部部分10b和10d时发生变形，而该位置在切削期间几乎不施加主力。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而做出的，并且本发明的目的是提供一种切削刀片，其能够有效地减小切削工序过程中产生的切屑的宽度，并引起稳定的切屑卷曲，从而能够使切屑从所处理的槽的内部顺畅地排出到外部，而不对加工表面造成任何损坏。

为了实现上述目的，提供了一种用于槽加工的切削刀片，其可包括前切削刃、在切削刀片的纵向方向上从前切削刃的后方延伸的断屑槽、形成在断屑槽的两侧的刃背部分以及与刃背部分连续并从刃背部分向切削刀片的后方延伸的倾斜表面，其中断屑槽的左壁部和右壁部之间在横向方向上的距离可以从断屑槽的进入部朝向刃背部分与倾斜表面之间的边界逐渐增大，然后在经过该边界后逐渐减小，并且切削刀片可以关于其纵向中心线对称。

另外，左壁部可以包括在所述边界处彼此连续的两级表面，其中两级表面中的位于边界的前方的第一表面的斜度小于位于边界的后方的第二表面的斜度。

另外，突出部可以形成在倾斜表面的后方并且高于倾斜表面。

另外，可以在断屑槽和突出部中形成突出部槽，其中突出部槽可以关于纵向中心线对称、可以与断屑槽连续而不超过突出部并且可以比断屑槽的深度更大。

另外，当切削刀片被紧固到切削工具上时，刃背部分和倾斜表面可以与平行于切削工具的下边缘的假想水平线形成正的角度。

另外，由刃背部分形成的角度可以大于由倾斜表面形成的角度。

另外，切削刀片可包括形成在上表面、下表面和后表面上的槽或突出部，以与形成在切削工具上的对应的突出部或槽接合以进行紧固。

具有上述构造的根据本发明的实施方式的切削刀片具有以下效果。

在根据本发明的切削刀片中，由于断屑槽的左壁部和右壁部之间的横向距离、即宽度在边界的前方比在边界的后方更窄，因此在工件的切削期间，当从前切削刃产生的工件切屑向切削刀片的后方排出时，所产生的切屑首先在位于边界的前方的左壁部和右壁部之间被压缩，然后在位于边界后方的左壁部和右壁部之间被二次压缩，因此，存在切屑比通过现有切削刀片进行加工时更小的效果。

另外，由于切屑宽度减小，因此可以减少切削表面上的划痕，并且可以从断屑槽顺畅地排出切屑。

另外，由于刃背部分和倾斜表面在两个梯级中形成正的角度，因此经过了刃背部分的切屑可以被再次卷曲，使得切屑半径被减小并切屑被向上抬升。因此，存在的效果是即使在狭窄的槽中切屑也能被有效地排出到工件的外部，并且还防止了切屑在断屑槽中的不必要的摩擦。

另外，根据本发明的切削刀片，在上表面、下表面和后表面上形成槽或突出部以与形成在工具支架(例如，切削工具)上的对应的突出部或槽接合，从而最少地产生加工期间的振动和运动。

同时，不言而喻，尽管没有明确说明，但是本发明包括可以从上述构造预想到的其他效果。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述和其他目的、特征及优点对于本领域普通技术人员而言将变得更加显而易见。

图1是根据本发明的实施方式的切削刀片的立体图；

图2是图1的切削刀片的平面图；

图3是沿着图1的方向D-D和E-E截取的剖视图；

图4是图1的切削刀片的侧视图；

图5(a)是图4中圈出的部分A的局部放大图，并且图5(b)是示出通过刃背部分的切屑被再次卷曲的示意图；

图6(a)是示出图1的切削刀片的正视图，并且图6(b)是沿着方向G-G截取的剖视图；

图7是示出图1的切削刀片被安装在切削工具中的视图；

图8是图1的切削刀片在切削工件时施加主力的概念图；

图9(a)是示出由现有切削刀片形成的切屑宽度的照片，并且图9(b)是相应地示出由根据本发明的切削刀片形成的切屑宽度的照片；

图10示出了表示通过现有切削刀片和根据本发明的切削刀片处理切屑的结果的照片，其中图10(a)对应于现有切削刀片产生的结果，并且图10(b)相应地对应于本发明的切削刀片产生的结果；

图11是示出在图1的切削刀片的上表面、下表面和后表面上形成的V形槽的视图；

图12是示出在工具支架中形成的与图11的切削刀片的V形槽相对应的V形突出部的视图；并且

图13是示出传统的切削刀片的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式，其对于本发明所属领域的技术人员而言将是显而易见的。然而，本文所提出的描述仅是出于说明的目的的优选例子，并不意图限制本发明的范围，因此应理解的是在不脱离本发明的范围的情况下可以对其做出其他等同物和修改。

如图1和图2所示，根据本发明的实施方式的用于槽加工的切削刀片100包括前切削刃1、在切削刀片的纵向方向L上从前切削刃1的后方延伸的断屑槽2、形成在断屑槽2的两侧的刃背部分3、以及与刃背部分3连续并从刃背部分3向切削刀片100的后方延伸的倾斜表面4。刃背部分3和倾斜表面4位于断屑槽2的两侧。

另外，根据本发明的切削刀片100可以关于其纵向中心线C1镜面对称。

作为参考，在整个具体实施方式部分中，参照在纵向方向L上示出切削刀片100的图2，左方对应于切削刀片100的“前方”，而右方对应于切削刀片100的“后方”。因此，某个部件的“后方”是指该部件以图2为基准的右侧。

特别地，在根据本发明的切削刀片100中，断屑槽2的左壁部21和右壁部22之间在横向方向W上的距离从断屑槽2的进入部23到刃背部分3与倾斜表面4之间的边界B逐渐增大，然后在经过边界B后逐渐减小。

另外，左壁部21包括相对于刃背部分3与倾斜表面4之间的边界B的彼此连续的两级表面211、212，其中两级表面中的位于边界B前方的第一表面211的斜度可以小于位于边界B后方的第二表面212的斜度(见图3)。右壁部22也具有相同的构造。利用上述构造，可以看出，相对于切削刀片100的底部(底表面)处于相同高度处的左壁部21和右壁部22之间的宽度在边界B的前方相对较窄。

作为参考，图3分别示出了在图1的方向D-D上观察时的剖视图和在图1的方向E-E上观察时的剖视图。出于说明的目的，选择了其中D-D剖面和E-E剖面相对于切削刀片100的底部处于相同高度处的例子。

如上所述，根据本发明的切削刀片100，断屑槽2的左壁部21和右壁部22之间的横向距离、即宽度在边界B的前方比在边界B的后方更窄。因此，在工件切削期间，当从前切削刃1产生的工件切屑向切削刀片100的后方排出时，工件切屑首先在左壁部21和右壁部22之间被压缩，即，在位于边界B的前方的第一表面211处被压缩，然后在左壁部21和右壁部22之间被二次压缩，即，在位于边界B的后方的第二表面212处被二次压缩，使得可以获得切屑比现有切削刀片的切屑更小的效果。

另外，由于切屑宽度减小，因此可以减少切削表面上的划痕，并且可以从断屑槽2顺畅地排出切屑。

另外，与现有切削刀片相比，根据本发明的切削刀片100，通过在前切削刃1处剪切工件时产生的较大主力与断屑槽2的左壁部21和右壁部22的反作用力的相互作用(作为参考，主力、进给力和后向力用作切削工序期间的三种切削阻力)，可以在切屑产生的早期阶段有效地减小切屑宽度。即，参照图8，切削被产生并且其形状由切削刀片100的产生工件500的剪切力的前切削刃1决定。在根据本发明的切削刀片100中，随着竖直方向上的主力F在剪切时起作用，通过断屑槽2的左壁部21和右壁部22之间的宽度在边界B的前方比在边界B的后方更窄的形状，切屑首先被压缩并发生变形。

同时，在现有切削刀片中，切屑碰撞切削刀片的后方的几乎不施加竖直方向的主力的四个点(图13中的10b和10d)，切屑形状据此发生变形并且切屑宽度减小。但是，在这种情况下，由于竖直方向上的主力几乎不在切削刀片的后方的这四个点上起作用，因此竖直向下作用在切屑上的主力是微弱的并因此有限地引起切屑形状变形。

图9示出了在相同的加工条件下拍摄的由根据本发明的切削刀片100形成的切屑和由现有切削刀片形成的切屑的实际照片。由根据本发明的切削刀片100形成的切屑宽度为约2.82mm，而由现有切削刀片形成的切屑宽度为约2.93mm，这表明在根据本发明的切削刀片100中改善了切屑宽度。

同时，如从侧面示出切削刀片100的图4和图5所示，当切削刀片100被紧固到工具支架上时，切削刀片100的刃背部分3和倾斜表面4与在将工具支架设置在工件上时平行于工具支架的下边缘的假想水平线C2形成正的角度。此时，由刃背部分3形成的角度大于由倾斜表面4形成的角度。即，刃背部分3和倾斜表面4在两个梯级中形成正的角度。

因此，如图5(b)所示，这样的构造使经过了刃背部分3的切屑被再次卷曲，从而减小切屑的半径并使切屑向上抬升。因此，存在的效果是即使在狭窄的槽中切屑也被有效地排出到工件的外部，并且还防止了切屑在断屑槽中的不必要的摩擦。

如图1、图2和图5所示，在倾斜表面4的后方形成有比倾斜表面4更高的突出部6。该突出部6位于在两个梯级中形成正的角度的刃背部分3和倾斜表面4的后方，并且例如在处理大型工件时用作断屑器，由此用于切断时钟弹簧形状的切屑。

另外，如图1、图2和图6所示，在断屑槽2和突出部6中形成突出部槽5，其中突出部槽5关于切削刀片的纵向中心线C1对称、与断屑槽2连续而不超过突出部6并且比断屑槽2的深度更大。

参照图6，突出部槽5的宽度尺寸比断屑槽2的宽度尺寸更小。如沿图6的方向G-G截取的剖视图所示(图6(b))，突出部槽5用作使上述断屑槽2形成的切屑在横向方向W上的运动最小化的引导部，从而防止在排出切屑时切屑在横向方向上摆动。另外，突出部槽5可以用作用于注入内部冷却剂(见图5(b)中的P)的通道。另外，突出部槽5可以与在前切削刃1处变形的切屑的变圆的下部接触，从而获得防止加工表面上的划痕的效果。

此外，切削刀片100可具有分别形成在上表面、下表面和后表面上的诸如V形槽7(71、72、73)的槽，其在紧固到工具支架(切削工具)上时与图12所示的工具支架的诸如V形突出部40(41、42和43)的突出部接合，从而可以使加工的稳定性最大化。相反，突出部可以形成在切削刀片100上，而槽可以形成在工具支架中。同时，为了制造的方便，可以仅在切削刀片的上表面和下表面上形成槽。

如上所述，通过断屑槽2两侧的两级构造、在两个梯级中形成正的角度的刃背部分3和倾斜表面4的构造、后方的突出部6以及突出部槽5，根据本发明的用于槽加工的切削刀片100不仅能够在小型工件的槽加工中提供稳定的切屑处理性能，而且还能在不容易处理切屑的大型工件的槽加工中提供稳定的切屑处理性能。此外，与用于槽加工的现有切削刀片相比，根据本发明的用于槽加工的切削刀片100能够有效地减小各种工件和各种处理条件下的切屑宽度，从而提供优异的切屑排出效果。

图10示出了表示利用现有切削刀片和根据本发明的切削刀片处理切屑的结果的照片。图10(a)对应于现有切削刀片的结果，并且图10(b)对应于本发明的切削刀片的结果。

测试条件包括切削速度Vc为90至180m/分，进给速率fn为0.07至0.18mm/转，工件材料为SCM440并且直径为100mm。从切屑图表结果可以看出，与现有切削刀片相比，当用本发明的切削刀片进行切削时，可获得更好的切屑卷曲度和随之减小的切屑宽度。

图7示出了根据本发明的切削刀片100安装在切削工具400中。

已经详细描述了本发明。然而，应理解的是，详细说明和具体例子虽然表示了本发明的优选实施方式，但是仅以说明的方式给出，因为根据该详细说明在本发明的范围内的各种替换和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (8)

1.一种用于槽加工的切削刀片，包括：

前切削刃；

断屑槽，其在所述切削刀片的纵向方向上从所述前切削刃的后方延伸；

刃背部分，其形成在所述断屑槽的两侧；以及

倾斜表面，其与所述刃背部分连续并从所述刃背部分向所述切削刀片的后方延伸，

其中，所述断屑槽的左壁部和右壁部之间在横向方向上的距离从所述断屑槽的进入部朝向所述刃背部分与所述倾斜表面之间的边界逐渐增大，然后在经过所述边界后逐渐减小，并且

所述切削刀片关于其纵向中心线对称。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，所述左壁部包括在所述边界处彼此连续的两级表面，其中所述两级表面中的位于所述边界的前方的第一表面的斜度小于位于所述边界的后方的第二表面的斜度。

3.根据权利要求1所述的切削刀片，其包括突出部，所述突出部形成在所述倾斜表面的后方并且高于所述倾斜表面。

4.根据权利要求3所述的切削刀片，其包括形成在所述断屑槽和所述突出部中的突出部槽，其中所述突出部槽关于所述纵向中心线对称、与所述断屑槽连续而不超过所述突出部并且比所述断屑槽的深度更大。

5.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，当所述切削刀片被紧固到切削工具上时，所述刃背部分和所述倾斜表面与平行于所述切削工具的下边缘的假想水平线形成正的角度。

6.根据权利要求5所述的切削刀片，其中，由所述刃背部分形成的角度大于由所述倾斜表面形成的角度。

7.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，所述切削刀片包括形成在上表面、下表面和后表面上的槽或突出部，以与形成在所述切削工具上的对应的突出部或槽接合以进行紧固。

8.一种切削工具，其配备有根据权利要求1至7中任一项所述的切削刀片。

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