CN113664270A - 一种切削刀片及切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切削刀片，包括顶面部、底面部、侧面部和后刀面围成刀片主体，所述刀片主体贯穿顶面部和底面部设有螺钉孔部；所述顶面部和底面部均由前刀面和安装面构成，所述前刀面与后刀面相交的棱带形成切削刃部，所述切削刃部包括主切削刃、副切削刃、第一修光刃，并分别与后刀面形成主切削刃后刀面、副切削刃后刀面及第一修光刃后刀面，且主切削刃长度大于副切削刃长度；所述切削刃部还包括第二修光刃，所述第二修光刃通过第二圆弧段与主切削刃光滑连接。本发明在同样的刀片宽度下，具备进行更大切削深度、更大进给的优势，并且在筋肋结构的加工中，能形成质量较高的垂直壁面。

Description

一种切削刀片及切削刀具

技术领域

本发明涉及切削刀片技术领域，尤其涉及一种切削刀片及切削刀具。

背景技术

在金属切削加工中，铣削加工是最常见的一种加工方式，通常是将所需加工零件固定在机床操作台，用高速旋转的铣削刀具以一定进给量在零件表面走刀，加工出所需零件的形状和特征，其中，刀具的进给量决定着刀具的切削效率。

CN102036776B提出了一个切削刀片方案：一种切削嵌件，包括具有彼此相对的上面和下面，连接上面和下面的两个纵向侧面和两个横向侧面，所述纵向侧面彼此相对，并与所述上面和下面垂直，所述横向侧面彼此相对，并与所述上面和下面垂直；所述上面和所述下面每个都设有沿所述两个横向侧面延伸的两个碎屑排放槽，所述两个碎屑排放槽在横向方向上相反地倾斜，使得所述上面和下面每个都在对角处设有两个角部切削刃，所述两个角部切削刃从上面和下面突出，所述横向侧面是凸曲面。

CN106029272B提出了另一种切削刀片方案，据称可以同时达成“高进给加工”和“精修加工”的切削刀片：具有上表面、下表面以及将这些表面连接的侧面，在上表面与侧面的交叉棱带形成有切削刃。切削刃至少由主切削刃、与主切削刃连接的拐角刃、以及相对于拐角刃而配置在与主切削刃相反的一侧的曲线状的修光刃构成。主切削刃与修光刃的弦所成的角度θ是155°≦θ＜180°，在修光刃形成有正刃带。所述刀片的切削刃在俯视图中为直线形状。

在航空航天行业，经常需要对钛合金、铝合金等材料进行大余量的材料去除，而这些部件经常有筋肋结构，并且这些部位的垂直度要求较高，在进行精加工之前，尤其是垂直壁面需要留下均匀的加工余量，保证精加工刀具减少振动，避免精加工刀具的快速失效,但是现有的切削刀片在加工垂直壁面时会留下不均匀的残料，导致影响后续精加工工序。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决上述存在的技术问题，提供一种切削刀片，在同样的刀片宽度下，具备进行更大切削深度、更大进给的优势，并且在筋肋结构的加工中，能形成质量较高的垂直壁面。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种切削刀片，包括顶面部、底面部、侧面部和后刀面围成刀片主体，所述刀片主体贯穿顶面部和底面部设有螺钉孔部，所述顶面部与底面以垂直螺钉孔部设置的第一中心轴旋转对称分布；所述顶面部和底面部均由前刀面和安装面构成，所述前刀面与后刀面相交的棱带形成切削刃部，所述切削刃部包括主切削刃、副切削刃、第一修光刃，并分别与后刀面形成主切削刃后刀面、副切削刃后刀面及第一修光刃后刀面，且主切削刃长度大于副切削刃长度；所述主切削刃与副切削刃通过第一修光刃连接，所述副切削刃通过第一圆弧与侧面部连接；所述切削刃部还包括第二修光刃，所述第二修光刃通过第二圆弧段与主切削刃光滑连接。

优选的，所述刀片主体的顶面部与底面部由镜像设置的两长边与两短边围成，所述短边由主切削刃、副切削刃及第一修光刃、第一圆弧及第二圆弧构成，并向外突出；所述长边由第一隙面、第二隙面、刀片腰部及第一联接面、第二联接面构成，其第一隙面、第二隙面、刀片腰部向内倾斜。

优选的，所述主切削刃后刀面连接顶面部的主切削刃与底面部的副切削刃，且从顶面部往底面部的方向延伸逐渐远离螺钉孔部中心轴。

优选的，所述副切削刃后刀面连接顶面部的副切削刃和底面部的主切削刃，且从顶面部往底面部的方向延伸逐渐靠近螺钉孔部中心轴。

优选的，所述主切削刃形成的主切削后角θ1为负数，所述副切削刃形成的副切削刃后角θ2为正数。

优选的，所述安装面到刀片主体的中心平面距离小于主切削刃到刀片主体的中心平面距离。

优选的，所述主切削刃与副切削刃与水平参考线之间形成第一夹角α1和第二夹角α2。

优选的，所述主切削刃长度与副切削刃长度之间的关系式为：Lz-Lf>0.5mm，式中Lz为主切削刃长度，Lf为副切削刃长度。

优选的，所述第一修光刃为一段直线或圆弧，所述第二修光刃为一段椭圆弧。

一种切削刀具，包括刀柄及所述的切削刀片，所述刀柄上安装有若干个切削刀片，所述切削刀片的短边朝向刀柄的底部，切削刀片的长边朝向刀柄的侧面。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

(1)具有更大的进给量和切削深度，即在相同的刀片宽度下和加工相同深度的条件下本发明提供的刀片参与切削的切削刃长度更长，单位长度上切削刃承受的切削力与热量相对更少；因此，在切削刃承受切削力相同的情况下，本发明提供的刀片能以更大的进给量进行加工，其次在刀具主偏角相同的情况下，刀片宽度相同，由于本发明提供的刀片主切削刃长度大于副切削刃长度，因此，本发明提供的刀片可以采用相对更大的切深；

(2)刀尖强度更强韧，由于主切削刃长度大于副切削刃长度，并且主切削刃后刀面连接顶面部的主切削刃与底面部的副切削刃，且从顶面部往底面部的方向延伸逐渐远离螺钉孔部中心轴，同时所述副切削刃后刀面连接顶面部的副切削刃和底面部的主切削刃，且从顶面部往底面部的方向延伸逐渐靠近螺钉孔部中心轴，所以本发明提供刀片的主切削刃楔角α3大于常规刀片的主切削刃楔角α4，从而使刀片切削刃强度优于常规双面负角刀片；

(3)相同的切削深度下加工存在筋肋等结构的零件时，本发明能有效改善垂直壁面的质量，从而显著减少精加工刀具崩刀风险。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图中：

图1为本发明所述切削刀片轴侧图；

图2为本发明所述切削刀片俯视图；

图3为本发明所述切削刀片侧视图；

图4为本发明所述切削刀片前视图；

图5为本发明所述切削刃长度对比图；

图6为本发明所述切削深度的对比图；

图7为图2中A-A剖视图；

图8为本发明所述切削刀具；

图9为本发明所述平面铣削加工装配图；

图10为本发明所述插铣加工装配图。

附图标号：100-刀片主体；1-顶面部；2-底面部；3-侧面部；4-后刀面；5-螺钉孔部；6-第一中心轴；7-前刀面；8-安装面；9-主切削刃；901-主切削刃后刀面；10-副切削刃；1001-副切削刃后刀面；11-第一修光刃；1101-第一修光刃后刀面；12-第二修光刃；13-第一圆弧；14-第二圆弧；15-第一隙面；16-第二隙面；17-刀片腰部；18-第一联接面；19-第二联接面；20-螺钉孔部中心轴；200-刀柄；300-工件；400-初始面；500-被加工面。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

实施例1

本实施例采用平面铣削加工的方式，如图1-9所示为本实施例中所述的一种切削刀片，包括顶面部1、底面部2、侧面部3和后刀面4围成刀片主体100，所述刀片主体100贯穿顶面部1和底面部2设有螺钉孔部5，所述顶面部1与底面以垂直螺钉孔部5设置的第一中心轴6旋转对称分布；所述顶面部1和底面部2均由前刀面7和安装面8构成，所述前刀面7与后刀面4相交的棱带形成切削刃部，所述切削刃部包括主切削刃9、副切削刃10、第一修光刃11，并分别与后刀面4形成主切削刃后刀面901、副切削刃后刀面1001及第一修光刃后刀面1101，且主切削刃9长度大于副切削刃10长度；所述主切削刃9与副切削刃10通过第一修光刃11连接，所述副切削刃10通过第一圆弧13与侧面部3连接；所述切削刃部还包括第二修光刃12，所述第二修光刃12通过第二圆弧14段与主切削刃9光滑连接；

本实施方式中如图2所示，所述主切削刃9长度与副切削刃10长度之间的关系式为：Lz-Lf>0.5mm，式中Lz为主切削刃长度，Lf为副切削刃长度，在主切削刃9长度大于副切削刃10长度的条件下，具体如图5所示，L1>L2、L1>L3，因此具有更大的进给量和切削深度，即在相同的刀片宽度下和加工相同深度的条件下本发明提供的刀片参与切削的切削刃长度更长，单位长度上切削刃承受的切削力与热量相对更少；因此，在切削刃承受切削力相同的情况下，本发明提供的刀片能以更大的进给量进行加工，其次在刀具主偏角相同的情况下，刀片宽度相同，由于本发明提供的刀片主切削刃9长度大于副切削刃10长度，因此，本发明提供的刀片可以采用相对更大的切深；

值得说明的是，所述切削刀片的主切削刃9、副切削刃10、第一修光刃11、第二修光刃12及其后刀面4与前刀面7共同组成一个完整的切削单元，由此，切削刀片有四个功能相同的切削单元，即其中任意一个切削单元损坏后，通过转位可以不受影响的使用其他切削单元。

在本实施例中，如图2所示，所述刀片主体100的顶面部1与底面部2由镜像设置的两长边与两短边围成，所述短边由主切削刃9、副切削刃10及第一修光刃11、第一圆弧13及第二圆弧14构成，并向外突出；具体的，所述主切削刃9设于短边方向上且相对较长的棱带，副切削刃10设于短边方向上且相对较短的棱带，第一修光刃11连接主切削刃9与副切削刃10的棱带，第二修光刃12连接与主切削刃9相接的刀尖圆弧与长边；

具体的，如图2-3所示，所述第一修光刃11为一段直线或圆弧，所述第二修光刃12为一段椭圆弧，所述第一修光刃11为半径较大的圆弧时其圆弧半径大于50mm；具体的，所述第一修光刃11长度大于1.2mm，所述第二修光刃12长度大于1mm；

同时所述长边由第一隙面15、第二隙面16、刀片腰部17及第一联接面18、第二联接面19构成，其第一隙面15、第二隙面16、刀片腰部17向内倾斜，其中，所述第一隙面15与第二隙面16通过刀片腰部17光滑连接；

具体的，如图7所示，所述主切削刃后刀面901连接顶面部1的主切削刃9与底面部2的副切削刃10，且从顶面部1往底面部2的方向延伸逐渐远离螺钉孔部中心轴20，所述副切削刃后刀面1001连接顶面部1的副切削刃10和底面部2的主切削刃9，且从顶面部1往底面部2的方向延伸逐渐靠近螺钉孔部中心轴20，所述主切削刃9形成的主切削后角θ1为负数，所述副切削刃10形成的副切削刃10后角θ2为正数，具体的，主切削后角θ1的角度-8°<θ1<0°，副切削刃10后角θ2的角度0°<θ2<8°；

通过上述结构能够使刀尖强度更强韧，如图6所示，即在刀具主偏角相同的情况下，刀片宽度相同，由于主切削刃9长度大于副切削刃10长度，并且主切削刃后刀面901连接顶面部1的主切削刃9与底面部2的副切削刃10，且从顶面部1往底面部2的方向延伸逐渐远离螺钉孔部中心轴20，同时所述副切削刃后刀面1001连接顶面部1的副切削刃10和底面部2的主切削刃9，且从顶面部1往底面部2的方向延伸逐渐靠近螺钉孔部中心轴20，所以本发明提供刀片的主切削刃9楔角α3大于常规刀片的主切削刃9楔角α4，从而使刀片切削刃强度优于常规双面负角刀片，增强刀片强度，不易破损；进一步，相同的切削深度下加工存在筋肋等结构的零件时，本发明能有效改善垂直壁面的质量，从而显著减少精加工刀具崩刀风险。

在本实施例中，如图4所示，所述安装面8到刀片主体100的中心平面距离t1小于主切削刃9到刀片主体100的中心平面距离t2；

具体的，如图2、图7所示，所述主切削刃9与副切削刃10与水平参考线之间形成第一夹角α1和第二夹角α2，其中α1＝α2<17°。

一种切削刀具，包括刀柄200及所述的切削刀片，所述刀柄200上安装有若干个切削刀片，所述切削刀片的短边朝向刀柄200的底部，切削刀片的长边朝向刀柄200的侧面。

如图8-9所示，本实施例中，所述切削工具为一个绕轴(RO)旋转而成的回转体，刀具端部具备若干个刀槽，切削刀片能用紧固螺钉准确的安装于刀槽之内，远离刀槽的一端作为机床连接部件夹紧用，在本实施方式的切削加工中，刀具沿着如图所示方向高速旋转，工件300沿箭头方向做相对运动，刀具每旋转一圈，切削刀片上的切削刃就参与一次切削，主切削刃9将大部分工件300材料去除，从而将工件材料的初始面400去除，第一修光刃11对被加工面500进行修光，直至被加工件300变成期望中的被加工面500；在切削加工中如果刀片的切削刃部分发生磨损或破损导致不可继续加工的情况下，则需停止加工，拧下紧固螺钉将切削刀片换角后，重新安装好后使用。

实施例2

如图10所示，本实施例与实施例1的不同在于，本实施例采用插铣加工，在本实施方式的切削加工中，刀具沿着如图所示方向高速旋转，工件300保持静止，刀具沿着如图箭头所示方向做进给运动，刀具每旋转一圈，切削刀片上的切削刃就参与一次切削，主切削刃9将大部分工件300材料去除，第二修光刃12对加工过的垂直壁面进行修光，直至被加工件300形成期望中的被加工面500；在切削加工中如果刀片的切削刃部分发生磨损或破损导致不可继续加工的情况下，则需停止加工，拧下紧固螺钉将切削刀片换角后，重新安装好后使用。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种切削刀片，其特征在于：包括顶面部、底面部、侧面部和后刀面围成刀片主体，所述刀片主体贯穿顶面部和底面部设有螺钉孔部，所述顶面部与底面以垂直螺钉孔部设置的第一中心轴旋转对称分布；所述顶面部和底面部均由前刀面和安装面构成，所述前刀面与后刀面相交的棱带形成切削刃部，所述切削刃部包括主切削刃、副切削刃、第一修光刃，并分别与后刀面形成主切削刃后刀面、副切削刃后刀面及第一修光刃后刀面，且主切削刃长度大于副切削刃长度；所述主切削刃与副切削刃通过第一修光刃连接，所述副切削刃通过第一圆弧与侧面部连接；所述切削刃部还包括第二修光刃，所述第二修光刃通过第二圆弧段与主切削刃光滑连接。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于：所述刀片主体的顶面部与底面部由镜像设置的两长边与两短边围成，所述短边由主切削刃、副切削刃及第一修光刃、第一圆弧及第二圆弧构成，并向外突出；所述长边由第一隙面、第二隙面、刀片腰部及第一联接面、第二联接面构成，其第一隙面、第二隙面、刀片腰部向内倾斜。

3.根据权利要求2所述的切削刀片，其特征在于：所述主切削刃后刀面连接顶面部的主切削刃与底面部的副切削刃，且从顶面部往底面部的方向延伸逐渐远离螺钉孔部中心轴。

4.根据权利要求2所述的切削刀片，其特征在于：所述副切削刃后刀面连接顶面部的副切削刃和底面部的主切削刃，且从顶面部往底面部的方向延伸逐渐远离螺钉孔部中心轴。

5.根据权利要求1-4任一项所述的切削刀片，其特征在于：所述主切削刃形成的主切削后角θ1为负数，所述副切削刃形成的副切削刃后角θ2为正数。

6.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于：所述安装面到刀片主体的中心平面距离小于主切削刃到刀片主体的中心平面距离。

7.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于：所述主切削刃与副切削刃与水平参考线之间形成第一夹角α1和第二夹角α2。

8.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于：所述主切削刃长度与副切削刃长度之间的关系式为：Lz-Lf>0.5mm，式中Lz为主切削刃长度，Lf为副切削刃长度。

9.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于：所述第一修光刃为一段直线或圆弧，所述第二修光刃为一段椭圆弧。

10.一种切削刀具，其特征在于：包括刀柄及权利要求1-9所述的切削刀片，所述刀柄上安装有若干个切削刀片，所述切削刀片的短边朝向刀柄的底部，切削刀片的长边朝向刀柄的侧面。

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