CN113927080B - 一种定向导流结构铣削刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种定向导流结构铣削刀片，包括刀片本体；刀片本体具有上面、底面和侧面；刀片本体的四边的上面与侧面相交构成主切削刃，相邻的主切削刃之间设有圆弧切削刃；在刀片本体的上面中，由切削刃向中心孔方向延伸设有前刀面、断屑槽和定位面；在对应于圆弧切削刃的位置，由断屑槽向定位面方向延伸设有变槽宽设计的导流槽，以靠近刀片中心孔方向为后端，靠近圆弧切削刃方向为前端，该导流槽的后端槽宽Wb最大，槽宽逐渐向前端方向减小，前端槽宽Wf最小，且Wf＞0.1Wb。本发明既可以对圆弧切削刃精准、充分冷却，提高冷却面积；又能够增加刀片锁切削液能力，使切削液可以充分与刀具和工件接触，冷却能力提高；还可增加圆弧切削刃强度。

Description

一种定向导流结构铣削刀片
技术领域
本发明涉及刀具技术领域，特别是涉及一种定向导流结构铣削刀片。
背景技术
铣削刀具是机械制造中用于切削加工的工具，由于机械制造中使用的刀具基本上都用于铣削金属材料，因此这类刀具为金属切削刀具。随着加工制造技术的发展和降低成本的要求，对更加经济实用的可转位刀片的需求逐渐提高，以便于能够在航空航天，汽车模具，机床制造等加工行业中得到广泛应用。现有技术的铣削刀片通常为可转位刀片，可转位刀片的主要切削功能区是由主切削刃和圆弧切削刃所组成，但是现有技术的铣削刀片主要存在以下问题：
1、在进行高速，高去除率的铣削加工时，可转位铣削刀片圆弧切削刃切削应力大，同时切削产生热量极高，在圆弧切削刃部分易产生崩刃，使刀具提前失效；
2、在进行钛合金等难加工材料加工时，可转位刀片切削部位产生切削热高，因此需充分冷却。但是在高速加工时，切削液难以充分与刀具和工件接触，降低加工温度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种定向导流结构铣削刀片，通过结构改进，一方面，可以对圆弧切削刃精准、充分冷却，提高冷却面积；另一方面，能够增加刀片锁切削液能力，使切削液可以充分与刀具和工件接触，冷却能力提高；并且，还可增加圆弧切削刃强度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种定向导流结构铣削刀片，包括刀片本体；所述刀片本体的轮廓投影为四边形形状；所述刀片本体具有上面、底面和侧面；所述刀片本体的四边的上面与侧面相交构成所述铣削刀片的主切削刃，相邻的主切削刃之间在刀片本体的四边形的角部位置由圆角过渡，圆角过渡处设有圆弧切削刃；所述刀片本体的中间设有贯穿上面和底面的中心孔，在刀片本体的上面中，由切削刃向中心孔方向延伸设有前刀面、断屑槽和定位面；在对应于圆弧切削刃的位置，由断屑槽向定位面方向延伸设有变槽宽设计的导流槽，以靠近刀片中心孔方向为后端，靠近圆弧切削刃方向为前端，该导流槽的后端槽宽Wb最大，槽宽逐渐向前端方向减小，前端槽宽Wf最小，且Wf＞0.1Wb。若Wf≤0.1Wb，将导致导流槽前端空间过小，降低刀具的冷却效果。
在对应于圆弧切削刃的两端位置，所述前刀面并延伸至断屑槽中分别设有一个楔状凸起结构。
两个楔状凸起结构的外侧端分别靠近圆弧切削刃的两端与对应的主切削刃的相接处，两个楔状凸起结构的内侧端分别处在所述导流槽的前端的两边。
所述楔状凸起结构相对于一条轴对称线呈对称结构，所述楔状凸起结构的横截面面积由切削刃沿楔状凸起结构的轴对称线向中心孔方向呈逐渐增大并在靠近所述导流槽的前端时再逐渐变小。
所述楔状凸起结构的横截面面积的宽度范围为0.1mm～1mm。横截面面积宽度若小于0.1mm，楔状凸起结构的强度过低，增加刀具断裂风险；横截面面积宽度若大于1mm，楔状凸起结构会起到前刀面作用，降低切削刃锋利程度，降低刀片加工效率。
所述导流槽在截面p-p的投影中，槽底距定位面位置高度之间的距离H为先增大后减小，且0mm＜H＜0.2D，若H大于0.2D会使圆弧切削刃过于锋利，增加刀片破损风险。其中，D为圆弧切削刃的圆弧半径；所述截面p-p为跨越导流槽的前端和导流槽的后端的截面。
所述导流槽在截面p-p的投影中，槽底的形状为单曲线或多曲线的组合。
所述导流槽在截面p-p的投影中，槽底的形状为多曲线和直线的组合。
所述导流槽的后端槽宽wb的中心点与前端槽宽wf的中心点的连线，与所述圆弧切削刃所对应的四边形形状的对角线的夹角为α，且-30°＜α＜30°。若α≤-30°或α≥30°，使导流槽角度偏差过大，难以精准对刀片圆弧切削刃充分冷却。
所述圆弧切削刃的两端位置的楔状凸起结构的轴对称线之间的夹角为β，且45°＜β＜150°。β过小会对刀片圆弧切削刃产生干涉，降低切削性能，β过大楔状凸起结构则不具备增强圆弧切削刃结构强度，避免切屑直接作用于前刀面的能力。
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对应于圆弧切削刃的位置，由断屑槽向定位面方向延伸设有变槽宽设计的导流槽，以靠近刀片中心孔方向为后端，靠近圆弧切削刃方向为前端，该导流槽的后端槽宽Wb最大，槽宽逐渐向前端方向减小，前端槽宽Wf最小，且Wf＞0.1Wb。本发明的这种结构，由于在定位面上设置有导流槽结构，可以对切削液精准引流，降低圆弧切削刃温度；由于采用变槽宽设计，且槽宽由后端逐渐向前端方向减小，对切削液起到增压作用，能够保证冷却强度。
2、本发明由于采用了在对应于圆弧切削刃的两端位置，所述前刀面并延伸至断屑槽中分别设有一个楔状凸起结构，且两个楔状凸起结构的外侧端分别靠近圆弧切削刃的两端与对应的主切削刃的相接处，两个楔状凸起结构的内侧端分别处在所述导流槽的前端的两边。本发明的这种结构，可以保证增加刀片结构强度的同时，保证前刀面前端的容屑空间，提高圆弧切削刃强度，并有利于刀具排屑。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种定向导流结构铣削刀片不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的实施例的立体构造示意图；
图2是本发明的实施例的俯视图；
图3是图2中的A部放大示意图(示出导流槽和楔状凸起结构)；
图4是图2中的A部放大示意图(示出截面p-p的位置)；
图5是本发明的实施例的导流槽在截面p-p的剖视图；
图6是图2中的A部放大示意图(示出导流槽的后端槽宽wb的中心点与前端槽宽wf的中心点的连线，与圆弧切削刃所对应的四边形形状的对角线的夹角关系)。
图中，1、刀片本体；2、主切削刃；3、圆弧切削刃；4、定位面；5、导流槽；6、楔状凸起结构；7、前刀面；8、导流槽底面；9、中心孔；10、刀片本体的底面；11、刀片本体的侧面；12、断屑槽。
具体实施方式
实施例
参见图1至图6所示，本发明的一种定向导流结构铣削刀片，包括刀片本体1；所述刀片本体1的轮廓投影为四边形形状；所述刀片本体1具有上面、底面10和侧面11；所述刀片本体1的四边的上面与侧面11相交构成所述铣削刀片的主切削刃2，相邻的主切削刃2之间在刀片本体的四边形的角部位置由圆角过渡，圆角过渡处设有圆弧切削刃3；所述刀片本体1的中间设有贯穿上面和底面的中心孔9，在刀片本体1的上面中，由切削刃(包括主切削刃2和圆弧切削刃3)向中心孔9方向延伸设有前刀面7、断屑槽12和定位面4；在对应于圆弧切削刃3的位置，由断屑槽12向定位面4方向延伸设有变槽宽设计的导流槽5，以靠近刀片中心孔9方向为后端，靠近圆弧切削刃3方向为前端，该导流槽5的后端槽宽Wb最大，槽宽逐渐向前端方向减小，前端槽宽Wf最小，且Wf＞0.1Wb。若Wf≤0.1Wb，将导致导流槽前端空间过小，降低刀具的冷却效果。本发明的这种设计，可以对切削液进行引流，并对圆弧切削刃3进行精准冷却，同时变槽宽设计可以对切削液起到增压作用，使铣削刀片的圆弧切削刃3处得到充分冷却，降低刀片圆弧切削刃3切削温度，延长刀具加工寿命。
本实施例中，在对应于圆弧切削刃3的两端位置，所述前刀面7并延伸至断屑槽12中分别设有一个楔状凸起结构6。
本实施例中，两个楔状凸起结构6的外侧端分别靠近圆弧切削刃3的两端与对应的主切削刃3的相接处，两个楔状凸起结构6的内侧端分别处在所述导流槽5的前端的两边。
本实施例中，如图3所示，所述楔状凸起结构6相对于一条轴对称线呈对称结构，轴对称线为楔状凸起结构6在刀片本体1的底面10的投影的最长线段所在直线。其中一个楔状凸起结构6相对于轴对称线L1-L1呈对称结构，另一个楔状凸起结构6相对于轴对称线L2-L2呈对称结构，其中一个楔状凸起结构6的横截面面积由切削刃沿楔状凸起结构的轴对称线L1-L1向中心孔方向呈逐渐增大并在靠近所述导流槽5的前端时再逐渐变小，另一个楔状凸起结构6的横截面面积由切削刃沿楔状凸起结构的轴对称线L2-L2向中心孔方向呈逐渐增大并在靠近所述导流槽5的前端时再逐渐变小。本发明的这种设计可以保证增加刀片结构强度的同时，保证前刀面前端的容屑空间，避免切屑直接作用于圆弧切削刃处的前刀面，提高圆弧切削刃强度，并有利于刀具排屑。
本实施例中，两个楔状凸起结构6的横截面面积的宽度范围均为0.1mm～1mm。横截面面积宽度若小于0.1mm，楔状凸起结构的强度过低，增加刀具断裂风险；横截面面积宽度若大于1mm，楔状凸起结构会起到前刀面作用，降低切削刃锋利程度，降低刀片加工效率。
本实施例中，如图4、图5所示，所述导流槽5在截面p-p的投影中，导流槽底面8距定位面4位置高度之间的距离H为先增大后减小，且0mm＜H＜0.2D，若H大于0.2D会使圆弧切削刃过于锋利，增加刀片破损风险。其中，D为圆弧切削刃3的圆弧半径；所述截面p-p为跨越导流槽5的前端和导流槽5的后端的截面。本发明的这种设计可以控制切削液的流动方向，使其对整个圆弧切削刃的前刀面进行充分冷却，并引流到圆弧切削刃切削部。
本实施例中，所述导流槽5在截面p-p的投影中，导流槽底面8的形状为单曲线或多曲线的组合。
当然，所述导流槽在截面p-p的投影中，槽底的形状为也可以是多曲线和直线的组合。以适用于各种工况和各种类切削液，保证可以对切削液精准引流。
本实施例中，如图6所示，所述导流槽5的后端槽宽wb的中心点与前端槽宽wf的中心点的连线即d-d线，与所述圆弧切削刃3所对应的四边形形状的对角线即a-a线的夹角为α，且-30°＜α＜30°。若α≤-30°或α≥30°，使导流槽角度偏差过大，难以精准对刀片圆弧切削刃充分冷却。本发明的这种设计可对切削液喷洒方向进行修正，实现切削液精准引流，使其对可转为刀片圆弧切削刃充分冷却。
本实施例中，如图4所示，所述圆弧切削刃3的两端位置的楔状凸起结构的轴对称线之间的夹角为β，即轴对称线L1-L1与轴对称线L2-L2之间的夹角为β，且45°＜β＜150°。β过小会对刀片圆弧切削刃产生干涉，降低切削性能，β过大楔状凸起结构则不具备增强圆弧切削刃结构强度，避免切屑直接作用于前刀面的能力。
本发明的一种定向导流结构铣削刀片，采用了在对应于圆弧切削刃3的位置，由断屑槽12向定位面4方向延伸设有变槽宽设计的导流槽5，以靠近刀片中心孔9方向为后端，靠近圆弧切削刃3方向为前端，该导流槽5的后端槽宽Wb最大，槽宽逐渐向前端方向减小，前端槽宽Wf最小，且Wf＞0.1Wb。本发明的这种结构，由于在定位面4上设置有导流槽结构，可以对切削液精准引流，降低圆弧切削刃温度；由于采用变槽宽设计，且槽宽由后端逐渐向前端方向减小，对切削液起到增压作用，能够保证冷却强度。
本发明的一种定向导流结构铣削刀片，采用了在对应于圆弧切削刃3的两端位置，所述前刀面7并延伸至断屑槽12中分别设有一个楔状凸起结构6，且两个楔状凸起结构6的外侧端分别靠近圆弧切削刃3的两端与对应的主切削刃2的相接处，两个楔状凸起结构6的内侧端分别处在所述导流槽5的前端的两边。本发明的这种结构，可以保证增加刀片结构强度的同时，保证前刀面前端的容屑空间，提高圆弧切削刃强度，并有利于刀具排屑。
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 (7)

1.一种定向导流结构铣削刀片，包括刀片本体；所述刀片本体的轮廓投影为四边形形状；所述刀片本体具有上面、底面和侧面；所述刀片本体的四边的上面与侧面相交构成所述铣削刀片的主切削刃，相邻的主切削刃之间在刀片本体的四边形的角部位置由圆角过渡，圆角过渡处设有圆弧切削刃；所述刀片本体的中间设有贯穿上面和底面的中心孔，在刀片本体的上面中，由切削刃向中心孔方向延伸设有前刀面、断屑槽和定位面；其特征在于：在对应于圆弧切削刃的位置，由断屑槽向定位面方向延伸设有变槽宽设计的导流槽，以靠近刀片中心孔方向为后端，靠近圆弧切削刃方向为前端，该导流槽的后端槽宽Wb最大，槽宽逐渐向前端方向减小，前端槽宽Wf最小，且Wf＞0.1Wb；在对应于圆弧切削刃的两端位置，所述前刀面并延伸至断屑槽中分别设有一个楔状凸起结构；两个楔状凸起结构的外侧端分别靠近圆弧切削刃的两端与对应的主切削刃的相接处，两个楔状凸起结构的内侧端分别处在所述导流槽的前端的两边；
所述导流槽在截面p-p的投影中，槽底距定位面位置高度之间的距离H为先增大后减小，且0mm＜H＜0.2D，其中，D为圆弧切削刃的圆弧半径；所述截面p-p为跨越导流槽的前端和导流槽的后端的截面。
2.根据权利要求1所述的定向导流结构铣削刀片，其特征在于：所述楔状凸起结构相对于一条轴对称线呈对称结构，所述楔状凸起结构的横截面面积由切削刃沿楔状凸起结构的轴对称线向中心孔方向呈逐渐增大并在靠近所述导流槽的前端时再逐渐变小。
3.根据权利要求2所述的定向导流结构铣削刀片，其特征在于：所述楔状凸起结构的横截面面积的宽度范围为0.1mm～1mm。
4.根据权利要求1所述的定向导流结构铣削刀片，其特征在于：所述导流槽在截面p-p的投影中，槽底的形状为单曲线或多曲线的组合。
5.根据权利要求1所述的定向导流结构铣削刀片，其特征在于：所述导流槽在截面p-p的投影中，槽底的形状为多曲线和直线的组合。
6.根据权利要求1所述的定向导流结构铣削刀片，其特征在于：所述导流槽的后端槽宽Wb的中心点与前端槽宽Wf的中心点的连线，与所述圆弧切削刃所对应的四边形形状的对角线的夹角为α，且-30°＜α＜30°。
7.根据权利要求2所述的定向导流结构铣削刀片，其特征在于：所述圆弧切削刃的两端位置的楔状凸起结构的轴对称线之间的夹角为β，且45°＜β＜150°。
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