CN117066544B - 一种切削刀片和切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切削刀片和切削刀具，切削刀片包括两个相同的相对设置的端表面和在所述相对设置的端表面之间延伸且相对设置的支撑面。所述端表面包括依次连接的第一主前端面、切屑流动面和切屑卷曲面，所述第一主前端面与所述切屑卷曲面之间具有夹角α，70°≤α≤165°。所述支撑面与所述端表面连接处倒角，以形成与所述端表面垂直的第一支撑面和分别连接第一支撑面、所述端表面的倾斜的第二支撑面；所述第二支撑面与所述切屑卷曲面之间具有夹角β，0°≤β≤78°。由于切削刀片中夹角α、夹角β的设置，有利于控制切屑初始形成、切屑的卷曲形成以及切屑的流出方向，有利于实现预想切削形态、切削力大小及可靠强度，从而获得更理想的切削性能。

Description

一种切削刀片和切削刀具

技术领域

本发明涉及铣削刀具技术领域，具体为一种切削刀片和切削刀具。

背景技术

当制造较小的刀具或使用较小的刀具进行大切深加工时，该刀具必须设置用于安装的刀片支撑面、设置用于形成切屑的卷屑槽、用于切削的刀片强度。然而随着刀片尺寸变小，在设计刀具时通常需要在提供更小的支撑面、更小的卷屑槽、更大的切削力、具有最少的刀片材料的更低强度的刀片之间进行权衡。因此本领域技术人员亟需一种切削刀具，该切削刀具有助于在刀片中设置更大的支撑面以获得好的安装稳定性、设置具有更大的卷屑槽以获得好的切屑形成、设置高切削刀片强度的同时仍然持有低切削力。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的切削刀片和切削刀具。

具体地，本发明提供了一种切削刀片，包括两个相同的相对设置的端表面和在所述相对设置的端表面之间延伸且相对设置的支撑面；

所述端表面包括依次连接的第一主前端面、切屑流动面和切屑卷曲面，所述第一主前端面与所述切屑卷曲面之间具有夹角α，70°≤α≤165°；

所述支撑面与所述端表面连接处倒角，以形成与所述端表面垂直的第一支撑面和分别连接第一支撑面、所述端表面的倾斜的第二支撑面；所述第二支撑面与所述切屑卷曲面之间具有夹角β，0°≤β≤78°。

可选的，所述第一主前端面与所述切屑卷曲面之间的夹角α满足：90°≤α≤165°。

可选的，所述切削刀片还包括在所述相对设置的端表面之间延伸且相对设置的侧表面，所述侧表面与所述支撑面依次连接；所述侧表面包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面相交以形成夹角τ，144°<τ<178°。

可选的，所述端表面还包含与切屑卷曲面连接的安装面，所述安装面与所述切屑卷曲面相交形成有相交线段，所述相交线段的延长线与所述第一支撑面相交，且在所述安装面上的投影的夹角δ满足：8°≤δ≤40°。

可选的，所述夹角δ满足15°≤δ≤20°。

可选的，两个所述侧表面之间的距离为L；所述第一主前端面、所述切屑流动面和所述切屑卷曲面共同限定出下沉切削结构，所述下沉切削结构的最大长度为L_P，L/4≤L_P≤L/2。

可选的，所述第二支撑面与所述第一主前端面相交以形成第一切削刃；

所述端表面还包含第二主前端面，所述第二主前端面与所述第一侧面相交以形成第二切削刃；所述第二切削刃与所述第一切削刃通过第三切削刃连接；

所述切屑卷曲面与所述第二侧面相交以形成第四切削刃，所述安装面与所述第二侧面相交以形成第五切削刃；所述第四切削刃与所述第五切削刃分布在所述第二切削刃的两端；所述第四切削刃的斜率小于所述第二切削刃的斜率。

可选的，所述第二支撑面与所述安装面具有恒定的夹角γ，γ≠90°。

可选的，所述第二支撑面与所述第一主前端面具有恒定的夹角θ，45°≤θ≤95°。

本发明还提供了一种切削刀具，包括刀体和如以上任一项所述的切削刀片；所述切削刀片通过螺钉可拆卸的安装在所述刀体上。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的切削刀片和切削刀具中，由于切削刀片中夹角α、夹角β的设置，有利于控制切屑初始形成、切屑的卷曲形成以及切屑的流出方向。其中，夹角α的设置及其大小的有效区域控制，有利于切屑初始形成和卷曲形成的方向或流向的控制，以便获得预想的切屑形态及切削力大小；夹角β的设置及其大小的有效区域控制，有利于刀片切削区域的强度的有效控制。结合夹角α和夹角β的设置及有效区域控制，可获得较大的刀片安装支撑面，增加接触面积，增强装夹可靠性，进一步起到综合评估刀片切削区域的强度及切削力，有利于实现预想切削形态、切削力大小及可靠强度，从而获得更理想的切削性能。

进一步地，由于第二切削刃的斜率大于第四切削刃的斜率，且第四切削刃的斜率与第二切削刃分布在基准面XY两侧，可使得：在基准面X-Y法线（Z轴）方向上，第四切削刃低于第二切削刃；在基准面X-Y方向上，与第三切削刃的Y轴方向上的距离，第四切削刃大于第二切削刃。这样设置，在切削加工时能够获得更有利于切削性能提升的副偏角，以及在切削加工时能够获得更有利于切削性能提升切削进给方向的避让空间。

进一步地，由于设置合理的夹角γ区间，并与夹角β配合，有利于增强刀片切削区域强度，且有利于可控的切屑形成及卷曲排除，即便是应用于大切深工况应用时，仍具有良好的可控的切屑形成及卷曲排除性能。由于设置了合理的夹角θ区间，并与夹角α、夹角β配合，有利于增强刀片切削区域强度，且有利于在取得切削力的同时仍有高的切削区域强度，同时还有利于可控的切屑形成及卷曲排除，即便是应用于大切深工况应用时，仍具有良好的可控的切屑形成及卷曲排除性能。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的切削刀片的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的切削刀片的示意性前视图；

图3是根据本发明一个实施例的切削刀片的示意性俯视图；

图4是图3示意性俯视图的刀片的尺寸参数示意图；

图5是图4中C-C方向的剖视图；

图6是根据本发明一个实施例的切削刀具的示意性结构图；

图7是图6中A部分的示意性放大图。

图中：100、支撑面，110、第一支撑面，120、第二支撑面，200、端表面，210、第一主前端面，230、切屑流动面，240、切屑卷曲面，250、安装面，260、第二主前端面，310、第一侧面，320、第二侧面，400、下沉切削结构，510、第一切削刃，520、第二切削刃，530、第三切削刃，540、第四切削刃，550、第五切削刃，600、刀体，700、工件。

具体实施方式

在本发明具体实施方式的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征，也即包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时，除非另外特别地描述，这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。

除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦合”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，除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，本发明具体实施方式的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。也即在本实施例的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、或“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明具体实施方式的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

图1是根据本发明一个实施例的切削刀片的示意性结构图，如图1所示，并参考图2至图7，本发明实施例提供了一种切削刀片，包括两个相同的相对设置的端表面200和在所述相对设置的端表面之间延伸且相对设置的支撑面100。所述端表面200包括依次连接的第一主前端面210、切屑流动面230和切屑卷曲面240，所述第一主前端面210与所述切屑卷曲面240之间具有夹角α，70°≤α≤165°。所述支撑面100与所述端表面200连接处倒角，以形成与所述端表面垂直的第一支撑面110和分别连接第一支撑面110、所述端表面200的倾斜的第二支撑面120；所述第二支撑面120与所述切屑卷曲面240之间具有夹角β，0°≤β≤78°

本发明实施例中，由于夹角α、夹角β的设置，有利于控制切屑初始形成、切屑的卷曲形成以及切屑的流出方向。其中，夹角α的设置及其大小的有效区域控制，有利于切屑初始形成和卷曲形成的方向或流向的控制，以便获得预想的切屑形态及切削力大小；夹角β的设置及其大小的有效区域控制，有利于刀片切削区域的强度的有效控制。结合夹角α和夹角β的设置及有效区域控制，可获得较大的刀片安装支撑面，增加接触面积，增强装夹可靠性，进一步起到综合评估刀片切削区域的强度及切削力，有利于实现预想切削形态、切削力大小及可靠强度，从而获得更理想的切削性能。

在本发明的一些实施例中，所述第一主前端面210与所述切屑卷曲面240之间的夹角α满足：90°≤α≤165°。该角度下的夹角α更有利于切屑初始形成和卷曲形成的方向或流向的控制。

在本发明的一些实施例中，所述切削刀片还包括在所述相对设置的端表面200之间延伸且相对设置的侧表面，所述侧表面与所述支撑面100依次连接；所述侧表面包括第一侧面310和第二侧面320，所述第一侧面310和所述第二侧面320相交以形成夹角τ，144°<τ<178°。由于夹角τ的存在，使得切屑可以在夹角部位流动。

在本发明的一些实施例中，如图4、图5所示，所述端表面200还包含与切屑卷曲面240连接的安装面250，所述安装面250与所述切屑卷曲面240相交形成有相交线段，所述相交线段的延长线与所述第一支撑面110相交，且在所述安装面250上的投影的夹角δ满足：8°≤δ≤40°。进一步地，两个所述侧表面之间的距离为L；所述第一主前端面210、所述切屑流动面230和所述切屑卷曲面240共同限定出下沉切削结构400，所述下沉切削结构400的最大长度为L_P，L/4≤L_P≤L/2。

本发明实施例中，通过对下沉切削结构400具有的夹角δ和最大长度L_P的设置，进一步限定下沉切削结构具有的有效角度区间和有效长度区间，有利于更精准的控制该区域的切屑形成与卷曲流向，同时便于可获得较大的刀片安装面250，更有利于实现预想切削形态、切削力大小及可靠强度，从而获得更理想的切削性能。

为了更进一步控制该区域的切屑形成与卷曲流向：优选的，所述夹角δ满足：10°≤δ≤30°。更优选的，所述夹角δ满足：15°≤δ≤20°。

在本发明的一些实施例中，切屑流动面230呈内凹状；切屑卷曲面240从与切屑流动面230连接的一端至与安装面250连接的一端呈张开形态，该张开形态具体是指夹角角度＞90°。

在本发明的一些实施例中，如图1至图3所示，所述第二支撑面120与所述第一主前端面210相交以形成第一切削刃510。所述端表面200还包含第二主前端面260，所述第二主前端面260与所述第一侧面310相交以形成第二切削刃520；所述第二切削刃520与所述第一切削刃510通过第三切削刃530连接。所述切屑卷曲面240与所述第二侧面320相交以形成第四切削刃540，所述安装面250与所述第二侧面320相交以形成第五切削刃550；所述第四切削刃540与所述第五切削刃550分布在所述第二切削刃520的两端；所述第四切削刃540的斜率小于所述第二切削刃520的斜率。其中，第三切削刃530由第二切削刃520相切过渡至第一切削刃510而成。第一切削刃510、第二切削刃520、第三切削刃530、第四切削刃540、第五切削刃550中的部分或全部组成刀片切削区域。

需要说明的是，如图2、图3所示，本实施例中的斜率是指切削刃所处的线段在三维空间中在Z方向的长度与在X方向的长度的比值。其中，X-Y平面与安装面250重合或平行，第二支撑面120、第二侧面320均与Z方向平行。

本实施例中，由于第二切削刃520的斜率大于第四切削刃540的斜率，且第四切削刃540的斜率与第二切削刃520分布在基准面XY两侧，可使得：在基准面X-Y法线（Z轴）方向上，第四切削刃540低于第二切削刃520；在基准面X-Y方向上，与第三切削刃530的Y轴方向上的距离，第四切削刃540大于第二切削刃520。这样设置，在切削加工时能够获得更有利于切削性能提升的副偏角，以及在切削加工时能够获得更有利于切削性能提升切削进给方向的避让空间。

在应用时，刀片切削区域与工件700接触，在工件700上切削出两个面，实现双面切削。

在本发明的一些实施例中，所述第二支撑面120与所述安装面250具有恒定的夹角γ，γ≠90°。由于设置合理的夹角γ区间，并与夹角β配合，有利于增强刀片切削区域强度，且有利于可控的切屑形成及卷曲排除，即便是应用于大切深工况应用时，仍具有良好的可控的切屑形成及卷曲排除性能。

具体地，夹角γ满足：75°≤γ≤86°。为了更进一步增强刀片切削区域强度以及利于可控的切屑形成及卷曲排除：优选的，夹角γ满足：77.5°≤γ≤84°。更优选的，79°≤γ≤81.5°。

在本发明的一些实施例中，所述第二支撑面120与所述第一主前端面210具有恒定的夹角θ，45°≤θ≤95°。由于设置了合理的夹角θ区间，并与夹角α、夹角β配合，有利于增强刀片切削区域强度，且有利于在取得切削力的同时仍有高的切削区域强度，同时还有利于可控的切屑形成及卷曲排除，即便是应用于大切深工况应用时，仍具有良好的可控的切屑形成及卷曲排除性能。

为了更进一步增强刀片切削区域的强度，优选的，夹角θ满足：50°≤θ≤80°，更优选的，夹角θ满足：55°≤θ≤66°。

本发明还提供了一种切削刀具，如图6、图7所示，包括刀体600和如以上任一实施例中的切削刀片，以具备切削刀片的所有效果；所述切削刀片通过螺钉可拆卸的安装在所述刀体600上。具体地，切削刀片上开设有从一个支撑面100延伸至另一个支撑面100的孔，螺钉穿过孔与刀体600螺纹连接。

至此，已经结合前文的多个实施例描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本发明技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本发明的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种切削刀片，其特征在于，包括两个相同的相对设置的端表面和在所述相对设置的端表面之间延伸且相对设置的支撑面；

所述端表面包括依次连接的第一主前端面、切屑流动面和切屑卷曲面，所述第一主前端面与所述切屑卷曲面之间具有夹角α，70°≤α≤165°；

所述支撑面与所述端表面连接处倒角，以形成与所述端表面垂直的第一支撑面和分别连接第一支撑面、所述端表面的倾斜的第二支撑面；所述第二支撑面与所述切屑卷曲面之间具有夹角β，0°≤β≤78°；

所述切削刀片还包括在所述相对设置的端表面之间延伸且相对设置的侧表面，所述侧表面与所述支撑面依次连接；所述侧表面包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面相交以形成夹角τ，144°<τ<178°。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，

所述第一主前端面与所述切屑卷曲面之间的夹角α满足：90°≤α≤165°。

3.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，

所述端表面还包含与切屑卷曲面连接的安装面，所述安装面与所述切屑卷曲面相交形成有相交线段，所述相交线段的延长线与所述第一支撑面相交，且在所述安装面上的投影的夹角δ满足：8°≤δ≤40°。

4.根据权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，

所述夹角δ满足15°≤δ≤20°。

5.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，

两个所述侧表面之间的距离为L；所述第一主前端面、所述切屑流动面和所述切屑卷曲面共同限定出下沉切削结构，所述下沉切削结构的最大长度为L_P，L/4≤L_P≤L/2。

6.根据权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，

所述第二支撑面与所述第一主前端面相交以形成第一切削刃；

所述端表面还包含第二主前端面，所述第二主前端面与所述第一侧面相交以形成第二切削刃；所述第二切削刃与所述第一切削刃通过第三切削刃连接；

所述切屑卷曲面与所述第二侧面相交以形成第四切削刃，所述安装面与所述第二侧面相交以形成第五切削刃；所述第四切削刃与所述第五切削刃分布在所述第二切削刃的两端；所述第四切削刃的斜率小于所述第二切削刃的斜率。

7.根据权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，

所述第二支撑面与所述安装面具有夹角γ，γ≠90°。

8.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，

所述第二支撑面与所述第一主前端面具有夹角θ，45°≤θ≤95°。

9.一种切削刀具，其特征在于，包括刀体和如权利要求1至8任一项所述的切削刀片；所述切削刀片通过螺钉可拆卸的安装在所述刀体上。