CN117444292B - 一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片及其铣削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片及其铣削刀具，其中刀片包括上表面、下表面、连接上表面和下表面的侧面；上表面与侧面相交形成多个切削刃，依次包括主切削刃、过渡圆弧切削刃、副切削刃和圆角切削刃；主切削刃与水平基面的夹角为α，副切削刃与水平基面的夹角为β，且过渡圆弧切削刃相对其余切削刃高度最低。本发明的目的在于提供一种抗冲击、不易崩刃和磨损的高进给和方肩铣刀片及其铣削刀具。

Description

一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片及其铣削刀具

技术领域

本发明属于刀具制备技术领域，尤其涉及一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片及其铣削刀具。

背景技术

铣削加工为最常用的金属加工方式。铣削加工又分为面铣、方肩铣、槽铣、斜坡铣、型腔铣等等。金属加工往往追求更好的加工经济性，提高加工经济性一般是提高加工效率和延长刀具使用寿命。快进给加工方式就是以提高进给量达到高金属去除率从而提高加工效率。加工时承受高进给且铣削为断续切削，对刀片耐磨损、抗崩和装夹稳定性都有更高的要求。

中国专利CN109365887B公开一种快进给刀片：通过倒V形切刃来降低切削阻力；同时倒V形的顶点P最先开始切削，需承受最大的冲击，通过增加加强筋和增大刃带宽度来增加刀片抗崩性能。然而增加加强筋和增大刃带宽度来增加刀片抗崩性能的同时却又增加了阻力，使得切削力增大而带来负面作用。

相较于平直切削刃，倒V形刃使得刃倾角往正向角度趋势方向改变，正的刃倾角使切削刃承受不了较大冲击荷载，铣削为断续切削这将使得切削刃受到冲击时更容易崩刃和磨损。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种抗冲击、不易崩刃和磨损的高进给和方肩铣刀片及其铣削刀具。

本申请方案提供一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片，包括上表面、下表面、连接上表面和下表面的侧面；上表面与侧面相交形成多个切削刃，依次包括主切削刃、过渡圆弧切削刃、副切削刃和圆角切削刃；主切削刃与水平基面的夹角为α，副切削刃与水平基面的夹角为β，且过渡圆弧切削刃相对其余切削刃高度最低。

具体的，2°≤α≤4°，6°≤β≤10°。优选2.5°≤α≤3°，8°≤β≤9°。

进一步地，在水平基面的投影上，主切削刃与副切削刃呈夹角τ，10°≤τ≤25°。优选15°≤τ≤20°。

进一步地，每个侧面上形成的副切削刃与相邻侧面上形成的副切削刃垂直。

进一步地，侧面包括由上至下排布且相连接的第一侧面和第二侧面；第一侧面与刀片中心轴的夹角σ1，第二侧面与刀片中心轴的夹角σ2，σ2＞σ1。

进一步地，在水平基面的投影上，第一侧面与第二侧面成夹角ψ，0.1°≤ψ≤2°。优选0.2°≤ψ≤1°。

具体的，相对于刀片中心轴，在上表面与侧面相交形成的多个切削刃中，圆角切削刃位置最高，过渡圆弧切削刃位置最低，两者的高度差H，0.1mm≤H≤2mm。优选0.5mm≤H≤1mm。

进一步地，上表面靠近切削刃的部分区域相对周围凹陷形成断屑槽。

还提供一种铣削刀具，包括刀体，以及上述技术方案所述的刀片；所述刀体设有安装槽，刀片通过螺钉固定安装在刀体的安装槽内。

本申请的改进带来如下优点：本申请实施例中的刀片，其负的刃倾角可以提高切削刃强度。刀片有冲击荷载时，负刃倾角可以有效保护刀尖，本申请主切削刃以角度α向过渡圆弧切削刃倾斜，使得刀片在装到刀体上时刃倾角往负角度趋势方向改变，可以更好的保护切削刃。过渡圆弧切削刃处于主切削刃和副切削刃之间，受力和热量都较集中，属于刀片薄弱区域。而相对于刀片中心轴，过渡圆弧切削刃处于最低位置，使得刀片安装到刀体上进行加工时过渡圆弧切削刃处比主切削刃后接触工件，过渡圆弧切削刃避免首先受到冲击而得到有效保护，延长刀片使用寿命。

附图说明

图1为本申请实施例一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片的立体结构示意图；

图2为本申请实施例一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片的侧面结构示意图；

图3为图2中沿F-F的剖面图；

图4为图2中沿G-G的剖面图；

图5为图2中A处局部放大图；

图6为图2中B处局部放大图，图中夹角β标注箭头所指向的是水平基面与副切削刃的延长线；

图7为本申请实施例一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片另一视角的结构示意图；

图8为本申请实施例一种铣削刀具的立体结构示意图；

图9为本申请实施例一种铣削刀具加工工件时的状态示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

参见图1-9所示，本申请实施例一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片100，包括近似台状的刀片本体，刀片本体包括上表面1、下表面2、连接上表面1和下表面2的多个侧面3，上表面1与侧面3相交形成多个切削刃，依次包括主切削刃4、过渡圆弧切削刃5、副切削刃6和圆角切削刃7。

刀片本体中部可设有贯穿上表面1、下表面2的安装孔12，用于通过螺钉202插入安装孔12中，以将刀片100固定安装在刀体200的安装槽201内。

如图1、7所示，上表面1可基本呈四边形或近似四边形的八边形。下表面2可基本为平面，以便稳固地安装刀片100。上表面1临近切削刃的区域可设置前刀面10和断屑槽9，前刀面10自切削刃向刀片100中心倾斜设置；断屑槽9与切削刃间隔前刀面10设置，由上表面1的部分区域相对周围凹陷形成。由于上表面1可基本呈四边形或近似四边形的八边形，上表面1可与四个不同方向的侧面3分别相交形成四组切削刃，每组切削刃包括主切削刃4、过渡圆弧切削刃5、副切削刃6和圆角切削刃7。

本申请所述的水平基面11是指过主切削刃4的某一选定点并平行于下表面2的虚拟平面。

如图2、5、6所示，从主视图（即图2）的视角上看，主切削刃4与水平基面11的夹角为α，副切削刃6与水平基面11的夹角为β，且过渡圆弧切削刃5相对其余切削刃高度最低。过渡圆弧切削刃5相对其余切削刃高度最低是指以刀片100中心轴8为参考，过渡圆弧切削刃5在同一组切削刃，即主切削刃4、过渡圆弧切削刃5、副切削刃6和圆角切削刃7中高度最低。

本申请主切削刃4以角度α、副切削刃6以角度β向过渡圆弧切削刃5倾斜（过渡圆弧切削刃位置最低），使得刀片100在装到刀体200上时刃倾角往负角度趋势方向改变，可以更好的保护切削刃。过渡圆弧切削刃处于主切削刃4和副切削刃6之间，受力和热量都较集中，属于刀片100的薄弱区域。而过渡圆弧切削刃5处于最低位置，使得刀片100安装到刀体200上进行加工时过渡圆弧切削刃5处比主切削刃4后接触工件，过渡圆弧切削刃5避免首先受到冲击而得到有效保护，延长刀片100使用寿命。

优选的，2.5°≤α≤3°，6°≤β≤10°。控制α的角度可控制主切削刃4的长度在合理区间满足加工使用时的切深要求；现有的刀具通常为了降低切削力刀片100安装在刀体200上采用正的轴向角κ（与轴的夹角k，远离刀尖并朝着与进给相反的方向延伸为正），正的轴向角κ使得刀片100切削刃锋利而薄弱不抗冲击。而本申请刀片100上的α角度使得在有正的轴向角κ降低切削力的同时有负的刃倾角λ，切削刃得到有效保护变得更加抗冲击和耐磨损；刀片100上的β角度还可以控制副切削刃6的长度和副偏角，从而具有修光作用以改善加工表面质量。

如图2所示，优选的，相对于刀片100中心轴8，在同一组切削刃中，圆角切削刃7位置最高，过渡圆弧切削刃5位置最低，两者的高度差H，0.1mm≤H≤2mm。圆角切削刃7位于刀片100上端面的对角处。

在水平基面11的投影上，主切削刃4与副切削刃6呈夹角τ，10°≤τ≤25°。当刀片安装到刀体上时就有一个大致10-25°的主偏角τ，这个范围的主偏角适合做快进给的铣削加工，且此时副偏角δ非常小适合副切削刃起到修光作用。

每个侧面3上形成的副切削刃6与相邻侧面3上形成的副切削刃6垂直。方肩铣加工是一种同时加工底部和侧壁且加工后的底部和侧壁互为垂直的加工方式，每个侧面3上的副切削刃6与相邻侧面3上的副切削刃6基本垂直，可确保本申请的刀片100安置在与其匹配的刀体200上后，结合合理的安置角度的设置，轻松实现相互垂直的切削加工轮廓。加工时与主切削刃4相邻的端部副切削刃6实现修光作用，与主切削刃4相邻的侧面3上的副切削刃6实现侧壁加工作用，副切削刃6以角度β向过渡圆弧切削刃倾斜，使得加工侧的壁副切削刃6与水平面呈90°，加工底面的副切削刃6有合适的副偏角δ（副切削刃与切削平面的夹角）达到较高的表面质量。

侧面3包括由上至下排布且相连接的第一侧面31和第二侧面32；第一侧面31与刀片100中心轴8的夹角σ1，第二侧面32与刀片100中心轴8的夹角σ2，σ2＞σ1。第一侧面31与上表面1连接，第二侧面32与下表面2连接。在水平基面11的投影上，第一侧面31与第二侧面32成夹角ψ，0.1°≤ψ≤2°。由于σ2＞σ1，较小的σ1使得第一侧面31保证刀片100切削刃强度，而第二侧面32是安装定位面，第一侧面31与第二侧面32之间具有不为零的夹角ψ，使得用于安装定位的第二侧面32具有更大的接触位置，刀片100安装更稳固。

如图2所示，第二侧面32的下端从圆角切削刃7的下方区域延伸至主切削刃4、过渡圆弧切削刃5、副切削刃6的下方区域。第二侧面为安装固定时与刀体200的接触面，第二侧面越大固定越牢靠。

参见图8-9所示，本申请实施例一种铣削刀具，包括本申请所述的刀片100和刀体200；刀体200设有安装槽201，刀片100通过螺钉202固定安装在刀体200的安装槽201内。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种带修光作用的高进给和方肩铣刀片，其特征在于，包括：上表面、下表面、连接上表面和下表面的侧面；上表面与侧面相交形成多个切削刃，依次包括主切削刃、过渡圆弧切削刃、副切削刃和圆角切削刃；主切削刃与水平基面的夹角为α，副切削刃与水平基面的夹角为β，2°≤α≤4°，6°≤β≤10°，且过渡圆弧切削刃相对其余切削刃高度最低；在水平基面的投影上，主切削刃与副切削刃呈夹角τ，10°≤τ≤25°；侧面包括由上至下排布且相连接的第一侧面和第二侧面；第一侧面与刀片中心轴的夹角σ1，第二侧面与刀片中心轴的夹角σ2，σ2＞σ1；在水平基面的投影上，第一侧面与第二侧面成夹角ψ，0.1°≤ψ≤2°。

2.根据权利要求1所述的刀片，其特征在于，每个侧面上形成的副切削刃与相邻侧面上形成的副切削刃垂直。

3.根据权利要求1所述的刀片，其特征在于，相对于刀片中心轴，在上表面与侧面相交形成的多个切削刃中，圆角切削刃位置最高，过渡圆弧切削刃位置最低，两者的高度差H，0.1mm≤H≤2mm。

4.根据权利要求1所述的刀片，其特征在于，上表面靠近切削刃的部分区域相对周围凹陷形成断屑槽。

5.一种铣削刀具，其特征在于，包括刀体，以及权利要求1-4任一项所述的刀片；所述刀体设有安装槽，刀片通过螺钉固定安装在刀体的安装槽内。