CN117696998A - 一种刀片及切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刀片及切削刀具，刀片包括端表面、支撑面、侧表面和安装孔，两个相同的端表面相对设置；两个侧表面相对设置，且在端表面之间延伸；端表面包括装夹面和位于装夹面两侧的切削面，切削面与支撑面、侧表面连接；侧表面包括依次连接的防蹿面和过渡面，过渡面与支撑面连接，防蹿面与端表面连接，且防蹿面与端表面之间具有夹角β₁，92°≤β₁≤140°。本发明由于在刀片的侧表面上设置有防蹿面，防蹿面与端表面的装夹面之间的夹角为钝角，以便在刀片安装在刀体上时，呈现倒置倾斜形貌，具有有效的预载压力，该预载压力存在向下的分力，会产生主动贴合刀体的有利分力，使得刀片难以蹿动。

Description

一种刀片及切削刀具

技术领域

本发明涉及切削刀具技术领域，具体为一种刀片及切削刀具。

背景技术

在切削加工的过程中，在切削力较大时或长期使用时，在刀杆径向且与螺钉轴线垂直的方向上，刀片会有移动，也就是说刀片会震动，使螺钉松动，并进一步促进刀片震动，容易导致刀片蹿出。

如公开号为CN110719821A的在先专利公开了一种用于三面刃铣刀的铣削刀片，铣削刀片在主径向间隙表面中形成有至少一个凹部。该凹部的尺寸被设定成使得当将铣削刀片被安装在铣盘主体中时，能够在凹部的相对两侧边缘处在主径向间隙表面上实现两点式径向支撑。然而本领域技术人员知晓，两点接触越满足靠外侧接触，支撑越稳定，而该专利技术显示的是靠内侧边界形成两点接触，不易形成稳定的径向支撑，反而易受凹部大小的影响，形成不稳定的径向支撑，因此容易导致刀片蹿出，使用时的安全性及稳定性低，影响刀具寿命和加工工件的表面光洁度。

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刀片及切削刀具，能够解决刀片在切削力较大时容易蹿出的问题，达到提高刀片使用时的安全性及稳定性，并提高刀具寿命和加工工件的表面光洁度的效果。

具体地，本发明提供了一种刀片，包括端表面、支撑面、侧表面和安装孔，两个相同的所述端表面相对设置；两个所述支撑面相对设置，且在所述端表面之间延伸；两个所述侧表面相对设置，且在所述端表面之间延伸，所述侧表面与所述支撑面依次连接；

所述端表面包括装夹面和位于所述装夹面两侧的切削面，所述切削面与所述支撑面、所述侧表面连接；所述安装孔贯穿两所述端表面；

所述侧表面包括依次连接的防蹿面和过渡面，所述过渡面与所述支撑面连接，所述防蹿面与所述端表面连接，且所述防蹿面与所述端表面的装夹面之间具有夹角β₁，92°≤β₁≤140°。

可选地，所述夹角β₁满足：92°≤β₁≤130°。

可选地，所述防蹿面与一个所述端表面相交而形成第一边界线，所述第一边界线与所述安装孔的轴线之间的距离为P2；

所述防蹿面与另一个所述端表面相交而形成第二边界线，所述第二边界线与所述安装孔的轴线之间的距离为P1；P1＞P2，以及P1与P2之间的比值K1大于1。

可选地，P1与P2之间的比值K1满足：1<K1<2.5。

可选地，所述切削面包括依次连接的第一切削区域、第二切削区域和第三切削区域；所述侧表面还包括连接面，所述连接面与所述防蹿面、所述过渡面、所述第三切削区域连接；

所述第一切削区域与所述支撑面相交以形成第一切削刃；所述第二切削区域与所述过渡面相交以形成第二切削刃；所述第三切削区域与所述连接面相交以形成第三切削刃；所述第一切削刃的长度P3与所述第三切削刃的长度P4的比值为K2，K2≥2。

可选地，所述第一切削刃的长度P3与所述第三切削刃的长度P4的比值K2满足：20≥K2≥2。

可选地，所述装夹面与所述切削面之间设置有夹角；沿一个所述侧表面指向另一个所述侧表面的所述连接面的方向，所述切削面与所述装夹面之间的距离递增。

可选地，所述连接面与一个所述装夹面所在平面之间的角度α＜90°；

或者，所述连接面与另一个所述装夹面所在平面之间的角度α≥90°。

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刀片，所述刀体上至少设置有一个刀片槽，所述刀片通过螺钉可拆卸的安装在所述刀片槽内。

可选地，所述刀片槽具有侧面和底面，沿背离所述底面的方向，所述侧面与所述安装孔的轴线之间的距离递减；

所述侧面与所述底面之间的夹角θ满足：40°<θ<88°。

本发明的有益效果在于：

本发明由于在刀片的侧表面上设置有防蹿面，防蹿面与端表面的装夹面之间的夹角为钝角，以便在刀片安装在刀体上时，呈现倒置倾斜形貌，因此具有有效的预载压力。该预载压力存在向下的分力，会产生主动贴合刀体的有利分力，使得刀片难以蹿动；同时，在螺钉出现松动时，分力还能够阻止螺钉的松动恶化和刀片的蹿出，提高刀片使用时的安全性及稳定性，并提高刀具寿命和加工工件的表面光洁度。

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刀片的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的刀片的示意性俯视图；

图3是根据本发明一个实施例的刀片的示意性截面图；

图4是根据本发明一个实施例的切削刀具的示意性结构图；

图5是根据本发明一个实施例的切削刀具的示意性局部结构图；

图6是根据本发明一个实施例的切削刀具的示意性局部截面图。

图中：100、端表面，110、装夹面，120、切削面，121、第一切削区域，122、第二切削区域，123、第三切削区域，200、支撑面，300、侧表面，310、防蹿面，320、过渡面，330、连接面，340、边界侧面，400、安装孔，510、第一边界线，520、第二边界线，610、第一切削刃，620、第二切削刃，630、第三切削刃，700、刀体，710、刀片槽，711、侧面，712、底面，800、螺钉。

具体实施方式

在本实施例的描述中，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，在本实施例的描述中，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。

在本实施例的描述中，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刀片的示意性结构图，如图1所示，并参考图2至图6，本发明实施例提供了一种刀片，包括端表面100、支撑面200、侧表面300和安装孔400，两个相同的所述端表面100相对设置；两个所述支撑面200相对设置，且在所述端表面100之间延伸；两个所述侧表面300相对设置，且在所述端表面100之间延伸，所述侧表面300与所述支撑面200依次连接。所述端表面100包括装夹面110和位于所述装夹面110两侧的切削面120，所述切削面120与所述支撑面200、所述侧表面300连接；所述安装孔400贯穿两所述端表面100。所述侧表面300包括依次连接的防蹿面310和过渡面320，所述过渡面320与所述支撑面200连接，所述防蹿面310与所述端表面100连接，且所述防蹿面310与所述端表面100的装夹面110之间具有夹角β₁，92°≤β₁≤140°。

本发明实施例中，由于在刀片的侧表面上设置有防蹿面310，防蹿面310与端表面100的装夹面110之间的夹角为钝角，以便在刀片安装在刀体700上时，呈现倒置倾斜形貌，因此具有有效的预载压力。该预载压力存在向下的分力，会产生主动贴合刀体700的有利分力，使得刀片难以蹿动；同时，在螺钉800出现松动时，分力还能够阻止螺钉800的松动恶化和刀片的蹿出，提高刀片使用时的安全性及稳定性，并提高切削刀具使用寿命和加工工件的表面光洁度。

并且，由于两侧的端表面100均设置有切削面120，任意一切削面120即可组合实现完整的三面刃切削加工，或单独实现左手切削、右手切削、面铣、槽铣以及方肩铣削加工，极具经济价值和切削性能。且两个防蹿面310平行设置，分别与端表面100的装夹面110之间的夹角相同，因此能够获得端表面100两面切削区域的互换性及稳定性，更有效的实现其双面经济特性。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，所述夹角β₁满足：92°≤β₁≤130°。优选的，所述夹角β₁满足：94°≤β₁≤100°。本发明实施例进一步优化了夹角β₁的范围，因此使倒置倾斜形貌得到进一步优化，进而使预载力产生的主动贴合刀体700的有利分力得以进一步优化，进一步阻止刀片松动或蹿出。

在本发明的一些实施例中，所述防蹿面310为平面、凹面或凸面，以适应不同的刀体700。

在本发明的一些实施例中，所述防蹿面310与一个所述端表面100相交而形成第一边界线510，所述第一边界线510与所述安装孔400的轴线之间的距离为P2。所述防蹿面310与另一个所述端表面100相交而形成第二边界线520，所述第二边界线520与所述安装孔400的轴线之间的距离为P1；P1＞P2，以及P1与P2之间的比值K1大于1。

本发明实施例中，通过对第二边界线520与安装孔400的轴线间具有的距离P1与第一边界线510与安装孔400的轴线间具有的距离P2之间的比值K1进行合理范围的限定，从而使一个端表面100侧的螺钉800颈部端更靠近刀体700侧面711，获得短受压受力点力臂，从而增大其有效预载力，同时使另一端表面100远离刀体700的侧面，从而延长与刀体700侧面支撑点之间的距离，获得更大的底部支撑面积，有益于将刀片稳定的安装在刀体700上，防止刀片蹿出，提高刀片使用时的安全性及稳定性。

在本发明的一些实施例中，P1与P2之间的比值K1满足：1<K1<2.5。优选的，比值K1满足：1.05<K1<1.5。更优选的，比值K1满足：1.075<K1<1.25。由于比值K1越大，有效预载力（朝向刀片槽710的底面712和侧面711方向为有效预载力方向）越大；比值K1越小，底部支撑面积越大。本发明实施例通过进一步对比值K1的限定，平衡有效预载力与底部支撑面积，从而在获得更大的有效预载力的同时获得更大的底部支撑面积，提高刀片使用时的安全性及稳定性，提高切削效果。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，所述切削面120包括依次连接的第一切削区域121、第二切削区域122和第三切削区域123；所述侧表面还包括连接面330，所述连接面330与所述防蹿面310、所述过渡面320、所述第三切削区域123连接。所述第一切削区域121与所述支撑面200相交以形成第一切削刃610；所述第二切削区域122与所述过渡面320相交以形成第二切削刃620；所述第三切削区域123与所述连接面330相交以形成第三切削刃630；所述第一切削刃610的长度P3与所述第三切削刃630的长度P4的比值为K2，K2≥2。

本发明实施例中，通过限定第一切削刃610的长度与所述第三切削刃630的长度的比值，以获得合理的径向最大切削量与轴向最大切削量的分布，进而取得合理的径向与轴向切削力分布，进一步有效控制和提高刀片的切削性能与寿命；同时，第二切削刃620形成切削拐角区域，连接第一切削刃610和第三切削刃630，形成特定切削拐角。尤其是在进行三面刃槽铣加工和方肩铣削加工时效果特别明显：在进行三面刃切削时，切削环境相对封闭，第一切削刃610承担了主要的进给和槽宽切削，第三切削刃630起到侧壁切削和修光的作用；在进行方肩切削时，第一切削刃610承担了主要进给和切深切削。

在本发明的一些实施例中，所述第一切削刃610的长度P3与所述第三切削刃630的长度P4的比值K2满足：20≥K2≥2。优选的，比值K2满足：15≥K2≥4。更优选的，比值K2满足：10≥K2≥7。当比值K2过小时，即第三切削刃630相对偏大，切削时容易造成切削力偏大，切削振动加剧，进而引起不稳定切削，从而增加提前终结刀片使用寿命的风险；当比值K2过大时，即第三切削刃630相对偏小，会大幅削弱或失去侧切削和侧壁修光等预期功能，从而削弱刀片的切削性能及降低其经济性。因此，对比值K2进行合理范围的限定，能够兼顾切削力和切削强度，获得稳定的较高的切削性能的刀片。

在本发明的一些实施例中，所述装夹面110与所述切削面120之间设置有夹角；沿一个所述侧表面300指向另一个所述侧表面300的所述连接面330的方向，所述切削面120与所述装夹面110之间的距离递增，使装夹面110与所述切削面120形成一个台阶面，从而改变切屑的卷曲流出方向。

在本发明的一些实施例中，所述连接面330与一个所述装夹面110所在平面之间的角度α＜90°。优选地，α＜85°。

由于设定α为锐角，在安装刀片时，能够使刀体700获得更小的负轴向角，刀片获得更大的正的轴向前角，从而可获得更低的切削力，适用于精度或中等精度的切削加工。

在本发明的一些替代性实施例中，所述连接面330与另一个所述装夹面110所在平面之间的角度α≥90°。优选地，α≥95°。

由于设定α为直角或钝角，在安装刀片时，刀片可获得更强壮的第三切削刃630形成的有效工作前角，从而可获得更强壮的可靠的切削形态，适用于粗切削加工。

在本发明的一些实施例中，所述侧表面还包括边界侧面340，前述边界侧面340与防蹿面310、连接面330、端表面100相连接，可配合比值K1进一步优化刀片的结构，从而使刀片获得更优的切削效果。

本发明还提供了一种切削刀具，如图4、图5所示，包括刀体700和以上任一项实施例中的刀片，以具备刀片的所有效果。所述刀体700上至少设置有一个刀片槽710，所述刀片通过螺钉800可拆卸的安装在所述刀片槽710内。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，所述刀片槽710具有侧面711和底面712，沿背离所述底面712的方向，所述侧面711与所述安装孔400的轴线之间的距离递减；所述侧面711与所述底面712之间的夹角θ满足：40°<θ<88°。通过夹角θ的设置，使得刀片产生指向底面712方向的预载分力，从而获得有益的稳定装夹及高性能的切削刀具。

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 (10)

1.一种刀片，其特征在于，包括端表面、支撑面、侧表面和安装孔，两个相同的所述端表面相对设置；两个所述支撑面相对设置，且在所述端表面之间延伸；两个所述侧表面相对设置，且在所述端表面之间延伸，所述侧表面与所述支撑面依次连接；

所述端表面包括装夹面和位于所述装夹面两侧的切削面，所述切削面与所述支撑面、所述侧表面连接；所述安装孔贯穿两所述端表面；

所述侧表面包括依次连接的防蹿面和过渡面，所述过渡面与所述支撑面连接，所述防蹿面与所述端表面连接，且所述防蹿面与所述端表面的装夹面之间具有夹角β₁，92°≤β₁≤140°。

2.根据权利要求1所述的刀片，其特征在于，

所述夹角β₁满足：92°≤β₁≤130°。

3.根据权利要求1所述的刀片，其特征在于，

所述防蹿面与一个所述端表面相交而形成第一边界线，所述第一边界线与所述安装孔的轴线之间的距离为P2；

所述防蹿面与另一个所述端表面相交而形成第二边界线，所述第二边界线与所述安装孔的轴线之间的距离为P1；P1＞P2，以及P1与P2之间的比值K1大于1。

4.根据权利要求3所述的刀片，其特征在于，

P1与P2之间的比值K1满足：1<K1<2.5。

5.根据权利要求3所述的刀片，其特征在于，

所述切削面包括依次连接的第一切削区域、第二切削区域和第三切削区域；所述侧表面还包括连接面，所述连接面与所述防蹿面、所述过渡面、所述第三切削区域连接；

所述第一切削区域与所述支撑面相交以形成第一切削刃；所述第二切削区域与所述过渡面相交以形成第二切削刃；所述第三切削区域与所述连接面相交以形成第三切削刃；所述第一切削刃的长度P3与所述第三切削刃的长度P4的比值为K2，K2≥2。

6.根据权利要求5所述的刀片，其特征在于，

所述第一切削刃的长度P3与所述第三切削刃的长度P4的比值K2满足：20≥K2≥2。

7.根据权利要求5所述的刀片，其特征在于，

所述装夹面与所述切削面之间设置有夹角；沿一个所述侧表面指向另一个所述侧表面的所述连接面的方向，所述切削面与所述装夹面之间的距离递增。

8.根据权利要求5所述的刀片，其特征在于，

所述连接面与一个所述装夹面所在平面之间的角度α＜90°；

或者，所述连接面与另一个所述装夹面所在平面之间的角度α≥90°。

9.一种切削刀具，其特征在于，包括刀体和如权利要求1-8任一项所述的刀片，所述刀体上至少设置有一个刀片槽，所述刀片通过螺钉可拆卸的安装在所述刀片槽内。

10.根据权利要求9所述的切削刀具，其特征在于，

所述刀片槽具有侧面和底面，沿背离所述底面的方向，所述侧面与所述安装孔的轴线之间的距离递减；

所述侧面与所述底面之间的夹角θ满足：40°<θ<88°。