CN1554504A - 切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有两个前角、二次断屑结构和切屑流向控制槽的车削刀片，具有多边形的基本形状，包括上、下端面、至少二个侧面及切削圆弧面；端面设计有断屑槽和切屑流向控制槽，断屑槽由依次连接的刀尖平面、第一前刀面、第二前刀面、断屑槽底面、第一断屑面、第二断屑面和断屑顶面组成；切屑流向控制槽依次包括刀尖平面或圆弧延伸刃带、第一导屑面、过渡面和第二导屑面；所有切削刃均经过刀刃倒圆；切削刀片为双面刃、可转位刀片。本发明既保证了刀刃锋利，又增强了切削刃的强度和抗压性，减少了崩刃与磨损，刀片寿命大大提高，同时切屑很容易断裂，既有利于提高加工速度，又提高了加工件的表面质量，满足精加工和半精加工要求以及合理的切屑流向控制。

Description

切削刀片

技术领域

本发明涉及一种切削刀片，尤其是一种用于精加工及半精加工车削刀片。

背景技术

传统通用的车削刀片结构中具有一个前角和一个断屑台，此类结构中断屑面与前刀面相对，之间以一平面或一圆弧面相连接，刀尖锋利。在小切深、小进给的加工条件下，铁屑被位于刀片尖端的切削刃切除，并沿着前刀面滑行至断屑槽的底部即前面所述平面或圆弧面处，对于刚性的材料，在此可能因铁屑的自然延伸受阻超出铁屑段所能承受的力的极限，而断裂成C形或短螺旋状铁屑；对于韧性的材料，在此会获得一个初始弯曲，铁屑可能以整体形式向背离加工工件的方向向外延伸，并自然卷曲掉落。但在精加工或半精加工中，随着切削深度逐渐加大的情况下，切削力增大，加工温度剧升，尖锐的刀尖不能承受恶劣的加工环境，而崩刃，磨损严重，使刀片寿命大副度降低。同时传统的车削刀片在切削加工中，其切屑一般只能做自由延伸，未能做到铁屑流动方向上的引导控制以及断屑、排屑，致使切削表面质量不能满足精加工或半精加工的要求。

发明内容

本发明针对上述不足，提供一种具有两个前角、二次断屑结构和切屑流向控制槽的车削刀片，满足精加工和半精加工要求以及合理的切屑流向控制。

本发明的切削刀片具有多边形的基本形状，包括上端面和可能与之相对的下部的下端面、至少二个侧面、以及连接两相邻侧面的切削圆弧面；切削圆弧面与端面相交形成圆弧切削刃；侧面与端面相交形成主切削刃；端面上设计有包含切削刃的细长刃带和包含圆弧切削刃的刀尖平面；端面靠近切削圆弧面的部位设计有断屑槽，断屑槽由从圆弧切削刃开始向切削刀片安装中心方向依次连接的刀尖平面、第一前刀面、第二前刀面、断屑槽底面、第一断屑面、第二断屑面和断屑顶面组成；端面靠近切削圆弧面且平行于主切削刃的部位设计有切屑流向控制槽，依次包括刀尖平面或圆弧延伸刃带、第一导屑面、过渡面和第二导屑面；第一导屑面和第二导屑面均与刀尖平面平行且不在同一平面上，过渡面与刀尖平面间存在夹角β。

刀尖平面宽度在(0.1～0.3)mm之间；第一前刀面与刀尖平面形成第一前角γ，其角度范围在(2～10)°之间，最佳为(3～6)°；第二前刀面与刀尖平面形成第二前角δ，其角度范围在(10～30)°之间，最佳为(18～25)°。

断屑槽底面为一平面；第一断屑面与该平面的夹角为第一断屑角ε，其角度范围在(12～26)°之间；圆弧切削刃的刀尖点到第二断屑面和断屑顶面的交线的径向距离为a，其值为(1.3～3.0)mm；圆弧切削刃的刀尖点到第一断屑面与第二断屑面的交线的径向距离为b，其值为(0.7～1.8)mm；且a值为b值的(1.25～1.6)倍。

第一断屑面和第二断屑面的交线与刀尖平面可以不在一个平面上，其距离c在±0.05mm之间。

第二断屑面为一段圆弧面，其半径R值为(0.5～2.8)mm。

圆弧切削刃通过圆弧延伸刃和过渡刃与主切削刃连接；包括圆弧延伸刃的圆弧延伸刃带与刀尖平面宽度一致并在同一水平面上，其沿侧面延伸的长度h在(0.4～2.0)mm之间；包括主切削刃的主切削刃带与刀尖平面不在同一水平面上，通过包含过渡刃的过渡刃带面与圆弧延伸刃带连接；主切削刃带低于刀尖平面，其差值g为(0.05～0.2)mm；过渡刃与主切削刃的夹角为刃倾角α，其值为(2～12)°。

本发明切削刀片的所有切削刃均经过刀刃倒圆。

第一导屑面低于刀尖平面，其差值f为(0.03～0.12)mm；且高于第二导屑面，其差值d为(0.05～0.26)mm；夹角β的值为(2～10)°；第一导屑面和第二导屑面的交线与侧面距离为e，其值在(0.55~2.3)mm之间。

本发明的切削刀片为双面刃刀片。

本发明的切削刀片为可转位刀片。

由于本发明的切削刀片具有双前角结构，既保证刀刃锋利，又增强了车削刀片切削刃的强度和抗压性，减少了崩刃与磨损，刀片寿命大大提高，加工面的粗糙度也大大减小；同时两次断屑结构和合理的流屑控制，即使是加工韧性材料，也使切屑很容易断裂，并形成C形或短螺旋状铁屑，背离已加工面，既有利于提高加工速度，又提高了加工件的表面质量。

附图说明

图1是本发明车削刀片的立体示意图；

图2是图1的刀尖部位G的槽形结构放大图；

图3是图2中A-A剖视图；

图4是图2中B-B剖视图；

图5是图1的K向视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图所示，本发明切削刀片具有多边形的基本形状，包括上端面1和可能与之相对的下端面2、至少二个侧面3，以及连接两相邻侧面3的切削圆弧面4；切削圆弧面4与端面相交形成圆弧切削刃5a；侧面10与端面相交形成主切削刃6a；端面上设计有包含主切削刃6a的细长刃带6；端面靠近切削圆弧面4的部位设计有断屑槽13，由从圆弧切削刃6a开始向所述切削刀片安装中心方向依次连接的刀尖平面5、第一前刀面7、第二前刀面8、断屑槽底面9、第一断屑面10、第二断屑面11和断屑顶面12组成。

刀尖平面5宽度在(0.1～0.3)mm之间，较为尖锐；第一前刀面7、第二前刀面8分别与刀尖平面5形成第一前角γ、第二前角δ；第一前角γ的角度范围在(2～10)°之间，最佳为(3～6)°；第二前角δ在(10～30)°之间，最佳为(18~25)°；在切削过程中第一前角γ能有效地减少刀尖平面5与工件材料的接触面积，增大对工件材料的受力以便更好的切除切屑；第二前角δ对刀尖平面5和第一前角γ起到有效支撑作用，增加了刀刃强度，使之可承受较大的外部压力。

断屑槽底面9为一平面；第一断屑面10与该平面的夹角为第一断屑角ε，其角度范围在(12～26)°之间；圆弧切削刃5a的刀尖点到第二断屑面11和断屑顶面12的交线的径向距离为a，其值为(1.3～3.0)mm；圆弧切削刃5a的刀尖点到第一断屑面10与第二断屑面11的交线的径向距离为b，其值为(0.7～1.8)mm；且a值为b值的(1.25～1.6)倍。

通过第一断屑角，车削刀片能对精加工或半精加工以小切深、小进给时的切屑轻易地卷曲扭转直至折断；大切深、大进给时切屑则沿着第一断屑面上爬至第二断屑面，也能轻易地被折断，即便是加工韧性材料，也能使被加工件获得良好的表面质量。

第一断屑面10和第二断屑面11的交线与刀尖平面5可以不在一个平面上，其距离c在±0.05mm之间；第二断屑面11为一段圆弧面，其半径R值为(0.5～2.8)mm。

圆弧切削刃5a通过圆弧延伸刃18a和过渡刃19a与主切削刃6a连接；包括圆弧延伸刃18a的圆弧延伸刃带18与刀尖平面5宽度一致并在同一水平面上，其沿侧面3延伸的长度h在(0.4～2.0)mm之间；包括主切削刃的刃带6与刀尖平面5不在同一水平面上，通过包含过渡刃20a的过渡面与圆弧延伸刃带18连接。

主切削刃带6低于刀尖平面，其差值_为(0.05～0.2)mm；过渡刃20与主切削刃6a的夹角为刃倾角α，其值为(2～12)°。

本发明切削刀片的所有切削刃均经过刀刃倒圆，提高刀刃强度和加工表面质量。

本发明切削刀片的端面靠近切削圆弧面4且平行于主切削刃6a的部位设计有切屑流向控制槽14，依次包括刀尖平面5或圆弧延伸刃带18、第一导屑面15、过渡面16和第二导屑面17；第一导屑面15和第二导屑面17均与刀尖平面5平行且不在同一平面上，过渡面16与刀尖平面5间存在夹角β。

第一导屑面15低于刀尖平面5，其差值为(0.03～0.12)mm；且第一导屑面15高于第二导屑面17，其差值为(0.05～0.26)mm；夹角β的值为(2～16)°；第一导屑面15和第二导屑面17的交线与侧面3间距离为e，其值在(0.55～2.3)mm之间。

第一导屑面15对切削刃带6能够起到一个支持作用，使得其能承受较大的切削力。

由于本发明年削刀片设计有线形切屑流向控制结构，切除下来的铁屑在特定的流向控制槽内沿着背离被加工工件的方向流动，一部分材料在撞击到第一、二断屑面附近被折断，一部分沿着第一导屑面15往第二导屑面17的方向流动，因该部位的高低结构，以及过渡面16与第一导屑面15或第二导屑面17间合理的刃倾夹角，致使流经该部位的铁屑被卷曲，达到一定范围内的弯曲半径，撞击在端面上断屑槽13和流屑控制槽14之间的凸面上被折断，并被反弹背离刀片几何中心，从而结束切削整个过程。

图1表示出本发明车削刀片一个切削工作角，设计的双断屑面分布于刀片的切削工作圆弧处的端面上，切屑流向控制结构则分布在端面上切削工作圆弧的两旁，双前角构造沿着与工件相接触的切削刃部分延伸。

为进一步提高刀片材料利用率、减少成本，本发明的切削刀片可设计为双面刃刀片；当本发明的刀片设计为可转位刀片形式时，在提高刀片材料利用率、减少成本的基础上，还可以减少更换刀片时间、延长刀片使用寿命，进一步提高生产效率。此时本发明车削刀片设计的双断屑面分布于整个可转位车刀片的每一个切削工作圆弧处、相对的两个端面上，切屑流向控制结构则分布在相对的两个端面上切削工作圆弧的两旁，双前角构造围绕整个可转位刀片的所有切削刃延伸。

Claims (16)

1、一种切削刀片，该刀片具有多边形的基本形状，它包括：上端面(1)和可能与之相对的下部的下端面(2)、至少二个侧面(3)，以及连接两相邻侧面(3)的切削圆弧面(4)；所述切削圆弧面(4)与端面相交形成圆弧切削刃(5a)；所述侧面(3)与端面相交形成主切削刃(6a)；所述端面上设计有包含主切削刃(6a)的细长刃带(6)和包含圆弧切削刃(5a)的刀尖平面(5)；其特征是：所述端面靠近切削圆弧面(4)的部位设计有断屑槽(13)，所述断屑槽(13)由从圆弧切削刃(5a)开始向所述切削刀片安装中心方向依次连接的刀尖平面(5)、第一前刀面(7)、第二前刀面(8)、断屑槽底面(9)、第一断屑面(10)、第二断屑面(11)和断屑顶面(12)组成；所述端面靠近切削圆弧面(4)且平行于主切削刃(6a)的部位设计有切屑流向控制槽(14)，所述切屑流向控制槽(14)依次包括刀尖平面(5)或包含圆弧延伸刃(18a)的圆弧延伸刃带(18)、第一导屑面(15)、过渡面(16)和第二导屑面(17)；所述第一导屑面(15)和第二导屑面(17)均与刀尖平面(5)平行且不在同一平面上，所述过渡面(16)与刀尖平面(5)间存在夹角β。

2、根据权利要求1的所述的切削刀片，其特征是：所述刀尖平面(5)的宽度在(0.1～0.3)mm之间；所述第一前刀面(7)与刀尖平面(5)形成第一前角γ，其角度范围在(2～10)°之间；所述第二前刀面(8)与刀尖平面(5)形成第二前角δ，其角度范围在(10～30)°之间°。

3、根据权利要求2的所述的切削刀片，其特征是：所述第一前角γ的角度范围为(3～6)°；第二前角δ的角度范围为(18～25)°。

4、根据权利要求1的所述的切削刀片，其特征是：所述断屑槽底面(9)为一平面；所述第一断屑面(10)与所述断屑槽底面(9)的夹角为第一断屑角ε，其角度范围在(12～26)°之间；所述圆弧切削刃(5a)的刀尖点到所述第二断屑面(11)和断屑顶面(12)的交线的径向距离为a，其值为(1.3～3.0)mm；所述圆弧切削刃(5a)的刀尖点到所述第一断屑面(10)与第二断屑面(11)的交线的径向距离为b，其值为(0.7～1.8)mm；且所述a值为b值的(1.25～1.6)倍。

5、根据权利要求1或4所述的切削刀片，其特征在于：所述的第一断屑面(10)和第二断屑面(11)的交线与刀尖平面(5)可以不在一个平面上，其距离c在±0.05mm之间。

6、根据权利要求1或4所述的切削刀片，其特征在于：所述的第二断屑面(11)为一段圆弧面，其半径R值为(0.5～2.8)mm。

7、根据权利要求5所述的切削刀片，其特征在于：所述的第二断屑面(11)为一段圆弧面，其半径R值为(0.5～2.8)mm。

8、根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于：所述的圆弧切削刃(5a)通过圆弧延伸刃(18a)和过渡刃(19a)与主切削刃(6a)连接；包括圆弧延伸刃(18a)的圆弧延伸刃带(18)与刀尖平面(5)宽度一致并在同一水平面上，其沿侧面(3)延伸的长度h在(0.4～2.0)mm之间；包括主切削刃的主切削刃刃带(6)与刀尖平面(5)不在同一水平面上，通过包含过渡刃(19a)的过渡面与圆弧延伸刃带(18a)连接；所述的主切削刃带(6)低于刀尖平面(5)，其差值g为(0.05～0.2)mm；过渡刃(19a)与主切削刃(6a)的夹角为刃倾角α，其值为(2～12)°。

9、根据权利要求1至4、7、8之一所述的切削刀片，其特征在于：所述的所有切削刃均经过刀刃倒圆。

10、根据权利要求5所述的切削刀片，其特征在于：所述的所有切削刃均经过刀刃倒圆。

11、根据权利要求6所述的切削刀片，其特征在于：所述的所有切削刃均经过刀刃倒圆。

12、根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于：所述第一导屑面(15)低于刀尖平面(5)，其差值f为(0.03～0.12)mm；且第一导屑面(15)高于第二导屑面(17)，其差值d为(0.05～0.26)mm；所述夹角β的值为(2～16)°；所述第一导屑面(15)和第二导屑面(17)的交线与所述侧面(3)间距离为e，其值在(0.55～2.3)mm之间。

13、根据权利要求1至4、7、8、10、11、12之一所述的切削刀片，其特征在于：所述切削刀片为双面刃刀片。

14、根据权利要求5所述的切削刀片，其特征在于：所述切削刀片为双面刃刀片。

15、根据权利要求6所述的切削刀片，其特征在于：所述切削刀片为双面刃刀片。

16、根据权利要求9所述的切削刀片，其特征在于：所述切削刀片为双面刃刀片。

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