CN201609785U - 定位五边形刀片的可转位铣削用刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于定位多边形刀片的铣削用刀具，具体公开了一种定位五边形刀片的可转位铣削用刀具，该刀具包括一回转形的刀具本体，该刀具本体的底部外围设有多个沿圆周方向均匀布置的刀座，刀座上开设有一容置正五边形刀片的刀槽，刀槽的侧面由两个定位支撑面和一个非定位支撑面组成，两个定位支撑面通过非定位支撑面过渡连接，两定位支撑面分别与装设于该刀槽中正五边形刀片的两定位面紧密贴合，非定位支撑面与正五边形刀片的非定位面相对并间隔有距离D，D的取值满足0.005mm≤D≤0.1mm。本实用新型的刀具具有振动趋势小、定位可靠、刀具寿命高、重复定位精度高、加工质量好等优点。

Description

定位五边形刀片的可转位铣削用刀具

技术领域

本实用新型涉及一种铣刀，尤其涉及一种定位多边形刀片的铣削用刀具。

背景技术

在现有的金属加工用刀具定位方式中，绝大部分是将刀片安装到刀具体上的刀槽中以完成定位，刀槽一般根据刀片形状的不同而设置有两个不同的支撑面。定位时刀槽中的两个定位支撑面将与刀片的两定位面实现紧密贴合，刀槽中多余的非定位支撑面需要与刀片保持足够的距离d，该距离d在刀片切削与非切削的过程中始终存在，其主要原因在于：

1、考虑到刀片和刀具体本身存在制造精度的问题，如果消除该距离d使刀片与刀槽中的非定位支撑面接触，则可能会对刀片的定位精度或者定位角度产生消极影响；

2、如果该距离d过小，刀具体上刀槽的非定位支撑面容易受到切屑等污染，进而对刀片产生干涉；

3、保留足够距离d的铣削刀片与刀具更加容易加工和制造，成本较低。

正是出于上述考虑，现有技术中刀槽的非定位支撑面与刀片均保持有足够的距离d，该距离d一般都在0.3mm以上，最小也不会短于0.2mm。

目前铣削用的刀片多采用三边形、四边形、六边形或其他不规则形状，然而在我们开发的定位正五边形刀片的可转位铣削用具中，我们发现还存在以下问题：当进行铣削加工时，由于受到切削力的作用，该正五边形刀片基本会沿刀具轴向力及进给力合力的反方向滑移，当正五边形刀片的非定位面与刀槽的非定位支撑面保留有较大的距离时，该非定位面未受到刀槽限制，其滑移距离相对较长。图1示出了一种正五边形刀片的定位方式，当正五边形刀片3安装到刀具本体1的刀座2上后，在该正五边形刀片3的非定位面32与刀槽4的非定位支撑面42之间留有一间隙d，由图1可见，当正五边形刀片3受到轴向切削力F_a的作用，正五边形刀片3朝向刀槽4非定位支撑面42方向(也即刀片松开的A方向)滑移，这样会使得刀片定位的稳定性减弱。

此外，现有采用五边形刀片的刀具定位方式绝大部分都如图1所示，是由相邻的两定位面实现定位，其定位面之间的夹角一般呈钝角，这样的定位方式也带来下述的限制：1)钝角定位的重复定位精度较差，刀片的重复安装和使用容易造成刀具的跳动偏差；2)刀具容易受到轴向力的影响，使刀片有“松开”的趋势，从而使刀具产生振动，影响加工表面质量，降低刀具寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种振动趋势小、定位可靠、刀具寿命高、重复定位精度高、加工质量好的定位五边形刀片的可转位铣削用刀具。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为一种定位五边形刀片的可转位铣削用刀具，所述刀具包括一回转形的刀具本体，该刀具本体的底部外围设有多个沿圆周方向均匀布置的刀座，所述刀座上开设有一容置正五边形刀片的刀槽，所述刀槽的侧面由两个定位支撑面和一个非定位支撑面组成，位于两侧的两个定位支撑面通过所述的非定位支撑面过渡连接，所述的两个定位支撑面分别与装设于该刀槽中正五边形刀片的两定位面紧密贴合，所述的非定位支撑面与连接该正五边形刀片两定位面的非定位面相对并间隔有距离D，所述D的取值满足0.005mm≤D≤0.1mm。

一般的正五边形铣削刀片的定位方式都是采用刀片相邻的两个侧面作为定位面，而相应的刀槽也设置成两个定位支撑面相连接的方式以配合刀片，而本实用新型的上述技术方案首先采用三个相连侧面进行锐角定位的方式(即刀槽的两定位支撑面间的夹角α为36°，参见图3)，这样该正五边形刀片在进行铣削加工时很容易在受到切削力的作用下向刀槽的非定位支撑面方向滑移(而且当刀槽两定位支撑面间的夹角越小时，这种滑移的趋势越明显)；由于铣削加工属于断续切削，刀片的滑移容易引起刀具振动以及刀具轴向跳动，进而影响工件表面质量和刀具寿命，因此上述本实用新型的技术方案又突破传统的思维定势，重新审视了刀槽的非定位支撑面与刀片非定位面之间的距离D，并打破了传统思维中该距离D宜宽不宜窄的技术偏见，将D的取值调至0.1mm以下，并控制在0.005mm≤D≤0.1mm。这样一来，当本实用新型的铣削刀具处于非工作状态时，该正五边形刀片的两个定位面分别与刀槽相应的两个定位支撑面紧密贴合，而刀片两定位面中间的非定位面与刀槽相应的非定位支撑面之间便存在一微小间隙(即距离D)；而当本实用新型的铣削刀具进行切削时，安装时本来并未贴合的非定位面与非定位支撑面在切削力的作用下也实现贴合，形成一过定位状态。

如图7所示，为了能将上述技术方案中的D值控制在该特定的参数范围内，我们可以上述正五边形刀片在安装时、过定位后的状态分别作一该正五边形刀片的内切圆O₁和O₂，然后利用两内切圆的圆心距L₁、半径差L₂及上述的夹角α即可建立所述D值的数学模型，若将该正五边形刀片的内切圆公差做一设定，本领域人员根据公知常识即可得到因刀片本身精度控制而要求的D值的上、下限值。通过对工艺、工装夹具、工艺参数等的调整，依靠高精度的刀片加工中心，可以将本实用新型的刀片与刀槽的精度控制在要求的范围内。

与现有技术相比，采用本实用新型定位方式的上述刀具，使得刀片在加工过程中因受到切削力的作用而向刀槽非定位支撑面方向(即刀片的压紧方向)滑移，这样本实用新型的刀具便具备了提供类似自压紧效果的能力，使得在铣削过程中本实用新型正五边形刀片的定位更加牢固可靠，刀具的振动趋势也大幅度减弱，刀具的寿命得到提高；其次，由于本实用新型的刀具及其定位方式对刀片非定位面与刀槽的间距进行了严格的控制，刀片的滑动距离受到限制，这相当于在切削时多提供了一个定位面，可减小切削力对刀具轴向跳动的影响，从而减少刀具端齿的跳动，提高被加工件的表面质量。由于本实用新型的刀具在切削加工过程中，刀槽的三个支撑面与刀具的三个侧面均是紧密贴合，加工出的切屑也不易积存到刀槽中，这也保证了刀片尽量不受到切屑的干涉影响。此外，由于本实用新型刀具在工作状态下形成过定位，刀片的滑动距离受到限制，这也减小了刀具体的塑性变形，保证了刀具的重复定位精度。相对于其他加工方式，铣削加工对轴向的跳动更为敏感，跳动不良将使加工表面质量下降，同时加剧刀具振动，因此本实用新型的技术方案特别适用于铣削用刀具。

附图说明

图1为现有可转位铣削用刀具中定位正五边形刀片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中定位五边形刀片的可转位铣削用刀具(省略了对称的部分视图)；

图3为本实用新型实施例中可转位铣削用刀具在非工作状态下刀片的定位结构示意图(刀座处的局部放大)；

图4为本实用新型实施例中可转位铣削用刀具的工作原理图；

图5为本实用新型实施例中可转位铣削用刀具在传统设计思路下的工作原理图；

图6为本实用新型的可转位铣削用刀具的立体结构示意图；

图7为本实用新型刀槽的非定位支撑面与刀片非定位面间距离D值计算的原理图。

图例说明：

1、刀具本体       2、刀座

3、正五边形刀片   31、定位面

32、非定位面      33、切削刃

4、刀槽           41、定位支撑面

42、非定位支撑面  5、螺钉

具体实施方式

实施例：

一种如图2～图6所示的本实用新型定位五边形刀片的可转位铣削用刀具，该刀具包括一回转形的刀具本体1(回转轴见图2中的C轴)，该刀具本体1的底部外围设有多个沿回转圆周方向均匀布置的刀座2，每个刀座2上开设有一容置正五边形刀片3的刀槽4，刀槽4为通用的半开放式，且底面为正五边形以便与安装的正五边形刀片3相配合，刀槽4用于定位正五边形刀片3的侧面是由两个定位支撑面41和一个非定位支撑面42组成，位于两侧的两个定位支撑面41通过非定位支撑面42过渡连接；当用螺钉5(或压块等附件)将正五边形刀片3压紧安装到刀槽4中时，两定位支撑面41分别与装设于该刀槽4中正五边形刀片3的两定位面31紧密贴合，而非定位支撑面42与连接该两定位面31的非定位面32相对并间隔有距离D，本实施例的刀具中D的取值为0.01mm。刀片外侧设有切削刃33，理想状态下，当刀具上所有的正五边形刀片3安装完成后，各刀片的最低点都应位于与回转轴C垂直的公共平面P中，但实际的加工中，各刀片的最低点在回转轴方向上都存在一定的跳动。

如图3～图4所示，当刀具处于非工作状态时，正五边形刀片3中只有两个定位面31分别与刀槽的两个定位支撑面41相贴合，以实现对刀片的定位功能。当刀具进行铣削加工时，刀具将绕回转轴C旋转，正五边形刀片3在切削力F_a和F_r的作用下向刀槽4的非定位支撑面42方向(即B方向)滑移，使得正五边形刀片3的非定位面32与刀槽4的非定位支撑面42也贴合在一起(即图4中的虚线所在的位置)，从而实现过定位。如果按照现有常规的刀片定位思路，则本实施例的刀片定位方式将如图5所示，即使刀槽4的非定位支撑面42与正五边形刀片3的非定位面32间隔距离D1，且D1在0.3mm以上；当刀具处于工作状态时，正五边形刀片3在切削力F_a和F_r的作用下朝B向运动，但由于间隔较宽，非定位面32最终并不会与非定位支撑面42贴合，距离D1最后缩短为距离D2，不能达到本实施例中的过定位状态。

Claims (1)

1.一种定位五边形刀片的可转位铣削用刀具，所述刀具包括一回转形的刀具本体，该刀具本体的底部外围设有多个沿圆周方向均匀布置的刀座，所述刀座上开设有一容置正五边形刀片的刀槽，其特征在于：所述刀槽的侧面由两个定位支撑面和一个非定位支撑面组成，所述的两个定位支撑面通过所述的非定位支撑面过渡连接，所述的两个定位支撑面分别与装设于该刀槽中正五边形刀片的两定位面紧密贴合，所述的非定位支撑面与所述正五边形刀片的非定位面相对并间隔有距离D，所述D的取值满足0.005mm≤D≤0.1mm。

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