CN206286574U - 一种机夹切断刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机夹切断刀，该机夹切断刀包括刀体，刀体的头部通过固定螺栓连接有刀片，刀具后角为5～8°，刀体与刀片的配合面为多曲面配合，刀片为平直型刀体外廓形状为长方体形，刀片上设置有切削刀头；切削刀头包括切削刃、容屑槽、前刀面、主后刀面、副后刀面、刃带、修光刃和卷屑槽；主后刀面为刀片的前侧面，前刀面为刀片的顶面和底面，副后刀面为刀片的左右侧面，前刀面和主后刀面的交线构成切削刃，刃带设置于副后刀面上，前刀面与刃带的交线构成修光刃；前刀面上设置有卷屑槽和容屑槽，卷屑槽与容屑槽相连通，卷屑槽设置于切削刃和容屑槽之间。其切削稳定、生产效率高，提高了刀体装夹刀片稳定性和耐用度。

Description

一种机夹切断刀

技术领域

本实用新型属于机床切削刀具领域，具体地说，涉及一种机夹切断刀。

背景技术

现有数控车床加工过程中，对工件的切削作业主要依靠机夹切削刀具，对工件的切断主要采用机夹切断刀。普通的切断刀一般选用高速钢(W18Cr4V)和硬质合金(YT类或YG类)做成整体式刀具或涂层刀片机夹式刀具。该种类型的切断刀一般具有切屑变形较大、切削力较大、切削热比较集中、刀具刚性差、排屑困难等问题；且在切断过程中容易发生振颤现象，切断零件过程中刀片经常出现非正常折断，对于机夹刀将损坏刀体增加了制造成本并影响切削作业的生产效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术中存在的刀具折断和振颤的问题，提供了一种机夹切断刀，其能够实现切断刀在切断工件中的高效加工，且切削稳定、生产效率高，提高了刀体装夹刀片稳定性、耐用度和刀片的重复使用次数，降低了刀具、刀片使用成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种机夹切断刀，包括刀体，所述刀体的头部通过固定螺栓连接有刀片，刀具后角为5～8°，刀体与刀片的配合面为多曲面配合，刀片为平直型刀体外廓形状为长方体形，刀片上设置有切削刀头；切削刀头包括切削刃、容屑槽、前刀面、主后刀面、副后刀面、刃带、修光刃和卷屑槽；主后刀面为刀片的前侧面，前刀面为刀片的顶面和底面，副后刀面为刀片的左右侧面，前刀面和主后刀面的交线构成切削刃，刃带设置于副后刀面上，前刀面与刃带的交线构成修光刃；前刀面上设置有卷屑槽和容屑槽，卷屑槽与容屑槽相连通，卷屑槽设置于切削刃和容屑槽之间。

进一步地，前刀面包括位于刀片顶面的3个前刀面凸柱面，相邻的2个前刀面凸柱面之间设置有前刀面凹柱面；所述前刀面凸柱面呈凸出的半圆柱状，前刀面凹柱面呈凹陷的半圆柱状；设置于外侧的2个前刀面凸柱面外侧分别设置有与其相连接的前刀面平面，2个前刀面平面分别设置于两个副后刀面上，前刀面平面与刀片的长边方向相平行。

进一步地，主后刀面包括位于刀片前侧面上的3个主后刀面凸柱面，相邻的2个主后刀面凸柱面之间设置有主后刀面凹柱面；所述主后刀面凸柱面呈凸出的半圆柱状，主后刀面凹柱面呈凹陷的半圆柱状。

进一步地，3个前刀面凸柱面与3个主后刀面凸柱面一一对应设置，2个前刀面凹柱面与2个主后刀面凹柱面一一对应设置，3个前刀面凸柱面与3个主后刀面凸柱面的交线、以及2个前刀面凹柱面与2个主后刀面凹柱面的交线连接成切削刃。

进一步地，设置于两侧的2个前刀面凸柱面外侧设置有圆弧形刃带，圆弧形刃带分别设置于刀片两个副后刀面上；所述刃带与前刀面平面交线为圆弧线修光刃。

进一步地，前刀面凸柱面上设置有凹槽形状的凹月牙洼，前刀面凹柱面上设置有凸起的凸月牙洼，凸月牙洼与凹月牙洼为等直径反方向圆弧球面；凹月牙洼通过凸月牙洼相连接，所述凹月牙洼和凸月牙洼构成卷屑槽。

进一步地，前刀面凸柱面、前刀面凹柱面、主后刀面凸柱面和主后刀面凹柱面的半径为刀片的宽度的1/3；直径取值范围1～2mm。

进一步地，刀片的两端均设置有两个切削刀头；同一端的两个切削刀头呈轴对称，分别设置在刀片顶部和底部。

进一步地，刀体与刀片接触部位为多曲面凸凹槽配合。

与现有技术相比，本实用新型可以获得包括以下技术效果：

1)本实用新型通过设计空间切削刃减小了刃口半径，从而降低主切削力，降低了机床功率的消耗，相对提高了刀具刚性；

2)本实用新型通过多柱面自由切削理论设计的空间切削刃各点工作前角不同，切削刃各点切削力方向不同，使空间单元刀具点支撑刀具和工件，切削平稳；

3)本实用新型通过设计切断刀片圆弧刃带，增强了刀具防引偏能力；

4)本实用新型通过设计切断刀片圆弧修光刃，提高了已加工表面质量，增强了刀尖刚性；

5)本实用新型通过设计切断刀片变宽度负倒棱，提高了刀刃强度，强化了刀片强度；

6)本实用新型通过设计切断刀片卷屑槽增强了切削刃强度，强化了刀片强度；

7)本实用新型通过设计切断刀片卷屑槽宽度控制切屑流出方向，利于切削稳定；

8)本实用新型通过设计切断刀片形状增加了重复使用次数，降低了刀片使用成本；

9)刀片的上下表面与刀体凹凸曲面配合，增加了装夹强度，保证了刀体多次使用后仍能准确定位；

10)刀体上安装刀片位置为-5°～-8°径向前角形成的90°刀槽，保证刀片安装后在切削力作用下刀片稳定可靠。

11)本实用新型所述的加工方法及优化后的切断刀能够实现刀片的标准化生产，便于批量加工与生产，且生产质量稳定。

12)本实用新型机夹切断刀能够提高生产效率3～4倍，切断刀使用寿命提高2～3倍。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型机夹切断刀的主视图；

图2是本实用新型机夹切断刀的俯视图；

图3是本实用新型机夹切断刀的右视图；

图4是本实用新型刀片的局部放大图；

图5是实用新型刀片的俯视图；

图6是本实用新型切断刀的主后刀面的结构示意图。

图中，1.切削刃；2.凹月牙洼；3.容屑槽；4.前刀面；4-1.前刀面凸柱面；4-2.前刀面凹柱面；5.主后刀面；6.刃带；7.凸月牙洼；8.主后刀面凸柱面；9.主后刀面凹柱面；10.前刀面平面；11.刀体；12.刀片；13.修光刃；14.固定螺栓；15.副后刀面；图中的点代表该附图标记为面，图中的箭头表示该附图标记为线。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本实用新型的实施方式，藉此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本实用新型公开了一种机夹切断刀，如图1-图3所示，包括刀体11，所述刀体11的头部通过固定螺栓14连接有刀片12，刀具后角为5～8°，刀片12为平直型刀体外廓形状为长方体形；刀片12的两端均设置有两个切削刀头；同一端的两个切削刀头呈轴对称，分别设置在刀片12顶部和底部；

如图4所示，以设置在刀片12前端顶部的切削刀头为例：切削刀头包括切削刃1、容屑槽3、前刀面4、主后刀面5、副后刀面15、刃带6、修光刃13和卷屑槽；主后刀面5为刀片12的前侧面，前刀面4为刀片12的顶面和底面，副后刀面15为刀片12的左右侧面，前刀面4和主后刀面5的交线构成切削刃1，刃带6设置于副后刀面15上，前刀面4与刃带6的交线构成修光刃13；前刀面4上设置有卷屑槽和容屑槽3，卷屑槽与容屑槽3相连通，所述卷屑槽设置于切削刃1和容屑槽3之间。

前刀面4包括位于刀片12顶面的3个前刀面凸柱面4-1，相邻的2个前刀面凸柱面4-1之间设置有前刀面凹柱面4-2；前刀面凸柱面4-1呈凸出的半圆柱状，前刀面凹柱面4-2呈凹陷的半圆柱状；设置于外侧的2个前刀面凸柱面4-1外侧分别设置有与其相连接的前刀面平面10，2个前刀面平面10分别设置于两个副后刀面15上，前刀面平面10与基面相平行。

如图5和图6所示，主后刀面5包括位于刀片12前侧面上的3个主后刀面凸柱面8，相邻的2个主后刀面凸柱面8之间设置有主后刀面凹柱面9；所述主后刀面凸柱面8呈凸出的半圆柱状，主后刀面凹柱面9呈凹陷的半圆柱状。

3个前刀面凸柱面4-1与3个主后刀面凸柱面8一一对应设置，2个前刀面凹柱面4-2与2个主后刀面凹柱面9一一对应设置，3个前刀面凸柱面4-1与3个主后刀面凸柱面8的交线、以及2个前刀面凹柱面4-2与2个主后刀面凹柱面9的交线连接成切削刃1。

设置于两侧的2个前刀面凸柱面4-1外侧设置有圆弧形刃带6，圆弧形刃带6分别设置于两个副后刀面15上；刃带6与前刀面平面10交线为圆弧线修光刃13。

前刀面凸柱面4-1上设置有凹槽形状的凹月牙洼2，前刀面凹柱面4-2上设置有凸起的凸月牙洼7，凸月牙洼7与凹月牙洼2为等直径反方向圆弧球面；凹月牙洼2与凸月牙洼7连接在一起构成卷屑槽。

前刀面凸柱面4-1、前刀面凹柱面4-2、主后刀面凸柱面8和主后刀面凹柱面9的半径为刀片12的宽度的1/3；直径取值范围1～2mm。

刀体头部装夹刀片部位，制造有与刀片上下表面配合的凹凸曲面，刀体11与刀片12接触部位为多曲面凸凹槽配合。

本实用新型装夹刀片稳定可靠、重复定位精度高等优点，刀片装夹完成后形成刀具各角度合理，并提高了刀片重复使用次数，大大提高了刀片材料利用率降低了加工零件成本。

本实用新型公开了一种机夹切断刀的加工方法，包括以下步骤：

1)根据刀片12的宽度a，设定前刀面凸柱面4-1、前刀面凹柱面4-2、主后刀面凸柱面8和主后刀面凹柱面9的柱面半径尺寸；柱面半径尺寸为刀体宽度a的三分之一，进行加工形成前刀面凸柱面4-1、前刀面凹柱面4-2、主后刀面凸柱面8和主后刀面凹柱面9；

2)前刀面凸柱面4-1与主后刀面凸柱面8的夹角、前刀面凹柱面4-2与主后刀面凹柱面9的夹角设置为90°，进行加工形成切削刃1；

3)前刀面凸柱面4-1上设置有凹槽形状的凹月牙洼2，前刀面凹柱面4-2上设置有凸起的凸月牙洼7，凸月牙洼7与凹月牙洼2为等直径反方向圆弧球面；凹月牙洼2通过凸月牙洼7相连接，凹月牙洼2和凸月牙洼7构成卷屑槽；

4)在刀片12的左右侧面上设置凸起的圆弧形刃带6，刃带6与前刀面平面10交线为圆弧线修光刃13；前刀面凸柱面4-1与刃带6为同一圆心圆柱面；

5)在前刀面4上设置一个容屑槽3，容屑槽3与前刀面凸柱面4-1的连接处形成两条加强肋(与凸月牙洼7相对应，作用是提高卷屑槽强度)，凸月牙洼7的宽度为前刀面凸柱面4-1直径的1/3；

6)刀体11装夹刀片12，刀体11与刀片12接触面有与刀片上下表面相配合的凹凸曲面，装夹完成后刀具径向后角为-5°～-8°，后角为5～8°；前角15～25°；负偏角小于1°。

刀具主偏角为一变化值，形成切削分力阻止切削系统产生颤振，在切断工件瞬间，刀具迫使工件折断方向为安装刀具的反方向，保护了刀具两侧刀尖不被工件碰撞损毁；工作中两侧修光刃为较大圆弧刃，能够适应各种金属材质，保证加工表面质量；刀具副后角采用小宽度圆弧型刃带，加工中刃带与已加工表面为短线接触，增强了刀片刚性，尽量减轻了刀具的摩擦，提高了刀具的导向功能；卷屑槽的整体设计增强了刀片刚性，加工中避免了卡屑现象，切屑呈现为发条盘状切屑。

本实用新型中的切断刀，用于车床加工中的工件切断，其包括刀体、刀片，所述刀片为平直型刀体外廓形状为长方形，卷屑槽的月牙洼，保证刀具刚性的同时保证了切削稳定。应用单元刀具设计方案，采用最小能量原理设计完成；为增强刀片使用寿命采用4条切削刃(现有刀片多采用2条或1条切削刃)提高了刀片的使用次数延长了刀具寿命，添加柱面刃带保证切削平稳的同时有效防止刀具的引偏，采用较大圆弧修光刃形成刀片副后角、副偏角同时保证已加工表面的表面质量。刀体的设计本着实用性原则，通过大量实践，在现有机夹刀具的基础上把原刀片零度装夹或正角度装夹改进为前角-8°装夹，现有刀具为1条凹槽定位改进为多凹槽与刀片装夹定位，提高了刀具装夹的稳定性和耐用度。鉴于上述技术方案，本实用新型能够实现切断刀在切断工件中的正常作业，避免振颤现象的发生，且切削稳定不易出现打刀、生产效率高、提高了刀具寿命。

上述说明示出并描述了实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离实用新型的精神和范围，则都应在实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种机夹切断刀，其特征在于，包括刀体(11)，所述刀体(11)的头部通过固定螺栓(14)连接有刀片(12)，刀具后角为5～8°，刀体(11)与刀片(12)的配合面为多曲面配合，刀片(12)为平直型刀体外廓形状为长方体形，刀片(12)上设置有切削刀头；切削刀头包括切削刃(1)、容屑槽(3)、前刀面(4)、主后刀面(5)、副后刀面(15)、刃带(6)、修光刃(13)和卷屑槽；主后刀面(5)为刀片(12)的前侧面，前刀面(4)为刀片(12)的顶面和底面，副后刀面(15)为刀片(12)的左右侧面，所述前刀面(4)和主后刀面(5)的交线构成切削刃(1)，刃带(6)设置于副后刀面(15)上，前刀面(4)与刃带(6)的交线构成修光刃(13)；前刀面(4)上设置有卷屑槽和容屑槽(3)，卷屑槽与容屑槽(3)相连通，所述卷屑槽设置于切削刃(1)和容屑槽(3)之间。

2.根据权利要求1所述的机夹切断刀，其特征在于，前刀面(4)包括位于刀片(12)顶面的3个前刀面凸柱面(4-1)，相邻的2个前刀面凸柱面(4-1)之间设置有前刀面凹柱面(4-2)；所述前刀面凸柱面(4-1)呈凸出的半圆柱状，前刀面凹柱面(4-2)呈凹陷的半圆柱状；设置于外侧的2个前刀面凸柱面(4-1)外侧分别设置有与其相连接的前刀面平面(10)，2个前刀面平面(10)分别设置于两个副后刀面(15)上，前刀面平面(10)与刀片(12)的长边方向相平行。

3.根据权利要求2所述的机夹切断刀，其特征在于，主后刀面(5)包括位于刀片(12)前侧面上的3个主后刀面凸柱面(8)，相邻的2个主后刀面凸柱面(8)之间设置有主后刀面凹柱面(9)；所述主后刀面凸柱面(8)呈凸出的半圆柱状，主后刀面凹柱面(9)呈凹陷的半圆柱状。

4.根据权利要求3所述的机夹切断刀，其特征在于，所述3个前刀面凸柱面(4-1)与3个主后刀面凸柱面(8)一一对应设置，2个前刀面凹柱面(4-2)与2个主后刀面凹柱面(9)一一对应设置，3个前刀面凸柱面(4-1)与3个主后刀面凸柱面(8)的交线、以及2个前刀面凹柱面(4-2)与2个主后刀面凹柱面(9)的交线连接成切削刃(1)。

5.根据权利要求4所述的机夹切断刀，其特征在于，所述设置于两侧的2个前刀面凸柱面(4-1)外侧设置有圆弧形刃带(6)，圆弧形刃带(6)分别设置于两个副后刀面(15)上；所述刃带(6)与前刀面平面(10)交线为圆弧线修光刃(13)。

6.根据权利要求5所述的机夹切断刀，其特征在于，前刀面凸柱面(4-1)上设置有凹槽形状的凹月牙洼(2)，所述前刀面凹柱面(4-2)上设置有凸起的凸月牙洼(7)，凸月牙洼(7)与凹月牙洼(2)为等直径反方向圆弧球面；凹月牙洼(2)通过凸月牙洼(7)相连接，所述凹月牙洼(2)和凸月牙洼(7)构成卷屑槽。

7.根据权利要求6所述的机夹切断刀，其特征在于，前刀面凸柱面(4-1)、前刀面凹柱面(4-2)、主后刀面凸柱面(8)和主后刀面凹柱面(9)的半径为刀片(12)的宽度的1/3；直径取值范围1～2mm。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的机夹切断刀，其特征在于，所述刀片(12)的两端均设置有两个切削刀头；同一端的两个切削刀头呈轴对称，分别设置在刀片(12)顶部和底部。

9.根据权利要求1-7任一权利要求所述的机夹切断刀，其特征在于，所述刀体(11)与刀片(12)接触部位为多曲面凸凹槽配合。