CN209477333U - 一种嵌入式硬质合金可转位刀片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种嵌入式硬质合金可转位刀片，包括硬质合金镶片、可嵌入刀片体和硼砂焊片；可嵌入刀片体在平面的投影呈多边形或圆形，可嵌入刀片体包含支撑结构、刀片断屑槽、芯孔和硬质合金镶片定位槽，硬质合金镶片通过硼砂焊片固定在所述可嵌入刀片体的硬质合金镶片定位槽中并与所述硬质合金镶片定位槽吻合配合。本实用新型能够极大节省超细晶粒硬质合金原材料，同时有效增加刀片散热性，减小刀具颤振，降低刀片整体重量，而且有效促进了硬质合金可转位刀具可循环利用的持续性发展。

Description

一种嵌入式硬质合金可转位刀片

技术领域

本实用新型涉及刀具技术领域，特别是涉及一种嵌入式硬质合金可转位刀片。

背景技术

目前，普遍对于车削难加工材料的解决方案是从刀具材质和结构两方面入手。在材质方面，高强度和高耐热性的加工材料对于硬质合金刀具基体和涂层材料的要求更高，尤其是对超细晶粒硬质合金材料研究应用日趋深入，导致研发成本增加，材料价格也随之攀升。在结构方面，针对不同的难加工材料和加工工况需要不断对刀尖几何结构进行优化设计，甚至会针对特定材料需要研究一些特定的非标刀具，然而对于车刀片的芯型结构，基本为通用结构，未发生较大变化。现有技术的硬质合金可转位刀片存在着稀有金属钨资源浪费，刀片的散热性，抗振性不足，以及刀片重量较重的弊端。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种嵌入式硬质合金可转位刀片，通过结构改进，能够极大节省了超细晶粒硬质合金原材料，同时有效增加刀片散热性，减小刀具颤振，降低刀片整体重量，而且有效促进了硬质合金可转位刀具可循环利用的持续性发展。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种嵌入式硬质合金可转位刀片，包括以晶粒度小于600nm的超细晶粒硬质合金为材质的硬质合金镶片、以碳素工具钢、合金工具钢或高速工具钢为材质的可嵌入刀片体和硼砂焊片；所述可嵌入刀片体在平面的投影呈多边形或圆形，可嵌入刀片体包含支撑结构、刀片断屑槽、芯孔和硬质合金镶片定位槽，其中，芯孔设在支撑结构的厚度的中部，硬质合金镶片定位槽设在支撑结构的角部或圆弧边；所述硬质合金镶片通过硼砂焊片固定在所述可嵌入刀片体的硬质合金镶片定位槽中并与所述硬质合金镶片定位槽吻合配合。

所述可嵌入刀片体的支撑结构与芯孔结构可以采有通用刀片型结构，其尺寸型号按照传统标准刀片和芯孔尺寸要求设计。

刀片形状可以为菱形刀片，也可以为三角形，四边形，五边形、六边形，八边形或圆形。

所述硬质合金镶片包含刀尖圆弧、主切削刃、副切削刃和弧形定位槽，其中，刀尖圆弧处在中间位置，主切削刃处于刀尖圆弧的一边，副切削刃处于刀尖圆弧的另一边，弧形定位槽的轮廓线的两端分别接至主切削刃和副切削刃，所述可嵌入刀片体的硬质合金镶片定位槽与所述硬质合金镶片的弧形定位槽为间隙配合。

可嵌入刀片体的硬质合金镶片定位槽数量范围为1个～8个，具体数量依据实际刀尖数量而定。

所述硼砂焊片的周边轮廓形状与所述硬质合金镶片的底面轮廓形状相同，所述硼砂焊片的厚度为0.02～0.2mm。

所述刀尖圆弧的刀尖角度范围为35°～135°。

所述硬质合金镶片上的刀尖圆弧、主切削刃、副切削刃向内延伸依次设有倒棱、前刀面和断屑槽。倒棱可与刀具基面呈一定角度，称为刃带前角，刃带前角范围为-6°～12°，倒棱宽度范围为0mm～0.1mm，前刀面与倒棱相连，与基面夹角为前角，前角范围为0°～60°，断屑槽与前刀面相连，断屑槽底面为平面。

所述主切削刃与所述副切削刃长度相同，并且与刀尖圆弧共同承担车削过程中全部切削工作。

实际切削过程中的切削深度要小于主切削刃长度。例如主切削刃长度为3mm时，切削过程中的切削深度不得设置大于3mm。

所述硬质合金镶片的断屑槽与所述可嵌入刀片体上的刀片断屑槽共同组成一个完整的断屑结构，且所述断屑槽底面为平面。

所述硬质合金镶片的弧形定位槽轮廓线呈对称分布，用于硬质合金镶片定位。

所述硬质合金镶片的弧形定位槽轮廓线共由五段组成，包含两段直线，两段半径为0.5mm的凸出圆弧和一段半径为1mm的凹入圆弧，且凹入圆弧处于中间，两段凸出圆弧位于凹入圆弧的两边，两段直线分别处于两段凸出圆弧的外边。

所述刀片断屑槽与硬质合金镶片定位槽可以根据硬质合金镶片的尺寸规格大小进行设计。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

本实用新型不仅对于满足日益增长的超细晶粒硬质合金材料需求，弥补超细晶粒硬质合金高昂研发价格，降低超细晶粒硬质合金压制技术难度都具有极大的改善效果。

而且，本实用新型采用价格更为低廉，更易于加工成型的碳素工具钢、合金工具钢或高速工具钢作为通用型可嵌入刀片体，降低了车刀片的整体重量，对于超声波机械加工提供了有益帮助。

同时，本实用新型采用的高速钢刀片对于车削过程中的硬质合金镶片颤振抑制具有有益效果，有利于提高加工表面质量。

最后，本实用新型将传统车刀片的起到实际切削作用的硬质合金镶片，与承担支撑和装夹作用的通用型可嵌入刀片体独立式设计：将硬质合金镶片作为主要研究对象，有利于深入优化硬质合金镶片结构；将通用型可嵌入刀片体作为通用类装夹结构进行设计，有利于刀片制造产能的提高，甚至于可循环利用通用型可嵌入刀片体，极大降低了研发制造成本。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种嵌入式硬质合金可转位刀片不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体装配图。

图2是本实用新型实施例的硬质合金镶片实体主视图。

图3是本实用新型实施例的硬质合金镶片实体俯视图。

图4是本实用新型实施例的焊片结构示意图。

图5是本实用新型实施例的通用型可嵌入刀片体结构示意图。

图中，1：硬质合金镶片；2：焊片；3：通用型可嵌入刀片体；1a：主切削刃；1b：刀尖圆弧；1c：副切削刃；1d：弧形定位槽；1e：倒棱；1f：前刀面；1g：断屑槽；1h：硬质合金镶片部分侧壁；2a：焊片轮廓；2b：焊片侧壁；3a：支撑结构；3b：刀片断屑槽；3c：芯孔；3d：硬质合金镶片定位槽。

具体实施方式

实施例

如图1所示，本实用新型一种嵌入式硬质合金可转位刀片由硬质合金镶片1和通用型可嵌入刀片体3两个主要构件构成，并通过焊片2焊接而成。

硬质合金镶片1材质为晶粒度小于600nm的超细晶粒硬质合金材料，焊片2材质为硼砂焊片，通用型可嵌入刀片体3材质为碳素工具钢、合金工具钢或高速工具钢。

硬质合金镶片1与通用型可嵌入刀片体3通过硬质合金镶片1上的弧形定位槽与通用型可嵌入刀片体3上的硬质合金镶片定位槽实现定位，并通过焊片2焊接连接。

如图2所示，硬质合金镶片1周边结构由主切削刃1a、刀尖圆弧1b、副切削刃1c、和弧形定位槽1d构成。其中，刀尖圆弧1b处在中间位置，主切削刃1a处于刀尖圆弧1b的一边，副切削刃1c处于刀尖圆弧1b的另一边，弧形定位槽的轮廓线的两端分别接至主切削刃 1a和副切削刃1c。

硬质合金镶片1为对称结构，其中主切削刃1a与副切削刃1b长度等长。

弧形定位槽1d轮廓线呈对称分布，由L₁、L₂、R₁、R₂、R₃五段组成，包括两段直线 L₁、L₂，两段半径0.5mm的凸出圆弧R₁、R₃和一段半径1mm的凹入圆弧R₂，且凹入圆弧 R₂处于中间，两段凸出圆弧R₁、R₃位于凹入圆弧R₂的两边，两段直线L₁、L₂分别处于两段凸出圆弧R₁、R₃的外边。

所述刀尖圆弧的刀尖角度范围为35°～135°。

如图3所示，硬质合金镶片1由倒棱1e、前刀面1f、断屑槽1g和硬质合金镶片侧壁1h构成。

倒棱1e与基面的夹角刃带前角的范围是-6°～12°，倒棱1e宽度范围为0mm～0.1mm，前刀面1f与倒棱1e相连，与基面夹角为前角，前角范围为0°～60°。

断屑槽1g为部分断屑槽，另一部分断屑槽为通用型可嵌入刀片体3上的刀片断屑槽3b，断屑槽1g的底面为平面。

硬质合金镶片侧壁1h厚度L₆为1.8mm。

如图4所示，焊片2由轮廓2a和焊片侧壁2b构成，轮廓2a与硬质合金镶片1的底面轮廓相同，焊片侧壁2b厚0.06mm。

如图5所示，通用型可嵌入刀片体部分包含支撑结构3a、刀片断屑槽3b、芯孔3c和硬质合金镶片定位槽3d。其中，芯孔3c设在支撑结构的厚度的中部，硬质合金镶片定位槽3d设在支撑结构的角部。

支撑结构3a和芯孔3c与传统标注车刀片设计相同，为通用型结构。

刀片断屑槽3b与硬质合金镶片1断屑槽1g共同构成完整断屑槽，在车削过程中起断屑作用。

所述可嵌入刀片体的硬质合金镶片定位槽与所述硬质合金镶片的弧形定位槽为间隙配合

硬质合金镶片定位槽3d用于安装定位硬质合金镶片1，安装定位为间隙配合。

本实施例的刀片形状为菱形刀片，也可以为三角形，四边形，五边形、六边形，八边形或圆形等。

所述可嵌入刀片体的支撑结构体与芯孔结构可以采有通用刀片型结构，其尺寸型号按照传统标准刀片和芯孔尺寸要求设计。

本实用新型首先是节约了超细晶粒硬质合金的使用量，与传统整体车刀片相比，超细晶粒硬质合金材料使用量节约75％以上。

然后降低了刀片整体重量，对于类似超声波加工的工况下，对刀片质量要求严格，降低刀片质量有助于扩大超细晶粒硬质合金刀片的使用范围。

同时采用碳素工具钢、合金工具钢或高速工具钢作为超细晶粒硬质合金镶片1的承载装夹结构通用型可嵌入刀片体3，降低了材料成本，也降低了芯孔和通用型可嵌入刀片体的压制加工难度，提升了刀片整体的抑颤振性能，有助于提高被加工工件的表面光洁度。

最后，这种硬质合金镶片1与通用型可嵌入刀片体3独立式设计，有助于芯孔和通用型可嵌入刀片体形状的通用化设计，在此基础上，更有助于刀片刃口的细化研究，降低研发制造成本，促进刀片推陈出新。

刀尖圆弧1b、主切削刃1a、副切削刃1c承担车削过程中全部切削工作，主切削刃1a与副切削刃1c的长度限制了实际切削过程中的切削参数使用量，即实际切削过程中的切削深度要小于主切削刃1a长度，进给量也要在副切削刃1c允许范围内。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：包括以晶粒度小于600nm的超细晶粒硬质合金为材质的硬质合金镶片、以碳素工具钢、合金工具钢或高速工具钢为材质的可嵌入刀片体和硼砂焊片；所述可嵌入刀片体在平面的投影呈多边形或圆形，可嵌入刀片体包含支撑结构、刀片断屑槽、芯孔和硬质合金镶片定位槽，其中，芯孔设在支撑结构的厚度的中部，硬质合金镶片定位槽设在支撑结构的角部或圆弧边；所述硬质合金镶片通过硼砂焊片固定在所述可嵌入刀片体的硬质合金镶片定位槽中并与所述硬质合金镶片定位槽吻合配合。

2.根据权利要求1所述的嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：所述硬质合金镶片包含刀尖圆弧、主切削刃、副切削刃和弧形定位槽，其中，刀尖圆弧处在中间位置，主切削刃处于刀尖圆弧的一边，副切削刃处于刀尖圆弧的另一边，弧形定位槽的轮廓线的两端分别接至主切削刃和副切削刃，所述可嵌入刀片体的硬质合金镶片定位槽与所述硬质合金镶片的弧形定位槽为间隙配合。

3.根据权利要求2所述的嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：所述硼砂焊片的周边轮廓形状与所述硬质合金镶片的底面轮廓形状相同，所述硼砂焊片的厚度为0.02～0.2mm。

4.根据权利要求2所述的嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：所述刀尖圆弧的刀尖角度范围为35°～135°。

5.根据权利要求2所述的嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：所述硬质合金镶片上的刀尖圆弧、主切削刃、副切削刃向内延伸依次设有倒棱、前刀面和断屑槽。

6.根据权利要求2或5所述的嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：所述主切削刃与所述副切削刃长度相同。

7.根据权利要求5所述的嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：所述硬质合金镶片的断屑槽与所述可嵌入刀片体上的刀片断屑槽共同组成一个完整的断屑结构，且所述断屑槽底面为平面。

8.根据权利要求2所述的嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：所述硬质合金镶片的弧形定位槽轮廓线呈对称分布，用于硬质合金镶片定位。

9.根据权利要求8所述的嵌入式硬质合金可转位刀片，其特征在于：所述硬质合金镶片的弧形定位槽轮廓线共由五段组成，包含两段直线，两段半径为0.5mm的凸出圆弧和一段半径为1mm的凹入圆弧，且凹入圆弧处于中间，两段凸出圆弧位于凹入圆弧的两边，两段直线分别处于两段凸出圆弧的外边。