CN211360801U - 一种带可参与切削刀垫的铣削刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带可参与切削刀垫的铣削刀具，包括刀片、具有回转体特征的刀体和采用粉末压缩及烧结而成的刀垫；刀体的一端的外周设有至少一个排屑槽，排屑槽中设有刀座，刀座包括沿着刀体的回转方向并排设置的刀片座和刀垫座，刀片和刀垫分别安装在对应的刀片座和刀垫座中；刀垫中，在朝向所述刀片的一面仅设有一个偏置的凸起，刀片中，在朝向所述刀垫的一面设有一个凹槽，当刀片与刀垫对接时，刀垫的凸起抵在刀片的凹槽的一边而使刀垫与刀片在所述凹槽的另一边形成悬空。本实用新型当刀片破损严重时，工件将撞击到刀垫，而刀垫可以较为轻快的切入工件，降低工件对刀垫的冲击力，起到保护刀体及机床主轴的作用，同时刀垫刃口不容易损坏。

Description

一种带可参与切削刀垫的铣削刀具

技术领域

本实用新型涉及刀具设计制造技术领域，特别是涉及一种带可参与切削刀垫的铣削刀具。

背景技术

刀具通常包括刀片和刀体，且刀片一般是通过螺钉装配在刀体上。也有的刀具增加了可换式刀垫，对于这类可换式刀垫，大部分产品在使用时是放置在刀体的刀座凹槽内部和刀片之间，螺钉穿过刀垫上的一个中心孔对刀垫进行锁紧，刀具在切削过程中，刀垫的主要作用是起到保护较为昂贵的刀体本身在使用过程中免于变形或者损坏。

传统的钢质刀垫外形都较为简单，刀垫没有像刀片那样进行复杂的曲面槽型设计，特别在重型加工过程中，加工所产生的切削力很大，当刀片产生破损时，工件容易撞击到刀垫，而刀垫上没有降低撞击力的槽型设计，撞击力将会很大，一方面机床主轴容易损伤，另一方面，钢质刀垫容易破损，而没有起到保护刀体的作用，这就需要频繁的更换刀垫，费用较高。

在专利文献(中国专利文献CN1204975A)所描述的发明专利中，提出一种金属切削工具，其中包括一个刀夹，其上至少有一个刀片承纳凹座和一个由粉末压缩和烧结而成的可换式垫片，垫片有一沿其边缘形成并与其构成一体的长助，且以可拆卸的形式定位与沿上述凹座的一个边缘构成的长凹槽内。该专利考虑到了刀垫成本及装配的便利性，但是其刀垫的上表面，即靠近刀片的一端面上没有进行复杂的曲面槽型(凹面、刃口形态)设计，同时刀垫的侧面(刀具外周面)与刀体凹槽底面成90°，以上两点使刀垫刃口不够锋利，不能降低刀片破损时加工工件对刀垫的冲击力，刀体和机床主轴瞬间受力极大，刀体容易变形，主轴容易损坏，这会降低主轴使用寿命。

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，提供一种带可参与切削刀垫的铣削刀具，是带有寿命长、安装方便、可临时参与切削的可换式刀垫，刀垫由粉末压制和烧结而成，在刀垫外侧边缘(可能参与撞击的位置处)增加刃口、前刀面及非0°后角设计，这样，当刀片破损严重时，工件将撞击到刀垫，而刀垫可以较为轻快的切入工件，降低工件对刀垫的冲击力，起到保护刀体及机床主轴的作用，同时刀垫刃口不容易损坏，刀垫使用寿命更长，降低加工费用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带可参与切削刀垫的铣削刀具，包括刀片、具有回转体特征的刀体和采用粉末压缩及烧结而成的刀垫；所述刀体的一端的外周设有至少一个排屑槽，排屑槽中设有刀座，所述刀座包括沿着刀体的回转方向并排设置的刀片座和刀垫座，所述刀片和刀垫分别安装在对应的刀片座和刀垫座中；所述刀垫中，在朝向所述刀片的一面仅设有一个偏置的凸起，所述刀片中，在朝向所述刀垫的一面设有一个凹槽，当刀片与刀垫对接时，刀垫的凸起抵在刀片的凹槽的一边而使刀垫与刀片在所述凹槽的另一边形成悬空。

所述刀垫的凸起设在刀垫的上端面，所述刀垫的上端面的边缘设有一条长切削刃和一条短切削刃。

所述刀垫的凸起上设有定位面，所述刀垫的凸起上的定位面与刀垫的下端面构成一个夹角α1，其中设定α1取值范围为2～8°。

所述刀片的凹槽内设有中心对称的两个定位面，所述刀垫的凸起的定位面与所述刀片的凹槽内的其中一个定位面相贴合。

所述刀垫的周边轮廓呈大致矩形形状，刀垫的周边存在三个相互垂直的面，包括对应于矩形形状的一条长边的竖直大侧面和对应于矩形形状的一条短边的竖直小侧面；刀垫的周边还存在由长切削刃延伸的第一斜面及由短切削刃延伸的第二斜面，第一斜面与第二斜面之间为圆弧过渡面。

所述刀垫的凸起沿着的刀垫的矩形形状的长度方向设置，且定位面设为间隔的两小面。

所述刀垫的第一斜面与刀垫的竖直大侧面的夹角为β，β的取值范围为5～13°；刀垫的第二斜面与刀垫的下端面的法向方向夹角为γ，γ的取值范围为5～13°。

所述刀垫的长切削刃上，具有一个刃宽e及一个前角θ1，刃宽e的取值范围为0.3～0.7mm，前角θ1取值范围为小于20°。

所述刀垫的短切削刃上，具有一个刃宽f及一个前角θ2，刃宽f的取值范围为0.3～0.7mm，前角θ2取值范围为小于20°。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型由于采用了在所述刀垫中，在朝向所述刀片的一面仅设有一个偏置的凸起，所述刀片中，在朝向所述刀垫的一面设有一个凹槽，当刀片与刀垫对接时，刀垫的凸起抵在刀片的凹槽的一边而使刀垫与刀片在所述凹槽的另一边形成悬空。本实用新型的这种结构，通过刀垫采用非对称单侧凸起设计，凸起定位面与底面存在夹角，使刀片切削过程中，在刀具径向方向上，不仅可以受到螺钉的夹紧力，还会受到刀垫作用于刀片上的自锁力分力，刀片装夹更牢固，降低刀具切削对螺钉的强度要求。

2、现有刀垫没有在刀垫上设计槽型来降低切削力，起到保护刀体定位面的作用比较有限；本实用新型的刀垫采用粉末压制烧结而成，在刀垫外周设计相对锋利的槽型，同时，刀垫带有后角，为正型刀垫，当刀片破损时，可以很大程度上降低刀垫在切入工件时产生的撞击力，从而更好的保护刀体定位面和机床主轴。

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带可参与切削刀垫的铣削刀具不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的铣削加工示意图；

图2是本实用新型的实施例的刀座部分装配示意图；

图3是本实用新型的实施例的刀片与刀垫的装配示意图；

图4是本实用新型的实施例的刀垫的立体构造示意图；

图5是本实用新型的实施例的刀垫的俯视图；

图6是沿着图5中的A-A线的剖视图(旋转一个角度)；

图7是图6中的B部放大示意图；

图8是沿着图5中的C-C线的剖视图；

图9是沿着图5中的D-D线的剖视图(旋转一个角度)；

图10是本实用新型的实施例中的刀片装在刀体上后受到刀垫自锁力F1的受力示意图；

图11是本实用新型的实施例的刀垫的正视图；

图12是图10中的E部的刀片装在刀体上后受到刀垫自锁力的受力放大示意图；

图13是本实用新型的实施例中的刀片装在刀体上后受到刀垫自锁力F1分解示意图。

具体实施方式

实施例

参见图1至图13所示，本实用新型的一种带可参与切削刀垫的铣削刀具，包括刀片3、具有回转体特征的刀体1和采用粉末压缩及烧结而成的刀垫2；所述刀体1的一端的外周设有至少一个排屑槽4，排屑槽4中设有刀座7，所述刀座7包括沿着刀体的回转方向并排设置的刀片座9和刀垫座8，所述刀片3和刀垫2分别安装在对应的刀片座9和刀垫座8中；所述刀垫2中，在朝向所述刀片3的一面仅设有一个偏置的凸起16，所述刀片3中，在朝向所述刀垫的一面设有一个凹槽，当刀片3与刀垫2对接时，刀垫的凸起16抵在刀片3的凹槽的一边而使刀垫2与刀片3在所述凹槽的另一边形成悬空。

刀垫2的凸起16设在刀垫2的上端面11，刀垫2的上端面11的边缘设有一条长切削刃17和一条短切削刃18。

刀垫2的凸起16上设有定位面19，所述刀垫2的凸起16上的定位面19与刀垫2的下端面13构成一个夹角α1，其中设定α1取值范围为2～8°。

刀垫2结合刀体1及刀片3，组合成刀具进行正常的切削。刀体1外周上具有多个排屑槽4和刀座7(如图1、图2所示)，每个刀座7内可以拆卸的安装有一个刀垫2、一个刀片3、刀垫螺钉5和刀片螺钉6；刀座7由刀垫座8、刀片座9及若干避让孔10组成，其中刀垫座8主要由相互垂直的刀垫座的侧壁8a、刀垫座的支撑面8b、刀垫座的下底面8c组成；刀片座9主要由刀片座斜侧壁9a、刀片座的避让面9b及刀片座的下底面9c组成。刀垫2依靠上述刀垫座的侧壁8a、刀垫座的支撑面8b、刀垫座的下底面8c进行定位，同时采用刀垫螺钉5穿过刀垫内孔14将刀垫2锁紧在刀垫座8上；刀片3依靠刀片座的斜侧壁9a、刀片座的下底面9c及刀垫2的凸起16上的定位面19进行定位，这里刀片内凹槽的定位面26有中心对称的定位面26a、定位面26b，与刀垫2的凸起16上的定位面19接触的只有一个定位面26a(如图2、图3所示)，同时采用刀片螺钉6穿过刀片3的中心孔将刀片3锁紧在刀片座9上。

刀垫2的周边轮廓呈大致矩形形状，刀垫2由刀垫的上端面11、刀垫的周边12、刀垫的下端面13、刀垫的内孔14组成(如图4所示)，刀垫的上端面11存在有且只有一个非对称式的凸起16及刀垫的槽型15(如图5所示)，刀垫2的凸起16沿着的刀垫的矩形形状的长度方向设置，上述刀垫2的凸起16存在两个共面的小平面，称为刀垫2的凸起16上的定位面19；刀垫的周边12存在三个相互垂直的面，其中两个面分别为刀垫的竖直大侧面22(如图6所示)，刀垫2的竖直小侧面23(如图8所示)；刀垫的周边12还存在由刀垫的长切削刃17延伸的第一斜面20(如图6所示)及由刀垫的短切削刃18延伸的第二斜面21(如图8所示)，两个面之间为圆弧过渡面。所述刀垫定位面设为间隔的两小面。

为了详细说明刀垫槽型，将刀垫2进行半剖，图6为刀垫的长切削刃半剖视图，刀垫2的长切削刃17延伸的第一斜面20(即刀垫第一后刀面)与刀垫2的竖直大侧面22的夹角为β，β的取值范围为5～13°；图7为刀垫长切削刃处的槽型图，刀垫长切削刃17邻部，设置一个刃宽e及一个前角θ1，刃宽e的取值范围为0.3～0.7mm，前角θ1取值范围为小于20°。图9为刀垫短切削刃半剖视图，刀垫2的短切削刃延伸的第二斜面21(即刀垫第二后刀面)与刀垫的下端面13的法向方向夹角为γ，γ的取值范围为5～13°；图9为刀垫短切削刃处的槽型图，刀垫2的短切削刃18邻部，设置一个刃宽f及一个前角θ2，刃宽f的取值范围为0.3～0.7mm，前角θ2取值范围为小于20°，这样上述刀垫2类似为正型“刀片”，带有槽型及后刀面。

在平面铣削加工时，某一切削参数下，刀片3的长切削刃24及其短切削刃25、刀垫2的长切削刃17及其短切削刃18绕着刀体1的中心轴线a旋转(如图1、图3所示)，当刀片3未发生破损时，由刀片3对工件进行切削；当刀片3严重破损时，刀垫2可以充当临时的“刀片”，其长切削刃17和其短切削刃18对工件进行切削，刀垫2设计成为类似正型“刀片”，带有槽型及后刀面，可以有效的降低刀垫2切入工件瞬间的撞击力，起到保护刀体及机床主轴的作用；另外，刀垫2采用粉末压制和烧结而成，相对钢质刀垫来说，刀垫的使用寿命更长，进一步降低加工费用。

图10为刀体局部仰视图，图11、图12、图13可以更清楚的表达刀片在切削过程中的受力方式。由于刀垫2的凸起16上的定位面19与刀垫2的下端平面13成α1角，α1角取值范围为2～8°，那么刀片在切削工件过程中，受到一个垂直于与刀垫凸起上的定位面19的自锁力F1，这个力与刀垫竖直大侧面22成α2角，这里α1＝α2，那么，刀片在刀体径向方向，除了受到螺钉的夹紧力及刀片座9的反作用力，还受到刀垫2对刀片3的径向力F1x(F1x为自锁力F1在径向上的分力，此径向分力指向刀具主体1的中心)，另外刀垫2有且只有一个刀垫凸起16与刀片3接触，刀垫的凸起16设计为单侧非对称式的，如图3所示，刀片3装夹牢固后，刀片内凹槽的定位面26a与刀垫2的凸起16上的定位面19相接触，而另一侧刀片内凹槽的定位面26b呈悬空状态，没有与其对应接触的刀垫凸起定位面，这样就不会存在另一个径向分力来抵消F1x作用力，刀片3装夹在刀体1上将会更加牢固，同时也降低了刀具对螺钉的强度要求。

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)

1.一种带可参与切削刀垫的铣削刀具，包括刀片、具有回转体特征的刀体和采用粉末压缩及烧结而成的刀垫；所述刀体的一端的外周设有至少一个排屑槽，排屑槽中设有刀座，所述刀座包括沿着刀体的回转方向并排设置的刀片座和刀垫座，所述刀片和刀垫分别安装在对应的刀片座和刀垫座中；其特征在于：所述刀垫中，在朝向所述刀片的一面仅设有一个偏置的凸起，所述刀片中，在朝向所述刀垫的一面设有一个凹槽，当刀片与刀垫对接时，刀垫的凸起抵在刀片的凹槽的一边而使刀垫与刀片在所述凹槽的另一边形成悬空。

2.根据权利要求1所述的带可参与切削刀垫的铣削刀具，其特征在于：所述刀垫的凸起设在刀垫的上端面，所述刀垫的上端面的边缘设有一条长切削刃和一条短切削刃。

3.根据权利要求1或2所述的带可参与切削刀垫的铣削刀具，其特征在于：所述刀垫的凸起上设有定位面，所述刀垫的凸起上的定位面与刀垫的下端面构成一个夹角α₁，其中设定α₁取值范围为2～8°。

4.根据权利要求3所述的带可参与切削刀垫的铣削刀具，其特征在于：所述刀片的凹槽内设有中心对称的两个定位面，所述刀垫的凸起的定位面与所述刀片的凹槽内的其中一个定位面相贴合。

5.根据权利要求2所述的带可参与切削刀垫的铣削刀具，其特征在于：所述刀垫的周边轮廓呈大致矩形形状，刀垫的周边存在三个相互垂直的面，包括对应于矩形形状的一条长边的竖直大侧面和对应于矩形形状的一条短边的竖直小侧面；刀垫的周边还存在由长切削刃延伸的第一斜面及由短切削刃延伸的第二斜面，第一斜面与第二斜面之间为圆弧过渡面。

6.根据权利要求5所述的带可参与切削刀垫的铣削刀具，其特征在于：所述刀垫的凸起沿着的刀垫的矩形形状的长度方向设置，且定位面设为间隔的两小面。

7.根据权利要求5所述的带可参与切削刀垫的铣削刀具，其特征在于：所述刀垫的第一斜面与刀垫的竖直大侧面的夹角为β，β的取值范围为5～13°；刀垫的第二斜面与刀垫的下端面的法向方向夹角为γ，γ的取值范围为5～13°。

8.根据权利要求5所述的带可参与切削刀垫的铣削刀具，其特征在于：所述刀垫的长切削刃上，具有一个刃宽e及一个前角θ1，刃宽e的取值范围为0.3～0.7mm，前角θ1取值范围为小于20°。

9.根据权利要求5所述的带可参与切削刀垫的铣削刀具，其特征在于：所述刀垫的短切削刃上，具有一个刃宽f及一个前角θ2，刃宽f的取值范围为0.3～0.7mm，前角θ2取值范围为小于20°。

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