CN213410489U - 成型刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种成型刀，包括刀杆及设于所述刀杆一端的刀头，所述刀头包括：本体，所述本体包括第一端面、第二端面、侧面和弧形面，所述第一端面和所述第二端面相对设置且所述第一端面连接所述刀杆，所述侧面与所述第一端面垂直连接，所述弧形面连接于所述第一端面与所述第二端面之间；多个刀齿，多个所述刀齿间隔设于所述弧形面上，每个所述刀齿分别自所述第二端面延伸至所述侧面，且多个所述刀齿以所述第二端面为中心呈辐射状排布；及多个刀槽，每个所述刀槽位于相邻的两个所述刀齿之间，且多个所述刀槽均具有相等的槽深。上述成型刀适用于超硬材料的加工，能改善加工表面的粗糙度，获得高精度的加工表面。

Description

成型刀

技术领域

本实用新型涉及一种刀具，尤其涉及一种成型刀。

背景技术

金刚石等硬质材料制成的刀具通常用于加工一些硬度较高、脆性较大的材料，例如：陶瓷、玻璃、碳纤维及硬质合金等。

然而，现有的金刚石刀具仍然采用传统刀具的结构设计，其刀齿数量一般小于或等于四片，这种结构限制了金刚石刀具的性能，并且这类刀具的寿命较短，用其加工所得工件的表面粗糙度较高，加工效率也较低。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种成型刀，以解决上述问题。

本实用新型提供一种成型刀，包括刀杆及设于所述刀杆一端的刀头，所述刀头包括：

本体，所述本体包括第一端面、第二端面、侧面和弧形面，所述第一端面和所述第二端面相对设置且所述第一端面连接所述刀杆，所述侧面与所述第一端面垂直连接，所述弧形面连接于所述第一端面与所述第二端面之间；

多个刀齿，多个所述刀齿间隔设于所述弧形面上，每个所述刀齿分别自所述第二端面延伸至所述侧面，且多个所述刀齿以所述第二端面为中心呈辐射状排布；及

多个刀槽，每个所述刀槽位于相邻的两个所述刀齿之间，且多个所述刀槽均具有相等的槽深。

进一步地，所述刀齿的数量为所述成型刀的刃径的2～15倍，所述刃径的单位为毫米。

进一步地，所述第一端面和第二端面均为圆形平面，且所述第一端面的直径大于所述第二端面的直径。

进一步地，每个所述刀槽的槽宽自所述第二端面朝向所述第一端面逐渐增大，且多个所述刀槽在靠近所述侧面一端的槽宽相等。

进一步地，所述刀槽的槽深为0.001mm～0.5mm，所述刀槽的槽宽为0.01mm～2mm。

进一步地，所述成型刀满足以下关系式：

其中，a为常量，a的取值范围为0.213～0.35；X为所述刀齿上任一点与所述第二端面在所述成型刀的轴向上的距离，且0＜X≤20mm；在所述成型刀的横截面上，所述刀槽与其两侧的两个所述刀齿分别具有一交点，Y为两个交点的切向距离。

进一步地，每个所述刀齿包括依次连接的前刀面、刃带及第一后刀面，所述前刀面与所述第一后刀面分别与所述本体相连接，所述刃带位于所述刀齿背离所述本体的一侧。

进一步地，所述刃带的宽度为0mm～0.1mm。

进一步地，每个所述刀齿包括依次连接的前刀面、第一后刀面及第二后刀面，所述前刀面与所述第二后刀面分别与所述本体相连接，所述第一后刀面位于所述刀齿背离所述本体的一侧。

进一步地，所述前刀面的前角为-40°～20°，所述刀齿的齿宽为0.001mm～1mm。

上述成型刀具有多个刀齿，能够满足精细加工的需求，尤其适用于加工石墨、陶瓷、玻璃、硬质合金等硬脆材料。由于多个刀槽均具有相等的槽深，即刀槽沿着刃口轮廓保持深度一致，从而刀槽的底部轮廓与刃口轮廓平行，能够提升刀具的切削力，改善加工表面的粗糙度。上述成型刀能够实现超硬材料的中、精加工，可获得高精度、高质量的产品表面，能够实现高速进给、加工效率较高。此外，成型刀还具有使用寿命长的优点。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的成型刀的立体示意图。

图2是图1所示成型刀的侧视图。

图3是图2所示成型刀沿III-III的剖视图。

图4是图1所示成型刀的刀齿的侧视图。

图5是本实用新型第二实施例提供的成型刀的刀齿的侧视图。

主要元件符号说明

成型刀 100、400

刀杆 10

杆部 11

颈部 12

刀头 20

本体 21、421

第一端面 211

第二端面 212

端面中心 2121

弧形面 213

侧面 214

刀齿 22、422

前刀面 221、4221

刃带 222

第一后刀面 223、4223

第二后刀面 4224

刀槽 23

轴向 A

槽宽 W

齿高 H

齿宽 d

前角 γ

第一后角 α

第二后角 β

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，本实用新型第一实施例提供一种成型刀100，包括刀杆10及设于刀杆10一端的刀头20。

刀杆10用于外接于一加工装置(图未示)，以驱动成型刀100移动及转动。刀杆10大致为圆柱体，刀杆10的直径大于等于2mm。

在本实施例中，刀杆10包括相连接的杆部11和颈部12，杆部11和颈部12均为圆柱状，且颈部12的半径大于杆部11的半径。在其他实施例中，颈部12可以省略，刀杆10为直柄状。刀杆10的材质可以为硬质合金或高速钢等。

刀头20包括本体21、多个刀齿22和多个刀槽23。

本体21的一端与刀杆10固定连接。本体21包括第一端面211、第二端面212、弧形面213及侧面214。

第一端面211与第二端面212相对设置，且第一端面211连接刀杆10的端面，例如，第一端面211通过焊接的方式固定连接于刀杆10的端面。第一端面211和第二端面212均为圆形平面，且第一端面211的直径大于第二端面212的直径。

侧面214与第一端面211垂直连接，弧形面213连接于侧面214与第二端面212之间。

多个刀齿22间隔设于弧形面213上。每个刀齿22分别从第二端面212延伸至侧面214，且多个刀齿22以第二端面212为中心呈辐射状排布。较佳地，刀齿22螺旋设于弧形面213上。刀齿22可以为左旋、右旋或者部分左旋部分右旋相结合。

在本实施例中，第二端面212具有端面中心2121，多个刀齿22靠近第二端面212的一端大致指向端面中心2121。

上述成型刀100的轮廓线由待加工工件的轮廓决定，刀齿22大致沿轮廓线分布。在本实施例中，每一刀齿22在第一端面211的投影的两端处的切线的夹角的取值区间为-90°至90°，优选为-45°或45°。

每个刀槽23位于相邻的两个刀齿22之间，且多个刀槽23均具有相等的槽深。在本实施例中，所述“槽深”是指刀齿22的最高点到刀槽23的槽底之间的距离。可以理解，刀槽23的底面可以为曲面也可以为平面，在本实施例中，刀槽23的底面为曲面。

每个刀槽23的槽宽W自第二端面212朝向第一端面211逐渐增大，且多个刀槽23在靠近侧面214一端的槽宽相等。

较佳地，刀槽23的槽深为0.001mm～0.5mm，刀槽23的槽宽为0.01mm～2mm。

在一实施方式中，刀齿22的数量为成型刀100的刃径的2～15倍，刃径的单位为毫米。例如，刃径为6mm，则刀齿22的最小数量为12，最大数量为90。如此，微齿刀具能够对石墨、陶瓷、玻璃、硬质合金等硬脆材料加工起到优异的效果。若刀齿22的数量小于刃径的2倍，则刀具损耗加速；若刀齿22的数量大于刃径的15倍，则切削力急剧升高，容易导致切削异常。

刀头20的材质可以为金刚石、聚晶立方氮化硼(PCBN，Polycrystalline CubicBoron Nitride)、陶瓷或硬质合金等超硬材料。其中金刚石可以为聚晶金刚石(PCD，Polycrystalline Diamond)、化学气相沉积金刚石(CVD，Chemical Vapour Diamond)、单晶金刚石(MCD，Microcrystalline Diamond)等。

上述成型刀100具有多个刀齿22，能够满足精细加工的需求，尤其适用于加工石墨、陶瓷、玻璃、硬质合金等硬脆材料。由于多个刀槽23均具有相等的槽深，即刀槽23沿着刃口轮廓保持深度一致，从而刀槽23的底部轮廓与刃口轮廓平行，能够提升刀具的切削力，改善加工表面的粗糙度。上述成型刀100能够实现超硬材料的中、精加工，可获得高精度、高质量的产品表面，加工效率较高。此外，成型刀100还具有高进给、使用寿命长的优点。

请参照图2和图4，成型刀100满足以下关系式：

其中，a为常量，a的取值范围为0.213～0.35；X为刀齿22上任一点与第二端面212在成型刀100的轴向A上的距离，且0＜X≤20mm；在成型刀100的横截面上，刀槽23与其两侧的两个刀齿22分别具有一交点，Y为两个交点的切向距离。

在上述关系式中，a由刀具轮廓外形决定，例如，a可为[0.213,0.35]之间的任意值，例如，a为0.222；X以第二端面212为零点，具体极限值依刀具轮廓外形变化而变化。

满足上式，成型刀100具有较好的切削力，能提升加工表面的精度。

请参照图4，在一实施方式中，每个刀齿22包括依次连接的前刀面221、刃带222及第一后刀面223，前刀面221与第一后刀面223面分别与本体21相连接，刃带222位于刀齿22背离本体21的一侧。

较佳地，同一刀齿22的前刀面221与第一后刀面223靠近本体21一侧的最短直线距离，即齿宽d为0.001mm～1mm。

较佳地，齿高H为0.001mm～0.5mm，即刀槽23的槽深为0.001mm～0.5mm。

较佳地，刃带222的宽度为0mm～0.1mm。

较佳地，前刀面221与基面的夹角，即前刀面221的前角γ为-40°～20°。

较佳地，第一后刀面223与切削平面间的夹角，即第一后角α为0～90°。

请参阅图5,本申请的第二实施例提供另一种成型刀400，其结构大致与第一实施例的成型刀100相同，不同之处在于：每个刀齿422包括依次连接的前刀面4221、第一后刀面4223及第二后刀面4224，前刀面4221与第二后刀面4224分别与本体421相连接，第一后刀面4223位于刀齿422背离本体21的一侧。

较佳地，第二后刀面4224与切削平面间的夹角，即第二后角β为0°～90°。

上述成型刀具有多个刀齿，能够满足精细加工的需求，尤其适用于加工石墨、陶瓷、玻璃、硬质合金等超硬材料。由于多个刀槽均具有相等的槽深，即刀槽沿着刃口轮廓保持深度一致，从而刀槽的底部轮廓与刃口轮廓平行，能够提升刀具的切削力和加工效率，改善加工表面的粗糙度。例如，在石墨模具的加工制程中，面粗糙度可达2μm，在石硬质合金工件的加工制程中，面粗糙度可达0.2μm，加工后的模具无需抛光即可使用。此外，成型刀还具有使用寿命长的优点。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种成型刀，包括刀杆及设于所述刀杆一端的刀头，其特征在于，所述刀头包括：

本体，所述本体包括第一端面、第二端面、侧面和弧形面，所述第一端面和所述第二端面相对设置且所述第一端面连接所述刀杆，所述侧面与所述第一端面垂直连接，所述弧形面连接于所述第一端面与所述第二端面之间；

多个刀齿，多个所述刀齿间隔设于所述弧形面上，每个所述刀齿分别自所述第二端面延伸至所述侧面，且多个所述刀齿以所述第二端面为中心呈辐射状排布；及

多个刀槽，每个所述刀槽位于相邻的两个所述刀齿之间，且多个所述刀槽均具有相等的槽深；

所述成型刀满足以下关系式：

其中，a为常量，a的取值范围为0.213～0.35；X为所述刀齿上任一点与所述第二端面在所述成型刀的轴向上的距离，且0＜X≤20mm；在所述成型刀的横截面上，所述刀槽与其两侧的两个所述刀齿分别具有一交点，Y为两个交点的切向距离。

2.如权利要求1所述的成型刀，其特征在于：所述刀齿的数量为所述成型刀的刃径的2～15倍，所述刃径的单位为毫米。

3.如权利要求1所述的成型刀，其特征在于：所述第一端面和第二端面均为圆形平面，且所述第一端面的直径大于所述第二端面的直径。

4.如权利要求1所述的成型刀，其特征在于：每个所述刀槽的槽宽自所述第二端面朝向所述第一端面逐渐增大，且多个所述刀槽在靠近所述侧面一端的槽宽相等。

5.如权利要求1所述的成型刀，其特征在于：所述刀槽的槽深为0.001mm～0.5mm，所述刀槽的槽宽为0.01mm～2mm。

6.如权利要求1所述的成型刀，其特征在于：每个所述刀齿包括依次连接的前刀面、刃带及第一后刀面，所述前刀面与所述第一后刀面分别与所述本体相连接，所述刃带位于所述刀齿背离所述本体的一侧。

7.如权利要求6所述的成型刀，其特征在于：所述刃带的宽度为0mm～0.1mm。

8.如权利要求1所述的成型刀，其特征在于：每个所述刀齿包括依次连接的前刀面、第一后刀面及第二后刀面，所述前刀面与所述第二后刀面分别与所述本体相连接，所述第一后刀面位于所述刀齿背离所述本体的一侧。

9.如权利要求6或8所述的成型刀，其特征在于：所述前刀面的前角为-40°～20°，所述刀齿的齿宽为0.001mm～1mm。

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