CN215587886U - 切削刀片及切削工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种切削刀片及切削工具。切削刀片包括上表面、前侧面、一对横侧面、位于所述上表面和所述前侧面的相交棱线上的前切刃及位于所述上表面和所述横侧面的相交棱线上的一对侧切刃；从俯视图上看，所述上表面设有一对相互平行的第一突起部，位于前切刃和第一突出部之间的一对第二突起部及连接第一突起部的前端侧和第二突起部的后端侧的一对第三突起部；前切刃至第三突起部的距离大于前切刃至第二突起部的距离；一对第三突起部之间的间隔小于一对第一突起部之间的间隔和第二突起部之间的间隔；第三突起部的顶部高于第二突起部的顶部；第一突起部的顶部高于第三突起部的顶部。本实用新型能提供良好的切屑控制及断屑效果。

Description

切削刀片及切削工具

技术领域

本实用新型涉及刀具领域，特别涉及一种切削刀片及切削工具。

背景技术

在连续切削加工中，具有良好的铁屑去除和切屑控制的刀具是提高加工效率的重要因素之一。一方面，长而不可控制的切屑容易造成加工的中断甚至刮坏工件表面而造成工件的报废，工人不得不停下机床来清理缠绕的切屑或者更换工件，这样就降低了生产效率，增大了加工成本；另一方面，长而不断的铁屑相对于细碎的铁屑所占用的体积大，使得收集铁屑的铁屑车短时间内堆满，工人需要频繁清除铁屑车上堆积的铁屑，增大工作量。

中国发明专利CN106270580B公开了一种用于径向切槽、切断和轴向车削用的多功能刀片，其具有切削头部和纵向延伸的夹持柄部，切削头部上的主切刃通过其前刀面与凹槽相接，横切刃通过其前刀面与凹槽相接，在两前刀面相交的前端区域内设有椭圆形的断屑凸台，在横切刃的前刀面上设有与横切刃接近、且与椭圆形断屑凸台相接的用于轴向车削的圆弧形断屑凸台，断屑凸台的设计能够实现良好的切削控制和断屑效果。

但该发明所公开的多功能刀片中，由于其圆弧形断屑凸台与横切刃接近，会导致在轴向车削加工中切深比较大时，形成的切屑会朝着加工方向流动，这是由于铁屑的形状和流动的方向是取决于切屑接触凸点的先后，因此，铁屑会挤压在工件表面和凸点之间，造成工件面的刮伤和凸点的磨损。

另外在以肩加工的形式进行扩槽加工时，由于作用的是主切削刃的一部分，切屑会往另一部分不参与切削的主切刃的方向排出，而由于圆弧形凸台间由中间大块的凹槽连接，且分布在接近横切刃处，此时加工形成的切屑由于没有阻碍而不会发生折断，形成长条状卷曲排出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能在加工过程中提供良好的切屑控制并获得良好的断屑效果的切削刀片。

本实用新型的另一个目的在于提供一种具有上述切削刀片的切削工具。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种切削刀片，包括：

上表面；

前侧面，连接所述上表面；

一对横侧面，每一横侧面连接所述上表面和所述前侧面；

前切刃，位于所述上表面和所述前侧面的相交棱线上；及

一对侧切刃，每一侧切刃位于所述上表面和所述横侧面的相交棱线上；

从俯视图上看，所述上表面设有：

一对第一突起部，相互平行，并朝向所述前切刃延伸；

一对第二突起部，每一第二突起部位于所述前切刃和所述第一突起部之间；及

一对第三突起部，每一第三突起部连接所述第一突起部的前端侧和所述第二突起部的后端侧；

所述前切刃至所述第三突起部的距离大于所述前切刃至所述第二突起部的距离；

所述一对第三突起部之间的间隔小于所述一对第一突起部之间的间隔和所述第二突起部之间的间隔；

所述第三突起部的顶部高于所述第二突起部的顶部；

所述第一突起部的顶部高于所述第三突起部的顶部。

在一些实施例中，沿远离所述切刃的方向上，所述一对第三突起部之间的间隔先逐渐减小再逐渐增大。

在一些实施例中，所述一对第三突起部之间的最小间隔所在的位置位于所述第二突起部与所述第一突起部之间的间隔处。

在一些实施例中，所述第三突起部的最大高度值为所述第二突起部的最大高度值的1.2～1.7倍。

在一些实施例中，所述第三突起部的前端侧与所述第二突起部相切。

在一些实施例中，所述第一突起部的顶部向上超出于所述上表面的位于一对所述第一突起部之间的区域。

在一些实施例中，所述上表面还设有一对第四突起部，从俯视图上看，所述一对第四突起部分别邻接所述一对第二突起部面向所述侧切刃的侧部，所述第四突起部朝向所述第一突起部倾斜延伸。

在一些实施例中，所述第四突起部具有与所述第二突起部邻接的前段和向后超出于所述第二突起部的后段；所述前段的顶部低于所述第二突起部的顶部。

在一些实施例中，所述后段的高度低于所述第三突起部的高度。

在一些实施例中，所述第四突起部的前端点位于所述主切刃和所述侧切刃相交的角的平分线上。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种切削工具，包括刀架和安装于所述刀架上的如上所述的切削刀片。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有如下优点和积极效果：本实用新型的切削刀片中，在上表面设置有多个突起部，可在多种加工方式下均具有良好的切屑控制效果。其中，在径向开槽加工中，通过第二突起部可引导切屑沿长度方向卷曲直至折断，同时通过第二突起部和第三突起部的组合可以使切屑的宽度逐渐收窄，利于切屑的卷曲和折断。在以肩槽加工的形式进行扩槽加工时，通过第三突起部对切屑进行阻挡，引导切屑卷曲和折断。另外，在大进给或大切深条件下，利用第一突起部可在不同加工方式中对切屑起到折断作用。综合来看，利用这些突起部在多种加工方式下均能提供良好的切屑控制及断屑效果。

附图说明

图1是本发明切削刀片一实施例的立体视角的示意图。

图2是图1中M处局部放大图。

图3是图1的主视图。

图4是图3中N处局部放大图。

图5是图3的左视图。

图6是图5中P处局部放大图。

图7是图3的俯视图。

图8是图7中T处局部旋转放大图。

图9是图8中A-A截面的示意图。

图10是图8中B-B截面的示意图。

图11是图8中C-C截面的示意图。

图12是图8中D-D截面的示意图。

图13是图8中E-E截面的示意图。

附图标记说明如下：1、切削部；2、主体部；4、切屑；S、水平面；

11、上表面；111、第一突起部；112、第二突起部；113、第三突起部；114、第四突起部；1141、前段；1142、后段；

12、下表面；

13、前侧面；14、横侧面；

15、前切刃；16、侧切刃；17、过渡切刃。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

本实用新型提供一种切削刀片及具有该切削刀片的切削工具。该切削刀片可以根据本领域的相关技术安装于该切削工具的刀架上，刀架被配置为可以夹持该切削刀片并带动该切削刀片进行切削加工。有关刀架的具体结构以及刀架与切削刀片的具体安装方式在本文中未给出图示，具体可以参考本领域的相关技术，本文主要结合附图对切削刀具的具体结构进行详细描述。

参阅图1至图13，本实施例提供一种切削刀片，其主要包括主体部2和位于主体部2两端的切削部1。主体部2用于与刀架(图中未示出)配合，具体配合结构可根据实际情况进行配置。本实施例中，切削刀片的整体形状呈长条形状，在其两端各设置一切削部1用于切削加工。在其他未示出的实施例中，切削部1数量可以为一个或者为三个甚至更多，具体数量不做限制；切削刀片的整体形状还可以呈三角板形、方形和五角形等。

为便于表述，本文定义切削部1的远离主体部2的一端的方位为“前”，反之朝向主体部2的方位为“后”。

参阅图2，切削部1具有上表面11、与上表面11相对的下表面12、连接上表面11和下表面12的前侧面13、连接上表面11和前侧面13的一对横侧面14、位于上表面11和前侧面13的相交棱线上的前切刃15、位于上表面11和横侧面14的相交棱线上的一对侧切刃16，以及连接前切刃15和侧切刃16的过渡切刃17。

本实施例中，切削部1仅在其上表面11的棱线上设有切刃即前切刃15、侧切刃16和过渡切刃17，而其下表面12并没有设置切刃，该切削部1利用其上表面11的切刃进行切削加工。切削部1的上表面11相对于主体部2的上表面(图中未标号)是下凹的，便于切削加工时切屑的排出。如图2、图6和图8所示，切削部1的上表面11还向上突设有左右分布的突起部，以用于对切屑进行断屑控制，这将在后文中详细介绍。参阅图9，上表面11的中间区域远离前切刃15的方向上呈平滑的曲线状，用于对切屑进行引导。

参阅图3，切削部1的下表面12与主体部2的下表面(图中未标号)平齐，切削部1的下表面12和主体部2的下表面可共同接触一水平面S。可以理解的是，切削部1的下表面12不一定是平面，如图5所示，切削部1的下表面12可以是由平面加弧面组合形成的曲面，但该曲面是左右对称的结构，可以被稳定地放置于该水平面S上。

如图3和图4所示，前侧面13位于切削部1的前端侧，前侧面13相对于水平面S具有一定的倾斜角度，前侧面13的与上表面11相接的部分限定出前切刃15的后角，具体倾斜角度可以根据实际需要进行设置。

参阅图5和图6，一对横侧面14分列于前侧面13的左右两侧，且一对横侧面14左右对称。每一横侧面14的与上表面11相接的部分相对于水平面S有一定的倾斜角度，从而限定出侧切刃16的后角，具体倾斜角度根据实际需要进行设置。

在其他未示出的实施例中，切削部1的下表面12的棱线上也可以同样设置切刃，使得切削部1能够双面使用，相应地，可将下表面12设置为与上表面11上下对称的结构。对应地，前侧面13和横侧面14也设置为上下对称的结构。

参阅图6和图8，前切刃15在切削部1的前端侧沿左右延伸，并左右对称。前切刃15的具体延伸形状可以根据需要进行灵活设计。本实施例中，具体参阅图6，前切刃15呈中部相对于左右两端下凹的曲线状。将切削刀片放置于水平面S上时，前切刃15的左右两端点处为前切刃15的最高点。前切刃15的左右两端点分别与一过渡切刃17相接。

参阅图2、图4和图8，一对侧切刃16分别在切削部1的左右两侧沿前后方向延伸，一对侧切刃16相互对称。如图4所示，侧切刃16在由前向后的方向上呈平滑上升的曲线，如图8所示，侧切刃16在由前向后的方向上倾斜朝向另一侧切刃16的方向延伸。在具体应用时，侧切刃16的延伸形状不限于图示形状，可以根据需要进行灵活设计，呈直线或曲线延伸。

参阅图2和图8，过渡切刃17呈圆弧状，根据前切刃15和侧切刃16在空间上的相对位置关系，过渡切刃17可以是平面圆弧状，也可以是空间圆弧状，通过过渡切刃17使前切刃15和侧切刃16形成圆滑的过渡连接，减小应力集中现象。

接着参阅图2、图6和图8，上表面11的突起部具体包括一对第一突起部111、一对第二突起部112及一对第三突起部113，并进一步较佳还具有一对第四突起部114。

参阅图2，一对第一突起部111呈左右对称设置。从图8所示的俯视图上看，两第一突起部111相互平行，并朝向前切刃15延伸。每一第一突起部111大致呈水滴状，在朝向前切刃15的方向上，第一突起部111的宽度逐渐增大，而后再略为收窄，第一突起部111的前端与前切刃15之间具有间隔。

再从图10所示的截面图上看，第一突起部111呈上凸曲线状，曲线的顶点处为第一突起部111的最高处，第一突起部111的曲线顶点两侧的斜率可以根据实际情况设置。一对第一突起部111向上超出于上表面11的位于该一对第一突起部111之间的区域，这样在一对第一突起部111之间形成了较大的排屑空间。

在其他一些未示出的实施例中，第一突起部111的顶部还可以被设置为在左右方向上具有一定宽度的平面，这种情形下，第一突起部111的顶部在截面图上将可以被显示为呈直线状。

参阅图2，一对第二突起部112也呈左右对称设置。从图8所示的俯视图上看，第二突起部112邻接前切刃15。第二突起部112也呈水滴状，在远离前切刃15的方向上，其宽度先逐渐增加再逐渐减小。每一第二突起部112位于前切刃15与对应的一第一突起部111之间，第二突起部112大致上位于第一突起部111的正前方。

从图11所示的截面上看，第二突起部112也呈上凸曲线状，曲线的顶点处为第二突起部112的最高处，第二突起部112的曲线顶点两侧的斜率可以根据实际情况设置。

接着参阅图12，在远离前切刃15向后的方向上，第二突起部112先是平滑上升，而后再平滑下降。第一突起部111间隔地位于第二突起部112的后方，第一突起部111同样也是先平滑上升，而后再平滑下降。并且，从图12中可以明显看出，第一突起部111的顶部高于第二突起部112的顶部。需要说明的是，由于第一突起部111和第二突起部112的顶面都是曲面，这里进行高度比较的“顶部”分别指第一突起部111的顶面的最高点和第二突起部112的顶面的最高点。

参阅图2，一对第三突起部113呈左右对称设置，并邻接于第二突起部112。

从图8所示的俯视图上看，每一第三突起部113连接一第一突起部111的前端侧和对应的一第二突起部112的后端侧。第三突起部113从第二突起部112的大致中后方位置(统称为“后端侧”)开始以大致半月牙弯的形式向后延伸至第一突起部111的前端侧。本实施例中，第三突起部113大致连接在第二突起部112的宽度最大的位置，较佳第三突起部113的前端侧与第二突起部112相切，使两者的过渡更圆滑。

在沿前后方向上，第三突起部113相比于第一突起部111更靠近前切刃15，相比于第二突起部112更远离前切刃15，即：前切刃15至第三突起部113的距离要大于前切刃15至第二突起部112的距离。

在沿左右方向上，第三突起部113连接在第二突起部112的面向另一第二突起部112的侧部，相应地，一对第三突起部113之间的间隔小于一对第二突起部112之间的间隔，同样，一对第三突起部113之间的间隔也小于一对第一突起部111之间的间隔。

在沿远离前切刃15向后的方向上，一对第三突起部113之间的间隔先逐渐减小，然后再逐渐增大。其中，第一第三突起部113之间的最小间隔所在的位置(如图8中E-E截面位置)位于第二突起部112与第一突起部111之间的间隔处，以提高切屑引导效果。第三突起部113之间的最小间隔不小于1/X，其中，X为前切刃15的延伸长度。

从图11和图13所示的截面上看，第三突起部113也呈上凸曲线状。结合图11和图13可看出，第三突起部113的高度随着远离前切刃15逐渐增大。如图4所示，第三突起部113的高度达到最高点之后随着远离前切刃15还会再逐渐减小。以第三突起部113的最高点作为其顶部，第三突起部113的顶部高于第二突起部112的顶部，但低于第一突起部111的顶部。

较佳地，在一些实施例中，第三突起部113的最大高度值为第二突起部112的最大高度值的1.2～1.7倍，以起到更好的断屑效果。如图6，此处高度值的参照基准为前切刃15的最高点。可以采用如下方式进行测量：将切削刀片放在平坦的水平面S(参考图5)上，在正交于水平面S的一平面上看，第三突起部113的最大高度值h3为前切刃15最高点至第三突起部113最高点的高度差，第二突起部112的最大高度值h2为前切刃15最高点至第二突起部112最高点的高度差，高度值h3和h2可以通过投影测量出来。

参阅图2，一对第四突起部114呈左右对称设置，分别邻接一对第二突起部112面向侧切刃16的侧部，朝向第一突起部111倾斜延伸。在向后延伸的方向上，第四突起部114的高度逐渐增大。

从图8所示的俯视图上看，第四突起部114的前端邻接过渡切刃17，第四突起部114的前端点位于前切刃15和侧切刃16相交的角平分线L上，第四突起部114的前端轮廓呈圆弧形，圆弧曲率近似于过渡切刃17的曲率。

第四突起部114大致呈长条形，整体以相对于侧切刃16呈10°～25°的角度倾斜地向第一突起部111延伸至与第一突起部111的前端侧相接。第四突起部114包括与第二突起部112邻接的前段1141和向后超出于第二突起部112的后段1142，后段1142即与第一突起部111相接。

从图11和图13所示的截面图上看，第四突起部114呈上凸曲线状。其中，如图11所示，其中，第四突起部114的前段1141的顶部低于第二突起部112的顶部。如图13所示，第四突起部114的后段1142的顶部低于第三突起部113的顶部。

基于上述的介绍，该切削刀片中，基于前切刃15、侧切刃16和过渡切刃17的设置，可以利用不同的切刃部分实现不同的加工方式。典型的几种加工方式为：一、主要利用前切刃15对工件进行径向开槽加工；二、利用前切刃15的一部分以肩槽加工的形式进行扩槽加工；三、主要利用侧切刃16以横拉加工的形式进行扩槽加工。同时，基于上述第一突起部111、第二突起部112、第三突起部113及第四突起部114的设置，可以对各种加工方式下的切屑进行良好的控制。以下分别具体介绍。

一、在对工件进行径向开槽加工的情形下：

该加工方式下，工件首先与前切刃15接触，切屑的断面形状如同前切刃15的形状，本实施例中，切屑呈中间部分轻微下凹的形状，切屑的宽度将小于前切刃15加工出的槽的宽度，可以防止切屑刮伤两侧的加工面，保证加工面的表面质量。随着加工的进行，切屑不断产生而变长，切屑将与分列左右两侧的两第二突起部112接触，此时与第二突起部112接触的切屑会顺着第二突起部112发生形状和方向的改变。

如图12所示，切屑4沿长度方向在第二突起部112的引导下发生卷曲，卷曲至一定程度后发生折断并排出。其中，如果切削刀片是以较低的进给量加工时，主要通过第二突起部112对切屑4起到折断作用。当切削刀片是以较高的进给量加工时，第一突起部111也可对切屑4起到折断作用。

另外，随着切屑4的向后伸出，切屑4还将与第三突起部113接触，由于一对第三突起部113之间的间隔小于一对第二突起部112之间的间隔，使得切屑4在宽度方向逐渐收窄，利于切屑4的卷曲和折断。

二、在对工件以肩槽加工的形式进行扩槽加工的情形下：

该加工方式下，前切刃15的一部分参与切削，切屑会向另一部分不参与切削的方向排出。

在以较小切宽进行加工时，即前切刃15参与切削的部分比较小时，切屑主要会接触到第二突起部112，在第二突起部112的引导下发生卷曲，并在一定程度下被折断排出。

在以较大切宽进行加工时，即前切刃15参与切削的部分较大时，第二突起部112可能难以对切屑起到良好的引导效果；此时，由于第三突起部113的存在且第三突起部113的顶部高于第二突起部112的顶部，第三突起部113对切屑进行阻挡，此时切屑在第三突起部113的作用下改变行进方向而卷曲，并在卷曲到一定程度后发生折断并被排出。

另外，在大切深条件下，切屑还可以被第一突起部111折断。

三、在对工件以横拉加工的形式进行扩槽加工的情形下：

该加工方式下，利用一侧的侧切刃16对工件进行切削，切屑往远离侧切刃16的方向排出，由于第四突起部114相对于侧切刃16倾斜延伸，切屑接触第四突起部114靠近侧切刃16的部分后，沿着第四突起部114向远离工件的方向排出，防止切屑积压在切削刀片和加工面的中间造成加工面的损伤，保证加工面的表面质量。

并且，第四突起部114大致起始于邻接过渡切刃17的位置，在不同切深条件下，第四突起部114都能对切屑起到良好的引导和控制作用。其中，当大切深条件下进行横拉加工时，第一突起部111可以对切屑起到折断作用，进一步改善横拉加工时的切屑处理效果。

值得一提的是，由于第四突起部114的前段1141的顶部低于第二突起部112的顶部，因此，第四突起部114不会影响第二突起部112在径向开槽加工时的切屑处理效果。

综上，本实施例的切削刀片中，通过设置突起部可在多种加工方式下分别对切屑起到引导和折断作用，使得多种加工方式下均能具有良好的切屑控制及断屑效果，提高加工效率。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种切削刀片，包括：

上表面；

前侧面，连接所述上表面；

一对横侧面，每一横侧面连接所述上表面和所述前侧面；

前切刃，位于所述上表面和所述前侧面的相交棱线上；及

一对侧切刃，每一侧切刃位于所述上表面和所述横侧面的相交棱线上；

其特征在于：

从俯视图上看，所述上表面设有：

一对第一突起部，相互平行，并朝向所述前切刃延伸；

一对第二突起部，每一第二突起部位于所述前切刃和所述第一突起部之间；及

一对第三突起部，每一第三突起部连接所述第一突起部的前端侧和所述第二突起部的后端侧；

所述前切刃至所述第三突起部的距离大于所述前切刃至所述第二突起部的距离；

所述一对第三突起部之间的间隔小于所述一对第一突起部之间的间隔和所述第二突起部之间的间隔；

所述第三突起部的顶部高于所述第二突起部的顶部；

所述第一突起部的顶部高于所述第三突起部的顶部。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，沿远离所述前切刃的方向上，所述一对第三突起部之间的间隔先逐渐减小再逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，所述一对第三突起部之间的最小间隔所在的位置位于所述第二突起部与所述第一突起部之间的间隔处。

4.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第三突起部的最大高度值为所述第二突起部的最大高度值的1.2～1.7倍。

5.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第三突起部的前端侧与所述第二突起部相切。

6.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，所述第一突起部的顶部向上超出于所述上表面的位于一对所述第一突起部之间的区域。

7.根据权利要求1-6任一项所述的切削刀片，其特征在于，所述上表面还设有一对第四突起部，从俯视图上看，所述一对第四突起部分别邻接所述一对第二突起部面向所述侧切刃的侧部，所述第四突起部朝向所述第一突起部倾斜延伸。

8.根据权利要求7所述的切削刀片，其特征在于，所述第四突起部具有与所述第二突起部邻接的前段和向后超出于所述第二突起部的后段；所述前段的顶部低于所述第二突起部的顶部。

9.根据权利要求8所述的切削刀片，其特征在于，所述后段的高度低于所述第三突起部的高度。

10.根据权利要求7所述的切削刀片，其特征在于，所述第四突起部的前端点位于所述前切刃和所述侧切刃相交的角的平分线上。

11.一种切削工具，其特征在于，包括刀架和安装于所述刀架上的如权利要求1-10任一项所述的切削刀片。

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