CN215941528U - 一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具 - Google Patents
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Abstract
一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，包括硬质合金基体和PCBN刀头，所述硬质合金基体的一侧进行刃口处理形成硬质合金刀头，所述硬质合金基体的另一侧在切削位上设置PCBN刀头，于所述硬质合金基体上涂覆涂层。该切削刀具在原有PCBN刀具上对硬质合金基体进行刃口处理形成硬质合金刀头，利用硬质合金刀头进行粗加工，提高了PCBN刀具的利用率，降低了PCBN刀具的使用成本，并通过涂覆于刀具上的涂层进一步提高刀具的硬度、耐磨性和耐高温性。
Description
技术领域
本实用新型涉及切削刀具技术领域，尤其涉及一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具。
技术背景
车削加工分为粗加工、半精加工和精加工。一般粗加工相对精加工来说，余量大，切削抗力大。因此在设计粗加工时应主要考虑刀具的强度、容屑空间、排屑问题，保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，一般优先选择尽可能大的切削深度和较大的进给量；而精加工时考虑的重点则是怎样保证满意的加工精度和表面质量要求，一般选用较小的进给量和切削深度，而尽可能选用较高的切削速度。
PCBN(聚晶立方氮化硼)是继人造金刚石之后，人工合成的一种新型超硬刀具切削材料，其硬度仅次于金刚石，因此，PCBN刀具抗冲击性能好，使用时不崩刃、不碎裂，耐磨性能好，加工效率高，在切削加工中得到广泛应用，尤其是在精加工中，可以获得很好的加工精度和表面质量。针对粗加工和精加工，需要分别设置进行粗加工用的硬质合金刀具和精加工用的PCBN刀具，无论是粗加工用的硬质合金刀具和精加工用的PCBN刀具，其均需要不同的基体承载，并配备不同的刀杆，因此其使用成本较高，且操作更为繁琐。
因此，针对以上缺陷，需要设置一种成本低且可以同时用于粗加工和精加工的切削刀具，已解决现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，该切削刀具在原有PCBN刀具上对硬质合金基体进行刃口处理形成硬质合金刀头，利用硬质合金刀头进行粗加工，提高了PCBN刀具的利用率，降低了PCBN刀具的使用成本，并通过涂覆于刀具上的涂层进一步提高刀具的硬度、耐磨性和耐高温性。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，包括硬质合金基体和PCBN刀头，所述硬质合金基体的一侧进行刃口处理形成硬质合金刀头，所述硬质合金基体的另一侧在切削位上设置PCBN刀头，于所述硬质合金基体上涂覆涂层；
相应的，于所述硬质合金刀头侧和PCBN刀头侧设置断屑槽，两侧的所述断屑槽为相同结构或不同结构；
相应的，所述涂层包括单层涂层、多层涂层、梯度涂层或纳米涂层；
相应的，所述涂层包括一体涂层，所述一体涂层为在所述硬质合金基体上涂覆种类和厚度均相同的涂层；
相应的，所述一体涂层为厚度0.5-3um的TiAlN涂层；
相应的，所述涂层包括分层涂层，所述分层涂层为以所述硬质合金基体的厚度中线为过渡分界线，在分界线两侧的所述硬质合金基体上涂覆种类相同但厚度不同的涂层；
相应的，以所述硬质合金基体的厚度中线为过渡分界线，设置有所述PCBN刀头的所述硬质合金基体的一侧涂覆厚度为0.5-3um的TiAlN涂层，形成所述硬质合金刀头的所述硬质合金基体的一侧涂覆厚度为3-15um的TiAlN涂层；
相应的，所述涂层包括结合涂层，所述结合涂层为以所述硬质合金基体的厚度中线为过渡分界线，在分界线两侧的所述硬质合金基体上涂覆种类不同、厚度相同或不同的涂层；
相应的，以所述硬质合金基体的厚度中线为过渡分界线，设置有所述PCBN刀头的所述硬质合金基体的一侧涂覆厚度为0.5-3um的TiAlN涂层，形成所述硬质合金刀头的所述硬质合金基体的一侧涂覆TiAlN涂层和TiSiN涂层，TiAlN涂层和TiSiN涂层的总厚度为0.5-15um；
相应的，所述切削刀具的横截面形状为多边形结构，包括三角形、菱形、正方形或圆形。
本实用新型的有益效果为：
1)对不设置PCBN刀头的硬质合金基体一侧进行刃口处理，使其形成硬质合金刀头，在降低成本的同时达到双面均可加工的需求，提高了刀具寿命，降低了刀具使用成本；
2)为了提高刀具的硬度和耐高温性，在刀具的基体表面涂覆涂层，根据加工需求和工况的不同，可在PCBN刀头所在的一侧基体和硬质合金刀头所在的一侧基体涂覆相同或不同厚度和种类的涂层，其该涂层可以为单层涂层、多层涂层、梯度涂层或纳米涂层，提高了不同需求和工况下刀具的切削性能。
附图说明
图1是本实用新型一实施例所述的粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具的结构示意图；
图中：
1、硬质合金基体；2、PCBN刀头；3、硬质合金刀头。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具包括硬质合金基体1和PCBN刀头2，硬质合金基体1的一侧进行刃口处理形成硬质合金刀头3，硬质合金基体1的另一侧经过刃口处理后在切削位上设置PCBN刀头2，由此，既达到了可进行双面加工的目的，又无需在两侧额外设置PCBN刀头2，降低了切削成本，此外，还可以利用硬质合金刀头3进行粗加工或半精加工，PCBN刀头2用于半精加工或精加工，提高了刀具寿命，降低了刀具使用成本。
硬质合金基体1的两侧设置有断屑槽，两侧的断屑槽可根据切削需要设置相同或不同的形状、深浅、宽窄、长度以及延伸角度等，例如，在本实施例中，硬质合金刀头3用于粗加工，PCBN刀头2用于精加工，而粗加工和精加工中的切削量不同，从而排屑量不同，因此，断屑槽往往不同，也即硬质合金刀头3所在侧的断屑槽和PCBN刀头2所在侧的断屑槽不同，以此适应不同的加工需求；
于硬质合金基体1上涂覆涂层(图中未示出)，涂层包括采用PVD(物理气相沉积)或CVD(化学气相淀积)的工艺涂覆于硬质合金基体1上的单层涂层、多层涂层、梯度涂层或纳米涂层，所述的梯度涂层是指从基体到涂层表面在材料组成、结构、密度、及功能上呈现连续变化的一种复合结构，所述的纳米涂层是一种纳米材料涂层。将前述类型的涂层涂覆于硬质合金基体1上，包括以下三种涂覆方式：1)在硬质合金基体1上涂覆种类和厚度均相同的涂层，例如，在硬质合金上整体涂覆厚度1.5um的TiAlN涂层；2)以硬质合金基体1的厚度中线为过渡分界线，在分界线两侧的硬质合金基体1上涂覆种类相同但厚度不同的涂层，例如，硬质合金基体整体涂覆TiAlN涂层，但是以硬质合金基体1的厚度中线为过渡分界线，PCBN刀头2所在侧的基体涂层厚度为1.5um，硬质合金刀头3所在侧的基本涂层厚度为8um；3)以硬质合金基体1的厚度中线为过渡分界线，设置有PCBN刀头2的硬质合金基体1的一侧涂覆厚度为1.5um的TiAlN涂层，形成硬质合金刀头3的硬质合金基体1的一侧涂覆TiAlN涂层和TiSiN涂层，TiAlN涂层和TiSiN涂层的总厚度为5um。本实施例中，鉴于硬质合金刀头3和PCBN刀头2分别用于粗加工和精加工，其切削强度和切削量均不相同，因此，可采用3)这种方式涂覆涂层。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，包括硬质合金基体和PCBN刀头，其特征在于，所述硬质合金基体的一侧进行刃口处理形成硬质合金刀头，所述硬质合金基体的另一侧在切削位上设置PCBN刀头，并于所述硬质合金基体上涂覆涂层。
2.根据权利要求1所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，于所述硬质合金刀头侧和PCBN刀头侧设置断屑槽，两侧的所述断屑槽为相同结构或不同结构。
3.根据权利要求1所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，所述涂层包括单层涂层、多层涂层、梯度涂层或纳米涂层。
4.根据权利要求1所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，所述涂层包括一体涂层，所述一体涂层为在所述硬质合金基体上涂覆种类和厚度均相同的涂层。
5.根据权利要求4所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，所述一体涂层为厚度0.5-3um的TiAlN涂层。
6.根据权利要求1所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，所述涂层包括分层涂层，所述分层涂层为以所述硬质合金基体的厚度中线为过渡分界线，在分界线两侧的所述硬质合金基体上涂覆种类相同但厚度不同的涂层。
7.根据权利要求6所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，以所述硬质合金基体的厚度中线为过渡分界线，设置有所述PCBN刀头的所述硬质合金基体的一侧涂覆厚度为0.5-3um的TiAlN涂层，形成所述硬质合金刀头的所述硬质合金基体的一侧涂覆厚度为3-15um的TiAlN涂层。
8.根据权利要求1所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，所述涂层包括结合涂层，所述结合涂层为以所述硬质合金基体的厚度中线为过渡分界线，在分界线两侧的所述硬质合金基体上涂覆种类不同、厚度相同或不同的涂层。
9.根据权利要求8所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，以所述硬质合金基体的厚度中线为过渡分界线，设置有所述PCBN刀头的所述硬质合金基体的一侧涂覆厚度为0.5-3um的TiAlN涂层，形成所述硬质合金刀头的所述硬质合金基体的一侧涂覆TiAlN涂层和TiSiN涂层，TiAlN涂层和TiSiN涂层的总厚度为0.5-15um。
10.根据权利要求1所述的一种粗加工和精加工双用途的超硬切削刀具，其特征在于，所述切削刀具的横截面形状为多边形结构，包括三角形、菱形、正方形或圆形。
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