CN217095723U - 刀头结构及刀具 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种刀头结构及刀具，包括连接部以及设置于所述连接部前端的刀盘，所述刀盘外周间隔设置有侧面为螺旋状的刀齿；所述刀齿侧面旋转方向前侧的侧面边沿与所述刀齿前端面/后端面的边沿构成第一切削刃；所述刀齿前后端面均设置有排屑槽，所述排屑槽的朝向所述第一切削刃的侧边沿与所述刀齿前端面/后端面的边沿构成第二切削刃，所述第一切削刃与所述第二切削刃以同角度设置。在一个刀齿上设置有多个切屑刃，每一转以成倍的次数对同一部位切削，进而大幅度地提高了工件加工效率，减少了单刃的切削次数，进而减少了第一切削刃的磨损程度，延长了刀头结构的使用寿命。

Description

刀头结构及刀具

技术领域

本实用新型涉及精密加工工具技术领域，尤其涉及一种刀头结构及刀具。

背景技术

铝基碳化硅材料由于高强度、强耐磨性、极高的显微硬，导致其加工困难，加工表面质量难以得到有效的控制。因此，常通过涂覆的方式应用到精密加工工具的刀具中，通过在刀具刀刃上涂覆金刚石涂层，用以实现对刀刃的保护。然而，刀刃上涂覆金刚石涂层刀具在机加工的切削过程中，具有寿命不稳定、加工过程中难以判断刀具是否报废。为了保证工件加工后的成品率，常采用人工高速钢丝锥手工加工工件，降低了工件加工效率极低。

实用新型内容

本申请的目的旨在提供一种刀头结构及刀具，其解决了刀刃上涂覆金刚石涂层刀具在机加工的切削过程中，具有寿命不稳定、加工过程中难以判断刀具是否报废，以及人工高速钢丝锥手工加工效率极低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本申请提供的一种刀头结构，包括连接部以及设置于所述连接部前端的刀盘，所述刀盘外周间隔设置有侧面为螺旋状的刀齿；所述刀齿侧面旋转方向前侧的侧面边沿与所述刀齿前端面/后端面的边沿构成第一切削刃；所述刀齿前后端面均设置有若干排屑槽，所述排屑槽的朝向所述第一切削刃的侧边沿与所述刀齿前端面/后端面的边沿构成第二切削刃，所述第一切削刃与所述第二切削刃以同角度设置。

可选地，所述刀齿前后端面分别阵列有若干所述排屑槽。

可选地，所述刀齿外周设置有与所述刀盘轴线平行且与所述刀齿外周面相交的后角面，所述后角面与位于所述刀齿侧面旋转方向后侧的侧面相交。

可选地，位于所述刀齿外周面上且位于前后端面上的边线长度大于所述后角面上且位于前后端面上的边线长度。

可选地，所述后角面与在所述刀齿外周面与所述后角面相交处的切面之间的角度为0°～40°。

可选地，同一刀齿前后端面的所述排屑槽一一对应设置。

可选地，所述排屑槽的深度为0.001～0.2mm，所述排屑槽的宽度为0.005～0.5mm，相邻两所述排屑槽的相邻侧壁的间距为0.005～0.5mm。

可选地，所述刀齿和所述刀盘一体成型。

可选地，所述刀头结构的材质包括聚晶金刚石。

可选地，所述第一切削刃的螺旋角度为0～55°，前刀角角度为-10°～20°，所述刀齿前端面和后端面之间的夹角为59°～61°。

可选地，所述连接部的外径小于所述刀盘的外径。

可选地，所述刀盘上还开设有与所述刀齿侧面弧形连接的刀槽，所述连接部上相对所述刀槽设置有导屑槽。

本申请实施例还提供了一种刀具，包括刀柄以及安装于所述刀柄前端的如前述任一实施方式的刀头结构。

相比现有技术，本申请的方案具有以下优点：

1、本申请提供的刀头结构，通过在刀盘外周设置间隔的刀齿，每个刀齿侧面旋转方向前侧的侧面边沿与刀齿前端面/后端面的边沿构成第一切削刃；刀齿前后端面均设置有排屑槽，排屑槽的朝向第一切削刃的侧边沿与刀齿前端面/后端面的边沿构成第二切削刃，由于第二切屑刃与第一切屑刃同角度设置，在切削过程中，在第一切削刃切削之后，第二切削刃能够立即对第一切削刃切过得部分进行切削，使得切削过部位的尺寸能够与设计尺寸更接近，减少了第一切削刃对同一切削部位切削次数，进而减少了第一切削刃的磨损程度。机加工过程中，不仅保证了加工效率，还延长了刀头结构的使用寿命。

2、本申请提供的刀头结构，在刀齿前后端面上阵列有若干排屑槽，每一个的排屑槽的朝向第一切削刃的侧边沿与刀齿前端面/后端面的边沿均构成第二切削刃，进一步地减少了第一切削刃和每个第二切削刃的磨损程度，在加工同尺寸的工件时，本申请的刀头结构每一转以成倍的次数对同一部位切削，进而大幅度地提高了工件加工效率，同样延长了刀头结构的使用寿命。

3. 本申请提供的刀头结构，采用聚晶金刚石（PCD）一体成型结构，在加工过程中，刀刃不容易模型，同时不易折断在工件中，使得同一刀头结构能够稳定加工更多数量的工件。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请的一种刀头结构的结构示意图；

图2为本申请的一种刀头结构的一种实施方式的左视图；

图3为本申请图1中所示A的放大图。

附图标记：刀盘1、连接部2、刀齿3、前侧面31、前端面32、后端面33、后侧面34、第一切屑刃311、排屑槽35、第二切削刃351、后角面36、外周面37、刀槽4、导屑槽21。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。应当理解的是，本申请中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

另外，需要说明的是，本实用新型的描述中，术语“前端”和“后端”指的是，切削刀具在使用过程时，靠近于加工工件的一端为“前端”，背离加工工件的一端为“后端”。

如图1至图3所示，本申请提供的一种刀头结构，该刀头结构主要用于对工件进行螺纹加工，因此，本申请的刀头结构包括螺纹铣刀。刀头结构包括连接部2以及设置于连接部2前端的刀盘1，刀盘1外周间隔设置有侧面为螺旋状的刀齿3，使得相邻两刀齿3之间具有一定距离，进而刀齿3在切削过程中产生的切屑能够从两刀齿3之间排除，避免切屑卡在刀齿3与工件之间，影响工件的加工精度。可选地，刀盘1上设置有4个均匀分布的刀齿3。示例性地，刀盘1的直径为2.1mm，刀齿3的直径为2.95-2.995mm。刀齿3侧面旋转方向前侧的侧面边沿与刀齿前端面32/后端面33的边沿构成第一切削刃311。在本申请提供的实施例中，刀齿3侧面为螺旋状，第一切削刃311为刀齿侧面31与前端面32、刀齿侧面31与后端面33形成的实体结构，刀齿侧面31与前端面32/后端面33相交的线为刀口，靠近刀口的实体边沿与刀口共同构成第一切削刃311。因此，在侧面31为螺旋状时，第一切削刃311也为螺旋状，进而在加工工件过程中，能够对工件进行螺纹加工。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，刀齿3侧面旋转方向前侧的侧面为前侧面31，刀齿3侧面旋转方向后侧的侧面为后侧面34，后文刀齿3侧面标识均以此处标识为准，后文不在赘述。

在本申请提供的实施例中，结合图1至图3，为了能够减少刀头结构的使用寿命，减少第一切屑刃311的在加工过程中的磨损程度，在刀齿3前端面32和后端面33均设置有若干排屑槽35，排屑槽35的朝向第一切削刃311的侧边沿与刀齿前端面32/后端面33的边沿构成第二切削刃351，即第二切削刃351包括刀齿3前端面32上排屑槽35朝向刀齿3的侧面与前端面32、刀齿3后端面33上排屑槽35朝向刀齿3的侧面与后端面33形成的实体结构，排屑槽35的侧面与前端面32/后端面33相交的线为刀口，靠近刀口的实体边沿与刀口共同构成第二切削刃351第一切削刃311与第二切削刃351以同角度设置，第一切削刃的螺旋角度为0～55°，前刀角角度为-10°～20°，刀齿前端面32和后端面33之间的夹角为60°。在切削过程中，在第一切削刃311切削之后，第二切削刃351能够立即对第一切削刃311切过得部分进行切削，使得切削过部位的尺寸能够与设计尺寸更接近，减少了第一切削刃311对同一切削部位切削次数，进而减少了第一切削刃311的磨损程度。机加工过程中，不仅保证了加工效率，还延长了刀头结构的使用寿命。

参考图1至图3，由于第二切屑刃351在切削过程中也会也会会产生碎屑，排屑槽35能够将第二切屑刃351切除的碎屑排除，避免碎屑卡在刀齿3与工件之间，影响工件的加工精度。进一步地，在切削过程中，工件会向第一切削刃311产生挤压力，通过设置排屑槽35，使得第一切削刃311受到的挤压力能够传递到排屑槽35背向第一切削刃311侧的侧面上，并将挤压力从该侧面释放，即排屑槽35提供了弹性空间，进而降低了挤压力对刀头结构内部的损伤，提高了刀头结构的使用寿命，同时能够通过该排屑槽释放切割产生的热量。

在本申请提供的实施例中，参考图1至图3，一种可选的实施方式中，刀齿的前端面32和后端面33上分别阵列了若干排屑槽35，每个排屑槽35朝向第一切削刃311的侧面边缘与刀齿的前端面32/后端面33形成第二切削刃351，在加工同尺寸的工件时，本申请的刀头结构每一转以第一切屑刃311成倍的次数对同一部位切削，进而大幅度地提高了工件加工效率，同样延长了刀头结构的使用寿命，同时降低每个第二切削刃351的磨损程度，同样排屑槽35的增加也能释放更多切削过程中产生的热量和碎屑，降低了刀头结构的热应力，同时提高了工件的加工精度。

在本申请提供的实施例中，参考图1至图3，为了减少刀头结构在加工过程中磨损过快，特别是避免刀齿牙顶磨损过快，刀齿3的外周面为圆柱面，避免牙顶宽度变大，进而保证工件螺纹加工精度。在一种可选的实施方式中，刀齿外周设置有与刀盘1轴线平行且与刀齿3外周面相交的后角面36，后角面与位于刀齿侧面旋转方向后侧的后侧面34相交，即后角面36与后侧面34相交。在加工过程中，后角面与工件已加工表面之间形成一定间隙，进而减少一个刀齿后面部分与工件已切削表面之间的摩擦，降低刀齿加工过程中产生的热量。

在一种可选的实施方式中，参考图1至图3，刀齿3外周面37上且位于前端面32和后端面33上的边线长度大于后角面36上且位于前端面32/后端面33上的边线长度，使得一个刀齿外周面37沿着周向的长度大于后角面36沿着周向的长度，能够最大幅度地避免刀齿牙顶磨损过快，避免牙顶宽度变大，同时也减少了刀齿与工件已加工表面的摩擦。在前述示例的基础上，外周面的沿刀盘轴向的宽度为0.042-0.062mm。外周面对应刀盘轴线的圆弧长度为0.45-0.55mm，外周面包括刀刃的刃带（即留圆），其中，刃带宽度为0.3-0.35mm，后角面与在刀齿外周面与后角面相交处的切面之间的角度为0°～40°。可选地，后角面在切削外周面的角度（即后角）范围为14°～15°。

在一种可选的实施方式中，参考图1至图3，排屑槽35的深度为0.001～0.2mm，排屑槽35的宽度为0.005～0.5mm，相邻两排屑槽35的相邻侧壁的间距为0.005～0.5mm，避免排列过密、深度过深或者两排屑槽35间距过大时，各个切屑刃出现变形的情况，进而保证工件加工的精度。为了保证工件螺纹与设计标准相符，使得一个螺纹牙顶两侧能够同时加工到设计尺寸，同一刀齿前后端面的排屑槽一一对应设置。

在一种可选的实施方式中，刀头结构的材质包括聚晶金刚石，刀齿和刀盘一体成型，由于聚晶金刚石具有更高强度、更强耐磨性，保证了整个刀头结构具有更好的稳定性，在加工过程中不易出现磨损，且也不易折断在工件中，提高了整个刀头结构的使用寿命。

在一种可选的实施方式中，参考图1至图3，连接部2的外径小于刀盘1的外径，使得连接部2能够避开工件已经加工过得螺纹，保证工件的加工精度。另外，本申请还可在刀盘1上还开设与刀齿3侧面弧形连接的刀槽4，刀槽4增加了相邻两刀齿之间空间，进而使得第一切削刃311切削出的较多的以及较大的碎屑能够从刀槽4顺利地排除，避免影响工件后续的加工，连接部2上相对刀槽4设置有导屑槽21，避免了碎屑累积在刀齿3端面上，使得刀齿3能够从顺利地工件加工，保证工件加工精度。为了避免碎屑卡在刀头结构中，刀槽4和导屑槽21的槽面为光滑的弧面且为右旋螺纹弧面。在前述示例的基础上，刀槽4和导屑槽21的螺旋角为15°，刀槽2、导屑槽21采用一次加工而成，使得刀槽4、导屑槽21能够顺滑的连接，同时刀齿3的侧面与刀槽4的槽面弧形连接。

可选地，参考图1至图3，在加工刀齿过程中，刀齿3、刀槽4、导屑槽21采用一次加工而成，提高了整个刀头结构的加工效率。在前述示例的基础上，导屑槽21的长度和刀槽4总长度L2与连接部2与刀盘1的总长度L1的比例为：0.54-0.55，在导屑槽21的长度和刀槽4总长度L2为3.6mm，连接部2与刀盘1的总长度L1为6.5-6.6mm，刀槽4的槽面最凹点与刀盘内直径为1.4-1.6的圆相切，该圆圆心位于刀盘轴线上，连接部2与刀盘1直径比为：1.05，连接部2直径略小于刀盘1直径，用以保证整个结构的稳定性，在切屑过程中不易折断。

本申请实施例还提供了一种刀具，包括刀柄以及安装于刀柄前端的本申请任一技术方案的刀头结构。

综上所述，本申请提供的刀头结构及刀具，通过在刀盘外周设置间隔的刀齿，刀齿上设有螺旋的第一切屑刃，通过在每个刀齿前后端面开设排屑槽，以使排屑槽朝向第一切屑刃边沿形成第二切削刃，进而在切削过程中，能一次旋转多次，成倍地对同一部位进行切削，提高了工件加工加工效率，同时降低了切屑刃的磨损程度。同时整个刀头结构采用聚晶金刚石（PCD）一体成型结构，在加工过程中，刀刃不容易模型，同时不易折断在工件中，使得同一刀头结构能够稳定加工更多数量的工件。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种刀头结构，其特征在于，包括连接部以及设置于所述连接部前端的刀盘，所述刀盘外周间隔设置有侧面为螺旋状的刀齿；所述刀齿侧面旋转方向前侧的侧面边沿与所述刀齿前端面/后端面的边沿构成第一切削刃；所述刀齿前后端面均设置有若干排屑槽，所述排屑槽的朝向所述第一切削刃的侧边沿与所述刀齿前端面/后端面的边沿构成第二切削刃，所述第一切削刃与所述第二切削刃以同角度设置。

2.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述刀齿前后端面分别阵列有若干所述排屑槽。

3.根据权利要求2所述的刀头结构，其特征在于，所述刀齿外周设置有与所述刀盘轴线平行且与所述刀齿外周面相交的后角面，所述后角面与位于所述刀齿侧面旋转方向后侧的侧面相交。

4.根据权利要求3所述的刀头结构，其特征在于，位于所述刀齿外周面上且位于前后端面上的边线长度大于所述后角面上且位于前后端面上的边线长度。

5.根据权利要求3所述的刀头结构，其特征在于，所述后角面与在所述刀齿外周面与所述后角面相交处的切面之间的角度为0°～40°。

6.根据权利要求2所述的刀头结构，其特征在于，同一刀齿前后端面的所述排屑槽一一对应设置。

7.根据权利要求2所述的刀头结构，其特征在于，所述排屑槽的深度为0.001～0.2mm，所述排屑槽的宽度为0.005～0.5mm，相邻两所述排屑槽的相邻侧壁的间距为0.005～0.5mm。

8.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述刀齿和所述刀盘一体成型。

9.根据权利要求8所述的刀头结构，其特征在于，所述刀头结构的材质包括聚晶金刚石。

10.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述第一切削刃的螺旋角度为0～55°，前刀角角度为-10°～20°，所述刀齿前端面和后端面之间的夹角为59°～61°。

11.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述连接部的外径小于所述刀盘的外径。

12.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述刀盘上还开设有与所述刀齿侧面弧形连接的刀槽，所述连接部上相对所述刀槽设置有导屑槽。

13.一种刀具，其特征在于，包括刀柄以及安装于所述刀柄前端的如权利要求1-12任一项所述的刀头结构。

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