CN223629560U - 铣刀片及具有该铣刀片的刀具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种铣刀片及具有该铣刀片的刀具，涉及数控机床刀具技术领域。本申请中铣刀片包括采用硬质合金材料制成的刀体以及采用聚晶立方氮化硼制成的第一刀头和第二刀头；刀体呈扁平盘状，刀体的一端外周面上分别间隔开设有第一焊接槽和第二焊接槽，第一刀头焊接固连在刀体的第一焊接槽内，第二刀头焊接固连在刀体的第二焊接槽内；第一刀头和第二刀头的外侧均具有沿各自周向的弧形刃口；弧形刃口所在的平面与刀体的两侧面具有倾斜夹角且第一刀头的弧形刃口与第二刀头的弧形刃口的相对接。本申请还公开一种具有上述铣刀片的刀具；本申请中达到了提高刀具切削效率、延长使用寿命、降低加工成本的效果。

Description

铣刀片及具有该铣刀片的刀具

技术领域

本申请涉及数控机床刀具技术领域，尤其是涉及一种铣刀片及具有该铣刀片的刀具。

背景技术

铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。在汽车覆盖件模具加工中，高精度仿形铣刀得到了广泛应用，主要用于完成模具三维曲面的精加工。这类刀具因其高精度和良好的切削性能，极大地提高了模具制造的效率和质量，降低了生产成本。然而，随着工业需求的不断增长，对于高硬度材料的加工要求也越来越高，传统的合金刀具逐渐显现出不足之处。目前合金刀具在大型模具精加工时，由于工时长，需多次更换刀片才能加工完成，如此一来精加工表面极易产生接刀痕，造成二次修复的问题。

为了提高刀具的耐磨性和使用寿命，现有的解决方案主要包括涂层技术和复合材料的应用。涂层技术是在传统合金刀具表面涂覆一层硬质材料，如TiN、Al₂O₃等，以增强刀具的表面硬度和耐磨损性能。另一种常见的方法是采用复合材料刀片，例如将PcBN（聚晶立方氮化硼）层与硬质合金基体结合，形成三明治结构的刀片。这些方法在一定程度上提高了刀具的耐磨性和使用寿命，但也存在一些局限性。

虽然涂层技术和复合材料的应用能够显著提升刀具的耐磨性和使用寿命，但在实际应用中仍然存在一些问题。首先是涂层的均匀性和附着力问题，涂层容易脱落，导致刀具的使用寿命受限。其次，复合材料刀片中使用大量的高性能材料作为中间层的支撑结构，成本较高，尤其是PcBN材料的使用，大大增加了刀片的整体成本。此外，复合材料刀片的结构复杂，制造工艺难度较大，特别是在刀片的固定孔加工方面，需要较高的精度和技术支持。因此，如何在保证刀具高性能的同时降低制造成本，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

为了提高铣刀的使用寿命并降低其制造成本，本申请提供一种铣刀片及具有该铣刀片的刀具。

第一方面，本申请提供的一种铣刀片采用如下的技术方案：

一种铣刀片，包括采用硬质合金材料制成的刀体以及采用聚晶立方氮化硼制成的第一刀头和第二刀头；

所述刀体呈扁平盘状，所述刀体的一端外周面上分别间隔开设有第一焊接槽和第二焊接槽，所述第一刀头焊接固连在所述刀体的第一焊接槽内，所述第二刀头焊接固连在所述刀体的第二焊接槽内；所述第一刀头和第二刀头的外侧均具有沿各自周向的弧形刃口；所述弧形刃口所在的平面与所述刀体的两侧面具有倾斜夹角且所述第一刀头的弧形刃口与所述第二刀头的弧形刃口的相对接。

本实用新型提供的铣刀片通过在硬质合金刀体上局部焊接聚晶立方氮化硼（PcBN）材料制成的第一刀头和第二刀头，有效提高了刀片的整体耐磨性和使用寿命。具体而言，第一刀头和第二刀头的弧形刃口不仅能够更好地适应三维曲面的精加工需求，而且通过倾斜夹角的设计，使得切削力更加均匀分布，减少了刀具的磨损。

本技术方案中的铣刀片只是在刃口等关键部位使用高性能的聚晶立方氮化硼材料，使得整个刀具的成本可控，而且也不影响在刀体上开孔，从而便于加工及安装。

可选的，所述刀体的两侧面为夹持平面，所述刀体的中部开设有贯穿两个夹持平面的定位安装孔，所述刀体的一端外周面上具有用于与刀杆相定位配合的V型面，所述刀体的外周面上位于所述V型面的尖端处设置成避空平面。

通过采用上述技术方案，便于铣刀片在刀杆上的稳定安装，并提高了铣刀片的安装精度。

可选的，所述第一刀头和第二刀头的外侧均为圆弧面，所述第一刀头和第二刀头的内侧均为呈V型的焊接立边；所述第一焊接槽和第二焊接槽的侧壁具有与V型的焊接立边相配合的V型贴靠面。

通过采用上述技术方案，使得刀头与刀体的连接更加稳固，提高了刀片的整体强度和刚性，有效减少了刀片在高速切削过程中的振动和磨损，延长了刀片的使用寿命。同时，刀头上圆弧面的设计使得切削力分布更加均匀，降低了切削阻力，提高了切削效率和加工精度。V型贴靠面与焊接立边的配合进一步增强了刀头的定位精度，保证了刀片在安装和使用过程中的稳定性和可靠性，从而提高了加工表面的质量。

可选的，所述第一焊接槽和第二焊接槽的侧壁均设置有导屑通道。

通过采用上述技术方案，能够有效引导刀具切削过程中产生的切屑沿着预定路径排出，避免切屑堆积在刀片周围导致的切削阻力增大和刀片磨损加剧的问题，从而提高了刀具的使用寿命和加工效率。

可选的，所述第一刀头和第二刀头的外侧周面为后刀面，所述第一刀头和第二刀头的外侧平面为前刀面，所述弧形刃口与所述前刀面之间还具有倾斜的倒棱面；所述倒棱面与所述弧形刃口上任意一点的法向之间的夹角均相等。

通过采用上述技术方案，使得切削过程中的应力分布更加均匀，并有效引导切削力，减少切削振动，减少了刃口的磨损速度，提高了刀具的使用寿命和加工精度。

可选的，定义所述第一刀头的弧形刃口与所述第二刀头的弧形刃口的对接点与所述刀体的中心点之间的连线为直线d，所述第一刀头和第二刀头以直线d为对称轴呈中心对称分布。

通过采用上述技术方案，确保了刀片在工作时受力均匀，提高了刀片的稳定性和使用寿命。此外，这种对称设计使得刀片在加工过程中能够更好地保持平衡，减少了振动和跳动，进而提升了加工精度和表面质量，并大大提升了刀具的切屑效率。

第二方面，本申请提供的一种刀具采用如下的技术方案：

一种刀具，包括刀杆和上述的铣刀片，所述刀杆的一端为夹持端，另一端为安装端，所述刀杆的安装端开设有安装凹槽，所述安装凹槽的两侧壁均为刀片定位配合面，所述刀杆的安装端开设有贯穿刀杆两侧的螺钉孔且所述螺钉孔与所述安装凹槽相连通；所述铣刀片嵌设在所述安装凹槽内并通过插接在螺钉孔内的锁紧螺钉固连在所述刀杆上；所述铣刀片上的第一刀头和第二刀头朝向所述安装凹槽的外侧。

通过采用上述技术方案，便于刀具的组装，并能够有效提高铣刀片的安装精度和稳定性，整个刀具的耐磨性好，使用寿命长，制造成本较低。

可选的，所述安装凹槽的两侧分别为第一颚部和第二颚部；所述螺钉孔贯穿所述第一颚部和第二颚部；所述第一颚部的一侧具有第一导屑面，所述第二颚部的一侧具有第二导屑面；所述第一颚部与所述第二颚部以所述刀杆的中心轴为对称轴呈中心对称设置。

通过采用上述技术方案，第一颚部和第二颚部的设计能够有效引导切削过程中的切屑排出，避免切屑堆积导致的刀具磨损加剧和加工精度下降。同时，第一导屑面和第二导屑面的设置进一步优化了切屑流动路径，减少了切屑与刀具表面的摩擦，提高了刀具的使用寿命和加工效率。中心对称的设计确保了刀具在旋转过程中的平衡性和稳定性，提升了加工表面的质量和一致性。

可选的，所述螺钉孔位于所述第一颚部上的部分为不带内螺纹的锥面孔，所述螺钉孔位于所述第二颚部上的部分为带内螺纹的圆柱面螺纹孔。

通过采用上述技术方案，锥面孔能够在安装过程中对锁紧螺钉起到导向作用，方便安装，并确保铣刀片安装的精确度，整体也更加美观。此外，锥面孔的设计还能在一定程度上减小螺钉拧紧时产生的应力集中，延长刀具使用寿命。

可选的，所述安装凹槽的槽底面为V型定位面，所述V型定位面为两侧面以所述刀杆的中心轴为对称轴呈非轴对称设置。

通过采用上述技术方案，使得铣刀片只能单向安装，保证了铣刀片的安装精度，进一步提高了加工精度和表面质量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中的铣刀片通过局部焊接聚晶立方氮化硼（PcBN）材料制成的刀头，提高了耐磨性，大大提高了刀具的使用寿命，有效避免在大型模具加工过程中因多次更换刀片使模具加工产生接刀痕的现象。

2.本申请中铣刀片只是在刃口等关键部位使用高性能的聚晶立方氮化硼材料，使得整个刀具的成本可控，而且也不影响在刀体上开孔，从而便于加工及安装。

3.本申请中通过优化第一刀头和第二刀头的结构，不仅能够更好地适应三维曲面的精加工需求，而且通过弧形刃口的倾斜夹角的设计，使得刀具的切削力更加均匀分布，减少了刀具的磨损。

4.本申请中V型定位面的两侧面呈非对称设置，使得铣刀片只能单向安装，保证了铣刀片的安装精度，进一步提高了加工精度和表面质量。

附图说明

图1是本申请中刀具的立体结构示意图。

图2是本申请中刀具的局部结构示意图。

图3是本申请中铣刀片的立体结构示意图。

图4是本申请中铣刀片的左视图。

图5是本申请中铣刀片的俯视图。

图6是图5中A-A处的局部断面结构示意图。

图7是图5中B-B处的局部断面结构示意图。

图8是图5中C-C处的局部断面结构示意图。

图中：

10、铣刀片；11、刀体；111、第一焊接槽；112、第二焊接槽；113、夹持平面；114、定位安装孔；115、V型面；116、避空平面；117、V型贴靠面；118、导屑通道；12、第一刀头；13、第二刀头；14、弧形刃口；15、焊接立边；16、后刀面；17、前刀面；18、倒棱面；

20、刀杆；21、安装凹槽；22、刀片定位配合面；23、螺钉孔；24、第一颚部；241、第一导屑面；25、第二颚部；251、第二导屑面；26、V型定位面；

30、锁紧螺钉。

具体实施方式

下面将结合附图1-附图8，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施例仅为本实用新型可能的技术实现，并非全部实现可能。本领域技术人员完全可以结合本实用新型的实施例，在没有进行创造性劳动的情况下得到其他实施例，而这些实施例也在本实用新型的保护范围之内。

参照图1和图2所示，本申请中刀具包括刀杆20和铣刀片10，刀杆20的一端为夹持端，另一端为安装端，刀杆20的安装端开设有安装凹槽21，安装凹槽21的两侧壁均为刀片定位配合面22，刀杆20的安装端开设有贯穿刀杆20两侧的螺钉孔23且螺钉孔23与安装凹槽21相连通；铣刀片10嵌设在安装凹槽21内并通过插接在螺钉孔23内的锁紧螺钉30固连在刀杆20上；铣刀片10上的第一刀头12和第二刀头13朝向安装凹槽21的外侧。

参照图2所示，安装凹槽21的两侧分别为第一颚部24和第二颚部25；螺钉孔23贯穿第一颚部24和第二颚部25；第一颚部24的一侧具有第一导屑面241，第二颚部25的一侧具有第二导屑面251；第一颚部24与第二颚部25以刀杆20的中心轴为对称轴呈中心对称设置。本实施例中螺钉孔23位于第一颚部24上的部分为不带内螺纹的锥面孔，螺钉孔23位于第二颚部25上的部分为带内螺纹的圆柱面螺纹孔。安装凹槽21的槽底面为V型定位面26，V型定位面26为两侧面以刀杆20的中心轴为对称轴呈非轴对称设置。

参照图3、图4和图5所示，铣刀片10包括采用硬质合金材料制成的刀体11以及采用聚晶立方氮化硼制成的第一刀头12和第二刀头13；刀体11呈扁平盘状，刀体11的一端外周面上分别间隔开设有第一焊接槽111和第二焊接槽112，第一刀头12焊接固连在刀体11的第一焊接槽111内，第二刀头13焊接固连在刀体11的第二焊接槽112内；第一刀头12和第二刀头13的外侧均具有沿各自周向的弧形刃口14；弧形刃口14所在的平面与刀体11的两侧面具有倾斜夹角且第一刀头12的弧形刃口14与第二刀头13的弧形刃口14的相对接。

参照图3、图4和图5所示，刀体11的两侧面为夹持平面113，与刀杆20上的刀片定位配合面22相配合，刀体11的中部开设有贯穿两个夹持平面113的定位安装孔114，用于穿设锁紧螺钉30，刀体11的一端外周面上具有用于与刀杆20相定位配合的V型面115，与刀杆20上的V型定位面26相配合，刀体11的外周面上位于V型面115的尖端处设置成避空平面116。这些结构便于铣刀片10在刀杆20上的稳定安装，并提高了铣刀片10的安装精度。

本申请中第一刀头12和第二刀头13的外侧均为圆弧面，第一刀头12和第二刀头13的内侧均为呈V型的焊接立边15；第一焊接槽111和第二焊接槽112的侧壁具有与V型的焊接立边15相配合的V型贴靠面117。定义第一刀头12的弧形刃口14与第二刀头13的弧形刃口14的对接点与刀体11的中心点之间的连线为直线d，第一刀头12和第二刀头13以直线d为对称轴呈中心对称分布。

参照图3、图4和图5所示，第一焊接槽111和第二焊接槽112的侧壁均设置有导屑通道118，用于引导刀具切削过程中产生的切屑排出，避免切屑堆积在刀片周围导致的切削阻力增大和刀片磨损加剧的问题，从而提高了刀具的使用寿命和加工效率。第一刀头12和第二刀头13的外侧周面为后刀面16，第一刀头12和第二刀头13的外侧平面为前刀面17，弧形刃口14与前刀面17之间还具有倾斜的倒棱面18。

本实施例中倒棱面18与弧形刃口14上任意一点的法向之间的夹角均相等。参照图6、图7和图8所示，在弧形刃口14上任意取三个点，以这三个点做法向直线，这些点所在位置对应的倒棱面18与对应的法向直线之间的夹角分别为a、b、c，夹角a、b、c均相等。

其实施原理如下：本实施例中提供的铣刀片10通过在硬质合金刀体11上局部焊接聚晶立方氮化硼（PcBN）材料制成的第一刀头12和第二刀头13，有效提高了刀片的整体耐磨性和使用寿命。具体而言，第一刀头12和第二刀头13的弧形刃口14不仅能够更好地适应三维曲面的精加工需求，而且通过倾斜夹角的设计，使得切削力更加均匀分布，减少了刀具的磨损。此外，第一刀头12和第二刀头13的弧形刃口14相对接，形成了连续的切削刃，避免了传统刀具在加工过程中产生的接刀痕，显著提升了加工表面的质量。

本实施例中的铣刀片10只是在刃口等关键部位使用高性能的聚晶立方氮化硼材料，使得整个刀具的成本可控，而且也不影响在刀体11上开孔，从而便于加工及安装。

本实施例中V型定位面26为两侧面以刀杆20的中心轴为对称轴呈非轴对称设置，使得铣刀片10只能单向安装，保证了铣刀片10的安装精度，进一步提高了加工精度和表面质量。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铣刀片，其特征在于，包括采用硬质合金材料制成的刀体(11)以及采用聚晶立方氮化硼制成的第一刀头(12)和第二刀头(13)；

所述刀体(11)呈扁平盘状，所述刀体(11)的一端外周面上分别间隔开设有第一焊接槽(111)和第二焊接槽(112)，所述第一刀头(12)焊接固连在所述刀体(11)的第一焊接槽(111)内，所述第二刀头(13)焊接固连在所述刀体(11)的第二焊接槽(112)内；所述第一刀头(12)和第二刀头(13)的外侧均具有沿各自周向的弧形刃口(14)；所述弧形刃口(14)所在的平面与所述刀体(11)的两侧面具有倾斜夹角且所述第一刀头(12)的弧形刃口(14)与所述第二刀头(13)的弧形刃口(14)的相对接。

2.根据权利要求1所述的铣刀片，其特征在于，所述刀体(11)的两侧面为夹持平面(113)，所述刀体(11)的中部开设有贯穿两个夹持平面(113)的定位安装孔(114)，所述刀体(11)的一端外周面上具有用于与刀杆(20)相定位配合的V型面(115)，所述刀体(11)的外周面上位于所述V型面(115)的尖端处设置成避空平面(116)。

3.根据权利要求1或2所述的铣刀片，其特征在于，所述第一刀头(12)和第二刀头(13)的外侧均为圆弧面，所述第一刀头(12)和第二刀头(13)的内侧均为呈V型的焊接立边(15)；所述第一焊接槽(111)和第二焊接槽(112)的侧壁具有与V型的焊接立边(15)相配合的V型贴靠面(117)。

4.根据权利要求1或2所述的铣刀片，其特征在于，所述第一焊接槽(111)和第二焊接槽(112)的侧壁均设置有导屑通道(118)。

5.根据权利要求1或2所述的铣刀片，其特征在于，所述第一刀头(12)和第二刀头(13)的外侧周面为后刀面(16)，所述第一刀头(12)和第二刀头(13)的外侧平面为前刀面(17)，所述弧形刃口(14)与所述前刀面(17)之间还具有倾斜的倒棱面(18)；所述倒棱面(18)与所述弧形刃口(14)上任意一点的法向之间的夹角均相等。

6.根据权利要求1或2所述的铣刀片，其特征在于，定义所述第一刀头(12)的弧形刃口(14)与所述第二刀头(13)的弧形刃口(14)的对接点与所述刀体(11)的中心点之间的连线为直线d，所述第一刀头(12)和第二刀头(13)以直线d为对称轴呈中心对称分布。

7.一种刀具，其特征在于，包括刀杆(20)和上述权利要求1-6中任意一项所述的铣刀片(10)，所述刀杆(20)的一端为夹持端，另一端为安装端，所述刀杆(20)的安装端开设有安装凹槽(21)，所述安装凹槽(21)的两侧壁均为刀片定位配合面(22)，所述刀杆(20)的安装端开设有贯穿刀杆(20)两侧的螺钉孔(23)且所述螺钉孔(23)与所述安装凹槽(21)相连通；所述铣刀片(10)嵌设在所述安装凹槽(21)内并通过插接在螺钉孔(23)内的锁紧螺钉(30)固连在所述刀杆(20)上；所述铣刀片(10)上的第一刀头(12)和第二刀头(13)朝向所述安装凹槽(21)的外侧。

8.根据权利要求7所述的刀具，其特征在于，所述安装凹槽(21)的两侧分别为第一颚部(24)和第二颚部(25)；所述螺钉孔(23)贯穿所述第一颚部(24)和第二颚部(25)；所述第一颚部(24)的一侧具有第一导屑面(241)，所述第二颚部(25)的一侧具有第二导屑面(251)；所述第一颚部(24)与所述第二颚部(25)以所述刀杆(20)的中心轴为对称轴呈中心对称设置。

9.根据权利要求8所述的刀具，其特征在于，所述螺钉孔(23)位于所述第一颚部(24)上的部分为不带内螺纹的锥面孔，所述螺钉孔(23)位于所述第二颚部(25)上的部分为带内螺纹的圆柱面螺纹孔。

10.根据权利要求8所述的刀具，其特征在于，所述安装凹槽(21)的槽底面为V型定位面(26)，所述V型定位面(26)为两侧面以所述刀杆(20)的中心轴为对称轴呈非轴对称设置。