CN102223974A - 切削刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种切削刀具，其能够有效地发散切削加工过程中产生的热，且具有能使充分的表面面积与工具支架接触并使切削液能够畅通流动的结构。该切削刀具包括彼此相对的顶面与底面、多个连接该顶面和该底面的侧面和穿过该顶面和该底面的通孔，所述顶面被分为被设置成与由顶面和侧面形成的切削刃相邻的边缘区和置于所述通孔和所述边缘区之间且围绕所述通孔的中央突出区，所述中央突出区设置成高于所述刃。本文中，所述边缘区沿着所有切削刃形成且包括自所述切削刃朝所述中央突出区向下倾斜的下降面、底表面和朝所述中央突出区向上倾斜的上升面，且在所述顶面的所述中央突出区形成多个沟槽，形成所述沟槽使得各沟槽的两个端部指向相邻的切削刃。

Description

切削刀具
技术领域
本发明涉及一种切削刀具，更具体地，本发明涉及一种具有使切削加工过程中产生的切削热有效地发散并使切削液能畅通流动的结构的切削刀具。
背景技术
通常，在诸如为外径车削过程、表面车削过程和钻孔过程的车削加工过程中，由不锈钢或铬镍铁合金制成的工件产生的热不易于转移给切屑并保留在切削刀具中。因此，问题在于保留的热大大降低切削工具的使用寿命。
图1是用于切削加工过程的传统工具支架的透视图，用于切削加工的工具支架10包括硬质合金板15、腔12、腔13和柄部分11，切削刀具20安装到腔12和腔13中。
在车削加工过程中，利用安装到如上文所述的用于切削加工过程的工具支架10的切削刀具20，切屑产生在工件的***部分且自切削刀具20的切削刃向上倾斜地延伸。切屑的实际切削发生在切削刀具20的主要切削区内。
由于切削刀具20和旋转的金属工件上产生的切屑之间的过度摩擦，产生相当量的热。此热没有发散到切削刀具外，而保留在切削刀具内。
由于切削刀具内保留的热，切削刀具20可能易于损坏，因此该热导致切削刀具20的使用寿命减少以及切削质量降低。
因此，需要这样一种切削刀具：能够防止切削刃的强度减弱且其表面面积大以能够有效散热。
此外，需要这样一种切削刀具：能够产生畅通流动的切削液以使冷却效应最大且能够使要与工具支架接触的区域的表面面积最大以进行平稳的切削加工过程。
发明内容
技术问题
构思本发明以解决用于切削加工过程的切削刀具的上述问题，本发明的一目的是提供一种能够有效地散去切割加工过程所产生的热的切削刀具。
本发明的另一目的是提供一种具有可实现以下的结构的切削刀具：能够提高工具支架与切削刀具的接触表面之间的摩擦力和接触比且切削液能够畅通流动。
技术方案
为达到上述目的，根据本发明的切削刀具包括彼此相对的顶面与底面、连接顶面和底面的多个侧面和贯穿顶面和底面的通孔，顶面分为边缘区和中央突出区，该边缘区设置成与由所述顶面和所述侧面形成的切削刃相邻，所述中央突出区置于所述通孔和所述边缘区之间且围绕所述通孔，所述中央突出区设置成高于所述刃。
这里，所述边缘区沿所有切削刃形成，且包括下降面和上升面，所述下降面自所述切削刃朝所述中央突出区向下倾斜，所述上升面朝所述中央突出区向上倾斜；且在所述顶面的所述中央突出区形成多个沟槽，形成所述沟槽使得各沟槽的两个端部指向相邻的切削刃。
另一方面，边缘区还可以包括在所述下降面和所述上升面之间形成的底表面，且所述沟槽可延伸到所述边缘区的所述上升面和所述底表面，优选地，所述沟槽的宽度小于相邻的沟槽件的间距。
将理解，顶面和底面结构相同。
有益效果
根据本发明的切削刀具优点在于可能有效地散热而不会减弱切削刃的强度。
此外，根据本发明的切削刀具能够使切削液畅通地流动以使冷却效应最大，且能够加提高工具支架与切削刀具的接触表面之间的摩擦力和接触比以防止产生弱振动。因此，本发明的切削工具能够进行平稳的切削加工过程。
附图说明
图1是用于切削加工过程的传统工具支架的透视图；
图2是根据本发明的第一实施方式的切削刀具的透视图；
图3是沿图2的线A-A所作的剖面图；
图4是沿图2的线B-B所作的剖面图；
图5是根据本发明的第二实施方式的切削刀具的透视图；
图6是沿图5的线C-C所作的剖面图；
图7是沿图5的线D-D所作的剖面图。
具体实施方式
下文，结合附图详细描述根据本发明的优选实施方式的切削刀具。
图2是根据本发明的第一实施方式的切削刀具的透视图，图3是沿图2的线A-A所作的剖面图且图4是沿图2的线B-B所作的剖面图。为简化附图，在图3和图4中仅示出刀具的顶面。
根据本发明的第一实施方式的切削刀具100具有彼此相对的顶面150和底面160、连接顶面150和底面160的四个(4)侧面110、120、130和140。这里，通孔180穿过顶面150和底面160的每一个的中央部分且作为夹紧孔，当切割刀具100安装到工具支架(图1中的10)上用于切削加工时，将杆或紧固螺钉(未示出)拧进夹紧孔中。
顶面150和底面160是置于工具支架的腔上的平坦面，且彼此大致平行。而且，切削刀具100的四个侧面110、120、130和140垂直于顶面150和底面160。这里，四个侧面110、120、130和140的上端部111-1、121-1、131-1、141-1和下端部131-2、141-2(这里，在附图中未示出侧面120的下端部)用作主切削刃(下文中，上端部111-1、121-1、131-1和141-1和下端部131-2、141-2称为“切削刃”)。
同时，顶面150分为边缘区151与中央突出区152，边缘区151与切削刃111-1、121-1、131-1和141-1相邻，中央突出区152位于通孔180和边缘区151之间且环绕通孔180。
边缘区151沿所有切削刃111-1、121-1、131-1和141-1形成，且可以包括下降面151-1、底表面151-2和上升面151-3，下降面151-1自各切削刃111-1、121-1、131-1和141-1朝中央突出区152向下倾斜，上升面151-3朝中央突出区152向上倾斜。
如图2、图3和图4所示，中央突出区152高于刃111-1、121-1、131-1和141-1(图2中的“h”)。即，形成在顶面150上的中央突出区152和底面160之间的厚度比形成在顶150上的切削刃(例如111-1)和形成在底面160上的切削刃(例如111-2)之间的厚度大。
在根据本发明的第一实施方式的切削刀具100中，多个沟槽190围绕通孔180形成在顶面150的中央突出部分152上。与平坦的表面相比，具有多个沟槽190的中央突出区152的表面面积明显增大。
在切削加工过程中，工件上产生的大多数切屑与切削刀具100的上升面151-3接触。具体地，切屑与上升面151-3的端部最大程度地接触(即，中央突出区152的起始部分)。由于切屑和上升面151-3之间的上述接触产生摩擦，在切削刀具上产生相当量的热。
然而，如上所述产生的热通过中央突出区152有效发散到切削刀具100外，该中央突出区152的表面面积因沟槽190而明显增大。
在本发明中，此时，为防止切屑流由沟槽阻断并且为了畅通地导引切屑，在边缘区151的上升面151-3、底表面151-2上不形成沟槽。
如果在切屑流未被沟槽阻断的情况下使用切削刀具，在与沟槽190的边缘接触的切屑上产生切削应力，且因此切屑能容易地分成小尺寸的碎片及切屑内的热能容易地发散到切削刀具100外。如下文描述的图5所示，更优选的是在边缘区251的上升面251-3和底表面251-2上形成沟槽291。
不限制形成在中央突出区152上的每一个沟槽190的深度及位置。然而，如图2所示，为了更有效地散热，沟槽190优选地围绕通孔180均匀地置于中央突出区152上。
此外，如图2、图3所示，仅在中央突出区152上形成多个沟槽190，且在与切削刃111-1、121-1、131-1和141-1相邻的边缘区151上没有形成沟槽。在具有上述结构的切削刀具100中，当被施加切削力的切削刃111-1、121-1、131-1和141-1具有足够的强度时，散热效应(即冷却效应)可以被最大化。
另一方面，当将顶面150置于工具支架的腔中时，如果顶面150不平坦或者微突出且在顶面150上形成凹槽，则通过紧固螺钉连接到工具支架的切削刀具100可能在工具支架的腔内摇动。在由上述情况导致的切削刀具100在腔内摇动(振动)的情况下，难以精确地加工工件。
与工具支架的腔的底面不接触的多个沟槽190能够最小化由局部不平坦的顶面150或形成在顶面上的微突出/凹槽产生的影响。因此，可能使工具支架的腔的底面和顶面150的接触最大。
这里，如果沟槽190过宽，切削刃100的强度可能减小。因此，期望沟槽190的宽度小于两个相邻沟槽190之间的间距。
在上述情况下，更多沟槽190可以形成在具有有限表面面积的顶面150的中央突出区152上，因此最大化冷却效应。
这里，如图2和图3所示，形成每一个沟槽190使得沟槽的两个端部指向邻近的边缘区151，即切削刃111-1、121-1、131-1和141-1。
由于上述结构，供给每一个沟槽190的两个端部的切削液流向与工件接触的切削刃(例如111-1和121-1)，每一个沟槽190的两个端部分布在与工件的表面垂直的刃上，且因此通过切削液能够使用于摩擦热的冷却效应最大。
通过切削刃111-1、121-1、131-1或141-1和工件的接触而自工件产生的切屑沿着边缘区151的上升面151-3移动，且到达在沟槽190和边缘区151的上升面151-3之间的边界部分的切屑上产生切削应力。因此，在到达沟槽190的起始的区域的切屑上形成大量折皱，使得切屑能容易地分成小尺寸的碎片。
此外，在如上所述的沟槽190内流动的切削液的作用是消除对排出切屑有影响的阻抗因子，且因此可能延长切削刀具100的使用寿命并获得质量极好的加工件。
如上所述，另一方面，由于中央突出区152高于切削刃111-1、121-1、131-1和141-1，则当将顶面150安装到腔中时，顶面150的中央突出区152与腔的底面接触，而切削刃111-1、121-1、131-1和141-1与腔的底面不接触。因此，切削刀具稳固地安装到腔中，同时能够防止损坏切削刃111-1、121-1、131-1和141-1。
图5是根据本发明的第二实施方式的切削刀具的透视图，图6是沿图5的线C-C所作的剖面图及图7是沿图5的线D-D所作的剖面图。
根据本实施方式的切削刀具200的整体结构与根据图2、图3和图4所示的第一实施方式的切削刀具100的整体结构相同。
在根据第一实施方式的切削刀具100中，仅在顶面150的中央突出区152上形成沟槽190。然而，在根据本实施方式的切削刀具200中，多个第一沟槽291和第二沟槽292形成在顶面250的整个表面上，所述的顶面250的整个表面即与切削刃211-1、221-1、231-1和241-1相邻的边缘区251(具体而言，地面251-2和上升面251-3)和置于边缘区251和通孔280之间并围绕通孔280的中央突出区252。
这里，优选地，形成在中央突出区252上的第二沟槽292的各端部与形成在边缘区251上的第一沟槽291的一个端部连接。第一沟槽291的另一端部(未对应于第二沟槽292)对应于相邻的切削刃211-1、221-1、231-1或241-1。
在根据此实施方式的切削刀具200中，第一沟槽291未形成在边缘区251的下降面251-1上。也就是说，第一沟槽291形成在与切削刃211-1、221-1、231-1或241-1相邻的边缘区251的底表面和上升面上，且第一沟槽的一个端部和中央突出区252的第二沟槽292连接。
如上所述，除了作为切削刀具200中的最脆弱区的切削刃211-1、221-1、231-1和241-1及边缘区251的下降面251-1外，沟槽190形成在所有区域上。由于上述结构，通过沟槽获得的冷却效应能够被最大化，而不会减弱切削刃211-1、221-1、231-1和241-1的强度。
这里，各沟槽的作用和在根据第一实施方式的切削刀具100的顶面150上形成的沟槽190的作用相同。因此，省略关于它的详细描述。
也就是说，尽管本文示出了结构为在顶面150上形成沟槽190的切削刀具100和结构为在顶面250上形成沟槽291及沟槽292的切削刀具200，但本发明并不限于此。即，显然，底面(例如，图2中的160)和顶面(例如，图2中的150)结构相同以将底面(例如图2中的160)的边沿(例如，图2和图3中的111-2、131-2、141-2)和顶面(例如，图2中的150)的边沿(例如图2中111-1、121-1、131-1、141-1)用作切削刃。
本发明的范围局限于以上描述的实施方式，且本发明的范围仅由所附权利要求确定及限定。此外，本领域技术人员能够对本发明进行各种变化和修改而不脱离本发明的真实精神。因此，对本领域技术人员来说明显的变化和修改将落入本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种切削刀具，所述切削刀具包括彼此相对的顶面与底面、连接所述顶面和所述底面的多个侧面、和贯穿所述顶面和所述底面的通孔，
所述顶面分为边缘区和中央突出区，所述边缘区设置成与由所述顶面和所述侧面形成的切削刃相邻，所述中央突出区置于所述通孔和所述边缘区之间且围绕所述通孔，所述中央突出区设置成高于所述刃；
所述边缘区沿所有的所述切削刃形成，且包括下降面和上升面，所述下降面自所述切削刃朝所述中央突出区向下倾斜，所述上升面朝所述中央突出区向上倾斜；
在所述顶面的所述中央突出区上形成多个沟槽，所述沟槽形成为使得各沟槽的两个端部指向相邻的切削刃。
2.如权利要求1或权利要求2所述的切削刀具，其中所述边缘区还包括底表面，所述底表面形成在所述下降面和所述上升面之间，且所述沟槽延伸到所述边缘区的所述上升面和所述底表面。
3.如权利要求1所述的切削刀具，其中所述沟槽的宽度小于相邻沟槽之间的间距。
4.如权利要求1所述的切削刀具，其中所述底面和所述顶面的构造相同。
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