CN103009333A - 一种用于粗加工的可转位切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可转位双面切削刀片，刀片本体为多边形体，几何中心设置有安装通孔，断屑台本体环绕安装通孔设置，切削单元分布于两相邻侧面夹角处，其特征在于：切削单元包括主切削刃、副切削刃；主切削刃和副切削刃均设置有负倒棱平面和棱平面，第一前刀面、第二前刀面由凹陷面底面与断屑台本体联接；于各切削单元处，断屑台本体设置有凸台，凸台表面渐次升高形成第一断屑台和第二断屑台，第一断屑台的脊峰和第二断屑台的脊峰之间形成第一凹陷面，第二断屑台与断屑台本体之间形成第二凹陷面，第一凹陷面和第二凹陷面均与凹陷面底面顺滑联接。本发明在保证刀片刃口强度的前提下，减少切削阻力，具有良好的断屑能力，整体切削性能好。

Description

一种用于粗加工的可转位切削刀片

技术领域

本发明涉及一种用于金属去屑粗加工的可转位切削刀片。 

背景技术

用于金属去屑粗加工的可转位切削刀片的刀片切削槽型应根据不同的切削条件和加工对象而设计，应充分考虑加工环境、加工对象、刀体材料、涂层、刀片的强度等综合因素，以获得更好的切削性能和效率。对于粗加工刀片而言，其在使用过程中既需采用较大的切削进给满足加工效率的要求，又需保证刃口强度，满足使用寿命的要求，如何获得最佳的刀片使用性能，是刀片切削槽型设计的关键所在。在各设计要素中，刀片基准面与前刀面所形成的前角是一个关键参数，前角过大切削性能好但其刃口容易崩断，所以常对刃口采用宽倒棱或者减小前角结构以保证强度，但这种直接对刃口进行简单倒棱处理的方式，虽然可以提高刀片的抗冲击特性，却使刀片所受到的切削阻力急剧增大，刀片的磨损加剧。

另一方面，断屑功能设计在粗加工刀片槽型设计中也很重要，由于粗加工切削深度大，横向弯曲刚度高，一般不会形成长而厚的螺旋型切屑，大部分以C型屑为主，其主要的断屑功能由刀尖的切削单元完成，现有技术中，刀尖切削单元中断屑槽较多的采用平面过渡，不利于粗加工切屑的断屑。因此，用于粗加工可转位切削刀片的槽型设计需进一步优化。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术之不足，提供一种用于粗加工可转位切削刀片，其能在保证刀片刃口强度的前提下，减少在切削过程中受到的切削阻力，具有良好的断屑能力，提高整体切削性能。

本发明的技术方案为：

一种可转位双面切削刀片，刀片本体为上下对称的多边形体，包括两个端面和侧表面，刀片本体几何中心设置有安装通孔17，断屑台本体环绕安装通孔17设置，所述两相邻侧面由圆弧面14联接；切削单元分布于两相邻侧面夹角处，其特征在于：所述的切削单元包括：所述端面与圆弧面14相交段为主切削刃15，所述端面与侧表面相交段为副切削刃16；所述主切削刃15和副切削刃16均设置有负倒棱平面，第一前刀面20自负倒棱平面向内凹陷，与第一前刀面20顺滑联接的第二前刀面21继第一前刀面20继续向内凹陷，由凹陷面底面与断屑台本体联接；

于各切削单元处，断屑台本体设置有邻近主切削刃15的凸台，所述凸台沿角平分线对称设置，表面渐次升高形成第一断屑台22和第二断屑台23，所述第一断屑台22和第二断屑台23均设置有横跨角平分线的脊峰，所述脊峰向侧切削刃邻近并渐次降低高度至与凹陷面底面顺滑联接，所述第一断屑台22的脊峰和第二断屑台23的脊峰之间形成第一凹陷面46，第二断屑台23与断屑台本体之间形成第二凹陷面47，所述第一凹陷面46和第二凹陷面47均与凹陷面底面顺滑联接。

所述刀片本体以中间水平断面为基准平面，所述棱平面19与基准平面平行，宽度l₂为0.1mm-0.2mm。所述负倒棱平面18宽度l₁为0.08mm-0.15mm，角度α为5°-15°。

所述第二前刀面21的前角β为12°-18°。

所述第一前刀面20的前角γ与第二前刀面21的前角β的比值为2/5-3/5，所述第一前刀面20的宽度l₃与棱平面19宽度l₂的比值为1-1.2。

所述凹陷面底面沿副切削刃方向延伸，所述凹陷面底面与角平分线相交处为最高点，所述凹陷面底面的最低点位于副切削刃中心竖直截面内，所述凹陷面底面最高点与最低点之间的高度差为0.2mm-0.25mm。

所述第一断屑台（22）顶面为圆锥形凸面，所述圆锥形凸面与凹陷面底面由圆弧面过渡，所述圆锥形凸面的顶点距主切削刃的距离l₄为1.5mm-1.8mm。

所述第二断屑台（23）与棱平面（19）的高度差l₅为0.12mm-0.15mm。

本发明的有益效果在于：

 在本发明中，由于切削刃设置了负倒棱平面，并具有双前角结构，且与该平面连接的第一前刀面、第二前刀面形成了凹陷面底面的一个侧面，而第一断屑台、第一凹陷面和第二断屑台、第二凹陷面形成自凹陷面底面渐次升高的波浪形延伸表面，即成为了凹陷面底面的另一个侧面，形成了刀片的断屑槽，使上述槽型的粗加工可转位刀片具有以下优点：

1、倒棱面的设置增强了刀尖顶部的抗冲击能力，第一前刀面作为棱平面与第二前刀面的过渡面，有效缓和了倒棱面与第二前刀面直接相连而形成尖角部分，降低了切削过程中刀片所受到切削阻力，且保证倒棱面与第二前刀面的虚拟夹角不变，即未减小前角而使刃口的锋利度减弱，也未因倒棱面而显著增大切削力，在保证了刀片基体的抗冲击能力条件下，改善了刀片的切削性能。

2、凹陷面底面等构成的断屑槽保证了容屑空间，所设置的二次断屑台结构，即第一断屑台、第一凹陷面和第二断屑台、第二凹陷面形成的渐次升高波浪形延伸表面可以有效地引导切屑，使粗加工过程中所产生的不同厚度的切屑均能被有效折断，厚度较薄的切屑在第一断屑台即被折断，厚度稍大的切屑经第一断屑台卷曲后经第一凹陷面和第二断屑台被折断，这种波浪形延伸表面能有效控制切屑流向，顺利排屑，减少刀片磨损，降低切削温度，保证了断屑效果，避免粘刀的现象。

3、外形精致美观，优化了刀片的整体结构。

附图说明

图1是本发明的结构示意立体图；

图2是本发明的切削单元局部结构示意放大图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的侧视图；

图5是本发明图3的A-A断面示意图。

图中：

圆弧面-14，主切削刃-15，副切削刃-16，安装通孔-17，负倒棱平面-18，棱平面-19，第一前刀面-,20，第二前刀面-21，第一断屑台-22，第二断屑台-23，第一凹陷面-46，第二凹陷面47。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种可转位双面切削刀片，刀片本体为上下对称正方形体，如图1至图5所示，包括两个端面和侧表面，端面上设置有四个连接表面，刀片通过连接表面定位于刀具连接表面上，具体地，通过固定螺钉穿过位于刀片本体几何中心的安装通孔17固定。所述刀片本体的两端面以中间断面为基准平面m对称设置，所述两相邻侧面由圆弧面14联接；八个切削单元分布于上下两个端面的两相邻侧面夹角处，所述的切削单元包括：所述端面与圆弧面14相交段形成的主切削刃15，所述端面与侧表面相交段为副切削刃16；所述主切削刃15和副切削刃16均设置有负倒棱平面18，所述负倒棱平面18与基准平面夹角α为5°-15°，所述负倒棱平面18宽度l₁为0.08mm-0.15mm，棱平面19与负倒棱连接，棱平面19与基准平面平行，宽度l₂为0.1mm-0.2mm；所述端面自棱平面19向内凹陷形成第一前刀面20，第二前刀面21继第一前刀面20继续向内凹陷并与其顺滑联接，形成端面的凹陷面底面；所述凹陷面底面沿副切削刃16方向延伸，所述凹陷面底面与主切削刃15角平分线相交处为最高点，所述凹陷面底面的最低点位于副切削刃中心截面内，所述最高点与最低点之间的高度差为0.2mm-0.25mm。

自凹陷面底面向上凸起的断屑台本体环绕通孔17设置，所述断屑台本体设置有多个分别邻近各主切削刃15的凸台，所述凸台以角平分线为对称轴对称设置，所述凸台的表面沿角平分线向断屑台本体渐次升高形成第一断屑台22和第二断屑台23，所述第一断屑台22顶面为高度沿角平分线向中心渐增的圆锥形凸面，所述圆锥形凸面与凹陷面底面圆弧过渡，所述圆锥形凸面的顶点距主切削刃的距离l₃为1.5mm-1.8mm。

所述第一断屑台22和第二断屑台23均设置有横跨角平分线的脊峰，脊峰两端分别向侧切削刃邻近并渐次降低高度至与凹陷面底面顺滑联接，所述第一断屑台22的脊峰和第二断屑台23的脊峰之间形成第一凹陷面46，第二断屑台23与断屑台本体之间形成第二凹陷面47，所述第一凹陷面46和第二凹陷面47均与凹陷面底面顺滑联接。

作为本发明的最佳实施方式，所述第二前刀面21的前角β优选为12°-18°。在此基础上，本发明还限定第一前刀面20的前角γ与第二前刀面21的前角β的比值为2/5-3/5，使二者的组合处于最优范围内，如第二前角为15度，第一前角则为9度，二者之间形成优化的对应关系。并进一步限定第一前刀面20的宽度l₃与棱平面19宽度l₂的比值为1：1-1：1.2，如棱平面19的宽度为0.2mm，则第一前刀面的宽度不超过0.24mm，上述优化参数组合后切削刃的几何形状可达到刀片的最佳切削性能，保证足够的容屑空间。

所述第二断屑台23与棱平面19的高度差l₅为0.12mm-0.15mm，上述限定可以实现最优的断屑效果，低于此范围则切屑遇到的阻力太小，无法实现断屑，高于此范围则阻力太大，不利于顺利排屑。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理前提下，还可以作出若干等同变换，如刀片的基本外形除了可以是正方形外，还可以是平行四边形，菱形，三角形，五边形，六边形等。这些等同变换均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可转位双面切削刀片，刀片本体为上下对称的多边形体，包括两个端面和侧表面，刀片本体几何中心设置有安装通孔（17），断屑台本体环绕安装通孔（17）设置，所述两相邻侧面由圆弧面（14）联接；切削单元分布于两相邻侧面夹角处，其特征在于：所述的切削单元包括：所述端面与圆弧面（14）相交段为主切削刃（15），所述端面与侧表面相交段为副切削刃（16）；所述主切削刃（15）和副切削刃（16）均设置有负倒棱平面（18）和棱平面（19），第一前刀面（20）自棱平面向内凹陷，与第一前刀面（20）顺滑联接的第二前刀面（21）继第一前刀面（20）继续向内凹陷，由凹陷面底面与断屑台本体联接；

于各切削单元处，断屑台本体设置有邻近主切削刃（15）的凸台，所述凸台沿角平分线对称设置，表面渐次升高形成第一断屑台（22）和第二断屑台（23），所述第一断屑台（22）和第二断屑台（23）均设置有横跨角平分线的脊峰，所述脊峰向侧切削刃邻近并渐次降低高度至与凹陷面底面顺滑联接，所述第一断屑台（22）的脊峰和第二断屑台（23）的脊峰之间形成第一凹陷面（46），第二断屑台（23）与断屑台本体之间形成第二凹陷面（47），所述第一凹陷面（46）和第二凹陷面（47）均与凹陷面底面顺滑联接。

2.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述刀片本体以中间水平面为基准平面，所述负倒棱平面（18）与基准平面夹角α为5°-15°，所述负倒棱平面（18）宽度l₁为0.08mm-0.15mm，与其连接的棱平面（19）宽度l₂为0.1mm-0.2mm。

3.根据权利要求2所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述第二前刀面（21）的前角β为12°-18°。

4.根据权利要求3所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述第一前刀面（20）的前角γ与第二前刀面（21）的前角β的比值为2/5-3/5，所述第一前刀面（20）的宽度l₃与棱平面（19）的宽度l₂的比值为1/1-1/1.2。

5.根据权利要求2所述的可转位双面切削刀片，其特征在于：所述凹陷面底面沿副切削刃方向延伸，所述凹陷面底面与角平分线相交处为最高点，所述凹陷面底面的最低点位于副切削刃中心竖直截面内，所述凹陷面底面最高点与最低点之间的高度差为0.2mm-0.25mm。

6.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述第一断屑台（22）顶面为圆锥形凸面，所述圆锥形凸面与凹陷面底面由圆弧面过渡，所述圆锥形凸面的顶点距主切削刃的距离l₄为1.5mm-1.8mm。

7.根据权利要求1所述的可转位双面切削刀片，其特征在于，所述第二断屑台（23）与棱平面（19）的高度差l₅为0.12mm-0.15mm。

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