CN104439461A - 一种负型铣削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负型铣削刀片，包括刀片本体，刀片本体具有上下表面和四边形的外周面，还设有通孔及其四周的凸台，外周面依次交互配置主切削刃和修光刃；所述主切削刃为凹形结构，从其两端开始分别逐渐向上下表面相反面靠近倾斜，并在主切削刃长的1/6-1/3处的部分形成无倾斜的平坦的主切削刃中部；所述负型刀片本体无倾斜的平坦的主切削刃中部的前刀面以平缓的正角度延伸连接到垂直于上下表面的通孔，并在所述凸台处形成通向所述通孔的开口容屑槽。本发明通过对切削刀片的主切削刃的凹形结构设计，以及结合刀片支撑面断屑槽处采用特殊开口结构槽型设计，可以优化切削力分布及切屑流动和进行自断屑处理，提高刀具加工性能和稳定性。

Description

一种负型铣削刀片

技术领域

本发明涉及金属切削刀具领域，特别是涉及一种对被加工材料施行平面铣削加工的可转位负型铣削刀片。

背景技术

在平面铣削加工中，切削刀具在切入切出的过程中重复的进行断续加工，主切削刃每一次的对被加工材料的切入都会受到巨大的冲击载荷作用，故主切削刃结构设计的合理性将对刀具切削性能产生巨大的影响。

在现有技术中，用于平面铣削可转位刀片主切削刃的结构形式有如下三种：一是主切刃设计成直线段并平躺平行于切削刀片的上、下表面；二是主切刃设计成直线段部但不平行于切削刀片的上、下表面，与上下表面形成一定的斜度；三是将主切削刃设计成大U型的圆弧段。

但是，以上现有的三种主切削刃结构形式都存在一定的缺陷。第一种切削刃结构形式常用于不带断屑槽的平板切削刀片，切屑从上、下表面的定位面直接流动通过产生的大量热量会降低切削刀片的性能，同时切屑容易刮伤上、下表面的定位面；第二种切削刃结构形式的切削刀片一般都有设计断屑槽型，但是由于其是直线段由一切削刃形成一定斜度延伸至另一切削刃，所以弊端是是只能用于单一切削方向的刀体(右手加工刀体或者左手加工刀体)，经济性不佳；第三种切削刃结构形式虽可以同时用于不同切削方向的刀体，但是大U型切削刃切入工件的过程中圆弧段上每一点的切削角度不一致，难于保证切削力的总体均匀分布，很难整体平衡分布刀具所受到的轴向力和径向力，易造成刀具受力不均导致机床主轴受力不均，对刀具切削性能和机床主轴产生消极影响。

在进行切削加工时，形成的切屑在切削刃面及邻接表面流动通过，如果刀片槽型结构设计不当，一是切屑流动不畅，二是容易因接触面积过大产生更多的切削热，三是容易在切削刃面及邻接表面留下积屑，这都将对刀具性能产生不利影响。

在现有技术中，主要通过两种方式来减少切屑与切削刃邻接面的接触，一是采用闭口的断屑槽型花纹结构，二是在切削刃面与邻接面间设计台阶断面。

但是，以上现有两种方式中都存在缺点。一、采用闭口断屑槽型花纹的槽型结构存在的弊端是：(1)闭口的断屑槽容易导致槽内切屑流动不够顺畅；(2)槽内空间小易形成碎小切屑在容屑槽内堆积。二、采用在切削刃面与邻接面间设计台阶断面的槽型结构存在的弊端是：(1)台阶断面结构导致切削刃去除了更多的硬质合金材料，会降低切削刃的整体强度；(2)这种结构设计支撑面低于切削刃，切屑会在定位面表面接触通过，极易出现支撑面摩擦刮伤，影响定位精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种负型铣削刀片，通过对切削刀片的主切削刃的凹形结构设计，以及结合刀片支撑面断屑槽处采用特殊开口结构槽型设计，可以优化切削力分布及切屑流动和进行自断屑处理，提高刀具加工性能和稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种负型铣削刀片，包括刀片本体；刀片本体具有互为平行的上下表面，以及外周面形成的四边形，上下表面与外周面相交所成的角度为直角；刀片本体设置有垂直贯通上下表面的通孔，通孔四周均匀分布装夹定位用的凸台，外周面依次交互配置主切削刃和修光刃；所述主切削刃为凹形结构，从其两端开始分别逐渐向上下表面相反面靠近倾斜，并在主切削刃长的1/6～1/3处的部分形成无倾斜的平坦的主切削刃中部；所述刀片本体的无倾斜的平坦的主切削刃中部的前刀面以平缓的正角度延伸连接到所述通孔，并在所述凸台处形成通向所述通孔的开口容屑槽。

所述主切削刃为凹形结构,由处于两边并呈镜像对称的斜直线部和处于中部的无倾斜的平坦直线部构成；所述斜直线部的外端高于所述凸台的装夹定位面，所述斜直线部的内端低于所述凸台的装夹定位面；所述处于中部的无倾斜的平坦直线部连接在两边的斜直线部之间，并低于所述凸台的装夹定位面。

所述凹形结构主切削刃对应前刀面由网格曲面自由扫掠形成，所形成的变化切削前角范围介于6°～25°之间。

所述凹形结构主切削刃的无倾斜的平坦直线部所对应的前刀面以平缓的正角度延伸连接到垂直于上下表面的通孔，并在所述凸台处形成通向所述通孔的开口容屑槽。

所述切削刃的主切削刃的斜直线部和修光刃所对应的前刀面向所述凸台方向以平缓的正角度延伸，延伸面在凸台至切削刃的距离1/4～1/3处形成急速增大的切削前角并自然形成斜台阶断面。

所述切削刃的前刀面的斜台阶断面由主切削刃前刀面斜台阶断面和修光刃前刀面斜台阶断面构成；所述凸台中，对应于主切削刃前刀面斜台阶断面的侧边设为斜坡形状的反屑面。

所述主切削刃前刀面斜台阶断面延伸与所述凸台的反屑面之间形成向内凹陷的内凹容屑槽。

所述的内凹容屑槽与所述的开口容屑槽相连通，并共同构成刀片本体的断屑槽。

所述的刀片本体的通孔四周的上、下表面上均匀分布装夹定位用的小凸台，且上、下表面的小凸台呈成镜像对称；所述上、下表面的四个小凸台以所述通孔的轴线呈对称分布。

所述上、下表面的四个小凸台上分别设有文字凹坑。

所述的主切削刃与修光刃交互配置并设有过渡圆弧连接。

本发明的一种负型铣削刀片，是设计成呈正四边形0°后角的刀片本体，它包括上表面、下表面，及连接上、下表面的侧面(即外周面)，用于平面铣削加工。该切削刀片是0°后角的负型切削刀片，具有8个有效主切削刃和8个对应的修光刃，双面共可转位8次，使用经济性高。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用了将主切削刃设计为凹形结构，由处于两边并呈镜像对称的斜直线部和处于中部的无倾斜的平坦直线部构成，所述斜直线部的外端高于所述凸台的装夹定位面，所述斜直线部的内端低于所述凸台的装夹定位面；所述处于中部的无倾斜的平坦直线部连接在两边的斜直线部之间，并低于所述凸台的装夹定位面。本发明的这种大凹形设计结合使用该切削刀片的刀体特殊的轴向前角设计，不仅可使该切削刀片加工切入、切出时切削刃分段成统一最合理角度与被加工材料先后接触和离开，改善切削刃整体切入带来过大阻力或不同段切削刃受力不均匀从而降低切削性能的影响；而且该切削刀片的凹形主切削刃的设计可以有效平衡平面铣削加工时切削刃的轴向力和径向力，避免因径向力过大导致主轴振动及切削不轻快的消极影响；采用特殊大凹形主切削刃结构设计的该切削刀片同时可用于左右手刀盘，具有更高的经济性。

2、本发明采用了将主切削刃处于中部的无倾斜的平坦直线部所对应的前刀面以平缓的正角度延伸连接到垂直于上下表面的通孔，并在所述凸台处形成通向所述通孔的开口容屑槽。并且所述切削刃的主切削刃的斜直线部和修光刃所对应的前刀面向所述凸台方向以平缓的正角度延伸，延伸面在凸台至切削刃的距离1/4～1/3处形成急速增大的切削前角并自然形成斜台阶断面。通孔四周的上、下表面上均匀分布装夹定位用的小凸台，凸台中对应于主切削刃前刀面斜台阶断面的侧边设为斜坡形状的反屑面；由上述结构所形成的特殊结构断屑槽，在不同的切削深度条件下，不同宽度的切屑流动通过前刀面时都可以很好的减少与前刀面的摩擦接触，以及形成自然流动卷曲甚至自断屑而飞离切削刀片本体，减少摩擦接触产生的热量以及刮伤影响定位精度，同时开口容屑槽进一步起到引导切屑流动及增大的容屑空间避免切屑堆积的良好作用；故该断屑槽型结构具有优化切屑流动卷曲和甚至进行自断屑处理功能，从而提高刀具加工性能和稳定性。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种负型铣削刀片不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的正视图；

图4是沿图2中A-A线的剖视图；

图5是沿图2中B-B线的剖视旋转图；

图6是图5中的C部放大示意图；

图7是图5中的D部放大示意图；

图8是本发明配套于刀体的立体结构示意图；

图9是本发明配套于刀体的正视图。

图中，1、刀片本体；10、小凸台；11、开口容屑槽；12、内凹容屑槽；13、修光刃后刀面；14、主切削刃后刀面；15、小凸台反屑面；16、通孔；17、配套刀盘本体；18、配合刀垫本体；2、主切削刃；21、主切削刃斜直线部；22、主切削刃平躺直线部；3、主切削刃与修光刃的过渡圆弧；4、修光刃；5、修光刃前刀面；6、主切削刃前刀面；61、主切削刃斜直线部前刀面；62、主切削刃平躺直线部前刀面；7、主切削刃前刀面斜台阶断面；8、修光刃前刀面斜台阶断面；9、标示文字凹坑。

具体实施方式

实施例

参见图1至图9所示，本发明的一种负型铣削刀片，包括刀片本体1；刀片本体1具有互为平行的上下表面，以及外周面(即侧面)形成的四边形，上下表面与外周面相交所成的角度为直角(即0°后角的刀片本体)；所述刀片本体1设有一垂直贯通上、下表面的通孔16，通孔16的四周均匀分布装夹定位用的凸台；所述刀片本体1的上、下表面分别形成前刀面，侧面形成后刀面，所述的前刀面和后刀面的交叉棱线形成切削刃，所述切削刃包括处在四边形的边的主切削刃2和处在四边形的角的修光刃4，即外周面依次交互配置主切削刃2和修光刃4；所述主切削刃2为凹形结构，所述主切削刃2为凹形结构，从其两端开始分别逐渐向上下表面相反面靠近倾斜，并在主切削刃长的1/6～1/3处的部分形成无倾斜的平坦的主切削刃中部；即，主切削刃2是由处于处于主切削刃中部的无倾斜的平坦直线部22和处于主切削刃两边并呈镜像对称的斜直线部21构成；所述斜直线部21的外端高于所述凸台的装夹定位面，所述斜直线部21的内端低于所述凸台的装夹定位面，所述平坦直线部22连接在两边的斜直线部21之间，并低于所述凸台的装夹定位面。刀片本体1的上、下表面的凸台分别设为不相连的四个小凸台10，且上、下表面的小凸台10呈成镜像对称；所述上、下表面的四个小凸台10以所述通孔16的轴线呈对称分布。

本发明的一种负型铣削刀片，是设计成呈正四边形0°后角的刀片本体，它包括上表面、下表面，及连接上、下表面的侧面，用于平面铣削加工。该切削刀片是0°后角的负型切削刀片，具有8个有效主切削刃和8个对应的修光刃，双面共可转位8次，使用经济性高。

刀片本体1的上、下表面形成前刀面，前刀面分为修光刃前刀面5和主切削刃前刀面6，主切削刃前刀面6又分为主切削刃斜直线部前刀面61和主切削刃平坦直线部前刀面62；侧面(即外周面)形成后刀面，后刀面分为修光刃后刀面13和主切削刃后刀面14，前刀面5、6和后刀面13、14的交叉棱线形成切削刃，切削刃包括有效主切削刃2和修光刃4，以及主切削刃与修光刃的过渡圆弧3，所述切削刃由直线部、曲线部、刀尖圆弧部构成，形成大凹形主切削刃2。所述凹形主切削刃2由两段呈镜像对称的斜直线部21和一段平坦直线部22构成；两段斜直线部21部分高于装夹固定面小凸台10的装夹定位面、部分低于装夹固定面小凸台10的装夹定位面，并呈镜像对称；一段平坦直线部22低于装夹固定面小凸台10的装夹定位面。

本发明的一种负型铣削刀片，所述特殊的大凹形设计结合使用该切削刀片的刀体特殊的轴向前角设计，不仅可使该切削刀片加工切入时切削刃分段成统一最合理角度与被加工材料先后接触，改善切削刃整体进入带来过大阻力或不同段切削刃受力不均匀从而降低切削性能的影响，特别是是在ap≤2.5mm时效果最佳；而且该切削刀片的凹形主切削刃2的设计可用有效平衡平面铣削加工时切削刃的轴向力和径向力，避免因径向力过大导致主轴振动及切削不轻快的消极影响；采用特殊大凹形主切削刃结构设计的该切削刀片同时可用于左右手刀盘，具有更高的经济性。

所述切削刀片本体1的上、下表面形成前刀面(即修光刃前刀面5和主切削刃前刀面6)由网格曲面自由扫掠形成，所形成的变化切削前角范围介于6°～25°之间。特殊设计变化的前刀面和切削前角不仅可以提高刀尖锋利性有利于减小切削阻力，而且可以提高切削刃整体强度防止崩刃，同时有利于切屑的卷曲以及减少切屑与前刀面接触减小摩擦热。

所述前刀面5、6除主切削刃前刀面62处外，其余部位前刀面向刀片本体1的装夹固定小凸台10自由扫掠延伸，即切削刃的主切削刃的斜直线部21和修光刃4所对应的前刀面向所述凸台方向以平缓的正角度延伸，延伸面在凸台至切削刃的距离1/4～1/3处形成急速增大的切削前角并自然形成斜台阶断面，斜台阶断面有主切削刃前刀面斜台阶断面7和修光刃前刀面斜台阶断面8。斜台阶断面7和斜台阶断面8的设计可以使切屑瞬间离开前刀面的支撑，减小接触摩擦带来的热量，亦有利于切屑飞离前刀面而排出；同时可尽量减少切屑与装夹固定面小凸台10的接触摩擦带来的热量，以及尽量避免装夹固定面小凸台10的定位面摩擦刮伤从而影响切削刀片的安装定位精度。

所述凸台中，对应于主切削刃前刀面斜台阶断面的侧边设为斜坡形状的反屑面15；所述主切削刃前刀面斜台阶断面7延伸与装夹固定面小凸台10的内凹容屑槽反屑面15共同向内凹陷形成内凹容屑槽12，有利于切屑沿内凹容屑槽反屑面15飞离刀片本体1；切削刀片主切削刃前刀面62自然向刀片本体1的装夹紧固通孔16延伸，形成开口容屑槽11，即，主切削刃的无倾斜的平坦直线部22所对应的前刀面以平缓的正角度延伸连接到所述通孔16，并在所述凸台处形成通向所述通孔的开口容屑槽11，开口容屑槽11增大了容屑空间，避免了切削在内凹容屑槽12内堆积的影响。

当切削深度ap较小时(ap≤2.5mm)，切屑在主切削刃前刀面斜台阶断面7与主切削刃前刀面6分离飞出离开刀片本体1，部分无法自然分离的切屑沿原来方向流动后与凹容屑槽反屑面15撞击，倾斜设计的反屑面可以很好的将切屑引导飞离刀片，尽量避免装夹固定面小凸台10的定位面摩擦刮伤从而影响切削刀片的安装定位精度及减少摩擦热。当切削深度中等时(2.5mm＜ap≤4.5mm)，切屑通过主切削刃前刀面61和62时，在主切削刃斜台阶断面7处切屑靠近修光刃前刀面5一侧的切屑部分与主切削刃前刀面6分离接触、远离修光刃前刀面5一侧的切屑部分继续沿主切削刃前刀面62流动，由于支撑力的不均匀，容易是使完成自由流动卷曲和自动与刀片本体1分离的动作，使切屑快速脱离刀片本体1。当切削深度较大时(4.5mm＜ap≤6mm)，切屑通过主切削刃前刀面61和62时，在主切削刃斜台阶断面7处切屑靠近修光刃前刀面5一侧的切屑部分与主切削刃前刀面6分离接触、位于中部的远离修光刃前刀面5的切屑部分继续沿主切削刃前刀面62流动，由于支撑力的不均匀作用，切屑极容易向中间凹陷流动通过开口容屑槽11，而开口的容屑槽增大了容屑空间，避免了切削在内凹容屑槽12内堆积的影响，同时加上两侧内凹容屑槽反屑面15的综合作用，可使切屑自然的流动卷曲或者自我断屑作用以及飞离刀片本体1的作用。

以上所述主切削刃前刀面斜台阶断面7、开口容屑槽11、内凹容屑槽12及内凹容屑槽反屑面15共同形成刀片本体1的断屑槽，所述断屑槽在切削加工形成的切屑流过主切削刃前刀面6时，具有优化切屑流动卷曲和进行自断屑处理功能，提高刀具加工性能和稳定性。

所述切削刀片在上、下表面分别设计有成镜像对称的4个装夹固定小凸台10，小凸台10以装夹紧固通孔的轴线呈对称分布，所设计凸台用于与刀垫定位面配合装夹，4个不连接的定位凸台有效提高装夹定位精度，同时可有效增加刀片本体的有效散热面积。

所述的8个装夹固定小凸台10上中部位置设计有标示文字凹坑9，文字凹坑不仅有效增加刀片基面的有效散热面积；而且也可降低装夹固定小凸台10与切屑的接触面积，降低摩擦减少摩擦热；同时能有效容积冷却液，使冷却液浸泡在装夹紧固通孔16的周围，加强冷却效果；除此之外，文字凹坑还能起到刃数区分、使用的方便性作用。

所述切削刀片本体1与配合刀垫本体18配合后通过紧固螺钉通过装夹紧固通孔16固定夹紧在配套刀盘本体17上，所述配套刀盘本体切削主偏角为a(44°≤a≤46°)

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种负型铣削刀片，包括刀片本体；刀片本体具有互为平行的上下表面，以及外周面形成的四边形，上下表面与外周面相交所成的角度为直角；刀片本体设置有垂直贯通上下表面的通孔，通孔四周均匀分布装夹定位用的凸台，外周面依次交互配置主切削刃和修光刃；其特征在于：所述主切削刃为凹形结构，从其两端开始分别逐渐向上下表面相反面靠近倾斜，并在主切削刃长的1/6～1/3处的部分形成无倾斜的平坦的主切削刃中部；所述刀片本体的无倾斜的平坦的主切削刃中部的前刀面以平缓的正角度延伸连接到所述通孔，并在所述凸台处形成通向所述通孔的开口容屑槽。

2.根据权利要求1所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述主切削刃为凹形结构,由处于两边并呈镜像对称的斜直线部和处于中部的无倾斜的平坦直线部构成；所述斜直线部的外端高于所述凸台的装夹定位面，所述斜直线部的内端低于所述凸台的装夹定位面；所述处于中部的无倾斜的平坦直线部连接在两边的斜直线部之间，并低于所述凸台的装夹定位面。

3.根据权利要求2所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述主切削刃对应前刀面由网格曲面自由扫掠形成，所形成的变化切削前角范围介于6°～25°之间。

4.根据权利要求3所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述主切削刃的无倾斜的平坦直线部所对应的前刀面以平缓的正角度延伸连接到所述通孔，并在所述凸台处形成通向所述通孔的开口容屑槽。

5.根据权利要求4所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述主切削刃的斜直线部和修光刃所对应的前刀面向所述凸台方向以平缓的正角度延伸，延伸面在凸台至切削刃的距离1/4～1/3处形成急速增大的切削前角并自然形成斜台阶断面。

6.根据权利要求5所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述前刀面的斜台阶断面由主切削刃前刀面斜台阶断面和修光刃前刀面斜台阶断面构成；所述凸台中，对应于主切削刃前刀面斜台阶断面的侧边设为斜坡形状的反屑面。

7.根据权利要求6所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述主切削刃前刀面斜台阶断面延伸与所述凸台的反屑面之间形成向内凹陷的内凹容屑槽。

8.根据权利要求7所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述的内凹容屑槽与所述的开口容屑槽相连通，并共同构成刀片本体的断屑槽。

9.根据权利要求1所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述的刀片本体的通孔四周的上、下表面上均匀分布装夹定位用的小凸台，且上、下表面的小凸台呈成镜像对称；所述上、下表面的四个小凸台以所述通孔的轴线呈对称分布。

10.根据权利要求9所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述上、下表面的四个小凸台上分别设有文字凹坑。

11.根据权利要求1所述的负型铣削刀片，其特征在于：所述的主切削刃与修光刃交互配置并设有过渡圆弧连接。