CN108161041B - 一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，包括在水平面上投影呈大致正方形形状的刀片本体，该刀片本体包括上表面、下表面和环绕周边的侧面，且下表面为平面；在刀片本体的侧面还向外延伸设有多个齿形凸部，齿形凸部的上表面的边缘形成切削刃部，齿形凸部的上表面构成切削刀片的前刀面，齿形凸部的侧面构成切削刀片的后刀面，且该后刀面自上而下至少为两个面。本发明在进行橡胶等弹性材料的切削加工时，能够在确保橡胶材料的已加工表面质量、提高刀具寿命的同时，实现橡胶等弹性材料的高效切削加工。

Description

一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片
技术领域
本发明涉及一种切削刀具，特别是涉及一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片。
背景技术
随着科技的发展，工程橡胶材料的应用领域越来越广泛，目前已经广泛运用于桥梁支座及伸缩装置、工程机械、防排水材料及隔震减振技术等工程领域。
由于橡胶材料具有弹性特点，其切削特性主要有以下几点：
1、由于橡胶材料的弹性模量小，弹性恢复快，在切削中极易变形，很难控制尺寸和形状精度，特别是在小余量时，刀具很难切入工件材料；
2、橡胶材料的硬度和强度很低，要求刀具的楔角小，刃口锋利性好。切削时以切割为主，当刀尖的圆角增大时，就难以切削。刀尖部分需要设计一个大于进给量的修光刃或圆弧，否则在切削加工时切屑就连在已加工表面上，影响工件的表面质量；
3、橡胶材料的导热系数很低，一般约为钢材的1/350。但由于它的硬度和强度也很低，所以在正常切削时产生的热量较少，但是其散热条件差，加之其弹性恢复大且快，容易使刀具和工件之间产生摩擦，加剧刀具磨损变钝；
4、橡胶材料在连续切削时，切屑成带状，不断屑。只能通过改变刀具几何角度来控制切屑流向，避免切屑缠绕在工件或刀具上，影响工作顺利进行；
5、切削橡胶材料时，一般不用切削液，若需要只能采用水溶液。
传统的直线刃或者曲线刃切削刀具在工程橡胶材料切削加工时，切削阻力大，产生的热量难以扩散，导致在加工时工程橡胶极易被软化，影响橡胶的切削加工性能及其已加工表面质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，在进行橡胶等弹性材料的切削加工时，能够在确保橡胶材料的已加工表面质量、提高刀具寿命的同时，实现橡胶等弹性材料的高效切削加工。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，包括在水平面上投影呈大致正方形形状的刀片本体，该刀片本体包括上表面、下表面和环绕周边的侧面，且下表面为平面；在刀片本体的侧面还向外延伸设有多个齿形凸部，齿形凸部的上表面的边缘形成切削刃部，齿形凸部的上表面构成切削刀片的前刀面，齿形凸部的侧面构成切削刀片的后刀面，且该后刀面自上而下至少为两个面。
所述后刀面包括处于齿形凸部的侧面的齿侧后刀面，所述齿侧后刀面由处于上部的齿侧主后刀面和处于下部的齿侧副后刀面构成，且齿侧主后刀面的第一后角α1为0°～15°；齿侧副后刀面的第二后角α2为20°～45°。
所述后刀面还包括处于两个相邻的齿形凸部之间的位于刀片本体的侧面的齿根后刀面，所述齿根后刀面由处于上部的齿根主后刀面和处于下部的齿根副后刀面构成，且齿根主后刀面的齿根第一后角β1为0°～9°；齿根副后刀面的齿根第二后角β2为10°～20°。
所述齿形凸部的上表面相对于刀片本体的上表面向上突出，且前刀面的前角γ为5°～20°。
所述刀片本体的各边的齿形凸部相等，且刀片本体的各齿形凸部呈中心旋转对称。
所述刀片本体的中心位置沿厚度方向设有贯通上表面和下表面的中心孔。
所述齿形凸部的齿顶夹角θ1与齿根夹角θ2相等。
所述齿形凸部的齿顶夹角θ1和齿根夹角θ2在刀片本体的上下表面的投影为30°～60°。
所述齿形凸部的凸出尺寸2.5～4.5mm。
所述齿形凸部的齿顶间距和齿根间距分别为3～6mm。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
1、由于采用了将上表面与前刀面形成的前角设γ为5°～20°，该前角设计有利于刀片对橡胶材料的切入，在保证刀片锋利性的同时，又不失强度。
2、由于采用了双后角设计，即后刀面包括处于齿形凸部的侧面的齿侧后刀面，所述齿侧后刀面由处于上部的齿侧主后刀面和处于下部的齿侧副后刀面构成，且齿侧主后刀面的第一后角α1为0°～15°；齿侧副后刀面的第二后角α2为20°～45°，以及后刀面还包括处于两个相邻的齿形凸部之间的位于刀片本体的侧面的齿根后刀面，所述齿根后刀面由处于上部的齿根主后刀面和处于下部的齿根副后刀面构成，且齿根主后刀面的齿根第一后角β1为0°～9°；齿根副后刀面的齿根第二后角β2为10°～20°；该结构能够在橡胶切削加工时，减小后刀面与已加工表面的接触面积，进而减小因为摩擦带来的热量，同时增大散热空间，降低橡胶材料在切削加工时因为产生的热量被软化，影响橡胶材料的切削加工性能、已加工表面的表面质量及刀片的使用寿命。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的实施例的立体构造示意图；
图2是本发明的实施例的俯视图；
图3是图2的D向视图；
图4是图3的E向视图；
图5是沿图2中A-A线的剖视图；
图6是沿图2中B-B线的剖视图。
其中，图中标记是：1、可转位切削刀片；2、齿根主后刀面；3、下表面；4a、齿侧主后刀面；4b、齿侧主后刀面；5a、齿侧副后刀面；5b、齿侧副后刀面；6、主后刀面齿顶圆弧面；7、前刀面；8、切削刃部；9、中心孔；10、上表面；11、齿根副后刀面；12、副后刀面齿顶圆弧面；n、刀片轴线；θ1、齿顶夹角；θ2、齿根夹角；L1、齿顶间距；L2、齿根间距；α1、第一后角；α2、第二后角；β1、齿根第一后角；β2、齿根第二后角；γ、前角。
具体实施方式
实施例
参见图1至图6所示，本发明的一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，包括在水平面上投影呈大致正方形形状的刀片本体1，该刀片本体1包括上表面10、下表面3和环绕周边的侧面，且下表面3为平面；在刀片本体1的侧面还向外延伸设有多个齿形凸部，这使得刀片本体1在水平面上投影时的每边形成齿形结构，齿形凸部的上表面的边缘形成切削刃部8，切削刃部8在水平面上的投影成齿状，刀片本体1的每条边由多个齿组成，齿形凸部的上表面构成切削刀片的前刀面7，齿形凸部的侧面构成切削刀片的后刀面，且该后刀面自上而下至少为两个面。后刀面至少由两个面组成，即至少设置双后角。本实施例的后刀面采用两个面组成。
本实施例中，所述后刀面包括处于齿形凸部的侧面的齿侧后刀面，所述齿侧后刀面由处于上部的齿侧主后刀面4a、4b(由于齿形凸部有两边侧面，因此每个齿形凸部有齿侧主后刀面4a和齿侧主后刀面4b)和处于下部的齿侧副后刀面5a、5b(由于齿形凸部有两边侧面，因此每个齿形凸部有齿侧副后刀面5a和齿侧副后刀面5b)构成，且齿侧主后刀面的第一后角α1为0°～15°；齿侧副后刀面的第二后角α2为20°～45°。根据后角的定义：在正交平面内度量的后刀面与切削平面之间的夹角为后角，则假定与底面3平行的平面为基面pr，与齿顶圆弧相切且垂直于基面pr的平面为切削平面ps，则主后刀面齿顶圆弧面6与切削平面ps形成的第一后角α1为0°～15°，副后刀面齿顶圆弧面12与切削平面ps形成的第二后角α2为20°～45°。
本实施例中，所述后刀面还包括处于两个相邻的齿形凸部之间的位于刀片本体的侧面的齿根后刀面，所述齿根后刀面由处于上部的齿根主后刀面2和处于下部的齿根副后刀面11构成，且齿根主后刀面的齿根第一后角β1为0°～9°；齿根副后刀面的齿根第二后角β2为10°～20°。即，齿根主后刀面2与切削平面ps形成的齿根第一后角β1为0°～9°；齿根副后刀面11与切削平面ps形成的齿根第二后角β2为10°～20°。
本实施例中，所述齿形凸部的上表面相对于刀片本体的上表面向上突出，且前刀面的前角γ为5°～20°。即，上表面10与前刀面7形成的前角γ为5°～20°；该前角设计有利于刀片对橡胶材料的切入，在保证刀片锋利性的同时，又不失强度；前刀面7与齿侧主后刀面4a、4b相交形成所述切削刃部8，刀片本体的各边的齿形凸部相等，且刀片本体的各齿形凸部呈中心旋转对称(即以刀片轴线n呈中心旋转对称)，齿形凸部的齿顶夹角θ1与齿根夹角θ2相等，且齿顶夹角θ1、齿根夹角θ2在水平面(也相当于在刀片本体的上下表面)上的投影为30°～60°，齿形凸部的齿的高度H(即齿形凸部的凸出尺寸)为2.5～4.5mm，齿形凸部的齿顶间距L1和齿根间距L2为3～6mm。
本实施例中，所述刀片本体的中心位置沿厚度方向设有贯通上表面10和下表面3的中心孔9。
本发明的一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，采用了双后角设计，即后刀面包括处于齿形凸部的侧面的齿侧后刀面，所述齿侧后刀面由处于上部的齿侧主后刀面4a、4b和处于下部的齿侧副后刀面5a、5b构成，且齿侧主后刀面的第一后角α1为0°～15°；齿侧副后刀面的第二后角α2为20°～45°，以及后刀面还包括处于两个相邻的齿形凸部之间的位于刀片本体的侧面的齿根后刀面，所述齿根后刀面由处于上部的齿根主后刀面2和处于下部的齿根副后刀面11构成，且齿根主后刀面的齿根第一后角β1为0°～9°；齿根副后刀面的齿根第二后角β2为10°～20°。由于橡胶材料在切削时会受刀具的挤压变形，其弹性恢复快，此变双后角设计是为了在橡胶切削加工时，减小后刀面与已加工表面的接触面积，进而减小因为摩擦带来的热量，同时增大散热空间，降低橡胶材料在切削加工时因为产生的热量被软化，影响橡胶材料的切削加工性能、已加工表面的表面质量及刀片的使用寿命。
本发明的一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，采用了将刀片本体的下表面3设为平面，利用下表面3所构成的平面为基准平面，可以起定位作用。
现有技术的切削刀片在橡胶材料切削加工中，一般将前角设为45°～55°，后角设为10°～15°，楔角设为20°～30°。本发明是将刀片切屑刃设计成齿状，前角γ设为5°～20°，并采用双后角设计，第一后角α1为0°～15°，第二后角α2为20°～45°，齿根第一后角β1为0°～9°；齿根第二后角β2为10°～20°。本发明的优势是，通过减小前角，增大楔角，双后角设计，在保证橡胶材料切削的锋利性要求的同时，又提高了刀片的强度和稳定性，提高了刀片的使用寿命。
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 (8)

1.一种用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，包括在水平面上投影呈大致正方形形状的刀片本体，该刀片本体包括上表面、下表面和环绕周边的侧面，且下表面为平面；其特征在于：在刀片本体的侧面还向外延伸设有多个齿形凸部，齿形凸部的上表面的边缘形成切削刃部，齿形凸部的上表面构成切削刀片的前刀面，齿形凸部的侧面构成切削刀片的后刀面，且该后刀面自上而下至少为两个面；所述后刀面包括处于齿形凸部的侧面的齿侧后刀面，所述齿侧后刀面由处于上部的齿侧主后刀面和处于下部的齿侧副后刀面构成，且齿侧主后刀面的第一后角α1为0°～15°；齿侧副后刀面的第二后角α2为20°～45°；所述后刀面还包括处于两个相邻的齿形凸部之间的位于刀片本体的侧面的齿根后刀面，所述齿根后刀面由处于上部的齿根主后刀面和处于下部的齿根副后刀面构成，且齿根主后刀面的齿根第一后角β1为0°～9°；齿根副后刀面的齿根第二后角β2为10°～20°。
2.根据权利要求1所述的用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，其特征在于：所述齿形凸部的上表面相对于刀片本体的上表面向上突出，且前刀面的前角γ为5°～20°。
3.根据权利要求1所述的用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，其特征在于：所述刀片本体的各边的齿形凸部相等，且刀片本体的各齿形凸部呈中心旋转对称。
4.根据权利要求1所述的用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，其特征在于：所述刀片本体的中心位置沿厚度方向设有贯通上表面和下表面的中心孔。
5.根据权利要求1所述的用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，其特征在于：所述齿形凸部的齿顶夹角θ1与齿根夹角θ2相等。
6.根据权利要求1所述的用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，其特征在于：所述齿形凸部的齿顶夹角θ1和齿根夹角θ2在刀片本体的上下表面的投影为30°～60°。
7.根据权利要求1所述的用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，其特征在于：所述齿形凸部的凸出尺寸2.5～4.5mm。
8.根据权利要求1所述的用于切削加工工程橡胶材料的可转位切削刀片，其特征在于：所述齿形凸部的齿顶间距和齿根间距分别为3～6mm。
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