CN2112486U - 一种金刚石切割片 - Google Patents

Abstract

一种金刚石切割片，属金刚石切削工具，适用于 切削较硬材料，由刀体(1)、内刀片(2)、外刀片(3)和 主排屑通道(4)组成，其特征是在内刀片(2)两侧预制 有尖角朝向金刚石切割片外圆的内刀片支筋(5)，并 与所述切割片径向有一定夹角。当制作大、中直径金 刚石切割片时，在两个相邻内刀片支筋(5)之间还布 置有集刃块(7)。具有抗疲劳强度高、冷却及排屑效 果突出、金刚石出刃及切削效果好等优点，可达到提 高所述切割片使用寿命、切割速度和效率的目的。

Description

本实用新型属于金刚石切削工具。

在现有技术中，用于切割金属或较硬非金属材料的工具多采用金刚石切割片，其原因是金刚石具有硬度大切削速度快的优点。一种用电镀法生产的金刚石切割片，由片体、内刀片（或聚晶）、外刀片即金刚石电镀层组成，其特征是内刀片为园柱形或截面为矩形的条块，垂直镶嵌在片体外园周顶面上，然后电镀金刚石电镀层，形成两侧呈平面的外刀片。这种金刚石切割片具有较好的抗疲劳强度，同时保证了金刚石的硬度在制作过程中不受热损伤。但是，由于使用过程中，刀片顶面和侧面同时切入被切割材料内并紧紧贴合摩擦，冷却液难于及时喷射到切割面上，使金刚石受到一定的热损伤，降低了切割片的使用寿命。同时，条状的内刀片垂直镶嵌在片体外园周顶面上，其抗折强度差，使用过程中出刃也不尽理想，影响切割片的切割速度。一种采用粉末冶金法生产的金刚石切割片，由刀体和金刚石刀片两部分组成，金刚石等材料直接压制在刀体上，并在刀片面上压制有径向波纹。这种切割片的制作工艺比较简单，在使用过程中，冷却液能较迅速地到达切割面，避免金刚石受到热损伤。但是其抗疲劳强度较低，影响切割片的使用寿命。同时，刀片面的沟槽沿径向分布，在使用过程中，由于离心力的作用，排粉效果也不尽理想。而且，采用热压法生产时，金刚石的硬度会受到一定的热损伤。上述金刚石切割片用于切削金属时还存在排屑不理想，且难以磨刃。

本实用新型的目的在于提供一种能保证金刚石的硬度不受或少受热损伤、具有良好的抗疲劳强度和排屑性能、从而提高切割速度和使用寿命的金刚石切割片。

为了达到上述目的，本实用新型所设计的结构是，一种金刚石切割片，由刀体（1）、内刀片（2）、外刀片（3）和主排屑通道（4）组成，将内刀片（2）的主体设计为环状或者环状的一段，其由超硬材料制成，并连接在开有中心孔的园盘状的刀体（1）上，外刀片（3）是包裹在内刀片（2）上的金刚石电镀层，在内刀片（2）的两侧还预制有内刀片支筋（5），在外刀片（3）的两侧表面分布有外刀片支筋（6），由于在内刀片（2）两侧是等厚度电镀，外刀片（3）和外刀片支筋（6）的形状由内刀片（2）和内刀片支筋（5）的形状决定。

内刀片支筋（5）是呈尖角朝向所述金刚石切割片外园并且弓起的楔形，其长轴与金刚石切割片的径向具有一定夹角，最大夹角为Arc  cos（R－tmax）／R。使之基本与切削力的作用方向或冷却液运动角度相应。并使其刃角利于排屑和具有良好的强度。其中，R为所述切割片的半径，tmax为最大吃刀深度。内刀片支筋（5）和外刀片支筋（6）的硬度较高，承压强度高，其形状和分布状况有利于改善切削状态，提高机械强度，尽量避免外刀片（3）两侧的金刚石过早地受到磨损和受热；相邻两个外刀片支筋（6）之间的凹槽带有离心的曲面，有利于冷却液及时喷射到切割面上和排粉、排屑。

对于一般金刚石切割片，特别是小直径的金刚石切割片，为了提高其整体性，一般可将内刀片（2）设计为环状，主排屑通道（4）为一凹槽，分布在外刀片（3）两侧的由多个外刀片支筋（6）呈锯齿状组成的外刀片支筋（6）组两旁。当外刀片支筋（6）受到一定磨损时，主排屑通道（6）将发挥主要供液与排粉排屑作用。

为了进一步提高大、中直径或者成形切削的金刚石切割片的抗疲劳强度，改善切削效果，另一解决方案是在上述方案的基础上，把内刀片（2）设计为被主排屑通道（4）分隔的环状体的一段，在内刀片（2）的两侧，部分两个相邻的内刀片支筋（5）之间镶有集刃块（7），其形状为尖角朝向金刚石切割片外园的楔形，其长轴与金刚石切割片径向具有一定夹角，最大夹角为Arc  cos（R－tmax）／R；集刃块（7）由超硬材料做成，其硬度大于内刀片支筋（5）和外刀片支筋（6）的硬度。

集刃块（7）沿金刚石切割片的周向高低相间成组布置。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为金刚石切割片平面示意图；

图2为图1的放大的A－A剖视图；

图3为带有集刃块（7）的金刚石切割片平面示意图；

图4为图3的放大的B－B剖视图；

图5为带有在径向和轴向呈曲面凹槽的主排屑通道（4）的金刚石切割片平面示意图；

图6是放大的图5的C－C剖面展开图。

图1给出的金刚石切割片，由刀体（1）、内刀片（2）、外刀片（3）和主排屑通道（4）组成。刀体（1）是一个开有中心孔的园盘，内刀片（2）的主体呈环状，连接在刀体（1）的外园周顶面上。外刀片（3）是在内刀片（2）表面电镀出的金刚石电镀层，其中也可以含有硬质化合物。内刀片（2）由超硬材料做成，可以是含有金刚石的材料；也可以含有硬质化合物，如碳化钨和立方氮化硼等；还可以选用具有一定塑性和硬度的金属片，在该片上压镶金刚石和硬质化合物。内刀片（2）与刀体（1）的连接方法，可以采用镶焊、电镀孕镶和压镶等多种方式。内刀片（2）的两侧预制有内刀片支筋（5），它是在内刀片（2）的两侧呈尖角朝向金刚石切割片外园且弓起的楔形，其长轴与所述切割片径向具有一定的夹角，最大夹角是Arc  cos（R－tmax）／R。由于在内刀片两侧等厚度电镀，因此在外刀片（3）上也分布有外刀片支筋（6），可使外刀片（3）表面具有若干个喇叭口形和离心曲面的凹槽。主排屑通道（4）布置在内刀片（2）两侧由多个内刀片支筋（5）呈锯齿状组成的内刀片支筋（5）组的两旁，一般呈凹槽。

在刀体（1）的正、反两面，可沿周向设有与外刀片支筋（6）与所述切割片片面径向的夹角相应的离心的曲面波纹状导液道（8），其凹槽与主排屑通道（4）和外刀片（3）上两个相邻的外刀片支筋（6）之间的凹槽相通，以改善供液冷却状况。

在制作过程中保证外刀片（3）的硬度大于内刀片（2）的硬度；外刀片支筋（6）和内刀片支筋（5）的硬度相应大于外刀片（3）和内刀片（2）的硬度，可以控制含金刚石的浓度来实现。还可以进行其它物理、化学处理。对于较薄镀层的金刚石切割片，外刀片支筋（6）表面应孕镶较细颗粒的金刚石。另外，胎体要具有一定的硬度、强度和良好的韧性，其磨损与金刚石的正常自锐出刃相应。

图3示出的金刚石切割片是在上述实施方案的基础上，在内刀片（2）两侧适当地增加集刃块（7）。集刃块（7）由超硬材料做成，一般选用金刚石和有关胎体电镀或压制而成，也可以是金刚石聚晶。集刃块（7）一般做成四面锥状，尖角朝向所述切割片外园，沿片面周向高低相间地布置在部分两相邻的内刀片支筋（5）中间的凹槽内，它的长轴与所述金刚石切割片径向的夹角与内刀片支筋（5）与所述切割片径向的夹角相同。集刃块（7）可以单个布置，也可以根据需要用多个集刃块（7）塔形垒接或成组排列。集刃块（7）的硬度要大于内刀片支筋（5）和外刀片支筋（6）的硬度。这样的设计，可使所述切割片在使用中形成并保持两组尖环，其受力情况有利于改善切削状态。集刃块（7）也可以沿所述切割片周向布置一行或多行。它也可镶嵌在内刀片（2）的顶面或者刀体（1）的外园周顶面上。

主排屑通道（4）可以是开口的凹槽，分布在外刀片（3）的两端，也可以是不将内刀片（2）断开的。在刀体（1）的正、反两面上也可以设有导液道（8），以加强供液冷却作用。

集刃块（7）还可以代替本文前述方案中的部分内刀片支筋（5）。

图5示出的金刚石切割片是在前述两种实施方案的基础上提出的另一种有代表性的方案，它的主排屑通道（4）在其径向和（或者）轴向呈曲面状凹槽，并且主排屑通道（4）的侧面弧形与两个相邻的外刀片支筋（6）的后面或者前面在外刀片（3）上的交线相应。它的整体性好，有利于改善切削状态，特别有利于金属切削，它的外刀片支筋（6）在所述切割片的周向至少在一个方向是弓起的，这有利于选取合适的径向刃角。它的内刀片（2）或者外刀片（3）的外圆周面还可以是其他曲面。可用于以铣削代磨削。在其用于精削后转入粗削，可不需磨刃，且使用寿命长。

本实用新型涉及到的内刀片（2）或者外刀片（3）的厚度和径向长度，内刀片支筋（5）或者外刀片支筋（6）或者集刃块（7）的大小及其刃角，刀体（1）的材质和厚度等，均应与刀体（1）的直径、被切割材料特性和机床的转速等性能相适应。

另外，所述切割片刀体（1）的中心孔可开设适宜的键槽或者在该中心孔的周围设环形凸台或安装孔等。

本实用新型由于内刀片（2）和在内刀片（2）两侧预制内刀片支筋（5）的设计，提高了所述金刚石切割片的抗疲劳强度，特别是到使用后期，与同类产品相比，这种效果会更明显。同时，使外刀片（3）表面形成若干带离心曲面的凹槽，可使冷却液迅速到达切割面，一方面可达到避免金刚石受热损伤的目的，一方面则可使切削的粉、屑及时排出。而且，内刀片支筋（5）、外刀片支筋（6）和集刃块（7）与所述金刚石切割片径向呈一定夹角，可改善金刚石出刃及切削状态。最终达到提高金刚石切割片的使用寿命，提高切削速度和效率的目的。且具有多种切削功能。

本实用新型是切割石材等非金属材料的理想工具。达到一定硬度等要求的小直径的金刚石切割片可适用于切削金属材料，例如用于金属的切割和成形切削等。

Claims (5)

1、一种金刚石切割片，由刀体(1)、内刀片(2)、外刀片(3)和主排屑通道(4)组成，刀体(1)是一个开有中心孔的园盘，内刀片(2)连接在刀体(1)的外园周顶面上，由超硬材料做成，外刀片(3)是包裹在内刀片(2)上的金刚石电镀层，其特征在于内刀片(2)的主体呈环状，在其两侧还预制有内刀片支筋(5)；外刀片(3)两侧表面分布有外刀片支筋(6)，其形状由内刀片(2)和内刀片支筋(5)的形状决定；主排屑通道(4)为一凹槽，分布在内刀片(2)两侧由多个内刀片支筋(5)呈锯齿状组成的内刀片支筋(5)组两旁。

2、根据权利要求1所述的金刚石切割片，其特征是内刀片支筋（5）是呈尖角朝向金刚石切割片外园并且弓起的楔形，其长轴与金刚石切割片径向具有一定夹角，最大夹角为Arc  cos（R－tmax）／R。

3、根据权利要求1或2所述的金刚石切割片，其特征是在刀体（1）的正、反两面上沿周向还设有离心的曲面波纹状导液道（8），其凹槽与主排屑通道（4）和外刀片（3）上两个相邻的外刀片支筋（6）之间的凹槽相通。

4、一种金刚石切割片，由刀体（1）、内刀片（2）、外刀片（3）和主排屑通道（4）组成，刀体（1）是一个开有中心孔的园盘，内刀片（2）连接在刀体（1）的外园周顶面上，由超硬材料做成，外刀片（3）是包裹在内刀片（2）上的金刚石电镀层，主排屑通道（4）是一开口的凹槽，其特征在于内刀片（2）的主体是被主排屑通道（4）分隔的环状体的一段，在其两侧还预制有内刀片支筋（5）；外刀片（3）两侧表面分布有外刀片支筋（6），其形状由内刀片（2）和内刀片支筋（5）的形状决定；内刀片支筋（5）是呈尖角朝向金刚石切割片外园并且弓起的楔形，其长轴与金刚石切割片径向具有一定夹角，最大夹角为Arc  cos（R－tmax）／R；在内刀片（2）两侧的部分两个相邻的内刀片支筋（5）之间镶有集刃块（7），其形状为尖角朝向金刚石切割片外园的楔形，并与金刚石切割片径向具有一定夹角，最大夹角为Arc  cos（R－tmax）／R；集刃块（7）由超硬材料做成，其硬度大于内刀片支筋（5）和外刀片支筋（6）的硬度。

5、根据权利要求4所述的金刚石切割片，其特征是镶在部分两个相邻内刀片支筋（5）之间的集刃块（7）是沿金刚石切割片的周向高低相间成组布置的。

Images