CN211331527U - 一种刀头结构及切削刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及精密加工技术领域，公开一种刀头结构及切削刀具，所述刀头结构包括切削刃部，所述切削刃部包括切削主体，所述切削主体的外表面为向前凸起的弧面，所述切削主体的外表面设有第一切削刃和至少两个第二切削刃，所述第一切削刃从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后，再延伸至所述切削主体的另一侧，各所述第二切削刃分别设于所述第一切削刃的两侧；第一切削刃包括依次连接的第一段、中间段和第二段，第二切削刃、第一段和第二段的刃宽均大于中间段的刃宽。本实用新型的有益效果为：加工精度高，加工稳定性高，且刀具的使用寿命能够大幅度延长。

Description

一种刀头结构及切削刀具

技术领域

本实用新型涉及精密加工技术领域，特别是涉及一种刀头结构及切削刀具。

背景技术

现有的球形铣刀的顶部中心点处设置有主切削刃，且主切削刃两侧设置有副切削刃，以辅助主切削刃切削挤压，使用这种结构的球形铣刀加工工件时，通常是由副切削刃去除大部分余量，而剩余较小的加工余量由主切削刃挤压加工，这种加工状况将会导致两侧的副切削刃磨损严重，而中间的主切削刃磨损较少，但由于主副切削刃的刃宽相同，在加工完第一个工件后，两侧的副切削刃因磨损变低，与中间的主切削刃会形成“山”字形的铣刀，在后续加工过程中，绝大部分的余量只能由中间的切削刃加工，最终导致被加工工件粗糙度变高，也缩短了铣刀的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种刀头结构及切削刀具，能够使第一切削刃和第二切削刃磨损速度均匀，延长铣刀的使用寿命，维持稳定的工件粗糙度。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种切削刀具，其包括切削刃部，所述切削刃部包括切削主体，所述切削主体的外表面为向前凸起的弧面，所述切削主体的外表面设有第一切削刃和至少两个第二切削刃，所述第一切削刃从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后，再延伸至所述切削主体的另一侧，各所述第二切削刃分别设于所述第一切削刃的两侧；所述第一切削刃和与其相邻的所述第二切削刃之间限定有第一排屑槽，第一切削刃包括依次连接的第一段、中间段和第二段，第二切削刃、第一段和第二段的刃宽均大于中间段的刃宽。

作为优选方案，所述第一段的至少一个侧面与所述中间段的相应侧的侧面之间通过倒角过渡连接，所述第二段的至少一个侧面与所述中间段的相应侧的侧面之间通过倒角过渡连接。上述连接中使用倒角过渡，在磨削的过程中，可以避免直角形成的尖点使模具出现拉丝的不良现象，而且避免磨削过程中产生的屑堆积在中间段的边角处不容易排出，避免导致工件粗糙度变高。

作为优选方案，第一段的一个侧面与中间段的相应侧的侧面通过倒角过渡连接，第二段的一个侧面与中间段的相应侧的侧面通过倒角过渡连接。

作为优选方案，中间段的两个侧面分别为第一侧面和第二侧面，第一段的两个侧面分别为第三侧面和第四侧面，第二段的两个侧面分别为第五侧面和第六侧面，所述第一侧面与第三侧面处于同一平面上，第二侧面与第四侧面通过倒角过渡连接；第二侧面与第六侧面处于同一平面上，第一侧面与第五侧面通过倒角过渡连接。

作为优选方案，第一段和第二段的刃宽均等于第二切削刃的刃宽。

作为优选方案，中间段的刃宽为0.002～0.1mm，第一段和第二段的刃宽为0.005㎜～0 .2mm。

作为优选方案，第一段和第二段的刃宽均等于第二切削刃的刃宽，所述第二切削刃的刃宽为0.005㎜～0 .2㎜。

作为优选方案，中间段的长度为0.02～0.2mm，所述切削主体的直径为0.2㎜～20㎜。中间段的长度不可过长，因为如果中间段长度过长，在加工工件的侧面时，第一切削刃起到去除大部分余量的作用，此时相对于两侧的切削刃磨损更快，最终将缩短铣刀的使用寿命。

作为优选方案，所述第一排屑槽的宽度从所述切削主体的顶部区域至两端逐渐变大。

作为优选方案，各所述第二切削刃关于所述第一切削刃呈对称分布。

作为优选方案，所述第二切削刃呈朝所述第一切削刃凸起的弧线状。

作为优选方案，所述第二切削刃包括第一切削段及第二切削段，所述第一切削段从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后与所述第二切削段的一端相连，且所述第二切削段从所述切削主体的顶部区域延伸至所述切削主体的另一侧；所述第一切削段和所述第二切削段均为螺旋状，且所述第一切削段的旋向与所述第二切削段的旋向相反。

作为优选方案，所述第一切削段及第二切削段的螺旋角均为0～80°。

作为优选方案，所述第一切削刃的两侧分别设置有一所述第二切削刃。

作为优选方案，所述第一排屑槽的槽深为0.05㎜～1㎜。

作为优选方案，所述切削主体、所述第一切削刃及所述第二切削刃采用一体成型。

作为优选方案，所述切削主体的外表面还设有若干第三切削刃，各所述第三切削刃分别设置于位于最外侧的两个所述第二切削刃的外侧，相邻两个所述第三切削刃之间、以及所述第三切削刃和与其相邻的所述第二切削刃之间均限定有第二排屑槽。

作为优选方案，各所述第三切削刃关于所述第一切削刃呈对称分布。

作为优选方案，各所述第三切削刃均呈螺旋状。

作为优选方案，位于所述第一切削刃的同一侧的各所述第三切削刃为一切削刃组，所述切削刃组为对称结构，且位于所述切削刃组的对称中心线一侧的各所述第三切削刃与位于所述切削刃组的对称中心线的另一侧的各所述第三切削刃的旋向相反。

作为优选方案，所述第三切削刃的螺旋角为0～80°，所述切削刃组中的各所述第三切削刃从两侧至中间其螺旋角逐渐减小。

作为优选方案，所述第三切削刃的一端与所述第二切削刃相连，所述第三切削刃的另一端设置于所述切削主体的外表面。

作为优选方案，所述切削主体的外表面呈半球面。

作为优选方案，所述切削刃部的材质为聚晶金刚石、单晶金刚石、化学气相沉积金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷及硬质合金中的任一种。

作为优选方案，所述刀头结构还包括连接部，所述切削主体的后端面连接于所述连接部的前端。

作为优选方案，所述切削刃部与所述连接部的材质相同，且所述切削刃部与所述连接部采用一体成型。

同样的目的，本实用新型的第二方面还提出一种切削刀具，其包括刀具柄部及如第一方面任一项所述的刀头结构，所述切削主体的后端面连接于所述刀具柄部的前端。

本实用新型的切削刀具与现有技术相比，其有益效果在于：改进后的刀头结构，第一切削刃的中间段的刃宽较两侧的第二切削刃小，可以提供有效锋利的切削力，提高加工模具的表面粗糙度；中间段的刃宽减小后，磨损程度相对之前变快，可与第二切削刃形成近似均匀的磨损状态，加工时可保证均匀切削，在加工后续的模具时，都可保持良好的切削性能和模具粗糙度，从而提高刀具的使用寿命，维持稳定的工件粗糙度。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中的刀头结构的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4是实施例1中的所述刀头结构的主视图；

图中，1、切削刃部；11、切削主体；12、第一切削刃；121、第一段；122、中间段；123、第二段；13、第二切削刃；131、第一切削段；132、第二切削段；14、第一排屑槽；15、第三切削刃；16、第二排屑槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“前”和“后”，指的是切削刀具在使用过程时，靠近于加工工件的一端为“前”，背离加工工件的一端为“后”。

另外，需要指出的是，本实用新型中术语“切削主体的顶点”指的是切削刀具在使用过程中，切削主体的外表面上与刀具柄部距离最远的位置，“切削主体的顶部区域”指的是切削主体的外表面上包括切削主体的顶点且距离切削主体的顶点较近的区域位置。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

实施例1

如图1-4所示，一种刀头结构，其包括切削刃部1，所述切削刃部1包括切削主体11，所述切削主体11的外表面为向外凸起的弧面，所述切削主体1的外表面设有第一切削刃12和至少两个第二切削刃13，所述第一切削刃12从所述切削主体11的一侧延伸至其顶部区域后，再延伸至所述切削主体11的另一侧，所述第二切削刃13分别设于所述第一切削刃12的两侧，所述第一切削刃12和与其相邻的所述第二切削刃13之间限定有第一排屑槽14，所述第一排屑槽14的宽度从所述切削主体11的顶部区域至两端逐渐变大。

第一切削刃12包括依次连接的第一段121、中间段122和第二段123，第二切削刃13、第一段121和第二段123的刃宽均大于中间段122的刃宽。中间段122的刃宽相对于第二切削刃13、第一段121和第二段123的较小，可提供有效锋利的切削力，提高加工模具的表面粗糙度；而且中间段122的刃宽减小后，磨损程度相对之前变快，可与第二切削刃13形成近似均匀的磨损状态，加工时可保证均匀切削，在加工后续的工件时，可保持良好的切削性能和模具粗糙度，从而提高刀具的使用寿命，维持稳定的工件粗糙度。

进一步地，第一段121的至少一个侧面与中间段122的相应侧的侧面之间通过倒角过渡连接，第二段123的至少一个侧面与中间段122的相应侧的侧面之间通过倒角过渡连接。上述连接中使用倒角过渡，在磨削的过程中，可以避免直角形成的尖点使模具出现拉丝的不良现象，而且避免磨削过程中产生的屑堆积在中间段的边角处不容易排出，避免导致工件粗糙度变高。

例如，第一段的一个侧面与中间段的相应侧的侧面通过倒角过渡连接，第二段的一个侧面与中间段的相应侧的侧面通过倒角过渡连接。

具体地，中间段122的两个侧面分别为第一侧面和第二侧面，第一段121的两个侧面分别为第三侧面和第四侧面，第二段123的两个侧面分别为第五侧面和第六侧面，所述第一侧面与第三侧面处于同一平面上，第二侧面与第四侧面通过倒角过渡连接；第二侧面与第六侧面处于同一平面上，第一侧面与第五侧面通过倒角过渡连接。

进一步的，第一段和第二段的刃宽相等，且大于中间段的刃宽。如图4所示，所述切削主体11的外表面呈半球面，切削主体11的直径为D，D＝0 .2㎜～20㎜，如图3所示，中间段122的长度为0.02～0.2mm，具体尺寸根据所加工的曲面大小来确定将切削刃的两侧面之间的距离定义为刃宽，如图3所示，第一切削刃12的第一段121的刃宽为L1，第二切削刃13的刃宽为L2，其中，L1与L2相等，且均为0 .005㎜～0 .2㎜，中间段122的刃宽为L3，且L3为0.002～0.1mm。另外，第一排屑槽24的槽深设置为0 .05㎜～1㎜，以保证铣削过程中废屑的顺利排出。

基于上述技术方案，刀头结构上设置有第一切削刃12和若干第二切削刃13，图2示出了刀头结构的俯视图，从该俯视图观察，该第一切削刃12经过切削主体11的中心区域，且包括两个第二切削刃13，各第二切削刃13分别设于第一切削刃12的两侧，其中，在铣削过程中，第二切削刃13切削工件的大部分余量，而剩余的小部分加工余量则通过第一切削刃12的挤压作用进行精加工，从而能够保证加工精度，提高加工面的表面粗糙度，且能够避免对第一切削刃12的磨损，延长第一切削刃12的使用寿命。

另外，本实施例中，由于第一切削刃12与第二切削刃13之间所限定的第一排屑槽14，从切削主体11的顶部区域至两端其宽度逐渐增大，从而能够保证刀具顶部区域的废屑及时排出，避免废屑积压在切削主体11的顶部区域对加工效果以及刀具的寿命所造成的不利影响。

优选地，本实施例中，所述第一切削刃12通过所述切削主体11的顶点，且所述切削主体11关于所述第一切削刃12呈对称分布；铣削过程中，主要利用第一切削刃12的中间区域对工件进行小余量的挤压，从而能够提高加工工件的表面粗糙度及轮廓度。

具体地，本实施例中，各所述第二切削刃13关于所述第一切削刃12呈对称分布，能够保证刀具转动时的稳定性，避免加工过程中的颤刀现象。

作为上述技术方案的替换方案，也可将第一切削刃12偏离切削主体11的顶点，即第一切削刃12偏离于切削主体11的对称中心线设置。

继续参阅附图1所示，所述第二切削刃13呈朝所述第一切削刃12凸起的弧线状，以使得第一排屑槽14的宽度从中间至两端逐渐增大。

具体地，所述第二切削刃13包括第一切削段131及第二切削段132，所述第一切削段131从所述切削主体11的一侧延伸至其顶部区域后与所述第二切削段132的一端相连，且所述第二切削段132从所述切削主体11的顶部区域延伸至所述切削主体11的另一侧；所述第一切削段131和所述第二切削132段均为螺旋状，且所述第一切削段131的旋向与所述第二切削段132的旋向相反。

本技术方案中，通过旋向相反的第一切削段131与第二切削段132相连形成朝第一切削刃12凸起的弧线状，能够对加工工件的大部分余量进行切削，且保证加工曲面的轮廓度。

本实施例中，所述第一切削段131及所述第二切削段132的螺旋角均为0～80°，基于该螺旋角度，第二切削刃13的强度、锋利程度、切削力的大小均十分理想，且能够保证排屑速度。

同样地，为了进一步增加切削力及加工精度，并提高排屑能力，所述切削主体11的外表面还设有若干第三切削刃15，各所述第三切削刃15分别设置于位于最外侧的两个所述第二切削刃13的外侧，相邻两个所述第三切削刃15之间、以及所述第三切削刃15和与其相邻的所述第二切削刃13之间均限定有第二排屑槽16；在铣削过程中，第三切削刃15与第二切削刃13同时作用以切削加工工件的大部分余量，再配合第一切削刃12进行精加工。

本实施例中，由于在切削主体11上设置有第三切削刃15，能够避免加工产生线痕，保证精加工深度，起到分层切削的作用。

优选地，本实施例中，各所述第三切削刃15关于所述第一切削刃12呈对称分布，能够保证刀具在转动过程中的稳定性能，防止刀具在铣削过程中发生颤刀现象。

本实施例中，各所述第三切削刃15均呈螺旋状，螺旋状排布能够保证足够大的切削力，从而提高加工效率。

为了便于描述，将位于所述第一切削刃12的同一侧的各所述第三切削刃15定义为一切削刃组，如图1所示，第一切削刃12的上下两侧分别设置有一切削刃组；所述切削刃组为对称结构，且位于所述切削刃组的对称中心线一侧的各所述第三切削刃15与位于所述切削刃组的对称中心线的另一侧的各所述第三切削刃15的旋向相反，能够进一步提高切削精度，并提高刀具的耐磨性能以延长刀具的使用寿命。

同样的目的，本实施例中，所述第三切削刃15的螺旋角为0～80°，所述切削刃组15中的各所述第三切削刃15从两侧至中间其螺旋角逐渐减小，可进一步刀具的耐磨性，且保证加工精度。

为了保证刀具的强度，所述第三切削刃15与第二切削刃13相连；具体地，所述第三切削刃15的一端与所述第二切削刃13相连，所述第三切削刃15的另一端设置于所述切削主体11的外表面。

作为上述技术方案的可替换方案，可将第三切削刃15延伸至所述连接部（图中未示出）的外侧面，从而能够增大刀具的加工范围；示例性地，第一切削刃12及第二切削刃13的两端部也均延伸至连接部的外侧面。

示例性地，本实施例中，在所述第一切削刃12的两侧分别设置有6个第三切削刃15；可适当增加第三切削刃15的数量，以提高加工精度。

本实施例中，所述切削主体11的外表面呈半球面，连接部为与切削主体11的直径相同的圆柱体结构。

本实施例中，所述切削主体11、所述第一切削刃12、所述第二切削刃13及第三切削刃15采用一体成型，不仅便于将各切削刃成型于切削主体11的外表面，且能够保证切削刃部1的整体耐磨性能及整体强度。

所述切削刃部1与所述连接部采用一体成型，能够保证整个刀头结构的强度。

实施例2

本实施例同样提出一种刀头结构，其与实施例一的区别仅在于，第一段和第二段两侧的侧面与中间段的相应侧的侧面均通过倒角过渡连接，其他均与实施例1相同。

本实用新型的第二方面还提出一种切削刀具，其包括刀具柄部及如第一方面任一实施例所述的刀头结构，所述连接部的后端面与所述刀具柄部的前端面相连。

本实用新型中实施例中的切削刀具，由于包括第一方面任一实施例的刀头结构，因此具有刀头结构的全部有益效果，在此不作赘述。

另外，需要说明的是，本发明实施例中的切削刀具主要用于加工石墨模具，采用本实施例中的切削刀具对石墨模具进行加工时，刀具能够连续加工6个或者6个以上的石墨模具，而传统的钨钢涂层球刀通常仅能够加工1～2个石墨模具；且加工的各石墨模具的表面粗糙度稳定性高，可达到1200nm以下。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种刀头结构，其特征在于，包括切削刃部，所述切削刃部包括切削主体，所述切削主体的外表面为向前凸起的弧面，所述切削主体的外表面设有第一切削刃和至少两个第二切削刃，所述第一切削刃从所述切削主体的一侧延伸至其顶部区域后，再延伸至所述切削主体的另一侧，各所述第二切削刃分别设于所述第一切削刃的两侧；所述第一切削刃和与其相邻的所述第二切削刃之间限定有第一排屑槽，第一切削刃包括依次连接的第一段、中间段和第二段，第二切削刃、第一段和第二段的刃宽均大于中间段的刃宽。

2.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述第一段的至少一个侧面与所述中间段的相应侧的侧面之间通过倒角过渡连接，所述第二段的至少一个侧面与所述中间段的相应侧的侧面之间通过倒角过渡连接。

3.根据权利要求2所述的刀头结构，其特征在于，第一段的一个侧面与中间段的相应侧的侧面通过倒角过渡连接，第二段的一个侧面与中间段的相应侧的侧面通过倒角过渡连接。

4.根据权利要求2或3所述的刀头结构，其特征在于，中间段的两个侧面分别为第一侧面和第二侧面，第一段的两个侧面分别为第三侧面和第四侧面，第二段的两个侧面分别为第五侧面和第六侧面，所述第一侧面与第三侧面处于同一平面上，第二侧面与第四侧面通过倒角过渡连接；第二侧面与第六侧面处于同一平面上，第一侧面与第五侧面通过倒角过渡连接。

5.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，第一段和第二段的刃宽均等于第二切削刃的刃宽。

6.根据权利要求1或5所述的刀头结构，其特征在于，中间段的刃宽为0.002～0.1mm，第一段和第二段的刃宽均为0.005㎜～0 .2mm。

7.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，中间段的长度为0.02～0.2mm，所述切削主体的直径为0.2㎜～20㎜。

8.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述第一切削刃通过所述切削主体的顶点，且所述切削主体关于所述第一切削刃呈对称分布。

9.根据权利要求1所述的刀头结构，其特征在于，所述切削主体的外表面还设有若干第三切削刃，各所述第三切削刃分别设置于位于最外侧的两个所述第二切削刃的外侧，相邻两个所述第三切削刃之间、以及所述第三切削刃和与其相邻的所述第二切削刃之间均限定有第二排屑槽。

10.一种切削刀具，其特征在于，包括刀具柄部及如权利要求1-9中任一项所述的刀头结构，所述切削主体的后端面连接于所述刀具柄部的前端。

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