螺紋加工刀片的製作方法

2023-06-15 10:19:16

專利名稱：螺紋加工刀片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種螺紋加工刀片，尤其是可轉位螺紋加工刀片。
背景技術：
螺紋的加工較為特殊，它不同與普通的外圓車削，螺紋刀的兩刃同時參與切削且進給量大，切屑隨著切深的增大變得越來越寬，寬而硬的切屑很難折斷，易於纏繞在工件和刀具、夾具上，加上螺紋刀的刀尖角小、強度底，隨工件一起高速旋轉的切屑很容易打在刀片上造成崩刃。要解決上述存在的問題，就必須解決切屑流動和斷屑問題。一般螺紋切削刀片在切削刃的前刀面上雖然也設有一些凹槽來作為斷屑槽，但在實際使用時我們發現這類刀片切削形成的切屑曲率太大，切屑的流動通過改變切削參數也不能很好控制，很容易損壞刀具和刀片，甚至損壞已加工表面，特別是加工不鏽鋼、合金材料、有色金屬等塑性和粘性較好的材料時，這種現象更為嚴重；而切屑纏繞也容易給操作者造成危險。同時通常螺紋加工只能作為一個單獨的工序，而不能作為數控加工中的一部分，生產效率不高。

發明內容
針對目前的螺紋加工刀片的不足，本發明提供一種具有獨特槽形的可轉位螺紋加工刀片，可以控制加工時的切屑流向和斷屑形狀，並且可提高加工表面光潔度和工效。
本發明的可轉位螺紋加工刀片包含由上表面、下表面及連接上述兩個表面的三組側面所組成的刀片本體和切削刃角；任兩組側面由圓弧面相連並組成切削刃角；每個切削刃角的頂面是一個與上、下表面、均成相同角度的平面所構成的刀片前刀面，每個前刀面分別與側面相交形成三條切削刃，在每條切削刃的相同方向的一側均設計有一條修光刃；前刀面通過一個圓弧面與刀片本體相連；在前刀面內設計有一個類似扇形的凹槽，其角平分線位於切削刃角的角平分線上，凹槽的兩側壁為波浪狀的曲面；刀片還設計有一個凸臺，其前端延伸至所述凹槽內，其尾部向後延伸並終結於圓弧面。
凹槽的兩側壁為對稱的波浪狀曲面，組成波浪狀側面的每個波浪的曲率半徑在0.2mm-1.0mm之間，每個波浪的最高處與最低處之間的距離在0.01mm-0.1mm之間。
凹槽的兩側壁的母線與刀片前刀面的夾角均在(40-70)°之間，最佳為(60-70)°凹槽的槽深h在0.05mm-0.12mm之間；凹槽的後側為一個圓弧面。
圓弧面在切削刃角的對稱面上的曲率半徑值為(0.3-1.2)mm之間。
凸臺具有對稱結構、且其中心線位於切削刃角的角平分線上，凸臺中心截面的頂端呈波浪狀曲線，且其與凹槽的交點到切削刃角的刀尖點的距離c在0.7-1.2mm之間，與凹槽的底部的夾角γ在(15-35)°之間；凸臺的垂直於其中心截面的截面頂端呈拱形曲線，由兩直線段及連接兩直線段的圓弧組成。
拱形曲線的兩直線段間的夾角γ在(70-100)°之間。
本發明的可轉位螺紋加工刀片在切削刃角的與修光刃相連的一側設計有為一段圓弧面的防幹涉面。
本發明的可轉位螺紋加工刀片具有帶波浪狀側壁及凸臺的特定斷屑槽形，使加工螺紋時產生的切屑有規律地流向刀具的一側並使切屑折斷成C形狀，即使是加工一些難加工材料和塑性、粘性較強的材料以及無切削液的情況；切屑在流動過程中的摩擦力小，加工輕快，這樣使得螺紋的加工作為多步數控加工中的一部分，而不用像以往必須作為一個單獨的程序，這樣可減少工序、提高工效。同時波浪狀的凹槽設計提高了切屑刃的強度，也提高了刀片使用壽命。
同時本發明的可轉位螺紋加工刀片具有修光刃，能提高加工表面的光潔度，餘量較小的情況下對需要螺紋加工的部位無須先進行精加工，可以在螺紋加工時由修光刃來處理，既保證螺紋尺寸和光潔度，同時也減少工序、提高工效。
本發明的獨特斷屑槽形結構，在三角形、矩形、梯形等螺紋加工均實用。


下面結合附圖的方法，對本發明做進一步的描述圖1為此發明螺紋刀片的立體圖；圖2為圖1中切削刃角的局部放大圖；圖3為圖2中F-F剖視右旋90°的視圖；圖4為圖2中E-E剖視圖。
具體實施例方式
如圖1至圖4所示，本發明的可轉位螺紋加工刀片包含由上表面1、下表面2及連接上述兩個表面的三組側面3、4、5所組成的刀片本體6和切削刃角8；任兩組側面間由圓弧面7相連並組成切削刃角8；每個切削刃角的頂面是一個與上、下表面1、2均成相同角度的平面所構成的刀片前刀面9，與三組側面3、4、5分別相交形成三條切削刃15，在每條切削刃15的一側均設計有修光刃14；前刀面9通過一個圓弧面10與刀片本體6相連；在前刀面9內設計有一個類似扇形的凹槽11，其角平分線位於切削刃角8的角平分線上，凹槽11的兩側壁11a、11b為波浪狀的曲面；刀片還設計有一個凸臺12，其前端延伸至凹槽11內，其尾部向後延伸並終結於圓弧面10。
凹槽的兩側壁11a、11b為對稱的波浪狀曲面，組成波浪狀側面的每個波浪的曲率半徑在0.2mm-1.0mm之間，每個波浪的最高處與最低處之間的距離在0.01mm-0.1mm之間。
凹槽的兩側壁11a、11b的母線與刀片前刀面9的夾角均在(40-70)°之間，最佳為(60-70)°，提高切削刃強度和減小切屑流出時產生的阻力。
凹槽的槽深h在0.05mm-0.12mm之間；凹槽的後側為一個圓弧面11c。凹槽除了能起到引導切屑的流動外，同時能蓄積少量的冷卻液，更好的冷卻切削刃。
圓弧面10在切削刃角8的對稱面上的曲率半徑值為(0.3-1.2)mm之間。
凸臺12具有對稱結構、且其中心線位於切削刃角8的角平分線上，凸臺中心截面的頂端呈波浪狀曲線，且其與凹槽11的交點到切削刃角8的刀尖點的距離c在0.7-1.2mm之間，與凹槽11的底部11d的夾角γ在(15-35)°之間，引導切屑流動，使其按一定規律捲曲、折斷；凸臺的垂直於其中心截面的截面頂端呈拱形曲線，由兩直線段13a、13b及連接兩直線段的圓弧13c組成；拱形曲線的兩直線段13a、13b間的夾角β在(70-100)°之間。
具有帶波浪狀側壁及凸臺的特定斷屑槽形結構，使加工螺紋時產生的切屑有規律地流向刀具的一側並使切屑折斷成C形狀，即使難加工材料，同時也加強了切削刃角的強度；切屑在流動過程中的摩擦力小，加工輕快，易於實現螺紋的數控加工。
本發明的可轉位螺紋加工刀片在切削刃角8的與修光刃14相連的一側設計有一段為圓弧面防幹涉面16，以避免在螺紋加工時除了切削刃15外的刀片其它部位與工件接觸。
權利要求
1.一種類似三角形的可轉位螺紋加工刀片，包含由上表面(1)、下表面(2)及連接上述兩個表面的三組側面(3)、(4)、(5)所組成的刀片本體(6)和切削刃角(8)；任兩組側面由圓弧面(7)相連並組成切削刃角(8)；每個切削刃角(8)的頂面是一個與上、下表面(1)、(2)均成相同角度的平面所構成的刀片前刀面(9)，每個所述刀片前刀面(9)分別與所述側面(3)、(4)、(5)相交形成三條切削刃(15)，所述每條切削刃(15)的相同方向的一側均設計有一條修光刃(14)；所述刀片前刀面(9)通過一個圓弧面(10)與刀片本體(6)相連；在所述前刀面(9)內設計有一個類似扇形的凹槽(11)，其角平分線位於切削刃角(8)的角平分線上，其特徵是所述凹槽(11)的兩側壁(11a)、(11b)為波浪狀的曲面；所述刀片還設計有一個凸臺(12)，其前端延伸至所述凹槽(11)內，其尾部向後延伸並終結於所述圓弧面(10)。
2.如權利要求1所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述凹槽(11)的兩側壁(11a)、(11b)為對稱的波浪狀曲面，組成波浪狀側面的每個波浪的曲率半徑在0.2mm-1.0mm之間，所述每個波浪的最高處與最低處之間的距離在0.01mm-0.5mm之間。
3.如權利要求1或2所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述凹槽(11)的兩側壁(11a)、(11b)的母線與刀片前刀面(9)的夾角均在(40-70)°之間，最佳為(60-70)°
4.如權利要求1或2所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述凹槽(11)的槽深h在0.05mm-0.12mm之間；所述凹槽(11)的後側(11c)為一個圓弧面。
5.如權利要求3所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述凹槽(11)的槽深h在0.05mm-0.12mm之間；所述凹槽(11)的後側為一個圓弧面(11c)。
6.如權利要求1所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述圓弧面(10)在切削刃角(8)的對稱面上的曲率半徑值為(0.3-1.2)mm之間。
7.如權利要求1或2或5或6所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述凸臺(12)具有對稱結構、且其中心線位於切削刃角(8)的角平分線上，所述凸臺(12)中心截面的頂端呈波浪狀曲線，且其與凹槽(11)的交點到切削刃角(8)的刀尖點的距離c在0.7-1.2mm之間，與凹槽(11)的底部(11d)的夾角γ在(15-35)°之間；所述凸臺(12)的垂直於其中心截面的截面頂端呈拱形曲線，所述拱形曲線由兩直線段(13a)(13c)及連接所述兩直線段的圓弧(13b)組成。
8.如權利要求3所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述凸臺(12)具有對稱結構、且其中心線位於切削刃角(8)的角平分線上，所述凸臺(12)中心截面的頂端呈波浪狀曲線，且其與凹槽(11)的交點到切削刃角(8)的刀尖點的距離c在0.7-1.2mm之間，與凹槽(11)的底部(11d)的夾角γ在(15-35)°之間；所述凸臺(12)的垂直於其中心截面的截面頂端呈拱形曲線；所述拱形曲線由兩直線段(13a)(13c)及連接所述兩直線段的圓弧(13b)組成。
9.如權利要求4所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述凸臺(12)具有對稱結構、且其中心線位於切削刃角(8)的角平分線上，所述凸臺(12)中心截面的頂端呈波浪狀曲線，且其與凹槽(11)的交點到切削刃角(8)的刀尖點的距離c在0.7-1.2mm之間，與凹槽(11)的底部(11d)的夾角γ在(15-35)°之間；所述凸臺(12)的垂直於其中心截面的截面頂端呈拱形曲線；所述拱形曲線由兩直線段(13a)(13c)及連接所述兩直線段的圓弧(13b)組成。
10.如權利要求7所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述拱形曲線的兩直線段(13a)(13c)間的夾角β在(70-100)°之間。
11.如權利要求8或9所述的螺紋加工刀片，其特徵是所述拱形曲線的兩直線段(13a)(13c)間的夾角β在(70-100)°之間。
12.如權利要求1、2、5、6、8、9或10所述的螺紋加工刀片，其特徵是在所述切削刃角(8)的與修光刃(14)相連的一側設計有防幹涉面(16)，所述防幹涉面(16)為一段圓弧面。
13.如權利要求3所述的螺紋加工刀片，其特徵是在所述切削刃角(8)的與修光刃(14)相連的一側設計有防幹涉面(16)，所述防幹涉面(16)為一段圓弧面。
14.如權利要求4所述的螺紋加工刀片，其特徵是在所述切削刃角(8)的與修光刃(14)相連的一側設計有防幹涉面(16)，所述防幹涉面(16)為一段圓弧面。
15.如權利要求7所述的螺紋加工刀片，其特徵是在所述切削刃角(8)的與修光刃(14)相連的一側設計有防幹涉面(16)，所述防幹涉面(16)為一段圓弧面。
16.如權利要求11所述的螺紋加工刀片，其特徵是在所述切削刃角(8)的與修光刃(14)相連的一側設計有防幹涉面(16)，所述防幹涉面(16)為一段圓弧面。
全文摘要
本發明提供一種具有獨特槽形的可轉位螺紋加工刀片，包括上表面、下表面及三組側面所組成的刀片本體和切削刃角；任兩組側面由圓弧面相連並組成切削刃角，其頂面是刀片前刀面，通過一個圓弧面與刀片本體相連，前刀面與側面相交形成切削刃，在每條切削刃的相同方向的一側均設計有一條修光刃；在前刀面內設計有一個類似扇形的凹槽和凸臺，凹槽的兩側壁為波浪狀的曲面；凸臺前端延伸至凹槽內，其尾部向後延伸並終結於圓弧面。本發明可以控制加工時的切屑流向和斷屑形狀，並且可提高加工表面光潔度和工效，在三角形、矩形、梯形等螺紋加工中均實用。
文檔編號B23G5/00GK1557594SQ20041002286
公開日2004年12月29日 申請日期2004年1月30日 優先權日2004年1月30日
發明者李明, 張京, 王社權, 湯愛民, 李 明 申請人:株洲硬質合金集團有限公司