用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片的製作方法

2023-07-26 08:42:36

專利名稱：用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及金屬切削加工領域，尤其涉及安裝於旋轉工具體上的可轉位刀片。
背景技術：
現有常用可轉位銑削刀片在加工精度要求較高的垂直壁面時，通常存在諸多問 題，例如，加工壁面並不完全垂直且相差較大，分層切削時接刀痕跡明顯等，尤其當工具體 懸伸較長導致加工振動嚴重時，這種情況更為普遍。中國專利ZL90102672.7公開了一種用於銑削刀具的切削刀片，其主切削刃由一 軸向傾斜平面和一恆定直徑的圓柱面相交所得，當該切削刀片安裝在與設計直徑相同的 工具體上時，切削刃旋轉得到的圓柱面能夠與工具體旋轉圓柱面完全的重合，利用這樣的 螺旋狀切削刃，可得到加工精度良好的垂直壁面。但是，這種切削刃的設計也存在一些問 題。因為在實際切削加工中，切削刀片本身的製造誤差和加工振顫等因素的影響，刀片切 削刃難以實現完全在同一旋轉圓周上，切削刃很難完全與工具體旋轉所得到的理論圓柱面 重合，而且往往相差較大；另外一個重要事實，即刀片切削刃接觸長度的增加會增大切削阻 力，進而加劇切削加工振顫，導致加工表面質量惡化。中國專利ZL93118824. 5提出了一種用於銑削刀具的切削刀片，為了減小加工振 顫，刀片主切削刃採用三段切削刃「搭接」構成，這在一定程度上可以明顯減小加工振顫。但 是，在實際加工領域，存在很多切削振顫劇烈的情況，且通常這種振顫無法消除，例如工具 體需要較長的懸伸或者被切削材料硬度較高時引發的振顫，這種振顫導致了主切削刃的多 段切削刃形成的旋轉圓柱面直徑各不相同，且可能會出現遠離切削角的切削刃形成的旋轉 半徑大於靠近切削角的切削刃形成的旋轉半徑，從而刮傷被加工表面，影響加工質量。事實 上多數情況下，為了減小切削振顫，刀片的切削深度遠小於刀片的主切削刃總長度，這時候 切削振顫無疑會造成遠離切削角部的主切削刃仍會部分參與切削，參與切削的切削刃長度 的增加進一步加劇了切削振顫，並且遠離切削角的切削刃會對已加工表面進行重複切削， 破壞了已加工表面質量。在加工較深的側壁時，為了避 免工具體的夾持物對被加工表面造 成幹涉，需要增加工具體的懸伸長度，而工具體懸伸長度的增加會導致切削振顫加劇，為了 減小這種切削振顫，通常採用減小刀片切削刃的有效接觸長度的方法，即減小切削深度Ap 來降低切削阻力，以達到緩解這種振顫的目的。如圖7所示，以往的此類切削刀片，由於整 條主切削刃各部分的切削旋轉半徑大致在同一切削旋轉半徑上，這使得切削振顫發生時主 切削刃上各點的切削旋轉半徑發生變化，並且這種變化可能造成遠離切削角的切削刃旋轉 半徑大於靠近切削角的切削刃旋轉半徑，這種情況會造成遠離切削角的主切削刃對加工表 面進行二次切削，這無疑增加了切削刃的接觸長度，進而加劇了切削振顫，並且遠離切削角 的主切削刃會對靠近切削角的主切削刃已加工過的表面重複切削，破壞加工表面的質量。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可在側壁銑削加工的過程中減小加工振顫、提高側壁銑削加工精度的用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案—種用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，包括由一個上表面、一個下表面以及連 接上下表面的兩個端面和兩個側面圍成的刀片本體，所述刀片本體的中心設有用於安裝夾 緊螺釘的刀片中心孔，所述上表面與兩個側面的相交線形成一對主切削刃，所述主切削刃 由切削段和避空段構成，所述切削段的切削旋轉圓柱面半徑Rl大於避空段的切削旋轉圓 柱面半徑R2，所述切削段長度小於避空段長度。所述主切削刃的切削段呈凸起的圓弧狀，切削段上最外側一點到避空段 的最小距 離 D 為 0. 02 0. 5_。所述切削段上最外側一點到避空段的最小距離D為0. 1 0. 3mm。所述刀片本體的上表面與各端面的相交線均形成修光刃和副切削刃，所述主切削 刃的切削段與修光刃通過圓弧狀的切削角連接，所述主切削刃以逐漸向刀片本體的下表面 傾斜的方式、從位於刀片本體一端的切削角延伸至位於刀片本體另一端的副切削刃。所述側面由第一后角面和第二后角面連接而成，所述第一后角面與主切削刃相 接，所述第二后角面與下表面相交。與現有技術相比，本實用新型的優點在於主切削刃由切削段和避空段構成，當刀 片安裝於旋轉的工具體上時，切削段的切削旋轉圓柱面半徑Rl大於避空段的切削旋轉圓 柱面半徑R2，因此在加工硬度較大的金屬材料時，可通過控制切削深度，僅利用主切削刃的 切削段進行切削，刀片與工件的有效接觸僅為長度較短的切削段，從而可避免整條主切削 刃都參與切削所造成的劇烈振顫，明顯降低切削振動，防止因為切削振顫而造成對已加工 表面的重複切削，對已加工表面的形成保護，達到了提高垂直壁面的加工精度和表面質量 的效果；另外，切削段長度小於避空段長度，使得較短的切削段在安裝於不同直徑的工具體 上時，切削段旋轉軌跡更接近圓柱面，具有更佳的適應能力和切削效果。切削段呈凸起的圓 弧狀，這樣的形狀使得刀片以正軸向傾角或負徑向傾角安裝於旋轉工具體時，都更容易得 到垂直度良好的側壁加工面。刀片本體的上表面與各端面的相交線均形成修光刃和副切削 刃，修光刃在加工平面時，對加工表面起到刮光作用，提高了加工平面光潔度；主切削刃以 逐漸向刀片本體的下表面傾斜的方式、從位於刀片本體一端的切削角延伸至位於刀片本體 另一端的副切削刃，這樣的設計使得刀片在安裝於工具體上時，即使刀片本身採用較小的 軸向傾角，主切削刃也能獲得相對較大的軸向傾角，更有利於切屑的排除。

圖1是本實用新型的刀片安裝於工具體上的主視結構示意圖；圖2是本實用新型的刀片安裝於工具體上的俯視結構示意圖；圖3是本實用新型的刀片的立體結構示意圖；圖4是本實用新型的刀片的主視結構示意圖；圖5是本實用新型的刀片的俯視結構示意圖；圖6是本實用新型的刀片的切削加工示意圖；圖7是現有刀片的切削加工示意圖。圖中各標號表示[0021]1、刀片本體2、主切削刃3、上表面4、下表面5、修光刃6、側面7、刀片中心孔8、切削角9、端面10、副 切削刃11、第一后角面12、第二后角面13、夾緊螺釘14、容屑槽15、工具體16、工具體支撐座21、切削段22、避空段
具體實施方式
如圖1至圖6所示，本實用新型的用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，包括由一個 上表面3、一個下表面4以及連接上下表面的兩個端面9和兩個側面6圍成的刀片本體1， 該刀片本體1通過硬質合金粉末壓製成型，然後在專用的燒結設備中進行高溫燒結收縮形 成。刀片本體1的中心設有垂直於刀片下表面4的刀片中心孔7，用於安裝固定刀片的夾緊 螺釘13，以達到將刀片固定在工具體15上的目的。上表面3與兩個側面6的相交線形成 一對主切削刃2，主切削刃2是切削加工主要使用的切削刃，對切削加工起到關鍵作用，並 對加工表面的最終狀況起到決定作用。主切削刃2由切削段21和避空段22構成，主切削 刃2的切削段21呈凸起的圓弧狀，這樣的形狀使得刀片無論是以正軸向傾角安裝於工具體 15上，還是以負徑向傾角安裝於工具體15上，都更容易得到垂直度良好的側壁加工面。切 削段21上最外側一點到避空段22的最小距離D為0. 02 0. 5mm,優選為0. 1 0. 3mm,本 實施例中，D = O. 2mm，從刀片俯視圖(如圖5所示)中看，避空段22在刀片中心孔7兩側 方向上低於切削段21 —定距離，即當刀片安裝於旋轉的工具體15上時，切削段21的切削 旋轉圓柱面半徑Rl大於避空段22的切削旋轉圓柱面半徑R2，因此在加工硬度較大的金屬 材料時，可通過控制切削深度，僅利用主切削刃2的切削段21進行切削，刀片與工件的有效 接觸刃僅為長度較短的切削段21，從而可避免整條主切削刃2都參與切削所造成的劇烈振 顫，明顯降低切削振動，防止因為切削振顫而造成對已加工表面的重複切削，對已加工表面 的形成保護，達到了提高垂直壁面的加工精度和表面質量的效果；同時，切削段21長度小 於避空段22長度，使得較短的切削段21在安裝於不同直徑的工具體15上時，切削段21旋 轉軌跡更接近圓柱面，具有更佳的適應能力和切削效果。本實施例中，刀片本體1的上表面 3與各端面9的相交線均形成修光刃5和副切削刃10，主切削刃2的切削段21與修光刃5 通過圓弧狀的切削角8連接，修光刃5在加工平面時，對加工表面起到刮光作用，用於提高 加工平面光潔度；在進行傾斜面加工或鑽削加工用時，副切削刃10參與切削，對加工表面 起主要切削作用。主切削刃2以逐漸向刀片本體1的下表面4傾斜的方式、從位於刀片本 體1 一端的切削角8延伸至位於刀片本體1另一端的副切削刃10，這樣的設計使得刀片在 安裝於工具體15上時，即使刀片本身採用較小的軸向傾角，主切削刃2也能獲得相對較大 的軸向傾角，更有利於切屑從工具體15的容屑槽14排出，並且有利於在保證主切削刃2軸 向傾角大小的情況下，儘量提高工具體支撐座16的厚度，使工具體15具有更大的強度；同 時，使在靠近切削角8處的切削段21具有較小的軸向傾角，從而加強刀片本體1在靠近切削角8處的刀片強度，提高刀片切削能力和使用壽命。側面6由第一后角面11和第二后角 面12連接而成，第一后角面11與主切削刃2相接，第二后角面12與下表面4相交，第一後 角面11形成的后角小於第二后角面12形成的后角。如圖1、圖2和圖6所示，將本實用新型的用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片安裝 於工具體15的工具體支撐座16上時，使刀片本體1的側面6、端面9和下表面4分別與工 具體15上所設的特定的刀片座緊密貼合，再用夾緊螺釘13穿過刀片中心孔7與工具體15 進行連接，從而將刀片本體1固定在工具體15的刀片座中。該工具體15的刀片座的形狀可 根據刀片的定位需要進行設計，以保證刀片本體1安裝於該工具體15上後，隨著工具體15 繞其旋轉軸線OA的旋轉，用於加工的主切削刃2的旋轉軌跡大致處於一圓柱面上。當刀片 安裝於旋轉工具體15上、在採用小於切削段21長度的切削深度Ap加工垂直壁面時，刀片 有效切削刃完全是切削段21的部分，主切削刃2在通過旋轉軸線的平面中的投影如圖6所 示，從 圖6中可以看出，最終是由長度較短的切削段21完成垂直側壁表面的切削加工，顯著 降低了切削阻力，進而減小了切削振顫，切削段21與避空段22之間的距離可避免產生振顫 時避空段22對已加工表面重複切削，加工振顫並不會造成避空段22對加工表面進行切削， 防止避空段22破壞加工表面質量，明顯提高了加工表面的表面質量；同時也避免了因刀片 切削刃與工作接觸長度的增加而加劇切削振顫。上述實施例僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型的原理的前提下，還可以作出若干變換，例如調整主切削刃 2中切削段的數量，或者將本實用新型應用於其它形狀如三角形、四邊形等形狀的切削刀 片，這些變換均應視為本實用新型的等同變換，均應落在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，包括由一個上表面(3)、一個下表面(4)以及連接上下表面的兩個端面(9)和兩個側面(6)圍成的刀片本體(1)，所述刀片本體(1)的中心設有用於安裝夾緊螺釘的刀片中心孔(7)，所述上表面(3)與兩個側面(6)的相交線形成一對主切削刃(2)，其特徵在於所述主切削刃(2)由切削段(21)和避空段(22)構成，所述切削段(21)的切削旋轉圓柱面半徑R1大於避空段(22)的切削旋轉圓柱面半徑R2，所述切削段(21)長度小於避空段(22)長度。
2.根據權利要求1所述的用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，其特徵在於所述主切 削刃⑵的切削段(21)呈凸起的圓弧狀，所述切削段(21)上最外側一點到避空段(22)的 最小距離D為0. 02 0. 5mm。
3.根據權利要求2所述的用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，其特徵在於所述切削 段(21)上最外側一點到避空段(22)的最小距離D為0. 1 0. 3mm。
4.根據權利要求1或2或3所述的用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，其特徵在於所 述刀片本體(1)的上表面(3)與各端面(9)的相交線均形成修光刃(5)和副切削刃(10)， 所述主切削刃(2)的切削段(21)與修光刃(5)通過圓弧狀的切削角(8)連接，所述主切削 刃⑵以逐漸向刀片本體⑴的下表面⑷傾斜的方式、從位於刀片本體⑴一端的切削 角⑶延伸至位於刀片本體⑴另一端的副切削刃(10)。
5.根據權利要求1或2或3所述的用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，其特徵在於 所述側面(6)由第一后角面(11)和第二后角面(12)連接而成，所述第一后角面(11)與主 切削刃(2)相接，所述第二后角面(12)與下表面(4)相交。
6.根據權利要求4所述的用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，其特徵在於所述側面 (6)由第一后角面(11)和第二后角面(12)連接而成，所述第一后角面(11)與主切削刃(2) 相接，所述第二后角面(12)與下表面(4)相交。
專利摘要本實用新型公開了一種用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片，包括由一個上表面、一個下表面以及連接上下表面的兩個端面和兩個側面圍成的刀片本體，所述刀片本體的中心設有用於安裝夾緊螺釘的刀片中心孔，所述上表面與兩個側面的相交線形成一對主切削刃，所述主切削刃由切削段和避空段構成，所述切削段的切削旋轉圓柱面半徑R1大於避空段的切削旋轉圓柱面半徑R2，所述切削段長度小於避空段長度。該用於側壁銑削的防振顫可轉位刀片可在側壁銑削加工的過程中減小加工振顫、提高側壁銑削加工精度。
文檔編號B23C5/02GK201572952SQ20092026965
公開日2010年9月8日 申請日期2009年10月29日 優先權日2009年10月29日
發明者李屏, 王社權, 陳勝男, 馬曉魁, 高江雄 申請人:株洲鑽石切削刀具股份有限公司