用於軟質金屬材料加工的切削刀片的製作方法

2023-07-13 03:17:31

專利名稱：用於軟質金屬材料加工的切削刀片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬切削用車削刀片，尤其涉及用於軟質金屬材料加工的切削刀片。
背景技術：
針對於軟質金屬材料加工的車削刀片結構中一般具有一個鋒利的前角和一個具 有較大開口的排屑空間，此類結構中前刀面與排屑平臺之間以一個平面或一個圓弧面相連 接。這樣在切削加工時，切屑被位於刀片尖端的切削刃切除，然後沿著前刀面滑行至與排屑 平臺相連接的平面或圓弧面，再經過排屑平臺排出。對於軟質金屬材料來說，在加工過程 中會獲得一個初始的彎曲，切屑可能以整體形式沿著前刀面在排屑平臺移動延伸，並自然 捲曲掉落，在切削過程中使切削溫度升高，對於軟質金屬材料的加工來說，切屑與前刀面的 接觸及切削溫度的升高會使切屑黏結在刀片的前刀面上，導致刀片的實際加工前角發生變 化。在此過程中對切屑的捲曲，切屑的流向及切屑與前刀面的接觸無法人為的控制或預知， 切屑也很難折斷，致使切屑相互纏繞，損傷已加工工件表面造成產品光潔度達不到要求。現有技術中，如美國專利US6217264B1公開了具有改進後斷屑臺的切削刀片，其 在排屑平臺處對切屑與前刀面的接觸給予了控制，可降低切削溫度，但其刀尖處無引屑結 構且刀尖與前刀面的連接過於平滑，在切削加工過程中並未對切屑的捲曲和流向給予很好 的控制。

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，提供一種可控制切屑的形 狀和流向、減少切屑與刀片的上表面接觸、切削溫度降低的用於軟質金屬材料加工的切削 刀片。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案一種用於軟質金屬材料加工的切削刀片，包括由上表面、下表面、一對側面以及連 接該對側面的圓錐面所圍成的刀片本體，所述刀片本體上設有刀片定位孔，所述上表面和 下表面通過該對側面和圓錐面連接，圓錐面與上表面相交形成主切削刃，兩側面與上表面 相交形成分別連接於主切削刃兩側的兩條側切削刃，所述上表面向下表面凹陷，形成前刀 面、用於引導切屑的凹曲面以及呈橢圓凸臺狀的兩個以上斷屑臺，所述斷屑臺自接近主切 削刃處向刀片定位孔呈高度遞增的階梯狀均勻分布，所述凹曲面連接於相鄰兩斷屑臺之 間，所述前刀面自主切削刃和兩條側切削刃向上表面中部延伸，並與凹曲面相接。相鄰兩個斷屑臺的中間段連有凸圓柱面，凸圓柱面兩側直接與凹曲面相接或者通 過過渡平面與凹曲面相接。最接近主切削刃的斷屑臺到所述主切削刃最高點的最短水平距離b為0. Imm 0. 8mm,最短垂直距離c為0. 03mm 0. 36mm。最接近主切削刃的斷屑臺最高點到前刀面的垂直距離e為0. 02mm 0. 15mm。[0010]所述斷屑臺前後相鄰兩凸圓柱面的高度差d為0. 02mm 0. 2mm。所述斷屑臺最末端與相鄰側切削刃的垂直距離f為0. Imm 1. 2mm。所述側切削刃處的前刀面與刀片的縱向垂直剖面所成夾角θ為70° 75°。所述側切削刃處的前刀面與斷屑臺形成的卷屑角η為130° 160°。與現有技術相比，本實用新型的優點在於上表面向下表面凹陷，形成前刀面、用 於引導切屑的凹曲面以及呈橢圓凸臺狀的兩個以上斷屑臺，凹曲面與斷屑臺形成順滑流線 形導、排屑結構，使切屑經凹曲面和斷屑臺引導後自然捲曲、切斷，順利的被引導、排出加工 區域；斷屑臺自接近主切削刃處向刀片定位孔呈高度遞增的階梯狀均勻分布，可減少切屑 與刀片上表面的接觸，從而減少切屑與刀片上表面的摩擦，有效地降低切削溫度，從而延長 了刀片的使用壽命。相鄰兩個斷屑臺的中間段連有凸圓柱面，凸圓柱面兩側與凹曲面相接， 該凸圓柱面可以使切屑自然的向凸圓柱面兩側偏轉，有利於切屑順暢的從刀片兩側排出， 避免切屑落在被加工的工件表面，從而提高加工質量。本實用新型的主切削刃高於側切削 刃，呈空間立體分布，增大了切削刃與工件的接觸面積，便於順暢地切除工件材料，同時又 使刀尖具有足夠的強度，切削輕快，加快了切削速度，提高了生產效率。

圖1是本實用新型的第一立體結構示意圖；圖2是本實用新型的第二立體結構示意圖；圖3是本實用新型刀片上表面結構放大示意圖；圖4是圖3的S-S剖面視圖；圖5是圖3的T-T剖面視圖；圖6是圖1的A向放大圖。圖中各標號表示1、上表面2、下表面3、側面4、圓錐面5、刀片定位孔6、主切削刃7、側切削8、縱向垂直剖面9、後刀面11、前刀面12、凹曲面13、斷屑臺14、凸圓柱面15、過渡平面
具體實施方式
如圖1至圖6所示，本實用新型的一種用於軟質金屬材料加工的切削刀片，具有類 似於菱形的基本形狀，包括由上表面1、下表面2、一對側面3以及圓錐面4所圍成的刀片本 體，刀片本體的中央設有刀片定位孔5，上表面1和下表面2通過該對側面3和圓錐面4連 接，圓錐面4與上表面1相交形成主切削刃6，兩側面3與上表面1相交形成分別連接於主 切削刃6兩側的兩條側切削刃7，主切削刃6和兩條側切削刃7於刀片的縱向垂直剖面8兩 側對稱布置，主切削刃6與側切削刃7連接成空間螺旋線形狀，且主切削刃6的中點位置最 高，上表面1與縱向垂直剖面8的交線與下表面2形成的夾角α為刀片的前角，前角α為20° 25°，本實施例中前角α為25°，兩側面3通過圓錐面4相連形成后角β為5° 10°的後刀面9，本實施例中后角β為7°。本實用新型的用於軟質金屬材料加工的切削刀 片，其切削刃呈空間螺旋線結構，增大了切削刃與工件的接觸面積，便於順暢地切除工件材 料，同時又使刀尖具有足夠的強度，且具有較大的前角和后角，使刀片更加鋒利，切削更加 輕快，提高了生產效率，同時還能避免加工時後刀面9與工件的幹涉，使用起來更加方便、 靈活。上表面1向下表面2凹陷，形成前刀面11、用於引導切屑的凹曲面12以及呈橢圓凸 臺狀的兩個以上斷屑臺13，斷屑臺13自接近主切削刃6處向刀片定位孔5呈高度遞增的階 梯狀均勻分布，凹曲面12連接於相鄰兩斷屑臺13之間，前刀面11自主切削刃6和兩條側切 削刃7向上表面1中部延伸，並與凹曲面12相接。凹曲面12與斷屑臺13形成順滑流線形 的導屑、排屑結構，使切屑經凹曲面12和斷屑臺13引導後自然捲曲、切斷，順利的被引導、 排出加工區域，在切削加工過程中使切屑從前刀面11流出，並沿前刀面11進入凹曲面12 預先成型，切屑在凹曲面12的引導作用下繼續流動，當遇到斷屑臺13時被抬起，引導切屑 沿斷屑臺13以及該斷屑臺13後方連接的凹曲面12流動，有效的引導切屑有規律的向刀具 一側流動，並捲曲成C形切屑從刀片一側順利排出，從而加強了對切屑形成的控制及引導， 提高了加工精度及工件表面質量，同時在切屑排出的過程中，減少了切屑與刀片的上表面1 的接觸和摩擦從而減低了加工過程中的切削溫度，提高了刀片的使用壽命。相鄰兩個斷屑 臺13的中間段連有凸圓柱面14，凸圓柱面14兩側直接與凹曲面12相接，或者當斷屑臺13 具大寬度時，凸圓柱面14通過過渡平面15與凹曲面12相接，凸圓柱面14、凹曲面12以及 過渡平面15構成順滑的隆脊結構，且該隆脊結構於縱向垂直剖面8兩側對稱分布，因此使 本實用新型的用於軟質金屬材料加工的切削刀片可以同時適用於左、右兩種刀杆。該凸圓 柱面14可以使切屑自然的向凸圓柱面14兩側偏轉，有利於切屑順暢的從刀片兩側排出，避 免切屑落在被加工工件的表面，從而提高加工質量。最接近主切削刃6的斷屑臺13到主切 削刃6最高點的最短水平距離b為0. Imm 0. 8mm，最短垂直距離c為0. 03mm 0. 36mm, 本實施例中，b為0. 715mm, c為0. 312mm。最接近主切削刃6的斷屑臺13最高點到前刀面 11的垂直距離e為0.02mm 0. 15mm，本實施例中，e為0. 066mm。斷屑臺13前後相鄰兩 凸圓柱面14的高度差d為0. 02mm 0. 2mm，本實施例中，d為0. 037mm。斷屑臺13最末端 與相鄰側切削刃7的垂直距離f為0. Imm 1. 2mm，本實施例中，f為0. 656mm。側切削刃 7處的前刀面11與刀片的縱向垂直剖面8所成夾角θ為70° 75°，本實施例中，θ為 74°。側切削刃7處的前刀面11與斷屑臺13形成的卷屑角η為130° 160°，本實施 例中，n為152°。 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，還可以作出若干等同變換，這些等同變換 均應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求一種用於軟質金屬材料加工的切削刀片，包括由上表面(1)、下表面(2)、一對側面(3)以及連接該對側面(3)的圓錐面(4)所圍成的刀片本體，所述刀片本體上設有刀片定位孔(5)，所述上表面(1)和下表面(2)通過該對側面(3)和圓錐面(4)連接，圓錐面(4)與上表面(1)相交形成主切削刃(6)，兩側面(3)與上表面(1)相交形成分別連接於主切削刃(6)兩側的兩條側切削刃(7)，其特徵在於所述上表面(1)向下表面(2)凹陷，形成前刀面(11)、用於引導切屑的凹曲面(12)以及呈橢圓凸臺狀的兩個以上斷屑臺(13)，所述斷屑臺(13)自接近主切削刃(6)處向刀片定位孔(5)呈高度遞增的階梯狀均勻分布，所述凹曲面(12)連接於相鄰兩斷屑臺(13)之間，所述前刀面(11)自主切削刃(6)和兩條側切削刃(7)向上表面(1)中部延伸，並與凹曲面(12)相接。
2.根據權利要求1所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於相鄰兩個 斷屑臺(13)的中間段連有凸圓柱面(14)，凸圓柱面(14)兩側直接與凹曲面(12)相接或者 通過過渡平面(15)與凹曲面(12)相接。
3.根據權利要求1或2所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於最接 近主切削刃(6)的斷屑臺(13)到所述主切削刃(6)最高點的最短水平距離b為0. Imm 0. 8mm,最短垂直距離c為0. 03mm 0. 36mm。
4.根據權利要求1或2所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於最接 近主切削刃(6)的斷屑臺(13)最高點到前刀面(11)的垂直距離e為0.02mm 0.15mm。
5.根據權利要求3所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於最接近主 切削刃(6)的斷屑臺(13)最高點到前刀面(11)的垂直距離e為0. 02mm 0. 15mm。
6.根據權利要求1或2所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於所述 斷屑臺(13)前後相鄰兩凸圓柱面(14)的高度差d為0. 02mm 0. 2mm。
7.根據權利要求5所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於所述斷屑 臺(13)前後相鄰兩凸圓柱面(14)的高度差d為0. 02mm 0. 2mm。
8.根據權利要求7所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於所述斷屑 臺(13)最末端與相鄰側切削刃(7)的垂直距離f為0. Imm 1. 2mm。
9.根據權利要求8所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於所述側切 削刃(7)處的前刀面(11)與刀片的縱向垂直剖面(8)所成夾角θ為70° 75°。
10.根據權利要求9所述的用於軟質金屬材料加工的切削刀片，其特徵在於所述側切 削刃(7)處的前刀面(11)與斷屑臺(13)形成的卷屑角η為130° 160°。
專利摘要一種用於軟質金屬材料加工的切削刀片，包括由上表面、下表面、一對側面以及連接該對側面的圓錐面所圍成的刀片本體，刀片本體上設有刀片定位孔，上表面和下表面通過該對側面和圓錐面連接，圓錐面與上表面相交形成主切削刃，兩側面與上表面相交形成分別連接於主切削刃兩側的兩條側切削刃，上表面向下表面凹陷，形成前刀面、用於引導切屑的凹曲面以及呈橢圓凸臺狀的兩個以上斷屑臺，斷屑臺自接近主切削刃處向刀片定位孔呈高度遞增的階梯狀均勻分布，凹曲面連接於相鄰兩斷屑臺之間，前刀面自主切削刃和兩條側切削刃向上表面中部延伸，並與凹曲面相接。該切削刀片具有可控制切屑的形狀和流向、減少切屑與刀片的上表面接觸、切削溫度降低的優點。
文檔編號B23B27/00GK201572926SQ20092026849
公開日2010年9月8日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者劉敏, 呂長江, 李屏, 李樹強, 王社權 申請人:株洲鑽石切削刀具股份有限公司