专利名称：一种数控切削刀片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数控机床配件，具体是提供一种数控切削刀片。
背景技术：
数控车削刀片结构通常由刀刃和断屑槽构成，其中断屑槽为前角和断屑台，中间 以平面或圆弧或平面加圆弧相连接构成。在较小的进给量f时，切屑厚度较小，切屑与槽 底的接触面积较小，主切削力小，容易弯曲，但不易折断，通常形成细长条型铁屑；当进给量 f较大时，切屑厚度变大，刚度增大，不易弯曲，切屑与槽底接触面积增大，处于塑性接触状 态，主切削力相对增大，加工温度剧升，磨损严重，致使刀片烧坏，从而影响了刀片的整体性 能与使用寿命。同时传统的车削刀片在切削加工中，其铁屑的引导控制以及断屑、排屑仅仅是由 断屑槽控制，随着切削过程刀片前刀面的磨损，断屑槽的结构会发生变化，断屑、排屑就会 相应受到影响，致使工件切削表面质量不能满足粗加工的要求，同时也影响了刀片的使用
寿命ο
发明内容本实用新型是针对以上不足，提供一种数控切削刀片，以减少切屑与槽底的接触 面积，同时对刀尖部位底部平面及刀尖圆弧切削平面宽度进行了适当调整，通过对主切削 刃圆弧的设计，在主切削刃形成一个切削正前角，从而降低切削过程中主切削力，改善断屑 效果、铁屑形态、排屑控制，满足粗加工要求以及合理的切削流向控制。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种数控切削刀片，包括刀片本体，所述刀片本体包括上端面、下端面、至少两个 侧面以及连接相邻两侧面之间的切削圆弧面，平行上端面且低于上端面设置有切削平面， 所述切削圆弧面与切削平面相交形成圆弧切削刃，所述侧面与切削平面相交形成主切削 刃，上端面靠近切削圆弧面的部位设置有断屑槽，上端面靠近主切削刃且垂直于主切削刃 的部位也设置有断屑槽；所述断屑槽由从圆弧切削刃开始向数控切削刀片安装中心方向依 次连接的切削平面、前刀面、槽底圆弧面、槽底平面、特殊断屑面和断屑顶面组成。上端面靠近主切削刃且垂直主切削刃的部位设置的断屑槽内设置有凹槽。切削平面宽度在(0. 25 0. 55)mm之间，最佳为0. 35 0. 45 ；前刀面与切削平面 形成前角Y，其角度范围在(12 30)°之间，最佳为(15 24)°。断屑槽为平面和圆弧相连接的形式；槽底圆弧面其半径R值为(0. 15 6)mm，槽 底平面低于切削平面，其差值e为(0. 08 0. 3)mm，最佳为(0. 15 0. 2mm)。上端面靠近切削圆弧面部位的断屑槽有特殊断屑面。断屑面采用大倾角、大圆弧 形式，其倾角范围在(45 80)°之间，最佳为(643 74)° ；圆弧R。值为(0. 25 1. 2) mm ；圆弧切削刃的刀尖点到断屑面和断屑顶面的交线的径向距离为a，其值为(1. 4 5. 5) mm;圆弧切削刃的刀尖点到槽底平面和断屑面的交线的径向距离为b，其值为(1. 1 1.5)mm ；断屑顶面高于切削平面，其差值h为(0. 15 0. 5)mm ；刀尖圆弧处槽底平面高于其它槽 底平面，其差值为(0. 03 0. 22mm)。刀尖圆弧切削平面小于主切削刃平面，其宽度差值为 (0. 03 0. 15mm)。上端面靠近主切削刃且平行主切削刃部位的断屑槽内设计有凹槽，凹槽为低于槽 底平面的具有一定几何形状的凹下去的槽；凹槽的几何形状中心线与主切削刃间存在夹角 β，其值范围为(60 90)° ；凹槽横跨前刀面、槽底圆弧面和槽底平面。本实用新型的数控切削刀片的切削刃均经过刀刃钝化(刀刃倒圆R值为0. 02 0. Imm,最佳为 0. 05 0. 08mm)。本实用新型的数控切削刀片为单面刃刀片。本实用新型的数控切削刀片包括三角形，正四边形，80°、55°、35°锐角平形四 边形、正五边形刀片、正六边形。本实用新型的数控切削刀片为可转位刀片。切削刃及切削 平面呈圆弧形，其圆弧半径在15mm 30mm。本实用新型的切削用数控切削刀片与现有技术相比，具有三大特殊设计1、上端面靠近切削圆弧面部位的断屑槽内的特殊断屑面。2、上端面靠近主切削刃且垂直主切削刃部位的断屑槽内的凹槽。3、刀尖圆弧切削平面及刀尖圆弧处槽底深度的改变。通过在三维槽型刀片的断屑槽中设置一系列垂直于刀刃的凹槽，可以减少切屑与 刀片前刀面的接触面积，减少它们之间的摩擦力，从而减少主切削力，并且这些凹槽的设计 对刀片刃口的强度影响很小。试验表明，有凹槽的刀片在相同切削条件下其切削力比没有 凹槽刀片降低了 5 10%，有效的降低了加工温度，减小了刀片磨损，刀片寿命大大提高； 同时此三种特殊设计对于铁屑的折断也起到了积极作用，断屑范围得到一定程度的提高。 铁屑流向在一定程度上得到了有效控制，减少了铁屑的飞溅。铁屑多为C形或短螺旋状，背 离已加工面，既有利于提高加工速度，又提高了加工工件的表面质量。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为一种数控切削刀片的立体结构示意图；图2为一种数控切削刀片的局部放大结构示意图；图3为图2中的A-A向剖视图；图4为一种数控切削刀片的放大结构示意图；图5为图4中B-B向剖视图。1、上端面；2、下端面；3、侧面；4、切削圆弧面；5、凹槽；6、特殊断屑面；7、切削平 面；8、主切削刃；9、圆弧切削刃；10、前刀面；11、槽底圆弧面；12、槽底平面；13、断屑顶面。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型 的限定。下面给出一个最佳实施例本实用新型的切削用数控切削刀片具有多边形的基本形状，包括上端面1和可能与之相对的下部的下端面2、至少两个侧面3、以及连接两相邻侧面3的切削圆弧面4 ；平行 上端面1且低于上端面1有一切削平面7，切削圆弧面4与切削平面7相交形成圆弧切削刃 9 ；侧面3与切削平面7相交形成主切削刃8 ；上端面1靠近切削圆弧面4的部位设计有断 屑槽，断屑槽由从圆弧切削刃9开始向数控切削刀片安装中心方向依次连接的切削平面7、 前刀面10、槽底圆弧面11、槽底平面12、特殊断屑面6和断屑顶面13组成；上端面1靠近 主切削刃8且平行主切削刃8的部位亦设计有断屑槽，断屑槽由从主切削刃8开始向数控 切削刀片安装中心方向依次连接的切削平面7、前刀面10、槽底圆弧面11、槽底平面12、特
殊断屑面6和断屑顶面13组成，且断屑槽内设计有凹槽5，凹槽5与主切削刃8间存在夹角 β。切削平面7宽度在(0. 25 0. 55)mm之间；前刀面10与切削平面7形成前角、， 其角度范围在(12 30)。之间，最佳为(15 24)。。断屑槽为平面和圆弧相连接的形式；槽底圆弧面11其半径R值为(0. 15 6)mm， 槽底平面12低于切削平面，其差值e为(0. 08 0. 3)mm ；最佳为(0. 15 0. 2mm)。上端面1靠近切削圆弧面4部位的断屑槽有特殊断屑面6，如图2所示，断屑面6 采用大倾角、大圆弧形式，其倾角范围在(45 80)°之间，最佳为(63 74)° ；圆弧R。值 为(0. 25 1. 2)mm ；圆弧切削刃9的刀尖点到断屑面6和断屑顶面13的交线的径向距离 为a，其值为(1. 4 5. 5)mm ；圆弧切削刃的刀尖点到槽底平面和断屑面的交线的径向距离 为b，其值为(1. 1 1. 5)mm ；断屑顶面高于切削平面，其差值h为(0. 15 0. 5)mm ；刀尖圆 弧处槽底平面5a高于其它槽底平面，其差值为(0. 03 0. 22mm)。刀尖圆弧切削平面7a小 于主切削刃平面7，其宽度差值为(0. 03 0. 15mm)。端面靠近主切削刃且垂直于主切削刃部位的断屑槽内设计有凹槽5，凹槽5为低 于槽底平面12的具有一定几何形状凹下去的槽，凹槽5的几何形状中心线与主切削刃8间 存在夹角β，其值范围为(60 90)°，凹槽5宽度为c，其值范围为(0.2 1.5)mm，深度 为d，其值范围为(0.2 1.2)!11111，间距为乜其值范围为(0.5 3. 5)mm ；凹槽5横跨前刀面 10、槽底圆弧面11和槽底平面12。由于本实用新型独特的凹槽设计，其一，能有效减少切屑与断屑槽的接触面积，降 低切屑与槽底的摩擦力，从而在保证刀片刃口强度的条件下减小了主切削力，减小幅度较 无凹槽的同种刀片相比可以达到5% 10% ；其二，对切削断屑起到了辅助作用。由于本实用新型特殊的断屑槽设计，使刀片切削下来的铁屑在断屑槽内沿着背离 被加工工件的方向流动，铁屑随着背吃刀量和走刀速度的变化，在一定范围内，以足够的速 度和力量撞击到特殊断屑面6上，从而折断铁屑。由于本实用新型特殊的刀尖圆弧切削平面和刀尖圆弧处底部平面的设计，其一、 适当减少刀尖切削平面宽度能够在一定程度上降低切削阻力，减少幅度较没有改变刀尖圆 弧切削平面宽度刀片相比可以达到3 5% ；其二，刀尖圆弧处槽底平面适当升高可以减少 铁屑飞溅、憋屑等现象，有利于铁屑流向的控制，从而有利于提高已加工工件表面质量。其 三，切削平面的大圆弧设计，使刀片在切削过程中形成正前角，从而减少切削过程中的切削 阻力。如图2所示，本实用新型的车削刀片的一个切削工作角，特殊断屑面6位于上端面 1靠近切削圆弧面3的径向方向，并沿平行于主切削刃8的方向延伸，中间圆滑过渡。凹槽5位于平行于主切削刃8且与主切削刃8相对的延伸面之间的断屑槽内，与主切削刃8交角 为β，从圆弧切削刃9和主切削刃8的交点开始，间距为f，沿着该切削工作角所对应的主 切削刃8均勻分布。 以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技 术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保 护范围内。
权利要求1.一种数控切削刀片，包括刀片本体，所述刀片本体包括上端面、下端面、至少两个侧 面以及连接相邻两侧面之间的切削圆弧面，其特征在于，刀片本体上平行上端面且低于上 端面设置有切削平面，所述切削圆弧面与切削平面相交形成圆弧切削刃，所述侧面与切削 平面相交形成主切削刃，上端面靠近切削圆弧面的部位设置有断屑槽，上端面靠近主切削 刃且平行主切削刃的部位也设置有断屑槽；所述断屑槽由从圆弧切削刃开始向数控切削刀 片安装中心方向依次连接的切削平面、前刀面、槽底圆弧面、槽底平面、特殊断屑面和断屑 顶面组成。
2.根据权利要求1所述的一种数控切削刀片，其特征在于，所述上端面靠近主切削刃 且垂直主切削刃的部位所设置的断屑槽内设置有凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种数控切削刀片，其特征在于，所述切削平面宽度在 0.25mm 0.55mm之间；前刀面与切削平面形成前角Y，其角度范围在12° 30°之间。
4.根据权利要求1所述的一种数控切削刀片，其特征在于，所述断屑槽为平面和圆弧 相连接的形式；槽底圆弧面其半径R值为0. 15mm 6mm，槽底平面低于切削平面，其差值e 为 0. 08mm 0. 3mm。
5.根据权利要求1所述的一种数控切削刀片，其特征在于，所述断屑面倾角范围在 45° 80°之间；圆弧R。值为0.25mm 1.2mm;圆弧切削刃的刀尖点到断屑面和断屑顶 面的交线的径向距离为a，其值为1.4mm 5. 5mm ；圆弧切削刃的刀尖点到槽底平面和断 屑面的交线的径向距离为b，其值为1. Imm 1. 5mm ；断屑顶面高于切削平面，其差值h为 0. 15mm 0. 5mm ；刀尖圆弧处槽底平面高于其它槽底平面，其差值为0. 03mm 0. 22mm ；刀 尖圆弧切削平面小于主切削刃平面，其宽度差值为0. 03mm 0. 15mm。
6.根据权利要求1所述的一种数控切削刀片，其特征在于，所述凹槽的几何形状中心 线与主切削刃间存在夹角β，其值范围为60° 90°。
7.根据权利要求1所述的一种数控切削刀片，其特征在于，所述切削刃均经过刀刃钝 化，刀刃倒圆R值为0. 02mm 0. 1mm。
8.根据权利要求1所述的一种数控切削刀片，其特征在于，所述切削刃及切削平面呈 圆弧形，其圆弧半径在15mm 30mm。
专利摘要本实用新型涉及一种数控机床配件，具体是提供一种数控切削刀片。其结构包括刀片本体，所述刀片本体包括上端面、下端面、至少两个侧面以及连接相邻两侧面之间的切削圆弧面，刀片本体上平行上端面且低于上端面设置有切削平面，所述切削圆弧面与切削平面相交形成圆弧切削刃，所述侧面与切削平面相交形成主切削刃，上端面靠近切削圆弧面的部位设置有断屑槽，上端面靠近主切削刃且平行主切削刃的部位也设置有断屑槽。与现有技术相比，其设计合理、结构精巧、制作成本低，能够有效控制铁屑流向、减少铁屑飞溅，进而提高加工速度，又提高了加工工件的表面质量。
文档编号B23B27/22GK201848553SQ20102028259
公开日2011年6月1日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者吴立志, 张平, 张敬利, 蔡久都, 陈冬华 申请人:浙江东钨实业有限公司