一种波浪形刀头包覆焊接的pcbn刀片的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于小进给量精加工的波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，包括基体，所述基体的顶角处加工有用于安装刀头的类波浪形结构，所述刀头通过真空焊接嵌入所述类波浪形结构。类波浪形结构通过直线加圆弧的设计，应力小、不易崩折，大大提高了刀片的强度，单个刀头的面积由常规的12～18mm2降到3～12mm2，极大程度地优化了PCBN材料的使用面积，在成本控制方面取得了突破性的优势，单边最大有效切深可从常规的0.5mm以内增加到0.8～1.0mm，加工效率明显提升。
【专利说明】一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械和超硬工具【技术领域】，具体涉及一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片。
【背景技术】
[0002]在机械制造加工领域中，尤其对于小进给量的精加工而言，为了适应市场对于强度和精度的需求，切削用具的切割水平亟待优化。常用于超硬材料切削的PCBN刀片，焊接强度和基体强度是影响最终切削性能的重要因素，PCBN刀具领域的整体PCBN材料的价格高昂，往往会产生因其焊接面积不足、基体强度不足而容易引发刀头脱落、进给量低、加工强度差等一系列问题，对应的焊接强度也不能满足重型切削的需求。
[0003]现有技术主要通过增大刀头面积和加大刀头厚度两方面的因素来改进更高焊接强度的设计结构，其中:
[0004]增大刀头面积的设计思路是通过增大刀头面积即增加焊接底面积来获得更大的焊接强度，虽然改进方案操作方便且无需添加新工艺新设备，但因刀头的正常使用面积很小，因此该种方案没有改变焊接强度低的根本原因，性能提升有限，而且会造成严重浪费刀头材料，成本因素往往居高不下。
[0005]通过加大刀头厚度的设计思路是通过加大刀头厚度来增加侧面的焊接面积从而提高焊接强度，虽然这种改进操作方便且原料成本低廉，但因刀片厚度的设计往往相对固定，因此增加刀头厚度的必然会同时减少基体的强度，刀片整体强度低，往往不能很有效的提高切削强度。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，通过刀头与基体相契合的类波浪形结构，刀头的面积显著减小且最大有效切深显著提高，满足同等条件的切削需求时利用最小的刀头面积达到了最大的切深。
[0007]本发明采用的技术方案具体为:一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，包括基体，所述基体的顶角处加工有用于安装刀头的类波浪形结构，所述刀头通过真空焊接嵌入所述类波浪形结构。
[0008]所述类波浪形结构包括两侧对称分布有底平线一和底平线二，所述底平线一和底平线二沿中凸向延伸有腰边一和腰边二，所述底平线一和腰边一、底平线二和腰边二分别通过第一圆弧和第二圆弧光滑连接，所述腰边一和腰边二通过第三圆弧光滑连接。
[0009]所述腰边一和腰边二分别平行于所述基体的相应外轮廓边，所述腰边一和腰边二与所述相应外轮廓边之间的距离为0.5?1.0mm。
[0010]所述第一圆弧和第二圆弧的尺寸为R0.3?0.8mm。
[0011]所述第三圆弧的尺寸为R0.4?1.0mm。
[0012]所述腰边一和腰边二的夹角为35?90°。[0013]所述刀头的材料为无衬底层的整体PCBN。
[0014]所述刀头为由上下两半无衬底层的整体PCBN通过真空焊接而成。
[0015]所述刀头的单边最大有效切深为0.8?1.0mm。
[0016]单个所述刀头的面积为3?12mm2。
[0017]所述刀片的正反面均加工有切削刃口。
[0018]本发明产生的有益效果是:
[0019]类波浪形结构通过圆弧加直线的设计具有应力小、不易崩折的显著优点，大大提升了刀片的强度，且刀片正反面均加工有刃口的双面刃口的设计也大大提高了产品的性价比；
[0020]针对连续加工的整体PCBN刀头不仅优化了刀头的强度，也优化了 PCBN材料的使用面积，在PCBN本身价格相对昂贵的前提下，在成本控制方面取得了突破性的优势，针对强断续加工条件的两半整体PCBN焊接的刀头增强了可靠性；
[0021]在同等切削需求的前提下，单个刀头面积由常规的12?ISmm2降到3?12mm2(其中迷你型刀片的刀头面积仅为3-6mm2)，单边的最大有效切深可从常规的0.5mm以内增加到
0.8?1.0mm，加工效率大幅度提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0023]图1为本发明一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片的结构示意立体图；
[0024]图2为本发明一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片的结构示意主视图；
[0025]图3-1为本发明一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片的基体局部结构示意图；
[0026]图3-2-1为本发明一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片的的整体PCBN刀头的局部结构示意图；
[0027]图3-2-2为本发明一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片的上下两半整体PCBN空焊而成的刀头的局部结构示意图。
[0028]图中:1、基体2、刀头3、类波浪形结构。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0030]如图1-2所示的一种波浪形刀头包覆式焊接的PCBN刀片，包括基体1、刀头3，基体I的顶角处加工的用于安装刀头的类波浪形结构3，与类波浪形结构3匹配加工的刀头2通过真空焊接嵌入类波浪形结构3，刀头2的正反面均加工有刃口，使得刀片的性价比提闻。
[0031]类波浪形结构的设计增加了焊接面积，增强了 PCBN刀头和硬质合金基体的结合强度，在同等条件的切削需求下，与现有技术的常规刀片相比，刀头面积的降低和进给量(即最大有效切深)的提升均十分显著，较之于现有技术刀头面积的12?18_2，本发明的单个刀头2的面积仅需3?12mm2 (其中迷你型刀片的刀头面积为3_6mm2，普通型刀片的刀头面积为6-12_2，显然迷你型刀片的效果更为突出，工程实际中的大多数甚至绝大多数情况下，是通过迷你型刀片的加工来体现本申请的刀头面积显著降低的这个突出优势的。)，在PCBN材料成本昂贵的前提下，对于成本的控制取得了实质性的成果；进给量方面，刀头2的单边最大有效切深可从常规的0.5mm以内增加到0.8?1.0_，切削效率大大提高。
[0032]本发明刀片的关键设计的类波浪形结构3进一步如图3-1所示，所述类波浪形结构包括两侧对称分布的底平线一、底平线二、腰边一、腰边二，底平线一与腰边一、底平线二与腰边二通过第一圆弧和第二圆弧光滑连接，腰边一与腰边二通过第三圆弧光滑连接，在基体I的顶角处形成类波浪形结构3。刀头2的底部也对应加工成与该类波浪形结构3匹配的内凹类波浪形结构。
[0033]且腰边一和腰边二分别平行于基体2的相应外轮廓边，作为一种优选，腰边一和腰边二的夹角为35?90°，对应的腰边与外轮廓边之间的距离为0.5?1.0mm，第一圆弧和第二圆弧的尺寸相同，均为R0.3?0.8mm ;第三圆弧的尺寸为R0.4?1.0mm。类U型结构刀片的刀头，其单边最大有效切深为0.8?1.0mm、单个面积为3?12mm2,
[0034]实施例1
[0035]如图3-2-1所示，刀头2的材料为无衬底层的整体PCBN (聚晶立方氮化硼)，整体PCBN不仅使得刀头强度高，且刀头面积的显著减小对成本控制、最大有效切深对切削效率两方面的优化均有明显的贡献。
[0036]实施例2
[0037]如图3-2-2所示，整体PCBN刀头的性能固然优良，但是该种结构往往只适于连续加工，在强断续加工中整体PCBN很可能出现整体崩坏，则会导致整个刀头2的正反面都不能正常使用，为了更好地适应各种加工条件和加工环境，将实施例的整体PCBN变成由上下两半完全相同的整体PCBN通过真空焊接而成，这样的结构设计，保证了即使刀头2的一面整体PCBN崩坏的情况下，另一面还可以正常使用，保证了在不同加工条件下的可靠性和适用性。
[0038]如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，包括基体，所述基体的顶角处加工有用于安装刀头的类波浪形结构，所述刀头通过真空焊接嵌入所述类波浪形结构。
2.根据权利要求1所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，所述类波浪形结构包括两侧对称分布有底平线一和底平线二，所述底平线一和底平线二沿中凸向延伸有腰边一和腰边二，所述底平线一和腰边一、底平线二和腰边二分别通过第一圆弧和第二圆弧光滑连接，所述腰边一和腰边二通过第三圆弧光滑连接。
3.根据权利要求2所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，所述腰边一和腰边二分别平行于所述基体的相应外轮廓边，所述腰边一和腰边二与所述相应外轮廓边之间的距离为0.5?1.0mm，所述腰边一和腰边二的夹角为35?90°。
4.根据权利要求2所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，所述第一圆弧和第二圆弧的尺寸为R0.3?0.8mm。
5.根据权利要求2所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，所述第三圆弧的尺寸为R0.4?1.0mm。
6.根据权利要求2所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，所述刀头为无衬底层的整体PCBN。
7.根据权利要求1所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，所述刀头为由上下两半无衬底层的整体PCBN通过真空焊接而成。
8.根据权利要求1所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，所述刀头的单边最大有效切深为0.8?1.0mm。
9.根据权利要求1所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，单个所述刀头的面积为3?12mm2。
10.根据权利要求1所述的一种波浪形刀头包覆焊接的PCBN刀片，其特征在于，所述刀片的反面加工有刃口。
【文档编号】B23B27/00GK103878400SQ201410126471
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】张宗超, 李克坤, 袁千里 申请人:北京沃尔德超硬工具有限公司