一种切削刀片及切削刀具的制作方法

本发明涉及金属切削加工技术领域，尤其涉及一种切削刀片及切削刀具。

背景技术：

硬质合金具有高硬度和高强度，是制作切削刀具的理想材料，但硬质合金加工困难，一般只能采用磨削或电火花等加工方式对硬质合金进行加工，加工成本较高，且只能完成形状简单、体积不大的产品加工，因而行业内通常采用硬质合金来制作切削刀片，而刀体则采用钢质材料加工，即采用紧固件将硬质合金切削刀片安装在钢质刀体上，刀体可以重复使用，只需要更换切削刀片，操作方便，使用成本低。

切削时，切削刀片承受较大的切削力，为了保证切削刀片的切削寿命、加工效率和加工精度，刀体需对切削刀片具有较高的夹持强度和较好的定位精度，现有技术中，采用紧固件穿过切削刀片的中心孔将切削刀片固定在钢质刀体上，不仅可以保证夹持精度和强度，而且装卸切削刀片时只需占据较小的刀体刀槽空间；但是为了给切削刀片提供足够的夹持力，容纳紧固件的切削刀片中心安装孔需具有较大的直径，而开设大直径安装孔将极大地降低切削刀片的强度和抗冲击能力，从而影响切削能力和切削精度，如果要保证设有大直径安装孔的切削刀片具有足够的切削强度，切削刀片需具有较大的外形尺寸，那么当该切削刀片应用于旋转刀具时，切削刀具需要给切削刀片上端预留足够的空间以容纳扳手来装卸紧固件以完成切削刀片的安装，使旋转切削刀具的切削刀片数量受到约束，极大地降低了旋转切削刀具的整周切削效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种强度高、定位稳定、应用范围广的切削刀片及加工精度高、效率高的切削刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种切削刀片，包括上表面、下表面以及连接所述上表面和下表面的多个侧面，所述侧面和上表面相交形成多个切削刃，所述下表面上设有实心凸台，所述实心凸台上设有可与切削刀体上的刀片紧固件配合锁紧的配合部。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述配合部为设置在所述实心凸台的周侧面上的内凹齿槽，所述内凹齿槽包括上凹面、下凹面和位于所述上凹面、下凹面之间的凹底面。

所述高强度切削刀片具有对称中心轴，所述实心凸台沿所述对称中心轴设置，所述内凹齿槽沿所述周侧面整周设置。

所述上凹面、下凹面与所述上表面的垂线的夹角分别为α、β，且满足：15°≤α-β≤30°，10°≤β≤40°。

所述上表面和下表面在所述对称中心轴方向上的距离为h1，所述实心凸台在所述对称中心轴上的高度为h2，且满足：h1≤h2≤2h1。

所述上凹面与所述凹底面的相交线与所述下表面在所述对称中心轴方向上的距离为h3，且满足：0.6h2≤h3≤0.9h2。

所述周侧面为一柱形面，所述周侧面在所述下表面方向上为圆形。

所述周侧面由与所述侧面数量相同的平面围成，所述周侧面在所述下表面方向上为多边形。

所述周侧面在下表面方向上的圆形或多边形的内切圆的直径为d，所述内凹齿槽的最大深度为l，且满足：0.5mm≤l≤0.32d。

一种切削刀具，包括刀体和刀片紧固件，所述刀体的切削端部上开设有一个以上刀槽，所述刀槽内装设有上述的切削刀片，所述刀槽的底面上开设有可容纳所述实心凸台的容纳孔，所述刀片紧固件可与所述实心凸台配合将所述切削刀片锁紧在所述旋转刀体上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述容纳孔与所述实心凸台在靠近所述刀体内部的一侧完全接触，在远离所述刀体内部的一侧处设有间隙x，且满足：0.05mm≤x≤0.2mm。

所述刀片紧固件包括两个螺钉，所述刀体的侧面和端面均开设有螺纹孔，所述螺钉装设在螺纹孔内且螺钉头部压入所述实心凸台的内凹齿槽内。

所述刀片紧固件包括一个螺钉，所述刀体的侧面或端面或侧面与端面相交处开设有螺纹孔，所述螺钉装设在螺纹孔内且螺钉头部压入所述实心凸台的内凹齿槽内。

所述切削刀具的刀槽与切削刀片的下表面以及其中两个侧面接触，且该两个侧面在上表面方向上的夹角为γ，所述紧固件夹持方向与该紧固件对应的参与定位的切削刀片的侧面之间的夹角为γ’，应满足：γ/2<γ’≤γ/2+15°。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的切削刀片，下表面上设有实心凸台，实心凸台上设有可与切削刀体上的刀片紧固件配合锁紧的配合部，安装切削刀片时，采用刀片紧固件与实心凸台上的配合部配合锁紧，切削刀片上不需要开设安装孔，采用实心结构，且实心凸台与切削刀片为一体式结构，保证切削刀片的强度和抗冲击能力，提高了定位精度和强度，同时，由于不需要开设安装孔，小尺寸规格的切削刀片也能具有良好的强度和定位精度，扩大了切削刀片的应用范围。

（2）本发明的切削刀具，装设本发明的切削刀片，由于本发明的切削刀片即使为小尺寸规格，也能具有强度和抗冲击能力且定位稳定，因此，可以减小切削刀具的尺寸规格，拓宽切削刀具的应用范围，当切削刀具为旋转刀具时，同样直径规格的刀体上可以装设更多的切削刀片，从而提高了切削刀具的切削效率。

附图说明

图1是本发明切削刀片第一种实施例的立体图。

图2是本发明切削刀片第一种实施例的主视图。

图3是本发明切削刀片第一种实施例的俯视图。

图4是本发明切削刀片第二种实施例的立体图。

图5是本发明切削刀片第二种实施例的主视图。

图6是本发明切削刀具第一种实施例的立体图。

图7是本发明切削刀具第一种实施例的主视图。

图8是图7的a-a视图。

图9是图8的b-b视图。

图10本发明切削刀具第二种实施例的立体图。

图11是发明切削刀具第二种实施例的局部俯视图。

图中各标号表示：

1、切削刀片；2、上表面；3、下表面；4、侧面；5、切削刃；6、实心凸台；61、周侧面；62、内凹齿槽；621、上凹面；622、下凹面；623、凹底面；7、对称中心轴；10、刀体；11、刀片紧固件；12、刀槽；13、容纳孔；14、螺纹孔；15、旋转轴。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图3出了本发明切削刀片的第一种实施例，该切削刀片包括上表面2、下表面3以及连接上表面2和下表面3的多个侧面4，侧面4和上表面2相交形成多个切削刃5，下表面3上设有实心凸台6，实心凸台6上设有可与切削刀体上的刀片紧固件配合锁紧的配合部，安装切削刀片时，采用刀片紧固件与实心凸台6上的配合部配合锁紧，切削刀片上不需要开设安装孔，采用实心结构保证切削刀片的强度和抗冲击能力，实心凸台6与切削刀片为一体式结构，提高了定位精度和强度，同时，由于不需要开设安装孔，小尺寸规格的切削刀片也能具有良好的强度和抗冲击能力，扩大了切削刀片的应用范围。

本实施例中，配合部为设置在实心凸台6的周侧面61上的内凹齿槽62，内凹齿槽62包括上凹面621、下凹面622和位于上凹面621、下凹面622之间的凹底面623。

周侧面61由与侧面4数量相同的平面围成，周侧面61在下表面3方向上为多边形。本实施例中，周侧面61在下表面3方向上为正方形。

本实施例中，切削刀片具有对称中心轴7，实心凸台6沿对称中心轴7设置，切削刀片降低刀片模型的成型难度，刀片成型过程中的变形小，便于切削刀片的加工，内凹齿槽62沿周侧面61整周设置，且大致平行于下表面3，便于刀片紧固件端部与内凹齿槽62的配合。

上凹面621、下凹面622与上表面2的垂线的夹角分别为α、β，为了保证实心凸台6上设有内凹齿槽62后，切削刀片仍具有较好整体结构强度，同时保证切削刀片在安装时能产生足够的锁紧力，应满足：15°≤α-β≤30°，10°≤β≤40°本实施例中，α=60°，β=30°。

上表面2和下表面3在对称中心轴7方向上的距离为h1，为了降低切削刀片的模具成型难度，保证实心凸台6的定位强度和锁紧效果，减少装配切削刀片时所需的容纳空间，实心凸台6在对称中心轴7上的高度为h2，应满足：h1≤h2≤2h1，上凹面621与凹底面623的相交线与下表面3在对称中心轴7方向上的距离为h3，应满足：0.6h2≤h3≤0.9h2，本实施例中，h2=1.5h1，h3=0.75h2。

为了保证切削刀片在切削过程中承大的切削力时，锁紧切削刀片的实心凸台6不会在周侧面61起固定作用的内凹齿槽62不会发生松动、断裂或崩缺，周侧面61在下表面3方向上的多边形的内切圆的直径为d，内凹齿槽62的最大深度为l，应满足：0.5mm≤l≤0.32d，本实施例中，l=0.18d。

图4至图5出了本发明切削刀片的第二种实施例，该实施例与第一种实施例基本相同，区别仅在于，本实施中，实心凸台6的周侧面61为一柱形面，周侧面61在下表面3方向上为圆形。周侧面61在下表面3方向上的圆形的直径为d，内凹齿槽62的最大深度为l，应满足：0.5mm≤l≤0.32d，本实施例中，l=0.2d。

上述实施例中的切削刀片均为四边形切削刀片，切削刀片还可以为圆形切削刀片或三边形等其它形状的切削刀片。

图6至图9示出了本发明切削刀具的第一种实施例，该切削刀具包括刀体10和刀片紧固件11，该实施例中的切削刀具为旋转刀具，即刀体10旋转刀体，刀体10的切削端部上开设有多个刀槽12，刀槽12内装设有第一种实施例中的切削刀片1，刀槽12的底面上开设有可容纳实心凸台6的容纳孔13，刀片紧固件11可与实心凸台6配合将切削刀片1锁紧在旋转刀体10上，由于上述实施例中的切削刀片1即使为小尺寸规格，也能具有强度和抗冲击能力且定位稳定，因此，本实施例中的切削刀具，同样直径规格的刀体10上可以装设更多的切削刀片1，从而提高了切削刀具的切削效率。

为了保证刀片紧固件11对切削刀片1夹持稳定并合理分配端面、侧面上刀槽12对切削刀片1的夹持力，容纳孔13与实心凸台6在靠近刀体10内部的一侧完全接触，在远离刀体10内部的一侧处设有间隙x，且满足：0.05mm≤x≤0.2mm，既保证实心凸台6能发生偏移与容纳孔的定位面紧密接触，又不会影响切削刀片的定位，本实施例中，x=0.12mm。

本实施例中，刀片紧固件11包括一个螺钉，刀体10侧面与端面相交处开设有螺纹孔14，螺钉装设在螺纹孔14内且螺钉头部压入实心凸台6的内凹齿槽62内，刀片紧固件11的装卸都不需要占用刀槽12的空间，从而可以减小切削刀具的外形尺寸，螺纹孔14设置刀体10侧面与端面相交处，装卸切削刀片1都非常方便。除本实施例的方式外，根据切削刀具切削时主偏角的不同也可以将刀片紧固件11的夹持方向设置在端面或侧面，即将螺纹孔14开设在端面或侧面。

刀槽12与切削刀片1的下表面3以及其中两个侧面4接触，且该两个侧面4在上表面2方向上的夹角为γ，刀片紧固件11夹持方向与该紧固件11对应的参与定位的切削刀片1的侧面4之间的夹角为γ’，切削刀具在切削时，尤其是进行高效切削时，完成主要负载切削的刀体10侧面的切削刃5承受的切削力远大于刀体10端面切削刃5的切削力，为了保证刀体10上的切削刀片1在切削时，刀片紧固件11给侧面、端面切削刃5产生基于切削条件的足够夹持力，应满足：γ/2<γ’≤γ/2+15°本实施例中，γ’=γ/2+8°。

图10至图11示出了本发明切削刀具的第二种实施例，该实施例中的切削刀具为车削刀具，刀体10上只设有一个刀槽12，刀槽12内装设有第二种实施例中的切削刀片1，本实施例中的刀片紧固件11为一个螺钉，从端面或侧面的相交处对切削刀片1进行定位，螺钉的中心线的设置方向可以根据车削刀具的实际使用情况调整。

除上述实施例中的方案外，刀片紧固件11还可以包括两个螺钉，刀体10的侧面和端面均开设有螺纹孔14，螺钉装设在螺纹孔14内且螺钉头部压入实心凸台6的内凹齿槽62内。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。