一种可转位铣削刀片及其铣削刀具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种金属切削加工刀具，特别是涉及一种可转位铣削刀片及其铣削刀具，适合于快进给高效铣削加工。
【背景技术】
[0002]相对于传统的面铣和型腔铣削刀具，快进给刀具以其加工时径向力小、加工效率高等特点，在模具行业以及汽车行业上得到广泛应用，尤其在面铣削和型腔铣削加工中，几乎随处可见。国内外诸多刀具制造厂家在快进给刀具方面提出了各自的专利产品。
[0003]专利文献1 (日本专利文献特开2003-275917号公报)公开了一种刀片装夹式可转位刀具，其刀片为切削刃棱线形成四边形，各边为向外侧的凸圆弧状，且后刀面的大致中央处设置成平坦部的正型可转位刀片，即使在切深1?6mm左右的加工，也能维持高精度，且与一般可转位刀具相比可实现每刃进给量多10倍的高进给加工，在多孔的工件以及热处理后的预硬钢等有断续且切削力变动激烈的切削中也能实现稳定的切削，可提高刀片耐破损性同时达到长寿命的高进给高效率的切削。
[0004]专利文献1未提到关于改善刃口形态，对提高切削刃抗崩性和降低切削阻力的实施策略的说明也不具体；刀片利用后刀面平坦部的全平面定位，在切削力作用下，由于装配精度和定位面平面度的偏差会导致刀片发生一定程度的旋转，以及不能确保定位面提供最大的抵抗刀片旋转的转矩，影响加工尺寸和加工精度；带有压板的刀体虽然其装夹较稳定，但其操作性较差，每换一个刀片均需要拆卸两个螺钉才能完成换刀，极其费时。
[0005]专利文献2(中国专利文献CN 102317018A)W02010/110009公开了一种刀片可换式旋转刀具。其在刀具主体上可拆卸地安装有平面视图呈多边形平直的切削镶刃。该切削镶刀，其主切削刃的前刀面上设置有倒棱刃、刀面部，在角部形成有R型角刃。该专利说明书提到:其主切削刃相对于刀具主体的旋转轴方向有最低点，同时倒棱刀刃的宽度形成从最低点朝向主体旋转轴方向的外周侧方向逐渐增加。
[0006]专利文献2中刀片最低点的轴向力相对较大，切削阻力大，然而该专利中刀片最低点的倒棱刀刃宽度最小，其切削刃强度相对较脆弱，会对刀片的寿命产生一定消极影响。刀片利用后刀面平坦部的全平面定位，在切削力作用下，由于装配精度和定位面平面度的偏差会导致刀片发生一定程度的旋转，以及不能确保定位面提供最大的抵抗刀片旋转的转矩，影响加工尺寸和加工精度。
[0007]专利文献3(中国专利文献CN 203316813U)公开了一种大切深大进给可转位铣刀，包括旋转刀体和多个可转位铣削刀片，所述旋转刀体沿周向分布多个排肩槽，各排肩槽内设置有一个刀片刀座，所述可转位铣削刀片安装于刀片刀座内，其特征在于:周向相邻的两个可转位铣削刀片错位安装，且两个可转位铣削刀片的底部切削刃的刃长相接。
[0008]专利文献3提到了实现大进给、大切深的实施方法，但是未针对提高切削刃抗崩刃性和降低切削阻力提出不同切深刃口形态的实施方法，同时，相对于实现相同进给的单个刀片而言，2个刀片的方案，同样直径的刀体，单个刀片单个切削周期参与切削的时间会更长，换刀会更频繁，而要实现相同的换刀频率，则刀体尺寸需要更大，刀体的加工时间会增加，刀片装配的时间也会相应增加。刀片利用后刀面平坦部的全平面定位，在切削力作用下，由于装配精度和定位面平面度的偏差会导致刀片发生一定程度的旋转，以及不能确保定位面提供较大的抵抗刀片旋转的转矩，影响加工尺寸和加工精度。
[0009]综上，现有的铣削刀具中在进行快进给量加工时，其切削刃的底部或最大切削深度接触的部位容易产生崩刃。带有压板的刀体虽然其装夹较稳定，但其操作性较差，每换一个刀片均需要拆卸两个螺钉才能完成换刀，极其费时。相对于实现相同进给的单个刀片而言，利用错位安装2个刀片的方案，同样直径的刀体，单个刀片单个切削周期参与切削的时间会更长，换刀会更频繁，而要实现相同的换刀频率，则刀体尺寸需要更大，刀体的加工时间会增加，刀片装配的时间也会相应增加。刀片利用后刀面平坦部的全平面定位，在切削力作用下，由于装配精度和定位面平面度的偏差会导致刀片发生一定程度的旋转，以及不能确保定位面提供较大的抵抗刀片旋转的转矩，影响加工尺寸和加工精度。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种可转位铣削刀片及其铣削刀具，其中刀片通过其后刀面上新的定位接触面设计实现刀片与刀体的良好接触和紧密配合，保证切削过程更加安全稳定，而且刀片的独特设计使得在加工过程中其切削刃在不同切深条件下都具有良好的刃口强度，同时兼备适当的锋利性，能够实现快进给铣削加工。
[0011]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可转位铣削刀片，包括大致呈四边形形状的刀片本体；在刀片本体中，对应于上表面与侧面的相交棱线设为主切削刃，该主切削刃具有恒定的倒棱宽度和倒棱角度；对应于主切削刃一端的前刀面处设有一凸起；从凸起近端处的前刀面到凸起远端处的前刀面，该主切削刃的刃带宽度呈渐次增大，且该区域内的前角也呈渐次增大。
[0012]所述前角由刃带近端处的第一前角和刃带远端处的第二前角构成，所述第一前角从凸起近端处的前刀面到凸起远端处的前刀面呈渐次增大，所述第二前角从凸起近端处的前刀面到凸起远端处的前刀面保持恒定。
[0013]所述第一前角在5°?20°的范围内。
[0014]所述第二前角在5°?15°的范围内。
[0015]所述刀片的主切削刃呈大圆弧形，所述凸起设在刀片工作时处于低点位置的主切削刃的一端的前刀面处。
[0016]所述刀片本体设有反肩面，该反肩面为倾斜曲面，反肩面与刀片本体上表面的交线中点的切线，主切削刃的中点的切线，两条切线的夹角恒定，其范围为10°?20°，从而在主切削刃和反肩面之间，从凸起近端处至凸起远端处的前刀面方向形成逐渐扩大的容肩空间。
[0017]所述刀片本体的侧面设为后刀面，在后刀面上，由上向下依次设有第一斜面、第二斜面和第三斜面，所述三个斜面与上表面夹角的余角均保持恒定，其中第一斜面对应的余角为a i，第二斜面对应的余角为α 2，第三斜面对应的余角为a 3; α ι取值范围为9?15° ；α 2取值范围为18?20° ;α 3依据α 2的大小确定，α 3= α 2+(2°?4° )。
[0018]—种可转位铣削刀具，包括刀具主体和上述可转位铣削刀片，所述刀具主体前端外周上具有多个排肩槽和刀座，每个刀座内可拆卸地安装有一个可转位铣削刀片；所述刀座由相互垂直的两个刀座侧壁、刀座支承面及刀座避空槽等构成；其中，刀座避空槽设在两个刀座侧壁之间，刀座支承面设在底面。
[0019]所述刀座侧壁自上而下分别设为刀座侧壁避让面、刀座侧壁定位面和刀座侧壁避空槽；所述可转位铣削刀片的侧面与所述侧壁定位面相接触。
[0020]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0021]本实用新型的刀片通过其后刀面上新的定位接触面设计实现刀片与刀体的良好接触和紧密配合，保证切削过程更加安全稳定，而且刀片的独特设计使得在加工过程中其切削刃在不同切深条件下都具有良好的刃口强度，同时兼备适当的锋利性，能够实现快进给铣削加工。本实用新型具有结构简单且安装方便的特点。
[0022]以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种可转位铣削刀片及其铣削刀具不局限于实施例。
【附图说明】
[0023]图1本实用新型实施例中可转位铣削刀具的铣削加工示意图。
[0024]图2本实用新型实施例中可转位铣削刀具的刀座结构示意图。
[0025]图3本实用新型实施例中可转位铣削刀片的主切削刃加工位置示意图。
[0026]图4本实用新型实施例中可转位铣削刀片的主视图。
[0027]图5是沿图4中A-A线的剖视图中刀片后刀面后角示意图。
[0028]图6本实用新型实施例中可转位铣削刀片轴测图上后刀面上三个斜面的示意图。
[0029]图7是沿图4中A-A线的剖视图。
[0030]图8是图7中D部的放大示意图。
[0031]图9是沿图4中B-B线的剖视图。
[0032]图10是图9中E部的放大示意图。
[0033]图11是沿图4中C-C线的剖视图。
[0034]图12是图11中F部的放大示意图。
[0035]图中，
[0036]1 刀具主体
[0037]2 排肩槽
[0038]3 刀片本体
[0039]4 主切削刃
[0040]4a 主切削刃加工时与工件接触区域内的最低点
[0041]4b 主切削刃加工时与工件接触区域内的最高点
[0042]5 刀座
[0043]6 刀座侧壁
[0044]6a 刀座侧壁避让面
[0045]6b 刀座侧壁定位面
[0046]6c 刀座侧壁避空槽
[0047]7 刀座避空槽
[0048]8刀座支撑面
[0049]9凸起
[0050]10前刀面
[0051]10a凸起9近端处的前刀面
[0052]10b凸起9远端处的前刀面
[0053]11反肩面
[0054]12刀片上表面
[0055]13后刀面
[0056]13a后刀面13上第一斜面
[0057]13b后刀面13上第二斜面
[0058]13c后刀面13上第三斜面
[0059]a刀具旋转轴线
[0060]ap切削深度
[0061]α !第一斜面13a上表面夹角对应的余角
[0062]α 2第一斜面13b上表面夹角对应的余角
[0063]α 3第一斜面13c上表面夹角对应的余角
[0064]br倒棱宽度
[0065]γ。倒棱角度
[0066]Θ 主切削刃上最低点4a和最高点4b连线与已加工平面的夹角
[0067]Θ r反肩面11与刀片上表面12交线中点的切线与主切削刃4中点的切线的夹角
[0068]Θ i刃带A-A截面处的第一前角