专利名称：具有弯曲切削刃的切削刀片的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及具有弧形切削刃的切削刀片，所述刀片适于装在铣刀上用于将工件切削成所需形状；更具体地，涉及铣削加工的切削刀片，所述刀片具有主切削刃，每个主切削刃由弧线组成，在俯视图中在与相邻的次切削刃相接的点上弧线最凸出，在正视图中在与相邻的次切削刃相接的点上弧线最凹下，所述刀片用于铣削加工，如平面加工、侧面加工、槽加工、孔加工等等，从而改善工件被加工面的质量，减小切削阻力，延长切削刀片寿命，并改善被加工表面的平面度，使工件的底面和被加工的侧面之间成直角，特别是在侧面加工的情况下。
背景技术：
一般地，切削刀具用于切削各种材料的工件的切削工作中，并且其设计通常是装在加工工具上进行切削加工，将工件切削成所需的形状。
这种切削刀具包括具有几个切削刃、适于直接进行切削工作的刀片，以及安装和夹持刀片的刀具本体。
一般地，使用这种切削刀具切削金属工件的方法可以分成两类，即用静止的切削刀具切削旋转工件的方法，以及用旋转的切削刀具切削静止工件的方法。
铣削工艺属于后一种方法，并且铣削工艺包括使用铣削刀具进行平面加工、侧面加工、槽加工、孔加工等等。
在使用铣削刀具的切削工艺中，试图减小切削阻力，增大切削刀具预期寿命，提高加工质量，近期积极研究和开发了刀片的改进形状以及与刀具本体组合的结构。在这些研究中，提出了在加工侧面和加工槽的情况下，使被加工工件的侧面与底面之间达到直角的多种方法。
在韩国专利申请公开97-61414中，公开了一种切削刀片，其特征在于在俯视图中各个切削刃朝其中间平面凸出，在侧视图中朝其中间平面向下倾斜，刀片夹在刀具本体上，以减小切削阻力，并在侧面加工的情况下使被加工工件的侧面与底面之间达到直角。
在上述切削刀片的条件下，使用铣削刀具，其中，在俯视图中其切削刃朝其中间平面凸出，并且切削刀片夹在刀具本体上。因此，被加工的侧面的直角，即被加工工件的侧面与底面之间的直角性得到部分改善，但在槽加工或侧面加工的情况下不能完美地达到直角。而且，虽然通过夹在刀具本体上增大径向倾角可以减小切削阻力，并且当工件被加工的深度为切削刃宽度的一半或小于一半时，通过轴向倾角的增大可以减小切削阻力，但当加工深度为宽度的一半或大于一半时通过减小轴向倾角来降低切削阻力。
在美国专利5,199,827中，公开了一种切削刀片，其切削刃在加工侧面时适于将工件的一部分加工成直角形状。
在实践中，为了使被加工的表面具有精确的直角，仅当具有扭转的切削刃时才能得到最佳的加工直角，如整体型或焊接型的端铣刀。但由于切削刀片具有直的切削刃，直切削刃加工的侧面的平面度没有扭转切削刃加工的高。而且，由于夹在刀具本体上时不可能达到增大与切削阻力相关的径向倾角和轴向倾角，因此会减小切削阻力。
发明内容
因此，在考虑先前技术中存在的以上问题的情况下提出本发明，本发明的目的是提供一种铣削加工的切削刀片，所述刀片具有主切削刃，每个主切削刃由弧线组成，在俯视图中在与相邻的次切削刃相接的点上弧线最凸出，在正视图中在与相邻的次切削刃相接的点上弧线最凹下，所述刀片用于铣削加工，如平面加工、侧面加工、槽加工、孔加工等等，从而改善工件被加工面的质量，减小切削阻力，延长切削刀片寿命，并改善被加工表面的平面度，使工件的底面和被加工的侧面之间形成直角，特别是在侧面加工的情况下。
为了达到上述目的，本发明提供一种铣削加工的切削刀片，所述刀片具有带断屑槽的顶面、底面以及连接顶面和底面的多个侧面，并适于切削加工，如平面加工、侧面加工、槽加工、孔加工等等，所述刀片包括主切削刃，主切削刃位于侧面与顶面之间，每个主切削刃从上面和侧面看是平缓的弧线；次切削刃，次切削刃位于侧面与顶面之间并与相邻的主切削刃相接，每个次切削刃从上面和侧面看是直线；以及在主切削刃和次切削刃之间的角切削刃，。
切削刀片还包括连续设在底面和角切削刃之间的第一后面和第二后面；连续设在角切削刃和顶面之间的角切削刃前面和角切削刃斜面；连续设在第二后面之间并位于主、次切削刃下方的主切削刃后面和次切削刃后面；位于主、次切削刃后面和底面之间的侧后面；连续设在主切削刃和顶面之间的主切削刃前面和主切削刃斜面；连续设在次切削刃和顶面之间的次切削刃前面和次切削刃斜面；以及主切削刃斜面、次切削刃斜面和角切削刃斜面上形成的断屑槽。
切削刀片的形状可以是，在俯视图中，主切削刃具有弧形刃线，朝向相邻的次切削刃凸出，并在与相邻的次切削刃相接的点上凸出最大；并且在正视图中，主切削刃具有弧形刃线，向相邻的次切削刃高度变低，并在与相邻的次切削刃相接的点上高度最低。
切削刀片的形状可以是，在俯视图中，在与次切削刃相接的点上主切削刃的曲率半径为300-1200mm；并且在正视图中，在与次切削刃相接的点上主切削刃的曲率半径为300-1200mm。
切削刀片的形状可以是，在俯视图中，主切削刃的起始部分所处的位置，向内偏离连接主切削刃起始部分以及与相邻次切削刃相接的终点的直线，偏离的距离为0.005-0.5mm；在正视图中，主切削刃的起始部分与主切削刃连接相邻次切削刃的终点之间的高度差为0.005-0.5mm。
根据如上所述的本发明，铣削加工的切削刀片的结构为，在俯视图中，主切削刃具有弧形刃线，弧形刃线朝向相邻的次切削刃凸出，接着与直线形的相邻次切削刃相切；在正视图中，主切削刃朝向次切削刃的高度逐渐降低，接着与直线形的相邻次切削刃相切。使用上述结构的切削刀片，在加工侧面的情况下大大提高了被加工工件侧面的平面度，并且当切削刀片夹在刀具本体上进行切削工作时，切削刃的倾角增大，从而减小了在切削过程中需要减小的切削力，提高了被加工产品的质量，延长了使用寿命。
附图简述结合附图，从下面的详细描述中可以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点。在附图中
图1是根据本发明一个实施例的铣削加工切削刀片的透视图；图2是图1切削刀片的俯视图；图3是图1的正视图；图4是图2切削刀片刃线的放大图；图5是图3切削刀片刃线的放大图；图6是从对角线方向看的图1切削刀片的侧视图；图7是沿图1中线A-A的剖视图；图8是沿图1中线B-B的剖视图；以及图9是沿图1中线C-C的剖视图。
实施本发明的最佳方式下面参考附图进行描述，附图中相同的参考数字在所有不同的附图中表示相同或相似的元件。
图1是根据本发明的铣削加工切削刀片的透视图。
如图所示，本发明的铣削加工切削刀片通常由硬质合金材料制成，其制造是采用粉末冶金工艺，如成形、烧结、研磨、涂层等等。铣削加工的切削刀片100在切削黑色金属或有色金属时仅使用其顶面110。由此，仅是顶面110具有断屑槽200。
切削刀片100的中心部分具有一个圆孔101，是一个垂直贯穿孔。切削刀片100的形状俯视来看具有四条侧边。侧边相交的四个角上分别是角切削刃140。
在底面111与角切削刃140之间是连续的第一后面141和第二后面142。在角切削刃140与顶面110之间是连续的角切削刃前面145和角切削刃斜面143。
在角切削刃140之间是连续的主切削刃120和次切削刃130。主切削刃120在工作过程中首先与工件接触并切削工件，并且是平缓的弧线。次切削刃130用于改善切削工件底表面的粗糙度，并且是直线。
主切削刃后面121和次切削刃后面131在主切削刃120和次切削刃130下方，并在角切削刃的第二后面142之间连续形成。在主切削刃120下方的主切削刃后面121是由扭转面组成的，扭转面的扭转角度为3°-15°。侧后面150位于主、次切削刃后面121和131以及底面111之间。
在主切削刃120与顶面110之间是连续的主切削刃125和主切削刃斜面123。同样的，在次切削刃135与顶面110之间是连续的次切削刃前面135和次切削刃斜面133。在主切削刃斜面123、次切削刃斜面133以及角切削刃斜面143上具有多个断屑槽200。
图2是图1铣削加工切削刀片的俯视图，图4是图2铣削加工切削刀片的切削刃的放大图。
如图所示，切削刃120在角切削刃140与次切削刃130之间是凸起的。在主切削刃120和次切削刃130之间延伸的弧线的曲率半径(R)为300-1200mm。因此，主切削刃120与次切削刃130相切或位于次切削刃130内侧。由主切削刃120形成的弧线在其末端与次切削刃130相切的位置必须是凸起的。结果，主切削刃120曲率半径的原点必须位于在与次切削刃130相切的点(P)处垂直于其刃线的直线上。与主切削刃120相切的次切削刃130的一部分形状是直线。
主切削刃120的起始部分所处的位置，向内偏离次切削刃130或主切削刃120的最大凸起点，即与次切削刃130相切的点(P)的距离(b)为0.005-0.5mm。次切削刃130从与主切削刃120相切的点到弯曲的角切削刃140之间的长度(1)为0.8-4.0mm。
图3是图1铣削加工切削刀片的正视图，图5是图3切削刀片的放大图。
如图3和图5所示，主切削刃120向相邻的角切削刃140其高度减小，从正视图看，在主切削刃120与次切削刃130接合的位置处高度减小得最多。
因此，主切削刃120曲率半径的原点位于在与次切削刃130相切的点(P)处垂直于其刃线的直线上。主切削刃120的起始部分与主切削刃120和次切削刃130连接处的高度不同，二者的高度差(h)为0.005-0.5mm。次切削刃130从主切削刃120与次切削刃130连接点开始到相邻的角切削刃140，是斜率不变的直线。
图6是从对角线方向看的图1铣削加工刀片的视图。
如图1到图6所示，铣削加工切削刀片100的角切削刃140由连接相邻的次切削刃130和相邻的主切削刃120的一段弧线组成。即，角切削刃140具有弯曲的刃线，在与相邻的次切削刃130相接的末端处高度最低，朝主切削刃120的方向高度逐渐升高，在与相邻的主切削刃120相接的另一端高度最高，这是由位于其相反两侧的相邻的次切削刃130与相邻的主切削刃120之间的高度差造成的。
结果，角切削刃140在与相邻的次切削刃130和相邻的主切削刃120相接的两个末端间的高度差(h)为0.005-0.5mm。这个高度差使刀片夹在刀具本体(未图示)上时径向倾角增大，也使与相邻的主切削刃120相接的点处于最高位置，以便增大轴向倾角，从而减小切削阻力。
角切削刃前面145的形状特征是，在与相邻的次切削刃前面135相接的末端，其宽度为0-0.5mm，朝主切削刃前面125方向宽度逐渐减小，在与相邻的主切削刃前面125相接的另一端宽度为0-0.4mm。
角切削刃前面145的形状特征还有，在与相邻的次切削刃前面135相接的末端，其倾角为-10°-+25°，朝主切削刃前面125方向倾角逐渐增大，在与相邻的主切削刃前面125相接的另一端倾角为-25°-+30°。
图7是沿图1中线A-A的剖视图；图8与图7相似，是沿图1中线B-B的剖视图；图9与图7相似，是沿图1中线C-C的剖视图。
如图8所示，主切削刃前面125的宽度为0-0.4mm，倾角为-25°-+30°。主切削刃前面125在切削工件过程中首先接触切屑，其设计用以增强主切削刃120的强度，否则由于接触切屑会造成顶面磨损而使强度下降，从而防止其断裂或损坏。
主切削刃后面121，是主切削刃120的一个侧面，是由主切削刃120和侧后面150的形状扭转成的，因此其后角沿长度逐渐变化。这使切削阻力得到有效控制，主切削刃120在切削过程中得到增强。在对应于主切削刃120起始部分的主切削刃后面121部分与对应于主切削刃120与次切削刃130相接部分(即，主切削刃后面121与次切削刃后面131相接部分)的部分之间，这一区域的后角沿其长度在5°-17°的范围内变化。
与相邻的主切削刃120相接的直的次切削刃130是由次切削刃前面135与次切削刃后面131形成的。次切削刃前面135的宽度为0-0.5mm，倾角为-10°-+25°。次切削刃前面135的特征形状是，其宽度比主切削刃前面125的宽度大，其倾角比主切削刃前面125的倾角小，从而改善切削工件底表面的粗糙度并减小切削力。
如上所述，本发明的铣削加工切削刀片100夹在刀具本体上的方式为，用螺丝拧入刀片100中心处垂直形成的圆孔101。在这一点上，将刀片100夹紧，其相对于刀具本体轴线的轴向倾角为3°-18°，相对于刀具本体径向的径向倾角为-3°--13°，从而减小切削过程中的切削阻力，提高被加工产品的质量以及延长切削刀具寿命。
工业适用性如上所述，本发明提供一种适于夹在刀具本体上的铣削加工刀片，以便对工件进行平面加工、侧面加工、槽加工、孔加工等等。切削刀片的形状是，从上面以及从侧面看，主切削刃具有与次切削刃相切的弧线，主切削刃在其起始端高度最高，在与相邻的次切削刃相接的另一端高度最低。因此，可以改善被加工工件侧表面和底表面之间的直角，并提高切削过程中的倾角，从而减小作用在切削刀具上的载荷。
尽管为了解释的目的描述了本发明的优选实施例，但本领域一般技术人员应该认识到，在不偏离本发明如权利要求限定范围和精神的情况下，可以做出不同的修改、增添和替代。
权利要求
1.一种铣削加工的切削刀片，所述刀片具有带断屑槽的顶面、底面以及连接顶面和底面的多个侧面，并且适于进行切削加工，如平面加工、侧面加工、槽加工、孔加工等等，所述刀片包括主切削刃，所述主切削刃位于侧面与顶面之间，从上面和侧面看每个主切削刃具有平缓的弧线；次切削刃，所述次切削刃位于侧面与顶面之间并与相邻的主切削刃相接，从上面和侧面看每个次切削刃具有直线；以及角切削刃，位于主切削刃和次切削刃之间。
2.如权利要求1所述的切削刀片，还包括第一后面和第二后面，连续设在底面和角切削刃之间；角切削刃前面和角切削刃斜面，连续设在角切削刃和顶面之间；主切削刃后面和次切削刃后面，连续设在第二后面之间并位于主、次切削刃下方；侧后面，位于主、次切削刃后面和底面之间；主切削刃前面和主切削刃斜面，连续设在主切削刃和顶面之间；次切削刃前面和次切削刃斜面，连续设在次切削刃和顶面之间；以及断屑槽，形成在主切削刃斜面、次切削刃斜面和角切削刃斜面上。
3.如权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，俯视观看，主切削刃具有弧形刃线，所述弧形刃线朝向相邻的次切削刃凸出，并在与相邻的次切削刃相接的点上凸出最大；并且正视观看，主切削刃具有弧形刃线，所述弧形刃线朝向相邻的次切削刃高度变低，并在与相邻的次切削刃相接的点上高度最低。
4.如权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，俯视观看，在与次切削刃相接的点上，主切削刃的曲率半径为300-1200mm；并且正视观看，在与次切削刃相接的点上，主切削刃的曲率半径为300-1200mm。
5.如权利要求4所述的切削刀片，其特征在于，俯视观看，主切削刃曲率半径的原点位于垂直于其刃线的直线上，并且主切削刃与相邻的次切削刃在所述直线接合；正视观看，主切削刃曲率半径的原点位于垂直于其刃线的直线上，并且主切削刃与相邻的次切削刃在所述直线相接合。
6.如权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，俯视观看，主切削刃的起始部分所处的位置，向内偏离连接主切削刃起始部分以及主切削刃与相邻次切削刃相接的终点的直线，偏离的距离为0.005-0.5mm；正视观看，主切削刃的起始部分以及主切削刃与相邻次切削刃相接的终点之间的高度差为0.005-0.5mm。
7.如权利要求6所述的切削刀片，其特征在于，从相邻的次切削刃到相邻的主切削刃，角切削刃的高度逐渐增大。
8.如权利要求7所述的切削刀片，其特征在于，角切削刃的两个末端之间的高度差为0.005-0.5mm。
9.如权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，靠近主切削刃的主切削刃后面由扭转面组成，该扭转面的扭转角度为3°-15°。
10.如权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，次切削刃前面的宽度大于主切削刃前面的宽度。
11.如权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，次切削刃前面的倾角小于主切削刃前面的倾角。
12.如权利要求2所述的切削刀片，其特征在于，从次切削刃前面到主切削刃前面，角切削刃前面的宽度减小。
13.如权利要求12所述的切削刀片，其特征在于，在与次切削刃前面相接的点处，角切削刃前面的倾角为-10°-+25°，并朝主切削刃前面倾角逐渐增大，在与主切削刃前面相接的点处倾角为-25°-+30°。
全文摘要
一种适于装在铣削刀具上进行切削加工的铣削加工用切削刀片，具有设在矩形主体侧面的主切削刃和次切削刃，每个主切削刃具有与相邻次切削刃相切的弯曲刃线，用于减小切削力并提高被加工工件侧面的平面度。切削刀片包括顶面、底面以及连接顶面和底面的多个侧面。主切削刃具有引导切屑运动的断屑槽、主切削刃前面和主切削刃后面。主切削刃使被加工工件的底面与侧面之间成直角。
文档编号B23C5/20GK1482953SQ01815022
公开日2004年3月17日 申请日期2001年8月16日 优先权日2000年8月29日
发明者成旭重, 李馆熙, 李龙夫, 金永钦, 金学规, 金璟培 申请人:韩国冶金株式会社