可转位方肩铣削刀片及其铣削刀具的制作方法

1.本实用新型涉及数控加工技术领域，具体地，涉及一种可转位方肩铣削刀片及其铣削刀具。


背景技术：

2.目前在数控铣削加工方肩铣削领域有两种刀具，一种是整体硬质合金刀具，另一种是在刀体上安装可转位刀片的刀具。方肩铣削加工中对刀具的侧刃和底刃都有着严苛的要求，因此可转位方肩铣刀具就对于刀片的刃形和刀片重复装夹的精度有较高的要求。
3.从目前市场验证来看，可转位方肩铣刀具加工时存在侧壁接刀痕迹很严重、重复装夹精度不高等问题，例如ap系列的刀具，ap系列刀片装夹定位面设计过于复杂，生产中容易产生变形，刀具的刀槽加工难度大等原因影响装夹精度。
4.公告号为cn101318234b的专利公开一种可转位的端铣刀片，该刀片的前刀面角度从刀尖到末端是由大到小的方式分布的，其切削刃的强度为由弱变强，而在铣刀的切削过程中刀尖部位受的切削力是最大的，这显然不利于高强度的切削加工；且该刀片主余隙表面具有从其两个相对端朝向两个相对端之间具有最小宽度的部分减小的宽度，其后刀面设计过于复杂，对刀片的成型以及刀片的精度有不利影响。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单且刀刃强度分布合理的可转位方肩铣削刀片，该刀片具有良好的直角铣削功能。
6.本实用新型同时提供一种设有所述可转位方肩铣削刀片的铣削刀具。
7.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
8.一种可转位方肩铣削刀片，包括第一表面、第二表面和侧面，相邻侧面之间通过圆弧面连接，第一表面与每个侧面在相交处依次具有第一圆弧角过渡刃、主切削刃、修光刃和第二圆弧角过渡刃，侧面包括第一圆弧过渡刃后刀面、主切削刃后刀面、修光刃后刀面、第二圆弧过渡刃后刀面及供刀片安装的定位面，第一圆弧角过渡刃和主切削刃依次分为粗加工段、精加工段和功能补偿段，功能补偿段、精加工段和粗加工段的强度依次增强且两两之间光滑过渡连接，精加工段的长度分别大于粗加工段的长度及功能补偿段的长度。
9.进一步地，粗加工段长度为1.5mm～2.5mm，精加工段长度为3mm～5mm，功能补偿段长度为1.5mm～2.5mm。
10.更进一步地，主切削刃后刀面包括主切削刃第一后刀面和主切削刃第二后刀面，主切削刃第一后刀面和主切削刃第二后刀面通过一条从靠近修光刃处起始并向第一圆弧过渡刃后刀面延伸的分隔线分隔而成，主切削刃第一后刀面靠近主切削刃设置，主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角从第一圆弧角过渡刃至修光刃方向呈由小变大的变角度设计。
11.再进一步地，主切削刃第一后刀面的变角度设计中变角度范围为6
°
～16
°
。
12.还进一步地，所述分隔线斜向延伸，使主切削刃第一后刀面宽度从第一圆弧角过渡刃至修光刃方向由宽变窄。
13.进一步地，定位面包括靠近第一圆弧角过渡刃处圆弧面的第一定位面、靠近第二圆弧角过渡刃处圆弧面的第二定位面及连接第一定位面和第二定位面的内凹避空面。
14.更进一步地，内凹避空面的凹陷深度为0.05mm～0.2mm。
15.一种铣削刀具，包括刀体，刀体上安装有如上所述的可转位方肩铣削刀片，所述刀片安装至刀体上后，精加工段的加工直径分别大于粗加工段的加工直径及功能补偿段的加工直径。
16.更进一步地，粗加工段的加工直径比精加工段的加工直径小0.04mm～0.08mm。
17.再进一步地，功能补偿段的加工直径比精加工段的加工直径小0.03mm～0.06mm。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.1)第一圆弧角过渡刃和主切削刃处的功能补偿段、精加工段和粗加工段的强度依次增强，因此从粗加工段到精加工段再到功能补偿段刀刃的锋利度是依次增强的，使刀尖部位能经受更大的切削力，此外精加工段的长度设计为分别大于其它两段的长度，使精加工段能更好地适应各种切深，铣削刀片这种合理的刀刃强度分布大大增强了刀片的加工适用性；
20.2)刀片安装到刀体上进行方肩铣削时，粗加工段和功能补偿段的加工直径均小于精加工段的加工直径设计，使得在粗加工段铣削完成后，精加工段会对粗加工的部位进行二次切削，从而更好地提升侧壁的表面光洁度和铣削尺寸精度，功能补偿段则可防止刀片制造过程产生的变形等误差导致的精加工段的功能丧失，同时功能补偿段还可赋予尾部避开干涉的功能；
21.3)主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角呈由小变大的变角度设计有利于刀片制造过程中的成型和脱模，且该变角度设计为顺变角度，无中途扭曲设计，在制造过程中不会产生较大变形。
附图说明
22.图1为实施例1所述的铣削刀片的结构示意图；
23.图2为实施例1所述铣削刀片的粗加工段、精加工段和功能补偿段示意图；
24.图3为图1所示铣削刀片的正视图；
25.图4为图3各截面的剖切视图中角度变化示意；
26.图5为实施例3所述的铣削刀具的结构示意图。
具体实施方式
27.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术方案进行详细阐述。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
29.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
32.实施例1
33.如图1和图2所示的可转位方肩铣削刀片，包括第一表面11、第二表面12和侧面2，相邻侧面2之间通过圆弧面3连接，第一表面11与每个侧面2在相交处依次具有第一圆弧角过渡刃4、主切削刃5、修光刃6和第二圆弧角过渡刃7，侧面2包括第一圆弧过渡刃后刀面21、主切削刃后刀面22、修光刃后刀面23、第二圆弧过渡刃后刀面24及供刀片安装的定位面25，第一圆弧角过渡刃4和主切削刃5依次分为粗加工段a、精加工段b和功能补偿段c，功能补偿段、精加工段和粗加工段的强度依次增强且两两之间光滑过渡连接，这种强度分布使得从粗加工段到精加工段再到功能补偿段刀刃的锋利度依次增强；其中，精加工段b的长度分别大于粗加工段a的长度及功能补偿段c的长度，粗加工段进行粗加工后留下一部分余料，精加工段切削粗加工段留下来的余料，精加工段长度设计为最长是为了更好的适应各种切深，功能补偿段是为了适应在刀片制造中产生的一些变形对精加工段的补偿作用，以避免精加工段的功能失去作用，同时功能补偿段还起到尾端避空的效果。具体地，本实施例中粗加工段 a长度为1.5mm，精加工段b长度为3mm，功能补偿段c长度为1.5mm。
34.如图1所示，主切削刃后刀面22包括主切削刃第一后刀面221和主切削刃第二后刀面 222，主切削刃第一后刀面221和主切削刃第二后刀面222通过一条从靠近修光刃处起始并向第一圆弧过渡刃后刀面延伸的分隔线26分隔而成，主切削刃第一后刀面221靠近主切削刃5 设置，主切削刃第一后刀面221与竖直方向的夹角从第一圆弧角过渡刃4至修光刃6方向呈由小变大的变角度设计，图3中标识出了三个截面，分别为r-r截面、s-s截面、t-t截面，图4示出了该三个截面处的主切削刃第一后刀面221的角度变化。变角度设计有利于刀片制造过程中的成型和脱模，且该变角度设计为顺变角度，无中途扭曲设计，在制造过程中
不会产生较大变形。
35.本实施例中，主切削刃第一后刀面221的变角度设计中变角度范围为6
°
～16
°
，在r-r 截面，主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角为6
°
，在s-s截面，主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角增大到了8
°
，而在t-t截面，主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角进一步增大到了16
°
。此外，分隔线26呈斜向延伸，使主切削刃第一后刀面221宽度从第一圆弧角过渡刃至修光刃方向由宽变窄。
36.图1中，定位面25包括靠近第一圆弧角过渡刃处圆弧面的第一定位面251、靠近第二圆弧角过渡刃处圆弧面的第二定位面252及连接第一定位面和第二定位面的连接面，在刀片的生产制造过程不可能生产出完全平整的平面，因此为了避免中间部位有凸点造成跷跷板效应，本实施例刀片将第一定位面和第二定位面之间的连接面设计为内凹避空面253，该内凹避空面的凹陷深度为0.05mm～0.2mm，这种内凹设计使得刀片分别由两端的第一定位面和第二定位面贴合刀槽定位，这种定位方式能更加稳定，有效避免刀片窜动。
37.实施例2
38.如图1和图2所示的可转位方肩铣削刀片，包括第一表面、第二表面和侧面，相邻侧面之间通过圆弧面连接，第一表面与每个侧面在相交处依次具有第一圆弧角过渡刃、主切削刃、修光刃和第二圆弧角过渡刃，侧面包括第一圆弧过渡刃后刀面、主切削刃后刀面、修光刃后刀面、第二圆弧过渡刃后刀面及供刀片安装的定位面，第一圆弧角过渡刃和主切削刃依次分为粗加工段a、精加工段b和功能补偿段c，功能补偿段、精加工段和粗加工段的强度依次增强且两两之间光滑过渡连接，这种强度分布使得从粗加工段到精加工段再到功能补偿段刀刃的锋利度依次增强；其中，精加工段的长度分别大于粗加工段的长度及功能补偿段的长度，粗加工段进行粗加工后留下一部分余料，精加工段切削粗加工段留下来的余料，精加工段长度设计为最长是为了更好的适应各种切深，功能补偿段是为了适应在刀片制造中产生的一些变形对精加工段的补偿作用，以避免精加工段的功能失去作用，同时功能补偿段还起到尾端避空的效果。本实施例与实施例1的区别在于：粗加工段长度为2.5mm，精加工段长度为5mm，功能补偿段长度为2.5mm。
39.如图1所示，主切削刃后刀面包括主切削刃第一后刀面和主切削刃第二后刀面，主切削刃第一后刀面和主切削刃第二后刀面通过一条从靠近修光刃处起始并向第一圆弧过渡刃后刀面延伸的分隔线分隔而成，主切削刃第一后刀面靠近主切削刃设置，主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角从圆弧角过渡刃至修光刃方向呈由小变大的变角度设计，图3中标识出了三个截面，分别为r-r截面、s-s截面、t-t截面，图4示出了该三个截面处的主切削刃第一后刀面的角度变化。变角度设计有利于刀片制造过程中的成型和脱模，且该变角度设计为顺变角度，无中途扭曲设计，在制造过程中不会产生较大变形。
40.本实施例中，主切削刃第一后刀面的变角度设计中变角度范围为6
°
～16
°
，在r-r截面，主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角为6
°
，在s-s截面，主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角增大到了8
°
，而在t-t截面，主切削刃第一后刀面与竖直方向的夹角进一步增大到了16
°
。此外，分隔线呈斜向延伸，使主切削刃第一后刀面宽度从圆弧角过渡刃至修光刃方向由宽变窄。
41.图1中，定位面包括靠近第一圆弧角过渡刃处圆弧面的第一定位面、靠近第二圆弧角过渡刃处圆弧面的第二定位面及连接第一定位面和第二定位面的连接面，在刀片的生产
制造过程不可能生产出完全平整的平面，因此为了避免中间部位有凸点造成跷跷板效应，本实施例刀片将第一定位面和第二定位面之间的连接面设计为内凹避空面，该内凹避空面的凹陷深度为0.05mm～0.2mm，这种内凹设计使得刀片分别由两端的第一定位面和第二定位面贴合刀槽定位，这种定位方式能更加稳定，有效避免刀片窜动。
42.实施例3
43.如图5示出了一种铣削刀具，包括刀体8，刀体上安装有如前述实施例所述的可转位方肩铣削刀片01，刀片01安装至刀体8上后，精加工段的加工直径φp分别大于粗加工段的加工直径φo及功能补偿段的加工直径φq。
44.具体地，粗加工段的加工直径φo比精加工段的加工直径φp小0.04mm～0.08mm，功能补偿段的加工直径φq比精加工段的加工直径φp小0.03mm～0.06mm。
45.上述各加工段的直径差异化设计能确保该铣削刀具在进行方肩铣削时，粗加工段铣削完成后，精加工段会对粗加工的部位进行二次切削，从而更好地提升侧壁的表面光洁度和铣削尺寸精度，功能补偿段则可防止刀片制造过程产生的变形等误差导致的精加工段的功能丧失，同时功能补偿段还可赋予尾部避开干涉的功能。
46.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。