铣削加工用可转位刀片及加工刀具的制作方法

本发明涉及金属切削加工，具体地说涉及一种铣削加工用可转位刀片，以及具有该铣削加工用可转位刀片的加工刀具。

背景技术：

现有的常见端面铣削刀片，为了在切削加工时能够形成正的的轴向倾角，往往采用刀片主切削刃向下底面倾斜的方式来实现，这样利于切削加工时切屑的顺畅排除。

如中国专利文献CN101474690B公开了一种一种端面铣削加工用可转位刀片，包括由一个上表面、一个下底面以及连接上下底面的两个端面和两个侧面围成的刀片本体，所述刀片本体的中心设有用于安装压紧螺钉的刀片中心孔，所述上表面与两个侧面的相交线形成一对主切削刃，所述主切削刃由至少三段相对刀片中心孔向外侧凸起的曲线刃连接而成，各段曲线刃由各自所在平面与各自对应的切削旋转圆柱面相交而成，相邻两段曲线刃平滑过渡相接；所述刀片本体的上表面与各端面的相交线均形成修光刃和副切削刃，所述主切削刃与修光刃通过圆弧状的切削角连接，所述主切削刃以逐渐向刀片本体的下底面倾斜的方式、从位于刀片本体一端的切削角延伸至位于刀片本体另一端的副切削刃。

但是类似上述结构的刀片在生产时具有一定的困难，由于硬质合金刀片生产工艺在高温烧结时会发生变形，所以刀片在烧结后通常利用专用磨削设备对刀片下底面进行后续磨削加工。在磨削加工时，这种结构的刀片在磨削底面时，由于磨削时定位面是以刀片顶面修光刃最高点作为定位面，磨削加工下底面时刀片会定位不稳并发生摆动而最终造成刀片加工精度下降。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的端面铣削加工用可转位刀片，磨削加工刀片下底面时刀片会定位不稳并发生摆动而最终造成刀片加工精度下降；进而提供一种能够提高刀片精度的铣削加工用可转位刀片，进一步提供一种具有该铣削加工用可转位刀片的加工刀具。

为解决上述技术问题，本发明的铣削加工用可转位刀片，其包括由上表面、下底面以及将二者相连的周边侧面共同围成的刀片本体；所述刀片本体上设有

安装中心孔，设于所述刀片本体的中心位置用于安装定位所述刀片本体；

主切削刃，所述上表面和所述周边侧面的两个主侧面相交形成两个所述主切削刃；

副切削刃，所述上表面和所述周边侧面的两个副侧面相交形成两个所述副切削刃；

修光刃，设于所述刀片本体的第一对角线上的两个所述修光刃，所述修光刃通过切削角与所述主切削刃相连；

还包括

突起刃，设于所述刀片本体的第二对角线上的两个所述突起刃，所述突起刃连接所述主切削刃和所述副切削刃；

其中，所述修光刃到所述下底面的垂直距离H为所述上表面与所述下底面之间的最大间距，所述突起刃到所述下底面的垂直距离h，且二者之间的差值为Δh，所述Δh为所述下底面的加工误差范围内的任一值。

所述Δh满足：0≤Δh≤0.1mm。

所述主切削刃以逐渐向所述下底面倾斜的方式，从所述刀片本体一端的所述切削角延伸至所述刀片本体另一端的所述突起刃；所述副切削刃以逐渐向所述下底面倾斜的方式，从所述刀片本体一侧的所述突起刃延伸至所述刀片本体另一侧的所述修光刃。

所述修光刃在所述下底面上的投影与所述主切削刃在所述下底面上的投影相互垂直。

所述修光刃和所述突起刃平行于所述下底面。

所述副切削刃与所述下底面的夹角δ满足：5°≤δ≤20°。

所述副切削刃与所述突起刃的夹角θ满足：10°≤θ≤75°。

加工刀具，其包括刀架、刀片以及用于将所述刀片固定在所述刀架上的连接固定结构；所述刀片设为如上所述的铣削加工用可转位刀片；

其中，所述连接固定结构包括

安装槽，所述安装槽成型在刀架上；

放置槽，所述放置槽成型在所述刀架上，且与所述安装槽连通；

沉孔，为所述安装中心孔，其对应于所述放置槽设置；

辅助安装件，所述辅助安装件自下向上可拆卸安装在所述放置槽内，所述辅助安装件的上端成型有内螺纹盲孔；以及

紧固螺钉，所述紧固螺钉穿过所述沉孔后与所述辅助安装件上的所述内螺纹盲孔螺纹连接，所述刀片本体固定在所述安装槽内。

所述放置槽内成型有内螺纹，所述辅助安装件的上端成型有外螺纹，所述辅助安装件通过外螺纹和内螺纹的相互啮合安装在所述放置槽内。

所述放置槽的端口处成型有内锥度面，所述辅助安装件的下端成型有可与所述内锥面配合的外锥度面。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、在本发明中，当对所述刀片本体的所述下底面进行磨削时，两个所述修光刃和两个所述突起刃构成一个支撑面，解决了磨削时刀片本体的摆动问题；即便二者之间存在差值，所述Δh始终为所述下底面的加工误差范围内的任一值，也就是说，所述刀片本体所发生的轻微晃动是允许的，其带来的细微加工差异始终在所述下底面的加工误差的允许范围内，从而保证了所述下底面的磨削精度。

2、在本发明中，倾斜设置的所述主切削刃和所述副切削刃使得所述刀片本体被安装到刀架上时，容易获得正向的轴向倾角，有利于被切削的细屑的排出；也就是说，所述主切削刃与所述突起刃之间存在凹陷缺口，所述副切削刃和所述修光刃之间也存在凹陷缺口，从而保证被切削的细屑能够顺畅排出。

3、在本发明中，所述辅助安装件以从下向上的方式的可拆卸的安装在所述刀架的所述放置槽中，所述紧固螺钉穿过所述沉孔后与所述辅助安装件上的所述内螺纹盲孔螺纹拧紧，从而所述紧固螺钉将所述刀片本体固定在所述安装槽内；又因为所述辅助安装件是从下向上可拆卸的安装在所述放置槽内的，所以当所述紧固螺钉发生剪断时，可以从所述放置槽的下端取出所述辅助安装件，进而将残留在所述放置槽内的所述紧固螺钉的螺纹端取出；如此不仅可以轻易的取出被剪断部分、对所述紧固螺钉进行替换，而且还不会对所述放置槽或所述刀架造成任何损伤。

4、在本发明中，所述放置槽和所述辅助安装件之间采用螺纹连接，结构简单、易于加工制作且连接牢靠、拆装方便。

5、在本发明中，所述内锥度面和所述外锥度面的设置便于所述放置槽和所述辅助安装件之间的安装配合，且上小下大的结构便于所述辅助安装件的装入和取出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的铣削加工用可转位刀片的立体示意图；

图2是本发明所述的铣削加工用可转位刀片的正视图；

图3是本发明所述的铣削加工用可转位刀片的仰视图；

图4是本发明所述的铣削加工用可转位刀片的左视图；

图5是本发明所述的铣削加工用可转位刀片另一视图；

图6是本发明所述的铣削加工用可转位刀片安装到刀架上的示意图；

图7是本发明所述的铣削加工用可转位刀片安装到刀架上的另一示意图；

图8是本发明所述的辅助安装件示意图；

图9是本发明所述的辅助安装件剖视图；

图10是本发明所述的刀架示意图；

图11是本发明所述的加工刀具示意图；

图12是本发明所述的加工刀具剖视图；

图13是本发明所述的加工刀具另一剖视图；

图中附图标记表示为：1-刀片本体；2-安装中心孔；3-主切削刃；4-主侧面；5-副切削刃；6-副侧面；7-修光刃；8-突起刃；9-上表面；10-下底面；11-刀架；12-辅助安装件；13-紧固螺钉；14-安装槽；15-放置槽；16-内螺纹盲孔；17-内螺纹；18-外螺纹；19-内锥度面；20-外锥度面；21-第一过渡侧面；22-第二过渡侧面；23-切削角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1、2、3、4和5所示，本实施例的铣削加工用可转位刀片，其包括由上表面9、下底面10以及将二者相连的周边侧面共同围成的刀片本体1；所述刀片本体1上设有

安装中心孔2，设于所述刀片本体1的中心位置用于安装定位所述刀片本体1；

主切削刃3，所述上表面9和所述周边侧面的两个主侧面4相交形成两个所述主切削刃3；

副切削刃5，所述上表面9和所述周边侧面的两个副侧面6相交形成两个所述副切削刃5；

修光刃7，设于所述刀片本体1的第一对角线上的两个所述修光刃7，所述修光刃7通过切削角23与所述主切削刃3相连；

还包括

突起刃8，设于所述刀片本体1的第二对角线上的两个所述突起刃8，所述突起刃8连接所述主切削刃3和所述副切削刃5；

其中，所述修光刃7到所述下底面10的垂直距离H为所述上表面9与所述下底面10之间的最大间距，所述突起刃8到所述下底面10的垂直距离h，且二者之间的差值为Δh，所述Δh为所述下底面10的加工误差范围内的任一值。

所述Δh满足：0≤Δh≤0.1mm。

在本实施例中，所述刀片本体1如现有技术中的端面铣削刀片一样，通过硬质合金粉末压制成型，然后在专用的烧结设备中进行高温烧结收缩形成。但是所述刀片本体1在烧结过程中通常因为粉末密度分布或烧结气氛等因素影响，造成烧结后所述刀片本体1发生变形，所以通常在烧结后还需对所述刀片本体1的所述下底面10进行磨削加工；若所述Δh为零，在磨削加工时，以所述刀片本体1的所述上表面9的两个所述修光刃7和两个所述突起刃8所形成的支撑面作为定位面，解决了磨削时刀片本体1的摆动问题；若二者之间存在一定差值，但是所述Δh始终为所述下底面10的加工误差范围内的任一值，也就是说，所述刀片本体1所发生的摇晃程度是在加工误差所允许的范围之内的，其带来的细微加工差异始终在所述下底面10的加工误差的允许范围内，从而保证了所述下底面10的磨削精度。

如图1所示，所述刀片本体1的两个所述主侧面4与所述刀片本体1的所述上表面9相交并形成两个所述主切削刃3；如图3和5所示，所述刀片本体1的两个所述副侧面6与所述刀片本体1的所述上表面9相交并形成两个所述副切削刃5，所述刀片本体1的两个第一过渡侧面21与所述上表面9相交并形成两个所述修光刃7，所述刀片本体1的两个第二过渡侧面22与所述上表面9相交并形成两个所述突起刃8；其中，两个所述第一过渡侧面21呈对角线设置，且所述第一过渡侧面21位于所述切削角23与所述副侧面6之间，两个所述第二过渡侧面22呈对角线设置，且所述第二过渡侧面22位于所述主侧面4与所述副侧面6之间；其中，所述切削角23为圆弧形切削角。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述主切削刃3以逐渐向所述下底面10倾斜的方式，从所述刀片本体1一端的所述切削角23延伸至所述刀片本体1另一端的所述突起刃8，如图5所示，所述主切削刃3与所述下底面10之间的夹角β满足：5°≤β≤20°，其中，优选所述夹角β为10°；所述副切削刃5以逐渐向所述下底面10倾斜的方式，从所述刀片本体1一侧的所述突起刃8延伸至所述刀片本体1另一侧的所述修光刃7；倾斜设置的所述主切削刃3和所述副切削刃5使得所述刀片本体1被安装到刀架11上时，容易获得正向的轴向倾角，有利于被切削的细屑的排出，如图6所示 ；在本实施例中，所述修光刃7和所述突起刃8到所述下底面10的距离大于所述主切削刃3和所述副切削刃5到所述下底面10的距离；其中，所述修光刃7设于所述主切削刃3的高端和所述副切削刃5的低端之间，所述突起刃8设于所述主切削刃3的低端和所述副切削刃5的高端之间；所以，所述主切削刃3与所述突起刃8之间存在凹陷缺口，所述副切削刃5和所述修光刃7之间也存在凹陷缺口，从而保证被切削的细屑能够顺畅排出。

具体地，如图3所示，所述副切削刃5与所述下底面10的夹角δ满足：5°≤δ≤20°；当所述刀片本体1安装在特定工具体时，如图7所示，所述副切削刃5参与切削，所述夹角δ保证了切削刃成正轴向倾角，切削力更小并有利于切屑的顺畅排除；如图4所示，所述副切削刃5与所述突起刃8的夹角θ满足：10°≤θ≤75°；通常，选择所述夹角θ为30°、45°或者60°，保证所述副切削刃5安装后在实际切削过程中具有正的轴向倾角。

进一步地，所述修光刃7在所述下底面10上的投影与所述主切削刃3在所述下底面10上的投影相互垂直，且所述修光刃7和所述突起刃8平行于所述下底面10；所述修光刃7和所述突起刃8平行设置，如此设置的所述修光刃7和所述突起刃8可以平行所述被加工平面，对被加工平面进行刮光；如图6所示，正常安装的情况下，所述主切削刃3进行切削，所述修光刃7平行于被加工平面并对被加工表面起刮光作用；如图7所示，特定安装时，所述副切削刃5进行切削，所述突起刃8平行于被加工平面并对被加工表面起刮光作用；也就是说，如此设置的铣削加工用可转位刀片，可以对安装方式和使用方式，从而增加了给刀片的整体使用次数，减少了刀片消耗，降低了被加工部件的生产成本。

实施例2

如图8、9、10、11、12和13所示，在实施例1的基础上，本实施例进一步提供一种加工刀具，其包括刀架11、刀片以及用于将所述刀片固定在所述刀架11上的连接固定结构；所述刀片设为如上所述的铣削加工用可转位刀片；

其中，所述连接固定结构包括

安装槽14，所述安装槽14成型在刀架11上；

放置槽15，所述放置槽15成型在所述刀架11上，且与所述安装槽14连通；

沉孔，为所述安装中心孔2，其对应于所述放置槽15设置；

辅助安装件12，所述辅助安装件12自下向上可拆卸安装在所述放置槽15内，所述辅助安装件12的上端成型有内螺纹盲孔16；以及

紧固螺钉13，所述紧固螺钉13穿过所述沉孔后与所述辅助安装件12上的所述内螺纹盲孔16螺纹连接，所述刀片本体1固定在所述安装槽14内。

在本实施例中，所述放置槽15设于所述安装槽14的正下方，且所述放置槽15的中心轴线、所述内螺纹盲孔16的中心轴线和所述紧固螺钉13的中心轴线三者重合，如图12所示。

在本实施例中，每一个所述刀片本体1具有一个所述安装槽14，每一个所述安装槽14下对应有一个所述放置槽15，每一个放置槽15内设置有一个所述辅助安装件12，每一个所述刀片本体1通过一个所述紧固螺钉13被固定在所述安装槽14中。所述辅助安装件12以从下向上的方式的可拆卸的安装在所述刀架11的所述放置槽15中，所述紧固螺钉13穿过所述沉孔后与所述辅助安装件12上的所述内螺纹盲孔16螺纹拧紧，从而所述紧固螺钉13将所述刀片本体1固定在所述安装槽14内；又因为所述辅助安装件12是从下向上可拆卸的安装在所述放置槽15内的，所以当所述紧固螺钉13发生剪断时，可以从所述放置槽15的下端取出所述辅助安装件12，进而将残留在所述放置槽15内的所述紧固螺钉13的螺纹端取出；如此不仅可以轻易的取出被剪断部分、对所述紧固螺钉13进行替换，而且还不会对所述放置槽15或所述刀架11造成任何损伤。

具体地，如图11和12所示，在本实施例中，安装时，首先从所述放置槽15的下端将所述辅助安装件12安装入所述放置槽15中，再将所述刀片本体1放置在所述安装槽14中，然后所述紧固螺钉13从上向下穿过所述刀片本体1上的沉孔后和所述放置槽15的所述辅助安装件12上端的所述内螺纹盲孔16螺纹拧紧，所述紧固螺钉13的螺钉头与所述刀片本体1上的沉孔配合并将所述刀片本体1锁紧在所述安装槽14中；当所述紧固螺钉13发生断裂后，其螺钉头部分可以通过所述沉孔取出，而螺纹部分可以通过所述辅助安装件12取出，即从所述放置槽15的下端取出所述辅助安装件12，进而将残留在所述放置槽15内的所述紧固螺钉13的螺纹端取出。

其中，本实施例中，所述辅助安装件12装入所述放置槽15中时，锁紧力不宜太大，锁紧后再使用工具转动10°至20°为宜，因为锁紧力太大或者太小都会影响刀具固定结构的整体使用性能。更换所述辅助安装件12时，在安装新的所述辅助安装件12前，最好使用毛刷或气枪将所述安装槽14和所述放置槽15内残留的铁屑及杂质清理干净，从而保证所述刀片本体1和所述辅助安装件12的顺利安装。

同时，相对于现有技术来说，当所述紧固螺钉13失效断裂残留在所述刀架11内时，不需要将所述刀架11从机床主轴上卸下，主轴停转后，可直接在机床内找到相应断裂的所述紧固螺钉13所在所述放置槽15，操作人员只需将所述辅助安装件12取出，更换新的所述辅助安装件12后，便可继续加工使用，免去了繁琐的过程，提升了刀具利用率，节约了企业刀具成本。

具体地，作为优选的实施方式，在本实施例中，所述放置槽15内成型有内螺纹17，所述辅助安装件12的上端成型有外螺纹18，所述辅助安装件12通过外螺纹18和内螺纹17的相互啮合安装在所述放置槽15内。也就是说，在本实施例中，所述放置槽15和所述辅助安装件12的上端采用螺纹连接，结构简单、易于加工制作且连接牢靠、拆装方便。

进一步地，如图8和9所示，为了便于所述辅助安装件12的安装和拆卸，所述放置槽15的端口处成型有内锥度面19，所述辅助安装件12的下端成型有可与所述内锥面配合的外锥度面20；所述内锥度面19和所述外锥度面20的设置便于所述放置槽15和所述辅助安装件12之间的安装配合，且上小下大的结构便于所述辅助安装件12的装入和取出。

本实施例的所述辅助安装件12通过紧固工具安装在所述刀架11对应的所述放置槽15内，通过内螺纹17、外螺纹18咬合和内锥度面19、外锥度面20的紧密贴合，所述辅助安装件12被牢牢固定在刀架11中，刀片本体1通过紧固螺钉13与所述辅助安装件12螺纹咬合被固定在刀架11所述安装槽14内，由于所述辅助安装件12结构简单和整体尺寸较小，其在加工过程中不会和被切削体产生干涉，当所述紧固螺钉13断裂在所述刀架11的所述放置槽15内时，只用一把紧固扳手便可以方便的从刀架11中取出所述辅助安装件12，整体去除不稳定因素，属非接触式去除，一般不会有后续加工程序，便可更换新的所述辅助安装件12安装完后刀具能继续加工使用，即节省加工时间又提高加工效率。

具体地，如图9所示，所述放置槽15的内锥度面19的锥角和所述辅助安装件12的外锥度面20的锥角都设为锐角α，即0＜α＜90。在本实施例中，优选锐角α设为5°。

如图12和图13所示，在本实施例中，优选所述辅助安装件12设为辅助螺钉；其中，安装后的所述辅助螺钉的螺纹端不伸入所述安装槽14，且所述辅助螺钉的尾端不突出所述刀架11的外径；所述辅助螺钉的螺纹端不会突出至所述安装槽14内，尾端也不会突出所述刀架11的外径，保证所述辅助螺钉不会影响所述刀片本体1的安装；同时，辅助螺钉结构简单、规格较小，安置在所述刀架11内不对所述刀片本体1产生干涉，因此不影响该刀具固定结构的实际使用。

进一步，本实施例优选所述紧固螺钉13的螺纹和所述内螺纹盲孔16的螺纹都设为标准M2.5螺纹；所述放置槽15的内螺纹17和所述辅助安装件12的外螺纹18都设为标准M3.5螺纹；其中，所述辅助安装件12的内螺纹盲孔16的螺纹方向与所述辅助安装件12的外螺纹18的螺纹方向相反。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。