切削刀片及具有可调结构的切削刀具的制作方法

本发明涉及金属切削技术领域，尤其涉及一种切削刀片及具有可调结构的切削刀具。

背景技术：

在金属切削加工行业中，切削刀具的稳定性显得越来越重要，切削刀具的精加工对加工稳定性的要求越来越高，而精加工刀具使用的可调结构与可转位刀片之间必然存在相对位置的变化，可转位刀片与可调结构之间产生位置变化而形成的移动定位面在切削刀具加工过程中如果受到比较大的切削力，对于调节结构和刀片配合的稳定性会受到一定程度的影响，目前的调节结构都需要在调节完成之后对目标刀片进行紧固，这对于精度较高的刀具来说无意增加了调节的难度，此时对于拥有可调机构的切削刀具来说有一个更加稳定的调节方式就显得尤为重要。

目前的切削刀片多为同边切削刃有后角的对称结构(梯形结构的刀片)，可调结构施加于刀片的力与切削过程中工件施加于刀片的切削力属于同一旋转方向，这样容易造成刀片发生转动，同时调节过程中要对刀片提供逐步增加的预紧力以达到很高的调节精度，这对于刀片的可调节范围会很受局限，夹紧结构对于该类型的刀片可加持面积也受局限，对于稳定定位有不利因素，因此有一个可以保证刃数、调节范围大、调节精度高且结构稳定的配合调节结构的新调节方式的刀片就显得尤为重要了。

公开号为cn102256734a的专利文献公开了一种铰刀和一种调节所述铰刀的加工直径的方法。它包括一个带有至少一个凹入其内的且具有至少第一和第二侧面的刀槽，在刀槽的基部中设有开口，调整部件通过所述开口突入刀槽内，刀盘在其面向调整部件的一侧上，优选地仅在此侧上贴靠在调整部件上。该专利中存在的缺陷是所述刀片具有后角，调节部件与刀片接触面垂直于刀片后角，切削过程中刀片受到切削工件的力与调节部件的力为同一旋转方向，对于稳定性和安全性有隐患，同时所调节范围受到局限性，相比于刀片本身可调节范围不大，调节方向与刀片本身的预紧力不是同一个方向，调整完最后紧固螺钉可能造成尺寸的偏差。

公开号为cn104661780a的专利文献公开了一种切削加工工件的刀具。它包括一个装夹机构，与切削部件配合的校准机构，用于调节该刀具的加工直径，导向件与长条形的导向容槽配合。该专利消除了调节结构在切削过程中对刀片施加的反向力，对调节精度有了进一步的提升，但是却损失了调整切入角(即刀盘轴向角)的功能，调节机构调节过程中也无法提供预紧力。

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，提供一种具有刀片径向可调节范围大，预紧力可随着径向调节尺寸的变化而变化，预紧力更稳定，锁紧更牢靠的切削刀片及具有可调结构的切削刀具。

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，所述切削刀片包括上端面、下端面、第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述上端面与第一侧面相交形成第一切削刃，所述下端面与第二侧面之间形成第二切削刃，所述第二侧面位于第一侧面的对面一侧，所述上端面设有夹持槽，所述夹持槽内具有夹持斜面，所述夹持斜面与上端面之间的夹角为β，β为锐角，在第二侧面至第一侧面的方向上，所述夹持斜面与上端面之间的距离h逐渐增大，所述第一切削刃关于第二切削刃中心对称，所述上端面关于下端面中心对称。

作为上述技术方案的进一步改进：

在第二侧面至第一侧面的方向上，所述夹持斜面的宽度l1与上端面的宽度l之间的关系为：l1＞0.5l。

所述上端面与第一侧面之间的夹角为锐角，与第二侧面之间的夹角为钝角，所述下端面与第一侧面之间的夹角为钝角，与第二侧面之间的夹角为锐角。

在垂直于上端面的截面内，所述上端面、下端面、第一侧面和第二侧面之间形成平行四边形结构。

所述第三侧面包括两个避空面和一个定位面，所述定位面位于两个避空面之间，且定位面相对两个避空面外凸，所述第四侧面关于第三侧面中心对称。

一种具有可调结构的切削刀具，包括刀体、刀片压紧装置和刀片径向调节装置，所述切削刀具还包括上述的切削刀片，所述刀体上设有刀槽和与刀槽连通的调节安装槽，所述切削刀片安装在刀槽内并通过刀片压紧装置压紧，所述第一切削刃朝外，所述刀片压紧装置具有与夹持斜面配合的压紧面，所述刀片径向调节装置设于调节安装槽内，用于推动切削刀片在刀槽内径向移动，且刀片径向调节装置的轴线与水平面之间的夹角为θ，θ≠0。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述刀片压紧装置包括压块和将压块固定在刀体上的压紧螺钉，所述压紧面位于压块上。

所述刀片径向调节装置包括调节块和调节螺钉，所述调节块设于调节螺钉与切削刀片之间；所述调节块具有与第二侧面贴合的调节斜面。

所述调节块和调节螺钉设置两对，两对沿切削刀片的长度方向间隔布置。

所述刀槽内设有对切削刀片定位的定位柱。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的切削刀片，刀片安装时，下端面和第二侧面与刀体的刀槽的面接触定位，通过刀片压紧装置压紧，通过刀片径向调节装置调节切削刀片在刀槽内的径向位移，刀片压紧装置压紧在夹持斜面上，当向外移动切削刀片时，也就是在第二侧面至第一侧面的方向上，夹持斜面与刀片压紧装置越抵越紧，实现在调节切削刀片径向位移的同时，使得切削刀片的压紧力逐渐增大，进而刀片安装更稳定可靠；并且由于上端面和下端面上均只有一个切削刃，整个面在调节方向上除了部分定位的面，都可以作为夹持槽，因此，切削刀片的径向调节范围大；由于第一切削刃关于第二切削刃中心对称，刀片旋转180°可以再次利用，而且一个切削刃对应两个刀尖，一个切削刃也可以实用两次，这种结构的切削刀片总共可以使用四次，经济实用。进一步的，由于与径向调节结构接触的侧面为倾斜，径向调节结构对刀片的推力倾斜向下，对刀片的反向作用力抵消了一部分，作用在压紧结构上的力相对减小，这样对于切削力的分摊更加均匀，对调节结构的整体稳定性有一个明显的提高。

(2)本发明的具有可调结构的切削刀具，采用了上述的切削刀片，具有刀片径向可调节范围大，预紧力可随着径向调节尺寸的变化而变化，预紧力更稳定，锁紧更牢靠，刀片安装更稳定。

附图说明

图1是本发明的实施例1的切削刀片的结构示意图。

图2是本发明的实施例1的切削刀片的横截面视图。

图3是本发明的实施例2的切削刀具的的结构示意图。

图4是本发明的实施例2中切削刀片安装结构示意图。

图5是本发明的实施例2中切削刀片受力示意图。

图6是本发明的实施例2中切削刀片径向尺寸满足条件下的最终位置示意图。

图7是本发明的实施例2中两个调节块与切削刀片位置关系示意图。

图中各标号表示：

1、切削刀片；101、上端面；102、下端面；103、第一侧面；104、第二侧面；105、第三侧面；106、第四侧面；11、第一切削刃；12、第二切削刃；2、夹持槽；21、夹持斜面；31、避空面；32、定位面；4、刀体；41、刀槽；42、调节安装槽；5、刀片压紧装置；501、压紧面；51、压块；52、压紧螺钉；6、刀片径向调节装置；601、调节斜面；61、调节块；62、调节螺钉；7、定位柱。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的切削刀片，切削刀片1包括上端面101、下端面102、第一侧面103、第二侧面104、第三侧面105和第四侧面106，上端面101与第一侧面103相交形成第一切削刃11，下端面102与第二侧面104之间形成第二切削刃12，第二侧面104位于第一侧面103的对面一侧，上端面101设有夹持槽2，夹持槽2内具有夹持斜面21，夹持斜面21与上端面101之间的夹角为β，β为锐角，在第二侧面104至第一侧面103的方向上，夹持斜面21与上端面101之间的距离h逐渐增大，第一切削刃11关于第二切削刃12中心对称，上端面101关于下端面102中心对称。

上端面101上只有一个第一切削刃11，第一切削刃11两端为工作刀尖，下端面102只有一个第二切削刃12，同样第二切削刃12的两端为工作刀尖，如图4所示，刀片安装时，下端面102和第二侧面104与刀体4的刀槽41的面接触定位，通过刀片压紧装置5压紧(压紧力f2)，通过刀片径向调节装置6(推力f3)调节切削刀片1在刀槽41内的径向位移，刀片压紧装置5压紧在夹持斜面21上，当向外移动切削刀片1时，也就是在第二侧面104至第一侧面103的方向上，夹持斜面21与刀片压紧装置5越抵越紧，实现在调节切削刀片1径向位移的同时，使得切削刀片1的压紧力f2逐渐增大，进而刀片安装更稳定可靠；并且由于上端面101和下端面102上均只有一个切削刃，整个面在调节方向上除了部分定位的面，都可以作为夹持槽2，因此，切削刀片1的径向调节范围大；由于第一切削刃11关于第二切削刃12中心对称，刀片旋转180°可以再次利用，而且一个切削刃对应两个刀尖，一个切削刃也可以使用两次，这种结构的切削刀片1总共可以使用4次(即两次左刀两次右刀)，经济实用。

本实施例中，在第二侧面(104)至第一侧面(103)的方向上，夹持斜面21的宽度l1与上端面101的宽度l之间的关系为：l1＞0.5l，也就是说，本实施例中，夹持槽2至少可以达到刀片总宽度的1/2，大范围的凹槽也提供了多种不同类型的角度，可以根据具体情况对夹持斜面21内的角度进行分类以达到不同的使用作用与效果。

本实施例中，在第二侧面104至第一侧面103的方向上，夹持斜面21的宽度l1与上端面101的宽度l之间的关系为：l1＞0.5l。一般来说夹持斜面21至少可以达到刀片总宽度的1/2，上端面101其他部分用于定位，下端面102同理。大范围的凹槽能提供多种不同类型的角度，可以根据具体情况对刀片凹槽内的角度进行分类以达到不同的使用作用与效果。

本实施例中，上端面101与第一侧面103之间的夹角为锐角，与第二侧面104之间的夹角为钝角，下端面102与第一侧面103之间的夹角为钝角，与第二侧面104之间的夹角为锐角。在垂直于上端面101的截面内，上端面101、下端面102、第一侧面103和第二侧面104之间形成平行四边形结构，即切削刀片1为中心对称图形。第一侧面103为第一切削刃11的后刀面，第二侧面104为第二切削刃12的后刀面，通常情况下，切削刃是需要设置后刀面的。如图4所示，切削刀片安装在刀体4上之后，会有一个刀片径向调节装置6与刀片相抵，由于刀片朝内一侧的侧面即第二侧面104是倾斜，那么刀片径向调节装置6与第二侧面104相抵时，推力f3产生的向下的倾斜力，此力可以分解为水平方向的力和竖直向下的力，竖直向下的力对刀片的反向作用力抵消了一部分，这样刀片压紧装置5对刀片的压紧力f2力相对减小，这样对于切削力的分摊更加均匀，对刀具的调节结构的整体稳定性有一个明显的提高。另外，由于刀尖p处的所受切削力为f1，推力f3竖直向下的分力作用于远离刀尖p处，这样刀片两侧均有一个向下的压力，刀片不会出现旋转的情况。

本实施例中，第三侧面105包括两个避空面31和一个定位面32，定位面32位于两个避空面31之间，且定位面32相对两个避空面31外凸，第四侧面106关于第三侧面105中心对称。避空面31是避免刀尖p受到刀槽41破坏的内凹面。当刀片安装在刀体4的刀槽41内，定位面32用来定位。

实施例2

如图3至7所示，本实施例的具有可调结构的切削刀具，包括刀体4、刀片压紧装置5和刀片径向调节装置6，切削刀具还包括上述实施例1的切削刀片1，刀体4上设有刀槽41和与刀槽41连通的调节安装槽42，切削刀片1安装在刀槽41内并通过刀片压紧装置5压紧，f4为刀槽41对刀片的反作用力。第一切削刃11和第一侧面103朝外，刀片压紧装置5具有与夹持斜面21配合的压紧面501，刀片径向调节装置6设于调节安装槽42内，用于推动切削刀片1在刀槽41内径向移动，且刀片径向调节装置6的轴线与水平面之间的夹角为θ，θ不为零，即θ不与水平面重合，重合会使得刀片径向调节装置6的推力f3为水平，没有向下的分力来抵消刀尖的切削力f1。

本实施例中，刀片压紧装置5包括压块51和将压块51固定在刀体4上的压紧螺钉52，压紧面501位于压块51上，压紧面501可以是与夹持斜面21的倾斜角度一致的倾斜面，也可以是圆弧面，图4至图6，当刀片向左移动时，夹持斜面21水平向左移动，逐渐与压紧面501相抵，最终压紧面501与夹持斜面21形成的是线接触，压紧面501是斜面或者圆弧面都可以实现，确切的说压紧面501是圆弧面更合适。

本实施例中，刀片径向调节装置6包括调节块61和调节螺钉62，调节块61设于调节螺钉62与切削刀片1之间；调节块61具有与第二侧面104贴合的调节斜面601。调节块61和调节螺钉62设置两对，两对沿切削刀片1的长度方向间隔布置。

本实施例中，刀槽41内设有对切削刀片1定位的定位柱7，当刀片放入刀槽41内时，定位柱7与刀片的定位面32。

工作原理：

使用调节螺钉62将调节块61的位置固定在一个比较靠后的位置，将切削刀片1任选一边装入刀槽41内，与定位柱7紧密接触，通过压紧螺钉52将压块51与夹持斜面21预锁紧，此时可以检测切削刀片1的刃尖p径向尺寸，通过旋转调节螺钉62向下调整调节块61，将刃尖p向左移动直至刀片p的径向尺寸逐渐调整到所需要的尺寸，由于夹持斜面21有固定角度的原因，在使用调节螺钉62调整调节块61的过程中压块51与夹持斜面21的预锁紧力会逐步变大，调节范围够长的可以转变为锁紧力，最后达到预设的径向尺寸后，停止对调节螺钉62的调节行为，最后通过压紧螺钉52将压块51锁紧。夹持斜面21的超长范围可以提供使用该调节方式的刀具更加宽泛的径向加工范围。

本发明中的切削刀片以及具有该刀片的切削刀具，有效的增加调节过程中的预锁紧力，提高整体结构稳定性的调节结构方式，通过对切削刀片进行了重新的设计及调整，刀片拥有同方向两切削刃结构，不同的切削刃所使用的夹持斜面21不同，在刃数不变的前提下有效的将目前市场的双向调节变成单向调节，不仅极大的延长了夹持斜面21的可调节范围，在调节过程中还可以对预紧力有一个更加稳定的控制，调节尺寸完成以后对于刀片最终被锁紧的状态下尺寸不会产生偏差，结构工作状态下，调节过程中与调节块61配合的第二侧面104在刀片切削工作中会受到一个可以抵消切削力的反向力，同时减小压块51对刀片产生的反向作用力，使得刀片在刀槽41内是一个相对稳定的状态，即使是极限尺寸也可以保证稳定的切削状态。

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。