CN103920894B - 一种三头切槽刀片及装配该刀片的刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三头切槽刀片及装配该刀片的刀具，该三头切槽刀片包括刀片本体；所述刀片本体具有相对于刀片本体的中心向外突出的三个切削头部、位于刀片本体中央的连接部、以及切削头部与连接部之间的长条状过渡部；所述三个切削头部分别设有断屑槽、切削刃和后刀面，且切削刃是由断屑槽与后刀面相交形成；所述切削刃包括处在切削头部的上表面的外侧沿的主切削刃和配置于主切削刃两侧的左、右侧刃；三个切削头部的各主切削刃的中点连线构成一个正三角形。本发明能有效防止刀片在刀柄上发生轴向窜动，实现刀片和刀具安装座的紧密配合，消除刀片垂直面内周向扭转的风险，使得刀具在切削过程中能始终保持稳定的切削加工。

Description

一种三头切槽刀片及装配该刀片的刀具

技术领域

本发明涉及金属切削刀具领域，特别是涉及一种对被切削材料施行切槽加工的刀具和一种可拆装地安装在该刀具前端的切槽刀片。

背景技术

在现有技术中，切槽加工使用最普遍的是长条状的双头切槽刀，这种切槽刀片安装于一体式或模块组合式刀体上，一般通过刀片本体的上下定位面与刀体前端夹持部位的相应支承面接触对齐来实现刀片的定位，刀片本体的上下定位面和刀体夹持部位相应支承面一般采用凹V形槽与凸V型筋相嵌合形式实现定位，利用对锁紧机构施力使夹持部位处的刀片与刀体均发生一定程度的变形，以使刀片和刀体紧密结合来实现稳固安装。

图1是现有技术的双头切槽刀片的右视图，图2是现有技术的双头切槽刀片的前视图，图3是现有技术的双头切槽刀片的俯视图。如图1、图2、图3所示，这种双头切槽刀片27设有V形槽28，双头切槽刀片27的V形槽28包括上V型槽28A和下V型槽28B，在双头切槽刀刀柄上则设有V型筋29，双头切槽刀刀柄的V型筋29包括上V型筋29A和下V型筋29B，双头切槽刀片27的上V型槽28A与双头切槽刀刀柄的上V型筋29A相配合，双头切槽刀片27的下V型槽28B与双头切槽刀刀柄的下V型筋29B相配合。

这种夹持结构，缺点有以下三个方面：其一，刀片或刀体（即刀柄）的上下V形槽或V型筋的垂直平分面若重合度不佳，会使得二者的装配精度下降，同时也会导致刀片存在刀片垂直面内的周向扭转，产生加工误差，如垂直度误差、位置度误差等，加工的尺寸精度难以保证；其二，如果刀片和刀体在轴向方向上没有设置凹槽或凸筋等锁紧结构或采取其他锁紧设计，刀片在轴向方向容易发生轴向窜动，对切削加工不利；其三，由于刀片或刀体加工精度以及刀具整体安装精度等问题，往往很难保证刀片装配到刀体上时其上下定位面接触良好，从而影响加工质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种三头切槽刀片及装配该刀片的刀具，能有效防止刀片在刀柄上发生轴向窜动，实现刀片和刀具安装座的紧密配合，消除刀片垂直面内周向扭转的风险，使得刀具在切削过程中能始终保持稳定的切削加工。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三头切槽刀片，包括刀片本体；所述刀片本体具有相对于刀片本体的中心向外突出的三个切削头部、位于刀片本体中央的连接部、以及切削头部与连接部之间的长条状过渡部；

所述三个切削头部分别设有断屑槽、切削刃和后刀面，且切削刃是由断屑槽与后刀面相交形成；所述切削刃包括处在切削头部的上表面的外侧沿的主切削刃和配置于主切削刃两侧的左、右侧刃；三个切削头部的各主切削刃的中点连线构成一个正三角形。

所述刀片本体设有贯通孔，该贯通孔位于刀片本体的中央，沿所述刀片本体的厚度方向贯通刀片本体的上表面与下表面。

所述过渡部的上表面设为对称的V型槽或V型筋，过渡部的下表面设为平面，且与所述切削头部和连接部的下表面共面；所述过渡部和所述连接部的侧面均与过渡部的下表面垂直。

所述连接部的外廓的内切圆半径记为R₁，其外接圆半径记为R₂，且R₁、R₂与所述刀片上表面的所述正三角形内切圆半径R的关系是：2/3R≤R₁≤R，R₂＜R。

所述三个切削头部的主切削刃的刃宽相等，记为W，且2.0mm≤W≤6.0mm。

所述刀片本体关于贯通孔的中心线M呈120°旋转对称。

一种刀具，包括刀柄、可拆装地安装在刀柄前端的三头切槽刀片以及夹紧螺钉、压板、压板螺钉、弹簧；所述刀柄前端设有安装所述三头切槽刀片的安装座；所述安装座包括一个支承底面、两支承侧面和一个刀片螺钉孔，支承底面是平面，两支承侧面上部是垂直于支承底面的小平面，支承侧面下部与支承底面的夹角为θ，其范围是：88°≤θ≤89.5°；所述三头切槽刀片的底面与安装座的底面相接触，所述三头切槽刀片的侧面与两支承侧面上部相接触；所述夹紧螺钉穿过三头切槽刀片的贯通孔与安装座的刀片螺钉孔相固定，所述压板通过压板螺钉固定在所述刀柄上，压板的一端压在所述三头切槽刀片上，压板的另一端通过弹簧与所述刀柄相抵靠。

所述压板的中间设有压板贯通孔，压板的一端设有V型筋或V型槽，压板的另一端设有销柱；所述刀柄分别设有弹簧安装孔和压板螺钉孔；压板螺钉穿过所述压板贯通孔与刀柄的压板螺钉孔相连接，压板的销柱插在所述弹簧安装孔中，所述弹簧套在所述销柱外，所述弹簧张顶在压板与弹簧安装孔之间；所述压板的V型筋与所述三头切槽刀片的过渡部的V型槽相配合。

所述的压板的贯通孔和刀柄上的弹簧安装孔均作成拉长的孔，在刀柄轴向方向上，该孔两侧是180°圆弧，圆弧之间是直线段。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的切槽刀片具有三个切削头部，安装强度高，经济性好；本发明的切槽刀片通过下表面、两个侧面分别与所述安装座的支承底面和两个同侧的支承侧面接触对齐来实现定位，切槽刀片的侧面与安装座的支承侧面的接触还能抵抗刀片在水平面内的扭转；本发明的夹紧螺钉贯穿刀片的贯通孔，与刀柄在刀片螺钉孔内连接固定，有效防止了刀片在加工过程中的轴向窜动，通过压板前端V型筋的两侧面分别与所述刀片过渡部上表面V型槽两侧对称分布的面接触并压紧来抵抗切削力，以提高切削加工的稳定性；另外，所述刀片下表面是平面，与之接触的刀具安装座也是平面，如此设计，提高了刀片和刀柄安装的配合精度，同时降低了刀柄的加工难度；压板贯通孔和刀柄上弹簧安装孔均作成拉长的孔，在刀柄轴向方向上，这种结构孔两侧是180°圆弧，圆弧之间是直线段，如此设计，压板可以在轴向方向上变动位置，从而使压板前伸或后缩，以适应不同加工工况对夹紧机构夹紧力和对排屑空间的需要。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种三头切槽刀片及装配该刀片的刀具不局限于实施例。

附图说明

图1是现有技术的双头切槽刀片的右视图。

图2是现有技术的双头切槽刀片的前视图。

图3是现有技术的双头切槽刀片的俯视图。

图4是本发明实施形式切槽刀片的立体示意图。

图5是本发明实施形式切槽刀片的俯视图。

图6是图5所示切槽刀片的沿A-A线的剖视图。

图7是本发明实施形式切槽刀具压板的立体示意图一。

图8是本发明实施形式切槽刀具压板的立体示意图二。

图9是本发明实施形式刀具的立体装配俯视图。

图10是图9所示本发明实施形式刀具立体装配沿B-B线的剖视图。

图11是本发明实施形式刀具的立体装配示意图。

图12是本发明实施形式刀具的立体装配爆炸图。

图中，1、刀片本体；2：刀片本体的上表面；3、刀片本体的下表面；4、刀片本体的侧面；4A、连接部的侧面；4B、过渡部的侧面；5、过渡部；5A、过渡部的V型槽右侧面；5B、过渡部的V型槽左侧面；6、切削头部；7、切削刃；7A、切削刃的右侧刃；7C、切削刃的左侧刃；7B、切削刃的主切削刃；8、断屑槽；9、后刀面；9A、右副后刀面；9B、主后刀面；9C、左副后刀面；10、贯通孔的侧壁；11、贯通孔；12、连接部；13、刀片夹紧螺钉；14、压板；15、压板贯通孔；16、压板螺钉；17、压板销柱；18、弹簧；19、刀柄的弹簧安装孔；20、刀柄的压板螺钉孔；21、刀柄的刀片螺钉孔；22、压板V型筋侧面；22A、压板V型筋右侧面；22B、压板V型筋左侧面；23、刀体的压板定位面；24、刀柄；25、刀柄的安装座；25A、安装座侧面；25B、安装座底面；26、刀柄让刀面；26A、刀柄让刀面一；26B、刀柄让刀面二；M、贯通孔11的中心线。

具体实施方式

图4～6是本发明切槽刀片的实施例图示。如图4和图6所示，本实施例的切槽刀片用硬质合金等硬质材料形成刀片本体1，它包括相对于刀片本体1中心向外突出的三个切削头部6、位于刀片本体1中央的连接部12，以及切削头部与连接部之间的长条状过渡部5。其中，所述切槽刀片的切削头部6上表面前端是断屑槽8，自主切削刃7B往刀片本体1中心方向延伸形成，切削头部6前端周缘具有切削刃7，切削刃7包括主切削刃7B和配置于主切削刃两侧的左、右侧刃7C、7A，切削刃7由切削头部6的断屑槽8与后刀面9相交形成，后刀面9包括右副后刀面9A、主后刀面9B和左副后刀面9C。连接部12中央设置用于安装刀片夹紧螺钉13的贯通孔11，该孔沿所述刀片厚度方向贯通上、下表面2、3。刀片本体1的侧面4包括过渡部的侧面4B和连接部的侧面4A，过渡部5下表面是平面，上表面是对称的V形槽，过渡部5的侧面4B与下表面3垂直，连接部的侧面4A也与下表面3垂直；在刀片装夹后，同侧的两个过渡部5的侧面4B上部分别与安装座两个侧面25A的上部接触并压紧，刀片的过渡部5的侧面4B的下部与安装座侧面25A的下部之间保留间隙，安装座的侧面25A作为刀片支承面。特别地，所述切槽刀片本体1关于贯通孔11的中心线M呈120°旋转对称。采用这样的结构，使得所述切槽刀片具有三个切削刃，安装强度高，经济性好。

如图5所示，本实施例切槽刀片各主切削刃7B的刃宽相等，记为W，且1.0mm≤W≤6.0mm。所述切槽刀片各主切削刃7B的中点连线构成平行于下表面3的正三角形。所述连接部12外廓（除过渡部处以外）的内切圆半径记为R₁，其外接圆半径记为R₂，且R₁、R₂与所述刀片上表面2的正三角形内切圆半径R的关系是：2/3R≤R₁≤R，R₂＜R，确保中央连接部12有足够强度。本实施例中，R₁=4.85，R₂=5.55，R=6.35。

图7～8是本发明切槽刀具夹紧机构中压板的实施例图示。如图7和图8所示，在切槽加工中，刀片在径向进给的同时还存在轴向进给，从而产生轴向切削阻力，前伸的切削头部6和过渡部5会发生水平面内的偏转，为了抵抗该切削抗力，压板14前端设计了V型筋22，使得V型筋22的两侧面22A、22B分别压住过渡部5的V型槽的两侧面5A、5B，如此设计以提高刀具的刚性，降低上述偏转的程度。此外，压板贯通孔15作成拉长的孔，在刀柄轴向方向上，该孔两侧是180°圆弧，圆弧之间是直线段，如此设计，压板14可以在轴向方向上变动位置，从而使压板14前伸或后缩，以适应不同加工工况对夹紧机构夹紧力和对排屑空间的需要。

图9～12是本发明切槽刀具的实施例图示。如图12所示，本实施例的切槽刀具，包括刀柄24、可拆装地安装在刀具前端的切槽刀片本体1和夹紧机构。所述切槽刀具前端设有安装所述切槽刀片的安装座25。所述安装座25包括一个支承底面25B、两支承侧面25A和一个刀片螺钉孔21，支承底面25B是平面，两支承侧面25A上部是垂直于支承底面25B的小平面。所述刀片通过贯穿贯通孔11的夹紧螺钉13与刀柄24在压板螺钉孔20内连接固定，有效防止了刀片在加工过程中的轴向窜动。如图9～10所示，夹紧机构中的压板14通过压板螺钉16贯穿压板贯通孔15，并旋进刀柄24的压板螺钉孔20来实现锁紧，压板销柱17插入刀柄24的弹簧安装孔19，并压缩安装孔19内的弹簧18。压板销柱17与刀柄上的弹簧安装孔19配合，限制压板14的径向和轴向的移动，从而防止刀片绕刀片中心线M的水平面内偏转。如图4和图8～10所示，压缩的弹簧18对压板销柱17产生垂直向上的力F1，通过压板14这根杠杆，在V型筋22处产生对刀片过渡部5向下的压紧力F2，使得刀片被稳固地安装在刀柄上。如此，通过压板14前端的V型筋22与上述切槽刀片过渡部5的V型槽接触并压紧来抵抗切削抗力，可以提高切削加工的稳定性。此外，由于所述切槽刀片下表面3是平面，与之接触的刀具安装座25也是平面，如此设计，提高了刀片和刀柄安装的配合精度，同时降低了刀柄的加工难度和刀片的工艺难度。

如图11～12所示，所述刀具的刀柄24采用螺钉和压板双重夹紧方式，其结构稳固。螺钉夹紧方式能有效防止刀片轴向窜动的发生，由于作为刀片定位面中的下表面3是平面，故刀片下表面3和刀具的安装座底面25B能紧密配合，提高刀片定位的精度，加上压板在刀片上部通过V形筋和V形槽嵌合压紧，刀片夹持稳固，能降低切削过程中崩刃的可能性，而且切削刃位置再现精度高，加工表面质量高，特别适用于切槽加工。特别地，所述刀片的上表面2比安装座25周边的压板定位面23高出0.1～0.2mm，支承侧面25A下部与支承底面25B的夹角为θ，其范围是：88°≤θ≤89.5°，这样做的目的是使得刀片过渡部5的侧面4B上部与安装座侧面25A上部压紧，而过渡部5的侧面4B其余区域与安装座侧面支承面25A保持一定间隔，以保证刀片锁紧时二者之间有一定的弹性变形空间，从而增强二者之间的夹紧力。此外，弹簧安装孔19作成拉长的孔，在刀柄轴向方向上，该孔两侧是180°圆弧，圆弧之间是直线段，如此设计，压板销柱17可以在轴向方向上变动位置，配合压板的前伸或后缩，以适应不同加工工况对夹紧机构夹紧力和对排屑空间的需要。

以上说明了作为本发明实施例的切槽刀片和切槽刀具，但是本发明不限于此，可以在不脱离本发明技术思想的范围内进行适当的改变。例如，虽然在本发明切槽刀片实施例的图4至图6中，切槽刀片过渡部5上表面是对称的V型槽，但是不限于此，可以将它变更为V型加强筋，相应地与刀柄的V型槽配合使用，用来增强刀片切削头部6的刚性。又例如，中央连接部12也可以设计成其他形状，增加其刚性或艺术感。此外，虽然对具有沿厚度方向贯通刀片本体的贯通孔9的切槽刀片1进行了说明，但也可以不设置贯通孔9，直接用采用压板压紧的夹紧方式，安装更简便，只是需要考虑防止脱刀的特别设计。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。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作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。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。

Claims (7)

1.一种三头切槽刀片，包括刀片本体；其特征在于：所述刀片本体具有相对于刀片本体的中心向外突出的三个切削头部、位于刀片本体中央的连接部、以及切削头部与连接部之间的长条状过渡部；

所述三个切削头部分别设有断屑槽、切削刃和后刀面，且切削刃是由断屑槽与后刀面相交形成；所述切削刃包括处在切削头部的上表面的外侧沿的主切削刃和配置于主切削刃两侧的左、右侧刃；三个切削头部的各主切削刃的中点连线构成一个正三角形；

所述刀片本体设有贯通孔，该贯通孔位于刀片本体的中央，沿所述刀片本体的厚度方向贯通刀片本体的上表面与下表面；

所述过渡部的上表面设为对称的V型槽或V型筋，过渡部的下表面设为平面，且与所述切削头部和连接部的下表面共面；所述过渡部和所述连接部的侧面均与过渡部的下表面垂直。

2.根据权利要求1所述的三头切槽刀片，其特征在于：所述连接部的外廓的内切圆半径记为R₁，其外接圆半径记为R₂，且R₁、R₂与所述刀片上表面的所述正三角形内切圆半径R的关系是：2/3R≤R₁≤R，R₂＜R。

3.根据权利要求1所述的三头切槽刀片，其特征在于：所述三个切削头部的主切削刃的刃宽相等，记为W，且2.0mm≤W≤6.0mm。

4.根据权利要求1所述的三头切槽刀片，其特征在于：所述刀片本体关于贯通孔的中心线M呈120°旋转对称。

5.一种刀具，包括刀柄、可拆装地安装在刀柄前端的如权利要求1至4所述任一权利要求的三头切槽刀片以及夹紧螺钉、压板、压板螺钉、弹簧；所述刀柄前端设有安装所述三头切槽刀片的安装座；所述安装座包括一个支承底面、两支承侧面和一个刀片螺钉孔，支承底面是平面，两支承侧面上部是垂直于支承底面的小平面，支承侧面下部与支承底面的夹角为θ，其范围是：88°≤θ≤89.5°；所述三头切槽刀片的底面与安装座的底面相接触，所述三头切槽刀片的侧面与两支承侧面上部相接触；所述夹紧螺钉穿过三头切槽刀片的贯通孔与安装座的刀片螺钉孔相固定，所述压板通过压板螺钉固定在所述刀柄上，压板的一端压在所述三头切槽刀片上，压板的另一端通过弹簧与所述刀柄相抵靠。

6.根据权利要求5所述的刀具，其特征在于：所述压板的中间设有压板贯通孔，压板的一端设有V型筋或V型槽，压板的另一端设有销柱；所述刀柄分别设有弹簧安装孔和压板螺钉孔；压板螺钉穿过所述压板贯通孔与刀柄的压板螺钉孔相连接，压板的销柱插在所述弹簧安装孔中，所述弹簧套在所述销柱外，所述弹簧张顶在压板与弹簧安装孔之间；所述压板的V型筋与所述三头切槽刀片的过渡部的V型槽相配合。

7.根据权利要求6所述的刀具，其特征在于：所述的压板的贯通孔和刀柄上的弹簧安装孔均作成拉长的孔，在刀柄轴向方向上，该孔两侧是180°圆弧，圆弧之间是直线段。