切削刀片
阅读：332发布：2020-05-12
专利汇可以提供切削刀片专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 切削刀片 (1)包括位于前刀面(2)上的棱面(9)和断屑槽槽沟(10)，棱面(9)通过与 后刀面 (3)交接而提供切削刃(4)。断屑槽槽沟(10)包括断屑槽(11)。棱面(9)的一部分沿着切削刃(4)的位于圆 角 部中的一部分延伸，棱面(9)的该部分的宽度T在0.05mm＜T＜0.15mm的范围内。在断屑槽槽沟(10)的位于棱面侧的倾斜表面上设置有多个峰部(12)，各个峰部(12)沿着切削刃(4)的位于圆角部中的整个部分延伸。各个峰部(12)沿着断屑槽槽沟(10)的深度方向并排地排列。形成每个峰部(12)的斜面中的至少一个斜面的前角θ表示为θ＞20°。根据本 发明 ，能够抑制月牙洼磨损。，下面是切削刀片专利的具体信息内容。
1.一种在圆角部中具有切削刃(4)的切削刀片，所述切削刀片包括：
设置在前刀面(2)上的棱面(9)和断屑槽槽沟(10)，所述棱面(9)通过与后刀面(3)交接而提供所述切削刃(4)，所述断屑槽槽沟(10)与所述棱面(9)连接；以及
断屑槽(11)，其位于所述断屑槽槽沟(10)的更靠近中央陆部(5)的一侧，其中，所述棱面(9)的一部分沿着所述切削刃(4)的位于所述圆角部中的一部分延伸，所述棱面(9)的所述一部分的宽度T在0.05mm＜T＜0.15mm的范围内，
在所述断屑槽槽沟(10)的倾斜表面上设置有多个峰部(12)，所述倾斜表面位于棱面侧并且沿着远离所述切削刃(4)的方向形成向下的斜面，所述峰部(12)沿着所述切削刃(4)的位于所述圆角部中的一部分延伸并且沿着所述断屑槽槽沟(10)的深度方向并排地排列，形成每个峰部(12)的斜面中的至少一个斜面的前角θ满足θ＞20°的条件，并且设置在所述断屑槽槽沟(10)的所述倾斜表面上的每个峰部(12)由各自具有不同的前角且彼此交接的两个斜面(A，B)形成，位于所述棱面侧的一个斜面(A)的前角θA和位于断屑槽侧的另一个斜面(B)的前角θB满足θA＜θB的条件，并且所述斜面(A)的宽度WA和所述斜面(B)的宽度WB满足WA＜WB的条件。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，
所述斜面(A，B)的前角θA和θB分别表示为θA≥20°和θB≥30°。
3.根据权利要求1或2所述的切削刀片，其中，
所述棱面(9)的宽度T在0.07mm≤T＜0.15mm的范围内。
4.根据权利要求1或2所述的切削刀片，其中，
所述断屑槽(11)包括断屑槽壁(11b)和多个球形的断屑槽突起(11a)，所述断屑槽突起(11a)沿着所述切削刃(4)排列，所述断屑槽壁(11b)从所述断屑槽突起(11a)后方朝所述中央陆部(5)向上倾斜地延伸直到比所述断屑槽突起(11a)高的位置。
5.根据权利要求3所述的切削刀片，其中，
所述断屑槽(11)包括断屑槽壁(11b)和多个球形的断屑槽突起(11a)，所述断屑槽突起(11a)沿着所述切削刃(4)排列，所述断屑槽壁(11b)从所述断屑槽突起(11a)后方朝所述中央陆部(5)向上倾斜地延伸直到比所述断屑槽突起(11a)高的位置。
切削刀片
技术领域
背景技术
[0002] 近年来，已经出现了频繁使用由例如钛等难切削材料制成的结构部件等的趋势，并且对此类难切削材料进行切削的情况的数量日益增长。当对此类难切削材料进行加工时，专门采用为不锈钢设计的包括断屑槽的切削刀片。
[0004] 专利文献1所披露的切削刀片包括设置在沿着切削刃延伸的前刀面上的用于加强刀刃的平坦棱面。该棱面具有约0.15mm～0.25mm的宽度。上述切削刀片还包括与棱面连接的断屑槽槽沟以及设置在该断屑槽槽沟和切削刀片的中央陆部之间的断屑槽突起。
[0006] 在使用后一种切削刀片对不锈钢进行加工的情况下，具有小于20°的前角且具有至多为约0.5mm的宽度的前刀面沿着切削刃设置。而且，具有大于20°的倾角的断屑槽槽沟设置在前刀面的末端(距切削刃更远的一侧被视为末端)。
[0007] 引证文件列表
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1：未经审查的日本专利申请公开No.6-190612
[0010] 专利文献2：未经审查的日本专利申请公开No.2002-103107
发明内容
[0011] 技术问题
[0012] 当对例如钛等难切削材料进行加工时，月牙洼磨损在刀刃附近有显著的进展。因此，专利文献1所披露的产生刀刃加强效果的平坦棱面沿着切削刃设置的构造在寿命方面是有利的。然而，包括具有较大宽度的平坦棱面的切削刀片无法以好的方式截断切屑。因此，会生成长切屑从而妨碍加工作业。
[0013] 同时，专利文献2所披露的不包括棱面的构造提供高锐度并且与包括棱面的构造相比在切屑处理性能方面更优越。然而，由于刃部处的厚度较小，所以刀刃容易随着月牙洼磨损的进展而断裂从而导致寿命短的问题。
[0014] 本发明提供了一种具有改进形状的切削刀片，以便即使在对难切削材料进行加工时也能在抑制月牙洼磨损的情况下同时实现长寿命和良好的切屑处理性能。
[0015] 技术方案
[0016] 为了解决上述问题，本发明提供下述一种在圆角部中具有切削刃的切削刀片。具体来说，所述切削刀片包括：设置在前刀面上的棱面和断屑槽槽沟，所述棱面通过与后刀面交接而提供所述切削刃，所述断屑槽槽沟与所述棱面连接；以及断屑槽，其位于所述断屑槽槽沟的更靠近中央陆部的一侧。
[0017] 所述棱面的一部分沿着所述切削刃的位于所述圆角部中的一部分延伸，所述棱面的所述一部分的宽度T在0.05mm＜T＜0.15mm的范围内。
[0018] 在所述断屑槽槽沟的倾斜表面上设置有多个峰部，所述倾斜表面位于棱面侧并且沿着远离所述切削刃的方向形成向下的斜面，所述峰部沿着所述切削刃的位于所述圆角部中的一部分延伸并且沿着所述断屑槽槽沟的深度方向(顺着槽沟的底部的方向)并排地排列。
[0019] 形成每个峰部的斜面中的至少一个斜面的前角θ满足θ＞20°的条件。
[0020] 在下面列出所述切削刀片的优选形式。
[0021] (1)设置在所述断屑槽槽沟的所述倾斜表面上的每个峰部由各自具有不同的前角且彼此交接的两个斜面A和B形成。位于所述棱面侧的一个斜面A的前角θA和位于断屑槽侧的另一个斜面B的前角θB满足θA＜θB的条件。所述斜面A的宽度WA和所述斜面B的宽度WB满足WA＜WB的条件。
[0022] (2)所述斜面A的前角θA和所述斜面B的前角θB分别表示为θA≥20°和θB≥30°。
[0023] (3)所述棱面的宽度T在0.07mm≤T＜0.15mm的范围内。
[0024] 有益效果
[0025] 根据本发明的切削刀片包括沿着切削刃延伸的棱面。因此，增加了刃部的厚度并且使刀刃得到加强。然而，仅仅通过设置棱面来加强刀刃不会有效地防止月牙洼磨损的进展。
[0026] 为了在保持锐度的同时截断切屑，使棱面的宽度T小于0.15mm。因此，通过设置棱面来加强刀刃的效果是有限的。
[0027] 根据本发明，通过设置棱面来加强刀刃的不足由设置在断屑槽槽沟的位于棱面侧的倾斜表面上的峰部弥补。也就是说，由于设置了多个峰部，所以与不具有峰部的构造相比刀刃附近的厚度更大，从而刀刃的强度提高。而且，由于多个峰部沿着断屑槽槽沟的深度方向并排地排列，所以切屑与前刀面(断屑槽槽沟的槽沟表面)局部接触并且接触压力有变化，这也是有效的。凭借上述效果的组合，能够抑制月牙洼磨损的进展。
[0029] 图1是根据本发明的示例性切削刀片的透视图。
[0030] 图2是图1所示切削刀片的位于锐角角部的圆角部的放大透视图。
[0031] 图3是沿着图2中的线X-X截取的放大剖视图。
具体实施方式
[0032] 现在，参照所附的图1至图3来描述根据本发明的切削刀片的实施例。作为实例示出的切削刀片1是菱形的可转位刀片。切削刀片1包括形成上表面或下表面的前刀面2、形成一组侧表面的后刀面3以及在前刀面2和后刀面3的交接处形成棱线的切削刃4。
[0033] 切削刀片1还包括设置在前刀面2上的中央陆部5、贯通中央陆部5的中心(上表面的中心和下表面的中心)的安装孔6、与具有锐角的角部对应的圆角部7、与具有钝角的角部对应的圆角部8、设置在前刀面2上并在与后刀面3交界处提供切削刃4的平坦棱面9以及与棱面9连接的断屑槽槽沟10。在断屑槽槽沟10的更靠近中央陆部5的一侧设置有断屑槽11。
[0034] 作为实例示出的切削刀片1包括沿着上表面或下表面的整个周缘延伸的切削刃4。棱面9和断屑槽槽沟10也沿着整个切削刃4延伸。
[0035] 圆角部7和8处的每个断屑槽11是断屑槽壁11b和多个球形的断屑槽突起11a的组合，断屑槽突起11a沿着切削刃4排列，断屑槽壁11b从断屑槽突起11a后方朝中央陆部5向上倾斜地延伸直到比断屑槽突起11a高的位置。在切削刃的位于相邻角部之间的每个直线部分的中部，通过使断屑槽壁11b朝切削刃突出而只设有断屑槽壁11b。尽管即使没有断屑槽突起11a也可以处理切屑，然而通过设置断屑槽突起11a能够进一步提高切屑处理性能。
[0036] 安装孔6并非必需。虽然作为实例示出的切削刀片1的棱面9和断屑槽槽沟10各自设置在与具有钝角的角部对应的圆角部8，但是也可以在与具有钝角的角部对应的圆角部处省略棱面和断屑槽槽沟。
[0037] 虽然所示切削刀片1的棱面9是与后刀面3垂直的表面(具有0°倾角的表面)，但是棱面9也可以是具有少许倾角(例如3°或更小)的棱面。棱面9的一部分沿着切削刃4的位于每个圆角部中的一部分延伸，棱面9的该部分的宽度T大于0.05mm且小于0.15mm。通过将棱面的该部分的宽度T设定为0.05mm或更大，能够产生预期的提高刃部的强度的效果。沿着切削刃的除位于各圆角部中的部分之外的部分延伸的棱面的宽度T可以是0.15mm或更大。
[0038] 通过使沿着切削刃的位于每个圆角部中的部分延伸的棱面的一部分的宽度T小于0.15mm，避免了由于棱面的宽度过大而造成的切屑截断功能的劣化和锐度(锋利度)的降低。
[0039] 更优选的是：棱面9的宽度T可以是0.07mm≤T＜0.15mm。在这种情况下，进一步抑制了切屑截断功能的劣化和锐度的降低。特别地，如果切削深度较大，则更优选将棱面的宽度T设定为较大值(0.10mm≤T＜0.15mm)。
[0040] 断屑槽槽沟10首先从棱面9的内端向下延伸然后在断屑槽槽沟10的末端向上弯曲。倾斜表面10a位于棱面侧(位于起始端一侧)并沿着远离切削刃4的方向形成向下的斜面，并且倾斜表面10a具有图3所示的多个峰部12，峰部12沿着断屑槽槽沟10的深度方向并排地排列。
[0041] 峰部12至少设置在对切削做出贡献的那些圆角部上。峰部12沿着棱面9与切削刃4平行地延伸，并且沿着切削刃4的位于上述每个圆角部中的整个部分(以遍及切削刃的对切削做出贡献的所有部分而存在的方式)延伸。
[0042] 所示峰部12分别形成在各自具有不同前角的两个斜面A和B的交接处。峰部12可以分别具有这样的形状：即在斜面A和B之间包括峰部12的顶部的尖锐棱线被去除的表面的形状。两个斜面中的至少一个斜面具有大于20°的前角θ。
[0043] 在图3所示的每个峰部12中，斜面B的前角θB大于斜面A的前角θA，并且斜面A的宽度WA小于斜面B的宽度WB。因而，具有较大前角的斜面B用作实际前刀面。
[0044] 满足θA＜θB和WA＜WB这两个条件的多个峰部12沿着断屑槽槽沟10的深度方向并排地排列，从而增加了刀刃附近的厚度。如图3中的线L所示，断屑槽槽沟10的位于棱面侧且不具有峰部的槽沟表面以与斜面B相同的角度倾斜。与该槽沟表面相比，位于线L上方的一组部分与刀片材料的增加量对应。由于刀片材料增加，所以对月牙洼磨损的耐受性提高而锐度未降低。
[0045] 优选分别将斜面A的前角θA和斜面B的前角θB设定为θA≥20°且θB≥30°。因而，可以预期在保持锐度的同时提高强度的效果得到增强。尽管没有限定具体的上限，然而优选满足θ≤60°以便提供预定的强度水平。
[0046] 实例
[0047] (实例1)
[0048] 用试验方法制备出符合国际标准化组织(ISO)标准No.CNMG120412(具有12.7mm的边长且具有80°的刀刃角部角，并且含有锆的烧结硬质合金基材)的菱形负角涂层切削刀片。如图1所示，该试验制品包括沿着每个圆角部7和8中的切削刃4排列的多个球形的断屑槽突起11a以及从断屑槽突起11a后方朝中央陆部5向上倾斜地延伸直到比断屑槽突起11a高的位置的断屑槽壁11b。此外，如图3所示，三个峰部沿着断屑槽槽沟的深度方向并排地设置在断屑槽槽沟的位于棱面侧的倾斜表面上。
[0049] 图3所示各个部分的尺寸如下。
[0050] 本发明制品1
[0051] 沿着圆角部中的切削刃的棱面的宽度T：0.09mm(恒定)
[0052] 沿槽沟宽度方向从切削刃4到最高的一个斜面A的末端的长度W1：0.12mm[0053] 形成各峰部12的斜面B沿槽沟宽度方向的长度WB1和WB2分别为：0.1mm和0.1mm[0054] 从顶部起算形成第二个峰部12和第三个峰部12的斜面A沿槽沟宽度方向的长度WA1和WA2分别为：0.05mm和0.05mm
[0055] 斜面A的前角θA：20°
[0056] 斜面B的前角θB：30°
[0057] 本发明制品2
[0058] 沿着圆角部中的切削刃的棱面的宽度T：0.07mm(恒定)
[0059] 其他规格参数与本发明制品1中的参数相同。在圆角的二等分线上测量沿着圆角部中的切削刃的棱面的宽度T。
[0060] 还制备出下述比较制品1～7，除以下参数之外，这些比较制品的规格参数与本发明制品1的参数相同。
[0061] 比较制品1
[0062] 沿着圆角部中的切削刃的棱面的宽度T：0.2mm(恒定)
[0063] 在断屑槽槽沟的槽沟表面上是否存在任何峰部：存在
[0064] 断屑槽槽沟的槽沟表面的前角：16°
[0065] 比较制品2
[0066] 棱面宽度：0.16mm(恒定)
[0067] 在断屑槽槽沟的槽沟表面上是否存在任何峰部：不存在
[0068] 断屑槽槽沟的槽沟表面的前角：18°
[0069] 比较制品3
[0070] 棱面宽度：0.15mm(恒定)
[0071] 在断屑槽槽沟的槽沟表面上是否存在任何峰部：不存在
[0072] 断屑槽槽沟的槽沟表面的前角：20°
[0073] 比较制品4
[0074] 棱面：无
[0075] 在断屑槽槽沟的槽沟表面上是否存在任何峰部：不存在
[0076] 断屑槽槽沟的槽沟表面的前角：18°
[0077] 比较制品5
[0078] 棱面：无
[0079] 在断屑槽槽沟的槽沟表面上是否存在任何峰部：不存在
[0080] 断屑槽槽沟的槽沟表面的前角：14°
[0081] 比较制品6
[0082] 棱面：无
[0083] 在断屑槽槽沟的槽沟表面上是否存在任何峰部：不存在
[0084] 断屑槽槽沟的槽沟表面的前角：30°
[0085] 比较制品7
[0086] 棱面宽度：0.05mm(恒定)
[0087] 在断屑槽槽沟的槽沟表面上是否存在任何峰部：存在
[0088] 形成峰部的斜面A的前角θA：30°
[0089] 斜面B的前角θB：35°
[0090] 使用上述本发明制品和比较制品，在下列条件下对作为以Ti-6Al-4V表示的复合物的钛合金进行切削。
[0091] 切削条件
[0092] 切削速度V：65m/分钟
[0093] 进给率f：0.2mm/转
[0094] 切削深度ap：2.5mm
[0095] 切削模式：湿式
[0096] 作为试验的结果，比较制品1～3与其他比较制品相比具有更长的刀具寿命。然而，这三个比较制品都表现出较差的切屑处理性能从而生成未截断的长切屑。
[0097] 比较制品4和5与比较制品1～3相比表现出更好的切屑处理性能但是具有更短的刀具寿命。
[0098] 比较制品6和7与比较制品4和5相比表现出更好的切屑处理性能，但是如同比较制品4和5一样与比较制品1～3相比具有更短的刀具寿命。
[0099] 相比之下，本发明制品1和2在切屑处理性能和刀具寿命两方面均优于所有比较制品。以所有比较制品中表现出最好结果的比较制品4的切屑处理性能作为基准来确定切屑处理性能的等级。以所有比较制品中表现出最好结果的比较制品1～3的刀具寿命作为基准来确定刀具寿命的等级。将试验的结果总结在表1中。
[0100] 表1
[0101]
[0102] A：优B：比基准好C：基准D：比基准差E：差
[0103] [实例2]
[0104] 采用在上述实例1中使用的本发明制品1、比较制品1以及通过将位于本发明制品1的棱面在圆角部中的宽度T改变为0.12mm(该棱面的其它部分的宽度为0.15mm)而获得的本发明制品3进行加工试验。除了切削深度ap为5.0mm且进给率f为0.25/转之外，该试验是在与实例1相同的条件下进行的。
[0105] 虽然本发明制品3在切屑处理性能和刀具寿命两方面均表现出良好的结果，但是本发明制品1表现出比本发明制品3低的耐久性。另外，虽然比较制品1的刀具寿命与本发明制品1相当，但是比较制品1的切削处理性能比本发明制品1差。
[0106] [表2]
[0107]
[0108] A：优B：比基准好C：基准D：比基准差E：差
[0109] [实例3]
[0110] 采用在上述实例2中使用的本发明制品3和不具有棱面的比较制品8和比较制品9在下述条件下进行加工试验。
[0112] 切削条件
[0113] 切削速度V：45m/分
[0114] 进给率f：0.25mm/转
[0115] 切削深度ap：5.0mm
[0116] 切削模式：湿式
[0117] 本发明制品3在切屑处理性能和刀具寿命两方面均表现出良好的结果，而比较制品8和比较制品9表现出更低的切屑排出性能并且具有更短的刀具寿命。
[0118] [表3]
[0119]
[0120] A：优B：比基准好C：基准D：比基准差E：差
[0121] 尽管上述描述涉及示例性菱形切削刀片，但是本发明也可以适用于具有诸如正三角形和正方形等正多边形切削刀片。
[0122] 附图标记列表
[0123] 1 切削刀片
[0124] 2 前刀面
[0125] 3 后刀面
[0126] 4 切削刃
[0127] 5 中央陆部
[0128] 6 安装孔
[0129] 7、8 圆角部
[0130] 9 棱面
[0131] 10 断屑槽槽沟
[0132] 11 断屑槽
[0133] 12 断屑槽槽沟的倾斜表面上的峰部
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