本發(fā)明涉及金屬切削技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種切削刀片。

背景技術(shù)：

切削刀片切削單元由主切削刃、副切削刃及位于主切削刃、副切削刃之間的拐角切削刃組成，行業(yè)內(nèi)為了提高切削刀片的性價(jià)比，將部分切削刀片的主切削刃、副切削刃設(shè)計(jì)成具有相同切削結(jié)構(gòu)的切削刃，即切削刀片切削單元由相鄰的兩條主切削刃位于該兩主切削刃之間的拐角切削刃組成，從而增加單個(gè)切削刀片的切削單元的數(shù)量。切削刀片切削時(shí)主切削刃承受大部分切削力，而副切削刃或作為副切削刃的主切削刃只承受較小的切削力但決定加工表面質(zhì)量，主切削刃的切削力的大小直接影響切削刀片的切削效率、壽命及切削的穩(wěn)定性。

在切削速度、切削進(jìn)給和切削深度等切削要素相同情況下，切削單元中切削力的大小主要取決于切削刃的切入角度（主切削刃和進(jìn)給方向的夾角），和單位切削刃長度上承受的真實(shí)切削深度。為了降低切削刀片切削單元上切削力的大小，人們將切削刀片設(shè)計(jì)成具有復(fù)雜切削刃結(jié)構(gòu)的切削刀片以優(yōu)化切削刃的切入角度和切削刃單位的真實(shí)切削深度，采用關(guān)于直線對(duì)稱的具有多個(gè)波形結(jié)構(gòu)的切削刃的切削刀片在行業(yè)內(nèi)得到廣泛使用，該類切削刀片具有多個(gè)關(guān)于直線對(duì)稱的波形切削刃，切削時(shí)，作為主切削刃的波形切削刃單位切削刃長度小于切削要素中切削深度，降低了切削刃單位長度的切削負(fù)載，提升了切削刀片的壽命并并一定程度上拓寬了切削刀片的在切削深度方面應(yīng)用范圍。該類切削刀片的切入角雖然發(fā)生周期性變化，但是實(shí)際切入角平均值基本沒有發(fā)生變化，徑向的切削力隨著切削深度基本呈線性的增加，由于徑向切削力的大小直接影響切削振動(dòng)，該類切削刀片在進(jìn)行高效切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生大的振動(dòng)，不適用精密切削加工，尤其是將該類切削刀片的應(yīng)用于大懸伸加工時(shí)，隨著切削深度的增加切削刀片產(chǎn)生劇烈震動(dòng)，壽命急劇下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種切入穩(wěn)定、切削振動(dòng)小、加工表面質(zhì)量好且適用于大懸伸加工的切削刀片。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種切削刀片，包括呈四邊形板狀的刀片本體，所述刀片本體由上表面、下表面以及連接上表面和下表面的側(cè)面圍成，所述上表面與側(cè)面相交形成四條相同的主切削刃和位于相鄰主切削刃之間的四條拐角切削刃，所述主切削刃包括直線切削刃和在上表面方向上呈弧形的弧形切削刃，所述弧形切削刃上設(shè)有在側(cè)面方向上呈波形的波形切削刃。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述波形切削刃設(shè)有多個(gè)相同的波形單元，所述波形單元包括波峰、波谷以及位于波峰、波谷之間的波牙，在所述上表面方向上，所述波峰、波谷為圓弧線，所述波牙為直線。

在所述側(cè)面方向上，所述波形單元為余弦曲線。

在所述主切削刃的直線切削刃和弧形切削刃相交處，所述直線切削刃與弧形切削刃的切線之間的夾角為α，且滿足：15°≤α≤35°。

所述弧形切削刃與相鄰的拐角切削刃之間設(shè)有刃形與所述弧形切削刃不同的第三切削刃，所述第三切削刃在所述主切削刃延伸方向上的長度為H，且滿足：0.2mm≤H≤1.2mm。

所述第三切削刃為直線型切削刃，在所述上表面中，所述第三切削刃和該第三切削刃對(duì)應(yīng)主切削刃中的直線切削刃之間的夾角為β，且滿足：5°≤β≤20°。

所述第三切削刃為圓弧切削刃，所述第三切削刃的半徑為R1，且滿足：5mm≤R1≤50mm。

所述弧形切削刃呈向所述切削刀片中心凹進(jìn)的圓弧形，圓弧半徑為R，相對(duì)的兩條直線切削刃之間的距離為L1，且滿足：1.5L1≤R≤4 L1。

所述刀片本體的中心設(shè)有穿過所述上表面和下表面的中心孔，所述切削刀片關(guān)于所述中心孔的中心軸軸對(duì)稱。

四條所述弧形切削刃具有共同的內(nèi)切圓，所述內(nèi)切圓的圓心位于所述中心軸上，所述內(nèi)切圓的直徑為D，且滿足：0.8 L1≤D≤L1。

沿所述波形切削刃的延伸方向，各所述波形單元對(duì)應(yīng)的波形的波長逐漸縮小。

所述側(cè)面包括與所述主切削刃對(duì)應(yīng)的主側(cè)面以及與所述拐角切削刃對(duì)應(yīng)的拐角面，所述主側(cè)面包括分別與所述直線切削刃、弧形切削刃、波形切削刃對(duì)應(yīng)的直側(cè)面、弧側(cè)面和波側(cè)面。

所述弧側(cè)面位于相鄰的拐角面、直側(cè)面之間并和該相鄰的拐角面、直側(cè)面相連，所述波側(cè)面位于同一主側(cè)面上的直側(cè)面、弧側(cè)面之間并與該直側(cè)面、弧側(cè)面相連，所述直側(cè)面、弧側(cè)面為平面，所述波側(cè)面為波形側(cè)面，所述弧側(cè)面后角為γ，所述波側(cè)面的后角為γ’，且滿足：2°≤γ’-γ≤6°。

在所述上表面方向上，所述弧形切削刃與波形切削刃之間的最大距離為L2，且滿足：0.1mm≤L2≤0.4mm。

在所述上表面方向上，單個(gè)所述波形單元上相鄰的向外波牙之間的夾角為λ，且滿足：100°≤λ≤150°。

單個(gè)所述主切削刃上的波形切削刃上設(shè)有M個(gè)波形單元，且滿足：2≤M≤5。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明的切削刀片，四個(gè)主切削刃均包括直線切削刃和弧形切削刃，而弧形切削刃上設(shè)有波形切削刃，波形切削刃跟隨弧形切削刃發(fā)生規(guī)律變化，在切削過程中，較現(xiàn)有技術(shù)中普通的波形刃切削刀片，主切削刃單位長度上承受的真實(shí)切削深度較小，切入角隨著切削深度動(dòng)態(tài)改變從而降低切削力，使切削刀片小切深時(shí)十分輕快，而大切深時(shí)振動(dòng)小、切削穩(wěn)定，具有優(yōu)秀的表面加工能力，可廣泛用于大懸伸、高精度加工，適用范圍廣。

本發(fā)明的切削刀片應(yīng)用于銑削加工時(shí)，由于主切削刃包括直線和弧形兩種刃形結(jié)構(gòu)，切削單元由主切削刃、副切削刃（與主切削刃相鄰的直線切削刃）和主切削刃、副切削刃之間的拐角切削刃組成，主切削刃單位切削刃長度上承受十分小的真實(shí)切削深度，從而降低切削刀片單位切削刃上的負(fù)載，提高切削刃的抗沖擊能力，因此，本發(fā)明的切削刀片可適用于切削深度較大的銑削加工中；同時(shí)，由于弧形切削刃上具有波形切削刃，在進(jìn)行小切深的切削時(shí)，主切削刃具有大的平均切入角，切削時(shí)十分輕快穩(wěn)定，平均切入角隨切深度增加而快速減小直至主切削刃中直線切削刃的切入角的最小值，切削力增加部分主要集中在軸向方向，徑向只有小幅度的變化，本發(fā)明公開的切削刀片銑削時(shí)合理分配主切削刃的真實(shí)切削深度和切入角，實(shí)現(xiàn)小切深銑削時(shí)切削輕快，且大切深銑削振動(dòng)小、切削穩(wěn)定，即使應(yīng)用于大懸伸、高精度加工，仍具有優(yōu)秀的表面加工質(zhì)量。

本發(fā)明的切削刀片應(yīng)用于鉆孔、擴(kuò)孔加工時(shí)，由于主切削刃包括直線和弧形兩種刃形結(jié)構(gòu)，切削單元由主切削刃、副切削刃（與主切削刃相鄰的直線切削刃）和主切削刃、副切削刃之間的拐角切削刃組成，主切削刃單位切削刃長度上承受十分小的真實(shí)切削深度，降低切削刀片單位切削刃負(fù)載，提高切削刃的抗沖擊能力、切削壽命，大幅提升切削效率。小徑向切削深度加工時(shí)，直線切削刃可以保證切入工件時(shí)的穩(wěn)定，同時(shí)，由于弧形切削刃上具有波形切削刃，在進(jìn)行小切深的切削時(shí)，主切削刃具有大的平均切入角，產(chǎn)生大的徑向向外的徑向力，快速平衡直線切削刃產(chǎn)生的徑向向內(nèi)的切削力，隨著切削深度的增加，波形切削刃平均切入角隨切削深度增加而減少至最小值，切削力增加部分主要集中在軸向方向，徑向只有小幅度的變化，本發(fā)明公開的切削刀片應(yīng)用于孔加工時(shí)，能合理分配主切削刃的真實(shí)切削深度和切入角，實(shí)現(xiàn)小徑向切深孔加工時(shí)切削輕快，大徑向切深銑削振動(dòng)小、切削穩(wěn)定，即使應(yīng)用于大懸伸、高精度孔加工，仍具有優(yōu)秀的表面加工質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明切削刀片第一種實(shí)施例的立體圖。

圖2是本發(fā)明切削刀片第一種實(shí)施例的主視圖。

圖3是本發(fā)明切削刀片第一種實(shí)施例的后視圖。

圖4是本發(fā)明切削刀片第一種實(shí)施例的仰視圖。

圖5是圖2中A-A視圖。

圖6是本發(fā)明切削刀片第二種實(shí)施例的主視圖。

圖中各標(biāo)號(hào)表示：

1、刀片本體；2、上表面；3、下表面；4、側(cè)面；41、主側(cè)面；411、直側(cè)面；412、弧側(cè)面；413、波側(cè)面；42、拐角面；5、主切削刃；6、拐角切削刃；7、直線切削刃；8、弧形切削刃；9、波形切削刃；10、波形單元；101、波峰；102、波谷；103、波牙；11、第三切削刃；12、中心孔；13、中心軸；14、內(nèi)切圓。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1至圖5示出了本發(fā)明切削刀片的第一種實(shí)施例，該切削刀片包括呈四邊形板狀的刀片本體1，刀片本體1由上表面2、下表面3以及連接上表面2和下表面3的側(cè)面4圍成，上表面2與側(cè)面4相交形成四條相同的主切削刃5和位于相鄰主切削刃5之間的四條拐角切削刃6，主切削刃5包括直線切削刃7和在上表面2方向上呈弧形的弧形切削刃8，弧形切削刃8上設(shè)有在側(cè)面4方向上呈波形的波形切削刃9，四個(gè)主切削刃5均包括直線切削刃7和弧形切削刃8，而弧形切削刃8上設(shè)有呈波形的波形切削刃9，波形切削刃9跟隨弧形切削刃8發(fā)生規(guī)律變化，在切削過程中，較現(xiàn)有技術(shù)中的波形刃切削刀片，主切削刃5單位長度上承受的真實(shí)切削深度較小，切入角隨著切削深度動(dòng)態(tài)改變從而降低切削力，使切削刀片小切深時(shí)十分輕快，而大切深時(shí)振動(dòng)小、切削穩(wěn)定，具有優(yōu)秀的表面加工能力，可廣泛用于大懸伸、高精度加工，適用范圍廣。

本發(fā)明的切削刀片應(yīng)用于銑削加工時(shí)，由于主切削刃5包括直線和弧形兩種刃形結(jié)構(gòu)，切削單元由主切削刃、副切削刃（與主切削刃相鄰的直線切削刃）和主切削刃、副切削刃之間的拐角切削刃6組成，主切削刃6單位切削刃長度上承受十分小的真實(shí)切削深度，從而降低切削刀片單位切削刃上的負(fù)載，提高切削刃的抗沖擊能力，因此，本發(fā)明的切削刀片可適用于切削深度較大的銑削加工中；同時(shí)，由于弧形切削刃8上具有波形切削刃9，在進(jìn)行小切深的切削時(shí)，主切削刃具有大的平均切入角，切削時(shí)十分輕快穩(wěn)定，平均切入角隨切深度增加而快速減小直至主切削刃中直線切削刃的切入角的最小值，切削力增加部分主要集中在軸向方向，徑向只有小幅度的變化，本發(fā)明公開的切削刀片銑削時(shí)合理分配主切削刃的真實(shí)切削深度和切入角，實(shí)現(xiàn)小切深銑削時(shí)切削輕快，且大切深銑削振動(dòng)小、切削穩(wěn)定，即使應(yīng)用于大懸伸、高精度加工，仍具有優(yōu)秀的表面加工質(zhì)量。

本發(fā)明的切削刀片應(yīng)用于鉆孔、擴(kuò)孔加工時(shí)，由于主切削刃5包括直線和弧形兩種刃形結(jié)構(gòu)，切削單元由主切削刃、副切削刃（與主切削刃相鄰的直線切削刃）和主切削刃、副切削刃之間的拐角切削刃6組成，主切削刃單位切削刃長度上承受十分小的真實(shí)切削深度，降低切削刀片單位切削刃負(fù)載，提高切削刃的抗沖擊能力、切削壽命，大幅提升切削效率。小徑向切削深度加工時(shí)，直線切削刃可以保證切入工件時(shí)的穩(wěn)定，同時(shí)，由于弧形切削刃8上具有波形切削刃9，在進(jìn)行小切深的切削時(shí)，主切削刃具有大的平均切入角，產(chǎn)生大的徑向向外的徑向力，快速平衡直線切削刃產(chǎn)生的徑向向內(nèi)的切削力，隨著切削深度的增加，波形切削刃9平均切入角隨切削深度增加而減少至最小值，切削力增加部分主要集中在軸向方向，徑向只有小幅度的變化，本發(fā)明公開的切削刀片應(yīng)用于孔加工時(shí)，能合理分配主切削刃的真實(shí)切削深度和切入角，實(shí)現(xiàn)小徑向切深孔加工時(shí)切削輕快，大徑向切深銑削振動(dòng)小、切削穩(wěn)定，即使應(yīng)用于大懸伸、高精度孔加工，仍具有優(yōu)秀的表面加工質(zhì)量。

本實(shí)施例中，波形切削刃9設(shè)有多個(gè)相同的波形單元10，波形單元10包括波峰101、波谷102以及位于波峰101、波谷102之間的波牙103，為了便于切削刀片的成型模具的制作和便于檢測(cè)，降低切削刀片的制造難度并提高尺寸精度，在上表面2方向上，波峰101、波谷102為圓弧線，波牙103為直線。

本實(shí)施例中，在側(cè)面4方向上，為了保證切波形單元10的刃部切削強(qiáng)度和切削效果，在側(cè)面上切削斜率k的數(shù)值應(yīng)控制在-1至1內(nèi)，且先切入工件的波峰101具有小的切削斜率，為了保證切削效果，將波形單元10設(shè)計(jì)成余弦曲線，不僅保證側(cè)面上的切削斜率動(dòng)態(tài)變化且變化范圍合理，同時(shí)先切入工件的波峰切削斜率為零，極大的提高切削刃切入工件的抗沖性能。

當(dāng)本發(fā)明的切削刀片用于孔加工刀具的外刀片時(shí)，直線切削刃7作為主切削刃，和直線切削刃7相鄰的弧切削刃8作為副切削刃參與切削，為了防止弧形切削刃8和工件表面形成大面積擠壓，弧形切削刃8傾斜于加工表面設(shè)置，但是該弧形切削刃8在和作為主切削刃外側(cè)的直線刃削刃7之間的拐角切削刃6相交處的形狀將直接影響加工表面質(zhì)量，且隨著直線切削刃7進(jìn)給的增加，表面質(zhì)量明顯下降，因此，在弧形切削刃8與相鄰的拐角切削刃6之間設(shè)有刃形與弧形切削刃8不同的第三切削刃11，具體而言，第三切削刃11為直線型切削刃，第三切削刃11在主切削刃5延伸方向上的長度為H，在上表面2方向上，第三切削刃11和該第三切削刃11對(duì)應(yīng)主切削刃5中的直線切削刃7之間的夾角為β，應(yīng)滿足0.2mm≤H≤1.2mm，5°≤β≤20°，本實(shí)施例中，β=15°，H=0.6mm。

弧形切削刃8呈向切削刀片中心凹進(jìn)的圓弧形，圓弧半徑為R，相對(duì)的兩條直線切削刃7之間的距離為L1，刀片本體1的中心設(shè)有穿過上表面2和下表面3的中心孔12，切削刀片關(guān)于中心孔12的中心軸13軸對(duì)稱，四條弧形切削刃8具有共同的內(nèi)切圓14，內(nèi)切圓14的圓心位于中心軸13上，內(nèi)切圓14的直徑為D，在上表面2方向上，弧形切削刃8與波形切削刃9之間的最大距離為L2，為了保證同一規(guī)格切削刀片1的直線切削刃7、弧形切削刃8組合能完成一定范圍內(nèi)不同孔的全部材料去除加工，在切削時(shí)，直線切削刃7、弧形切削刃有序平緩切入工件，直線切削刃7、弧形切削刃8能獨(dú)立形成切屑并排出，不產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)滿足：1.5L1≤R≤4 L1，0.8 L1≤D≤L1，0.1mm≤L2≤0.4mm，本實(shí)施例中：L1=6mm，L2=0.2mm，R=20mm，D=5.3mm。

為了合理分配不同切削深度時(shí)主切削刃5上的波形切削刃9的切入角變化范圍，在同一主切削刃5的直線切削刃7和弧形切削刃8相交處，直線切削刃7與弧形切削刃8的切線夾角α應(yīng)滿足：15°≤α≤35°，本實(shí)施例中，α=20°。

本實(shí)施例中，為了保證切屑和加工表面發(fā)生擠壓降低表面質(zhì)量，沿波形切削刃9的延伸方向，各波形單元10對(duì)應(yīng)的波形的波長逐漸縮小，從而波形切削刃9在折斷面處的的切屑寬度小于波形切削刃9的實(shí)際寬度，避免切屑和加工表面發(fā)生干涉，使排屑更加流暢，提高加工表面質(zhì)量。

本實(shí)施例中，側(cè)面4包括與主切削刃5對(duì)應(yīng)的主側(cè)面41以及與拐角切削刃6對(duì)應(yīng)的拐角面42，主側(cè)面41包括分別與直線切削刃7、弧形切削刃8、波形切削刃9對(duì)應(yīng)的直側(cè)面411、弧側(cè)面412和波側(cè)面413。

本實(shí)施例中，弧側(cè)面412位于相鄰的拐角面42、直側(cè)面411之間并和該相鄰的拐角面42、直側(cè)面411相連，波側(cè)面413位于同一主側(cè)面41上的直側(cè)面411、弧側(cè)面412之間并與該直側(cè)面411、弧側(cè)面412相連，直側(cè)面411、弧側(cè)面412為平面，波側(cè)面413為波形側(cè)面，弧側(cè)面412后角為γ，波側(cè)面413的后角為γ’，為了保證切削刀片定位穩(wěn)定、波形切削刃9具有好的強(qiáng)度，切削刀片的定位面直側(cè)面411應(yīng)具有一定接觸面積、尺寸精度，弧側(cè)面412后角大小直接影響直側(cè)面411的大小，同時(shí)切削刀片壓制成型過程中，弧側(cè)面412的波形狀成型復(fù)雜燒結(jié)過程中變形較大，為了消除弧側(cè)面412對(duì)直側(cè)面411大小和變形的影響，應(yīng)滿足：2°≤γ’-γ≤6°。為了充分提高切削刀片的強(qiáng)度和定位穩(wěn)定性，本實(shí)施例中，γ’=11°，γ=8°。

為了保證波形切削刃9具有較高強(qiáng)度和較高的抗沖擊性，切削輕快并具有較好的斷屑、碎屑能力，同時(shí)為了保證波形切削刃9、工件間形成具有孔加工導(dǎo)向能力的多個(gè)凹凸結(jié)構(gòu)從而抑制切削振動(dòng)，提升切削刀片的應(yīng)用范圍，在上表面2方向上，單個(gè)波形單元10的相鄰向外波牙103之間夾角為λ，應(yīng)滿足：100°≤λ≤150°，單個(gè)主切削刃5上的波形切削刃9上設(shè)有M個(gè)波形單元10，應(yīng)滿足：2≤M≤5，本實(shí)施例中，λ=130°，M=3。

圖6示出了本發(fā)明切削刀片的第二種實(shí)施例，該實(shí)施例與第一種實(shí)施例基本相同，區(qū)別僅在于：第三切削刃11為弧形，第三切削刃11的半徑為R1，為了進(jìn)一步提高加工表面質(zhì)量，減少切削振動(dòng)，應(yīng)滿足：5mm≤R1≤50mm，本實(shí)施例中，將第三切削刃11設(shè)計(jì)為R1等于30mm的圓弧切削刃。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。