CN103894635B - 一种结构稳定的旋转切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构稳定的旋转切削刀具，包括旋转刀体、刀夹、切削刀片、刀夹紧固件和刀片紧固件，所述旋转刀体上设有由底定位面、侧定位面和端定位面围成的刀槽，所述切削刀片通过刀片紧固件固定于刀夹上，所述侧定位面与切削刀片的侧切削刃相对，所述端定位面与切削刀片的端切削刃相对，所述刀槽于靠近端切削刃的一端设有与底定位面相交的前端定位面，所述前端定位面设有第一凸起，所述刀夹底部于靠近端切削刃的一端设有第一凹进，所述第一凹进与第一凸起接触配合。该结构稳定的旋转切削刀具具有连接稳定、定位精度高、防飞能力强、振动小、加工精度高的优点。

Description

一种结构稳定的旋转切削刀具

技术领域

本发明涉及金属切削刀具，尤其涉及一种结构稳定的旋转切削刀具。

背景技术

公开号为CN101992305的中国专利文献公开了一种切削刀具，包括刀体、刀夹、切削刀片、连接件和紧固件，所述刀体上设有至少一组刀槽，切削刀片、刀夹置于刀槽内，刀夹通过紧固件将切削刀片夹持在刀夹上，刀体上设有与刀槽相通的沉头孔，连接件装设于沉头孔内并与刀夹螺纹连接，刀槽通过连接件将刀夹压紧固定，切削刀片和刀夹、刀夹和刀体之间主要采用平面定位。上述切削刀具由于连接件和沉头孔之间有间隙，刀夹的离心力主要由连接件、刀夹之间的夹持力以及刀槽、刀夹之间的摩擦力来提供，在切削时，由连接件、刀夹之间的夹持力以及刀槽、刀夹之间的摩擦力不足平衡离心力时，刀夹在刀槽内容易发生松动甚至离心飞出，切削刀具的刀槽结构不稳定、定位精度低；同时当切削刀片在径向承受较大的切削力时，连接件在沉头孔内滑动，刀夹在刀槽内绕沉头孔轴发生转动，从而极大的降低了切削刀具的切削速度和精度，加工时易发生振动，降低加工表面精度和切削效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种连接稳定、定位精度高、防飞能力强、振动小、加工精度高的结构稳定的旋转切削刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种结构稳定的旋转切削刀具，包括旋转刀体、刀夹、切削刀片、刀夹紧固件和刀片紧固件，所述旋转刀体上设有由底定位面、侧定位面和端定位面围成的刀槽，所述切削刀片通过刀片紧固件固定于刀夹上，所述侧定位面与切削刀片的侧切削刃相对，所述端定位面与切削刀片的端切削刃相对，所述刀槽于靠近端切削刃的一端设有与底定位面相交的前端定位面，所述前端定位面设有第一凸起，所述刀夹底部于靠近端切削刃的一端设有第一凹进，所述第一凹进与第一凸起接触配合。

所述第一凸起包括第一凸起顶面和分设于第一凸起顶面两侧的第一凸起侧面，所述第一凸起侧面与底定位面之间的夹角为θ，所述第一凹进包括第一凹进底面和分设于第一凹进底面两侧的第一凹进侧面，所述第一凹进侧面与刀夹底面之间的夹角为θ1，91°≤θ≤120°，91°≤θ1≤120°，2′≤θ-θ1≤2°。

所述两个第一凸起侧面之间的夹角为α，两个第一凹进侧面之间的夹角为α1，30°≤α≤160°，30°≤α1≤160°，5′≤α1-α≤3°。

所述第一凸起顶面与第一凹进底面之间设有预紧间隙。

所述端定位面上设有第二凸起，所述刀夹于与端定位面配合的面上设有第二凹进，所述第二凸起抵设于第二凹进内，所述第二凸起和第二凹进垂直于旋转刀体的轴向设置。

所述第二凸起由第二凸起顶面和分设于第二凸起顶面两侧的第二凸起侧面构成，所述第二凹进由第二凹进底面和分设于第二凹进底面两侧的第二凹进侧面构成，两个第二凸起侧面之间的夹角为β，两个第二凹进侧面之间的夹角为β1，30°≤β≤160°，30°≤β1≤160°，5′≤β1－β≤3°。

所述第二凸起顶面与第二凹进底面之间设有预紧间隙。

所述侧定位面上设有第三凸起，所述刀夹于与侧定位面配合的面上设有第三凹进，所述第三凸起抵设于第三凹进内，所述第三凸起和第三凹进平行于底定位面设置。

所述第三凸起由第三凸起顶面和分设于第三凸起顶面两侧的第三凸起侧面构成，所述第三凹进由第三凹进底面和分设于第三凹进底面两侧的第三凹进侧面构成，两个第三凸起侧面之间的夹角为γ，两个第三凹进侧面之间的夹角为γ1，30°≤γ≤160°，30°≤γ1≤160°，5′≤γ1－γ≤3°。

所述第三凸起顶面与第三凹进底面之间设有预紧间隙。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的结构稳定的旋转切削刀具，在刀槽靠近端切削刃的一端设有与底定位面相交的前端定位面，在该前端定位面上设有第一凸起，刀夹底部于靠近端切削刃的一端设有第一凹进，第一凹进与第一凸起接触配合，一方面增大了刀夹与旋转刀体的接触面积，降低了定位面的接触强度要求，增加了的刀夹外侧径向支撑可以产生巨大的径向支撑力，以平衡旋转切削加工时产生的离心力，从而提高刀具防止刀夹等部件在切削过程中飞出的能力，使刀夹与旋转刀体的连接结构更稳定、定位精度更高；另一方面第一凹进与第一凸起的凹凸配合结构，限制了刀夹以刀夹紧固件为中心轴的旋转自由度，当切削刀片承受较大的切削力时，刀夹不会在刀槽内绕刀夹紧固件发生径向内、外侧松动，为提高切削刀具的切削速度和精度提供了有利条件，降低了加工时的振动，提高了加工表面精度和切削效率。刀夹与刀槽的端定位面和前端定位面分别形成凹凸配合，使刀体、刀夹结构更加稳定，在保证刀槽具有防飞能力的同时，实现多重径向定位，可以使刀夹径向具有较强的抗负载能力和定位精度。

附图说明

图1是本发明一种实施例的立体结构示意图。

图2是本发明一种实施例的主视结构示意图。

图3是本发明一种实施例中刀槽的放大结构示意图。

图4是图3的A－A剖视放大图。

图5是图3的B－B剖视放大图。

图6是本发明一种实施例中刀夹的立体结构示意图。

图7是本发明一种实施例中刀夹的主视结构示意图。

图8是图7的C－C剖视放大图。

图9是图7的D－D剖视放大图。

图10是本发明另一种实施例的立体结构示意图。

图11是图10的E－E剖视放大图。

图12是本发明另一种实施例中刀夹的放大结构示意图。

图13是图12的F－F剖视放大图。

图中各标号表示：

1、旋转刀体；2、刀夹；3、切削刀片；4、刀夹紧固件；5、刀片紧固件；11、刀槽；21、第一凹进；22、第二凹进；23、第三凹进；31、侧切削刃；32、端切削刃；111、底定位面；112、侧定位面；113、端定位面；114、前端定位面；211、第一凹进底面；212、第一凹进侧面；221、第二凹进底面；222、第二凹进侧面；231、第三凹进底面；232、第三凹进侧面；1121、第三凸起；1122、第三凸起顶面；1123、第三凸起侧面；1131、第二凸起；1132、第二凸起顶面；1133、第二凸起侧面；1141、第一凸起；1142、第一凸起顶面；1143、第一凸起侧面。

具体实施方式

图1至图9示出了本发明的一种结构稳定的旋转切削刀具实施例，该旋转切削刀具包括旋转刀体1、刀夹2、切削刀片3、刀夹紧固件4和刀片紧固件5，旋转刀体1上设有由底定位面111、侧定位面112和端定位面113围成的刀槽11，切削刀片3通过刀片紧固件5固定于刀夹2上，侧定位面112与切削刀片3的侧切削刃31相对，端定位面113与切削刀片3的端切削刃32相对，刀槽11于靠近端切削刃32的一端设有与底定位面111相交的前端定位面114，前端定位面114设有第一凸起1141，刀夹2底部于靠近端切削刃32的一端设有第一凹进21，第一凹进21与第一凸起1141接触配合，一方面增大了刀夹2与旋转刀体1的接触面积，降低了定位面的接触强度要求，增加了的刀夹外侧径向支撑可以产生巨大的径向支撑力，以平衡旋转切削加工时产生的离心力，从而提高刀具防止刀夹2等部件在切削过程中飞出的能力，使刀夹2与旋转刀体1的连接结构更稳定、定位精度更高；另一方面第一凹进21与第一凸起1141的凹凸配合结构，限制了刀夹2以刀夹紧固件4为中心轴的旋转自由度，当切削刀片3承受较大的切削力时，刀夹2不会在刀槽11内绕刀夹紧固件4发生转动，为提高切削刀具的切削速度和精度提供了有利条件，降低了加工时的振动，提高了加工表面精度和切削效率。

本实施例中，第一凸起1141包括第一凸起顶面1142和分设于第一凸起顶面1142两侧的第一凸起侧面1143，第一凸起侧面1143与底定位面111之间的夹角为θ，第一凹进21包括第一凹进底面211和分设于第一凹进底面211两侧的第一凹进侧面212，第一凹进侧面212与刀夹2底面之间的夹角为θ1，91°≤θ≤120°，91°≤θ1≤120°，2′≤θ-θ1≤2°，本实施例的θ=100°，θ1=99°，这样的角度设计使第一凸起1141与第一凹进21的配合可以同时分担垂直于底定位面111和平行于底定位面111的力，并且在切削刀片3受切削力时，刀夹2与旋转刀体1保持较大的接触面积，使切削过程更加平稳。

本实施例中，两个第一凸起侧面1143之间的夹角为α，两个第一凹进侧面212之间的夹角为α1，30°≤α≤160°，30°≤α1≤160°，5′≤α1-α≤3°，第一凸起顶面1142与第一凹进底面211之间设有预紧间隙，本实施例的α=120°，α1=121°，这样的设计一方面使第一凸起1141和第一凹进21相互接合时能够形成一定的预紧力，另一方面便于保证第一凸起1141和第一凹进21的强度，提高其承载能力。本实施例的第一凸起1141和第一凹进21的数量均为一件，在其它实施例中第一凸起1141和第一凹进21的数量也可以设为多个，并且二者数量相等。

本实施例中，端定位面113上设有第二凸起1131，刀夹2于与端定位面113配合的面上设有第二凹进22，第二凸起1131抵设于第二凹进22内，第二凸起1131和第二凹进22垂直于旋转刀体1的轴向设置，通过第二凸起1131与第二凹进22的配合使刀夹2与旋转刀体1的连接强度进一步提升，具有更强的防飞能力、能够承受更大的离心力，从而允许更高的切削速度；提升了轴向、径向定位精度和稳定性，从而提高了加工表面精度；改善刀槽11接触面的受力情况，避免刀槽11应力过于集中，可有效抑制刀槽11出现疲劳损坏或开裂，从而使切削刀具结构更稳定，使用寿命更长。第二凸起1131由第二凸起顶面1132和分设于第二凸起顶面1132两侧的第二凸起侧面1133构成，第二凹进22由第二凹进底面221和分设于第二凹进底面221两侧的第二凹进侧面222构成，两个第二凸起侧面1133之间的夹角为β，两个第二凹进侧面222之间的夹角为β1，30°≤β≤160°，30°≤β1≤160°，5′≤β1－β≤3°，第二凸起顶面1132与第二凹进底面221之间设有预紧间隙，本实施例的β=60°，β1=61°，这样的设计方便第二凸起1131与第二凹进22配合时形成一定的预紧力，并对刀夹2的径向定位起到一定的修正作用；同时，刀夹2与刀槽11的端定位面113和前端定位面113分别形成凹凸配合，使旋转刀体1和刀夹2连接结构更加稳定，在保证刀槽11具有防飞能力的同时，实现了多重径向定位，可以使刀夹2径向具有较强的抗负载能力和定位精度。

本实施例中，侧定位面112上设有第三凸起1121，刀夹2于与侧定位面112配合的面上设有第三凹进23，第三凸起1121抵设于第三凹进23内，第三凸起1121和第三凹进23平行于底定位面111设置，第三凸起1121与第三凹进23的配合对刀夹2与旋转刀体1定位加上刀夹紧固件4对刀夹2与旋转刀体1定位，形成了过定位结构，刀夹2的定位变得更准确，当切削刀片3受切削力时，第三凸起1121与第三凹进23的配合可以再次有效改善刀槽11的受力分布，减少刀夹紧固件4的受力负载，使切削刀片3可以承受更大的切削力，提高切削效率，加强切削刀具的稳定性。第三凸起1121由第三凸起顶面1122和分设于第三凸起顶面1122两侧的第三凸起侧面1123构成，第三凹进23由第三凹进底面231和分设于第三凹进底面231两侧的第三凹进侧面232构成，两个第三凸起侧面1123之间的夹角为γ，两个第三凹进侧面232之间的夹角为γ1，30°≤γ≤160°，30°≤γ1≤160°，5′≤γ1－γ≤3°，第三凸起顶面1122与第三凹进底面231之间设有预紧间隙，本实施例的γ=60°，γ1=61°，这样的设计方便第三凸起1121与第三凹进23的配合时形成一定的预紧力，从而可减少刀夹2在工作状态下的变形，进一步提高加工精度。

图10至图13示出了本发明的另一种结构稳定的旋转切削刀具实施例，本实施例与上一实施例基本相同，区别仅在于：本实施例中未在侧定位面112上设置凸起，也未在刀夹2与侧定位面112配合的面上设凹进，这种结构更加简单，便于制作，成本更低，适合用于切削力相对较小的旋转切削加工中。

以上实施例中，切削刀片3通过刀片紧固件5装夹在刀夹2上，本发明不仅限于此，根据实际使用场合不同，也可以将切削刀片3和刀夹2制作成不可拆卸的整体式结构。

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。

Claims (11)

1.一种结构稳定的旋转切削刀具，包括旋转刀体（1）、刀夹（2）、切削刀片（3）、刀夹紧固件（4）和刀片紧固件（5），所述旋转刀体（1）上设有由底定位面（111）、侧定位面（112）和端定位面（113）围成的刀槽（11），所述切削刀片（3）通过刀片紧固件（5）固定于刀夹（2）上，所述侧定位面（112）与切削刀片（3）的侧切削刃（31）相对，所述端定位面（113）与切削刀片（3）的端切削刃（32）相对，其特征在于：所述刀槽（11）于靠近端切削刃（32）的一端设有与底定位面（111）相交的前端定位面（114），所述前端定位面（114）设有第一凸起（1141），所述刀夹（2）底部于靠近端切削刃（32）的一端设有第一凹进（21），所述第一凹进（21）与第一凸起（1141）接触配合。

2.根据权利要求1所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述第一凸起（1141）包括第一凸起顶面（1142）和分设于第一凸起顶面（1142）两侧的第一凸起侧面（1143），所述第一凸起侧面（1143）与底定位面（111）之间的夹角为θ，所述第一凹进（21）包括第一凹进底面（211）和分设于第一凹进底面（211）两侧的第一凹进侧面（212），所述第一凹进侧面（212）与刀夹（2）底面之间的夹角为θ1，91°≤θ≤120°，91°≤θ1≤120°，2′≤θ-θ1≤2°。

3.根据权利要求2所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述分设于第一凸起顶面（1142）两侧的第一凸起侧面（1143）之间的夹角为α，两个第一凹进侧面（212）之间的夹角为α1，30°≤α≤160°，30°≤α1≤160°，5′≤α1-α≤3°。

4.根据权利要求3所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述第一凸起顶面（1142）与第一凹进底面（211）之间设有预紧间隙。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述端定位面（113）上设有第二凸起（1131），所述刀夹（2）于与端定位面（113）配合的面上设有第二凹进（22），所述第二凸起（1131）抵设于第二凹进（22）内，所述第二凸起（1131）和第二凹进（22）垂直于旋转刀体（1）的轴向设置。

6.根据权利要求5所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述第二凸起（1131）由第二凸起顶面（1132）和分设于第二凸起顶面（1132）两侧的第二凸起侧面（1133）构成，所述第二凹进（22）由第二凹进底面（221）和分设于第二凹进底面（221）两侧的第二凹进侧面（222）构成，两个第二凸起侧面（1133）之间的夹角为β，两个第二凹进侧面（222）之间的夹角为β1，30°≤β≤160°，30°≤β1≤160°，5′≤β1－β≤3°。

7.根据权利要求6所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述第二凸起顶面（1132）与第二凹进底面（221）之间设有预紧间隙。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述侧定位面（112）上设有第三凸起（1121），所述刀夹（2）于与侧定位面（112）配合的面上设有第三凹进（23），所述第三凸起（1121）抵设于第三凹进（23）内，所述第三凸起（1121）和第三凹进（23）平行于底定位面（111）设置。

9.根据权利要求7所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述侧定位面（112）上设有第三凸起（1121），所述刀夹（2）于与侧定位面（112）配合的面上设有第三凹进（23），所述第三凸起（1121）抵设于第三凹进（23）内，所述第三凸起（1121）和第三凹进（23）平行于底定位面（111）设置。

10.根据权利要求9所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述第三凸起（1121）由第三凸起顶面（1122）和分设于第三凸起顶面（1122）两侧的第三凸起侧面（1123）构成，所述第三凹进（23）由第三凹进底面（231）和分设于第三凹进底面（231）两侧的第三凹进侧面（232）构成，两个第三凸起侧面（1123）之间的夹角为γ，两个第三凹进侧面（232）之间的夹角为γ1，30°≤γ≤160°，30°≤γ1≤160°，5′≤γ1－γ≤3°。

11.根据权利要求10所述的结构稳定的旋转切削刀具，其特征在于：所述第三凸起顶面（1122）与第三凹进底面（231）之间设有预紧间隙。