切削刀片的制作方法
【專利摘要】一種切削刀片(1)包括位于前刀面(2)上的棱面(9)和斷屑槽槽溝(10)，棱面(9)通過與后刀面(3)交接而提供切削刃(4)。斷屑槽槽溝(10)包括斷屑槽(11)。棱面(9)的一部分沿著切削刃(4)的位于圓角部中的一部分延伸，棱面(9)的該部分的寬度T在0.05mm＜T＜0.15mm的范圍內。在斷屑槽槽溝(10)的位于棱面側的傾斜表面上設置有多個峰部(12)，各個峰部(12)沿著切削刃(4)的位于圓角部中的整個部分延伸。各個峰部(12)沿著斷屑槽槽溝(10)的深度方向并排地排列。形成每個峰部(12)的斜面中的至少一個斜面的前角θ表示為θ＞20°。
【專利說明】切削刀片
【技術領域】
[0001]本發明涉及當對例如鈦、鈦合金和鎳合金等難切削材料進行粗加工時在切屑處理和壽命方面表現出優良性能的切削刀片。
【背景技術】
[0002]近年來，已經出現了頻繁使用由例如鈦等難切削材料制成的結構部件等的趨勢，并且對此類難切削材料進行切削的情況的數量日益增長。當對此類難切削材料進行加工時，專門采用為不銹鋼設計的包括斷屑槽的切削刀片。
[0003]在對不銹鋼進行切削的過程中，采用例如下文列出的專利文獻I所披露的切削刀片或下文列出的專利文獻2所披露的切削刀片。
[0004]專利文獻I所披露的切削刀片包括設置在沿著切削刃延伸的前刀面上的用于加強刀刃的平坦棱面。該棱面具有約0.15mm?0.25mm的寬度。上述切削刀片還包括與棱面連接的斷屑槽槽溝以及設置在該斷屑槽槽溝和切削刀片的中央陸部之間的斷屑槽突起。
[0005]專利文獻2所披露的切削刀片包括分別設置在以銳角與后刀面交接的各個前刀面上的斷屑槽槽溝以及設置在該斷屑槽槽溝和切削刀片的中央陸部之間的斷屑槽突起。
[0006]在使用后一種切削刀片對不銹鋼進行加工的情況下，具有小于20°的前角且具有至多為約0.5mm的寬度的前刀面沿著切削刃設置。而且，具有大于20°的傾角的斷屑槽槽溝設置在前刀面的末端(距切削刃更遠的一側被視為末端)。
[0007]引證文件列表
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:未經審查的日本專利申請公開N0.6-190612
[0010]專利文獻2:未經審查的日本專利申請公開N0.2002-103107
【發明內容】
[0011]技術問題
[0012]當對例如鈦等難切削材料進行加工時，月牙洼磨損在刀刃附近有顯著的進展。因此，專利文獻I所披露的產生刀刃加強效果的平坦棱面沿著切削刃設置的構造在壽命方面是有利的。然而，包括具有較大寬度的平坦棱面的切削刀片無法以好的方式截斷切屑。因此，會生成長切屑從而妨礙加工作業。
[0013]同時，專利文獻2所披露的不包括棱面的構造提供高銳度并且與包括棱面的構造相比在切屑處理性能方面更優越。然而，由于刃部處的厚度較小，所以刀刃容易隨著月牙洼磨損的進展而斷裂從而導致壽命短的問題。
[0014]本發明提供了一種具有改進形狀的切削刀片，以便即使在對難切削材料進行加工時也能在抑制月牙洼磨損的情況下同時實現長壽命和良好的切屑處理性能。
[0015]技術方案
[0016]為了解決上述問題，本發明提供下述一種在圓角部中具有切削刃的切削刀片。具體來說，所述切削刀片包括:設置在前刀面上的棱面和斷屑槽槽溝，所述棱面通過與后刀面交接而提供所述切削刃，所述斷屑槽槽溝與所述棱面連接；以及斷屑槽，其位于所述斷屑槽槽溝的更靠近中央陸部的一側。
[0017]所述棱面的一部分沿著所述切削刃的位于所述圓角部中的一部分延伸，所述棱面的所述一部分的寬度T在0.05mm < T < 0.15mm的范圍內。
[0018]在所述斷屑槽槽溝的傾斜表面上設置有多個峰部，所述傾斜表面位于棱面側并且沿著遠離所述切削刃的方向形成向下的斜面，所述峰部沿著所述切削刃的位于所述圓角部中的一部分延伸并且沿著所述斷屑槽槽溝的深度方向(順著槽溝的底部的方向)并排地排列。
[0019]形成每個峰部的斜面中的至少一個斜面的前角Θ滿足Θ >20°的條件。
[0020]在下面列出所述切削刀片的優選形式。
[0021](I)設置在所述斷屑槽槽溝的所述傾斜表面上的每個峰部由各自具有不同的前角且彼此交接的兩個斜面A和B形成。位于所述棱面側的一個斜面A的前角ΘA和位于斷屑槽側的另一個斜面B的前角ΘΒ滿足ΘΑ< Θ B的條件。所述斜面A的寬度WA和所述斜面B的寬度WB滿足WA < WB的條件。
[0022](2)所述斜面A的前角Θ A和所述斜面B的前角Θ B分別表示為Θ A彡20°和Θ B 彡 30°。
[0023](3)所述棱面的寬度T在0.07mm彡T < 0.15mm的范圍內。
[0024]有益效果
[0025]根據本發明的切削刀片包括沿著切削刃延伸的棱面。因此，增加了刃部的厚度并且使刀刃得到加強。然而，僅僅通過設置棱面來加強刀刃不會有效地防止月牙洼磨損的進展。
[0026]為了在保持銳度的同時截斷切屑，使棱面的寬度T小于0.15_。因此，通過設置棱面來加強刀刃的效果是有限的。
[0027]根據本發明，通過設置棱面來加強刀刃的不足由設置在斷屑槽槽溝的位于棱面側的傾斜表面上的峰部彌補。也就是說，由于設置了多個峰部，所以與不具有峰部的構造相比刀刃附近的厚度更大，從而刀刃的強度提高。而且，由于多個峰部沿著斷屑槽槽溝的深度方向并排地排列，所以切屑與前刀面(斷屑槽槽溝的槽溝表面)局部接觸并且接觸壓力有變化，這也是有效的。憑借上述效果的組合，能夠抑制月牙洼磨損的進展。
[0028]這里，根據本發明，能夠在抑制月牙洼磨損的情況下同時實現良好的切屑處理性能和更長壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是根據本發明的示例性切削刀片的透視圖。
[0030]圖2是圖1所示切削刀片的位于銳角角部的圓角部的放大透視圖。
[0031]圖3是沿著圖2中的線X-X截取的放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0032]現在，參照所附的圖1至圖3來描述根據本發明的切削刀片的實施例。作為實例示出的切削刀片I是菱形的可轉位刀片。切削刀片I包括形成上表面或下表面的前刀面2、形成一組側表面的后刀面3以及在前刀面2和后刀面3的交接處形成棱線的切削刃4。
[0033]切削刀片I還包括設直在如刀面2上的中央陸部5、貫通中央陸部5的中心(上表面的中心和下表面的中心)的安裝孔6、與具有銳角的角部對應的圓角部7、與具有鈍角的角部對應的圓角部8、設置在前刀面2上并在與后刀面3交界處提供切削刃4的平坦棱面9以及與棱面9連接的斷屑槽槽溝10。在斷屑槽槽溝10的更靠近中央陸部5的一側設置有斷屑槽11。
[0034]作為實例示出的切削刀片I包括沿著上表面或下表面的整個周緣延伸的切削刃
4。棱面9和斷屑槽槽溝10也沿著整個切削刃4延伸。
[0035]圓角部7和8處的每個斷屑槽11是斷屑槽壁Ilb和多個球形的斷屑槽突起Ila的組合，斷屑槽突起Ila沿著切削刃4排列，斷屑槽壁Ilb從斷屑槽突起Ila后方朝中央陸部5向上傾斜地延伸直到比斷屑槽突起Ila高的位置。在切削刃的位于相鄰角部之間的每個直線部分的中部，通過使斷屑槽壁Ilb朝切削刃突出而只設有斷屑槽壁lib。盡管即使沒有斷屑槽突起Ila也可以處理切屑，然而通過設置斷屑槽突起Ila能夠進一步提高切屑處理性能。
[0036]安裝孔6并非必需。雖然作為實例示出的切削刀片I的棱面9和斷屑槽槽溝10各自設置在與具有鈍角的角部對應的圓角部8，但是也可以在與具有鈍角的角部對應的圓角部處省略棱面和斷屑槽槽溝。
[0037]雖然所示切削刀片I的棱面9是與后刀面3垂直的表面(具有0°傾角的表面)，但是棱面9也可以是具有少許傾角(例如3°或更小)的棱面。棱面9的一部分沿著切削刃4的位于每個圓角部中的一部分延伸,棱面9的該部分的寬度T大于0.05mm且小于0.15mm。通過將棱面的該部分的寬度T設定為0.05mm或更大，能夠產生預期的提高刃部的強度的效果。沿著切削刃的除位于各圓角部中的部分之外的部分延伸的棱面的寬度T可以是0.15mm或更大。
[0038]通過使沿著切削刃的位于每個圓角部中的部分延伸的棱面的一部分的寬度T小于0.15mm，避免了由于棱面的寬度過大而造成的切屑截斷功能的劣化和銳度(鋒利度)的降低。
[0039]更優選的是:棱面9的寬度T可以是0.07mm ^ T < 0.15mm。在這種情況下，進一步抑制了切屑截斷功能的劣化和銳度的降低。特別地，如果切削深度較大，則更優選將棱面的寬度T設定為較大值(0.1Omm ^ T < 0.15mm)。
[0040]斷屑槽槽溝10首先從棱面9的內端向下延伸然后在斷屑槽槽溝10的末端向上彎曲。傾斜表面1a位于棱面側(位于起始端一側)并沿著遠離切削刃4的方向形成向下的斜面，并且傾斜表面1a具有圖3所示的多個峰部12，峰部12沿著斷屑槽槽溝10的深度方向并排地排列。
[0041]峰部12至少設置在對切削做出貢獻的那些圓角部上。峰部12沿著棱面9與切削刃4平行地延伸，并且沿著切削刃4的位于上述每個圓角部中的整個部分(以遍及切削刃的對切削做出貢獻的所有部分而存在的方式)延伸。
[0042]所示峰部12分別形成在各自具有不同前角的兩個斜面A和B的交接處。峰部12可以分別具有這樣的形狀:即在斜面A和B之間包括峰部12的頂部的尖銳棱線被去除的表面的形狀。兩個斜面中的至少一個斜面具有大于20°的前角Θ。
[0043]在圖3所示的每個峰部12中，斜面B的前角Θ B大于斜面A的前角θ A，并且斜面A的寬度WA小于斜面B的寬度WB。因而，具有較大前角的斜面B用作實際前刀面。
[0044]滿足Θ A < Θ B和WA < WB這兩個條件的多個峰部12沿著斷屑槽槽溝10的深度方向并排地排列，從而增加了刀刃附近的厚度。如圖3中的線L所示，斷屑槽槽溝10的位于棱面側且不具有峰部的槽溝表面以與斜面B相同的角度傾斜。與該槽溝表面相比，位于線L上方的一組部分與刀片材料的增加量對應。由于刀片材料增加，所以對月牙洼磨損的耐受性提高而銳度未降低。
[0045]優選分別將斜面A的前角Θ A和斜面B的前角Θ B設定為Θ A彡20 °且ΘΒ>30°。因而，可以預期在保持銳度的同時提高強度的效果得到增強。盡管沒有限定具體的上限，然而優選滿足Θ <60°以便提供預定的強度水平。
[0046]實例
[0047](實例I)
[0048]用試驗方法制備出符合國際標準化組織(ISO)標準N0.CNMG120412 (具有12.7mm的邊長且具有80°的刀刃角部角，并且含有鋯的燒結硬質合金基材)的菱形負角涂層切削刀片。如圖1所示，該試驗制品包括沿著每個圓角部7和8中的切削刃4排列的多個球形的斷屑槽突起Ila以及從斷屑槽突起IIa后方朝中央陸部5向上傾斜地延伸直到比斷屑槽突起Ila高的位置的斷屑槽壁lib。此外，如圖3所示，三個峰部沿著斷屑槽槽溝的深度方向并排地設置在斷屑槽槽溝的位于棱面側的傾斜表面上。
[0049]圖3所示各個部分的尺寸如下。
[0050]本發明制品I
[0051]沿著圓角部中的切削刃的棱面的寬度T:0.09mm(恒定)
[0052]沿槽溝寬度方向從切削刃4到最高的一個斜面A的末端的長度Wl:0.12mm
[0053]形成各峰部12的斜面B沿槽溝寬度方向的長度WBl和WB2分別為:0.1mm和0.1mm
[0054]從頂部起算形成第二個峰部12和第三個峰部12的斜面A沿槽溝寬度方向的長度WAl 和 WA2 分別為:0.05mm 和 0.05mm
[0055]斜面A的前角ΘΑ:20°
[0056]斜面B的前角ΘΒ:30°
[0057]本發明制品2
[0058]沿著圓角部中的切削刃的棱面的寬度T:0.07mm(恒定)
[0059]其他規格參數與本發明制品I中的參數相同。在圓角的二等分線上測量沿著圓角部中的切削刃的棱面的寬度T。
[0060]還制備出下述比較制品I?7，除以下參數之外，這些比較制品的規格參數與本發明制品I的參數相同。
[0061]比較制品I
[0062]沿著圓角部中的切削刃的棱面的寬度T:0.2mm(恒定)
[0063]在斷屑槽槽溝的槽溝表面上是否存在任何峰部:存在
[0064]斷屑槽槽溝的槽溝表面的前角:16°
[0065]比較制品2
[0066]棱面寬度:0.16mm(恒定)
[0067]在斷屑槽槽溝的槽溝表面上是否存在任何峰部:不存在
[0068]斷屑槽槽溝的槽溝表面的前角:18°
[0069]比較制品3
[0070]棱面寬度:0.15mm(恒定)
[0071]在斷屑槽槽溝的槽溝表面上是否存在任何峰部:不存在
[0072]斷屑槽槽溝的槽溝表面的前角:20°
[0073]比較制品4
[0074]棱面:無
[0075]在斷屑槽槽溝的槽溝表面上是否存在任何峰部:不存在
[0076]斷屑槽槽溝的槽溝表面的前角:18°
[0077]比較制品5
[0078]棱面:無
[0079]在斷屑槽槽溝的槽溝表面上是否存在任何峰部:不存在
[0080]斷屑槽槽溝的槽溝表面的前角:14°
[0081]比較制品6
[0082]棱面:無
[0083]在斷屑槽槽溝的槽溝表面上是否存在任何峰部:不存在
[0084]斷屑槽槽溝的槽溝表面的前角:30°
[0085]比較制品7
[0086]棱面寬度:0.05mm (恒定)
[0087]在斷屑槽槽溝的槽溝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ΘΑ:30°
[0089]斜面B的前角ΘΒ:35°
[0090]使用上述本發明制品和比較制品，在下列條件下對作為以T1-6A1_4V表示的復合物的鈦合金進行切削。
[0091]切削條件
[0092]切削速度V:65m/分鐘
[0093]進給率f:0.2mm/ 轉
[0094]切削深度ap:2.5mm
[0095]切削模式:濕式
[0096]作為試驗的結果，比較制品I?3與其他比較制品相比具有更長的刀具壽命。然而，這三個比較制品都表現出較差的切屑處理性能從而生成未截斷的長切屑。
[0097]比較制品4和5與比較制品I?3相比表現出更好的切屑處理性能但是具有更短的刀具壽命。
[0098]比較制品6和7與比較制品4和5相比表現出更好的切屑處理性能，但是如同比較制品4和5 —樣與比較制品I?3相比具有更短的刀具壽命。
[0099]相比之下，本發明制品I和2在切屑處理性能和刀具壽命兩方面均優于所有比較制品。以所有比較制品中表現出最好結果的比較制品4的切屑處理性能作為基準來確定切屑處理性能的等級。以所有比較制品中表現出最好結果的比較制品I?3的刀具壽命作為基準來確定刀具壽命的等級。將試驗的結果總結在表I中。
[0100]表I
[0101]
比較比較比較比較比較比較比較本發本發制品制品制品制品制品制品制品明制明制
I234567 品 I 品 2
棱面寬
0.2 0,16 0.15 無無無 0 05 O Oj O 07
度(mm)
前角(0) 16IbO181430 30-35 20-30 20-30
切屑處
EEECDAAAA
理性能_______
刀具
CCCEEEE B?A B?A
壽命
[0102]A B:比基準好C:基準D:比基準差E:差
[0103][實例2]
[0104]采用在上述實例I中使用的本發明制品1、比較制品I以及通過將位于本發明制品I的棱面在圓角部中的寬度T改變為0.12mm(該棱面的其它部分的寬度為0.15mm)而獲得的本發明制品3進行加工試驗。除了切削深度ap為5.0mm且進給率f為0.25/轉之外，該試驗是在與實例I相同的條件下進行的。
[0105]雖然本發明制品3在切屑處理性能和刀具壽命兩方面均表現出良好的結果，但是本發明制品I表現出比本發明制品3低的耐久性。另外，雖然比較制品I的刀具壽命與本發明制品I相當，但是比較制品I的切削處理性能比本發明制品I差。
[0106][表2]
[0107]
比較制品I 本發明制品I 本發明制品3 棱面寬度0.20.09圓角部:012
(mm)邊部:0.15
前角(。)__16__20-30__20-30
切屑處理性能__E__A__A_
刀具壽命CCB
[0108]A B:比基準好C:基準D:比基準差E:差
[0109][實例3]
[0110]采用在上述實例2中使用的本發明制品3和不具有棱面的比較制品8和比較制品9在下述條件下進行加工試驗。
[0111]工件:鉻鎳鐵合金718(inconel 718)
[0112]切削條件
[0113]切削速度V:45m/分
[0114]進給率f:0.25mm/轉
[0115]切削深度ap:5.0mm
[0116]切削模式:濕式
[0117]本發明制品3在切屑處理性能和刀具壽命兩方面均表現出良好的結果，而比較制品8和比較制品9表現出更低的切屑排出性能并且具有更短的刀具壽命。
[0118][表3]
[0119]
__比較制品8 比較制品9 本發明制品3
棱面寬度(mm)無無圓角部:0.12
____邊部:0.15
前角(°)__4__15__20-30
切肩處理性能__E__B__A_
刀具壽命CDB?A
[0120]A B:比基準好C:基準D:比基準差E:差
[0121 ] 盡管上述描述涉及示例性菱形切削刀片，但是本發明也可以適用于具有諸如正三角形和正方形等正多邊形切削刀片。
[0122]附圖標記列表
[0123]I切削刀片
[0124]2前刀面
[0125]3后刀面
[0126]4切削刃
[0127]5中央陸部
[0128]6安裝孔
[0129]7、8圓角部
[0130]9 棱面
[0131]10斷屑槽槽溝
[0132]11斷屑槽
[0133]12斷屑槽槽溝的傾斜表面上的峰部
【權利要求】
1.一種在圓角部中具有切削刃(4)的切削刀片，所述切削刀片包括: 設置在前刀面(2)上的棱面(9)和斷屑槽槽溝(10)，所述棱面(9)通過與后刀面(3)交接而提供所述切削刃(4)，所述斷屑槽槽溝(10)與所述棱面(9)連接；以及 斷屑槽(11)，其位于所述斷屑槽槽溝(10)的更靠近中央陸部(5)的一側， 其中，所述棱面(9)的一部分沿著所述切削刃(4)的位于所述圓角部中的一部分延伸，所述棱面(9)的所述一部分的寬度T在0.05mm < T < 0.15mm的范圍內， 在所述斷屑槽槽溝(10)的傾斜表面上設置有多個峰部(12)，所述傾斜表面位于棱面側并且沿著遠離所述切削刃(4)的方向形成向下的斜面，所述峰部(12)沿著所述切削刃(4)的位于所述圓角部中的一部分延伸并且沿著所述斷屑槽槽溝(10)的深度方向并排地排列，并且 形成每個峰部(12)的斜面中的至少一個斜面的前角Θ滿足Θ >20°的條件。
2.根據權利要求1所述的切削刀片，其中， 設置在所述斷屑槽槽溝(10)的所述傾斜表面上的每個峰部(12)由各自具有不同的前角且彼此交接的兩個斜面(A，B)形成，位于所述棱面側的一個斜面(A)的前角ΘΑ和位于斷屑槽側的另一個斜面(B)的前角ΘΒ滿足ΘΑ< Θ B的條件，并且所述斜面(A)的寬度WA和所述斜面⑶的寬度WB滿足WA < WB的條件。
3.根據權利要求2所述的切削刀片，其中， 所述斜面(Α，Β)的前角ΘΑ和Θ B分別表示為ΘΑ彡20°和ΘΒ彡30°。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的切削刀片，其中， 所述棱面(9)的寬度T在0.07mm ^ T < 0.15mm的范圍內。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的切削刀片，其中， 所述斷屑槽(11)包括斷屑槽壁(Ilb)和多個球形的斷屑槽突起(11a)，所述斷屑槽突起(Ila)沿著所述切削刃(4)排列，所述斷屑槽壁(Ilb)從所述斷屑槽突起(Ila)后方朝所述中央陸部(5)向上傾斜地延伸直到比所述斷屑槽突起(Ila)高的位置。
【文檔編號】B23B27/22GK104203463SQ201380018429
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月11日 優先權日:2012年3月30日
【發明者】天坂陽星 申請人:住友電工硬質合金株式會社