[发明专利]切削刀尖部分设有卷屑槽的PCBN刀片

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属切削刀片，尤其涉及一种在切削刃尖部分作特殊处理的切削刀片。

背景技术

聚晶立方氮化硼(PCBN)是一种在超高温和高压条件下人工合成的超硬材料，具有非常 高的硬度，难以加工成形。该材料自面世以来，一直是只能被加工成无槽形的平板刀片或由 直线构成刀片简单的前角刀片。专利ZL200820123325.9公开了一种前刀面有断屑槽的PCD 或PCBN刀片，在该专利说明书中记载其断屑槽13的构造为围绕刀刃12向下倾斜有一定尺 寸，再向上倾斜延长到前刀面11构成沟槽(参见附图1)，该沟槽的作用是在加工过程中， 使被加工材料通过断屑槽产生塑性变形而断裂，以便加工顺畅，提到加工精度和质量，延长 刀片寿命。然而，由该专利说明书内容及附图的描述可以看出，该断屑槽13仅是指在刀片基 体1的前刀面11上加工了一个前角，该断屑槽13横截面的轮廓线为“V”字形(见附图1)， 其前槽面14和后槽面15均为一平面，虽然客观上能起到断屑的作用，但断屑效果并不理想。 另一方面，考虑到刀片的实际工作部位仅在刀尖部分，而该专利中刀片的断屑槽13占据了前 刀面11的大部分面积，且刀片基体1和刀尖部分的材料未作严格区分，均采用高成本的PCD 或PCBN制备，这对于生产加工来说也是一种极大的浪费。

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，提供一种对工件表面损伤小、加工精 度高、加工质量好、寿命长的切削刀尖部分设有卷屑槽的PCBN刀片。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种切削刀尖部分设有卷屑槽的PCBN 刀片，所述PCBN刀片包括刀片基体和切削刀尖，开设于切削刀尖处的卷屑槽沿刀片的切削 刃或切削刃带平行布置，其特征在于：所述卷屑槽为一曲面凹槽。所述曲面凹槽根据实践中 加工的需要，可以设置为封闭型或开放型的凹槽。

上述的技术方案中，所述曲面凹槽在任一横截面上的断面轮廓线可以是多种曲线条的光 滑组合，优选为圆弧线、椭圆弧线或抛物线。所述任一横截面是指任一垂直于切削刃或切削 刃带的竖直平面。断面轮廓线为圆弧线、椭圆弧线或抛物线的曲面凹槽更有利于卷屑槽的卷 屑，同时更有利于提高切削刃的锋利程度。

上述的技术方案中，所述刀片基体和切削刀尖均可用PCBN材料制作，但成本相对较高， 因此刀片基体优选为硬质合金材料，而切削刀尖则采用PCBN材料，所述切削刀尖和刀片基 体再通过高频焊接而固定。因为刀片的实际工作部位主要在切削刀尖部分，因此仅在切削刀 尖部分采用PCBN材料制作，能够在保证切削效率和刀片质量的前提下，大大减小成本。在 此基础上，所述切削刀尖的厚度与刀片基体的厚度的比值优选为1∶(1～15)。

同样是出于成本的考虑，上述的技术方案中，另一种更优选的材料布置方式为：所述刀 片基体为硬质合金材料，所述切削刀尖包括表层的切削刃尖和里层的刀尖基片，所述切削刃 尖为PCBN材料，所述刀尖基片为硬质合金材料。此种情形下，刀尖基片是切削刃尖和刀片 基体连接的过渡层，这样结合力比焊接方式更加牢固。在此基础上，所述切削刀尖的厚度与 刀片基体的厚度的比值优选为1∶(1～15)；所述切削刃尖的厚度与刀尖基片的厚度的比值优选 为1∶(1～5)。

上述的技术方案中，所述曲面凹槽的槽宽w优选为0.5mm～3mm(最优为1.0mm～2.0mm)， 曲面凹槽的槽深d优选为0.05mm～0.5mm(最优为0.08mm～0.2mm)。根据刀片大小的不同和 使用场合的不同，槽深和槽宽的取值也可做相应调整，但在前述优选的范围内取值更符合ISO 数控刀片槽形的取值规范。

上述的技术方案中，所述切削刀尖的形状优选为三角形、弓形、圆形、圆环形、圆环扇 形、扇形或多边形。所述切削刀尖的形状一般应当与刀片基体角槽的形状相配合，即圆形刀 片可以选择圆形、圆环形或弓形的切削刀尖，三角形或菱形刀片可以选择三角形的切削刀尖 等等，这样不仅方便加工制作，也方便刀片的使用和操作，且结构更加紧凑、美观，材料浪 费较小。

上述的技术方案中，如果切削刃带过宽，则刀片的锋利程度可能受限；如果切削刃带过 窄，则切削刃的强度可能降低，因此综合考虑各项因素，所述切削刃带的宽度k在公知范围 内优选为0.001mm～0.5mm。