CN107214353A - 一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片 - Google Patents

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Abstract

一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，属于车削刀具技术领域。该车刀片包括车刀片主体，车刀片主体水平截面的外轮廓形状为六边形，六边形车刀片主体的几何中心处设有紧固螺钉孔，六边形车刀片主体顶面外周边设有前刀面，六边形车刀片主体的六个顶角由三个80°角和三个160°角依次交替设置构成，六边形车刀片主体的三个80°角处均设有圆弧刀尖，六边形车刀片主体顶面六条外边缘处均设有负倒棱切削刃，每个圆弧刀尖附近均设有凸起，六边形车刀片主体顶面上及前刀面上与每个160°角相对应处分别设有折线阶梯形断屑槽，折线阶梯形断屑槽与前刀面组成排屑槽，六边形车刀片主体的底面为刀片安装支撑面。本发明用于高压冷却下高温合金半精加工。

Description

一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片
技术领域
本发明涉及一种高温合金加工用车刀片，属于车削刀具技术领域。
背景技术
高温合金由于在高温条件下，仍然具有较高的抗疲劳强度、高屈服强度等优良的机械性能，因此被广泛应用在航空、航天、航海及核电工业等领域，但是高温合金是一种典型的难加工材料，切削加工性较差，加工硬化严重、切削力大、切削温度高、切屑不易折断等问题对高温合金高质量、高效率加工具有较大的影响。目前主要采用硬质合金刀具加工高温合金，在切削过程中，刀具磨损、破损严重，使用寿命短，零件的加工质量和效率难以保证。解决难加工材料加工问题的有效途径之一是改变刀具几何参数及设计断屑槽等结构，同时，为了改善高温合金切削加工质量，国内外学者采用了许多先进的冷却润滑方法，如采用高压冷却润滑的加工方式，可以有效降低切削力、切削温度，提升断屑能力，有利于切削加工高效稳定的进行。
发明内容
本发明的目的是针对目前多数车刀片在高温合金切削加工过程中，由于材料切削加工性较差，存在切削力大、切削温度高、切屑不易折断、排屑困难、车刀片磨损破损严重、加工精度难以保证等问题，提供一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片。
本发明对现有车刀片的切削刃、断屑槽结构进行优化设计，使车刀片适用于高压冷却下的切削加工，提升断屑能力，降低切削温度，减小刀具磨损，提高加工质量和效率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，包括车刀片主体，所述的车刀片主体水平截面的外轮廓形状为六边形，六边形车刀片主体的几何中心处设有紧固螺钉孔，六边形车刀片主体顶面外周边设有前刀面，六边形车刀片主体的六个顶角由三个80°角和三个160°角依次交替设置构成，六边形车刀片主体的三个80°角处均设有圆弧刀尖，六边形车刀片主体顶面六条外边缘处均设有负倒棱切削刃，每个所述的圆弧刀尖附近均设有凸起，六边形车刀片主体顶面上以及前刀面上与每个160°角相对应处分别设有折线阶梯形断屑槽，所述的折线阶梯形断屑槽与前刀面组成排屑槽，六边形车刀片主体的底面为刀片安装支撑面。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
1、本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，采用较大的圆弧刀尖与负倒棱切削刃相切连接，有利于提高切削刃的强度和抗冲击性，保证前刀面的光滑程度，减小切屑与前刀面的摩擦，降低刀具发生粘结磨损的可能性，进而提高加工质量和刀具寿命；
2、本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，采用塔形凸起，在增大刀尖强度的同时有利于切屑的折断，可减小刀-屑接触长度及切屑对刀具的摩擦作用，有助于切削更稳定的进行；
3、本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，采用折线阶梯形断屑槽与前刀面组成的排屑槽，增大了容屑空间，有利于存储一定的高压冷却液，降低刀片切削过程中的温度，同时折线阶梯形断屑槽，复杂的曲线变化结构，有利于切屑的附加折断，控制切屑的流出方向，使切屑带走更多的热量，从而降低刀片温度，提高刀片的使用寿命；
4、本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，采用双前角设计，车刀片的前角与负倒棱角度的组合，较大的车刀片前角增大了切削刃的锋利程度，可以使切削更加顺畅，提高加工精度，负倒棱切削刃的设计，可以增大切削刃强度，起到抗冲击的作用，减小刀具崩刃的可能性；
5、本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，采用紧固螺钉孔，螺钉压紧，使定位面受力分布均匀，便于刀片装夹，有利于提高刀片定位精度、安装精度及切削加工的稳定性。
附图说明
图1是本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片正等测图；
图2是本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片底面俯视图；
图3是本发明的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片顶面俯视图。
图4是图1的A处局部放大视图。
图5是图1的B处局部放大视图。
图6是图3的C处局部放大视图。
图7是图3的D处局部放大视图。
图中，圆弧刀尖1、凸起2、前刀面3、折线阶梯形断屑槽4、六边形车刀片主体5、紧固螺钉孔6、排屑槽7、负倒棱切削刃8、刀片安装支撑面9。
具体实施方式
为了更好的理解本发明专利的方案，结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：如图1-图7所示，本实施方式披露了一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，包括车刀片主体，所述的车刀片主体水平截面的外轮廓形状为六边形，六边形车刀片主体5的几何中心处设有紧固螺钉孔6，六边形车刀片主体5顶面外周边设有前刀面3，六边形车刀片主体5的六个顶角由三个80°角和三个160°角依次交替设置构成，六边形车刀片主体5的三个80°角处均设有圆弧刀尖1，六边形车刀片主体5顶面六条外边缘处均设有负倒棱切削刃8，每个所述的圆弧刀尖1附近均设有凸起2，六边形车刀片主体5顶面上以及前刀面3上与每个160°角相对应处分别设有折线阶梯形断屑槽4，所述的折线阶梯形断屑槽4与前刀面3组成排屑槽7，六边形车刀片主体5的底面为刀片安装支撑面9。所述的折线阶梯形断屑槽4即为不规则折线变化的阶梯形断屑槽。
为了满足刀尖角度为80°的刀片形状要求，设计成车刀片主体水平截面的外轮廓形状为六边形，六边形车刀片主体5的六个顶角由三个80°角和三个160°角依次交替设置构成，同一把车刀片可实现三次转位，与刀尖角度为80°的菱形刀片相比，可转位次数更多，可提高加工效率，同时，车刀片主体采用六边形的刀片形状，车刀片的安装支撑面积更大，使车刀片安装更加牢固，有利于提升切削加工的稳定性。
本实施方式通过高强度的螺钉穿过紧固螺钉孔6压紧在带有高压冷却管道的车刀柄上，使得定位面受力分布均匀，提高车刀片定位精度、安装精度及切削加工的稳定性。
具体实施方式二：如图1、图3所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的每个圆弧刀尖1附近设有的凸起2形状均为塔形。
塔形凸起和折线阶梯形断屑槽4，均需保证结构的比例尺寸与强度，起到一定的断屑、导屑作用，可满足排屑槽7的容屑空间要求，起到排屑作用，同时存储一定的冷却液，在切削过程中起到降低车刀片温度的作用。
具体实施方式三：如图1、图3、图5、图7所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的前刀面3与负倒棱切削刃8组合形成了双前角设计，所述的车刀片的前角为10°，所述的负倒棱的角度为-15°，负倒棱的宽度为0.1mm，车刀片的后角为0°，还可通过与高压冷却车刀柄组合形成合适的后角，使车刀片实用性更强。
具体实施方式四：如图1、图3所示，本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，每个所述的圆弧刀尖1的圆弧半径均为0.8mm，三个圆弧刀尖1距离塔形凸起的距离均为0.1mm。
具体实施方式五：如图1-图4、图6所示，本实施方式是对具体实施方式四作出的进一步说明，三个所述的塔形凸起、三个折线阶梯形断屑槽4、一个紧固螺钉孔6及前刀面3组成刀片槽型结构。
本发明可以改善目前多数车刀片在高温合金切削加工过程中存在的切削力大、切削温度高、切屑不易折断、排屑困难、刀片磨损严重、加工质量较差、效率较低等问题，其实施方式不止局限于此，例如，本发明可以为车刀片增加TiAIN涂层工艺，使刀片韧性和硬度更高；也可以直接制造生产带有合适后角的车刀片，如后角为6°~12°的车刀片等，以满足高压冷却压力在0~300bar（0~30MPa）范围内的高温合金的半精加工。

Claims (5)

1.一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，包括车刀片主体，其特征在于：所述的车刀片主体水平截面的外轮廓形状为六边形，六边形车刀片主体（5）的几何中心处设有紧固螺钉孔（6），六边形车刀片主体（5）顶面外周边设有前刀面（3），六边形车刀片主体（5）的六个顶角由三个80°角和三个160°角依次交替设置构成，六边形车刀片主体（5）的三个80°角处均设有圆弧刀尖（1），六边形车刀片主体（5）顶面六条外边缘处均设有负倒棱切削刃（8），每个所述的圆弧刀尖（1）附近均设有凸起（2），六边形车刀片主体（5）顶面上以及前刀面（3）上与每个160°角相对应处分别设有折线阶梯形断屑槽（4），所述的折线阶梯形断屑槽（4）与前刀面（3）组成排屑槽（7），六边形车刀片主体（5）的底面为刀片安装支撑面（9）。
2.根据权利要求1所述的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，其特征在于：所述的每个圆弧刀尖（1）附近设有的凸起（2）形状均为塔形。
3.根据权利要求1所述的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，其特征在于：所述的前刀面（3）与负倒棱切削刃（8）组合形成了双前角设计，所述的车刀片的前角为10°，所述的负倒棱的角度为-15°，负倒棱的宽度为0.1mm。
4.根据权利要求2所述的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，其特征在于：每个所述的圆弧刀尖（1）的圆弧半径均为0.8mm，三个圆弧刀尖（1）距离塔形凸起的距离均为0.1mm。
5.根据权利要求4所述的一种高压冷却下高温合金半精加工用可转位车刀片，其特征在于：三个塔形凸起、三个折线阶梯形断屑槽（4）、一个紧固螺钉孔（6）及前刀面（3）组成的刀片槽型结构。
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