CN107414114B - 一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，刀片上设置有至少1个顶角，顶角与刀片中心之间设置有突起部一，突起部一上最高平面为顶平面，每个顶角设置有一个切削单元，切削单元包括圆弧切削刃、主切削刃和断屑槽，断屑槽包括沿圆弧切削刃开始向刀片定位中心孔方向依次连接的圆弧切削刃、第一前刀面、第二前刀面、断屑槽底部和凹形断屑台和顶平面，凹形断屑台为顶平面与上表面或者下表面之间的一内凹球形面。该车削刀片具有能够有效控制切屑的卷曲和折断，并能顺利排屑；且可转位刀片的切削刃强度高，可承受很大的切削阻力，以及容屑空间大，可以有效缓解加工时的切削温度，适合毛坯余量均匀和不均匀的高温合金的粗加工。

Description

一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片

技术领域

本发明涉及金属切削加工领域的一种车削刀具，更具体的，涉及一种用于粗加工高温合金的车削刀片。

背景技术

现有技术中，可转位的双面槽型切削刀片是常用的切削刀片，随着用户对被加工件的表面质量的要求，以及在加工毛坯余量不均匀的工件时对可转位刀片寿命的要求都越来越高。

由于高温合金很难加工，切削刃太过锋利，刀尖易崩；刀尖强度太高，切削阻力大，这将加快车削刀片后刀面的磨损，从而影响刀片的寿命。

在硬质合金的粗加工过程中，通常使用带多个切削单元的可转位数控车削刀片，这种刀片在一个刀尖磨损后，可转位使用另外刀尖，刀片用钝后一般直接废弃不重磨。这些刀片的切削刃前端带有负前角，因此存在切削阻力大，切屑排出方向不定，刃尖温度过高等影响刀片寿命的缺陷，特别是在高硬度、高粘性金属材料在切削过程中存在切削温度高、加工切削硬化严重、易形成积屑瘤、塑性变形抗力大及表面质量和精度不易保证等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，该车削刀片具有能够有效控制切屑的卷曲和折断，并能顺利排屑；且可转位刀片的切削刃强度高，可承受很大的切削阻力，以及容屑空间大，可以有效缓解加工时的切削温度，适合毛坯余量均匀和不均匀的高温合金的粗加工。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述刀片本体为多边形体，所述刀片本体上设有位于其几何中心的刀片定位中心孔，所述刀片本体包括上表面、下表面、至少三个侧面以及连接各侧面的圆弧面；所述上表面和下表面都设置有不少于1个顶角A；每个所述顶角A与刀片定位中心孔之间都设置有突起部一，所述突起部一沿刀片定位中心孔周边均匀分布，突起部一上最高平面为顶平面；所述突起部一与刀片边缘之间设置有容屑槽；

每个顶角A设置有一个切削单元，切削单元包括圆弧切削刃、主切削刃和断屑槽，所述圆弧切削刃由圆弧面与上表面相交形成，所述主切削刃由侧面与上表面相交形成；

所述断屑槽包括沿圆弧切削刃开始向刀片定位中心孔方向依次连接的圆弧切削刃、第一前刀面、第二前刀面、断屑槽底部和凹形断屑台和顶平面；凹形断屑台设置在突起部一上；

其中：所述凹形断屑台为顶平面与上表面或者下表面之间的一内凹球形面。

优选地，所述第一前刀面与上表面之间的夹角为第一前角α，α为2°～10°；所述第二前刀面与上表面之间的夹角为第二前角β，β为15°～25°。

优选地，所述内凹球形面的半径R1为0.5mm～2.5mm。

优选地，所述内凹球形面与顶平面相交形成内凹圆弧R2。

进一步优选地，以顶平面所在的平面为基准面，所述内凹圆弧R2与圆弧切削刃在基准面上的投影圆弧之间的最长距离d为1.5mm～2.5mm。

优选地，所述顶平面由上段内凹圆弧R2、下段内凹圆弧R3和两侧面的内凹圆弧R4以及之间的四段过渡圆弧组成，所述内凹圆弧R2由凹形断屑台与顶平面相交形成。

进一步优选地，以垂直于顶角A角平分线的直线为基准线，所述内凹圆弧R2在基准线上的投影宽度为下段内凹圆弧R3在基准线上的投影宽度的1/6～1/3；所述内凹圆弧R2与下段内凹圆弧R的最短距离为b2，所述b2为1～5mm。。

优选地，所述断屑槽底部、容屑槽底部与上表面平行，且断屑槽底部高于容屑槽底部；优选地，断屑槽底部和容屑槽底部之间的高度差为h，所述h为0mm～0.2mm；优选为0.02～0.1mm。

优选地，所述断屑槽底部沿着主切削刃的方向其宽度为b1，所述b1为0.5～5mm；优选为2～4mm。

优选地，所述第一前刀面上包括渐变段，所述渐变段始于圆弧切削刃和主切削刃的交点，所述渐变段的宽度从交点处往主切削刃方向上逐步增加，所述渐变线的长度为d1，所述d1为0～5mm。

优选地，每个相邻所述突起部一之间设置有不小于一个突起部二，所述突起部二呈“水滴状”沿中心定位孔均匀分布；优选所述突起部二为3个。突起部二主要有定位的作用。

优选地，所述容屑槽底部设置有至少3个圆形突起。

进一步优选地，所述圆形突起为3个，包括圆形突起一、圆形突起二和圆形突起三，3个所述圆形突起呈三角形布置。

再进一步优选地，所述圆形突起一和圆形突起二的半径和高度都是一致，所述圆形突起三的半径和高度都大于圆形突起一和圆形突起二，所述圆形突起三与圆形突起一和圆形突起二的半径差为0.05～0.2，高度差为0.02mm～0.2mm。

再一次优选地，以顶平面所在的平面为基准面，所述圆形突起一或圆形突起二在基准面上投影的中心到圆弧切削刃的投影圆弧最远端点在主切削刃方向上的距离都为d2，d2为2mm～4mm，所述圆形突起三在基准面上投影的中心到圆弧切削刃的投影圆弧最远端点在主切削刃方向上的距离都为d3，d3为2mm～4mm，且d3>d2。

相比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片的刃口锋利，且切削刃口有一定的宽度，有效地平衡了刀具刃口的锋利性和强度。断屑槽底面采用平面状可以有效缓解高温合金加工时切削温度高的缺点，以及大的容屑空间都将使刀片的耐磨性大大提高，充分满足了客户的使用要求。

本发明车削刀片在刀尖圆弧后断屑槽内设有带倾角的凸台，保证了刃口的强度；本发明车削刀片采用双前角切削刃，兼顾刃口锋利和强度，降低了刃口温度；圆弧挡屑台可以使切屑沿着曲面流出，减小了切削力；本发明所述切削刃后的容屑槽内设置有小凸起，既减小了切屑与刀片的接触面积及摩擦力、降低了主切削力，又便于散热；本发明具有工作时切削力及刀片磨损相对较小、切削温度低，刀片使用寿命长，断屑、排屑效果好。

附图说明

图1是本实用可转位切削刀片的立体图。

图2是本实用可转位切削刀片的主视图。

图3是图2所示切削刀片的D部的放大视图。

图4是图2所示切削刀片沿C-C线的剖视图。

图5是图3所示切削刀片沿E-E线的剖视图。

图中：1—刀片本体，2—下表面，3—上表面，4—圆弧面，5—侧面，6—断屑槽，7—切削刃，7a—圆弧切削刃，7b—主切削刃，8—第一前刀面，9—第二前刀面， 10—断屑槽底部，11—凹形断屑台，12—容屑槽，13—突起部二，14—圆形突起，141—圆形突起一，142—圆形突起二，143—圆形突起三，15—中心孔，P—顶角A角平分线，16—突起部一，17—顶平面。

具体实施方式

本发明实施例附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

参见图1至图5，本实施例提供一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，刀片本体1为多边形体，刀片本体1上设有位于其几何中心的刀片定位中心孔15，刀片本体1包括上表面3，下表面2，三个侧面5以及联接各侧面5的圆弧面4；上表面3的刀片定位中心孔15周边设置有十二个被分离的突起部，突起部包括3个对称布置的突起部一16和9个对称布置的“水滴状”突起部二13；上表面3设置有3个顶角A；

每个顶角A设置有一个切削单元，切削单元包括切削刃7（圆弧切削刃7a、主切削刃7b）和断屑槽6，圆弧切削刃7a由圆弧面4与上表面3相交形成，主切削刃7b由侧面5与上表面3相交形成，断屑槽6设置在角平分线P上并靠近圆弧切削刃7a的部位；

断屑槽6包括由圆弧切削刃7a开始向刀片定位中心孔15方向依次连接的圆弧切削刃7a、第一前刀面8、第二前刀面9、断屑槽底部10和凹形断屑台11和顶平面17；第一前刀面8与上表面3存在第一前角α，第一前角α为2°～10°，优选为3°～7°，本实施例中，α为5°；第二前刀面9与上表面3存在第二前角β，第二前角β为15°～25°最佳为16°～20°，本实施例中，β为18°。

其中：顶平面17为突起部一16上的最高平面，凹形断屑台11设置在突起部一16上。凹形断屑台11为一内凹球形面，球形面的半径R1为0.5mm～2.5mm，最佳为0.8～1.5mm，本实施例中，R1为1.5mm。

内凹球形面与顶平面17相交形成内凹圆弧R2；以顶平面17所在的平面为基准面，内凹圆弧R2与圆弧切削刃7a在基准面上的投影圆弧之间的最长距离d为1.5mm～2.5mm，本实施例中，d为2.4mm。

顶平面17由上段内凹圆弧R2、下段内凹圆弧R3和两侧面的内凹圆弧R4以及之间的四段过渡圆弧组成，所述内凹圆弧R2由凹形断屑台11与顶平面17相交形成。

以垂直于顶角A角平分线的直线为基准线，所述内凹圆弧R2在基准线上的投影宽度为下段内凹圆弧R3在基准线上的投影宽度的1/6～1/3，本实施例优选为1/4；内凹圆弧R2与下段内凹圆弧R的最短距离为b2，所述b2为1～5mm；优选为2～3.5mm，本实施例中，b2为3.2mm。

断屑槽底部10、容屑槽底部12与上表面3平行，且断屑槽底部10高于容屑槽底部12；断屑槽底部10和容屑槽底部12之间的高度差为h，所述h为0mm～0.2mm；优选为0.02～0.1mm，本实施例中，d2为0.05mm。

断屑槽底部10沿着主切削刃7b的方向的宽度为b1，b1为0.5～5mm，最佳为2～4mm，本实施例中，b1为3.2mm。

第一前刀面8上包括渐变段，所述渐变段始于圆弧切削刃7a和主切削刃7b的交点，所述渐变段的宽度从交点处往主切削刃7b方向上逐步增加，渐变线的长度为d1，所述d1为0～5mm，最佳为2～4mm，本实施例中，d1为3mm。

容屑槽底部设置有3个圆形突起14，包括圆形突起一141、圆形突起二142和圆形突起三143，3个所述圆形突起14呈三角形布置。所述圆形突起一141和圆形突起二142的半径和高度都是一致，所述圆形突起三143的半径和高度都大于圆形突起一141和圆形突起二142，所述圆形突起三143与圆形突起二142和圆形突起一141的半径差范围为0.05～0.2mm，最佳为0.08～0.15mm，本实施例中，为0.1，高度差范围为0.02～0.2mm，最佳为0.05～0.15mm，本实施例中，为0.08。

以顶平面17所在的平面为基准面，所述圆形突起一141或圆形突起二142在基准面上投影的中心到圆弧切削刃7a的投影圆弧最远端点在主切削刃7b方向上的距离都为d2，d2为2mm～4mm，本实施例中d2为3.1mm；所述圆形突起三143在基准面上投影的中心到圆弧切削刃7a的投影圆弧最远端点在主切削刃（7b）方向上的距离都为d3，d3为2mm～4mm，本实施例中，d3为3.8mm。

具有以上槽型参数的切削刀片，兼顾了切削刃刃口的锋利性和强度，以及具有宽的断屑槽和大的容屑槽，因此，在切削加工高温合金时，可以很好引导切屑的卷曲和折断，从而，使可转位刀片的耐磨性得到了很好的改善，满足了客户的需求。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述刀片本体（1）为多边形体，所述刀片本体（1）上设有位于其几何中心的刀片定位中心孔（15），所述刀片本体（1）包括上表面（3）、下表面（2）、至少三个侧面（5）以及连接各侧面（5）的圆弧面（4）；所述上表面（3）和下表面（2）都设置有不少于1个顶角（A）；每个所述顶角（A）与刀片定位中心孔（15）之间都设置有突起部一（16），所述突起部一（16）沿刀片定位中心孔（15）周边均匀分布，突起部一（16）上最高平面为顶平面（17）；所述突起部一（16）与刀片边缘之间设置有容屑槽（12）；

每个顶角（A）设置有一个切削单元，切削单元包括圆弧切削刃（7a）、主切削刃（7b）和断屑槽（6），所述圆弧切削刃（7a）由圆弧面（4）与上表面（3）相交形成，所述主切削刃（7b）由侧面（5）与上表面（3）相交形成；

所述断屑槽（6）包括沿圆弧切削刃（7a）开始向刀片定位中心孔（15）方向依次连接的圆弧切削刃（7a）、第一前刀面（8）、第二前刀面（9）、断屑槽底部（10）和凹形断屑台（11）和顶平面（17）；凹形断屑台（11）设置在突起部一（16）上；

其中：所述顶平面（17）由上段内凹圆弧R2、下段内凹圆弧R3和两侧面的内凹圆弧R4以及之间的四段过渡圆弧组成，所述内凹圆弧R2由凹形断屑台（11）与顶平面（17）相交形成；以垂直于顶角（A）角平分线的直线为基准线，所述内凹圆弧R2在基准线上的投影宽度为下段内凹圆弧R3在基准线上的投影宽度的1/6～1/3；所述内凹圆弧R2与下段内凹圆弧R的最短距离为b2，所述b2为1～5mm；

所述凹形断屑台（11）为顶平面（17）与上表面（3）或者下表面（2）之间的一内凹球形面，所述凹形断屑台（11）的半径R1为0.5mm～2.5mm。

2.根据权利要求1所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述第一前刀面（8）与上表面（3）之间的夹角为第一前角α，α为2～10°；所述第二前刀面（9）与上表面（3）之间的夹角为第二前角β，β为15～25°。

3.根据权利要求2所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述第一前刀面（8）与上表面（3）之间的夹角为第一前角α为3～7°；所述第二前刀面（9）与上表面（3）之间的夹角为第二前角β为16～20°。

4.根据权利要求1所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述凹形断屑台（11）与顶平面（17）相交形成内凹圆弧R2；以顶平面（17）所在的平面为基准面，所述内凹圆弧R2与圆弧切削刃（7a）在基准面上的投影圆弧之间的最长距离d为1.5mm～2.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述断屑槽底部（10）、容屑槽（12）底部与上表面（3）平行，且断屑槽底部（10）高于容屑槽（12）底部。

6.根据权利要求5所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述断屑槽底部（10）和容屑槽（12）底部之间的高度差为h，所述h为0mm～0.2mm。

7.根据权利要求6所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述断屑槽底部（10）和容屑槽（12）底部之间的高度差h为0.02～0.1mm。

8.根据权利要求1所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述断屑槽底部（10）沿着主切削刃（7b）的方向其宽度为b1，所述b1为0.5～5mm。

9.根据权利要求8所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述断屑槽底部（10）沿着主切削刃（7b）的方向其宽度b1为2～4mm。

10.根据权利要求1所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述第一前刀面（8）上包括渐变段，所述渐变段始于圆弧切削刃（7a）和主切削刃（7b）的交点，所述渐变段的宽度从交点处往主切削刃（7b）方向上逐步增加，所述渐变段的长度为d1，所述d1为0～5mm。

11.根据权利要求1所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，每个相邻所述突起部一（16）之间设置有不小于一个突起部二（13），所述突起部二（13）呈“水滴状”沿定位中心孔（15）均匀分布。

12.根据权利要求11所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述突起部二（13）为3个。

13.根据权利要求1所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述容屑槽（12）底部设置有至少3个圆形突起（14）。

14.根据权利要求13所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述圆形突起（14）为3个，包括圆形突起一（141）、圆形突起二（142）和圆形突起三（143），3个所述圆形突起（14）呈三角形布置。

15.根据权利要求14所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，所述圆形突起一（141）和圆形突起二（142）的半径和高度都是一致，所述圆形突起三（143）的半径和高度都大于圆形突起一（141）和圆形突起二（142），所述圆形突起三（143）与圆形突起一（141）和圆形突起二（142）的半径差为0.05～0.2，高度差为0.02mm～0.2mm。

16.根据权利要求15所述的一种用于粗加工高温合金的双面可转位车削刀片，其特征在于，以顶平面（17）所在的平面为基准面，所述圆形突起一（141）或圆形突起二（142）在基准面上投影的中心到圆弧切削刃（7a）的投影圆弧最远端点在主切削刃（7b）方向上的距离都为d2，d2为2mm～4mm，所述圆形突起三（143）在基准面上投影的中心到圆弧切削刃（7a）的投影圆弧最远端点在主切削刃（7b）方向上的距离都为d3，d3为2mm～4mm，且d3>d2。