CN108127127A - 一种车削方法与一种刀具 - Google Patents

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李�杰
董庆运
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明提供了一种车削方法，包括：采用车刀对中碳钢材料或不锈钢材料的表面进行精加工车削，所述车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5‑R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5‑R8mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃。本发明通过对车刀主切削刃和副切削刃以及主后刀面和副后刀面的选择，改变了切削刃位置，从而减小精加工车削时的刀具振动，降低了精加工难度和表面粗糙度。本发明还提供了一种车刀，所述车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5‑R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5‑R8mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃。

Description

一种车削方法与一种刀具
技术领域
本发明涉及中碳钢材料和不锈钢材料车削技术领域，尤其涉及一种车削方法与一种车刀。
背景技术
车削加工过程包括粗车加工和精车加工两部分，粗车加工目的为快速去除加工余量，而精加工的目的则在于去除精加工余量，保证工件尺寸精度以及表面粗糙度，因此精车加工直接影响被加工工件能否符合图纸要求和使用要求，但是在精车加工过程中，由于刀具、夹具、机床、振动、温度等诸多因素的影响，使保证工件的尺寸精度和表面粗糙度存在一定的难度，尤其是当精车加工的背吃刀量小于0.03mm时，很难加工出理想的表面质量和合格的尺寸精度，由此造成精车加工后工件的尺寸精度和表面粗糙度不能满足使用要求，从而造成废品，尤其是小批量产品或单件产品试制的情况，需要不断修改精车切削参数，并尽可能将精车加工余量，即最后一次精加工车削的背吃刀量控制在0.05mm以上，以避免由于振动、挤削、积屑瘤等因素影响精车加工的效果，因此不仅限制了精加工车削的参数选择，且废品率增加，同时增大了中碳钢材料和不锈钢材料尺寸精度和表面粗糙度的保证难度。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种切削方法与一种车刀，通过本发明提供的车刀，能够改善中碳钢材料和不锈钢材料精加工车削余量小于0.03mm时，工件表面粗糙度难以保证的问题；以及始终利用刀尖位置进行车削，刀具磨损快，批量生产时换刀次数多，从而影响生产效率和加工成本的问题。
由鉴于此，本发明提供了一种车刀，所述车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5-R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R4.5-R6mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃。
作为上述技术方案的优选，所述车刀为钨钴钛类焊接硬质合金车刀。
本发明还提供了一种车削方法，包括：
采用车刀对中碳钢材料或不锈钢材料的表面进行精加工车削，所述的车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5-R5.5mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5-R8.0mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃。
作为上述技术方案的优选，所述车刀为钨钴钛类焊接硬质合金车刀。
作为上述技术方案的优选，所述车刀在车削过程中刀尖不参与车削，刀具主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃参与车削。
作为上述技术方案的优选，车削的冷却介质为水溶性冷却液。
作为上述技术方案的优选，车削为精加工车削。
作为上述技术方案的优选，精加工车削的背吃刀量为0.02mm-0.05mm。
作为上述技术方案的优选，精加工车削的切削速度为90m/min-110m/min。
本发明还提供了一种车削方法，包括：采用车刀对中碳钢材料或不锈钢材料的表面进行精加工车削，所述的车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5-R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5-R8.0mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃。通过改变主切削刃副切削刃以及主后刀面和副后刀变的形状，间接改变车削过程中刀尖的位置以及主后刀面与副后刀面相交处形成的棱边形状。同时使车削过程中参与切削的位置不再是车刀的主切削刃和刀尖，而是主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边。这样的改变有利于刀具在精加工车削端面，圆弧曲面，外圆表面时背吃刀量始终保持不变，且减小切削热和切削振动的产生，还能够有效地使细小的切屑流向工件待加工表面一侧，避免细小金属切屑流向工件已加工表面，将工件已加工表面划伤破坏。此外由于参与切削的切削刃为圆弧形状，在车削过程中具有研磨修光作用，能够有效减小工件表面粗糙度。
本发明的有益效果：
本发明通过对车刀主切削刃、副切削刃、主后刀面、副后刀面以及主后刀面与副后刀面相交处形成的棱边形状的选择，改善了当精车余量小于0.03mm时精车加工的受力和切屑的排出方向，研磨修光已加工表面的同时，避免了振动、挤削和切屑划伤已加工表面等情况，降低了精加工车削难度和表面粗糙度，此外车刀在切削过程中刀具的刀尖不参与车削，因此避免刀尖位置强度低，易磨损的缺点，当采用车刀进行批零精加工时，可以有效减少换刀次数和刀具重磨次数，降低了生产成本。
具体实施方式
加工不锈钢时，刀具几何形状的选择非常重要，本发明改变了常规刀具切削刃的位置，通过控制主后刀面和副后刀面的形状，改变主后刀面和副后刀面相交处切削刃棱边的形状和动态刀具角度，主后刀面与副后刀面的圆弧选择范围为R6.5-R8.0mm，切削不同工件材料时，选择不同的圆弧半径，不同圆弧半径的组合可以有效地控制切屑的流向，避免切屑挤压在切削刃和已加工表面之间，划伤、破坏工件已加工表面粗糙度，且主后刀面和副后刀面之间的弧形切削刃棱边具有修光工件表面的作用。
此外加工不锈钢和中碳钢时，常用钨钴合金(YG)和钨钴钛合金(YT)材料制成的刀具。虽然钨钴钛硬质合金(YT)红硬性较好，在高温条件下比钨钴硬质合金耐磨，能够加工出更好的表面粗糙度，但它的脆性较大，不耐冲击，刀尖位置易磨损、崩刀，因此在常规不锈钢车削中较少采用，本发明改变了刀具切削刃形状，将切削位置从刀尖位置转换到主后刀面和副后刀面的相交棱边处，增大了切削刃的强度，避免刀具发生崩刀，增加了刀具寿命，更加有助于改善工件表面粗糙度，减小精加工车削的难度。
下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例一
（1）将外圆直径D外为65mm，长度为150mm的中碳钢材料或不锈钢材料装夹在数控车床上，伸出三爪卡盘30-40mm,采用90°外圆粗车刀进行粗车加工，将D外为65mm直径加工至60.02-60.03mm，为精加工车削留余量0.02-0.03mm。
（2）选择YT15材料精车削外圆车刀，车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5-R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5-R8mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处具有圆弧形的棱边。切削速度优选90m/min-110m/min，进给量优选0.02mm/r-0.05mm/r，切削液优选水溶性冷却液，针对上步粗加工完成的工件直径计算精加工主轴转速。利用主后刀面与副后刀面相交处的圆弧形棱边作为切削刃，进行外圆精加工车削，将外圆尺寸加工至60±0.01长20mm,表面粗糙度为Ra≤1.6μm。
实施例二
（1）将内孔直径D内为55mm，长度为150mm的中碳钢材料或不锈钢材料装夹在数控车床上，伸出三爪卡盘30-40mm,采用90°内圆粗车刀进行粗车加工，将D内为55mm直径加工至59.97-59.98mm，为精加工车削留余量0.02-0.03mm。
（2）选择YT15材料精车削内孔车刀，车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5-R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5-R8mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处具有圆弧形的棱边。切削速度优选90m/min-110m/min，进给量优选0.04mm/r-0.07mm/r，切削液优选水溶性冷却液，针对上步粗加工完成的工件直径计算精加工主轴转速。利用主后刀面与副后刀面相交处的圆弧形棱边作为切削刃，进行外圆精加工车削，将内孔尺寸加工至60±0.01长20mm，表面粗糙度为Ra≤1.6μm。
实施例三
（1）将直径D端为60mm，长度为150mm的中碳钢材料或不锈钢材料装夹在数控车床上，伸出三爪卡盘30-40mm，采用90°外圆粗车刀进行粗车加工，将D端为60mm长度方向加工至20.02-20.03mm，为精加工车削留余量0.02-0.03mm。
（2）选择YT15材料精车削外圆车刀，车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5-R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5-R8mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处具有圆弧形的棱边。切削速度优选90m/min-110m/min，进给量优选0.04mm/r-0.07mm/r，切削液优选水溶性冷却液，针对上步粗加工完成的工件直径计算精加工主轴转速。利用主后刀面与副后刀面相交处的圆弧形棱边作为切削刃，进行外圆精加工车削，将直径D端为60mm的长20.02-20.3mm端面，加工至长20±0.01，表面粗糙度为Ra≤1.6μm。

Claims (10)

1.一种车刀，其特征在于，所述刀具的主切削刃和副切削刃为R4.5-R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5-R8mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃。
2.根据权利要求1所述的车刀，其特征在于，所述车刀为钨钴钛类焊接硬质合金车刀。
3.一种车削方法，包括：
采用车刀对中碳钢材料或不锈钢材料的表面进行精加工车削，所述车刀的主切削刃和副切削刃为R4.5-R6mm圆弧，主后刀面和副后刀面为R6.5-R8mm圆弧面，主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃。
4.根据权利要求3所述的车削方法，其特征在于，所述车刀为钨钴钛类焊接硬质合金车刀。
5.根据权利要求3所述的车削方法，其特征在于，所述车刀在车削过程中刀尖不参与车削，刀具主后刀面与副后刀面相交处形成的圆弧棱边为切削刃参与车削。
6.根据权利要求3所述的车削方法，其特征在于，所述车削的冷却介质为水溶性冷却液。
7.根据权利要求3所述的车削方法，其特征在于，所述车削为精加工车削。
8.根据权利要求7所述的车削方法，其特征在于，所述精加工车削的进给量为0.04mm/r-0.07mm/r。
9.根据权利要求7所述的车削方法，其特征在于，所述精加工车削的背吃刀量为0.02mm-0.03mm。
10.根据权利要求7所述的车削方法，其特征在于，所述精加工车削的切削速度为90m/min-110m/min。
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