CN113182575A - 一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片 - Google Patents

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Abstract

一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，属于重型切削领域。可解决重型铣削水室封头大型零件过程中刀片承受交变热‑机械载荷变化剧烈造成刀片损伤严重、加工效率低等问题。刀片切削刃设有负倒棱结构，相邻切削刃间有圆弧刃过渡；刀片设有双前角结构；第一前刀面置有椭圆形减磨凸起；连接两前刀面处设有过渡平面；过渡平面靠近刀尖处设有微凹槽，微凹槽内置有圆形微槽织构；刀尖近域设有类三角形凸起；刀片上底面设有四边形凸台；四边形凸台中心处设有紧固螺钉孔；四边形凸台上表面设有冷却槽；四边形凸台侧面、类三角形凸起侧面及第二前刀面之间形成容屑槽；刀片后刀面设有椭圆形微槽织构。本发明用于以水室封头为典型难加工材料的切削加工。

Description

一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片
技术领域
本发明为一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，属于重型切削加工技术领域。
背景技术
水室封头是核岛核电站蒸汽发生器的关键零件，其由材料508Ⅲ钢锻造毛坯在重型机床上加工制造，待加工表面有较多的加工缺陷，如锻造裂纹、金属夹杂物、锻造铲沟等。重型切削参数远远大于常规切削参数，刀具所承受的热-机械载荷也大于常规切削，切削时在循环的热-机械载荷下刀具材料存在的原始微损伤结构不断积累与演化，最终导致刀具过早磨损和破损；同时在瞬时大进给和大切深的共同影响下，处于极限悬伸状况下的刀具发生较大振动，极易产生严重的崩刃、断裂等失效现象；此外加工过程刀具散热能力差，在高温和高压环境中，刀片材料易发生塑性变形，刀-屑粘结现象容易出现。刀片磨损、破损严重，寿命较短、换刀频繁、切削效率低，因此设计一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片可有效解决上述问题。
发明内容
本发明目的是提供一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，主要解决重型铣削水室封头大型难加工零部件过程中因切削参数大导致刀具磨破损失效严重造成加工过程中换刀频繁、加工效率低等问题。
为达到上述目的，本发明采取技术方案是：一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，刀片本体为四棱台形状。刀片设有双前角结构，切削刃设有负倒棱结构，每相邻两条负倒棱切削刃之间设有圆弧刃过渡；刀片第一前刀面上设有不同方向的椭圆形减磨凸起；连接第一前刀面与第二前刀面部分有平行于刀片底面的过渡平面，刀片过渡平面靠近四个刀尖近域各置有一个微凹槽，所述微凹槽为直角状结构，微凹槽内置有直角状双排分布的圆形微槽织构；刀片的上底面及第二前刀面靠近每个刀尖处各设有一个类三角形凸起强化结构；刀片上底面设有一个四边形凸台；四边形凸台中心处沿刀片厚度方向加工有用于与铣刀盘连接的紧固螺钉孔；四边形凸台上表面紧固螺钉孔外周设有冷却槽，所述冷却槽为八边形形状；四边形凸台侧面、类三角形凸起侧面及第二前刀面之间形成容屑槽；刀片后刀面靠近圆弧刃附近置有平行于切削刃分布的椭圆形微槽织构。
有益效果
1、刀片采用双前角设计，第二前角大于第一前角，第二前刀面宽度大于第一前刀面宽度，既可满足切深大时对刀片刃口强度的需求，也可满足切深小时对刀片锋利性的需要；连接第一前刀面与第二前刀面处设有过渡平面，可有效增强刀片的强度，当切削参数较大时，可保障刀片具有较高的强度而不易发生崩刃、断裂等损伤失效行为。
2、刀片上底面及第二前刀面靠近每个刀尖处各设有一个类三角形凸起强化结构，类三角形凸起的前端正对相邻刀尖，根据结构力学原理，类三角形凸起结构强度高，不易发生破坏，具有较强的抗冲击性，可有效提高刀片整体结构强度与保障切削过程的稳定性。
3、刀片过渡平面靠近刀尖近域设有微凹槽，微凹槽可确保在不破坏刀片强度的情况下将刀-屑接触区部分粘结摩擦区转化为滑动摩擦区，使刀-屑接触区的温度和力有效降低；微凹槽内置有直角状双排分布的圆形微槽织构，微槽织构可使刀具达到良好的抗摩擦和抗粘附等特性，有效缓解刀具粘结现象的发生，提高刀具耐用度。
4、第一前刀面设有不同方向的椭圆形减磨凸起，切屑流经椭圆形减磨凸起时刀片断屑能力提高；椭圆形减磨凸起长轴与切削刃之间呈45°夹角，切削过程中形成45°主偏角时，椭圆形减磨凸起的长轴方向与所述刀片的进给方向平行，可使椭圆形减磨凸起与切屑接触面积较大，有效减小切屑和前刀面的摩擦。
5、刀片后刀面靠近圆弧刃近域设有平行于切削刃分布的椭圆形微槽织构，平行于切削刃分布的微槽织构能有效减小摩擦系数，减磨效果更为优异；椭圆形微槽织构可存储磨屑、硬颗粒等微小杂质，提高工件的表面质量，也可存储少量切削液，降低后刀面温度。
6、刀片采用负倒棱切削刃设计方式，适合重型切削粗加工过程，可有效提高切削刃的强度和抗冲击性，防止刃口处产生微观缺口；相邻负倒棱切削刃之间有圆弧刃过渡，可增强刀尖强度，延长刀片使用寿命。
7、四边形凸台上设有八边形状的冷却槽，既可以增大散热面积，又可以容积少量冷却液，使紧固螺钉浸润在冷却液中，不仅能保护紧固螺钉，避免因高温导致紧固螺钉与铣刀盘发生粘结，还能加速刀片的冷却。
附图说明
图1为本发明一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片的俯视图。
图2为图1的C-C剖视图；
图3为本发明的后视图；
图4为本发明的正视图；
图5为本发明后视图Y处局部放大图；
图6为本发明俯视图G处局部放大图；
图7为本发明双前角结构示意图。
图中：1-圆弧刃；2-紧固螺钉孔；3-椭圆形微槽织构；4-四边形凸台；5-类三角形凸起；6-第一前刀面；7-负倒棱切削刃；8-椭圆形减磨凸起；9-圆形微槽织构；10-微凹槽；11-过渡平面；12-第二前刀面；13-冷却槽；14-容屑槽。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，所述刀片本体为四棱台形状。刀片设有双前角结构，切削刃设有负倒棱结构，相邻两条负倒棱切削刃(7)之间设有圆弧刃(1)过渡；刀片上底面中心处设有一个四边形凸台(4)，四边形凸台(4)中心处沿刀片厚度方向加工有用于与铣刀盘连接的紧固螺钉孔(2)；四边形凸台(4)上表面紧固螺钉孔(2)外周设有冷却槽(13)，所述冷却槽(13)为八边形形状。
具体实施方式二：结合图1所示，刀片第一前刀面(6)上设有不同方向的椭圆形减磨凸起(8)，椭圆形减磨凸起(8)长轴与负倒棱切削刃(7)之间呈45°夹角，当切削过程中形成45°主偏角时，椭圆形减磨凸起(8)的长轴方向与所述刀片的进给方向相同。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1、图2、图6和图7所示，连接第一前刀面(6)与第二前刀面(12)部分有平行于刀片底面的过渡平面(11)，刀片过渡平面(11)靠近四个刀尖近域各置有一个微凹槽(10)，所述微凹槽(10)呈直角状结构；微凹槽内(10)置有直角状双排分布的圆形微槽织构(9)。微凹槽(10)可减小刀-屑接触区摩擦，降低刀-屑接触区温度、力和应力，圆形微槽织构(9)可有效缓解刀具粘结磨损。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1和图7所示，刀片的上底面及第二前刀面(12)靠近各刀尖处设有类三角形凸起(5)强化结构，类三角形凸起(5)的前端正对相邻的刀尖。在靠近刀尖处设置类三角形凸起(5)结构，提高了刀尖的结构强度和抗冲击性，同时增加了刀具的有效散热面积。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1所示，四边形凸台(4)侧面、类三角形凸起(5)侧面及第二前刀面(12)之间形成容屑槽(14)，可缓解大切深、大进给情况下切屑堆积在切削刃周围严重问题，有利于保护切削刃，减缓切屑对刀刃的挤压，延长刀片的使用寿命。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1、图5所示，刀片后刀面靠近圆弧刃(1)附近置有平行于切削刃分布的椭圆形微槽织构(3)。椭圆形微槽织构(3)可存储磨屑、硬颗粒等微小杂质，提高加工表面质量，也可存储少量切削液，降低刀-屑接触区域温度。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1、图2所示，本发明一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片进行加工时，通过紧固螺钉孔(2)安装在铣刀盘上。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
上述实施方式证明，本发明的刀片中设计有双前角、微凹槽、圆形微槽织构、椭圆形减磨凸起以及其它增强散热、减小摩擦的结构，这些结构能有效提高刀片的结构强度、抗摩擦性、散热性和断屑性等，从而解决在切削加工水室封头过程中，刀具磨破损损伤严重问题，可提高加工水室封头效率，降低生产成本。

Claims (6)

1.一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，所述刀片本体为四棱台形状。其特征在于：刀片设有双前角结构；刀片切削刃设有负倒棱结构，相邻两条负倒棱切削刃(7)之间设有圆弧刃(1)过渡；刀片第一前刀面(6)上设有方向不同的椭圆形减磨凸起(8)；连接第一前刀面(6)与第二前刀面(12)部分有平行于刀片底面的过渡平面(11)，刀片过渡平面(11)靠近刀尖近域各置有一个微凹槽(10)，微凹槽(10)内置有直角状双排分布的圆形微槽织构(9)；刀片上底面及第二前刀面(12)靠近刀尖处各设有一个类三角形凸起(5)强化结构；刀片上底面中心处设有一个四边形凸台(4)，所述四边形凸台(4)的俯视投影类似为正方形；四边形凸台(4)中心处沿刀片厚度方向加工有用于与铣刀盘连接的紧固螺钉孔(2)；四边形凸台(4)上表面紧固螺钉孔(2)外周设有冷却槽(13)，所述冷却槽(13)呈八边形形状；四边形凸台(4)侧面、类三角形凸起(5)侧面及第二前刀面(12)之间形成容屑槽(14)。
2.根据权利要求1所述一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，其特征在于：在刀片上底面及第二前刀面(12)靠近每个刀尖处各设有一个类三角形凸起(5)强化结构，类三角形凸起(5)的前端正对相邻的刀尖。
3.根据权利要求1所述一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，其特征在于：刀片设有双前角结构，第一前角和第二前角均为正前角，第二前角大于第一前角，第二前刀面(12)宽度大于第一前刀面(6)宽度，连接第一前刀面(6)与第二前刀面(12)部分有过渡平面(11)。
4.根据权利要求1所述一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，其特征在于：所述的刀片过渡平面(11)上的微凹槽(10)呈直角状；微凹槽(10)内部有直角状双排分布的圆形微槽织构(9)，微凹槽(10)与圆形微槽织构(9)直角处一致朝向相邻刀尖方向。
5.根据权利要求1所述一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，其特征在于：椭圆形减磨凸起(8)的长轴与相邻负倒棱切削刃(7)之间呈45°夹角，铣削过程中形成45°主偏角时，椭圆形减磨凸起(8)的长轴方向与所述刀片的进给方向平行。
6.根据权利要求1所述一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，其特征在于：刀片后刀面靠近圆弧刃(1)部分置有与切削刃平行分布的椭圆形微槽织构(9)。
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PB01 Publication
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