CN113579273A - 一种复合微织构的减摩切削刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合微织构的减摩切削刀具，包括刀具本体和与所述刀具本体连接的刀具刀头，所述刀具刀头包括切削刃、前角面、前刀面、断屑槽槽背、后刀面，所述切削刃、所述前角面、所述前刀面依次连接形成断屑槽，所述断屑槽与所述断屑槽槽背连接，所述前刀面带有凸球形微织构结构和凹坑形微织构结构，所述前角面带有凸球形微织构结构，所述后刀面、所述切削刃带有凹坑型微织构结构。本发明减小了刀具的磨损，降低了切削温度，同时实现切削效果的增加与切削热的降低，提高了刀具的耐用度。
Description
技术领域
本发明涉及刀具技术领域，具体地，涉及一种复合微织构的减摩切削刀具。
背景技术
在金属切削工艺中，为了能够更快更有效地断屑，经常会通过在刀具断屑槽中增加凸台的方式来限制切屑流向，增加切屑卷曲半径，改变切屑流屑角度，从而达到断屑的目的。而在机械制造加工过程中，刀具与工件之间的摩擦会不可避免地造成刀具的磨损，当断屑槽中凸台遭受磨损后，会极大限度地影响其断屑效果，缩短刀具的使用寿命。
研究表明，在刀具表面上制造出一定的微凹坑结构，能够起到减振耐磨的作用，通过在凹坑中添加固体润滑剂来改善润滑效果，在切削过程中使工件与凸台间形成一层润滑膜从而使其具有更好的摩擦性能。
为此，本发明提供一种基于微织构的减摩切削刀具，以解决切削过程中刀具与工件接触造成的刀面磨损，以及产生大量热量导致刀具寿命缩短的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种复合微织构的减摩切削刀具。
本发明提供的复合微织构的减摩切削刀具，包括刀具本体和与所述刀具本体连接的刀具刀头，所述刀具刀头包括切削刃、前角面、前刀面、断屑槽槽背、后刀面，所述切削刃、所述前角面、所述前刀面依次连接形成断屑槽，所述断屑槽与所述断屑槽槽背连接，所述前刀面带有凸球形微织构结构和凹坑形微织构结构，所述前角面带有凸球形微织构结构，所述后刀面、所述切削刃带有凹坑型微织构结构。
进一步地，所述前角面带有线性阵列的凸球形微织构结构，所述前刀面带有线性阵列的凸球形和凹坑形微织构结构，所述切削刃带有线性阵列的凹坑形微织构结构，所述后刀面带有线性阵列的凹坑性微织构结构。
进一步地，所述凹坑形微织构结构内填充有固体润滑剂。
进一步地，所述前刀面的凸球形微织构结构的凸球半径为10μm，间距为40μm，按每行6个、每列6个排布。
进一步地，所述前刀面的凹坑形微织构结构与凸球形微织构结构间隔分布，所述凹坑形微织构结构的凹坑半径为10μm，间距为40μm，按每行6个、每列6个排布。
进一步地，所述前角面的凸球形微织构结构的凸球半径为8μm，按每行20个、每列5个排布。
进一步地，所述切削刃的凹坑性微织构结构的凹坑半径为5μm，间距为20μm，按每条边20个排布。
进一步地，所述后刀面的凹坑性微织构结构的凹坑半径为10μm，间距为40μm，按每行10个、每列10个排布。
进一步地，所述固体润滑剂为粒径0.5-2μm的粉末。
进一步地，所述固体润滑剂为二硫化钼、石墨、氮化硼、二硒化铌中的一种或多种组合
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的复合微织构的减摩切削刀具，通过设置凸球微织构和凹坑微织构，并在凹坑微织构中填充固体润滑剂，减小了刀具及凸球的磨损，降低了切削温度，最终同时实现切削效果的增加与切削热的降低，提高了刀具的耐用度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的复合微织构的减摩切削刀具的刀尖示意图；
图2为本发明实施例提供的复合微织构的减摩切削刀具的断屑槽内的凸球及凹坑微织构示意图；
图3为本发明实施例提供的复合微织构的减摩切削刀具的前刀面凸球及凹坑微织构示意图；
图4为本发明实施例提供的复合微织构的减摩切削刀具的后刀面凹坑微织构示意图。
图中：
1-刀具刀头细部；
2-前角面；
3-前刀面；
4-后刀面；
5-切削刃；
6-断屑槽槽背；
7-前刀面凸球微织构；
8-前刀面凹坑微织构；
9-前角面凸球微织构；
10-切削刃凹坑微织构；
11-后刀面凹坑微织构。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的复合微织构的减摩切削刀具，由刀具本体和与刀具本体连接的刀具刀头连接而成，刀具刀头对工件进行切割。
如图1所示，为本发明实施例提供的刀具刀头的局部示意图，本实施例的刀具刀头为方形结构，图1为刀具刀头的一个尖角构造，即刀具刀头细部1。
刀具刀头细部1包括切削刃5、前角面2、前刀面3、断屑槽槽背6和后刀面4。
切削刃5、前角面2、前刀面3和断屑槽槽背6依次排列，切削刃5、前角面2、前刀面3构成断屑槽，断屑槽与断屑槽槽背6连接，使工件上切割下来的余屑排出。切削刃5同时构成刀具刀头的刀尖部分。
后刀面4为与前刀面3相垂直的面。
本实施例中，断屑槽的具体参数为：棱带宽0.1mm，断屑槽前角角度为35°，槽深0.2mm，槽宽0.54mm。
如图2和图3所示，前刀面3上带有前刀面凸球微织构7和前刀面凹坑微织构8，前刀面凸球微织构7和前刀面凹坑微织构8起始于前角面2和前刀面3相交处，前刀面凸球微织构7和前刀面凹坑微织构8间隔分布并成线性阵列排列。前刀面凸球微织构7的凸球半径为10μm，间距为40μm，按每行6个、每列6个排布。前刀面凹坑微织构8的凹坑半径为10μm，间距为40μm，按每行6个、每列6个排布。前刀面凸球微织构7和前刀面凹坑微织构8延伸至断屑槽槽背6处，总数量为68个。
如图2所示，前角面2带有前角面凸球微织构9，前角面凸球微织构9起始处距离切削刃5的距离为20μm，并与刀尖所在的斜面相切，在位于刀具刀头细部1的两侧相同排布，并呈线性排列。前角面凸球微织构9的凸球半径为10μm，每行相邻间距为16μm，每列间距为32μm，按每行20个、每列5个排布，共计200个。
如图2所示，切削刃5带有切削刃凹坑微织构10，切削刃凹坑微织构10沿切削刃5的两侧展开，起始处距离切削刃5与前角面2的相切边线的距离为15μm，切削刃凹坑微织构10的凹坑半径为10μm，相邻间距20μm，在切削刃5的每条边按20个排布，数量总计39个。
如图4所示，后刀面4带有后刀面凹坑微织构11。后刀面凹坑微织构11呈线性阵列排布，分布于两侧的面上，在两侧的面上大小位置均相同。后刀面凹坑微织构11的凹坑圆心最近点距离切削刃5均为100μm，后刀面凹坑微织构11的凹坑半径为10μm，相邻间距为40μm，按每行10个、每列10个排布，数量共计200个。
前刀面凹坑微织构8、切削刃凹坑微织构10和后刀面凹坑微织构11中均填充有固体润滑剂，本实施例中，固体润滑剂为粒径0.5-2μm的粉末，固体润滑剂可以是二硫化钼、石墨、氮化硼、二硒化铌中的一种或多种组合。
本发明的复合微织构的减摩切削刀具在使用时，主动件为工件，通过工件的旋转运动，工件与刀具刀头部分的一侧切削刃进行接触并切割，被切割掉的部分流入断屑槽，与微织构接触后经过断屑槽槽背流出。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种复合微织构的减摩切削刀具，包括刀具本体和与所述刀具本体连接的刀具刀头，其特征在于，所述刀具刀头包括切削刃、前角面、前刀面、断屑槽槽背、后刀面，所述切削刃、所述前角面、所述前刀面依次连接形成断屑槽，所述断屑槽与所述断屑槽槽背连接，所述前刀面带有凸球形微织构结构和凹坑形微织构结构，所述前角面带有凸球形微织构结构，所述后刀面、所述切削刃带有凹坑型微织构结构。
2.根据权利要求1所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述前角面带有线性阵列的凸球形微织构结构，所述前刀面带有线性阵列的凸球形和凹坑形微织构结构，所述切削刃带有线性阵列的凹坑形微织构结构，所述后刀面带有线性阵列的凹坑性微织构结构。
3.根据权利要求2所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述凹坑形微织构结构内填充有固体润滑剂。
4.根据权利要求2所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述前刀面的凸球形微织构结构的凸球半径为10μm，间距为40μm，按每行6个、每列6个排布。
5.根据权利要求4所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述前刀面的凹坑形微织构结构与凸球形微织构结构间隔分布，所述凹坑形微织构结构的凹坑半径为10μm，间距为40μm，按每行6个、每列6个排布。
6.根据权利要求2所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述前角面的凸球形微织构结构的凸球半径为8μm，按每行20个、每列5个排布。
7.根据权利要求2所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述切削刃的凹坑性微织构结构的凹坑半径为5μm，间距为20μm，按每条边20个排布。
8.根据权利要求1所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述后刀面的凹坑性微织构结构的凹坑半径为10μm，间距为40μm，按每行10个、每列10个排布。
9.根据权利要求3所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述固体润滑剂为粒径0.5-2μm的粉末。
10.根据权利要求9所述的复合微织构的减摩切削刀具，其特征在于，所述固体润滑剂为二硫化钼、石墨、氮化硼、二硒化铌中的一种或多种组合。
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