CN102240827B - 用于硬质合金轧辊刻肋加工的刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于硬质合金轧辊刻肋加工的刀片，侧刃后角7°≤A2≤9°；主切削刃的后刀面由连续的第一主后刀面、第二副后刀面和第三副后刀面组成，第一主后刀面、第二副后刀面和第三副后刀面的后角分别为7°≤A1≤11°、28°≤B≤32°，、53°≤C≤63°，且第一主后刀面、第二副后刀面的高度K、G与刀片厚度H的关系分别为40%H≤K≤58%H、25%H≤G≤37%H；刀片厚度H与刀片横截面直径D的关系为60%D≤H≤85%D；采用硬质合金基体与PCD层的复合结构，硬质合金基体中粘结相为纯钴，且其重量百分比为20%≤Co≤30%；本发明解决了二维带肋钢筋用硬质合金辊环的肋型加工中的刀片崩刃问题，满足肋型表面粗糙度要求，并进一步解决断刀问题，同时还提高了加工效率。

Description

用于硬质合金轧辊刻肋加工的刀片
技术领域
本发明涉及一种硬质合金轧辊的刻肋加工用刀片。
背景技术
大量的国家基础建设项目，城市化、高速公路、高速铁路建设等等，对钢铁行业建筑螺纹钢即带肋钢筋有巨大的需求，现有的生产能力不能满足。因此扩大带肋钢筋的生产，成为钢铁企业当前的一个重要发展方向和迫切需求。螺纹钢有热轧螺纹钢，近两年出现了二维冷轧带肋钢筋。二维冷轧带肋钢筋一般采用两架或一架的硬质合金轧辊在常温下把Ф8.0~Ф16.0mm的线材轧制成Ф4.0~Ф12.0mm的带肋钢筋（螺纹钢），再通过高频加热到300~400℃进行回火处理，制备的冷轧带肋钢筋具有更好的力学性能和表面状况。同时，相对铸铁轧辊和硬质合金热轧螺纹辊环，二维冷轧带肋钢筋要求硬质合金轧辊具有较好的韧性来抵御轧制时的冲击，还需要更高硬度保证轧制冷钢时所需的耐磨性，一般是HRA≥80，以保证肋型的完整和表面光洁度，因此加工难度更大，而硬质合金轧辊的肋型加工又是硬质合金深加工的技术难点。现有技术中用于热轧螺纹钢的硬质合金轧辊的肋形加工，采用的是硬质合金基体与PCD层复合结构的铣削刀片，结构如图10-13所示，铣削刀片端刃后刀面一般采用2个后角过渡设计，其角度分别为15°、30°，第一后角面K处高度为0.5-1.2mm，两侧刃的后角为15°，刀片的截面约为半圆形，其厚度为D/2。此种刀片用于硬质合金二维冷轧带肋钢筋辊环肋形加工，存在着以下缺点：1、刀片后角过大，刃口强度降低，加工时容易出现刃口崩裂，表面粗糙度差，达不到Ra0.8的要求；2、刀片厚度为截面直径的一半，刀片整体强度低，加工时出现有断裂现象，从而造成产品报废；3、刀片的使用寿命极低，平均一槽需消耗刀片一把。
发明内容
针对现有技术中二维冷轧带肋钢筋用硬质合金辊环的肋型加工中的问题，本发明提供一种铣削刀片，解决了崩刃问题并满足肋型表面粗糙度要求，进一步解决断刀问题，同时还提高了加工效率，并且同样可以应用于热轧二维冷轧带肋钢筋的硬质合金辊环的肋型加工。
为实现本发明的目的，解决刀片加工中的崩刃问题，该用于硬质合金轧辊刻肋加工的刀片，包括刀头、刀体，刀头的主刀面由一条主切削刃和两条关于主切削刃对称布置的侧刃组成，其特征在于：所述侧刃后角A2的范围是7°≤A2≤9°；主切削刃的后刀面由连续的第一主后刀面、第二副后刀面和第三副后刀面组成，所述第一主后刀面、第二副后刀面和第三副后刀面的后角分别为A1、B、C，其中7°≤A1≤11°，28°≤B≤32°，53°≤C≤63°，且第一主后刀面(13) 的高度K、第二副后刀面(14) 的高度G与刀片厚度H的关系分别为40%H≤K≤58%H、25%H≤G≤37%H。
由于切削后角A1角度由15°调整到7～11°左右，既确保刀刃的切削锋利性，又使刀尖有足够的强度；整个后刀面则由原来主副两个增加到一主两副三个，消除了刀片切削时原副后刀面与产品表面产生摩擦痕迹的质量问题，表面粗糙度可满足到Ra0.8的要求。
作为改进，刀片厚度H与刀片横截面直径D的关系为60%D≤H≤85%D，这样刀片厚度大于刀片横截面直径一半，单片刀片厚度增加0.4～0.5mm，刀片整体强度得到增强。
作为进一步改进，本发明的用于硬质合金轧辊刻肋加工的刀片，采用硬质合金基体与PCD层的复合结构，刀片耐磨性大大增强。硬质合金基体中粘结相为纯钴，且其重量百分比为20%≤Co≤30%。
附图说明
图1是本发明的二维冷轧带肋钢筋用硬质合金轧辊刻肋加工的刀片的主视图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的左视图。
图4是图3中的F-F视图。
图5是二维冷轧带肋钢筋用硬质合金轧辊的示意图。
图6是二维冷轧带肋钢筋示意主视图。
图7是图6的剖视图。
图8是针对图6的俯视图。
图9是图8沿B-B线的剖面图。
图10-13是现有技术中硬质合金轧辊刻肋加工的刀片的示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
   实施例1：用于二维冷轧Ф6mm的带肋钢筋（结构见图6-图9）（肋型——国标GB13788-2008，实施例1~3均相同）的硬质合金轧辊肋型（见图5，其中Φd1、Φd2、Φd3之一与之相对应，以下实施例相同）加工刀片。从图1-图4可以看出该刀片包括刀头1、刀体2，刀头1的主刀面包括一条主切削刃11和两条关于主切削刃11对称布置的侧刃12，侧刃后角A2=7°；主切削刃的后刀面由连续的第一主后刀面13、第二副后刀面14和第三副后刀面15组成，第一主后刀面13、第二副后刀面14和第三副后刀面15的后角分别为A1、B、C，其中A1 =7°、B=29°，C=53°，且第一主后刀面13、第二副后刀面14的高度K、G分别为0.9mm、0.4mm，刀片厚度H为1.55 mm，即 K=55.9%H、G=28%H。刀片横截面直径D=1.83 mm，刀片厚度H与刀片横截面直径D的关系为H= 84.7%D，刀片整体强度得到加强。
为增加刀片耐磨性，刀片采用硬质合金基体4与PCD层3的复合结构（以下实施例均相同）；硬质合金基体4中粘结相为纯钴，且其重量百分比为Co=30%。
实施例2：用于二维冷轧Ф10mm的带肋钢筋的硬质合金轧辊肋型加工刀片。侧刃后角A2=8°；第一主后刀面13、第二副后刀面14和第三副后刀面15的后角分别为A1、B、C，其中A1 =9°、B=30°，C=59°，且第一主后刀面13、第二副后刀面14的高度K、G分别为0.96mm、0.83mm，刀片厚度H为2.25 mm，即K=42.6%H、G=36.8%H。刀片横截面直径D=3.3 mm，刀片厚度H与刀片横截面直径D的关系为H= 68.2%D，刀片整体强度得到加强。
刀片的硬质合金基体4中粘结相为纯钴，且其重量百分比为Co=26%。
实施例3：用于二维冷轧Ф12mm的带肋钢筋的硬质合金轧辊肋型加工刀片。侧刃后角A2=9°；第一主后刀面13、第二副后刀面14和第三副后刀面15的后角分别为A1、B、C，其中A1=10°、B=31°，C= 61°，且第一主后刀面13、第二副后刀面14的高度K、G分别为1.06mm、0.94mm，刀片厚度H为2.54 mm，即K=41.7%H、G=37%H。刀片横截面直径D=3.8mm，刀片厚度H与刀片横截面直径D的关系为H= 66.8%D，刀片整体强度得到加强。
刀片的硬质合金基体4中粘结相为纯钴，且其重量百分比为Co=22%。
实施例4：用于二维热轧Ф16mm的带肋钢筋（肋型——国标GB1499.2-2007）的硬质合金轧辊肋型加工刀片。侧刃后角A2=9°；第一主后刀面13、第二副后刀面14和第三副后刀面15的后角分别为A1、B、C，其中A1=11°、B=32°，C= 63°，且第一主后刀面13、第二副后刀面14的高度K、G分别为1.2mm、1.0mm，刀片厚度H为3.0 mm，即K=40%H、G=33.3%H。刀片横截面直径D=5.0mm，刀片厚度H与刀片横截面直径D的关系为H= 60%D，刀片整体强度得到加强。
刀片的硬质合金基体4中粘结相为纯钴，且其重量百分比为Co=20%。
应用本发明的刀片，可加工硬质合金辊环的物理力学性能可达到：密度（D），12.60~14.00g/cm3；硬度（HRA）78.0~84.5。加工参数为：转速100～300 转/分，进给深度0.015～0.03mm/圈，一把刀加工二维冷轧轧辊一次可加工3槽，加工热轧轧辊一次可加工4槽。刀片修磨后仍可使用，加工中刀片无后刀面干涉，无崩刃现象，肋型分别满足国标GB13788-2008、GB1499.2-2007。
加工后的硬质合金轧辊冷轧二维带肋钢筋连续使用3个月，轧制带肋钢筋3000吨；加工后的硬质合金轧辊热轧带肋钢筋连续使用4-8小时，轧制带肋钢筋500吨。且轧槽肋型仍然都比较清晰，部分磨损，修磨后仍可重新使用并且修磨次数可达10次以上。 

Claims (4)

1.一种用于硬质合金轧辊刻肋加工的刀片， 包括刀头（1）、刀体（2），刀头（1）的主刀面包括一条主切削刃（11）和两条关于主切削刃（1）对称布置的侧刃（12），其特征在于：所述侧刃后角A2的范围是7°≤A2≤9°；所述主切削刃的后刀面由连续的第一主后刀面(13)、第二副后刀面(14)和第三副后刀面(15)组成，所述第一主后刀面(13)、第二副后刀面(14)和第三副后刀面(15)的后角分别为A1、B、C，其中7°≤A1≤11°，28°≤B≤32°，53°≤C≤63°，且第一主后刀面(13) 的高度K、第二副后刀面(14) 的高度G与刀片厚度H的关系分别为40%H≤K≤58%H、25%H≤G≤37%H。
2.根据权利要求1所述的硬质合金轧辊刻肋加工的刀片，其特征在于：刀片厚度H与刀片横截面直径D的关系为60%D≤H≤85%D。
3.根据权利要求1或2所述的硬质合金轧辊刻肋加工的刀片，其特征在于：所述刀片采用硬质合金基体(4)与PCD层(3)的复合结构。
4.根据权利要求3所述的硬质合金轧辊刻肋加工的刀片，其特征在于：所述硬质合金基体(4)中粘结相为纯钴，且其重量百分比为20%≤Co≤30%。
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