CN102581326A - 一种改进的聚晶金刚石刀片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进的聚晶金刚石刀片，由刀片本体和聚晶金刚石刀刃组成，刀片本体呈菱形片状结构，聚晶金刚石刀刃呈等腰锐角三角形片状结构，且其顶角角度与刀片本体锐角角度相同，聚晶金刚石刀刃刃口朝外的固定连接在刀片本体菱形结构的一个锐角上，其大小与其所在的刀片本体锐角大小匹配；聚晶金刚石刀刃顶角角度为55°，刃口的前角为9°，刃口的后角为9°，刀片本体的厚度为2.42mm。改进后，刀片刚度提高，加工时稳定性增强。能长时间保证刀刃的锋利。加工密封件时，粗糙度值可达Ra0.8-Ra0.16。刀片的体积减小，因此工作区间变大，实用性更强。加工后密封工件表面质量明显提高，同时刀片更加耐用，而抗震性能大大增强。
Description
技术领域
本发明涉及刀具技术领域，具体涉及聚晶金刚石刀片。
背景技术
工件粗糙度值越小，越会提高密封工件之间的配合质量，减少磨损，延长工件的使用寿命等等。因此，减小一些工件的粗糙度是必要的。粗糙度的大小与刀具角度、锋利程度、刀尖圆弧大小、切削速度、走刀量、工艺系统振动、及刀具材料等因素有关系。提高刀具的锐利程度、减小走刀量、减小刀具半径、增大刀架的刚度等可减小粗糙度。
金刚石刀具被普遍认为是超精密加工的理想工具，其结构特点及优点是：
（1）金刚石刀膨胀系数小，热变形小，弹性模量大，断裂强度高，能长期保持切削刃的锋利。且使用寿命超长，是普通刀具的20-100倍，省去的了频繁的换刀和对刀所占的时间。
（2）适合高效率的加工、干式加工，是现代高效率加工刀具的首选。其可不必增加任何投入即能是每天的产量直接提高20-30倍，而且可不用切削液，环保安全、方便可靠。
（3）零件加工尺寸稳定，表面粗糙度低。由于聚晶金刚石材料的超耐磨是加工过程中尺寸不变，产品报废概率几乎为零。聚晶金刚石刀具加工的工件表面粗糙度很低,完全可以车、铣、镗代替传统的磨削工艺，大大提高了加工效率和降低了加工成本。
（4）可加工高硬度、高强度难加工工件，如加工硬质合金、陶瓷、大理石、烧结合金等难加工材料。聚晶金刚石刀具被普遍认为是是实现高速、精密、高效加工的首选，占有国内外很大的市场和具有巨大的潜力，它的优势是其他刀具材料所无可比拟的和无法替代的。
因此，为了得到良好的工件表面质量，对加工刀具的研究非常重要。请参考图1和图2，我公司现在使用的改进前的聚晶金刚石刀片的情况为：该聚晶金刚石刀片，由刀片本体1和聚晶金刚石刀刃2组成，所述刀片本体1呈菱形片状结构，所述聚晶金刚石刀刃2呈等腰锐角三角形片状结构，且其顶角a角度与刀片本体1锐角11角度相同，所述聚晶金刚石刀刃2刃口朝外的固定连接在刀片本体1菱形结构的一个锐角11上，其大小与其所在的刀片本体1锐角11大小匹配；所述聚晶金刚石刀刃2顶角a角度为60°，刃口21的前角b为10°，刃口23的后角c为7°，所述刀片本体1的厚度h为2.8mm。该聚晶金刚石刀片存在如下问题：
（1）刀具使用一段时间后，部分加工出的工件粗糙度达不到要求。
（2）刀具结构参数还不够合理。加工密封件时，当切削速度和奏刀量稍大时，整体加工效果不是很理想。
（3）长时间加工后，刀具散热情况不理想。
基于上述的问题，有必要改进我公司现在所使用的聚晶金刚石刀片，以解决由此带来的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的聚晶金刚石刀片，以解决现在使用的我公司现在使用的该种聚晶金刚石刀片所存在的以上问题。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为： 提供了一种改进的聚晶金刚石刀片，由刀片本体和聚晶金刚石刀刃组成，所述刀片本体呈菱形片状结构，所述聚晶金刚石刀刃呈等腰锐角三角形片状结构，且其顶角角度与刀片本体锐角角度相同，所述聚晶金刚石刀刃刃口朝外的固定连接在刀片本体菱形结构的一个锐角上，其大小与其所在的刀片本体锐角大小匹配；其特征在于：所述聚晶金刚石刀刃顶角角度为55°，刃口的前角为9°，刃口的后角为9°，所述刀片本体的厚度为2.42mm。
本发明所提供的一种改进的聚晶金刚石刀片，改进之处在于：
（1）聚晶金刚石刀刃2顶角a角度由60°变为55°，角度更小；
（2）刀片本体1的厚度h由2.8mm变为2.42mm，厚度更薄；
（3）刃口21的前角b由10°变为9°，刃口23的后角c由7°变为9°。
该改进的聚晶金刚石刀片改进后的优点为：
（1）刀片刚度提高，加工时稳定性增强。改进的顶角a角度大小能长时间保证刀刃的锋利。
（2）刀片各角度修改后，加工密封件时，加工的密封工件粗糙度值更低，可达Ra0.8-Ra0.16。
（3）实用性更强。刀片的体积减小（夹角变小，厚度变薄），因此工作区间变大，在保证粗糙度要求的同时，可很好的加工例如弹簧座等小型密封件。
（4）刀片优化设计过程中，借助ANSYS有限元软件分析刀片及其配套的刀架等力和热的传递与分布，分析刀片在工作时的性能，优化性能参数。使加工后密封工件表面质量明显提高，同时刀片更加耐用，而抗震性能大大增强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为沿图1的A-A线的剖视图。
其中，1、刀片本体；11、（刀片本体1的）锐角；2、聚晶金刚石刀刃；21、（聚晶金刚石刀刃2的）刃口；a、（聚晶金刚石刀刃2的）顶角；b、（刃口21的）前角；c、（刃口21的）后角；h、刀片本体1的厚度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细地描述：
如图1和图2所示，该改进的聚晶金刚石刀片，由刀片本体1和聚晶金刚石刀刃2组成，所述刀片本体1呈菱形片状结构，所述聚晶金刚石刀刃2呈等腰锐角三角形片状结构，且其顶角a角度与刀片本体1锐角11角度相同，所述聚晶金刚石刀刃2刃口朝外的固定连接在刀片本体1菱形结构的一个锐角11上，其大小与其所在的刀片本体1锐角11大小匹配。
所述聚晶金刚石刀刃2顶角a角度为55°，所述刃口21的前角b为9°，刃口23的后角c为9°，所述刀片本体1的厚度h为2.42mm。
本发明所提供的改进的聚晶金刚石刀片，与现在我公司使用的聚晶金刚石刀片相比，其改进之处在于：
（1）聚晶金刚石刀刃2顶角a角度由60°变为55°，角度更小；
（2）刀片本体1的厚度h由2.8mm变为2.42mm，厚度更薄；
（3）刃口21的前角b由10°变为9°，刃口23的后角c由7°变为9°。
该改进的聚晶金刚石刀片改进后的优点为：
（1）刀片刚度提高，加工时稳定性增强。改进的顶角a角度大小能长时间保证刀刃的锋利。
（2）刀片各角度修改后，加工密封件时，加工的密封工件粗糙度值更低，可达Ra0.8-Ra0.16。
（3）实用性更强。刀片的体积减小（夹角变小，厚度变薄），因此工作区间变大，在保证粗糙度要求的同时，可很好的加工例如弹簧座等小型密封件。
（4）刀片优化设计过程中，借助ANSYS有限元软件分析刀片及其配套的刀架等力和热的传递与分布，分析刀片在工作时的性能，优化性能参数。使加工后密封工件表面质量明显提高，同时刀片更加耐用，而抗震性能大大增强。
本发明并不限于上述实例，在本发明的权利要求书所限定的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。
Claims (1)
1.一种改进的聚晶金刚石刀片，由刀片本体（1）和聚晶金刚石刀刃（2）组成，所述刀片本体（1）呈菱形片状结构，所述聚晶金刚石刀刃（2）呈等腰锐角三角形片状结构，且其顶角（a）角度与刀片本体（1）锐角（11）角度相同，所述聚晶金刚石刀刃（2）刃口朝外的固定连接在刀片本体（1）菱形结构的一个锐角（11）上，其大小与其所在的刀片本体（1）锐角（11）大小匹配；其特征在于：所述聚晶金刚石刀刃（2）顶角（a）角度为55°，刃口（21）的前角（b）为9°，刃口（23）的后角（c）为9°，所述刀片本体（1）的厚度（h）为2.42mm。
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