CN109079171A - 一种用于加工淬火金属材料的刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种淬火金属材料的加工方法，本发明通过用于加工淬火金属材料的刀具进行粗加工，该刀具在刀面体上设置前角负倒棱增强刀刃的摩擦撞击力且较少切削力后面与工件的摩擦，进而加速淬火金属材料的切削速率；同时排屑槽能够自然卷屑，进而及时地散温，降低磨损；可以提高淬火金属材料的加工速率。
Description
技术领域
本发明涉及机加工领域，具体地，涉及一种用于加工淬火金属材料的刀具。
背景技术
机加工切削过程是个很复杂运动过程，刀具角度的变化受很多因素影响，如切削力大小不同，加工材料不同，加工情况不同，刀具的角度不同。同样的工件材料加工情况不同。粗加工和精加工，刀具的角度也不同。
加工淬火金属材料合理选择刀具角度非常重要，最突出的特点：淬火金属材料是硬温高，脆性较大，切削过程，切削力切削热也大；和崩刃现象比较常见，工件粗加工毛坯，有氧化层几何形状断续切削，冲击力很大切屑变形大，使刀尖区域内温度高，变化大使刀具加剧磨损率。
淬火金属材料其硬度(大于HRC50)由于硬度高，脆性较大在机床上加工比较困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于加工淬火金属材料的刀具，该刀具有利于刀尖散热并且减少与工件表面的摩擦力，进而加速淬火金属材料的切削速率；同时排屑槽能够自然卷屑，降低对工件的磨损，且能够及时地散温；因而提高淬火金属材料的加工速率。
本发明提供一种用于加工淬火金属材料的刀具，所述刀具包括刀杆，所述刀杆上设置有刀面体，所述刀面体的前刀面上设置有排屑槽，所述排屑槽的槽壁延伸至所述刀面体的最外端形成前角负倒棱；所述刀面体的最外端设置有主切削刃和副切削刃，所述主切削刃、副切削刃以及前面的棱边构成的刀尖，所述刀尖的前角的范围为-15°～-5°，刃倾角的范围为6°～10°。
优选的，所述刀尖的主偏角范围为5°～15°。
优选的，所述排屑槽的前角为15°～25°。
优选的，所述排屑槽宽2.5-3mm，槽深1.3-2mm。
优选的，所述前角负倒棱的顶部宽0.2-0.25mm。
优选的，所述前角负倒棱低于所述刀面体的顶面0.15-0.20mm。
优选的，所述刀尖顶端的圆弧半径为1-2mm。
优选的，主切削刃与副切削刃的夹角范围为54°～56°。
优选的，主切削刃平面与基准面的夹角为74°～76°。
优选的，所述刀面体的材质为YT30硬质合金或YW2硬质合金。
本发明还提供一种淬火金属材料的加工方法，所述加工方法包括：先通过刀具进行粗加工的步骤；所述刀具包括刀杆，所述刀杆上设置有刀面体，所述刀面体的前刀面上设置有排屑槽，所述排屑槽的槽壁延伸至所述刀面体的最外端形成前角负倒棱；所述刀面体的最外端设置有主切削刃和副切削刃，所述主切削刃、副切削刃以及前面的棱边构成的刀尖，所述刀尖的前角的范围为-15°～-5°，刃倾角的范围为6°～10°；车床的转速为 200-300rpm。
优选的，所述刀尖的主偏角范围为5°～15°。
优选的，所述排屑槽的前角为15°～25°。
优选的，所述排屑槽宽2.5-3mm，槽深1.3-2mm；所述前角负倒棱的顶部宽0.2-0.25mm。
优选的，所述前角负倒棱低于所述刀面体的顶面0.15-0.20mm。
优选的，所述刀尖顶端的圆弧半径为1-2mm。
优选的，主切削刃与副切削刃的夹角范围为54°～56°。
优选的，主切削刃平面与基准面的夹角为74°～76°。
优选的，所述刀面体的材质为YT30硬质合金或YW2硬质合金。
优选的，所述方法还包括，在粗加工后，通过精加工刀具进行精加工的步骤，所述精加工刀具的前角为6°～8°，后角为11°～13°。
在上述技术方案，本发明提供的用于加工淬火金属材料的刀具通过在刀面体上设置前角负倒棱增强刀刃的摩擦撞击力且较少切削力后面与工件的摩擦，进而加速淬火金属材料的切削速率；同时排屑槽能够自然卷屑，进而及时地散温，降低磨损；因而提高淬火金属材料的加工速率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是用于加工淬火金属材料的刀具的左视图；
图2是刀具中排屑槽的局部放大图。
附图标记说明
1刀面体 2排屑槽
3刀尖 4刀杆
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上下、前后”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
如图1、图2所示，本发明提供一种用于加工淬火金属材料的刀具，所述刀具包括刀杆4，所述刀杆4上设置有刀面体1，所述刀面体1的前刀面上设置有排屑槽2，所述排屑槽的槽壁延伸至所述刀面体1的最外端形成前角负倒棱；所述刀面体1的最外端设置有主切削刃和副切削刃，所述主切削刃、副切削刃以及前面的棱边构成的刀尖3，所述刀尖3的前角的范围为 -15°～-5°，刃倾角的范围为6°～10°。
在上述技术方案中，选择负前角(范围-15°～-5°)刃倾角(范围6°～ 10°)可以增加刀具散热面积，该刀具有利于刀尖散热并且减少与工件表面的摩擦力，进而加速淬火金属材料的切削速率；同时设置排屑槽2能够自然卷屑，降低对工件的磨损，且能够及时地散温；因而提高淬火金属材料的加工速率。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步增加刀具散热面积，所述刀尖3的主偏角范围为5°～15°。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步提高排屑槽2的自然排屑性能，所述排屑槽2的前角为15°～25°。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步提高排屑槽2的自然排屑性能，所述排屑槽2槽宽2.5-3mm，槽深1.3-2mm。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步提高排屑槽2的自然排屑性能，所述前角负倒棱的顶部宽0.2-0.25mm。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步提高排屑槽2的自然排屑性能，所述前角负倒棱低于所述刀面体1的顶面0.15-0.20mm。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步减小与工件表面的摩擦力，所述刀尖3顶端的圆弧半径为1-2mm。
在本发明一种优选的实施方式中，主切削刃与副切削刃的夹角范围为 54°～56°。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步增加刀具的散热面积，主切削刃平面与基准面的夹角为74°～76°。
在本发明一种优选的实施方式中，为了提高刀具与工件的适应程度，提高刀具的使用率并减少对工件表面的损伤，所述刀面体1的材质为YT30硬质合金或YW2硬质合金。
本发明还提供一种淬火金属材料的加工方法，所述加工方法包括：先通过前文所述的刀具进行粗加工的步骤；车床的转速为200-300rpm。
在上述技术方案中，选择负前角(范围-15°～-5°)刃倾角(范围6°～ 10°)可以增加刀具散热面积，该刀具有利于刀尖散热并且减少与工件表面的摩擦力，进而加速淬火金属材料的切削速率；同时设置排屑槽2能够自然卷屑，降低对工件的磨损，且能够及时地散温；因而提高淬火金属材料的加工速率。
在本发明一种更加优选的实施方式中，所述加工方法还包括，在粗加工后，通过精加工刀具进行精加工的步骤，所述精加工刀具的前角为6°～8°，后角为11°～13°。
在本发明中，所有术语为本领域的公认术语，更进一步地，本发明中涉及的术语有以下本领域的公认解释。
前面：与被切下的全属层起作用的表面，切削流出时刀具上与切削相联接的表面。
主后面：刀具上和工作加工面相对表面。
副后面：刀具上和工样已加工面相对表面。
过渡后面：刀具上主后面和副后面之间的表面。
主切削刃是前面和主后面的交线，是担负主要切削。
副切削刃是前面和副后面的交线，也起切削作用。
过渡刀刃是前面和过渡后面的交线，主要增强刀尖强度。
修光刀刃是过渡刀刃和副切削刃之间的刀刃，平行已加工表面，修光。
切削端面(平面)：运动方向切于主切削刃平面。
基准面：切削刃上任何一点的基面是通过该点面垂直于运动平面，恒垂直于切削的面。
主截面：垂直于主切削面在基面上的投影。
副截面：垂直于副切削面在基面上的投影。
前角：前面经过主切削刃与基面的夹角。
副前角：前面经过副切削刃与基面的夹角。
后角：主后面与切削平面的夹角，减少主后面与工件摩擦。
副后角：副后面与通过切削刃，垂直于基面的平面之间夹角。
主偏角：主切削刃与加工表面切削方向之间夹角，可影响散热和切削力变化。
副偏角：副切削刃与加工表面切削方向之间夹角，主要是避免副切削刃与已加工面摩擦的变化。
切削角：前面与切削平面之间的夹角。
倒棱：在切刀前面刀刃上的狭窄平面，用于增加刀刃强度。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种淬火金属材料的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
先通过刀具进行粗加工的步骤；所述刀具包括刀杆(4)，所述刀杆(4)上设置有刀面体(1)，所述刀面体(1)的前刀面上设置有排屑槽(2)，所述排屑槽的槽壁延伸至所述刀面体(1)的最外端形成前角负倒棱；
所述刀面体(1)的最外端设置有主切削刃和副切削刃，所述主切削刃、副切削刃以及前面的棱边构成的刀尖(3)，所述刀尖(3)的前角的范围为-15°～-5°，刃倾角的范围为6°～10°；车床的转速为200-300rpm。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述刀尖(3)的主偏角范围为5°～15°。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述排屑槽(2)的前角为15°～25°。
4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述排屑槽(2)槽宽2.5-3mm，槽深1.3-2mm；所述前角负倒棱的顶部宽0.2-0.25mm。
5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述前角负倒棱低于所述刀面体(1)的顶面0.15-0.20mm。
6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述刀尖(3)顶端的圆弧半径为1-2mm。
7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，主切削刃与副切削刃的夹角范围为54°～56°。
8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，主切削刃平面与基准面的夹角为74°～76°。
9.根据权利要求1-9任一项所述的加工方法，其特征在于，所述刀面体(1)的材质为YT30硬质合金或YW2硬质合金。
10.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括，在粗加工后，通过精加工刀具进行精加工的步骤，
所述精加工刀具的前角为6°～8°，后角为11°～13°。
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