CN1864899A - 机械加工中的双刀尖切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工中的一种具有新的刀尖型式的金属切削刀具，特征在于其具有两个刀尖；双刀尖型式切断了主切削刃部分磨损与担任精加工的刀尖2部分磨损的关联，使其不受主刃部分磨损的影响，同时，刀尖2承受的力、热负荷较小，有利于表面质量。该发明可应用于各种不同类型的刀具，如整体式高速钢刀具、焊接硬质合金刀片刀具、可转位不重磨刀片刀具等，进行机械加工中的各种金属切削，如车削、铣削、刨削、钻削、镗削、拉削等。

Description

机械加工中的双刀尖切削刀具

技术领域

本发明涉及的是机械加工中的一种具有新的刀尖型式的金属切削刀具，属于机械工程中的机械制造技术领域。

背景技术

在机械加工技术方面，尽管在过去的几十年里出现了许多新的加工方法，切削加工至今仍然是应用最多、最广、同时也是最主要的机械加工技术。

刀具技术在切削加工技术中占有重要的地位，机械加工中的金属切削刀具有多种，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀、拉刀等，有各种不同类型，如整体式高速钢刀具、焊接硬质合金刀片刀具、可转位不重磨刀片刀具等。各种刀具的主切削刃和副切削刃的相交部位就形成刀具的刀尖。

刀尖部位工作环境恶劣，热容量小，易磨、破损，对切削力中的背吃刀力影响很大，同时又直接关系到加工表面质量。随着现代制造技术的发展，如各种难切削材料的加工、硬态切削加工(即对硬材料以切削代替磨削等)、精密加工等，在刀具上参与切削的各个部分中，刀尖部分参与切削的比重明显增大，刀尖部分的磨损对整个切削过程的影响也随之增大，更引起业界的注意。

刀尖部分的工作状态尽管长时间以来一直受到关注，但在改进措施上却显得办法不多，归结起来，一是改变刀尖处圆角半径，二是通过改变主偏角、副偏角，或是磨出过渡刃、修光刃等来改变刀尖处的形态。

然而，这些措施在实际应用中往往有多种限制性条件，例如增大刀尖圆角半径或减小主偏角、副偏角能增加刀尖强度，却有可能因背吃刀量增大而引起振动；磨出过渡刃的刀具有可能因为增加了参与切削的切削刃长度而导致切削颤振；磨出修光刃的刀具只适用于背吃刀量很小的场合等。另外值得注意的是，现有的各种措施均不能解决刀尖磨损与其它部位磨损的相互关联问题(在不少情况下，刀具主切削刃部分的磨损推动着刀尖磨损程度的加剧)。

发明内容

切削刀具的主切削刃和副切削刃的相交部位就形成刀具的刀尖。为克服现有技术的缺陷，本发明提出一种具有新的刀尖型式的切削刀具。本发明的基本思想是：使得因工作环境恶劣、热容量小而必然出现的磨损效应局限在一个与已加工表面无直接关联的刀尖上，另设置一个切削力、热负荷较小，不受前一个刀尖磨损状况影响并与已加工表面直接关联的刀尖。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种机械加工中的双刀尖切削刀具，其特征在于，所述的刀具具有主切削刃3和副切削刃4形成的刀尖1，以及主切削刃5和副切削刃6形成的刀尖2；刀尖1和刀尖2之间的连线向内凹进，使连线上具有一个在切削中与切削工件无接触的部分7，连线可以是折线或弧线；且刀尖1与刀尖2之间的距离大于0小于或等于10毫米。

本发明进一步改进的技术方案如下：

1、从平行于工件待加工表面的法线，并指向待加工表面的方向度量，相对于所述刀具的刀尖1，刀尖2具有一个伸出量。

2、从平行于工件待加工表面的法线，并指向待加工表面的方向度量，相对于所述刀具的刀尖1，刀尖2具有一个缩进量。

3、在所述刀具的刀尖1和刀尖2之间设置一冷却润滑通道8，通道8的进口喷孔9位于刀具的刀杆上，在两刀尖之间向内凹进的连线上的、与切削工件无接触的部分7上设置出口喷孔10。

有益效果

双刀尖型式切断了主切削刃部分磨损与担任精加工的刀尖部分磨损的关联，使担任精加工的刀尖2不受主刃部分磨损的影响，有利于表面质量。该发明可应用于各种不同类型的刀具，如整体式高速钢刀具、焊接硬质合金刀片刀具、可转位不重磨刀片刀具等，进行机械加工中的各种金属切削，如车削、铣削、刨削、钻削、镗削、拉削等。

对于改进方案1，刀尖1与刀尖2同时进行各自的切削，刀尖2的加工余量由刀尖2相对于刀尖1的伸出量来决定。在加工余量较大的场合，刀尖1参与粗加工，刀尖2担任精加工，同时进行，各自切削。刀尖2还可单独修磨出类似修光刃这样的型式，以获得高质量表面。

对于改进方案2，在工件表面法线方向上，刀尖1比刀尖2伸出一个距离，这时刀尖2实际上未参与切削，利用这个特点，可进行刀具磨损监测方面的应用。随着刀具磨损，刀尖1会向后退，当刀尖1因磨损后退到刀尖2开始参与切削时，无论物理监测参量还是切屑形态都会有较明显改变，监测系统据此发出换刀信号。通过控制刀尖1比刀尖2伸出的量，可控制刀具磨损的容许度。

对于改进方案3，刀尖1与刀尖2之间的联线向内凹进，除了具有形成刀尖1的副刃和刀尖2的主刃的作用外，还使刀具上位于两个刀尖之间有一个部分与工件没有接触，这个特点极有利于实施绿色制造中采用最小量润滑技术MQL(Minimal Quantity of Lubrication)的准干式切削(也叫半干式切削)，使润滑冷却直接作用于两个刀尖附近。对于需要以“内喷法”方式实施MQL技术的场合，油气通道正好可开于刀具上两个刀尖之间的部位。

附图说明

图1是本发明的双刀尖型式示意图。

其中：1、2-刀尖，3、5-主切削刃，4、6-副切削刃，7-内凹连线与切削工件无接触部分。

图2是在平行于工件待加工表面法线并指向待加工表面的方向上，刀尖2比刀尖1具有一个伸出量的刀具示意图。

其中：1、2-刀尖，3、5-主切削刃，4、6-副切削刃，L-工件待加工表面法线，Δ1-刀尖2比刀尖1具有的伸出量。

图3是在平行于工件待加工表面法线并指向待加工表面的方向上，刀尖2比刀尖1具有一个缩近量的刀具示意图。

其中：1、2-刀尖，3、5-主切削刃，4、6-副切削刃，L-工件待加工表面法线，Δ2-刀尖2比刀尖1具有的缩近量。

图4是具有冷却润滑通道的双刀尖刀具示意图。

其中：1、2-刀尖，3、5-主切削刃，4、6-副切削刃，8-冷却润滑通道，9-冷却润滑通道进口，10-冷却润滑通道出口喷孔，11-刀杆。

图5本发明在车刀上的一个具体应用示例。

图6是刀尖1和刀尖2分别切出的切屑示例。

其中：1、2-刀尖，3、5-主切削刃，4、6-副切削刃，7-内凹连线与切削工件无接触部分。

具体实施方式

下面结合附图1～7和实施例对本发明作进一步阐述。

实施例一：高速钢车刀车削轴的外圆。

工件材料45，在原有刀尖处用电火花加工出凹进的弧线，形成刀尖1与刀尖2，两个刀尖直线距离0.8mm，凹进弧线的圆弧半径0.5，对刀尖2进行精细修磨。在平行于工件待加工表面法线并指向待加工表面的方向上，刀尖2比刀尖1具有一个伸出量0.15mm，背吃刀量为1.2mm，刀尖1参与粗加工，刀尖2担任精加工，同时进行，各自切削。切削过程中，刀尖2保持着良好的状态，获得高质量的已加工表面。

实施例二：硬质合金刀片焊接车刀车削轴的外圆。

工件材料40Cr，硬质合金刀片材料YT15，在原有刀尖处用电火花加工出凹进的弧线，形成刀尖1与刀尖2，两个刀尖直线距离1.0mm，凹进弧线的圆弧半径0.6，对刀尖2进行修磨。在平行于工件待加工表面法线并指向待加工表面的方向上，刀尖2比刀尖1具有一个伸出量0.3mm，背吃刀量为2mm，刀尖1参与粗加工，刀尖2担任精加工。经过修磨的刀尖2在切削过程中保持着良好的状态，获得高质量的已加工表面。

实施例三：硬质合金刀片焊接车刀的磨损状态监控。

车削轴的外圆，工件材料40Cr，硬质合金刀片材料YT15，在原有刀尖处用电火花加工出凹进的弧线，形成刀尖1与刀尖2，两个刀尖直线距离0.9mm，在平行于工件待加工表面法线并指向待加工表面的方向上，刀尖2比刀尖1具有一个缩进量0.1mm，背吃刀量为1.8mm。切削中，刀尖1单独工作，刀尖2未参与切削。随着刀具磨损，刀尖1向后退，直至刀尖2开始参与切削，出现一粗一细两条切屑，切削力也出现明显变化，提醒停车换刀。经测量，此时刀尖1的磨损值VN为0.7mm，主切削刃的磨损值VB为0.53mm。因此，双刀尖刀具所具有的特点，确实具有进行刀具磨损在线监测的前景。

Claims (4)

1、一种机械加工中的双刀尖切削刀具，其特征在于，所述的切削刀具具有主切削刃(3)和副切削刃(4)形成的刀尖(1)，以及主切削刃(5)和副切削刃(6)形成的刀尖(2)；刀尖(1)和刀尖(2)之间的连线向内凹进，使连线上具有一个在切削中与切削工件无接触的部分(7)，连线为折线或弧线；且刀尖(1)与刀尖(2)之间的距离大于0、小于或等于10毫米。

2、如权利要求1所述的双刀尖切削刀具，其特征在于，从平行于工件待加工表面的法线，并指向待加工表面的方向度量，相对于所述切削刀具的刀尖(1)，刀尖(2)具有一个伸出量。

3、如权利要求1所述的双刀尖切削刀具，其特征在于，从平行于工件待加工表面的法线，并指向待加工表面的方向度量，相对于所述切削刀具的刀尖(1)，刀尖(2)具有一个缩进量。

4、如权利要求1或2或3所述的双刀尖切削刀具，其特征在于，在所述切削刀具的刀尖(1)和刀尖(2)之间设置一冷却润滑通道(8)，通道(8)的进口(9)位于刀具的刀杆(11)上，在两刀尖之间向内凹进的连线上的、与切削工件无接触的部分(7)上设置一个出口喷孔(10)。

Images