CN209174919U - 一种新型半精加工可转位减磨车刀片 - Google Patents

Abstract

一种新型半精加工可转位减磨车刀片。刀片通过紧固螺纹孔安装和固定在刀杆上，刀片上面中部区域设有圆盘形凸台，刀片上面周围设有带前角的前刀面，前刀面边缘处设有直线切削刃，前刀面上沿直线切削刃分布有椭球形凸起，每两条直线切削刃相交处为圆弧刀尖，每个圆弧刀尖处分布有椭圆形沟槽微织构，靠近椭圆形沟槽微织构处设有类三角形凸台，每个类三角形凸台上设有圆形断屑凹槽，刀片主后刀面及副后刀面设有条形沟槽微织构，刀片底面设有圆环形散热槽。本实用新型用于镍基高温合金半精加工，可有效减轻刀‑屑间摩擦磨损，降低切削温度，增强刀片断屑及散热性能，保证已加工表面质量，延长刀具使用寿命，提高加工生产效率。

Description

一种新型半精加工可转位减磨车刀片

技术领域

本实用新型属于切削加工刀具技术领域，尤其涉及一种新型半精加工可转位减磨车刀片。

背景技术

镍基高温合金能在高温条件下保持良好的组织稳定性和优良的机械性能，因此被广泛应用于航空航天发动机、燃气轮机的热端工作部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。然而，高温合金是一种典型的难加工材料，在切削加工过程中容易出现切屑不易折断、刀具磨损严重、切削加工效率低、零件加工质量难以保证、刀具寿命短的问题一直制约航空航天典型零部件的加工。改善高温合金切削加工性能的有效途径之一是改变刀具几何参数，设计新的断屑结构，布置合理的表面微织构，控制切屑有效地卷曲并折断，增强刀片抗磨损性能，进而保证工件已加工表面质量，对提高加工生产效率，解决高温合金加工难题具有重要意义。

发明内容

本实用新型针对现有大多数车刀片半精加工镍基高温合金过程中出现的切削温度高、切屑不易折断、刀具磨损严重、零件加工质量难以保证、刀具寿命短、切削加工效率低的问题，提供一种新型半精加工可转位减磨车刀片。

本实用新型为了解决以上难加工材料切削过程中的技术难题，所采取的技术方案是：刀片采用80°角型的桃形刀体设计，刀片截面呈中心对称，刀片通过紧固螺纹孔安装和固定在刀杆上，刀片上面中部区域设有圆盘形凸台，刀片上面周围设有带前角的前刀面，前刀面边缘处设有直线切削刃，前刀面上沿直线切削刃分布有椭球形凸起，每两条直线切削刃相交处为圆弧刀尖，每个圆弧刀尖处分布有椭圆形沟槽微织构，靠近椭圆形沟槽微织构处设有类三角形凸起，每个类三角形凸起上设有圆形断屑凹槽，刀片主后刀面及副后刀面设有条形沟槽微织构，刀片底面设有圆环形散热槽。

本实用新型的有益效果是：

1、所述刀片设有圆弧刀尖，采用较大的刀尖圆弧半径，有利于提高切削刃的锋利程度、切削刃强度和抗冲击性能；同时可提高半精加工中的精度，可保证已加工表面质量。

2、所述刀片靠近圆弧刀尖附近设有类三角形凸台，可增强刀尖强度，减缓刀尖发生崩刃现象；同时可有效促进切屑卷曲，有助于切屑折断，防止切屑产生缠绕，提高刀具的断屑能力。

3、所述刀片上面中部区域设有圆盘形凸台，可增强刀片整体结构强度，提高刀片抗冲击能力；可起到平衡切削力的作用，防止应力集中引起刀片过早失效；同时可对切屑起到引导作用，使切屑排出流畅，降低切削温度。

4、所述刀片前刀面靠近圆弧刀尖处设有椭圆形沟槽微织构，可有效减少刀-屑接触面积，减轻刀-屑间的摩擦，降低切削力，改善前刀面应力分布，避免应力集中，增强刀具抗磨损能力，提高刀具使用寿命；同时在使用切削液加工时，可存储少量切削液，增强切削液的润滑效果，使切削高效平稳进行。

5、所述刀片在主后刀面及副后刀面靠近切削刃处设有平行切削刃阵列分布的条形沟槽微织构，可有效减少刀具-工件接触面积，降低工件表面摩擦，减小刀具后刀面磨损，提高已加工表面质量；同时可以均衡切削刃上的切削力，有效保护切削刃，提高刀具使用寿命。

6、所述刀片在前刀面上设计有椭球形凸起，可对切屑起一定的附加变形作用，有利于切屑卷曲折断，引导切屑流出前刀面；同时可减少切屑与前刀面接触面积，减轻刀-屑间的摩擦，从而有效降低切削温度，提高刀具散热能力。

7、所述刀片类三角形凸台上设有圆形断屑凹槽，可增大与空气接触面积，降低切削温度；使用切削液加工时可存储一定的切削液，对刀片进行冷却；同时能起到促进切屑折断的作用，提高已加工表面质量。

8、所述刀片底面设计有圆环形散热槽，增大了有效散热面积，有利于刀片的快速散热；当使用切削液加工时，能容纳少量切削液，降低刀片和刀杆的整体温度，保持较好的切削性能。

9、所述车刀片设计为可转位刀片，有三个可用圆弧刀尖，可降低刀具使用成本；在一个刀尖破损后，可迅速转位使用本刀尖之外的其余刀尖，能减少停机换刀时间，提高加工生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是图1的A-A方向剖视图。

图3是本实用新型的俯视图。

图4是本实用新型的后视图。

图5是本实用新型的轴二测图。

图6是图1的Ⅰ处局部放大图。

图7是图3的Ⅱ处局部放大图。

图中标记：1-圆弧刀尖 ；2-椭圆形沟槽微织构；3-类三角形凸台；4-圆形断屑凹槽；5-前刀面；6-圆盘形凸台；7-紧固螺纹孔；8-刀片上面；9-椭球形凸起；10-直线切削刃；11-主后刀面；12-条形沟槽微织构；13-副后刀面；14-刀片底面；15-圆环形散热槽。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图7视图所示，刀片采用80°角型的桃形刀体设计，刀片截面呈中心对称，刀片通过紧固螺纹孔（7）安装和固定在刀杆上，刀片上面（8）中部区域设有圆盘形凸台（6），刀片上面（8）周围设有带前角的前刀面（5），前刀面（5）边缘处设有直线切削刃（10），前刀面（5）上沿直线切削刃（10）分布有椭球形凸起（9），每两条直线切削刃（10）相交处为圆弧刀尖（1），每个圆弧刀尖（1）处分布有椭圆形沟槽微织构（2），靠近椭圆形沟槽微织构（2）处设有类三角形凸台（3），每个类三角形凸台（3）上设有圆形断屑凹槽（4），刀片主后刀面（11）及副后刀面（13）设有条形沟槽微织构（12），刀片底面（14）设有圆环形散热槽（15）。

具体实施方式二：结合图1和图6所示，本实施方式所述类三角形凸台（3）能够增强刀尖强度，可有效的保护刀尖，减缓刀尖发生崩刃现象；可促进切屑快速卷曲折断，防止切屑缠绕刀尖，提高刀片断屑能力；同时可起到分割主副切削刃的作用，在切削过程中有效保护副切削刃，延长刀具使用寿命。

具体实施方式三：结合图1和图6所示，每个前刀面（5）上沿直线切削刃（10）设计有12个椭球形凸起（9），可对切屑产生附加变形力，促进切屑卷曲折断，引导切削流出前刀面，改善刀具断屑性能；同时可减少切屑与前刀面接触面积，减轻刀屑间摩擦，降低切削温度，提高刀具散热能力。

具体实施方式四：结合图1和图4所示，本实施方式所述圆盘形凸台（6），可增加刀片整体结构强度，提高抗冲击性能，圆盘形凸台（6）侧面有40°斜度，可对切屑起到引导作用，使切屑排出流畅，降低切削温度；刀片底面（14）设计有圆环形散热槽（15），有利于刀片快速散热，当使用切削液加工时，能存储少量切削液，降低刀片和刀杆的整体温度，保持较好的切削性能。

具体实施方式五：结合图1和图6所示，本实施方式所述椭圆形沟槽微织构（2）在前刀面（5）靠近圆弧刀尖（1）处呈同心阵列分布，有效减少刀-屑接触面积，减轻刀-屑间的摩擦，降低切削力，改善前刀面应力分布，避免应力集中，增强刀具抗磨损能力，提高刀具使用寿命；呈同心椭圆式分布的微织构，使沟槽方向与切屑流向垂直，能发更好挥微织构的减磨效果；在使用切削液加工时，椭圆形微织构能存储少量切削液，增强切削液润滑效果，使切削高效平稳进行。

具体实施方式六：结合图1、图3和图7所示，本实施方式所述条形沟槽微织构（12）在主后刀面（11）及副后刀面（13）靠近切削刃处（10）设有平行切削刃（10）阵列分布的条形沟槽微织构（12），在切削时，由于工件材料的弹塑性，已加工表面与刀具后刀面间会发生剧烈摩擦和挤压，微织构的置入可有效地减少刀具-工件接触面积，降低表面间摩擦，减小刀具磨损，提高已加工表面质量；此外可以均衡切削刃上的切削力，有效保护切削刃。

综上实施方式所述，本实用新型可以处理现有大多数车刀片半精加工镍基高温合金过程中出现的切削温度过高、切屑不易折断、刀具磨损严重、零件加工质量难以保证、刀具寿命短、切削加工效率低的问题，从而提供一种新型半精加工可转位减磨车刀片。

Claims (3)

1.一种新型半精加工可转位减磨车刀片，包括80°角型的桃形刀体，其特征在于：刀片截面呈中心对称，刀片通过紧固螺纹孔（7）安装和固定在刀杆上，刀片上面（8）中部区域设有圆盘形凸台（6），刀片上面（8）周围设有带前角的前刀面（5），前刀面（5）边缘处设有直线切削刃（10），前刀面（5）上沿直线切削刃（10）分布有椭球形凸起（9），每两条直线切削刃（10）相交处为圆弧刀尖（1），每个圆弧刀尖（1）处分布有椭圆形沟槽微织构（2），靠近椭圆形沟槽微织构（2）处设有类三角形凸台（3），每个类三角形凸台（3）上设有圆形断屑凹槽（4），刀片主后刀面（11）及副后刀面（13）设有条形沟槽微织构（12），刀片底面（14）设有圆环形散热槽（15）。

2.根据权利要求1所述一种新型半精加工可转位减磨车刀片，其特征在于：所述的直线切削刃（10）及圆弧刀尖（1）均有0.1mm倒棱，倒棱角度为45°。

3.根据权利要求1所述一种新型半精加工可转位减磨车刀片，其特征在于：所述的椭圆形沟槽微织构（2）及条形沟槽微织构（12），沟槽宽度为20μm，深度为30μm，截面为矩形。