CN209288304U - 一种高温合金用新式可转位微织构车刀片 - Google Patents

Abstract

一种高温合金用新式可转位微织构车刀片，属于刀具减磨技术领域。刀片主体中心位置处设有紧固螺纹孔，刀片主体顶面四条边设有直线切削刃，每两条直线切削刃相交处均为圆弧刀尖，圆弧刀尖处置入有圆形凹坑微织构a，靠近圆形凹坑微织构a处设有三角形凸台，刀片主体顶面四周边缘设有前刀面，在前刀面上置入有条形沟槽微织构，前刀面上沿直线切削刃设有中间大两边小的圆台形凸起，靠近前刀面处设有M形排屑槽，刀片主体顶面中部区域设有围绕紧固螺纹孔分布的类心形凸台，三角形凸台与类心形凸台之间构成导流槽，后刀面置入有圆形凹坑微织构b，刀片主体底面设有二者互通的六边形散热槽和U形散热槽。本实用新型适用于高温合金的半精加工及粗加工。

Description

一种高温合金用新式可转位微织构车刀片

技术领域

本实用新型属于刀具减磨技术领域，尤其涉及一种高温合金用新式可转位微织构车刀片。

背景技术

高温合金是指能在1000℃左右条件下仍然能保持设计要求正常工作的金属材料，它在高温下具有抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变性及良好的疲劳特性等，被广泛的应用于航空发动机、工业燃气轮、火箭发动机和核电等高温热端部件材料。由于高温合金在高温下的优良性能以及高强度、高硬度、低导热系数的难加工特性，使其在半精加工及粗加工中比较困难，具体表现塑性变形抗力大、切削负荷严重、切削温度高等，致使许多现有硬质合金刀片、高速刚刀片在高压冷却下切削高温合金过程中存在加工区域切削力大、切削温度高、切屑难以折断、刀具磨损严重、刀-屑易粘结失效、已加工表面质量难以保证、切削加工效率低等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有大多数硬质合金刀片、高速钢刀片在高温合金半精加工及粗加工过程中，存在切削力大、切削温度高、切屑难以折断、刀具磨损严重、刀-屑易粘结失效、已加工表面质量难以保证、切削加工效率低等问题，提供一种高温合金用新式可转位微织构车刀片。

本实用新型是改变刀具几何参数、冷却槽型，设置多种断屑及强化结构，布置合理的表面微织构，使刀片能够适用于高温合金复杂的切削加工环境中，提升刀片断屑、导屑、抗磨损、散热能力，避免刀具发生粘结失效现象，进而有效延长刀具使用寿命，改善已加工表面质量，提高切削加工生产效率；本刀片可适用于高温合金半精加工，当刀片磨钝后达不到半精加工要求，也可用于高温合金粗加工中，既保证了高温合金半精加工中的精度，又降低了经济成本。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：所述刀片包括刀片主体，刀片主体的中心位置处设有贯穿刀片主体的紧固螺纹孔，刀片主体顶面四条边设有直线切削刃，每两条直线切削刃相交处均为圆弧刀尖，圆弧刀尖处置入有圆形凹坑微织构a，靠近圆形凹坑微织构a处设有三角形凸台，刀片主体顶面四周边缘设有前刀面，在前刀面上靠近圆形凹坑微织构a两侧处置入有条形沟槽微织构，前刀面上沿直线切削刃设有中间大两边小的圆台形凸起，靠近前刀面处设有M形排屑槽，刀片主体顶面中部区域设有围绕紧固螺纹孔分布的类心形凸台，三角形凸台与类心形凸台之间构成导流槽，后刀面置入有圆形凹坑微织构b，刀片主体的底面中部区域设置有六边形散热槽，六边形散热槽周围的刀片底面被分割成五块刀底安装支撑面，五块刀底安装支撑面按如下分布：其中四块布置在刀片底面沿四条边附近，每相邻两块刀底安装支撑面之间均设有U形散热槽，余下一块设在刀片底面靠近紧固螺纹孔处，U形散热槽与六边形散热槽相通。

本实用新型的有益效果在于：微织构的置入，能有效的减少前刀面的摩擦力和摩擦系数，进而降低切削力；对切削过程中刀具的应力分布产生积极改善作用，避免应力集中现象的发生，保护刀尖和切削刃，延长刀具使用寿命；减轻切削过程中前刀面与切屑之间的摩擦磨损，改善摩擦副的摩擦磨损性能，起到更好的减磨抗摩效果；同时可降低切削温度，避免刀-屑粘结现象的发生；刀片设有凸台和凸起，可促进切屑快速卷曲折断，并引导切屑流出，提高刀具断屑、导屑性能；刀片设有倒棱，增强切削刃的刃口强度；刀片底面设有散热槽，增强刀片散热能力；刀片底面设有独立支撑面，定位精度高，抗振性好；本实用新型刀片既适用于干切削也适用于微量润滑切削及高压切削，当使用切削液加工时，微织构可以发挥更好的效果。

附图说明

图1是本实用新型的主视图

图2是图1的A-A方向截面图

图3是本实用新型的后视图

图4是本实用新型的轴二测图

图5是图1的Ⅰ处局部放大视图

图6是图4的Ⅱ处局部放大视图

图中标记：1-圆弧刀尖；2-前刀面；3-圆台形凸起；4-类心型凸台；5-直线切削刃；6-三角形凸台；7-条形沟槽微织构；8-圆形凹坑微织构a；9-紧固螺纹孔；10-刀片主体；11-M形排屑槽；12-导流槽；13-六边形散热槽；14-刀底安装支撑面；15- U形散热槽；16-圆形凹坑微织构b。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1至图6所示，所述刀片包括刀片主体（10），刀片主体（10）的中心位置处设有贯穿刀底安装支撑面（14）的紧固螺纹孔（9），刀片主体（10）顶面四条边设有直线切削刃（5），每两条直线切削刃（5）相交处均为圆弧刀尖（1），圆弧刀尖（1）处置入有圆形凹坑微织构a（8），靠近圆形凹坑微织构a（8）处设有三角形凸台（6），刀片主体顶面四周边缘设有前刀面（2），在前刀面（2）上靠近圆形凹坑微织构a（8）两侧处置入有条形沟槽微织构（7），前刀面（2）上沿直线切削刃（5）设有中间大两边小的圆台形凸起（3），靠近前刀面（2）处设有M形排屑槽（11），刀片主体（10）顶面中部区域设有围绕紧固螺纹孔（9）分布的类心形凸台（4），三角形凸台（6）与类心形凸台（4）之间构成导流槽（12），后刀面置入有圆形凹坑微织构b（16），刀片主体（10）底面中部区域设置有六边形散热槽（13），六边形散热槽（13）周围的刀片底面被分割成五块刀底安装支撑面（14），五块刀底安装支撑面（14）按如下分布：其中四块布置在刀片底面沿四条边附近，每相邻两块刀底安装支撑面（14）之间均设有U形散热槽（15），余下一块设在刀片底面靠近紧固螺纹孔（9）处，U形散热槽（15）与六边形散热槽（13）相通。

具体实施方式二：结合图1主视图说明，本实施方式所述M形排屑槽（11），由三角形凸台（6）、类心形凸台（4）及前刀面（2）构成，能更好的容纳切屑，对切屑有导向作用，引导切屑快速流出前刀面，带走大量切削热，从而降低刀具切削温度，增强刀具散热性能，提高刀具导屑能力。

具体实施方式三：结合图1主视图说明：本实施方式所述导流槽（12），由三角形凸台（6）与类心形凸台（4）中间区域构成，可促进前刀面空气快速流通，降低切削温度；当使用切削液加工时，可对切削液进行导流，使切削液快速流动，加快刀片冷却速度，增强冷却液使用效果。

具体实施方式四：结合图1主视图说明：本实施方式所述三角形凸台（6），可强化圆弧刀尖（1），减少刀尖发生崩刃现象，同时可促进切屑快速卷曲折断，防止切屑缠绕刀尖，保证已加工表面质量；类心形凸台（4）可强化刀片整体结构，使切削力均匀分布，提高刀片抵抗冲击的能力，延长刀具使用寿命；采用圆台形凸起（3），可促进切屑折断，减少切屑与刀片接触面积，增加有效散热面积，中间最大的圆台形凸起，可有效卷曲较大型切屑，提高刀片断屑能力。

具体实施方式五：结合图1主视图和图5局部放大图说明：本实施方式所述圆形凹坑微织构a（8），在圆弧刀尖（1）处呈扇形分布，条形沟槽微织构（7）在前刀面上分布在凹坑微织构a（8）两侧且平行于之前切削刃（5），微织构的置入不影响机械强度，能有效减少刀-屑接触面积以及切削过程中前刀面与切屑之间的摩擦磨损，改善摩擦副的摩擦磨损性能，起到更好的减磨抗摩效果；对切削过程中刀具的应力分布产生积极改善作用，能有效的减少前刀面的摩擦力和摩擦系数，进而降低切削力，减少塑性应变，提高刀具抗磨损能力；同时可促进刀具切削加工过程中切屑卷曲，减少刀-屑接触长度，减轻刀具磨损，延长刀具使用寿命。

具体实施方式六：结合图4轴二测图和图6局部放大图说明：本实施方式所述圆形凹坑微织构b，在刀片后刀面呈圆弧阵列分布，且各圆弧中心在同一基准轴上（16），后刀面是与已加工表面直接接触区也是刀具与切屑剧烈磨损区域，微织构的置入可以降低后刀面的摩擦磨损，改善后刀面应力分布，保护切削刃；降低切削温度，避免刀-屑粘结现象的发生，延长刀具使用寿命，提高已加工表面质量。

具体实施方式七：结合图3后视图说明，本实施方式所述，六边形散热槽（13）及U形散热槽（15），二者互通，设置在刀片主体（10）底面中部区域，可增大散热面积，加速刀片底面空气流通，降低刀片温度，提高刀片散热能力；当使用切削液加工时，可使切削液流入散热槽中，对整个刀片进行冷却，使刀片在切削过程中发挥更好的性能；刀片底面被分割为五块刀底安装支撑面（14），这样设计可以减少刀底安装支撑面（14）和刀杆接触面积，降低重复定位精度，提高安装强度，增强刀具的抗振性，进一步保证已加工加工质量。

上述实施方式证明，本实用新型刀片具有优良的断屑、排屑、抗磨损、散热能力强以及使用寿命长、加工表面质量好、切削加工效率高等特点，对高温合金加工半精加工及粗加工起到积极促进作用，从而提供一种高温合金用新式可转位微织构车刀片。

Claims (4)

1.一种高温合金用新式可转位微织构车刀片，其特征在于：刀片主体（10）的中心位置处设有贯穿刀底安装支撑面（14）的紧固螺纹孔（9），刀片主体（10）顶面四条边设有直线切削刃（5），每两条直线切削刃（5）相交处均为圆弧刀尖（1），圆弧刀尖（1）处置入有圆形凹坑微织构a（8），靠近圆形凹坑微织构a（8）处设有三角形凸台（6），刀片主体顶面四周边缘设有前刀面（2），在前刀面（2）上靠近圆形凹坑微织构a（8）两侧处置入有条形沟槽微织构（7），前刀面（2）上沿直线切削刃（5）设有中间大两边小的圆台形凸起（3），靠近前刀面（2）处设有M形排屑槽（11），刀片主体（10）顶面中部区域设有围绕紧固螺纹孔（9）分布的类心形凸台（4），三角形凸台（6）与类心形凸台（4）之间构成导流槽（12），后刀面置入有圆形凹坑微织构b（16），刀片主体（10）底面中部区域设置有六边形散热槽（13），六边形散热槽（13）周围的刀片底面被分割成五块刀底安装支撑面（14），五块刀底安装支撑面（14）按如下分布：其中四块布置在刀片底面沿四条边附近，每相邻两块刀底安装支撑面（14）之间均设有U形散热槽（15），余下一块设在刀片底面靠近紧固螺纹孔（9）处，U形散热槽（15）与六边形散热槽（13）相通。

2.根据权利要求1所述一种高温合金用新式可转位微织构车刀片，其特征在于：所述圆形凹坑微织构a（8）在圆弧刀尖（1）处呈扇形分布，圆形凹坑直径为40μm。

3.根据权利要求1所述一种高温合金用新式可转位微织构车刀片，其特征在于：所述圆形凹坑微织构b（16）在刀片主体（10）后刀面处呈圆弧形阵列，各圆弧中心在同一基准轴上。

4.根据权利要求1所述一种高温合金用新式可转位微织构车刀片，其特征在于：所述条形沟槽微织构（7）在前刀面（2）上靠近圆形凹坑微织构a（8）且平行于直线切削刃（5）分布，沟槽宽为20μm。