CN210046017U - 一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片，该刀片的前刀面设计为圆弧曲面，靠近刀尖处设计了具有一定形状和分布方式的减磨微织构和月牙形断屑台。曲面形前刀面提高了切削刃的锋利程度，有利于切屑卷曲；月牙形月牙形断屑台控制切屑折断；减摩微织构改善了刀屑接触面的应力分布，减小刀屑摩擦。该刀片能够有效的改善高温合金精加工过程中出现的刀尖磨损严重，寿命短，切削力大，切削温度高，断屑困难等加工难题。

Description

一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片

技术领域

本实用新型涉及一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片。属于金属切削加工技术领域。

背景技术

高温合金是一种够能在600℃以上的高温环境下工作并且具有较好综合性能的金属材料，而且在极端的高温高压下仍然具有优良的组织稳定性和可靠性。目前，在已研制的航天发动机中，高温合金材料已经占到发动机所用材质一半以上，是不可替代的发动机材料，在民用领域中高温合金的应用也越来越普及。高温合金具有高硬度、高强度、耐腐蚀和耐高温等诸多优良性能，即使在非常恶劣环境下，仍然具有很高的屈服强度、较大抗拉强度和抗腐蚀氧化性。近年来，随着国防工业的迅速发展，汽车、航空航天等领域取得了巨大的进步，对于高温合金等材料的需求日益增加，这就使得实现高温合金材料的高效切削变得尤为重要。但是高温合金材料在切削时常出现加工硬化严重、切削力的波动大、切削的温度高、切削变形大问题。普通的刀具在车削时刀尖磨损严重，寿命短，加工效率低，这些现象使得高温合金的加工成为一个难题。无论从加工方法或是刀具设计方面来说，实现高温合金的高效、高精加工仍有待进一步的研究和探索。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题：由于高温合金材料高硬度、高强度的特性，其加工过程中，会产生较大的切削力和较高的切削温度，在这种高温高压下普通硬质合金刀具很容易磨损、破损；此外，高温合金加工时不易断屑，在精加工中切屑过长会划伤工件已加工表面，降低加工质量。本实用新型提供了一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片，主要应用在汽雾冷却下高温合金精加工过程。该刀片能够有效的降低切削力和切削温度，改善硬质合金刀片的磨损问题，促进切屑卷曲，控制切屑折断。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案：刀片主体为90°方形车刀片，刀尖圆弧半径为0.4mm，材质为硬质合金，前刀面为圆弧曲面，有断屑台、散热槽及减磨微织构。刀片前刀面为圆弧曲面，靠近刀尖处设计了具有一定形状和分布方式的减磨微织构和断屑台。曲面形式的前刀面，一方面使刀尖有了正前角，提高了切削刃的锋利程度；另一方面，切屑在流经圆弧曲面后，形成具有一定曲率的卷屑，当卷屑流到断屑台后，向上弯曲折断，进而达到断屑目的；在前刀面靠近刀尖处，设计的微织构为凹坑和沟槽两种形状，两种形状交错排列分布在刀尖处。微织构的置入可以改善刀-屑接触面间的应力分布，避免应力集中，减轻刀屑间的摩擦，达到降低切削力的目的；在有润滑的情况下，微织构能够容纳部分切削液，在受到切屑挤压后溢出，增强润滑效果，减少前刀面磨损。凹坑形微织构具有更大承受强度，不易被切屑破坏，而沟槽微织构能够容纳更多的刀屑间的磨粒，具有更好的减磨效果。这种凹坑和沟槽交错分布的微织构兼具了两种形状微织构的优势，既提高了微织构抗破坏的能力，又增强了其减磨的效果；前刀面上断屑台附近设计有散热槽，散热槽增加了前刀面散热面积，可容纳部分切削液，增强刀片与切削液间的热交换能力，以达到降低刀尖附近切削温度的目的。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片，在高温合金的精加工过程中，能够有效的控制切屑折断，避免切屑缠绕和划伤工件已加工表面；改善刀屑接触面间的润滑状态，减轻加工过程中刀尖的磨损和破损问题；降低切削力和切削温度，增强刀片的散热能力。

附图说明

图1一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片整体结构图；

图2一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片俯视图及微织构局部放大图；

图3一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片三视图及侧视图；

图中标记：1曲面形前刀面；2减磨微织构；3月牙形断屑台；4折线形散热槽；5支撑凸台；6环形散热槽。

具体实施方式

如图1所示，一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片，刀片主体为90°方形车刀片，刀尖圆弧半径为0.4mm，材质为硬质合金。刀片曲面形前刀面1，曲率半径为10mm。在前刀面上距刀尖切削刃最高点600μm位置处设计有月牙形断屑台3。曲面形前刀面1一方面使刀尖具有了正前角，提高了切削刃的锋利程度；另一方面，切屑在流经圆弧曲面后，形成具有一定曲率的卷屑，当卷屑流到牙形断屑台3，向上弯曲折断，进而达到断屑目的。

结合图1和图2所示，在前刀面上靠近刀尖处，设计的减磨微织构2距切削刃100μm，形状为圆形凹坑和直线形沟槽两种形状，并且两种形状微织构呈交错排列分布在刀尖附近。其中，凹坑微织构直径为50μm，深度为30μm；沟槽织构宽度为40μm，深度为20μm。微织构的置入可以改善刀屑接触面间的应力分布，减轻刀屑间的摩擦，降低切削力；此外，在有润滑的情况下，微织构能够容纳部分切削液，增强润滑效果，减少前刀面磨损。这种凹坑和沟槽交错分布的减磨微织构2既增强了微织构的抗破坏能力，又提高了其减磨的效果。

结合图1、图2和图3所示，前刀面上断屑台附近的折线形散热槽4，槽宽和槽深都为1mm。位于刀片定位孔附近的环形散热槽6，槽深1mm。散热槽增加了前刀面的散热面积，可容纳部分冷却液，增强刀片与切削液间的热交换能力，能有效的降低刀尖附近切削温度。刀片靠近定位孔处设计了4个支撑凸台5，凸台的上表面高于切削刃的最高点，以避免在安装刀片时，刀杆的压板压到刀片的切削刃上而造成切削刃的破损。

Claims (4)

1.一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片，其特征是：刀片主体为90°方形车刀片，刀尖圆弧半径为0.4mm，材质为硬质合金，前刀面为圆弧曲面，有断屑台、散热槽及减磨微织构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片，其特征是：前刀面设计为圆弧曲面，曲率半径为10mm，距刀尖切削刃最高点600μm处设计有月牙形断屑台。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片，其特征是：前刀面上的微织构距刀尖切削刃100μm，形状为圆形凹坑和直线形沟槽，呈交错排列分布在刀尖处，凹坑微织构直径为50μm，深度为30μm，沟槽织构宽度为40μm，深度为20μm。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高温合金精加工的新式减磨车刀片，其特征是：前刀面上的折线形散热槽槽宽和槽深为1mm，环形散热槽槽深为1mm。

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