CN219900280U - 一种钛合金加工高效圆角头刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种钛合金加工高效圆角头刀具，呈棒状，包括柄部和切削部，切削部的周面设有周刃、周刃排屑槽和铲背，切削部的端面设有底刃和底刃排屑槽，切削部的端面和周面的交接处设置成圆角，圆角处设有曲线刃，底刃和周刃通过曲线刃过渡，曲线刃的靠近周刃排屑槽的一侧设有圆角前刀面，圆角前刀面位于周刃排屑槽、底刃排屑槽以及曲线刃三者之间，曲线刃的背向周刃排屑槽的一侧设有圆角后刀面，圆角前刀面的形状设置成使曲线刃的刃口在与刀具的旋转中心线呈45°的法向截面上呈狼牙状。

Description

一种钛合金加工高效圆角头刀具

技术领域

本实用新型涉及刀具领域，具体涉及一种钛合金加工高效圆角头刀具。

背景技术

钛合金是一种比强度和比刚度较高，在温度550℃以下耐蚀性很高的切削加工性较低的材料，属于难切削材料，具有以下特性：

1)钛合金导热性能低，致使刃口切削温度很高；在温度高于600℃时，钛合金会与气体发剧烈的化学作用，使硬度显著上升，钛与氧、氮产生的间隙固溶体对刀具有强烈的磨损作用。

2)钛合金塑性较低，和周围的气体发生化学反应变化后，硬度增高，剪切角增大，切屑与前刀面的接触长度很小，使前刀面上应力很大，刀刃容易发生破损。

3)钛合金弹性模量低，弹性变形大，接近后刀面处工件表面的回弹量大，所以已加工表面与后刀面的接触面积特别大，摩擦也比较严重。

目前，在钛合金圆角头刀具圆角的处理上，传统加工工艺对刀具圆角处前刀面为面磨削，刀具切削时砂轮与刀具的接触面积大，使得刃口在径向截面(如图2)和法向截面(如图1)呈现为负前角，刀具相对较钝，切削应力大。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种钛合金加工高效圆角头刀具，解决钛合金高效加工刀具圆角头排屑难、应力集中、加工回弹量大问题。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种钛合金加工高效圆角头刀具，呈棒状，包括柄部和切削部，切削部的周面设有周刃、周刃排屑槽和铲背，切削部的端面设有底刃和底刃排屑槽，切削部的端面和周面的交接处设置成圆角，圆角处设有曲线刃，底刃和周刃通过曲线刃过渡，曲线刃的靠近周刃排屑槽的一侧设有圆角前刀面，圆角前刀面位于周刃排屑槽、底刃排屑槽以及曲线刃三者之间，曲线刃的背向周刃排屑槽的一侧设有圆角后刀面，圆角前刀面的形状设置成使曲线刃的刃口在45°的法向截面上呈狼牙状。

进一步的，所述的圆角在45°处的法向截面的前角为α，12°≤α≤18°。

进一步的，所述的圆角在1/2处的径向截面的负前角为β，0°＜β≤2°。

进一步的，所述的圆角前刀面由曲线刃朝底刃排屑槽螺旋设置，圆角前刀面上形成由曲线刃与底刃的交界处朝周刃排屑槽延伸的凹槽。

进一步的，所述的圆角前刀面的螺旋角度为周刃螺旋角度的60％～70％。

进一步的，所述的圆角前刀面在靠近周刃排屑槽处呈曲线形，周刃排屑槽设置成与圆角前刀面顺滑过渡的U型槽。

进一步的，所述的周刃排屑槽为变分度槽。

本实用新型钛合金加工高效圆角头刀具具有以下优点：

1)通过改变刀具圆角处砂轮的磨削方式，使圆角处的曲线刃的刃口呈狼牙状，确保了刀具的锋利性能；

2)圆角前刀面设有特殊的大法向前角，实现圆角处从底刃到周刃的顺滑过渡，提升刀具刃口在高速切削时的受力均匀性；

3)周刃排屑槽设置成U型槽，与圆角前刀面为曲线型顺滑过渡，提升了刀具的排屑性能。

附图说明

图1是背景技术的钛合金刀具的圆角45°处法向截面图；

图2是背景技术的钛合金刀具的圆角1/2处的径向截面图；

图3是本实用新型的钛合金加工高效圆角头刀具的主视图；

图4是本实用新型的钛合金加工高效圆角头刀具的圆角处的主视图；

图5是本实用新型的钛合金加工高效圆角头刀具的圆角处的立体示意图；

图6是沿图4中B-B线的圆角45°处的法向截面图；

图7是沿图4中C-C线的圆角1/2处的径向截面图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图3至图7所示，一种钛合金加工高效圆角头刀具(例如铣刀)，呈棒状，包括柄部和切削部，切削部的周面设有周刃1、周刃排屑槽2和铲背3，切削部的端面设有底刃4和底刃排屑槽5，切削部的端面和周面的交接处设置成圆角，圆角处设有曲线刃6，底刃4和周刃1通过曲线刃6过渡，曲线刃6的靠近周刃排屑槽2的一侧设有圆角前刀面7，圆角前刀面7位于周刃排屑槽2、底刃排屑槽5以及曲线刃6三者之间，曲线刃6的背向周刃排屑槽2的一侧设有圆角后刀面8，圆角前刀面7的形状设置成使曲线刃6的刃口在与刀具的旋转中心线呈45°的法向截面上呈狼牙状(如图6)。圆角处曲线刃6的刃口采用狼牙式刃口形状，确保了刃口的锋利性。

本实施例中，圆角在45°处的法向截面的前角为α，12°≤α≤18°，使曲线刃6的刃口呈狼牙状。圆角前刀面特殊的大法向前角α，实现圆角处从底刃到周刃的顺滑过渡，提升刀具刃口在高速切削时的受力均匀性。

本实施例中，圆角在1/2处的径向截面的负前角为β，0°＜β≤2°。在圆角1/2处的径向截面上(如图7)，较传统的负前角圆角前刀面7，本方案已将圆角前刀面7的负前角β设计至接近0°，可实现刀具旋转切削时，整个圆角前刀面7是均匀同时接触工件，底刃4和曲线刃6的前面受力较均匀，不会存在较大突变，因此，使得刀具的刃口更加具备抗崩性能。

本实施例中，圆角前刀面7由曲线刃6朝底刃排屑槽5螺旋设置，圆角前刀面7上形成由曲线刃6与底刃4的交界处朝周刃排屑槽2延伸的凹槽9。凹槽9保证具备一定的容屑及断屑作用(断屑方向如图6箭头所示)。

本实施例中，圆角前刀面7在靠近周刃排屑槽2处(图5中A处)呈曲线形，周刃排屑槽2设置成与圆角前刀面7顺滑过渡的U型槽。本实施例中，圆角前刀面7的螺旋角度为周刃1螺旋角的60％～70％。周刃排屑槽2采用特殊的U型槽，U型槽的槽型根据圆角前刀面7的曲线形状(结合螺旋角度)进行匹配设计，实现圆角前刀面7与周刃排屑槽2的顺滑过渡，使得切屑排出时较为顺畅。

以上所述，实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，因此本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种钛合金加工高效圆角头刀具，呈棒状，包括柄部和切削部，切削部的周面设有周刃、周刃排屑槽和铲背，切削部的端面设有底刃和底刃排屑槽，切削部的端面和周面的交接处设置成圆角，圆角处设有曲线刃，底刃和周刃通过曲线刃过渡，曲线刃的靠近周刃排屑槽的一侧设有圆角前刀面，圆角前刀面位于周刃排屑槽、底刃排屑槽以及曲线刃三者之间，曲线刃的背向周刃排屑槽的一侧设有圆角后刀面，其特征在于：圆角前刀面的形状设置成使曲线刃的刃口在45°的法向截面上呈狼牙状。

2.根据权利要求1所述的钛合金加工高效圆角头刀具，其特征在于：所述的圆角在45°处的法向截面的前角为α，12°≤α≤18°。

3.根据权利要求1所述的钛合金加工高效圆角头刀具，其特征在于：所述的圆角在1/2处的径向截面的负前角为β，0°＜β≤2°。

4.根据权利要求1所述的钛合金加工高效圆角头刀具，其特征在于：所述的圆角前刀面由曲线刃朝底刃排屑槽螺旋设置，圆角前刀面上形成由曲线刃与底刃的交界处朝周刃排屑槽延伸的凹槽。

5.根据权利要求4所述的钛合金加工高效圆角头刀具，其特征在于：所述的圆角前刀面的螺旋角度为周刃螺旋角度的60％～70％。

6.根据权利要求4所述的钛合金加工高效圆角头刀具，其特征在于：所述的圆角前刀面在靠近周刃排屑槽处呈曲线形，周刃排屑槽设置成与圆角前刀面顺滑过渡的U型槽。

7.根据权利要求6所述的钛合金加工高效圆角头刀具，其特征在于：所述的周刃排屑槽为变分度槽。