專利名稱:帶有v型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片的制作方法
【專利摘要】帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，屬于金屬切削刀具【技術領域】。由硬質合金基體焊接立方氮化硼切削單元構成，所述立方氮化硼切削單元為V型立方氮化硼切削單元，硬質合金基體的上、下端面各有2個銳角，每個銳角上均有一個V型立方氮化硼切削單元，所述硬質合金基體上設有V型凸起，V型立方氮化硼切削單元跨設在V型凸起上，V型立方氮化硼切削單元內壁與V型凸起貼合。本實用新型利用V型立方氮化硼切削單元，增加了截面焊接面積，提高焊接強度，提高了刀片的切削韌性及抗沖擊力。減少了立方氮化硼切削單元上端面面積，使得圓形立方氮化硼復合片毛坯在面積一定的情況下可切割到更多的V型立方氮化硼切削單元，節省資源，減少浪費。
【專利說明】帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于高硬度金屬材料精加工帶有V型立方氮化硼切削單元的可轉位數控車削超硬刀片，屬于金屬切削刀具【技術領域】。
【背景技術】
[0002]常規立方氮化硼刀片由無槽型的常規立方氮化硼切削單元焊接在硬質合金基體上構成，在高硬金屬材料加工中，通常使用無槽型的車削超硬刀片對高硬度金屬材料進行干切削來達到替代磨削加工工藝的目的，這些刀片的切削刃前端僅帶有負倒棱。此類刀片雖然具有體積小、硬度高、切削刃耐磨性強、通用性較強等特點，但由于其前刀面簡單，浪費面積較大，無刀尖傾角，切削區域過多，因此存在生產成本高，焊接面積小，韌性差，切削阻力大，切削殘肩過長，刃尖溫度過高等影響刀片壽命的缺陷，特別是在高硬度、高粘性金屬材料的切削過程中存在切削溫度高、加工切削硬化嚴重、易形成積肩瘤、塑性變形抗力大及表面質量和精度不易保證等問題，未能將立方氮化硼材料以最為合理的省料方式將材料特點完全發揮到加工過程中。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的就是針對上述現有立方氮化硼刀片存在的不足，提供一種帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，達到合理利用資源，同時解決目前高硬度金屬材料在精加工中遇到的殘肩堆積、刃尖崩刃、月牙洼磨損嚴重等切削技術難題，提高刀片使用壽命和加工效率。
[0004]為實現上述實用新型目的，本實用新型的技術方案如下:帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，由硬質合金基體焊接立方氮化硼切削單元構成，其特征是，所述立方氮化硼切削單元為V型立方氮化硼切削單元，硬質合金基體的上、下端面各有2個銳角，每個銳角上均有一個V型立方氮化硼切削單元，所述硬質合金基體上設有V型凸起，V型立方氮化硼切削單元跨設在V型凸起上，V型立方氮化硼切削單元內壁與V型凸起貼合。
[0005]所述V型立方氮化硼切削單元的刃尖角α與所述硬質合金基體的銳角角度一致。
[0006]所述V型立方氮化硼切削單元內壁夾角β與V型凸起角度一致，V型立方氮化硼切削單元內、外壁之間的寬度c為0.2-1.5mm。
[0007]所述刀片四周設有負倒棱，負倒棱角度a為10° -35°，寬度b為0.05mm_0.3mm。
[0008]所述V型立方氮化硼切削單元內壁帶有倒棱，倒棱的截面角度g為30° -60°，寬度 d 為 0.05-0.2mm。
[0009]所述V型立方氮化硼切削單元厚度e為0.8_2mm。
[0010]所述硬質合金基體上下端面沿兩銳角頂點連線方向開有凹槽，槽寬f為l_4mm，槽深與V型立方氮化硼切削單元內壁倒棱寬度d相同，凹槽長度h為l-6m。
[0011]所述V型立方氮化硼切削單元的刃尖角α為:35°或55°或60°或80°或90°，內壁夾角β為:35°或55°或60°或80°或90°。
[0012]本實用新型設計科學合理，適用于高硬度金屬材料精加工。刀片的上下端面各有兩個或多個銳角、每個銳角上均有一個V型立方氮化硼切削單元。V型立方氮化硼切削單元的設計大大增加了單位面積內立方氮化硼復合片毛坯的切割數量，每個V型立方氮化硼切削單元刃尖角α由刀片形狀而定，內壁形成夾角β，當α=β時V型立方氮化硼切削單元兩邊寬度c恒定；當α # β時c為漸變量，c 一般范圍為0.2-1.5mm。內壁與硬質合金基體中V型凸起貼合。V型凸起限制了 V型立方氮化硼切削單元橫向方向移動，從而保證了焊接前V型立方氮化硼切削單元焊接精度。負倒棱以固定角度a和固定寬度b掃略于分布于刀片四周。V型立方氮化硼切削單元內壁帶有倒棱截面角度g寬度恒為d。V型立方氮化硼切削單元固定厚度恒為e。硬質合金基體上下端面沿兩銳角頂點連線方向開有凹槽，槽寬恒為f，槽深同V型立方氮化硼切削單元內壁倒棱寬度同為d。凹槽靠近刃尖部分形成凹臺，有效地限制了立方氮化硼切削單元橫向移動的可能，提高了立方氮化硼切削單元擺放精度。刃尖角α隨刀片形狀變化，內壁形成夾角β亦可根據需求變化，負倒棱寬度和角度隨著刀片大小不同而變化，f隨β角度變化。
[0013]本實用新型與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0014]1.本實用新型巧妙地將立方氮化硼切削單元設計為V型，合理減少浪費面積，以直徑為60mm毛坯立方氮化硼圓形復合片為例，原有方式切割可切割408片立方氮化硼切削單元；而采用本實用新型設計結構可切割503片立方氮化硼切削單元，單位面積內可多切割近23%個立方氮化硼切削單元，大大節省了生產成本。
[0015]2.獨特的V型設計大大增加了整體焊接面積，以CN型刀片為例改善前焊接面積為10.9mm2，改善后焊接面積達12.5mm2;焊接面積增加了近15%，使得V型立方氮化硼切削單元與硬質合金基體焊接更為充分，增加了刀片在加工過程中的切削強度，同時提高了刀片切削韌性。
[0016]3.V型立方氮化硼切削單元內壁與硬質合金基體淺槽形成的凹陷部分，淺槽長度可根據需求變化，使得刀片在切削過程中具有一定的斷肩能力，連續加工過程避免了由于殘肩過長引起的積肩瘤產生時間過短及表面粗糙度過低等加工難題，同時此切削刃結構設計也使得本新型在切削過程中的熱傳導性及冷卻效果上也大大滿足用戶需求，提高了刀片壽命。
[0017]4.硬質合金基體淺槽前端凸臺與V型立方氮化硼切削單元內壁獨特的接觸方式，有效地增加了焊接前立方氮化硼切削單元與硬質合金基體擺放位置的準確性，采用此設計可避免立方氮化硼切削單元擺放偏差過大導致廢品率偏高現象，在嚴格控制擺放精度的前提下，適當降低立方氮化硼切削單元的單邊磨削余量，提高了磨削效率，節省了加工成本。
[0018]5.α、β角度設計有效地降低了生產原材料成本，當α =β時，立方氮化硼切削單元V型兩邊寬度恒定，當a ^ β時兩邊寬度則為漸變值，此設計可大大滿足生產中原材料切割的機動性，內側夾角β可根據需要切割成如35°、55°、60°、80°、90°等標準刀片刃尖夾角，這樣使得同一片圓形毛坯立方氮化硼復合片在合理減少浪費面積的前提下亦可滿足生產中機動靈活的要求，大大降低了生產成本。
[0019]6.V型立方氮化硼切削單元內壁倒棱設計，可將殘肩由立方氮化硼切削單元圓滑過渡到硬質合金端面，并具備一定的斷肩能力，降低了前刀面磨損可能性。
[0020]7.本實用新型的槽形即適合于前角為0°銳角為80°的凸三角形的WN型、前角為0°銳角為35°的菱形四邊形VN型、前角為0°銳角為55°的菱形四邊形DN型、前角為0°銳角為80°菱形四邊形的CN型、前角為0°銳角為60°三角形的TN型及前角為0°刃尖角為90°正方形的SN型標準可轉位數控車削超硬刀片，同樣也適用于各種前角的標準可轉位數控車削刀片及非標準型可轉位數控車削刀片。
[0021]本實用新型槽型以CN型刀片為例，最大限度發揮了立方氮化硼材料在高硬度切削加工中的切削特性。
【附圖說明】
[0022]圖1a為立方氮化硼基體上切割的常規立方氮化硼切削單元示意圖。
[0023]圖1b為立方氮化硼基體上切割本實用新型的V型立方氮化硼切削單元示意圖。
[0024]圖1c為本實用新型V型立方氮化硼切削單元的α =β時的切割方式示意圖。
[0025]圖1d為本實用新型V型立方氮化硼切削單元的a ^ β時的切割方式示意圖。
[0026]圖2a為常規立方氮化硼切削單元焊接面積示意圖。
[0027]圖2b為本實用新型的V型立方氮化硼切削單元焊接面積示意圖。
[0028]圖3a為常規立方氮化硼切削單元擺放示意圖。
[0029]圖3b為本實用新型的V型立方氮化硼切削單元擺放示意圖。
[0030]圖4為本實用新型的刀片(CN型)的刃尖局部示意圖。
[0031]圖5為本實用新型的刀片(CN型)平面整體示意圖。
[0032]圖6a是圖5中A-A剖面示意圖。
[0033]圖6b是圖5中B-B剖面示意圖。
[0034]圖6c是圖5中C-C剖面示意圖。
[0035]圖中:1、V型立方氮化硼切削單元，2、硬質合金基體，3、內壁倒棱，4、負倒棱，5、凹槽，6、凹臺。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0037]帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，由硬質合金基體焊接立方氮化硼切削單元構成，立方氮化硼切削單元為V型立方氮化硼切削單元，硬質合金基體的上、下端面各有2個銳角，每個銳角上均有一個V型立方氮化硼切削單元，所述硬質合金基體上設有V型凸起，V型立方氮化硼切削單元跨設在V型凸起上，V型立方氮化硼切削單元內壁與V型凸起貼合。V型立方氮化硼切削單元的刃尖角α與所述硬質合金基體的銳角角度一致。V型立方氮化硼切削單元內壁夾角β與V型凸起角度一致，V型立方氮化硼切削單元內、外壁之間的寬度c為0.2-1.5mm。刀片四周設有負倒棱，負倒棱角度a為10° -35°，寬度b為0.05mm-0.3mm。V型立方氮化硼切削單元內壁帶有倒棱，倒棱的截面角度g為30° -60°，寬度d為0.05-0.2mm。V型立方氮化硼切削單元厚度e為0.8_2mm。硬質合金基體上下端面沿兩銳角頂點連線方向開有凹槽，槽寬f為F4mm,槽深與V型立方氮化硼切削單元內壁倒棱寬度d相同，凹槽長度h為l-6m。凹槽5靠近刃尖部分形成凹臺6。V型立方氮化硼切削單元的刃尖角α為:35°或55°或60°或80°或90°，內壁夾角β為:35° 或 55° 或 60° 或 80° 或 90°。
[0038]如圖la、圖lb、圖lc、圖1d所示，在直徑為60 mm的基體上切割本實用新型的V型立方氮化硼切削單元和常規立方氮化硼切削單元，本實用新型使用的V型立方氮化硼切削單元切割數量增加了 95片，以及當α、β角度相同及不同時切割效果圖，此設計使得生產中原材料管理更為機動靈活，大大節省了生產成本。圖2a、圖2b為本實用新型與常規方式焊接面積上的對比。
[0039]圖3a、圖3b所示為本實用新型與常規生產中擺放方式對比，本實用新型硬質合金基體的V型凹臺有效地限制了 V型立方氮化硼切削單元的橫向移動可能，使得立方氮化硼切削單元擺放位置更為精確，圖4、圖5為本實用新型的CN型刀片切削刃局部放大圖及平面整體示意圖，V型立方氮化硼切削單元位于刀片銳角上，V型立方氮化硼切削單元I由負倒棱4、內壁倒棱3構成，V型立方氮化硼切削單元刃尖角度α隨刀片形狀變化，內壁角度β，當α = β時寬度c恒定，當α # β時c為漸變量，c 一般為0.2-1.5mm。圖6a、圖6b、圖6c為圖5中各截面位置剖視圖，其中負倒棱4以固定角度a和固定寬度b掃略環繞于刀片四周，a—般為10° -35°，b—般為0.05-0.3mm;內壁倒棱固定角度g，寬度與凹槽5深度同為d，角度g—般為30° -60°，寬度d—般為0.05-0.2mm;凹槽槽寬f隨角度β變化范圍為l-4mm，凹槽長度h可根據需求變化，h范圍一般為l_6mm ;立方氮化硼切削單元厚度恒為e，一般為0.8-2mm。凹槽5靠近刃尖部分形成凹臺6，有效地限制了立方氮化硼切削單元橫向移動的可能，提高了立方氮化硼切削單元擺放精度。
【權利要求】
1.一種帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，由硬質合金基體(2)焊接立方氮化硼切削單元(I)構成，其特征是，所述立方氮化硼切削單元為V型立方氮化硼切削單元(1)，硬質合金基體(2)的上、下端面各有2個銳角，每個銳角上均有一個V型立方氮化硼切削單元(1)，所述硬質合金基體(2)上設有V型凸起(6)，V型立方氮化硼切削單元(I)跨設在V型凸起(6)上，V型立方氮化硼切削單元(I)內壁與V型凸起(6)貼合。2.根據權利要求1所述的帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，其特征在于:所述V型立方氮化硼切削單元(I)的刃尖角α與所述硬質合金基體(2)的銳角角度一致。3.根據權利要求1所述的帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，其特征在于:所述V型立方氮化硼切削單元(I)內壁夾角β與V型凸起(6)角度一致，V型立方氮化硼切削單元(I)內、外壁之間的寬度c為0.2-1.5mm。4.根據權利要求1所述的帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，其特征在于:所述刀片四周設有負倒棱(4)，負倒棱(4)角度a為10° -35°，寬度b為0.05mm-0.3mm05.根據權利要求1所述的帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，其特征在于:所述V型立方氮化硼切削單元(I)內壁帶有倒棱(3)，倒棱(3)的截面角度g為30。-60。，寬度 d 為 0.05-0.2mm。6.根據權利要求1所述的帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，其特征在于:所述V型立方氮化硼切削單元(I)厚度e為0.8-2_。7.根據權利要求1所述的帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，其特征在于:所述硬質合金基體(2)上下端面沿兩銳角頂點連線方向開有凹槽(5)，槽寬f為l-4mm，槽深與V型立方氮化硼切削單元(I)內壁倒棱(3)寬度d相同，凹槽長度h為l_6m。8.根據權利要求1所述的帶有V型立方氮化硼切削單元的數控車削超硬刀片，其特征在于:所述V型立方氮化硼切削單元(I)的刃尖角α為:35°或55°或60°或80°或90°，內壁夾角β為:35°或55°或60°或80°或90°。
【文檔編號】B23B27-14GK204294957SQ201420689125
【發明者】徐楓亭, 郭亮 [申請人]江蘇切剴刀具有限公司