一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片的制作方法

本發明涉及一種高溫合金加工用車刀片，屬于車削刀具技術領域。

背景技術：

高溫合金由于在高溫條件下，仍然具有較高的抗疲勞強度、高屈服強度等優良的機械性能，因此被廣泛應用在航空、航天、航海及核電工業等領域，但是高溫合金是一種典型的難加工材料，切削加工性較差，加工硬化嚴重、切削力大、切削溫度高、切屑不易折斷等問題對高溫合金高質量、高效率加工具有較大的影響。目前主要采用硬質合金刀具加工高溫合金，在切削過程中，刀具磨損、破損嚴重，使用壽命短，零件的加工質量和效率難以保證。解決難加工材料加工問題的有效途徑之一是改變刀具幾何參數及設計斷屑槽等結構，同時，為了改善高溫合金切削加工質量，國內外學者采用了許多先進的冷卻潤滑方法，如采用高壓冷卻潤滑的加工方式，可以有效降低切削力、切削溫度，提升斷屑能力，有利于切削加工高效穩定的進行。

技術實現要素：

本發明的目的是針對目前多數車刀片在高溫合金切削加工過程中，由于材料切削加工性較差，存在切削力大、切削溫度高、切屑不易折斷、排屑困難、車刀片磨損破損嚴重、加工精度難以保證等問題，提供一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片。

本發明對現有車刀片的切削刃、斷屑槽結構進行優化設計，使車刀片適用于高壓冷卻下的切削加工，提升斷屑能力，降低切削溫度，減小刀具磨損，提高加工質量和效率。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片，包括車刀片主體，所述的車刀片主體水平截面的外輪廓形狀為六邊形，六邊形車刀片主體的幾何中心處設有緊固螺釘孔，六邊形車刀片主體頂面外周邊設有前刀面，六邊形車刀片主體的六個頂角由三個80°角和三個160°角依次交替設置構成，六邊形車刀片主體的三個80°角處均設有圓弧刀尖，六邊形車刀片主體頂面六條外邊緣處均設有負倒棱切削刃，每個所述的圓弧刀尖附近均設有凸起，六邊形車刀片主體頂面上以及前刀面上與每個160°角相對應處分別設有折線階梯形斷屑槽，所述的折線階梯形斷屑槽與前刀面組成排屑槽，六邊形車刀片主體的底面為刀片安裝支撐面。

本發明相對于現有技術的有益效果是：

1、本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片，采用較大的圓弧刀尖與負倒棱切削刃相切連接，有利于提高切削刃的強度和抗沖擊性，保證前刀面的光滑程度，減小切屑與前刀面的摩擦，降低刀具發生粘結磨損的可能性，進而提高加工質量和刀具壽命；

2、本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片，采用塔形凸起，在增大刀尖強度的同時有利于切屑的折斷，可減小刀-屑接觸長度及切屑對刀具的摩擦作用，有助于切削更穩定的進行；

3、本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片，采用折線階梯形斷屑槽與前刀面組成的排屑槽，增大了容屑空間，有利于存儲一定的高壓冷卻液，降低刀片切削過程中的溫度，同時折線階梯形斷屑槽，復雜的曲線變化結構，有利于切屑的附加折斷，控制切屑的流出方向，使切屑帶走更多的熱量，從而降低刀片溫度，提高刀片的使用壽命；

4、本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片，采用雙前角設計，車刀片的前角與負倒棱角度的組合，較大的車刀片前角增大了切削刃的鋒利程度，可以使切削更加順暢，提高加工精度，負倒棱切削刃的設計，可以增大切削刃強度，起到抗沖擊的作用，減小刀具崩刃的可能性；

5、本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片，采用緊固螺釘孔，螺釘壓緊，使定位面受力分布均勻，便于刀片裝夾，有利于提高刀片定位精度、安裝精度及切削加工的穩定性。

附圖說明

圖1是本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片正等測圖；

圖2是本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片底面俯視圖；

圖3是本發明的一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片頂面俯視圖。

圖4是圖1的a處局部放大視圖。

圖5是圖1的b處局部放大視圖。

圖6是圖3的c處局部放大視圖。

圖7是圖3的d處局部放大視圖。

圖中，圓弧刀尖1、凸起2、前刀面3、折線階梯形斷屑槽4、六邊形車刀片主體5、緊固螺釘孔6、排屑槽7、負倒棱切削刃8、刀片安裝支撐面9。

具體實施方式

為了更好的理解本發明專利的方案，結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。

具體實施方式一：如圖1-圖7所示，本實施方式披露了一種高壓冷卻下高溫合金半精加工用可轉位車刀片，包括車刀片主體，所述的車刀片主體水平截面的外輪廓形狀為六邊形，六邊形車刀片主體5的幾何中心處設有緊固螺釘孔6，六邊形車刀片主體5頂面外周邊設有前刀面3，六邊形車刀片主體5的六個頂角由三個80°角和三個160°角依次交替設置構成，六邊形車刀片主體5的三個80°角處均設有圓弧刀尖1，六邊形車刀片主體5頂面六條外邊緣處均設有負倒棱切削刃8，每個所述的圓弧刀尖1附近均設有凸起2，六邊形車刀片主體5頂面上以及前刀面3上與每個160°角相對應處分別設有折線階梯形斷屑槽4，所述的折線階梯形斷屑槽4與前刀面3組成排屑槽7，六邊形車刀片主體5的底面為刀片安裝支撐面9。所述的折線階梯形斷屑槽4即為不規則折線變化的階梯形斷屑槽。

為了滿足刀尖角度為80°的刀片形狀要求，設計成車刀片主體水平截面的外輪廓形狀為六邊形，六邊形車刀片主體5的六個頂角由三個80°角和三個160°角依次交替設置構成，同一把車刀片可實現三次轉位，與刀尖角度為80°的菱形刀片相比，可轉位次數更多，可提高加工效率，同時，車刀片主體采用六邊形的刀片形狀，車刀片的安裝支撐面積更大，使車刀片安裝更加牢固，有利于提升切削加工的穩定性。

本實施方式通過高強度的螺釘穿過緊固螺釘孔6壓緊在帶有高壓冷卻管道的車刀柄上，使得定位面受力分布均勻，提高車刀片定位精度、安裝精度及切削加工的穩定性。

具體實施方式二：如圖1、圖3所示，本實施方式是對具體實施方式一作出的進一步說明，所述的每個圓弧刀尖1附近設有的凸起2形狀均為塔形。

塔形凸起和折線階梯形斷屑槽4，均需保證結構的比例尺寸與強度，起到一定的斷屑、導屑作用，可滿足排屑槽7的容屑空間要求，起到排屑作用，同時存儲一定的冷卻液，在切削過程中起到降低車刀片溫度的作用。

具體實施方式三：如圖1、圖3、圖5、圖7所示，本實施方式是對具體實施方式一作出的進一步說明，所述的前刀面3與負倒棱切削刃8組合形成了雙前角設計，所述的車刀片的前角為10°，所述的負倒棱的角度為-15°，負倒棱的寬度為0.1mm，車刀片的后角為0°，還可通過與高壓冷卻車刀柄組合形成合適的后角，使車刀片實用性更強。

具體實施方式四：如圖1、圖3所示，本實施方式是對具體實施方式二作出的進一步說明，每個所述的圓弧刀尖1的圓弧半徑均為0.8mm，三個圓弧刀尖1距離塔形凸起的距離均為0.1mm。

具體實施方式五：如圖1-圖4、圖6所示，本實施方式是對具體實施方式四作出的進一步說明，三個所述的塔形凸起、三個折線階梯形斷屑槽4、一個緊固螺釘孔6及前刀面3組成刀片槽型結構。

本發明可以改善目前多數車刀片在高溫合金切削加工過程中存在的切削力大、切削溫度高、切屑不易折斷、排屑困難、刀片磨損嚴重、加工質量較差、效率較低等問題，其實施方式不止局限于此，例如，本發明可以為車刀片增加tiain涂層工藝，使刀片韌性和硬度更高；也可以直接制造生產帶有合適后角的車刀片，如后角為6°~12°的車刀片等，以滿足高壓冷卻壓力在0~300bar（0~30mpa）范圍內的高溫合金的半精加工。