[发明专利]一种高压冷却下高效断屑减磨双面菱形车刀片

说明书

一种高压冷却下高效断屑减磨双面菱形车刀片，属于切削加工刀具技术领域。本发明是为了解决现有刀片在切削加工过程中存在切削温度高、切削力大、断屑困难、刀具磨损严重及切削效率低等问题。本发明包括夹角为80°型的双面可用菱形刀片，在刀片前刀面边缘处设有直线切削刃，沿直线切削刃方向的前刀面上设有圆形凸起，每两条切削刃相交处为圆弧刀尖，每个圆弧刀尖处分布着圆形凹槽微织构，靠近圆形凹槽微织构处设有类三角形断屑凸台，每个类三角形断屑凸台上设有圆形断屑凹槽，刀片后刀面设有组合式微织构，刀片中部区域上分布8个梯形凸起，相邻两个梯形凸起间设有导流槽。本发明用于高温合金材料在高压冷却条件下的半精加工及精加工。

技术领域

本发明属于切削加工刀具技术领域，尤其涉及一种高压冷却下高效断屑减磨双面菱形车刀片。

背景技术

高温合金是推动航空发动机发展的最为关键的结构材料，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨、耐疲劳等良好的综合性能，随着航空制造业的迅速发展，高温合金的应用也越来越广泛；例如，航空发动机中的涡轮盘、导向叶片和燃烧室等热端零部件；但是，高温合金是一种典型的难加工材料，切削加工性差、导热性低，在切削过程中不仅易产生严重的加工硬化现象，且存在切削力大、切削温度高、断屑困难等现象，将进一步导致刀具磨损剧烈、破损和粘屑现象严重及刀具使用寿命缩短等问题，而不能有效地保证已加工工件的表面质量和精度；随着切削设备的发展，高压冷却技术的出现为解决高温合金的难加工性提供技术支撑；目前常用的硬质合金刀片还不能完全满足高温合金半精加工和精加工的高质量切削要求，在刀片设计上还有一定的改进空间，从而提高刀片切削性能和加工质量；设计合理的表面微织构可减小刀-屑接触面积，起到减磨抗磨的效果，也可以实现润滑液的有效存储，进而达到“二次润滑”效果；在高压冷却条件下进行切削加工，可有效地改善已加工表面质量、减少刀具磨损、降低生产成本；在此背景下提出的本发明为高温合金高效切削刀具的研究提供一些参考和借鉴。

发明内容

本发明的目的针对现有的车刀片在切削高温合金材料过程中，存在切削温度高、切削力大、断屑困难、刀具磨损严重等问题，提供一种高压冷却下高效断屑减磨双面菱形车刀片。

本发明为了解决上述高温合金在切削加工过程中遇到的技术问题，所采取的技术方案是：所述刀片是80°菱形刀体，水平截面呈中心对称，采用的是双面可用设计；所述刀片的中心位置设有压紧螺纹孔，通过压紧螺纹孔将刀片固定在刀杆上；所述刀片在前刀面边缘处设有直线切削刃，在沿直线切削刃方向的前刀面上设有圆形凸起，每两条直线切削刃相交处为圆弧刀尖，每个圆弧刀尖处分布着圆形凹槽微织构，在靠近圆形凹槽微织构处设有类三角形断屑凸台，每个类三角形断屑凸台上设有圆形断屑凹槽；所述刀片的后刀面上设有圆形和方形构成的组合式微织构；所述刀片的中部区域靠近压紧螺纹孔处设有组合式圆盘形凸台，在此凸台上面分布着8个梯形凸起，每间隔一个梯形凸起均靠近类三角形断屑凸台，相邻两个凸起之间设有导流槽。

有益效果是：本发明菱形车刀片在靠近圆弧刀尖处设有圆形凹槽微织构，微织构可降低刀具在切削过程中刀-屑界面的摩擦系数，改善刀具应力分布集中以及散热条件，有效降低切削温度、切削力，减轻前刀面粘结，延长刀具使用寿命；在常规和高压冷却条件下，圆形凹槽微织构均可存储少量冷却液或润滑剂，对周围表面起到润滑作用，且在高压冷却条件使用，冷却润滑液可进行精确的喷射，达到的润滑效果会更佳，从而起到更好的减摩抗磨效果。

本发明菱形车刀片在靠近圆形凹槽微织构处设有类三角形断屑凸台，可降低切削阻力，增强刀尖的抗崩刃能力；同时在该断屑凸台反屑角的作用下，切屑卷曲半径变小，使切屑内部产生的卷曲应变增加，从而加剧切屑内部的塑形变形，有利于切屑的折断，使切削加工顺利平稳的进行。

本发明菱形车刀片在类三角形断屑凸台上设有圆形断屑凹槽，可使产生的切屑偏离工件，减少功率消耗，从而减少所产生的切削热；同时可以改善切屑内部应力和温度的分布状态，加快切屑产生断裂行为，使切屑缠绕刀片和工件的现象明显减少，可获得良好的工件表面质量。