一種高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬切削刀具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、強度高、耐磨性好、斷肩及時和可靠的高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片。
【背景技術(shù)】
[0002]高硬度、高耐磨、高韌性難切削材料雖然機(jī)加工難度較大，但由于其一般具有普通金屬材料難以比擬的性能優(yōu)勢，隨著裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，越來越多的得以廣泛應(yīng)用。如9Cr3Mo淬火后硬度達(dá)到HRC60?68，雖然淬火后提高了鋼材的力學(xué)性能，如強度、硬度、耐熱性和耐磨性等，但其可切削加工性能比較差，切肩為柔性，不易斷肩。因此，對諸如9Cr3Mo淬火鋼等高硬度、高韌性難切削材料的機(jī)加工不僅切削力大，加工硬化傾向大，現(xiàn)有技術(shù)的刀具易產(chǎn)生嚴(yán)重的邊界磨損，切削刃強度難以滿足必要的使用壽命，影響了加工的穩(wěn)定性；由于切肩柔韌不易折斷，纏繞在刀具上使刀具的散熱條件變差，大量切削熱堆積在切削區(qū)域上，加速了刀具的軟化，不僅高溫使刀片喪失切削所需硬度而被工件反切，而且也很容易引起刀具的切削刃與切削產(chǎn)生刀-肩粘結(jié)現(xiàn)象，從而縮短刀具使用壽命，嚴(yán)重制約生產(chǎn)效率的提高。雖然現(xiàn)有技術(shù)中也采用不同形式的斷肩槽來達(dá)到提高斷肩的目的，但單一形式的斷肩槽對于普通金屬以及高硬度金屬尚可，對于諸如9Cr3Mo淬火鋼等高硬度、高韌性難切削材料，不僅難于兼顧加工效率、連續(xù)切削的可靠性和及時有效的排肩，而排肩不暢還容易劃傷工件表面能，影向工件的表面加工質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、強度高、耐磨性好、斷肩及時和可靠的高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，包括O?一 5°的前角丫。、5?8°的后角0。、84?87。的主偏角&，所述刀片的前刀面設(shè)置有平行式主斷肩槽，所述主斷肩槽之主切削刃與副切削刃形成的刀尖處沿主斷肩槽軸向設(shè)置I?2_長和一 3?一 7°的輔助前角γ?！瘶?gòu)成的副斷肩槽。
[0005]本發(fā)明根據(jù)諸如9Cr3Mo淬火鋼等高硬度、高韌性難切削材料的機(jī)加工性能特點，合理設(shè)置前角γ。為零前角或負(fù)前角，既能保證刀片在連續(xù)切削時切削刃的強度和具有一定的散熱體積，又能保證保持切削刃的銳利；合理設(shè)置刀片呈較小的后角α。，不僅能減小后刀面與加工表面之間的摩擦，保證刀片必要的散熱體積，以保證切削刃強度及耐磨性，又能保證切削刃的鋒利，從而保證刀片使用壽命和加工效率的最優(yōu)結(jié)果。通過設(shè)置較大的主偏角Kp以保證切削深度和進(jìn)給量一定的情況下，切削寬度減小，參加切削的刃長減小，使吃刀抗力Fy減小，有利于改善工藝系統(tǒng)的剛性，降低工件加工變形和振動，有利于提高工件精度，而且大主偏角&便于控制鐵肩流向；特別是開創(chuàng)性的在主斷肩槽靠近刀尖處磨出一條負(fù)輔助前角γ。’且較短的副斷肩槽，從而形成兩段式斷肩槽，以較短的輔助前角γ。’之副斷肩槽使主切削刃前端便于逐漸切入工件，即能保護(hù)刀尖和增強刀尖強度，又能減弱負(fù)輔助前角帶來的切削抗力增大和易引起工件振動、切削易劃傷工件的弊端；而且兩段式斷肩槽能夠及時有效的增大切肩變形，從而有利于及時、可靠的斷肩。因此，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、強度高、耐磨性好、斷肩及時和可靠的特點。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明主視圖；
圖2為圖1之A-A向剖視圖；
圖3為圖1之B向視圖；
圖4為圖1之I局部放大圖；
圖5為圖2之II局部放大圖；
圖6為圖3之III局部放大圖；
圖中:1-前刀面，2-主斷肩槽，3-主切削刃，4-副切削刃，5-副斷肩槽，6-過渡刃，7-修光刃，8-負(fù)倒棱，9-刀柄。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不得以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0008]如圖1至6所示，本發(fā)明包括O?一 5°的前角丫。、5?8°的后角0。、84?87°的主偏角&，所述刀片的前刀面I設(shè)置有平行式主斷肩槽2，所述主斷肩槽2之主切削刃3與副切削刃4形成的刀尖處沿主斷肩槽2軸向設(shè)置I?2mm長和一 3?一 7°的輔助前角γ?！瘶?gòu)成的副斷肩槽5。所述刀尖處的主切削刃3設(shè)置有與其逆時針夾角Θ呈160?170°且0.5?1.5臟長的過渡刃6。
[0009]所述過渡刃6與副切削刃4間設(shè)置有R0.2?R0.5mm的修光刃7。
[0010]所述主斷肩槽2之主切削刃3設(shè)置有一15?一25°的副前角γ。”與寬度為0.1?
0.2mm的負(fù)倒棱8。
[0011]所述主斷肩槽2和副斷肩槽5為直線圓弧型、折線型或全圓弧型結(jié)構(gòu)。
[0012]所述主斷肩槽2為0°前角和寬度為2?3mm、深度為1.2?1.8mm的直線圓弧型斷肩槽。
[0013]所述刀片為焊接刀片或機(jī)夾菱形可轉(zhuǎn)位刀片。
[0014]本發(fā)明工作原理:
本發(fā)明根據(jù)諸如9Cr3Mo淬火鋼等高硬度、高韌性難切削材料的機(jī)加工性能特點，合理設(shè)置前角Y。為零前角或負(fù)前角，既能保證刀片在連續(xù)切削時切削刃的強度和具有一定的散熱體積，又能保證保持切削刃的銳利；合理設(shè)置刀片呈較小的后角α。，不僅能減小后刀面與加工表面之間的摩擦，保證刀片必要的散熱體積，以保證切削刃強度及耐磨性，又能保證切削刃的鋒利，從而保證刀片使用壽命和加工效率的最優(yōu)結(jié)果。通過設(shè)置較大的主偏角Kr,以保證切削深度和進(jìn)給量一定的情況下，切削寬度減小，參加切削的刃長減小，使吃刀抗力Fy減小，有利于改善工藝系統(tǒng)的剛性，降低工件加工變形和振動，有利于提高工件精度，而且大主偏角&便于控制鐵肩流向；特別是開創(chuàng)性的在主斷肩槽靠近刀尖處磨出一條負(fù)輔助前角且較短的副斷肩槽，從而形成兩段式斷肩槽，以較短的負(fù)輔助前角之副斷肩槽使主切削刃前端便于逐漸切入工件，即能保護(hù)刀尖和增強刀尖強度，又能減弱負(fù)輔助前角帶來的切削抗力增大和易引起工件振動、切削易劃傷工件的弊端，還能進(jìn)一步控制切肩長度；兩段式斷肩槽能夠及時有效的增大切肩變形，從而有利于及時、可靠的斷肩。進(jìn)一步使副斷肩槽之主切削刃與副切削刃間的刀尖磨出R0.2?0.5mm的修光刃，不僅能夠增強刀尖的強度和耐磨性，而且還能提高工件切削面表面質(zhì)量；更進(jìn)一步在主切削刃磨出與其逆時針夾角呈160?170°的短過渡刃，從而使主切削刃形成兩段式結(jié)構(gòu)，主切削刃大部分保持不變，而在刀尖部位形成較短且主偏角較小的切削刃，有效減小刀尖部位切削刃上的負(fù)荷和副斷肩槽的磨損，從而增大刀尖的強度和副斷肩槽的使用壽命，又能通過大主偏角的主切削刃來抑制刀尖部位較小主偏角的過渡刃帶來的振動對切削工件表面質(zhì)量的不利影響。另外，本發(fā)明在有斷肩槽的情況下，在主切削刃設(shè)置一 15?一 25°的副前角與寬度為
0.1?0.2mm的負(fù)倒棱，從而加大刀片的楔角，增強刀刃強度，擴(kuò)大了散熱面積，增加了切肩的變形量，從而降低切肩的塑性和韌性，便于達(dá)到斷肩的目的，對刀片耐用度的提高和切肩的順利斷肩、卷出有著重要意義；而且切削時負(fù)倒棱的刀尖上會有積肩瘤產(chǎn)生，增大了刀片的實際前角使刀刃變得鋒利，積肩瘤不斷產(chǎn)生和被新的積肩瘤替代，帶走了部分的切削熱，保護(hù)了刀尖。因此，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、強度高、耐磨性好、斷肩及時和可靠的特點。
[0015]實施例:
9Cr3Mo淬火后硬度達(dá)到HRC60?68，刀片采用YT726硬質(zhì)合金鑲嵌于刀柄9，刀片前角為丫。=0°并倒棱、后角為0。=5°、主偏角為&=85°，切削刃傾角為As=0° ;刀片的前刀面I設(shè)置0°前角和寬度為2.5_、深度為1.5mm的平行式直線圓弧型主斷肩槽2，主斷肩槽2之主切削刃3與副切削刃4形成的刀尖處沿主斷肩槽2軸向設(shè)置1.5mm長和一 5°的輔助前角γ。’構(gòu)成的副斷肩槽5;在主斷肩槽2之主切削刃3設(shè)置有一 20°的副前角γ。”與寬度為0.15mm的負(fù)倒棱8 ;在刀尖處的主切削刃3設(shè)置與其逆時針夾角呈165°且Imm長的過渡刃6 ;在過渡刃6與副切削刃4間設(shè)置有R0.2?R0.5mm的修光刃7。
[0016]對以上9Cr3Mo淬火工件，采用以上車刀在切削速度V=15?20m/min，進(jìn)給量f=0.1?0.20mm/n,背吃刀量ap=l?4mm的狀況下粗車工件外徑，工件斷肩及時并呈C形或短帶狀，排肩遠(yuǎn)離加工表面且不纏刀，加工表面粗糙度較低，刀具無崩刃和明顯磨損。
【主權(quán)項】
1.一種高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片，其特征在于包括O?一 5°的前角Y。、5?8°的后角€(。、84?87°的主偏角&，所述刀片的前刀面(I)設(shè)置有平行式主斷肩槽(2)，所述主斷肩槽(2)之主切削刃(3)與副切削刃(4)形成的刀尖處沿主斷肩槽(2)軸向設(shè)置I?2mm長和一 3?一 7°的輔助前角γ?！瘶?gòu)成的副斷肩槽(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片，其特征在于所述刀尖處的主切削刃(3)設(shè)置有與其逆時針夾角Θ呈160?170°且0.5?1.5mm長的過渡刃(6)0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片，其特征在于所述過渡刃(6)與副切削刃(4)間設(shè)置有R0.2?R0.5mm的修光刃(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片，其特征在于所述主斷肩槽(2)之主切削刃(3)設(shè)置有一 15?一 25°的副前角γ?！迸c寬度為0.1?0.2mm的負(fù)倒棱(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片，其特征在于所述主斷肩槽(2)和副斷肩槽(5)為直線圓弧型、折線型或全圓弧型結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片，其特征在于所述主斷肩槽(2)為O。前角和寬度為2?3mm、深度為1.2?1.8mm的直線圓弧型斷肩槽。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高硬度、高韌性難切削材料機(jī)加工刀片，屬于金屬切削刀具技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括0～－5°的前角γo、5～8°的后角αo、84～87°的主偏角Kr，所述刀片的前刀面設(shè)置有平行式主斷屑槽，主斷屑槽之主切削刃與副切削刃形成的刀尖處沿主斷屑槽軸向設(shè)置1～2mm長和－3～－7°的輔助前角γo’構(gòu)成的副斷屑槽。本發(fā)明根據(jù)高硬度、高韌性難切削材料的機(jī)加工性能特點，通過合理設(shè)置刀片的前角γo、后角αo及主偏角Kr達(dá)到保證切削刃連續(xù)切削時的強度、耐磨性和鋒利，創(chuàng)造性的設(shè)置兩段式斷屑槽，既達(dá)到提高刀尖強度高，又能保證斷屑及時、有效和可靠，具有結(jié)構(gòu)簡單、強度高、耐磨性好、斷屑及時和可靠的特點。
【IPC分類】B23B27-22
【公開號】CN104841964
【申請?zhí)枴緾N201510317510
【發(fā)明人】耿家盛
【申請人】云南冶金昆明重工有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年6月11日