[发明专利]用于加工高粘性、耐高温金属材料的切削刀片

说明书

技术领域

本发明涉及金属切削刀片，尤其涉及用于加工高粘性、耐高温金属材料的切削刀片。

背景技术

在金属车削行业中，特别是航空发动机零件的加工，有大量需要进行轴向车削和径向切槽的加工。由于工件材料中含有大量的合金元素，在加工过程中，切削温度高，切削力大，刀片磨损剧烈，可加工性小于0.2(正火状态下45号钢的相对可加工性为1)，机械加工的难度非常大。在加工由高粘性、耐高温金属材料制成的工件时，切屑的成形和折断对于工件的连续切削加工也是相当重要的。刀具良好的断屑、导屑和排屑能力，对于避免切屑刮伤工件表面具有及其重要的意义，也可使刀具表面的应力、温度分布更趋合理，因此，良好的刀片断屑槽型能有效改善加工状况，可获得理想的切屑形状、合理的切削温度和较高的切削效率。现有技术中，如专利号为ZL88106921.3的发明专利公开了一种用于切断、切槽和轴向车削加工用的刀片，虽然基本能够在径向切槽和轴向车削中实现切屑的成形和折断，但其断屑装置的凸台为强制断屑台，这样，在进行车削时，切削力较大，在加工时容易产生让刀，增大了后刀面的摩擦和切削力，影响加工表面的质量，使机床容易出现振动，尤其不适用于工艺系统刚性较差或机床功率不足的工况；特别是切屑与断屑装置的接触为面接触，在断屑的过程中切屑将大量的热量传递到刀片上，切削温度较高，对刀具的使用寿命造成不良影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可对切削温度进行有效控制，具有优良切屑排导功能的用于加工高粘性、耐高温金属材料的切削刀片。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种用于加工高粘性、耐高温金属材料的切削刀片，包括夹持部分和位于夹持部分端部的切削部分，所述切削部分具有一上表面、一前表面和两个侧表面，上表面与前表面相交形成主切削刃，上表面与两个侧表面相交形成两个侧切削刃，主切削刃与两个侧切削刃之间分别由圆角切削刃过渡，所述上表面包括前刀面和槽形结构曲面，前刀面从主切削刃沿侧切削刃延伸并与槽形结构曲面连接，所述槽形结构曲面由至少四条沿刀片纵向延伸的脊峰以及相邻脊峰之间的凹槽构成，靠近侧切削刃的脊峰自侧切削刃与圆角切削刃交接的部位向夹持部分延伸、并逐渐提升突起高度，形成侧切屑导向脊线，位于中部的脊峰从前刀面与槽形结构曲面相接的部位向夹持部分延伸、并逐渐提升突起高度，形成主切屑导向脊线。

所述脊峰设有偶数条，位于中部的两条脊峰在靠近夹持部分的一端通过一凸起部连接，由该凸起部与中部的两条脊峰所围成的槽体为一可积聚冷却液的聚液凹槽。

所述主切削刃由一段圆弧刃、两段水平直线刃和两段斜线刃构成，圆弧刃位于中部，水平直线刃一端通过斜线刃与圆弧刃相连，另一端与圆角切削刃相连，所述斜线刃在垂直于刀片侧表面的侧纵向中心截面上的投影与刀片的横向中心截面成夹角α，α为2°～5°。

所述侧切削刃由一段侧向圆弧刃、一段侧向水平直线刃和一段侧向斜线刃构成，侧向圆弧刃位于侧切削刃末端，侧向水平直线刃一端通过侧向斜线刃与侧向圆弧刃相连，另一端与圆角切削刃相连，所述侧向斜线刃在垂直于刀片前表面的前纵向中心截面上的投影与刀片的横向中心截面成夹角β，β为3°～8°。

所述夹持部分的两端各设有一个切削部分。

所述两个切削部分对称布置于侧纵向中心截面两侧。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、具有主切削刃和侧切削刃，是一种既能用于径向切槽又能用于横向车削的刀片，在主切削刃工作时，产生的切屑首先流经刀片的前刀面再与位于槽形结构曲面中部的脊峰接触，在高度逐渐提升的主切屑导向脊线的作用下，切屑逐渐自然卷曲、断裂，在侧切削刃工作时，产生的切屑先流经刀片的前刀面再与位于两侧的脊峰接触，由于位于两侧的脊峰自侧切削刃与圆角切削刃交接的部位向夹持部分延伸、并逐渐提升突起高度，故在侧切屑导向脊线的作用下，切屑流动方向随侧切屑导向脊线的走向改变，并逐渐自然卷曲、断裂。以上两种工作状态下，切屑都是先流经前刀面再与起断屑作用的脊峰接触，相比传统的强行断屑形式，本发明的断屑形式使该刀片具有既锋利，强度又高的刀尖结构，能有效减小切削力，使切削轻快，尽量避免加工过程中的振动现象，使其能够适用于工艺系统刚性差或机床功率不足的工况。同时，将切屑与断屑部位的接触成功地由面接触转变为线接触，减少由断屑传递给刀片的温度，抑制切削温度升高，使刀片在一个理想的温度下对工件进行切削，实现刀片的高效率加工。