[发明专利]超大型轴类锻件荒加工专用高效车刀

说明书

技术领域：

本发明涉及一种机械加工领域的刀具，具体涉及一种超大型轴类锻件荒加工专用高效车刀。

背景技术：

大型加氢筒节毛坯是直接锻造而成，重量可达400多吨，待加工表面有很多普通锻件所没有的锻造缺陷，比如：锻造铲沟、氧化皮、锻造裂纹和金属覆盖物等；加氢筒节所用的材料比较特殊，具有很强的高温韧性。目前，加氢筒节荒加工所用的刀具是单刃的焊接式车刀，加工过程中锻造缺陷引起的切削用量变化非常大，刀具承受的机械冲击时刻处于动态变化中，切削力最大可达10吨左右，刀具很容易受冲击而断裂，加上目前的刀具没有断屑槽，使加工过程中的切屑难于折断，缠绕在刀具上，使刀具的散热条件变差，从而导致切削区域温度不断升高，温度可达1000℃。大量切削热堆积在切削区域上，加速了刀具的软化，从而很容易引起刀具的切削刃与切屑产生刀-屑粘结现象。刀具使用寿命非常低，严重制约生产效率的提高。

大型轴类锻件加氢筒节荒加工过程中，刀具承受变载荷变频率机械冲击而引起断裂失效，以及切削过程中散热条件差，高温引起刀体软化从而导致刀-屑粘结等问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种具有抗冲击、自润滑冷却以及能承受大切削用量等性能，极大地解决目前荒加工过程中，刀具容易断裂失效和刀-屑粘结这两大严重制约刀具使用寿命问题的专用车刀。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

超大型轴类锻件荒加工专用高效车刀，其组成包括:车刀体，所述的车刀体正中心具有紧固螺钉孔，所述的车刀体为正五角形，有五个切削刃，所述的车刀体具有前刀面和底面，所述的车刀体切削面具有一组负倒棱切削刃，所述的车刀体前刀面顺次具有椭球形凸起、箭形凸起、波浪形导屑墙、容屑槽、圆弧过渡刃；所述的车刀体底面具有刀底散热槽和刀体支撑结构。

所述的超大型轴类锻件荒加工专用高效车刀，所述的切削刃为直线形，所述的车刀体厚度为9mm，采用7°--9°的后角，6°--7°的前角，刃倾角为0°；所述的前刀面具有三维断屑槽，所述的容屑槽靠近切削刃部位具有椭球形凸起；所述的容屑槽内侧导屑墙为波浪形结构；所述的断屑槽拐角处即过渡刃部位具有箭形凸起；所述的车刀体的底部有散热槽；所述的车刀体通过紧固螺钉与车刀刀杆固定。

有益效果：

1.本发明具有五个切削刃，比目前用的荒加工重型车刀多了四个刃。切削刃的数量为目前的5倍，使用寿命为目前的4~5倍，加工效率获得成倍的提高。

本发明的切削刃剖面型式采用负倒棱形式，降低了切削过程中的切削振动，提高了切削稳定性以及切削刃强度和抗冲击性能。

本发明采用椭球形凸起，减小了大型切屑对刀具切削刃前角部位的摩擦，减小了刀-屑接触面积，同时增加了刀具的有效散热面积，使刀具的温度降低快。

本发明的导屑墙的波浪形结构，使切屑在接触导屑墙后受到较大的导向弯矩作用，切屑的导出更加平滑顺畅，折断更加容易，同时也起到了减小摩擦，减少刀-屑接触面积，增加有效散热面积的作用。

本发明的椭球形凸起与波浪形结构相结合，使切削过程中产生的切削热只有少量的堆积在这两种特殊结构的凸起部位，而未被接触的部位将会把热量传递给空气，同时大部分切削热将被阻挡在刀体外部并被切屑带走，从而起到很大的冷却润滑作用。在采用液体冷却时，波浪形结构还将起到容积冷却液的作用，使刀片快速冷却。

本发明的箭形凸起，在两个相邻切削刃的连接处，起到加强筋的作用，提高了刀尖抗冲击能力，同时对相邻的切削刃起到了分隔作用，防止副切削刃受到切屑的摩擦而提前磨损。

本发明的三维复杂断屑槽，对切屑起到很好的导屑与卷曲作用，使韧性很大的切屑在卷曲力矩的作用下，发生很大的卷曲变形，并最终折断。

本发明的过渡刃选用大圆弧设计，提高了刀尖强度，提高刀具的抗冲击性能，同时使切削平稳，振动降低。

本发明的刀片底部设计有散热槽，散热槽的存在，使刀片与刀杆接触区域中间有空气流通，同时在保证刀体与刀杆有效支撑面的前提下最大限度的减少了刀片与刀杆的接触面积，降低了刀片与刀杆间的热量传递，不仅起到自冷却作用，而且有效阻止热量传递给刀杆，保护了刀杆。

本发明的刀底支撑结构能有效的防振，刀片与刀杆接触面的平行度以及安装时重复定位精度获得提高，使刀片与刀杆的接触更加紧密牢固，同样保护了刀杆，也提高了切削平稳性。

附图说明：

附图1是本发明的前刀面结构示意图。

附图2是附图1的A--A向视图。

附图3是本发明的底面结构示意图。

附图4是附图3的B--B向视图。