专利名称：钛合金棒料车刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种金属切削技术领域的刀具，具体是一种基于聚晶立方氮化硼
的能够剥皮专用的钛合金棒料车刀。
背景技术：
从20世纪50年代以来，由于航空航天技术的迫切需要，铸钛工业需求也就应运而 生的。随着工业的发展，对一些大型钛合金棒料的需求量陡增，同时对其坯料的加工质量也 越来越高。目前，钛合金棒料剥皮通常采用硬质合金刀具，但硬质合金刀具因毛坯表面材质 不均、氧化皮严重、及棒料直线度差等原因，导致切削过程中切深变化范围大，切削力波动 大，切削振动严重，造成刀具崩刃而嵌在工件的表面上，从而引入了钛合金钨污染。而钨杂 质的引入，使钛合金棒料存在着许多的硬缺陷，从而大大降低了钛合金的性能，甚至造成废 品。此外，钛合金在加工过程中，变形系数小，切削温度高，冷硬现象严重，使其加工变得十 分困难，加工效率低，刀具消耗大，难以满足工业发展的需要。 现有技术大多采用两把车刀同时进行外圆切削能够较大地提高生产效率。即在原 来刀架上间隔一段距离再安装另一车刀，两车刀并排平行安装，两车刀刀头间距小于总加 工长度的一半；若加工余量比较大，且需要进行光零件表面时，则这两把车刀要进行阶梯安 装。两车刀在被吃刀量方向高度差为第一刀去余量时的加工余量。安装时，先进行第二把 车刀的对刀，然后将大拖板或小拖板推出，再安装第一把也就是靠前的车刀，然后用中拖板 进刀至总的加工尺寸才进行车削。 虽然利用两把车刀并排安装车削虽然能够有效地提高生产效率，但是还远不能够 满足钛合金棒料加工的要求。首先，两把车刀并排安装加工只是在工艺层面的改进，并没有 对加工工具进行实质的改进，且安装工序复杂、对刀困难。因为要同时保证两车刀刀头之间 在进给方向和切深方向的间距尺寸才能确保车削精度，这对工人的操作水平和熟练程度都 提出很高的要求。其次，对于钛合金棒料剥皮这种重载车削加工，尤其涉及到钛合金棒料剥 皮过程中钨污染这一最为关键的技术难题，仍然没有形成一个有效的专用切削装置。总之， 目前钛合金棒料的加工技术已经远远满足不了工业发展的需要。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种钛合金棒料车刀，其圆形刀片和 方形刀片相互配合参与切削的一种双刀头的钛合金剥皮专用车刀，有效解决了钛合金钨污 染和加工效率低下的问题。 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括双刀槽刀头、夹紧组件、特殊刃 口的双刀片组件、刀垫和刀杆，其中圆形刀槽和方形刀槽并排地开在刀头上，从而保证了 圆形刀片和方形刀片的安装。该双刀槽刀头与刀杆固定连接，夹紧组件和刀垫分别固定设 置于刀头内并位于双刀片组件的两侧紧密接触。
所述的双刀片组件包括由聚晶立方氮化硼制成的特殊刃口圆形刀片和方形刀片，其中圆形刀片为柱状结构，其前角0° ，后角ll。，刃倾角为-20° ，刀片切削刃长
度12mm，厚度6.8mm，刃口钝圆处理并带负倒棱，倒棱宽度0.8mm，倒棱前角-20° ;方形刀 片为矩形体状结构，其前角O。，后角ir ，主偏角3(T ，刃倾角-20° ，刀片切削刃长度 12mm，厚度6. 8mm，刀尖圆弧半径2. Omm，刃口钝圆处理并带负倒棱，倒棱宽度0. 8mm，倒棱前 角_20° 。 所述的刀头上设有圆形和方形刀槽，所述的双刀片组件活动设置于刀槽内。
本发明的有益效果在于充分发挥聚晶立方氮化硼的高性能优势，并通过对刀片 刃口的有效处理，使得聚晶立方氮化硼刀片获得了较高的抗冲击性能，从而能够高效地完 成钛锭的剥皮工作，进而彻底解决了钛合金钨污染这一技术难题；采用双刀头装夹设计使 得两刀片互相配合、优势互补，在提高刀具寿命和保证加工质量的前提下获得很高的材料 去除率，加工效率将大幅度提升。可以说这种圆形刀片组合方形刀片的双刀片车刀最适合 用于钛合金棒料剥皮工序，不仅生产效率高，而且钛材成品率高，刀具消耗量少。
图1为本发明的结构示意图； 其中图la为正视图，图lb为后视图； 图中1为带圆形和方形双刀槽刀头、2为夹紧组件、3为圆形刀片、4为方形刀片、
5为刀垫、6为刀杆。 图2为圆形刀片示意图； 其中图2a为立体示意图，图2b为俯视图，图2c为侧视图，图2d为刃口处理示意 图。 图3为方形刀片示意图； 其中图3a为立体示意图，图3b为俯视图，图3c为侧视图，图3d为刃口处理示意 图。
具体实施例方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。 如图la和图lb所示，本实施例包括双刀槽刀头1、夹紧组件2、圆形刀片3、方形 刀片4、刀垫5和刀杆6，其中刀垫5固定设置于双刀槽刀头1上，圆形刀片3和方形刀片 4则通过夹紧组件2固定在刀垫3上面的刀槽内，刀杆6与双刀槽刀头1固定连接。
如图2a至图2d所示，所述圆形刀片3为柱状结构，其前角0。，后角1T ，刃倾角 为-20° ，刀片切削刃长度12mm，厚度6. 8mm，刃口钝圆处理并带负倒棱，倒棱宽度0. 8mm，倒 棱前角-20° ; 如图3a至图3d所示，所述的方形刀片4为矩形体状结构，其前角0。，后角1T ， 主偏角30° ，刃倾角-20° ，刀片切削刃长度12mm，厚度6.8mm，刀尖圆弧半径2.0mm，刃口钝 圆处理并带负倒棱，倒棱宽度0. 8mm，倒棱前角-20° 。 所述的刀头1上设有圆形刀槽和方形刀槽，所述的圆形刀片3和方形刀片4活动设置于刀槽内。
所述的刀垫5包括固定设置于刀槽中的圆形刀垫和方形刀垫。 在钛锭剥皮重载切削中，考虑到圆形刀片切削刃坚固耐用，可靠性高，所以先由圆
形刀片切入，而方形刀片安装在第二个位置，完成剩下加工余量。这样，圆形刀片具有较高
的强度和耐冲击性能，满足大余量重载切削要求，后面的方形刀片完成余下的材料去除，可
以避免较大的切削冲击，并获得较好的加工表面质量。双刀相互配合、优势互补，在刀具寿
命提高的前提下获得很高的材料去除率，加工效率将大幅度提升。可以说这种圆形刀片组
合方形刀片的双刀片车刀最适合用于加工钛锭剥皮，不仅生产效率高，而且刀具消耗量少。
最好在切削用量方面，采用聚晶立方氮化硼双刀片的切削速度和进给量可以比普通硬质合
金单刀片高1 2倍，切削深度余量的分配中，圆形刀片的余量一般比方形刀片大一些。另
外，安装时。夹紧元件主要是将刀片固定在定位面上，紧定时不需用力过大；同时紧固时因
切实保证刀片与各定位面贴紧，不得有缝隙、切屑等杂物。
权利要求
一种钛合金棒料车刀，包括双刀槽刀头、夹紧组件、双刀片组件、刀垫和刀杆，其中双刀槽刀头与刀杆相连接，夹紧组件和刀垫分别固定设置于刀头内，并位于双刀片组件的两侧紧密接触，其特征在于所述的双刀片组件包括由聚晶立方氮化硼制成的圆形刀片和方形刀片；所述的圆形刀片为柱状结构，其前角0°，后角11°，刃倾角-20°，刀片切削刃长度12mm，厚度6.8mm，刃口钝圆处理并带负倒棱，倒棱宽度0.8mm，倒棱前角-20°；所述的方形刀片为矩形体状结构，其前角0°，后角11°，主偏角30°，刃倾角-20°，刀片切削刃长度12mm，厚度6.8mm，刀尖圆弧半径2.0mm，刃口钝圆处理并带负倒棱，倒棱宽度0.8mm，倒棱前角-20°。
2. 根据权利要求1所述的钛合金棒料车刀，其特征是，所述的刀头上设有双刀槽，所述 的双刀片组件活动设置于刀槽内。
3. 根据权利要求1所述的钛合金棒料车刀，其特征是，所述的刀垫包括固定设置于刀 槽中的圆形刀垫和方形刀垫。
全文摘要
一种金属切削技术领域的钛合金棒料车刀，包括双刀槽刀头、夹紧组件、特殊刃口的双刀片组件、刀垫和刀杆，其中双刀槽刀头与刀杆相连接，夹紧组件和刀垫分别固定设置于刀头内并位于双刀片组件的两侧紧密接触。本发明充分发挥聚晶立方氮化硼的高性能优势，并通过对刀片刃口的有效处理，使得聚晶立方氮化硼获得足够的抗冲击性能，从而能够高效地完成钛锭的剥皮工作；采用双刀头装夹设计使得两刀片互相配合、优势互补，在提高刀具寿命和保证加工质量的前提下获得很高的材料去除率，加工效率将大幅度提升。可以说这种圆形刀片组合方形刀片的双刀片车刀最适合用于钛合金棒料剥皮工序，不仅生产效率高，而且钛材成品率高，刀具消耗量少。
文档编号B23B27/16GK101745654SQ20101030117
公开日2010年6月23日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者刘钢, 吴英彦, 安庆龙, 张烘州, 郑小虎, 陈明, 韩冰 申请人:上海交通大学