专利名称：V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片的制作方法
技术领域：
本发明属于车削加工用刀具技术领域，尤其涉及一种V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片。
背景技术：
随着我国经济的发展，清洁能源(核电、水电)、航空航天、交通运输等领域对大型高端装备的需求不断增大。但是，我国大型装备的制造水平制约着我国大型高端装备的国产化发展。大型装备零件材料一般为难加工材料，加工难度非常大，并且切削加工过程中，切削深度ap高达30mm左右，切削力非常大，刀具破损严重，重型切削刀具国产化和系列化是我国装备制造业亟待解决的问题。例如，大型加氢筒节毛坯是直接锻造而成，重量可达几百吨甚至上千吨，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，力口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，切削力最大可达十几吨，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(可达IOO(TC),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，刀具使用寿命短，严重制约生产效率的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，针对超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，高温使刀体软化导致刀-屑粘结和切屑断屑困难的问题。为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是:V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，所述刀片的外形为四棱台形状，刀片底面的面积小于刀片前刀面的面积，刀片前刀面的四条外边缘处分别加工有四条负倒棱切削刃，刀片每相邻的两条负倒棱切削刃交接处分别加工有一个V形刀尖，V形刀尖的尖角处加工有与该V形刀尖的角平分面相垂直的立面，刀片前刀面的中部设有四棱台形状的突起平台，所述突起平台前表面的面积小于突起平台底面的面积，刀片前刀面的四周边缘中心处设有四个凸楞，凸楞与突起平台相邻面均为向刀片底面方向倾斜的斜面，由突起平台的斜面与凸楞的斜面之间形成梯形断屑槽，刀片前刀面上紧邻四个V形刀尖处设有四个菱形凸起，且四个菱形凸起设置在刀片前刀面所对应的对角线上，突起平台上位于刀片的几何中心处沿刀片厚度方向加工有紧固螺钉沉孔，突起平台上位于紧固螺钉沉孔的外周边加工有圆形散热槽，突起平台的四条对角线上分别加工有对角散热槽，对角散热槽与圆形散热槽相通设置。本发明的有益效果是:1、刀片前刀面上的突起平台的斜面与凸楞的斜面之间的区域形成梯形断屑槽，增强了刀片断屑性能，使断屑和排屑更加容易，减小了大型切屑对刀具切削刃前角部位的摩擦，减少切削热的产生。2、在刀片前刀面上紧邻四个V形刀尖处设有四个菱形凸起，可以增加刀尖强度，在小切削用量时减小梯形断屑槽深度，从而减小切屑卷曲半径，加速其折断，减少对刀片前刀面的磨损。3、采用V形刀尖，在大切削用量情况下，大型切屑边沿与V形刀尖内刃互相挤压从而引起切屑边沿处形成应力集中现象并产生预断裂缺口，从而提高大型切屑折断效率。4、设置切削刃加强筋，在增加切削刃强度的同时，还可以对主副切削刃起到分割和保护的作用。5、刀片的切削刃采用负倒棱切削刃，目的在于降低切削过程中的切削振动，提高切削刃强度和抗冲击性能。6、刀片前刀面的中部设有四棱台形状的突起平台，不仅增加了刀片轴向方向的厚度，同时还提高了刀片的整体强度。7、突起平台上位于紧固螺钉沉孔的外周边加工有圆形散热槽，突起平台的四条对角线上分别加工有对角散热槽，对角散热槽与圆形散热槽相通设置，增加了刀片前刀面的散热面积，倘若用冷却液，还将起到容积冷却液的作用，使刀片快速冷却。8、刀片底部设有相通的正方形散热槽和中心线散热槽，不仅增大刀片底部散热面积，而且减少刀片与刀杆的接触面积，从而减少热传递，避免刀片与刀杆因高温而粘结，也可以输送冷却液，增强散热。9、刀底设有辐射状散热凸起，在刀片与刀杆紧固后起到支撑刀片的作用，其表面有一圈向外福射式小散热槽，可以散发螺钉处的热量同时将正方形散热槽的冷空气或冷却液通过辐射式散热槽引入紧固螺钉周围，增强内部散热，防止螺钉与刀片发生粘结。10、在刀片的后刀面是设置内凹曲面起到增强刀片切削刃附近的强度的作用，不仅可以将向下的压力分散到其它方向，起到强化刀体的作用，并且当使用切削液时其还具有漏斗的作用，有利于切削液通过中心线散热槽及正方形散热槽进入刀片底部，从而加强散热。11、由于刀片底面为支撑凸面，能有效的防振，同样保护了刀杆或刀盘，也提高了切削平稳性。12、本发明的刀片能承受的最大切削力可达到100 110KN，最大切削深度可达到30_，可满足超大型锻件毛坯粗加工过程中工件材料去除量大(最大可达几十吨)需要的大切削深度要求。本发明的刀片其使用寿命是普通刀片的1.1倍，加工效率较原先提高30%左右。
图1是本发明的V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片的主视图，图2是图1的俯视图，图3是图2的A-A剖视图，图4是图1的仰视图，图5是图4的B-B剖视图。
具体实施例方式具体实施方式
一:如图1-图5所示，本实施方式的V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，所述刀片的外形为四棱台形状，刀片底面的面积小于刀片前刀面的面积，刀片前刀面的四条外边缘处分别加工有四条负倒棱切削刃4，刀片每相邻的两条负倒棱切削刃4交接处分别加工有一个V形刀尖7，V形刀尖7的尖角处加工有与该V形刀尖7的角平分面相垂直的立面，刀片前刀面的中部设有四棱台形状的突起平台5，所述突起平台5前表面的面积小于突起平台5底面的面积，刀片前刀面的四周边缘中心处设有四个凸楞，凸楞与突起平台5相邻面均为向刀片底面方向倾斜的斜面，由突起平台5的斜面与凸楞的斜面之间形成梯形断屑槽2，刀片前刀面上紧邻四个V形刀尖7处设有四个菱形凸起1，且四个菱形凸起I设置在刀片前刀面所对应的对角线上，突起平台5上位于刀片的几何中心处沿刀片厚度方向加工有紧固螺钉沉孔6，突起平台5上位于紧固螺钉沉孔6的外周边加工有圆形散热槽8，突起平台5的四条对角线上分别加工有对角散热槽14，对角散热槽14与圆形散热槽8相通设置。
具体实施方式
二:结合图4说明，本实施方式的刀片底面上位于紧固螺钉沉孔6外周边的外侧设有正方形散热槽9，正方形散热槽9的槽底面上位于紧固螺钉沉孔6的外周边处设有辐射状散热凸起10，刀片底面的每条外边缘的中部至正方形散热槽9所对应的槽边缘的中部之间加工有与正方形散热槽9相通的中心线散热槽15。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三:结合图1和图4说明，本实施方式的刀片的四个后刀面16上位于所在后刀面16上的中心线散热槽15附近加工有内凹曲面11。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四:结合图2说明，本实施方式中的梯形断屑槽2内位于刀片前刀面的十字中心线上设有切削刃加强筋3。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
五:结合图3和图5说明，本实施方式的刀片的厚度S=8 12mm。优选刀片的厚度S=10mm。可满足刀片的强度要求。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
六:结合图1和图3说明，本实施方式的刀片的后角％=7 9°。优选刀片的后角αο=8°。可满足刀片大切削的要求。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
七:本实施方式的刀片的前角为6 8°。优选刀片的前角为7°。可满足刀片大切削的要求。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
六相同。
具体实施方式
八:本实施方式的刀片的刃倾角为0°。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
七相同。本发明的V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片使用时，刀片通过紧固螺钉固定在刀杆(或刀盘)上。
权利要求
1.一种V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，所述刀片的外形为四棱台形状，刀片底面的面积小于刀片前刀面的面积，其特征在于:刀片前刀面的四条外边缘处分别加工有四条负倒棱切削刃(4)，刀片每相邻的两条负倒棱切削刃(4)交接处分别加工有一个V形刀尖(7)，V形刀尖(7)的尖角处加工有与该V形刀尖(7)的角平分面相垂直的立面，刀片前刀面的中部设有四棱台形状的突起平台(5),所述突起平台(5)前表面的面积小于突起平台(5)底面的面积，刀片前刀面的四周边缘中心处设有四个凸楞，凸楞与突起平台(5)相邻面均为向刀片底面方向倾斜的斜面，由突起平台(5)的斜面与凸楞的斜面之间形成梯形断屑槽(2)，刀片前刀面上紧邻四个V形刀尖(7)处设有四个菱形凸起(1)，且四个菱形凸起(I)设置在刀片前刀面所对应的对角线上，突起平台(5)上位于刀片的几何中心处沿刀片厚度方向加工有紧固螺钉沉孔(6)，突起平台(5)上位于紧固螺钉沉孔(6)的外周边加工有圆形散热槽(8)，突起平台(5)的四条对角线上分别加工有对角散热槽(14)，对角散热槽(14)与圆形散热槽(8)相通设置。
2.根据权利要求1所述V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，其特征在于:刀片底面上位于紧固螺钉沉孔(6)外周边的外侧设有正方形散热槽(9)，正方形散热槽(9)的槽底面上位于紧固螺钉沉孔(6)的外周边处设有辐射状散热凸起(10)，刀片底面的每条外边缘的中部至正方形散热槽(9)所对应的槽边缘的中部之间加工有与正方形散热槽(9)相通的中心线散热槽(15)。
3.根据权利要求2所述V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，其特征在于:刀片的四个后刀面(16)上位于所在后刀面(16)上的中心线散热槽(15)附近加工有内凹曲面(11)。
4.根据权利要求或2所述V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，其特征在于:梯形断屑槽(2)内位于刀片前刀面的十字中心线上设有切削刃加强筋(3)。
5.根据权利要求2所述V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，其特征在于:刀片的厚度S=8 12_。
6.根据权利要求5所述V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，其特征在于:刀片的后角α 0=7 9° ο
7.根据权利要求6所述V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，其特征在于:刀片的前角为6 8°。
8.根据权利要求7所述V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，其特征在于:刀片的刃倾角为0°。
全文摘要
V形刀尖大型轴类锻件粗加工专用刀片，属于车削加工用刀具技术领域。针对超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，高温使刀体软化导致刀-屑粘结和切屑断屑困难问题。刀片前刀面四条外边缘处加工有四条负倒棱切削刃，每相邻两条负倒棱切削刃交接处加工有V形刀尖，刀片前刀面设有梯形断屑槽，刀片前刀面上紧邻四个V形刀尖处设有四个菱形凸起，突起平台上位于几何中心处加工有紧固螺钉沉孔，突起平台上位于紧固螺钉沉孔外周边加工有圆形散热槽，突起平台的四条对角线上加工有对角散热槽，本发明用于大型锻件毛坯粗加工中大切深车削加工。
文档编号B23B27/22GK103143736SQ201310085998
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者程耀楠, 刘利, 王海婷, 何耿煌, 胡强, 孙守慧 申请人:哈尔滨理工大学