专利名称：铣削专用铣刀片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铣削加工用刀具技术领域，尤其涉及一种铣削专用铣刀片。
背景技术：
航空航天、交通运输及能源等领域应用日益广泛的大型异形件，诸如大型水轮机叶片、船舶螺旋桨叶片以及航空发动机叶片等，这类零件型面复杂，无加工基准面，毛坯件重达几吨，甚至几十吨。大型异形件型面特征复杂，材质特殊，加工时材料去除量大。重型铣削作为大型异形件切削加工的一个主要方式，受超大进给量和背吃刀量以及材料高强度、高硬度、高断面收缩率特性等因素影响，加工过程中承受巨大机械冲击和交变热载荷作用，切削振动大，加工质量差，加工效率低，刀具失效问题突出。核岛AP1000蒸发器水室封头是目前世界上最先进、设备制造难度最大的三代核电锻件，是核电站核岛一回路与反应堆压力壳(筒节)连接的重要部件，其材料为难加工材料508III钢。由于核反应堆苛刻的工作环境，要求水室封头必须非常精密，因此要求其整体锻造成形。而目前锻造技术手段还无法实现成型锻造，只能先锻造出一个近似的柱体，全部由机械加工来完成，切削加工量非常大，金属去除率达到70%，由于其重量和体积的限制，主要是采用翻转式回转变位机结合大型机床进行加工，不仅生产效率低，加工质量也得不到保障，加工过程中刀具破损严重，刀具使用寿命及生产效率很低，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100(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。
实用新型内容
·[0005]本实用新型的目的是提供一种铣削专用铣刀片，以解决大型异形锻件粗加工过程中，大型切屑排屑难，刀-屑摩擦大，切削振动大，以及切削过程中散热条件差，高温使刀体软化导致刀-屑粘结问题。为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案是:铣削专用铣刀片，所述刀片的水平截面为正方形，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，刀片前刀面的每个角部附近分别设有一个楔形凸起，且楔形凸起设置在刀片前刀面的对角线上，楔形凸起的前端朝向刀片前刀面的相对应的角部设置，刀片前刀面开设有方框形散热槽，方框形散热槽的中心线与刀片前刀面几何中心重合，方框形散热槽的槽里侧壁围成区域构成一个正方形平台，正方形平台上位于几何中心处设有紧固螺钉沉孔，方框形散热槽内设有四个第一散热凸起和四个第二散热凸起，四个第二散热凸起位于方框形散热槽内的四角处，方框形散热槽内位于相邻两个第二散热凸起之间设置有一个第一散热凸起，第一散热凸起与第二散热凸起之间设有与方框形散热槽连通的散热通道，方框形散热槽的外围设有方框形控屑槽，方框形控屑槽的纵切面为V形，刀片底刀面上位于十字中心线上设有与紧固螺钉沉孔和后刀面相通的四个刀底散热槽，刀底散热槽的纵切面形状为倒置的梯形，刀底散热槽与紧固螺钉沉孔相通的一端开口宽度小于刀底散热槽与后刀面相通一端的宽度，刀片底刀面上位于相邻两个刀底散热槽之间的区域构成刀体支撑凸台。本实用新型的有益效果是:1、刀片前刀面的每个角部附近分别设有一个楔形凸起，提高了刀尖抗冲击能力，起到加强筋的作用，并在较小切削用量条件下降低了槽深，从而减小切屑对刀具切削刃前角部位的磨损，减小了刀-屑接触面积，同时增加了刀具的有效散热面积，对刀具的冷却有利，此外，还能减小切屑的卷曲半径，起到断屑的作用。2、设置方框形控屑槽，使刀具前角为正，刀具更加锋利，切削过程中切削力较小，并且起到断屑的作用。3、采用负倒棱切削刃，适合重型切削粗加工过程，起到强化切削刃，提高刀具的抗冲击性能，同时使切削平稳，降低切削振动，提高刀具的使用寿命。4、刀片前刀面开设有方框形散热槽，并且在方框形散热槽内第一、二散热凸起之间设有与方框形散热槽连通的散热通道，不仅增加了前刀面的有效散热面积，在使用切削液的条件下，能够对切削液进行容积引流，提高了刀片的散热性能，使切削液及时带走前刀面和紧固螺钉上的热量，避免紧固螺钉在高温条件下与刀具发生粘结。5、刀片底部设有贯通刀片底部的刀底散热槽，不仅减小了刀片与刀盘的接触面积，有利于冷空气或切削液被引入刀片中心部位，同时在很大程度上提高了刀片整体和紧固螺钉散热性能，并且起到保护刀盘的作用。6、刀片底刀面设有刀体支撑凸台，能有效的降低切削振动，并提高刀片安装过程中的重复定位精度，也提高了切削平稳性；刀片是利用紧固螺钉通过紧固螺钉孔固定在刀 盘上。综上，本实用新型的刀具具有易排屑、白润滑冷却以及能承受大切削用量等性能，在粗加工过程中，切削振动小、刀具散热好、刀具不容易发生粘结，理论单刃加工效率较原先提高30%，整刀理论寿命为原先的5.2倍。
图1是本实用新型的铣削专用铣刀片的主视图，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。
具体实施方式
具体实施方式
一:如图1-图5所示，本实施方式的铣削专用铣刀片，所述刀片的水平截面为正方形，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5(负倒棱切削刃为直线形)，刀片前刀面的每个角部附近分别设有一个楔形凸起1，且楔形凸起I设置在刀片前刀面的对角线上，楔形凸起I的前端朝向刀片前刀面的相对应的角部设置，刀片前刀面开设有方框形散热槽6，方框形散热槽6的中心线与刀片前刀面几何中心重合，方框形散热槽6的槽里侧壁围成区域构成一个正方形平台10，正方形平台10上位于几何中心处设有紧固螺钉沉孔4，方框形散热槽6内设有四个第一散热凸起7和四个第二散热凸起11，四个第二散热凸起11位于方框形散热槽6内的四角处，方框形散热槽6内位于相邻两个第二散热凸起11之间设置有一个第一散热凸起7，第一散热凸起7与第二散热凸起11之间设有与方框形散热槽6连通的散热通道6-1，方框形散热槽6的外围设有方框形控屑槽2，方框形控屑槽2的纵切面为V形，刀片底刀面上位于十字中心线上设有与紧固螺钉沉孔4和后刀面相通的四个刀底散热槽8，刀底散热槽8的纵切面形状为倒置的梯形，刀底散热槽8与紧固螺钉沉孔4相通的一端开口宽度小于刀底散热槽8与后刀面相通一端的宽度，刀片底刀面上位于相邻两个刀底散热槽8之间的区域构成刀体支撑凸台9。
具体实施方式
二:结合图2说明，本实施方式所述方框形控屑槽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。切削刃加强筋3连接刀刃和前刀面，起到加强筋的作用，对切屑进行阻隔，防止大型切屑卷曲流出时对相邻刀尖的破坏。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说明，本实施方式所述刀片的厚度S=9 11mm。可满足强度要求。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四:本实施方式所述刀片的后角为0° 10°。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
五:本实施方式所述刀片的前角为9 11°。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六:本实施方式所述刀片的刃倾角为0°。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
七:结合图4说明，本实施方式的每个刀体支撑凸台9与紧固螺钉沉孔4相邻的角部设有角部加强凸台12。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
八:结合图2说明，本实施方式所述方框形散热槽6的中心与方框形控屑槽2的中心同心。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
九:结合图2说明，本实施方式所述第一散热凸起7为梯形凸起。不仅增大了前刀面散热面积，便于空气和切削液的流通，同时还利于刀片的快速冷却，增加了刀片强度。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式
一相同。本实用新型的铣削专用铣刀片使用时，刀片通过紧固螺钉固定在铣刀盘上。本实用新型中的铣削专用铣刀片具备车铣两用功能，既适合车削加工，又能满足铣削加工要求。
权利要求1.一种铣削专用铣刀片，所述刀片的水平截面为正方形，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(5)，刀片前刀面的每个角部附近分别设有一个楔形凸起(I)，且楔形凸起(I)设置在刀片前刀面的对角线上，楔形凸起(I)的前端朝向刀片前刀面的相对应的角部设置，刀片前刀面开设有方框形散热槽￠)，方框形散热槽(6)的中心线与刀片前刀面几何中心重合，方框形散热槽(6)的槽里侧壁围成区域构成一个正方形平台(10)，正方形平台(10)上位于几何中心处设有紧固螺钉沉孔(4)，方框形散热槽(6)内设有四个第一散热凸起(7)和四个第二散热凸起(11)，四个第二散热凸起(11)位于方框形散热槽出)内的四角处，方框形散热槽出)内位于相邻两个第二散热凸起(11)之间设置有一个第一散热凸起(7)，第一散热凸起(7)与第二散热凸起(11)之间设有与方框形散热槽(6)连通的散热通道出一1)，方框形散热槽(6)的外围设有方框形控屑槽(2)，方框形控屑槽(2)的纵切面为V形，刀片底刀面上位于十字中心线上设有与紧固螺钉沉孔(4)和后刀面相通的四个刀底散热槽(8)，刀底散热槽(8)的纵切面形状为倒置的梯形，刀底散热槽(8)与紧固螺钉沉孔(4)相通的一端开口宽度小于刀底散热槽(8)与后刀面相通一端的宽度，刀片底刀面上位于相邻两个刀底散热槽(8)之间的区域构成刀体支撑凸台(9)。
2.根据权利要求1所述铣削专用铣刀片，其特征在于:所述方框形控屑槽(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)。
3.根据权利要求1或2所述铣削专用铣刀片，其特征在于:所述刀片的厚度S=9-llmm。
4.根据权利要求1所述铣削专用铣刀片，其特征在于:所述刀片的后角为0° 10°。
5.根据 权利要求4所述铣削专用铣刀片，其特征在于:所述刀片的前角为9-11°。
6.根据权利要求5所述铣削专用铣刀片，其特征在于:所述刀片的刃倾角为0°。
7.根据权利要求1所述铣削专用铣刀片，其特征在于:每个刀体支撑凸台(9)与紧固螺钉沉孔(4)相邻的角部设有角部加强凸台(12)。
8.根据权利要求1所述铣削专用铣刀片，其特征在于:所述方框形散热槽￠)的中心与方框形控屑槽(2)的中心同心。
9.根据权利要求1所述铣削专用铣刀片，其特征在于:所述第二散热凸起(11)为箭形凸起，所述第一散热凸起(7)为梯形凸起。
专利摘要铣削专用铣刀片，属于铣削加工用刀具技术领域。以解决大型异形锻件粗加工过程中，大型切屑排屑难，刀-屑摩擦大，切削振动大，以及切削过程中散热条件差，高温使刀体软化导致刀-屑粘结问题。刀片前刀面的四条外边缘处加工有负倒棱切削刃，刀片前刀面的角部附近设有楔形凸起，刀片前刀面开设有方框形散热槽，方框形散热槽的槽里侧壁围成区域构成正方形平台，正方形平台上设有紧固螺钉沉孔，方框形散热槽内设有第一、二散热凸起，方框形散热槽的外围设有方框形控屑槽，刀片底刀面上设有与紧固螺钉沉孔和后刀面相通的四个刀底散热槽，刀片底刀面上位于相邻两个刀底散热槽之间的区域构成刀体支撑凸台。本实用新型用于大型锻件毛坯粗加工的铣削加工。
文档编号B23C5/02GK203140858SQ201320160798
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者程耀楠, 刘利, 吴明阳, 王海婷, 孙守慧, 佟沐霖 申请人:哈尔滨理工大学