一种双圆弧车刀片的制作方法

本发明涉及一种车削刀片，属于车削刀具技术领域。

背景技术：

修光刃刀片可以修掉走刀时在已加工表面上遗留下的残余金属，减小表面粗糙度。修光刃必须磨的平直光洁，安装时，应注意与进给方向保持平行。修光刃不能过大，过大会增加切削的径向抗力，容易引起振动。而且只有当工件、刀具、夹具和机床等工艺系统的刚度均较好时，采用修光刃才能取到较好效果。修光刃的长度一般是进给量的1.2～1.5倍，修光刃刀片采用比标准刀片大两倍的进给率，仍能获得相同的加工表面光洁度。修光刃的优点在于“加工时间减半，表面质量倍增”。

修光刃在主切削刃和副切削刃之间，是副切削刃的极端形式，修光刃可以提高刀尖的抗冲击能力，并提高加工效率。常见的修光刃有直线形和圆弧形两种。圆弧形修光刃，其曲率半径越大，加工表面的光洁度和刀具耐用度越高，但也会增加磨削力，易产生振动，降低加工效率，长期使用刀具容易损坏，影响刀具的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够提高加工效率和表面光洁度，并能延长使用寿命的双圆弧车刀片。

实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种双圆弧车刀片，该车刀片由刀体和刀尖嵌片两部分组成，所述的刀体的中部设有刀杆安装孔，刀体的水平截面形状为多边形，刀体的上表面的任意一个顶角处设置有与刀尖嵌片相匹配的嵌入槽，所述的刀尖嵌片紧密嵌入刀体的嵌入槽内，所述的车刀片的侧面包括侧面一、侧面二及切削角部，所述的侧面一及侧面二位于切削角部的两侧，所述的刀尖嵌片具有刀尖切削段，所述的刀尖切削段加工有负倒棱；

所述的切削角部包括曲面一、曲面二、修光面及三个切削刃，所述的三个切削刃设置在刀尖嵌片的负倒棱的下边缘处，三个切削刃分别是直线切削刃、圆弧切削刃一和圆弧切削刃二，所述的圆弧切削刃一的曲率半径大于圆弧切削刃二的曲率半径，所述的侧面一与曲面一相切，所述的曲面一和曲面三相切，所述的曲面三与修光面通过圆滑过渡面连接，所述的修光面与侧面二之间具有夹角，曲面一与圆弧切削刃二相对应，曲面三与圆弧切削刃二相对应，修光面与直线切削刃相对应。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明的双圆弧车刀片具有能增大切削宽度，提高了加工效率、降低了表面残留高度值和增加了刀具耐用度的特点，本发明的双圆弧车刀片与常规车刀片在相同的切削参数条件下，本发明可提高加工效率3倍左右，表面残留高度值降低3倍左右。本发明适用于精车加工，并且适用于精车加工较硬的材料，如淬硬轴承钢、高温合金等。

附图说明

图1 为本发明的双圆弧车刀片的立体图；

图2为本发明的双圆弧车刀片刀尖的局部俯视图；

图3为外圆车削淬硬轴承钢时双圆弧车刀片和工件相对位置的俯视图；

图4为刀尖圆弧半径为0.8mm的80°菱形刀片加工轴承钢的俯视图；W1为刀尖圆弧半径为0.8mm的标准80°菱形刀片的切削宽度；

图5为本发明的双圆弧车刀片8加工轴承钢的俯视图，W2为本发明的双圆弧车刀片8的切削宽度。

其中，直线切削刃1、圆弧切削刃一2、圆弧切削刃二3、刀尖嵌片4、刀杆安装孔5、刀体6、80°菱形刀片7、双圆弧车刀片8、侧面一I、曲面一II、曲面二III、修光面IV、侧面二V、上表面VI、下表面VII、负倒棱VIII、切削角部M.。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1和图2所示，一种双圆弧车刀片，该车刀片由刀体6和刀尖嵌片4两部分组成，所述的刀体6的中部设有刀杆安装孔5，刀体6的水平截面形状为多边形，刀体6的上表面VI的任意一个顶角处设置有与刀尖嵌片4相匹配的嵌入槽，所述的刀尖嵌片4紧密嵌入刀体6的嵌入槽内，所述的车刀片的侧面包括侧面一I、侧面二V及切削角部M，所述的侧面一I及侧面二V位于切削角部M的两侧，所述的刀尖嵌片4具有刀尖切削段，所述的刀尖切削段加工有负倒棱VIII；

所述的切削角部M包括曲面一II、曲面二III、修光面IV及三个切削刃，所述的三个切削刃设置在刀尖嵌片4的负倒棱VIII的下边缘处，三个切削刃分别是直线切削刃1（其长度与进给量有关，起擦拭已加工表面的作用）、圆弧切削刃一2和圆弧切削刃二3，所述的圆弧切削刃一2（为去屑刃）的曲率半径大于圆弧切削刃二3（圆弧切削刃二3为过渡刃，不参与切削，但能增强刀尖强度）的曲率半径，所述的侧面一I与曲面一II相切，所述的曲面一II和曲面三III相切，所述的曲面三III与修光面IV通过圆滑过渡面连接，所述的修光面IV与侧面二V之间具有夹角，曲面一II与圆弧切削刃二3相对应，曲面三III与圆弧切削刃二2相对应，修光面IV与直线切削刃1相对应。

如图1所示，刀体6的上表面VI与下表面VII相平行设置；直线切削刃1在切削加工中与进给方向保持平行。

为了便于安装刀杆，刀杆安装孔5的上下边缘处均都设有倒棱。

具体实施方式二：如图1和图2所示，具体实施方式一所述的一种双圆弧车刀片，所述圆弧切削刃一2与圆弧切削刃二3之间相交的点为最高点，所述的圆弧切削刃二3与切削角部M的中心线G相交，且圆弧切削刃二3非对称于切削角部M的中心线设置，所述的最高点设置在切削角部M的中心线附近（两圆弧切削刃上的点不能超过最高点）。

具体实施方式三：如图1所示，具体实施方式一所述的一种双圆弧车刀片，所述的负倒棱VIII宽度取值范围为0.15-0.24mm，负倒棱VIII角度取值范围为-5°～-25°。效果是：倒棱宽度和倒棱角度取值过大，会导致切削过程中产生的切削力过大，加工中产生的振动也会增大，影响加工表面质量，倒棱宽度和倒棱角度取值过小，则倒棱所起的作用不明显。

具体实施方式四：如图1所示，具体实施方式一所述的一种双圆弧车刀片，所述的车刀片厚度为4.76mm（标准参数），刀尖嵌片4的厚度为车刀片厚度的1/3～1/4（为了增强刀尖嵌片4的强度）。

具体实施方式五：如图1和图2所示，具体实施方式一、二、三或四所述的一种双圆弧车刀片，所述的直线切削刃1的长度范围为0.36～0.45mm。

具体实施方式六：如图1和图2所示，具体实施方式二所述的一种双圆弧车刀片，所述的圆弧切削刃一2的曲率半径为圆弧切削刃二3的曲率半径的6～10倍（是为了增大切削宽度），圆弧切削刃一2和圆弧切削刃二3的曲率半径的圆心与所述的最高点在同一条直线上（是为了使圆弧切削刃一2和圆弧切削刃二3保证相切，即圆滑过渡）。

具体实施方式七：如图1所示，具体实施方式一所述的一种双圆弧车刀片，所述的修光面IV与侧面二V之间的夹角为175°。

具体实施方式八：如图1所示，具体实施方式一所述的一种双圆弧车刀片，所述的车刀片由立方氮化硼材料、金刚石、陶瓷、硬质合金材料中的任意一种材料制成；或者所述的刀体6由硬质合金材料制成，所述的刀尖嵌片4由立方氮化硼材料制成。

实施例1：如图1和图2所示，进行精车加工时，最大进给量为0.3mm/r，故本实施例的直线切削刃1长度选为0.4mm，直线切削刃1在切削中起擦拭已加工表面的作用。进行车削时，尽量保证直线切削刃1与已加工表面平行，才能保证直线切削刃1起作用。圆弧切削刃一2作为去屑刃参与切削，其曲率半径较大，切削宽度较大，加工效率较高。圆弧切削刃二3作为过渡刃不参与切削，起强化刃口强度作用，圆弧切削刃二3也可采用直线形式。

实施例2：如图1和图2所示，一种双圆弧车刀片，本实施例中的直线切削刃1的长度为0.4mm，圆弧切削刃一2的曲率半径为3.8mm，圆弧切削刃二3的曲率半径为0.5mm，刀杆安装孔5的直径为5.16mm，刀杆安装孔5的倒棱为0.2x45°，车刀片的倒棱宽度为0.2mm，倒棱角度为-25°。

实施例3：一种双圆弧车刀片，本实施例的双圆弧车刀片采用80°菱形结构，如图5所示。图4为刀尖圆弧半径为0.8mm的80°菱形刀片加工轴承钢的俯视图。两种车刀片所用刀杆型号均为DCLNR 2525M12，其安装主偏角均为95°，副偏角均为5°。从图4和图5中可以明显看出一次进给中，本发明的双圆弧车刀片切削宽度W2明显大于刀尖圆弧半径的80°菱形刀片的切削宽度W1，本发明的双圆弧车刀片切削宽度W2是80°菱形刀片切削宽度W1的3倍左右，在相同的表面质量要求下，加工效率是80°菱形刀片的3倍左右。本发明相比于80°菱形刀片，具有较小的主偏角，已加工表面残留面积高度较小，粗糙度值较低，加工表面质量较好。同时，较小的主偏角可提高刀尖强度，散热性能好，减小热损伤。

本发明的双圆弧车刀片具有负倒棱，负倒棱包括两个参数：倒棱宽度和倒棱角度。倒棱宽度与进给量有关，倒棱宽度大于进给量时，会形成不利于切削的螺旋状切屑，这种切屑极易缠绕在刀具、工件或机床上，必须停机清理，这种加工效率、安全性、工件表面质量都不好。倒棱宽度应小于进给量，才会形成有利于切削的C形切屑。精加工时，进给量不超过0.3mm/r，故倒棱宽度不应大于进给量，其取值范围为0.15-0.24mm，倒棱角度取值范围为-5°～-25°，车刀片的厚度为4.76±0.013mm，刀尖嵌片4的厚度应为车刀片厚度1/3～1/4，以保证刀尖嵌片4的强度。

图3中，a为轴承的中心线，ap为切削深度，f为进给方向，bp为切削宽度。实际加工中，圆柱形的淬硬轴承钢装在机床的三爪卡盘上，绕轴承的中心线a逆时针旋转，车刀片沿进给方向f移动，主切削刃与进给方向成一定夹角，该夹角为主偏角Kr。副切削刃与进给的反方向之间的夹角为副偏角Kr'。

本发明的双圆弧车刀片所用刀杆为标准菱形刀杆DCLNR 2525M12，其主偏角Kr=95︒，副偏角Kr'=5°。