一种用于钛合金半精加工的可转位车刀片的制作方法

本发明涉及一种机加工车刀片，特别涉及一种用于钛合金半精加工的可转位车刀片。

背景技术

现代工业中，以钛合金为典型代表的难加工材料以其热稳定性好、热强度高、低温性能好、耐腐蚀等优良的使用性能在现代高技术行业的诸多领域(尤其是航空航天、汽车及电子领域)中具有十分重要的作用。然而，钛合金具有导热系数小、高温化学性大、弹性模量低的特点。导致钛合金切削加工过程中存在切削力大、切削温度高、粘刀严重、刀具寿命短、切屑控制难、振动大、加工精度不高等问题。解决这些难加工材料加工问题的有效途径之一是优化刀具几何参数及其断屑槽，设计出能满足加工要求的刀具。

中国专利cn204843014u提出了一种高压冷却下钛合金半精加工用可转位车刀片，该刀片在高压冷却条件下能够一定程度上降低切削力、切削温度，提高刀片的使用寿命，改善工件表面完整性，同时提高切削加工效率。但若不采用高压冷却，切削温度仍然很高，仍需进一步改进。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于钛合金半精加工的可转位车刀片，其目的是为了解决现阶段大多数车刀片在切削钛合金过程中，切削阻力大、切削温度高、刀具粘结磨损大、需要在高压冷却下加工的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了以下技术方案：

本发明用于钛合金半精加工的可转位车刀片，所述车刀片水平截面的外形轮廓为菱形，所述车刀片包括上表面、下表面、四个侧平面和四个侧圆弧面，所述下表面与上表面相对设置，所述四个侧平面和四个侧圆弧面位于上表面和下表面之间，所述车刀片还包括切削单元，所述切削单元包括直线切削刃、圆弧刀尖刃、断屑槽；

所述直线切削刃由上表面、下表面及侧平面相交形成，所述圆弧刀尖刃由上表面、下表面及侧圆弧面相交形成，所述直线切削刃和圆弧刀尖刃都为正倒棱切削刃，且都经圆化处理；

所述断屑槽由从直线切削刃开始向中心方向依次连接的第一前刀面、第二前刀面、过渡圆弧面和卷屑面组成，所述断屑槽的槽宽为1.8～2.2mm，槽深为0.33～0.41mm。

优选地，所述四个侧平面及四个侧圆弧面与所述上表面及下表面垂直，后角为0°。

优选地，所述上表面和下表面上均匀分布有支撑基面，所述支撑基面为水平面。

优选地，所述直线切削刃和圆弧刀尖刃的倒棱宽度为0.04mm，倒棱角度为6°。

优选地，所述直线切削刃和圆弧刀尖刃到支撑基面的竖直高度为0.1～0.15mm。

优选地，所述圆化处理的圆化值为0.025～0.035mm。

优选地，所述第一前刀面在上表面的投影宽为0.35～0.45mm，且与上表面的夹角为12～14°。

优选地，第二前刀面在上表面的投影宽为0.18～0.22mm，且与上表面的夹角为20～23°。

优选地，所述过渡圆弧面圆弧半径为0.6～0.9mm，分别与第二前刀面、卷屑面相切连接。

优选地，所述卷屑面在上表面的投影宽为0.7～0.9mm，且与上表面的夹角为20～26°。

本发明有下述优点：

本发明的车刀片中直线切削刃和圆弧刀尖刃的正倒棱与较大的双前角相结合，刃口较锋利，切削顺畅，因而能有效降低切削阻力。

本发明的车刀片中断屑槽较宽，包含第一前刀面、第二前刀面、过渡圆弧面和角度平缓的卷屑面，因此，卷屑平滑、排屑顺畅，进而摩擦小，切削温度低，刀具粘结磨损小。

本发明在锋利的刃口上进行了正倒棱、圆化处理，合适的圆化值、倒棱参数使得刃口锋利的同时又能增强刃口强度，降低刀片磨损速度，因此刀具使用寿命长。

本发明车刀片的卷屑平滑，排屑顺畅，加之支撑基面均匀地分布于安装孔四周，受力均匀、安装牢固，故切削过程震动小、切削稳定，能有效提高工件加工效率和加工精度。本发明的车刀片切削阻力小，切削温度低，刀具粘结磨损小，故刀片在常压冷却下加工即可，无需高压冷却来增强冷却效果，降低了切削成本。

附图说明

图1是本发明车刀片的立体图。

图2是本发明车刀片的主视图。

图3是本发明图2中沿f-f线的剖视图。

附图标记说明：1、上表面；2、下表面；3、侧平面；4、侧圆弧面；5、切削单元；51、直线切削刃；52、圆弧刀尖刃；531、第一前刀面；532、第二前刀面；533、过渡圆弧面；534、卷屑面；6、安装孔；7、支撑基面；8、文字标识；9、上下表面区分标识。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面将结合实施例对本发明的优选实施方案作进一步详细的描述，但是本实施例及其附图仅是示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好地说明本实施例，会对附图某些结构或者对某些结构的说明有省略，对于本领域技术人员而言，省略附图的某些公知结构或其说明是可以理解的。

如图1至图3所示，本实施例的一种用于钛合金半精加工的可转位车刀片，刀片主体轮廓采用iso国际标准型号：cnmg120408。由所述标准可知，该刀片水平截面的外形轮廓为2个80°角和2个100°角依次交替构成的菱形。所述刀片包括上表面1、与上表面相对的下表面2、形成于所述上表面1与下表面2之间的侧平面3和侧圆弧面4、设置在上下表面80°角处的切削单元5、设置在刀片中心位置的安装孔6、设置在安装孔周边的支撑基面7、设置在支撑基面与中心孔之间的文字标识8、上下表面区分标识9。上表面1除其上设置有上下表面区分标识9外，其他与下表面2完全相同。切削单元5包括直线切削刃51、圆弧刀尖刃52和断屑槽；直线切削刃51由上下表面与侧平面相交形成，圆弧刀尖刃52由上下表面与侧圆弧面相交形成。

断屑槽由从切削刃开始向安装孔方向依次连接的第一前刀面531、第二前刀面532、过渡圆弧面533、卷屑面534组成。所述圆弧刀尖刃52的圆弧半径为0.8mm。侧平面3和侧圆弧面4与上下表面垂直，后角为0°。第一前刀面531在上表面的投影宽为0.35～0.45mm，且与上表面存在第一前角α、第一前角α为12～14°；第二前刀面532在上表面的投影宽为0.18～0.22mm，且与上表面存在第二前角β，第二前角β为20～23°。

直线切削刃51和圆弧刀尖刃52都为正倒棱切削刃，倒棱宽度优选为0.04mm，倒棱角度为6°。直线切削刃51和圆弧刀尖刃52到支撑基面7的竖直高度为h1，h1为0.1～0.15mm。采用较大的车刀前角、刃口锋利，切削顺畅，能有效降低切削阻力。锋利的刃口进行了圆化处理，圆化值优选为0.025～0.035mm。合适的圆化值和倒棱参数使得刃口锋利的同时又能增强刃口强度。

所述卷屑面为斜面，卷屑面534在上表面1的投影宽设置为0.7～0.9mm，与水平方向存在夹角γ，γ设置为20～26°，角度平缓。过渡圆弧面533置于第二前刀面532与卷屑面534之间，且与两者都相切连接；圆弧面的圆弧半径为0.6～0.9mm。第一前刀面531、第二前刀面532、过渡圆弧面533、卷屑面544四者组成较宽且光顺的断屑槽，槽宽l为1.8～2.2mm，槽深h2为0.33～0.41mm。所以卷屑平滑，排屑顺畅，进而摩擦小，切削温度低，刀具粘结磨损小。

刀片上表面1与下表面2在安装孔四周都均匀分布有四个支撑基面。加工时，以上下表面中的一个面为切削面，另一个为定位面，定位面上均匀分布的四个支撑基面受力均匀，提高了刀片定位精度，安装牢固，故切削过程震动小、切削稳定，能有效提高工件加工表面质量和加工效率。

上表面1与下表面2都含有四个直线切削刃51和两个圆弧刀尖刃52。四个侧平面3和侧圆弧面4与上下表面垂直，后角为0°，且上表面1除其上设置有上下表面区分标识9外，其他与下表面2完全相同。当其中一个面上的切削刃51或圆弧刀尖刃52全部磨损后，可将刀片上下表面颠倒，使用另外一个面上的切削刃51和圆弧刀尖刃52继续加工，这样提高了刀片的使用寿命。

所述文字标记8包括断屑槽型代号和圆弧刀尖刃代号。断屑槽型代号命名为“wm”，圆弧刀尖刃代号为“08”。这样标记后，可以很容易识别出此刀片是用于钛合金半精加工刀片、且该刀片的圆弧刀尖刃的半径为0.8mm。

上述的车刀片，上下表面区分标识9位于刀片上表面，为一球形凹，该球形凹的直径可以为0.5～1mm；该球形凹可以设置在断屑槽型代号“wm”旁，也可以设置在圆弧刀尖刃代号“08”旁。

本发明以可转位刀片iso国际标准型号：cnmg120408为例，但不局限于此。本发明还可以为刀片增加tialn物理涂层，只要不脱离本发明的精神下，所有等同的技术方案均应属于本发明的保护范围。