一种用于不锈钢法兰车削刀片的制作方法

本发明涉及金属切削加工技术领域，更具体地，涉及一种用于不锈钢法兰车削刀片。

背景技术：

随着客、货列车的不断提速，对制动零部件的要求也日益增高，过去法兰的材质通常为qt450，此类型材料属于易加工工件。如今，法兰的材质多为不锈钢材质，不锈钢属于难加工材料，在机械加工中，存在加工硬化倾向大、导热系数低、刀具磨损快、切屑与刀具粘接现象严重、切屑不易折断等问题。因此，不锈钢法兰的加工对刀具提出了更高的要求。

目前，不锈钢法兰材质包含304、304l、316、316l、316ti等，且粗精加工采用同一款刀片，这就要求我们的刀具在粗加工时要有足够的强度，精加工时能保证被加工件的表面光洁度。

在现有的技术中，用于不锈钢法兰车削的刀片，往往是用于粗加工时能保证刀具足够的强度，却无法保证精加工时被加工件的表面光洁度；而精加工时，往往能够保证加工件的表面光洁度，却无法保证刀片的足够耐磨性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中刀片无法兼顾粗加工与精加工的加工要求的不足，提供一种能够在保证刀片粗加工时足够的强度，也能满足精加工时被加工件的表面光洁度的用于不锈钢法兰车削刀片。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于不锈钢法兰车削刀片，所述刀片本体上设有位于其几何中心的定位中心孔；所述刀片本体为多边形体；所述刀片本体包括上表面、下表面、多个侧表面、以及位于相邻两个侧表面之间的圆弧面；

所述刀片本体的上表面均匀设置多个沿定位中心孔周边的突起部一；所述相邻的两个突起部一的外侧，且位于两侧表面相交成钝角处与上表面连接处的中心点设有突起部二；

所述刀片本体设置有不少于一个切削单元；所述切削单元设置在刀片本体的顶角处；所述切削单元由圆弧切削刃、主切削刃、断屑单元组成；所述切削单元关于角平分线p对称分布；所述圆弧切削刃由圆弧面与上表面相交形成；所述主切削刃由侧表面与上表面相交形成；

所述断屑单元由第一断屑台、第一前刀面、第二前刀面、断屑槽底平面、容屑槽底平面、“半月形”凸起部组成；所述断屑单元沿角平分线p由圆弧切削刃向定位中心孔的方向依次连接的顺序为圆弧切削刃、第一前刀面、第二前刀面、断屑槽底平面、第一断屑台、突起部一；

所述“半月形”凸起部设置在断屑槽底平面与第一断屑台的相交处外侧；所述“半月形”凸起部的另一侧连接容屑槽底平面；

所述圆弧切削刃处的刃宽与第一前角的角度大于主切削刃处的刃宽与第一前角的角度。

进一步地，所述“半月形”凸起部的高度高于断屑槽底平面和容屑槽底平面，且低于上表面。

进一步地，所述第一断屑台的形状为外凸型球体；所述第一断屑台沿角平分线p的前端连接断屑槽底平面，后端连接突起部一，左右两端各连接“半月形”凸起部。

进一步地，所述第一断屑台的高度高于断屑槽底平面，且低于突起部一。

进一步地，所述第一断屑台的球体半径r1的范围为1mm~3mm。

进一步地，在所述圆弧切削刃处，第一前刀面与上表面形成的第一前角α范围为5°~18°；第二前刀面与上表面形成的第二前角β范围为10°~30°。

进一步地，在所述主切削刃处，第一前刀面与上表面形成的第一前角γ范围为5°~18°；第二前刀面与上表面形成的第二前角θ范围为10°~30°。

进一步地，所述圆弧切削刃的刃宽l2的范围为0.2mm~0.5mm；所述主切削刃的刃宽l1的范围为0.2mm~0.5mm；所述刃宽l1＜刃宽l2。

进一步地，所述断屑槽底平面（10）到突起部一（17）的顶平面的垂直距离h1的范围为0.1mm~0.5mm；所述容屑槽底平面（13）到突起部一（17）的顶平面的垂直距离h2的范围为0.1mm~0.5mm；所述h2＞h1。

进一步地，“半月形”的凸起部与断屑槽底平面、第一断屑台之间的连接处形成一个向下垂直的类圆弧槽轨迹；所述类圆弧槽的圆弧半径r2范围为2mm~15mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的一种用于不锈钢法兰车削刀片，其通过圆弧刃处与主切削刃处刃宽和前角的设计，不仅兼顾了刀片刃口的锋利性，也保证了刀片的足够强度。

（2）本发明的一种用于不锈钢法兰车削刀片，其断屑采用双断屑台、双突起部、以及“半月形”的凸起部的设置，将刀片的切屑断屑的范围得到进一步的扩大，使刀片无论是粗加工还是精加工都能得到一个良好的断屑效果。

（3）本发明的一种用于不锈钢法兰车削刀片，其刀片容屑结构采用大容屑槽，配合断屑结构设计，使得刀具在加工中的热量大部分随着切屑的排出而带走，从而提高刀片的耐磨性和使用寿命的同时保证了被加工件的表面质量。

附图说明

图1为本实施1中一种用于不锈钢法兰车削刀片的立体图；

图2为本实施1中一种用于不锈钢法兰车削刀片的主视图；

图3为切削单元a的局部放大图；

图4为图2所示刀片沿g-g线的剖视图；

图5为图2所示刀片沿h-h线的剖视图；

图6为图2所示刀片沿k-k线的剖视图；

图7为不锈钢法兰粗加工和精加工时刀具的进给方向。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，一种用于不锈钢法兰车削刀片，上述刀片本体1上设有位于其几何中心的定位中心孔18；所述刀片本体1为多边形体，在本实施例1中，本刀片本体1近似为等边非等角的六边形体的几何结构；上述刀片本体1包括上表面2、下表面3、多个侧表面4、以及位于相邻两个侧表面4之间的圆弧面2；上述刀片本体1设有位于其几何中心的定位中心孔18；

刀片本体1的的上表面2均匀设置多个沿定位中心孔18周边的突起部一17；在相邻的两个突起部一17的外侧，且位于两个侧表面4相交成钝角处与上表面2连接处的中心点设有突起部二19。在本实施例1中，在上表面2的定位中心孔18周边均与设置3个近似为三角形的突起部一17，在相邻的两个突起部一17的之间外侧，且位于两个相邻侧表面4相交成的钝角处与上表面2的相交的连接处的中心点，均单独设有3个近似为长方体的突起部二19。

如图1所示，刀片本体1上设置有不少于一个切削单元a；上述每个切削单元a设置在刀片本体1的顶角处；切削单元a由圆弧切削刃6、主切削刃7、断屑单元b组成；上述切削单元a关于角平分线p对称分布；上述圆弧切削刃6由圆弧面5与上表面2相交形成；上述主切削刃7由侧表面4与上表面2相交形成；

如图3所示，上述断屑单元b由第一断屑台15、第一前刀面8、11、第二前刀面9、12、断屑槽底平面10、容屑槽底平面13、“半月形”凸起部14组成；断屑单元b沿角平分线p由圆弧切削刃6向定位中心孔18的方向依次连接的顺序为圆弧切削刃6、第一前刀面8、第二前刀面9、断屑槽底平面10、第一断屑台15、突起部一17；在本实施例1中，在圆弧切削刃6处，圆弧切削刃6沿角平分线p，并向定位中心孔18的方向，圆弧切削刃6向内朝下倾斜的一个平面为第一前刀面8；第一前刀面8向内朝下倾斜的形成一个平面为第二前刀面9；前端与第二前刀面9的最低点连接，后端与第一断屑台15连接的一个水平平面为断屑槽底平面10；与断屑槽底平面10连接，并向内朝上倾斜的一个外凸型球体，球体的后端连接突起部一17为第一断屑台15。并且第一断屑台15的球体高度高于断屑槽底平面10，且低于突起部一17。

如图3所示，在断屑单元b中，在断屑槽底平面10与第一断屑台15的相交处的两侧外侧，各设置一个“半月形”凸起部14；上述“半月形”凸起部14的另一侧连接容屑槽底平面13；并且“半月形”凸起部14的高度高于断屑槽底平面10和容屑槽底平面13，且低于上表面（2）。

在主切削刃7处，主切削刃7向定位中心孔18方向，向内朝下倾斜形成的平面为第一前刀面11；第一前刀面11向内朝下倾斜形成另一平面为第二前刀面12；一端与第二前刀面12的最低处连接，另一端与突起部一17的最低处连接的水平平面，为主切削刃7处的断屑单元b的容屑槽底平面13。

上述圆弧切削刃6处的刃宽与前角的角度大于主切削刃7处的刃宽与前角的角度。

如图4所示，上述第一断屑台15的外凸球形体的半径r1的范围为1mm~3mm。在本实施例1中，半径r1优选为2mm。

如图4所示，在上述圆弧切削刃6处，第一前刀面8与上表面2形成的第一前角α范围为5°~18°；第二前刀面9与上表面2形成的第二前角β范围为10°~30°；所述圆弧切削刃6的刃宽l2的范围为0.2mm~0.5mm。在本实施例1中，第一前角α优选为12°，第二前角β优选为22°，刃宽l2优选为0.35mm。

如图5所示，在上述主切削刃7处，第一前刀面11与上表面2形成的第一前角γ范围为5°~18°；第二前刀面12与上表面2形成的第二前角θ范围为10°~30°；主切削刃7的刃宽l1的范围为0.2mm~0.5mm。在本实施例1中，第一前角γ优选为8.5°，第二前角θ优选为18.5°，刃宽0.3mm。

在圆弧切削刃6处与主切削刃7处中，第一前角α＞第一前角γ；第二前角β＞第二前角θ；刃宽l1＜刃宽l2。

如图4所示，在断屑槽底平面10到突起部一17的顶平面的垂直距离h1的范围为0.1mm~0.5mm。在本实施例1中，h1优选为0.22mm。

如图5所示，在容屑槽底平面10到突起部一17的顶平面的垂直距离h2的范围为0.1mm~0.5mm。在本实施例1中。h2优选为0.25mm。

在断屑槽底平面10、容屑槽底平面13各自到突起部一17的顶平面的垂直距离h2＞h1.

如图3所示，在断屑单元b中，“半月形”凸起部14被设置在断屑槽底平面10与第一断屑台15的相交处的两外侧，另一侧连接容屑槽底平面13；“半月形”凸起部14的前段连接第二前刀面9，后端连接突起部一17。由于“半月形”凸起部14与断屑槽底平面10、第一断屑台15之间的高度存在一定程度的高度差，形成一个向下垂直的类圆弧槽轨迹，“半月形”凸起部14沿着圆弧槽轨迹，由圆弧切削刃6的第二前刀面9向突起部一17延伸。上述类圆弧槽的圆弧半径r2范围为2mm~15mm。在本实施例1中，半径r2优选为8mm。

在刀片本体1中，主切削刃7与圆弧切削刃6的所属区域的结构设计是大不相同的，这样的结构设计可以使得刀片无论在粗加工，还是精加工，通过利用不同的切削刃，可以做的行而有效的加工，如图7所示，当粗加工时，刀具夹持着刀片，向工件的中心孔方向移动，可以利用主切削刃7进行快速加工；当精加工时，刀具夹持着刀片，刀具由工件中心孔向工件外部外拉移动，可以充分利用圆弧切削刃6进行精确加工断屑，保证工件的精度，以及表面的光洁度。

本发明的一种用于不锈钢法兰车削刀片，通过设置双前刀面，以及圆弧切削刃处的刃宽与第一前角8的角度大于主切削刃处的刃宽与第一前角11的角度。通过这种结构设计，可以在充分保证刃口锋利性的前提下，同时保证了刃口的强度。同时在一定程度上保证了刃口的抗冲击性能。

本发明的一种用于不锈钢法兰车削刀片，其刀片的断屑采用双断屑台、双突起部、以及“半月形”的凸起部的设置，上述双断屑台为第一断屑台15与突起部一17的侧壁16。当进行中等切深加工时，在断屑的时候，只需利用第一断屑台15作为主要断屑部件，即可满足工件断屑的需要。在进行大切深加工时，刀片在断屑的时候，工件首先受到第一断屑台15的断屑效果，但是由于切深深度大的原因，第一断屑台15不能有效的对工件进行断屑，此时，刀片就利用突起部一17的侧壁16起到第二断屑台的效果，达到大切深加工时也具有良好的断屑效果，起到双断屑台的作用，当刀具由工件中心孔向工件外部外拉移动进行精加工时，利用“半月形”的凸起部17可以对切屑进行良好的断屑，同时也将刀片的切屑断屑的范围得到进一步的扩大，使刀片无论是粗加工还是精加工都能得到一个良好的断屑效果。

本发明的一种用于不锈钢法兰车削刀片，在第一断屑台15的两侧，均设置有大面积的大容屑槽，在配合断屑台结构的设计，使得刀具在加工中的热量大部分随着切屑的排出而带走，从而提高刀片的耐磨性和使用寿命的同时保证了被加工件的表面质量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。