一种切削高温合金GH4169的楔形微槽车刀

本发明涉及机械加工刀具，特别涉及一种切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀。

背景技术：

1、高温合金gh4169是一种广泛应用于航空航天等领域的材料，因其难加工的特性，有众多学者对其在切削加工方面的优化进行研究。在切削加工中，如何优化刀具性能是一个关键技术问题，而影响刀具切削性能的重要因素是刀具的几何结构。在已有相关研究中，大多学者通过设计刀具结构以降低刀-屑接触面摩擦、后刀面与已加工面间的摩擦，同时快速断屑来达到优化的效果。但在刀具耐用度上，效果不理想。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀。本发明能够降低切削温度，从而提高刀具耐用度。

2、本发明的技术方案：一种切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，包括主切削刃，主切削刃在切削刃近域范围内设有楔形微槽；所述的楔形微槽使主切削刃相应部位呈现出“u”型口形貌。

3、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，沿前刀面的法线向下俯视，楔形微槽呈楔形形貌，楔角λ＝9～11°。

4、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，楔形微槽的底面呈弧面。

5、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，由楔形微槽形成的“u”型口宽度w＝0.16～0.24mm。

6、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，楔形微槽的深度h＝0.1～0.2mm。

7、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，楔形微槽的长度l＝0.3～0.5mm。

8、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，楔形微槽包括3个，沿主切削刃依次分布，使主切削刃在切削刃近域范围内成波纹状。

9、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，相邻两楔形微槽间的间隙n＝0.01～0.13mm。

10、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，3个楔形微槽形成的波纹总宽p＝0.74mm。

11、前述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀中，楔形微槽在前刀面的截面上的投影呈非对称曲线型。

12、有益效果

13、与现有技术相比，本发明通过在处于切削刃近域的主切削刃上设置楔形微槽结构，能使车刀在切削高温合金gh4169时，车刀的刀-屑实际接触区域的温度降低，从而有效提高刀具的耐用度。发明人通过对切削高温合金gh4169的大量实验和分析发现，车刀在切削过程中，楔形微槽使主切削刃形成“u”型口形貌，使车刀在切削高温合金gh4169时，切削刃与切屑之间不完全接触，在刀-屑接触区域形成空隙，利于切削液的流动，进而使刀具传热、散热效果更好，降低了刀具的切削温度，达到了提高刀具的耐用度目的。

14、发明人通过对切削高温合金gh4169的大量实验分析发现，当在前刀面上设计3个楔形微槽形成波纹状结构，同时楔形微槽的深度h为0.1～0.2mm，楔形微槽的长度l为0.3～0.5mm,宽度w为0.16-0.24mm，流屑角(楔角)λ＝9°～11°时，车刀片降温效果较明显。当w＝0.16～0.2mm，h＝0.1mm，l＝0.3～0.5mm时，切削液能够通过楔形夹角顺畅而快速地流过楔形微槽，快速带走切削热，同时微槽结构使得刀屑接触面的状态为不完全接触，利于散热，两者协同增强了降温效果。

15、发明人通过对原始刀具的仿真发现，在切削刃近域范围内，刀具的切削温度值较高。基于此，发明人通过在该区域内设计相应的楔形微槽拟实现降温效果；但在试验初期设置1～2个楔形微槽的降温效果并不理想，最终通过发明人大量的仿真实验进行优化改进，最终得到3个楔形微槽辅以相应结构设计最终取得了优异的降温性能。

16、为了能更好证明本发明的有益效果，申请人做了如下实验：使用普通硬质合金车刀、楔形微槽硬质合金车刀进行切削高温合金gh4169对比实验。上述的车刀，其每一组对比实验均在相同切削参数下进行，切削高温合金gh4169的对比实验方案及结果如表1及图6-图15所示。

17、表1

18、

19、通过上表可得到结论，楔形微槽硬质合金车刀与普通硬质合金车刀相比，降温幅度提高4.33％～20.94％，且其中第1组数据和第8组数据降温幅度最明显，由此可见，此楔形微槽设计对车刀的降温效果较明显。

技术特征：

1.一种切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，包括主切削刃(2)，主切削刃(2)在切削刃近域范围内设有楔形微槽(1)；所述的楔形微槽(1)使主切削刃(2)相应部位呈现出“u”型口形貌。

2.根据权利要求1所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，沿前刀面(3)的法线向下俯视，楔形微槽(1)呈楔形形貌，楔角λ＝9～11°。

3.根据权利要求1所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，楔形微槽(1)的底面呈弧面。

4.根据权利要求1所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，由楔形微槽(1)形成的“u”型口宽度w＝0.16～0.24mm。

5.根据权利要求1所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，楔形微槽(1)的深度h＝0.1～0.2mm。

6.根据权利要求1所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，楔形微槽(1)的长度l＝0.3～0.5mm。

7.根据权利要求1所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，楔形微槽(1)包括3个，沿主切削刃(2)依次分布，使主切削刃(2)在切削刃近域范围内成波纹状。

8.根据权利要求7所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，相邻两楔形微槽(1)间的间隙n＝0.01～0.13mm。

9.根据权利要求7所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，3个楔形微槽(1)形成的波纹总宽p＝0.74mm。

10.根据权利要求1所述的切削高温合金gh4169的楔形微槽车刀，其特征在于，楔形微槽(1)在前刀面(3)的截面上的投影呈非对称曲线型。

技术总结
本发明公开了一种切削高温合金GH4169的楔形微槽车刀。包括主切削刃(2)，主切削刃(2)在切削刃近域范围内设有楔形微槽(1)；所述的楔形微槽(1)使主切削刃(2)相应部位呈现出“U”型口形貌。本发明能够降低切削温度，从而提高刀具耐用度。

技术研发人员：邹中妃,胡辛玲,蒋宏婉,袁森,任仲伟
受保护的技术使用者：贵州理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12