极端重载切削轴类锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片制造技术

极端重载切削轴类锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片,属于车铣削加工用刀具技术领域。以解决目前在极端重载轴类锻件荒加工过程中，筒节表面存在缺陷，刀具极易受冲击而断裂,散热性差容易引起刀‑屑粘结现象,车削与铣削加工所用刀片无法互相通用问题。前刀面上有四个直线切削刃,两个直线刃之间设置圆弧形过度刃,对角线位置设置四个三角形凸台，凸台上设置一个半球凸起，前刀面平台几何中心处设置散热槽与紧固螺钉相通，四条直线切削刃的中部各设置一个“牛角”凸台，在“牛角”凸台两侧各设置两个半球凸起形成断屑槽，刀具底面加工有刀底散热槽与紧固螺钉孔相通。本实用新型专利技术用于大型轴类锻件车铣削加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于大型难加工轴类锻件车铣加工用刀具
，尤其涉及一种极端重载切削轴类锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片。
技术介绍
大型加氢筒节毛坯是直接锻造而成，重量可达500多吨，待加工表面有很多锻造缺陷，比如：锻造铲沟、褶皱、裂纹和金属覆盖物等；加氢筒节的材料比较特殊，具有很强的高温韧性；目前，加氢筒节荒加工需要进行车削和铣削加工，材料去除率达50%，背吃刀量可达30mm以上，加工过程中锻造缺陷引起的切削用量变化非常大，刀具时刻承受着动态的机械冲击，切削力最大可达10吨左右，刀具很容易受冲击而断裂，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，切屑缠绕在刀具上，影响已加工表面质量，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800℃）；大量切削热堆积在切削区域，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，刀具使用寿命低，严重制约生产效率的提高；此外，极端重载切削轴类锻件的车削与铣削加工所用刀片在结构和功能等方面各不相同，无法互相通用，存在功能单一、应用范围窄、通用性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种极端重载切削轴类锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片，以解决目前在极端重型轴类锻件加氢筒节荒加工过程中，大型切屑断屑难，刀-屑摩擦大，导致刀具磨损严重，切削过程中散热条件差，高温使刀体软化导致刀-屑粘结，以及车削与铣削加工所用刀片无法互相通用的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：极端重载切削筒节锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片，所述刀片的外形为四棱台形状，且刀片底刀面的面积小于刀片前刀面的面积，刀片前刀面的四条外边缘处分别加工有四条直线形切削刃，每相邻两条直线形切削刃之间的刀尖处设有圆弧形过渡刃，每相邻两条直线形切削刃之间通过圆弧形过渡刃相连，刀片前刀面的中部设有散热槽与紧固螺钉沉孔相通，散热槽周围是一个方形的凸起平台，刀片对角线上设有四组三角形凸台，在三角形凸台上有半球凸起，每组三角形凸台由一个三角形凸台和一个半球凸起组成，三角形凸台设置在凸起平台的对角线上，四个三角形凸台的尖部均朝向圆弧形过渡刃方向设置，三角形凸台的两端各有两个半球凸起，四个侧面切削刃的中部设有四组中部凸台，每组中部凸台靠近所对应的直线形切削刃设置，每组中部凸台由两个“牛角”凸台组成，两个圆弧形凸台相对于中部凸台的中心线对称设置在中部凸台的两侧，两个圆弧形“牛角”凸台和中部凸台的顶部均朝外设置，中部凸台的两端各与一个所述“牛角”凸台的一端相连，在“牛角”凸台两侧分别设置了两个半球凸起形成断屑槽，相邻侧面均为向刀片底刀面方向倾斜的斜面，凸起平台上位于刀片的几何中心处沿刀片厚度方向加工有紧固螺钉沉孔，凸起平台的四条对角线和中线上加工了与紧固螺钉沉孔相通的前刀面散热槽，刀片底面几何中心位置有一个方形的凸台与紧固螺钉沉孔相通，底面四条中线上加工有刀底散热槽，散热槽围绕着方形凸台。本专利技术的有益效果：1、刀片的外形为四棱台形状，并设有四条切削刃，比现有的荒加工重型刀片多了三条切削刃；切削刃的数量为目前的四倍，使用寿命会成倍提高，理论上可以是现在的四倍；2、每相邻两条直线形切削刃之间通过圆弧形过渡刃相连，不仅可提高刀尖强度，提高刀具的抗冲击性能，同时使切削平稳，振动降低；3、四组三角形凸台设置在圆弧形过渡刃附近，起到加强筋的作用，提高了刀尖抗冲击能力，三角形凸台上方的半球凸起减小了大型切屑对刀具切削刃前角部位的摩擦，减小了刀-屑接触面积，同时减小了切屑的卷曲半径，起到断屑的作用；4、直线切削刃的中部设有四组中部凸台，且四组中部凸台靠近切削刃设置，起到加强筋的作用，同时减小刀-屑接触面积，增加有效散热面积的作用；此外，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； 5、设置前刀面散热槽，增大了前刀面散热面积，便于空气的流通，利于刀片的快速冷却；当用有切削液时，能够对切削液进行容积引流，使切削液及时带走前刀面和紧固螺钉上的热量，起到很大的冷却润滑作用；6、设置前刀面断屑槽，在“牛角”凸台两侧设置半球凸起，减小切屑的卷曲半径，减少切屑与刀具的接触时间和面积，使大部分切削热将被切屑带走，从而起到很大的冷却润滑作用；倘若有用冷却液，前刀面断屑槽还将起到容积冷却液的作用，使刀片快速冷却。且由于前刀面断屑槽为三维结构，对切屑起到很好的导屑与卷曲作用，使韧性很大的切屑在卷曲力的作用下，发生很大的卷曲变形，并最终折断；7、底刀面作为刀具的支撑凸面，能有效的防振，并提高了切削平稳性；8、刀面底部设计有散热槽，主要是为了保护刀杆（车削）和刀盘（铣削），散热槽的存在，使刀片与刀杆（或刀盘）接触区域中间有空气流通，起到冷却作用，同时也减少了刀片与刀杆（或刀盘）的接触面积；当用切削液时，能够对切削液进行容积引流，使切削液及时带走刀片底部、刀杆（或刀盘）和紧固螺钉上的热量，使其得到充分保护；9、本专利技术的刀片可车铣两用，具有实用性强的特点，刀具抗冲击性强，在切削过程中不易被工件反切。附图说明图1是本专利技术的极端重载切削轴类锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片的主视图，图2是图1的俯视图，图3是图2的A-A剖视图，图4是图2的仰视图，图5是图4的B-B剖视图；直线形切削刃1、圆弧形过渡刃2、紧固螺钉沉孔3、凸起平台4、三角形凸台5、半球凸起6、半球凸起7、圆弧形“牛角”凸台8、断屑槽9、前刀面散热槽10、刀底散热槽11、刀片底面12。具体实施方式具体实施方式一：如图1-图5所示，本实施方式的极端重载切削轴类锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片，所述刀片的外形为四棱台形状，且刀片底刀面的面积小于刀片前刀面的面积；其特征在于：刀片前刀面的四条外边缘处分别加工有四条直线形切削刃1，每相邻两条直线形切削刃1之间的刀尖处设有圆弧形过渡刃2，每相邻两条直线形切削刃1之间通过圆弧形过渡刃2相连，刀片前刀面的中部设有四棱台形状的凸起平台4，凸起平台4的四个角部设有四组三角形凸台，每组三角形凸台由一个三角形凸台5和一个半球凸起6组成，三角形凸台设置在刀片的对角线上，半球形凸起7相对于三角形凸台5的中心线对称设置在三角形凸台5的两侧，三角形凸台5的尖部均朝向圆弧形过渡刃2方向设置，四个侧面的中部设有四组中部凸台，每组中部凸台靠近所对应的直线形切削刃1设置，每组中部凸台由两个圆弧形“牛角”凸台8和一个中部凸台组成，两个圆弧形凸台8相对于中部凸台的中心线对称设置在中部凸台的两侧，两个圆弧形凸台8和中部凸台的顶部均朝内设置，中部凸台的两端各与一个所述圆弧形“牛角”凸台8的一端相连，在牛角”凸台8两侧各设置两个半球凸起7形成断屑槽9，凸起平台4上位于刀片的几何中心处沿刀片厚度方向加工有紧固螺钉沉孔3，凸起平台4的四条对角线上加工有与紧固螺钉沉孔3相通的前刀面散热槽10，刀片底面几何中心位置有一个方形的凸台与紧固螺钉沉孔3相通，底面四条中线上加工有四个刀底散热槽11，散热槽围绕着方形凸台；具体实施方式二：结合图1、图3及图5说明，本实施方式所述刀片的厚度S =12mm，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后角α0=6°；满足设计要求。本实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极端重载切削轴类锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片，所述刀片的外形为四棱台形状，且刀片底刀面的面积小于刀片前刀面的面积，其特征在于：刀片前刀面的四条外边缘处分别加工有四条直线形切削刃（1），每相邻两条直线形切削刃（1）之间的刀尖处设有圆弧形过渡刃（2），每相邻两条直线形切削刃（1）之间通过圆弧形过渡刃（2）相连，刀片前刀面的中部设有四棱台形状的凸起平台（4），刀片四个角部设有四组三角形凸台，每组三角形凸台上有一个半球凸起，四个三角形凸台（5）的尖部均朝向圆弧形过渡刃（2）方向设置，三角形凸台（5）的两端各对称分布着两个半球凸起（7），凸起平台（4）的四个侧面的中部设有四组中部凸台，每组中部凸台靠近所对应的直线形切削刃（1）设置，每组中部凸台由一个圆弧形“牛角”凸台（8）组成，两个圆弧形凸台相对于中部凸台的中心线对称设置在中部凸台的两侧，两个圆弧形凸台和中部凸台的顶部均朝内设置，在“牛角”凸台（8）两侧各设置两个半球凸起（7）形成断屑槽（9），凸起平台（4）上位于刀片的几何中心处沿刀片厚度方向加工有紧固螺钉沉孔（3），凸起平台（4）的四条对角线上加工有与紧固螺钉沉孔（3）相通的前刀面散热槽（10），刀片底面几何中心位置有一个方形的凸台与紧固螺钉沉孔（3）相通，底面四条中线上加工有四个刀底散热槽（11），散热槽围绕着方形凸台。...

【技术特征摘要】
1.一种极端重载切削轴类锻件高效粗加工“牛角”车铣两用刀片，所述刀片的外形为四棱台形状，且刀片底刀面的面积小于刀片前刀面的面积，其特征在于：刀片前刀面的四条外边缘处分别加工有四条直线形切削刃（1），每相邻两条直线形切削刃（1）之间的刀尖处设有圆弧形过渡刃（2），每相邻两条直线形切削刃（1）之间通过圆弧形过渡刃（2）相连，刀片前刀面的中部设有四棱台形状的凸起平台（4），刀片四个角部设有四组三角形凸台，每组三角形凸台上有一个半球凸起，四个三角形凸台（5）的尖部均朝向圆弧形过渡刃（2）方向设置，三角形凸台（5）的两端各对称分布着两个半球凸起（7），凸起平台（4）的四个侧面的中部设有四组中部凸台，每组中部凸台靠近所对应的直线形切削刃（1）设置，每组中部凸台由一个圆弧形“牛角”凸台（8）组成，两个圆弧形凸台相对于中部凸台的中心线对称设置在中部凸台的两侧，两个圆弧形凸台和中部凸台的顶部均朝内设置，在“牛角”凸台（8）两侧各设置两个半球凸起（7）形成断屑槽（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：严复钢，吕亚飞，刘俊，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23