一种非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片制造技术

硬质合金刀片用于高温合金的半精加工和精加工领域；本实用新型专利技术用于切削高温合金等难加工材料，针对普通刀具在切削高温合金的过程中经常出现的因刀具严重磨损、发热严重而导致刀具的使用寿命变短而提出的一种非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片；此刀片可以减少刀

【技术实现步骤摘要】
一种非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片


[0001]本技术涉及一种非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片，属于金属切削加工领域中刀具减磨技术，主要应用在高温合金的半精加工和精加工领域。

技术介绍

[0002]近些年来，在航空发动机领域高温合金材料受到越来越多的关注。基于高温合金具有良好的力学性能，近些年来已然发展成为制造导弹和飞机发动机、燃料机等零部件所不可或缺的重要材料。由于高温合金是一种高硬度、高强度、性能具有良好稳定性的一种材料，在实际加工过程中，如果切削参数或使用的刀具不合理，刀具在切削过程会出现严重的磨损，产生大量的热，而且生产效率非常低，生产成本急剧增加。本技术是基于仿生学的原理，在刀具的前刀面上加工一定形状和尺寸的微小结构，这种微小结构可以减少刀
‑
屑之间的接触面积，从而提高刀具的抗磨损性能；此外，弧形沟槽状微织构还能够增强刀具容纳切屑、储存润滑油的能力，从而降低切削热，延长刀具的使用寿命等。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的主要问题：对于普通的刀具在切削高温合金的过程中寿命变短、磨损、发热严重，加工的表面粗糙度不理想、加工成本较高等问题，提出了本技术，微织构的引入可以大大减少刀
‑
屑之间的接触面积，减少刀具的磨损，降低切削热，提高刀具的使用寿命。
[0004]本技术解决主要问题采取的有效技术方案：
[0005]1.本技术车刀片的主体设计为刀尖角为80
°
的菱形，材质是硬质合金；在刀具的前刀面上设计有非等节距角弧形沟槽状的微织构，在刀具切削工件的过程中由于前刀面上不同的位置所受到的应力大小不同，微织构呈现出前密后疏的排列方式，即越靠近切削刃的微织构之间的节距角越小、数量越多；越远离切削刃的微织构之间的节距角越大，数量越少。前刀面上的微织构可以减少刀具与切屑之间的接触面积，有效降低刀具的磨损和切削热。
[0006]2.本技术车刀片在前刀面上设计有类三角形断屑台，当切屑从切削刃流出后，流到前刀面的类三角形断屑台处，在断屑台的作用下，切屑向上发生卷曲而折断，在前刀面上加工断屑台提高了刀具的断屑能力，避免了切屑因发生缠绕而划伤工件已加工表面，进一步保证了工件已加工表面的质量。
[0007]3.本技术车刀片的前刀面设计有沟槽状和圆形散热槽，散热槽的作用是可以及时地使刀具在切削过程中产生的热量散失，避免了刀具因过热而对切削性能、加工工件的表面质量产生影响。
[0008]4.本技术在刀具的前刀面上的中间位置设计有曲线形散热台，其主要的作用是增大刀具整体的散热面积，降低刀具在切削时的温度，保证刀具在工作时的温度不至于过高。
[0009]本技术的有益效果是：类三角形断屑台的引入提高了刀具的断屑性能，避免了切屑因发生缠绕而划伤工件已加工表面的情况，提高了工件已加工表面的精度和已加工表面的质量；散热槽和散热台降低了刀具在切削时的切削温度，减小了刀具在加工工件的过程中与切屑之间的接触面积，进一步降低了刀具的磨损和切削热，从而延长了刀具的使用寿命。
附图说明
[0010]图1非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片正等轴测视图。
[0011]图2非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片三维图。
[0012]图3非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片前刀面微织构三维放大图。
[0013]图4非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片俯视图。
[0014]图中标记：圆弧切削刃(1)；弧形沟槽状微织构(2)；类三角形断屑台(3)；沟槽状散热槽(4)；曲线形散热台(5)；圆形散热槽(6)；标准中心孔(7)。
具体实施方式
[0015]图1为非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片正等轴测视图，弧形沟槽式微织构2为此车刀片的微织构，在靠近圆弧切削刃1的前刀面上，设计有类三角形断屑台3，当切屑从圆弧切削刃1处流出，到达类三角形断屑台3处，切屑在类三角形断屑台3的作用下会向上发生卷曲而折断，提高了刀具整体的断屑能力，避免了切屑因发生缠绕而对工件的已加工表面的破坏；此外，在刀具的前刀面上设计有沟槽状散热槽4、圆形散热槽6和中间位置凸起的曲线形散热台5可以起到减少刀具与切屑之间的接触面积、增大刀具整体的散热面积的作用，从而减少了刀具的磨损，降低刀具在切削时的温度等，延长了刀具的使用寿命。
[0016]图2为非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片三维图，刀片主体设计为刀尖角为80
°
的菱形，刀尖圆弧半径为0.8mm，材质为硬质合金。
[0017]图3为非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片前刀面的三维微织构放大图。
[0018]图4为非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片俯视图；从图中可以看出刀具的前刀面上分布有弧形沟槽状的微织构2，并且微织构总体呈现出前密后疏的排列方式，这是基于前刀面在进行切削工件时前刀面上不同的位置所受应力的大小不同而设计的；在刀具切削的过程中，越靠近切削刃的位置在切削的过程中所受的应力越大，越远离切削刃的位置所受的应力越小；并且微织构的节距角、数量符合等差数列式的排列方式，从最靠近圆弧切削刃1的微织构依次向后，微织构之间的节距角角度符合首项为15
°
，公差为5
°
的等差数列，数量符合首项为7，公差为
‑
1的等差数列；前刀面上的弧形沟槽状微织构2在刀具切削高温合金的过程中能够减少刀
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屑之间的接触面积，从而减小了摩擦阻力，降低了刀具的切削热和磨损，提高了刀具的使用寿命。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片，其特征是：刀片的主体部分设计为刀尖角为80
°
的菱形，由硬质合金材料制成，刀片呈中心对称和上下面对称，共有4个切削刃；在靠近刀具切削刃一定距离处设计有弧形沟槽状微织构(2)，在前刀面的中间位置设计有圆形散热槽(6)和曲线形散热台(5)，此外在曲线形散热台(5)和类三角形断屑台(3)之间设计有平行于曲线散热台边界的三段沟槽状散热槽(4)。2.根据权利要求1所述的一种非均匀分布弧形沟槽状微织构减磨车刀片，其特征是：在前刀面上距离切削刃一定距离处设计有弧形沟槽状微织构(2)，基于刀具在切削时受到的应力随着远离切削刃而逐渐减小的特点而专门设计了非等节距角排列方式的微织构，并且微织构的节距角...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯新敏，孟聪，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：