超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀的製作方法

2023-06-26 22:17:36

專利名稱：超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械加工領域的刀具，具體涉及一種超大型軸類鍛件荒加工專用高效 車刀。
背景技術：
大型加氫筒節毛坯是直接鍛造而成，重量可達400多噸，待加工表面有很多普通鍛件 所沒有的鍛造缺陷，比如鍛造鏟溝、氧化皮、鍛造裂紋和金屬覆蓋物等；加氫筒節所用的 材料比較特殊，具有很強的高溫韌性。目前，加氫筒節荒加工所用的刀具是單刃的焊接式車 刀，加工過程中鍛造缺陷引起的切削用量變化非常大，刀具承受的機械衝擊時刻處於動態 變化中，切削力最大可達10噸左右，刀具很容易受衝擊而斷裂，加上目前的刀具沒有斷屑 槽，使加工過程中的切屑難於折斷，纏繞在刀具上，使刀具的散熱條件變差，從而導致切削 區域溫度不斷升高，溫度可達ΙΟΟΟ 。大量切削熱堆積在切削區域上，加速了刀具的軟化， 從而很容易引起刀具的切削刃與切屑產生刀-屑粘結現象。刀具使用壽命非常低，嚴重製 約生產效率的提高。大型軸類鍛件加氫筒節荒加工過程中，刀具承受變載荷變頻率機械衝擊而引起斷 裂失效，以及切削過程中散熱條件差，高溫引起刀體軟化從而導致刀-屑粘結等問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種具有抗衝擊、自潤滑冷卻以及能承受大切削用量等性能，極 大地解決目前荒加工過程中，刀具容易斷裂失效和刀-屑粘結這兩大嚴重製約刀具使用壽 命問題的專用車刀。上述的目的通過以下的技術方案實現
超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀，其組成包括車刀體，所述的車刀體正中心具 有緊固螺釘孔，所述的車刀體為正五角形，有五個切削刃，所述的車刀體具有前刀面和底 面，所述的車刀體切削麵具有一組負倒稜切削刃，所述的車刀體前刀面順次具有橢球形凸 起、箭形凸起、波浪形導屑牆、容屑槽、圓弧過渡刃；所述的車刀體底面具有刀底散熱槽和刀 體支撐結構。所述的超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀，所述的切削刃為直線形，所述的車 刀體厚度為9mm，採用7° -9°的后角，6° —7°的前角，刃傾角為0° ；所述的前刀面具 有三維斷屑槽，所述的容屑槽靠近切削刃部位具有橢球形凸起；所述的容屑槽內側導屑牆 為波浪形結構；所述的斷屑槽拐角處即過渡刃部位具有箭形凸起；所述的車刀體的底部有 散熱槽；所述的車刀體通過緊固螺釘與車刀刀杆固定。有益效果
1.本發明具有五個切削刃，比目前用的荒加工重型車刀多了四個刃。切削刃的數量為 目前的5倍，使用壽命為目前的4飛倍，加工效率獲得成倍的提高。本發明的切削刃剖面型式採用負倒稜形式，降低了切削過程中的切削振動，提高 了切削穩定性以及切削刃強度和抗衝擊性能。本發明採用橢球形凸起，減小了大型切屑對刀具切削刃前角部位的摩擦，減小了刀-屑接觸面積，同時增加了刀具的有效散熱面積，使刀具的溫度降低快。本發明的導屑牆的波浪形結構，使切屑在接觸導屑牆後受到較大的導向彎矩作 用，切屑的導出更加平滑順暢，折斷更加容易，同時也起到了減小摩擦，減少刀-屑接觸面 積，增加有效散熱面積的作用。本發明的橢球形凸起與波浪形結構相結合，使切削過程中產生的切削熱只有少量 的堆積在這兩種特殊結構的凸起部位，而未被接觸的部位將會把熱量傳遞給空氣，同時大 部分切削熱將被阻擋在刀體外部並被切屑帶走，從而起到很大的冷卻潤滑作用。在採用液 體冷卻時，波浪形結構還將起到容積冷卻液的作用，使刀片快速冷卻。本發明的箭形凸起，在兩個相鄰切削刃的連接處，起到加強筋的作用，提高了刀尖 抗衝擊能力，同時對相鄰的切削刃起到了分隔作用，防止副切削刃受到切屑的摩擦而提前 磨損。本發明的三維複雜斷屑槽，對切屑起到很好的導屑與捲曲作用，使韌性很大的切 屑在捲曲力矩的作用下，發生很大的捲曲變形，並最終折斷。本發明的過渡刃選用大圓弧設計，提高了刀尖強度，提高刀具的抗衝擊性能，同時 使切削平穩，振動降低。本發明的刀片底部設計有散熱槽，散熱槽的存在，使刀片與刀杆接觸區域中間有 空氣流通，同時在保證刀體與刀杆有效支撐面的前提下最大限度的減少了刀片與刀杆的接 觸面積，降低了刀片與刀杆間的熱量傳遞，不僅起到自冷卻作用，而且有效阻止熱量傳遞給 刀杆，保護了刀杆。本發明的刀底支撐結構能有效的防振，刀片與刀杆接觸面的平行度以及安裝時重 復定位精度獲得提高，使刀片與刀杆的接觸更加緊密牢固，同樣保護了刀杆，也提高了切削 平穩性。


附圖1是本發明的前刀面結構示意圖。附圖2是附圖1的A-A向視圖。附圖3是本發明的底面結構示意圖。附圖4是附圖3的B-B向視圖。
具體實施例方式
實施例1
一種超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀，其組成包括車刀體1，所述的車刀體正中 心具有緊固螺釘孔5，所述的車刀體為正五角形，有五個切削刃，所述的車刀體具有前刀面 2和底面3，所述的車刀體切削麵13具有一組負倒稜切削刃4，所述的車刀體前刀面順次具 有橢球形凸起6、箭形凸起7、波浪形導屑牆8、容屑槽9、圓弧過渡刃10 ；所述的底面3具有 刀底散熱槽11和刀體支撐結構12。實施例2
實施例1所述的超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀，所述的切削刃為直線形，所述 的車刀體厚度為9mm，採用7° —9°左右的后角，6° —7°左右的前角，刃傾角為0° ；所 述的前刀面具有三維斷屑槽，所述的容屑槽靠近切削刃部位具有橢球形凸起；所述的容屑 槽內側導屑牆為波浪形結構；所述的斷屑槽拐角處即過渡刃部位具有箭形凸起；所述的車刀體的底部有散熱槽；所述的車刀體通過緊固螺釘與車刀刀杆固定。
權利要求
1.一種超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀，其組成包括車刀體，所述的車刀體正 中心具有緊固螺釘孔，其特徵是所述的車刀體為正五角形，有五個切削刃，所述的車刀體 具有前刀面和底面，所述的車刀體切削麵具有一組負倒稜切削刃，所述的車刀體前刀面順 次具有橢球形凸起、箭形凸起、波浪形導屑牆、容屑槽、圓弧過渡刃；所述的車刀體底面具有 刀底散熱槽和刀體支撐結構。
2.根據權利要求1所述的超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀，其特徵是所述的切 削刃為直線形，所述的車刀體厚度為9mm，採用7° -9°的后角，6° —V的前角，刃傾角 為0° ；所述的前刀面具有三維斷屑槽，所述的容屑槽靠近切削刃部位具有橢球形凸起；所 述的容屑槽內側導屑牆為波浪形結構；所述的斷屑槽拐角處即過渡刃部位具有箭形凸起； 所述的車刀體的底部有散熱槽；所述的車刀體通過緊固螺釘與車刀刀杆固定。
全文摘要
超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀。大型軸類鍛件加氫筒節荒加工過程中，刀具承受變載荷變頻率機械衝擊而引起斷裂失效，以及切削過程中散熱條件差，高溫使刀體軟化導致刀-屑粘結等問題。一種超大型軸類鍛件荒加工專用高效車刀，其組成包括車刀體(1)，車刀體正中心具有緊固螺釘孔(5)，車刀體為正五角形，有五個切削刃，車刀體具有前刀面(2)和底面(3)，車刀體切削麵(13)具有一組負倒稜切削刃(4)，車刀體前刀面順次具有橢球形凸起(6)、箭形凸起(7)、波浪形導屑牆(8)、容屑槽(9)、圓弧過渡刃(10)；車刀體底面具有刀底散熱槽(11)和刀體支撐結構(12)。本發明用於重型車床進行超大型軸類鍛件荒加工使用的車刀。
文檔編號B23B27/10GK102120267SQ20111005475
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月8日 優先權日2011年3月8日
發明者嚴復鋼, 於忠光, 何耿煌, 劉獻禮, 張吉軍, 程耀楠, 翟元盛 申請人:哈爾濱理工大學