專利名稱：鈦合金棒料車刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種金屬切削技術(shù)領(lǐng)域的刀具，具體是一種基于聚晶立方氮化硼
的能夠剝皮專用的鈦合金棒料車刀。
背景技術(shù)：
從20世紀(jì)50年代以來，由于航空航天技術(shù)的迫切需要，鑄鈦工業(yè)需求也就應(yīng)運(yùn)而 生的。隨著工業(yè)的發(fā)展，對一些大型鈦合金棒料的需求量陡增，同時對其坯料的加工質(zhì)量也 越來越高。目前，鈦合金棒料剝皮通常采用硬質(zhì)合金刀具，但硬質(zhì)合金刀具因毛坯表面材質(zhì) 不均、氧化皮嚴(yán)重、及棒料直線度差等原因，導(dǎo)致切削過程中切深變化范圍大，切削力波動 大，切削振動嚴(yán)重，造成刀具崩刃而嵌在工件的表面上，從而引入了鈦合金鎢污染。而鎢雜 質(zhì)的引入，使鈦合金棒料存在著許多的硬缺陷，從而大大降低了鈦合金的性能，甚至造成廢 品。此外，鈦合金在加工過程中，變形系數(shù)小，切削溫度高，冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重，使其加工變得十 分困難，加工效率低，刀具消耗大，難以滿足工業(yè)發(fā)展的需要。 現(xiàn)有技術(shù)大多采用兩把車刀同時進(jìn)行外圓切削能夠較大地提高生產(chǎn)效率。即在原 來刀架上間隔一段距離再安裝另一車刀，兩車刀并排平行安裝，兩車刀刀頭間距小于總加 工長度的一半；若加工余量比較大，且需要進(jìn)行光零件表面時，則這兩把車刀要進(jìn)行階梯安 裝。兩車刀在被吃刀量方向高度差為第一刀去余量時的加工余量。安裝時，先進(jìn)行第二把 車刀的對刀，然后將大拖板或小拖板推出，再安裝第一把也就是靠前的車刀，然后用中拖板 進(jìn)刀至總的加工尺寸才進(jìn)行車削。 雖然利用兩把車刀并排安裝車削雖然能夠有效地提高生產(chǎn)效率，但是還遠(yuǎn)不能夠 滿足鈦合金棒料加工的要求。首先，兩把車刀并排安裝加工只是在工藝層面的改進(jìn)，并沒有 對加工工具進(jìn)行實質(zhì)的改進(jìn)，且安裝工序復(fù)雜、對刀困難。因為要同時保證兩車刀刀頭之間 在進(jìn)給方向和切深方向的間距尺寸才能確保車削精度，這對工人的操作水平和熟練程度都 提出很高的要求。其次，對于鈦合金棒料剝皮這種重載車削加工，尤其涉及到鈦合金棒料剝 皮過程中鎢污染這一最為關(guān)鍵的技術(shù)難題，仍然沒有形成一個有效的專用切削裝置?？傊?目前鈦合金棒料的加工技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了工業(yè)發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種鈦合金棒料車刀，其圓形刀片和 方形刀片相互配合參與切削的一種雙刀頭的鈦合金剝皮專用車刀，有效解決了鈦合金鎢污 染和加工效率低下的問題。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括雙刀槽刀頭、夾緊組件、特殊刃 口的雙刀片組件、刀墊和刀桿，其中圓形刀槽和方形刀槽并排地開在刀頭上，從而保證了 圓形刀片和方形刀片的安裝。該雙刀槽刀頭與刀桿固定連接，夾緊組件和刀墊分別固定設(shè) 置于刀頭內(nèi)并位于雙刀片組件的兩側(cè)緊密接觸。
所述的雙刀片組件包括由聚晶立方氮化硼制成的特殊刃口圓形刀片和方形刀片，其中圓形刀片為柱狀結(jié)構(gòu)，其前角0° ，后角ll。，刃傾角為-20° ，刀片切削刃長
度12mm，厚度6.8mm，刃口鈍圓處理并帶負(fù)倒棱，倒棱寬度0.8mm，倒棱前角-20° ;方形刀 片為矩形體狀結(jié)構(gòu)，其前角O。，后角ir ，主偏角3(T ，刃傾角-20° ，刀片切削刃長度 12mm，厚度6. 8mm，刀尖圓弧半徑2. Omm，刃口鈍圓處理并帶負(fù)倒棱，倒棱寬度0. 8mm，倒棱前 角_20° 。 所述的刀頭上設(shè)有圓形和方形刀槽，所述的雙刀片組件活動設(shè)置于刀槽內(nèi)。
本發(fā)明的有益效果在于充分發(fā)揮聚晶立方氮化硼的高性能優(yōu)勢，并通過對刀片 刃口的有效處理，使得聚晶立方氮化硼刀片獲得了較高的抗沖擊性能，從而能夠高效地完 成鈦錠的剝皮工作，進(jìn)而徹底解決了鈦合金鎢污染這一技術(shù)難題；采用雙刀頭裝夾設(shè)計使 得兩刀片互相配合、優(yōu)勢互補(bǔ)，在提高刀具壽命和保證加工質(zhì)量的前提下獲得很高的材料 去除率，加工效率將大幅度提升?？梢哉f這種圓形刀片組合方形刀片的雙刀片車刀最適合 用于鈦合金棒料剝皮工序，不僅生產(chǎn)效率高，而且鈦材成品率高，刀具消耗量少。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 其中圖la為正視圖，圖lb為后視圖； 圖中1為帶圓形和方形雙刀槽刀頭、2為夾緊組件、3為圓形刀片、4為方形刀片、
5為刀墊、6為刀桿。 圖2為圓形刀片示意圖； 其中圖2a為立體示意圖，圖2b為俯視圖，圖2c為側(cè)視圖，圖2d為刃口處理示意 圖。 圖3為方形刀片示意圖； 其中圖3a為立體示意圖，圖3b為俯視圖，圖3c為側(cè)視圖，圖3d為刃口處理示意 圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施 例。 如圖la和圖lb所示，本實施例包括雙刀槽刀頭1、夾緊組件2、圓形刀片3、方形 刀片4、刀墊5和刀桿6，其中刀墊5固定設(shè)置于雙刀槽刀頭1上，圓形刀片3和方形刀片 4則通過夾緊組件2固定在刀墊3上面的刀槽內(nèi)，刀桿6與雙刀槽刀頭1固定連接。
如圖2a至圖2d所示，所述圓形刀片3為柱狀結(jié)構(gòu)，其前角0。，后角1T ，刃傾角 為-20° ，刀片切削刃長度12mm，厚度6. 8mm，刃口鈍圓處理并帶負(fù)倒棱，倒棱寬度0. 8mm，倒 棱前角-20° ; 如圖3a至圖3d所示，所述的方形刀片4為矩形體狀結(jié)構(gòu)，其前角0。，后角1T ， 主偏角30° ，刃傾角-20° ，刀片切削刃長度12mm，厚度6.8mm，刀尖圓弧半徑2.0mm，刃口鈍 圓處理并帶負(fù)倒棱，倒棱寬度0. 8mm，倒棱前角-20° 。 所述的刀頭1上設(shè)有圓形刀槽和方形刀槽，所述的圓形刀片3和方形刀片4活動設(shè)置于刀槽內(nèi)。
所述的刀墊5包括固定設(shè)置于刀槽中的圓形刀墊和方形刀墊。 在鈦錠剝皮重載切削中，考慮到圓形刀片切削刃堅固耐用，可靠性高，所以先由圓
形刀片切入，而方形刀片安裝在第二個位置，完成剩下加工余量。這樣，圓形刀片具有較高
的強(qiáng)度和耐沖擊性能，滿足大余量重載切削要求，后面的方形刀片完成余下的材料去除，可
以避免較大的切削沖擊，并獲得較好的加工表面質(zhì)量。雙刀相互配合、優(yōu)勢互補(bǔ)，在刀具壽
命提高的前提下獲得很高的材料去除率，加工效率將大幅度提升?？梢哉f這種圓形刀片組
合方形刀片的雙刀片車刀最適合用于加工鈦錠剝皮，不僅生產(chǎn)效率高，而且刀具消耗量少。
最好在切削用量方面，采用聚晶立方氮化硼雙刀片的切削速度和進(jìn)給量可以比普通硬質(zhì)合
金單刀片高1 2倍，切削深度余量的分配中，圓形刀片的余量一般比方形刀片大一些。另
外，安裝時。夾緊元件主要是將刀片固定在定位面上，緊定時不需用力過大；同時緊固時因
切實保證刀片與各定位面貼緊，不得有縫隙、切屑等雜物。
權(quán)利要求
一種鈦合金棒料車刀，包括雙刀槽刀頭、夾緊組件、雙刀片組件、刀墊和刀桿，其中雙刀槽刀頭與刀桿相連接，夾緊組件和刀墊分別固定設(shè)置于刀頭內(nèi)，并位于雙刀片組件的兩側(cè)緊密接觸，其特征在于所述的雙刀片組件包括由聚晶立方氮化硼制成的圓形刀片和方形刀片；所述的圓形刀片為柱狀結(jié)構(gòu)，其前角0°，后角11°，刃傾角-20°，刀片切削刃長度12mm，厚度6.8mm，刃口鈍圓處理并帶負(fù)倒棱，倒棱寬度0.8mm，倒棱前角-20°；所述的方形刀片為矩形體狀結(jié)構(gòu)，其前角0°，后角11°，主偏角30°，刃傾角-20°，刀片切削刃長度12mm，厚度6.8mm，刀尖圓弧半徑2.0mm，刃口鈍圓處理并帶負(fù)倒棱，倒棱寬度0.8mm，倒棱前角-20°。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金棒料車刀，其特征是，所述的刀頭上設(shè)有雙刀槽，所述 的雙刀片組件活動設(shè)置于刀槽內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金棒料車刀，其特征是，所述的刀墊包括固定設(shè)置于刀 槽中的圓形刀墊和方形刀墊。
全文摘要
一種金屬切削技術(shù)領(lǐng)域的鈦合金棒料車刀，包括雙刀槽刀頭、夾緊組件、特殊刃口的雙刀片組件、刀墊和刀桿，其中雙刀槽刀頭與刀桿相連接，夾緊組件和刀墊分別固定設(shè)置于刀頭內(nèi)并位于雙刀片組件的兩側(cè)緊密接觸。本發(fā)明充分發(fā)揮聚晶立方氮化硼的高性能優(yōu)勢，并通過對刀片刃口的有效處理，使得聚晶立方氮化硼獲得足夠的抗沖擊性能，從而能夠高效地完成鈦錠的剝皮工作；采用雙刀頭裝夾設(shè)計使得兩刀片互相配合、優(yōu)勢互補(bǔ)，在提高刀具壽命和保證加工質(zhì)量的前提下獲得很高的材料去除率，加工效率將大幅度提升。可以說這種圓形刀片組合方形刀片的雙刀片車刀最適合用于鈦合金棒料剝皮工序，不僅生產(chǎn)效率高，而且鈦材成品率高，刀具消耗量少。
文檔編號B23B27/16GK101745654SQ20101030117
公開日2010年6月23日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者劉鋼, 吳英彥, 安慶龍, 張烘州, 鄭小虎, 陳明, 韓冰 申請人:上海交通大學(xué)