[发明专利]一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片

说明书

一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，属于重型切削领域。可解决重型铣削水室封头大型零件过程中刀片承受交变热‑机械载荷变化剧烈造成刀片损伤严重、加工效率低等问题。刀片切削刃设有负倒棱结构，相邻切削刃间有圆弧刃过渡；刀片设有双前角结构；第一前刀面置有椭圆形减磨凸起；连接两前刀面处设有过渡平面；过渡平面靠近刀尖处设有微凹槽，微凹槽内置有圆形微槽织构；刀尖近域设有类三角形凸起；刀片上底面设有四边形凸台；四边形凸台中心处设有紧固螺钉孔；四边形凸台上表面设有冷却槽；四边形凸台侧面、类三角形凸起侧面及第二前刀面之间形成容屑槽；刀片后刀面设有椭圆形微槽织构。本发明用于以水室封头为典型难加工材料的切削加工。

技术领域

本发明为一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，属于重型切削加工技术领域。

背景技术

水室封头是核岛核电站蒸汽发生器的关键零件，其由材料508Ⅲ钢锻造毛坯在重型机床上加工制造，待加工表面有较多的加工缺陷，如锻造裂纹、金属夹杂物、锻造铲沟等。重型切削参数远远大于常规切削参数，刀具所承受的热-机械载荷也大于常规切削，切削时在循环的热-机械载荷下刀具材料存在的原始微损伤结构不断积累与演化，最终导致刀具过早磨损和破损；同时在瞬时大进给和大切深的共同影响下，处于极限悬伸状况下的刀具发生较大振动，极易产生严重的崩刃、断裂等失效现象；此外加工过程刀具散热能力差，在高温和高压环境中，刀片材料易发生塑性变形，刀-屑粘结现象容易出现。刀片磨损、破损严重，寿命较短、换刀频繁、切削效率低，因此设计一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片可有效解决上述问题。

发明内容

本发明目的是提供一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，主要解决重型铣削水室封头大型难加工零部件过程中因切削参数大导致刀具磨破损失效严重造成加工过程中换刀频繁、加工效率低等问题。

为达到上述目的，本发明采取技术方案是：一种用于重型切削耐热减磨高强度铣刀片，刀片本体为四棱台形状。刀片设有双前角结构，切削刃设有负倒棱结构，每相邻两条负倒棱切削刃之间设有圆弧刃过渡；刀片第一前刀面上设有不同方向的椭圆形减磨凸起；连接第一前刀面与第二前刀面部分有平行于刀片底面的过渡平面，刀片过渡平面靠近四个刀尖近域各置有一个微凹槽，所述微凹槽为直角状结构，微凹槽内置有直角状双排分布的圆形微槽织构；刀片的上底面及第二前刀面靠近每个刀尖处各设有一个类三角形凸起强化结构；刀片上底面设有一个四边形凸台；四边形凸台中心处沿刀片厚度方向加工有用于与铣刀盘连接的紧固螺钉孔；四边形凸台上表面紧固螺钉孔外周设有冷却槽，所述冷却槽为八边形形状；四边形凸台侧面、类三角形凸起侧面及第二前刀面之间形成容屑槽；刀片后刀面靠近圆弧刃附近置有平行于切削刃分布的椭圆形微槽织构。

有益效果

1、刀片采用双前角设计，第二前角大于第一前角，第二前刀面宽度大于第一前刀面宽度，既可满足切深大时对刀片刃口强度的需求，也可满足切深小时对刀片锋利性的需要；连接第一前刀面与第二前刀面处设有过渡平面，可有效增强刀片的强度，当切削参数较大时，可保障刀片具有较高的强度而不易发生崩刃、断裂等损伤失效行为。

2、刀片上底面及第二前刀面靠近每个刀尖处各设有一个类三角形凸起强化结构，类三角形凸起的前端正对相邻刀尖，根据结构力学原理，类三角形凸起结构强度高，不易发生破坏，具有较强的抗冲击性，可有效提高刀片整体结构强度与保障切削过程的稳定性。

3、刀片过渡平面靠近刀尖近域设有微凹槽，微凹槽可确保在不破坏刀片强度的情况下将刀-屑接触区部分粘结摩擦区转化为滑动摩擦区，使刀-屑接触区的温度和力有效降低；微凹槽内置有直角状双排分布的圆形微槽织构，微槽织构可使刀具达到良好的抗摩擦和抗粘附等特性，有效缓解刀具粘结现象的发生，提高刀具耐用度。

4、第一前刀面设有不同方向的椭圆形减磨凸起，切屑流经椭圆形减磨凸起时刀片断屑能力提高；椭圆形减磨凸起长轴与切削刃之间呈45°夹角，切削过程中形成45°主偏角时，椭圆形减磨凸起的长轴方向与所述刀片的进给方向平行，可使椭圆形减磨凸起与切屑接触面积较大，有效减小切屑和前刀面的摩擦。