可转位车刀片的制作方法

[0001]
本实用新型涉及刀具技术领域，特别是涉及一种用于切削加工金属零件的可转位车刀片，比如用于火车轮修复加工等。


背景技术：

[0002]
火车轮是列车上重负荷机器的主要部件；是铁路车辆上最昂贵的一种消耗品，同时也是铁路车辆运行的关键所在，为了保证安全性和行驶平稳性，火车轮在运行一定的公里数后需要进行修复；火车轮在运行时与钢轨摩擦，产生不同程度的磨损，对于切削刀片来说，变化的切削深度对于切削控制、切削寿命及抗崩性能提出了更高的要求；同时火车轮修复加工，部分区域采用仿形车削，该区域对刀具的断屑要求更高。
[0003]
随着高速列车的发展，对火车轮的修复加工中的安全性、车轮精度、车轮表面质量提出了更高的要求；同时，先进列车的车轮所使用的材料也变得越来越硬，车轮材料基本是纯钢或者合金钢材，抗拉强度比较高；因此，针对不同硬度的火车轮修复，对于切削刀片来说，切削控制、切削寿命、抗崩性能一样要求很高。
[0004]
现有技术的切削刀片大部分采用通槽设计或者简易的三维槽设计，主要以降低切削阻力，提高刀具的切削寿命为主，对于变化的切削深度及变化的材料硬度造成的切削控制及刀具强度关注度较低；众所周知，车轮修复加工，如果断屑效果良好，切削的热量将被铁屑带走，降低刀片切削温度及车轮温度，提高加工效率及刀具使用寿命，同时良好的排屑能够提高车轮的表面质量及加工精度；反过来，如果刀片产生的切削缠绕在刀杆或者车轮上，将会导致刀片的意外崩刃，工件表面粗糙度不能满足要求，工件尺寸超差，严重的话还会损坏机台或者影响操作工的安全。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种可转位车刀片，用于切削加工金属零件，能够对火车轮不同程度磨损、不同车轮硬度进行材料移除；具有较好的断屑、较高的刀具寿命及抗崩性。
[0006]
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可转位车刀片，包括刀片本体；所述刀片本体的轮廓投影为大致长方形形状；所述刀片本体具有相互平行的上表面和下表面，以及连接上、下表面并与之垂直的侧面；所述上表面与所述侧面相交形成切削刃部；所述切削刃部包括相互平行的两条长切削刃、相互平行的两条短切削刃、以及分别将彼此相邻的长切削刃和短切削刃连接起来的且处于长方形的角部位置的圆弧切削刃；在圆弧切削刃的前刀面处设有至少一个底部为圆弧状的凹槽和至少一个保龄球形状的凸起，凸起的保龄球形状的小头指向所述圆弧切削刃，凸起的保龄球形状的大头指向上表面；所述至少一个凹槽和至少一个凸起分别相对于对圆弧切削刃的角平分线为对称结构。
[0007]
所述长切削刃相对圆弧切削刃设置一个下降的尺寸。
[0008]
所述圆弧切削刃的前刀面处的至少一个凹槽为二个及二个以上的偶数个凹槽，所
述偶数个凹槽沿着圆弧切削刃的圆弧形状排列分布。
[0009]
所述偶数个凹槽的最高点低于所述圆弧切削刃的高度。
[0010]
所述偶数个凹槽的底部的圆弧状半径范围为r1.0-r2.0mm，所述偶数个凹槽的最高点较圆弧切削刃的高度低0-0.3mm。
[0011]
所述圆弧切削刃的前刀面处的至少一个凸起为奇数个凸起，所述奇数个凸起沿着圆弧切削刃的圆弧形状排列分布，且至少有一个凸起位于所述圆弧切削刃的角平分线处。
[0012]
所述奇数个凸起的最高点与所述圆弧切削刃处的刃带等高。
[0013]
所述奇数个凸起分别位于所述偶数个凹槽的两个相邻的凹槽之间或所述偶数个凹槽的外侧边。
[0014]
由圆弧切削刃的角平分线至圆弧切削刃的对应于可转位车刀片的切削方向的前端的各凸起和凹槽共同组成第一组合以应用于大切深加工；由圆弧切削刃的角平分线至圆弧切削刃的对应于可转位车刀片的切削方向的前后的各凸起和凹槽共同组成第二组合以应用于小切深加工。
[0015]
所述刀片本体中，还设有一个贯穿两个长切削刃所对应的侧面的通孔，且通孔设在所述长切削刃所对应的侧面的中间位置。
[0016]
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：
[0017]
1、本实用新型由于采用了在圆弧切削刃的前刀面处设有至少一个底部为圆弧状的凹槽和至少一个保龄球形状的凸起，凸起的保龄球形状的小头指向所述圆弧切削刃，凸起的保龄球形状的大头指向上表面；所述至少一个凹槽和至少一个凸起分别相对于对圆弧切削刃的角平分线为对称结构。本实用新型利用至少一个凹槽和至少一个凸起与切削刃部的配合，在用于切削加工金属零件时，能够对火车轮不同程度磨损、不同车轮硬度进行材料移除；具有较好的断屑、较高的刀具寿命及抗崩性。
[0018]
2、本实用新型由于采用了将长切削刃设计成相对圆弧切削刃设置一个下降的尺寸。本实用新型利用下降尺寸的设置，能有效的控制切屑及降低切削阻力，进而提高刀具寿命。
[0019]
3、本实用新型由于采用了将由圆弧切削刃的角平分线至圆弧切削刃的对应于可转位车刀片的切削方向的前端的各凸起和凹槽共同组成第一组合；将由圆弧切削刃的角平分线至圆弧切削刃的对应于可转位车刀片的切削方向的前后的各凸起和凹槽共同组成第二组合。本实用新型利用两个组合，使得车轮修复加工可以满足大、小不同切深使切屑稳定卷曲折断并顺畅的排出，避免铁屑缠绕在刀杆或者工件上，降低切削阻力并保证刀片强度，并可以阻止铁屑流向非加工切削刃，保护非加工刃不受损坏，获得较好的表面质量及尺寸精度。
[0020]
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种可转位车刀片不局限于实施例。
附图说明
[0021]
图1是本实用新型的使用状态示意图(用于修复火车轮)；
[0022]
图2是本实用新型的实施例的俯视图；
[0023]
图3是本实用新型的实施例的主视图；
[0024]
图4是本实用新型的实施例的局部放大示意图；
[0025]
图5是沿图4中的a-a线的剖视图；
[0026]
图6是沿图4中的b-b线的剖视图。
[0027]
图中，10、刀片本体；11、刀片本体的侧面；12、刀片本体的上表面；13、刀片本体的下表面；14、长切削刃；15、短切削刃；16、圆弧切削刃；17、刀片本体的通孔；18、凹槽之一；19、凹槽之二；20、凹槽之三；21、凹槽之四；22、前刀面；23、槽底面；24、反屑面；25、凸起之一；26、凸起之二；27、凸起之三；28、火车轮的踏面；29、火车轮的轮缘表面。
具体实施方式
[0028]
实施例
[0029]
参见图1至图6所示，本实用新型的一种可转位车刀片，用于切削加工金属零件，比如用来对火车轮不同程度磨损、不同车轮硬度进行材料移除，该可转位车刀片通过杠杆夹紧安装在刀夹上，刀夹通过紧定螺钉锁紧在刀体，同时将刀体固定在机床上，沿着火车轮的踏面28、轮缘表面29进行修复加工。
[0030]
这种可转位车刀片，包括刀片本体10；所述刀片本体10的轮廓投影为大致长方形形状；所述刀片本体10具有相互平行的上表面12和下表面13，以及连接上、下表面并与之垂直的侧面11；所述上表面12与所述侧面11相交形成切削刃部；所述切削刃部包括相互平行的两条长切削刃14、相互平行的两条短切削刃15、以及分别将彼此相邻的长切削刃和短切削刃连接起来的且处于长方形的角部位置的圆弧切削刃16；该可转位车刀片由切削刃部向内设有断屑槽，断屑槽沿着切削刃位于上表面形成具有一定角度的前刀面22，前刀面22底部形成圆弧型槽底面23，槽底面23的高度低于圆弧切削刃16的高度，槽底面23和上表面12连接形成一个反屑面24；在圆弧切削刃16的前刀面处设有至少一个底部为圆弧状的凹槽和至少一个保龄球形状的凸起，凸起的保龄球形状的小头指向所述圆弧切削刃，凸起的保龄球形状的大头指向上表面；所述至少一个凹槽和至少一个凸起分别相对于对圆弧切削刃的角平分线为对称结构。
[0031]
本实施例中，所述长切削刃14相对圆弧切削刃16设置一个下降的尺寸；保证较大切深获得较小的切削力和切屑控制。
[0032]
所述圆弧切削刃16的前刀面处的至少一个凹槽为二个及二个以上的偶数个凹槽，本实施例中，偶数个凹槽为四个凹槽，即凹槽之一18、凹槽之二19、凹槽之三20、凹槽之四21，四个凹槽18、19、20、21沿着圆弧切削刃16的圆弧形状排列分布。
[0033]
本实施例中，所述四个凹槽18、19、20、21的最高点均低于所述圆弧切削刃16的高度。
[0034]
本实施例中，所述四个凹槽18、19、20、21的底部的圆弧状半径范围为r1.0-r2.0mm，所述四个凹槽18、19、20、21的最高点较圆弧切削刃16的高度低0-0.3mm。
[0035]
所述圆弧切削刃16的前刀面处的至少一个凸起为奇数个凸起，本实施例中，奇数个凸起为三个凸起，即凸起之一25、凸起之二26、凸起之三27，三个凸起25、26、27沿着圆弧切削刃16的圆弧形状排列分布，且至少有一个凸起即凸起之二26位于所述圆弧切削刃16的角平分线处。
[0036]
本实施例中，所述三个凸起25、26、27的最高点与所述圆弧切削刃16处的刃带等
高。
[0037]
所述奇数个凸起分别位于所述偶数个凹槽的两个相邻的凹槽之间或所述偶数个凹槽的外侧边；本实施例中，凸起之二26位于凹槽之二19与凹槽之三20之间，凸起25、凸起27分别位于四个凹槽18、19、20、21的外侧边，即凸起之一25位于凹槽之一18的外侧边，凸起之三27位于凹槽之四21的外侧边。
[0038]
由圆弧切削刃的角平分线至圆弧切削刃的对应于可转位车刀片的切削方向的前端的各凸起和凹槽共同组成第一组合以应用于大切深加工；由圆弧切削刃的角平分线至圆弧切削刃的对应于可转位车刀片的切削方向的前后的各凸起和凹槽共同组成第二组合以应用于小切深加工。本实施例中，第一组合31包含了凸起之三27、凹槽之四21、凹槽之三20和凸起之二26，且凸起之二26为其中的一半；第二组合32包含了凸起之二26、凹槽之二19、凹槽之一18和凸起之一25，且凸起之二26为其中的另一半。
[0039]
本实施例中，所述刀片本体10中，还设有一个贯穿两个长切削刃14所对应的侧面的通孔17，且通孔17设在所述长切削刃14所对应的侧面的中间位置。该通孔17用于容纳锁紧机构，被固定在刀夹上。
[0040]
本实用新型的一种可转位车刀片，是在切削刀片断屑槽前刀面设置合适大小及数量的凹槽18、19、20、21，这些凹槽18、19、20、21分布在圆弧切削刃16的前刀面上，凹槽18、19、20、21相对圆弧切削刃16的角平分线对称，这些凹槽18、19、20、21可以提高断屑效果，降低切削阻力，提高刀具寿命；同时在圆弧切削刃16的前刀面上还设置合适大小及数量的保龄球凸起25、26、27，凸起25、26、27相对圆弧切削刃16的角平分线对称，凸起25、26、27采用外窄内宽设计，凸起25、26、27的外端停止于圆弧切削刃16之前，凸起25、26、27的内端停止于上表面12之前，这些凸起25、26、27类似加强筋，可以提高刀具强度，同时可以阻止铁屑流向非加工切削刃，保护非加工刃不受损坏；再将凹槽18、19、20、21与凸起25、26、27组合起来，其中凹槽18、19和凸起25、26形成第二组合，两个凸起25、26分布在两个凹槽18、19的边缘，第二组合主要应对小切深加工，圆弧切削刃16切削产生的切屑流向凹槽18、19，具有较小的切削阻力和优异的表面粗糙度，之后铁屑与凸起25、26发生接触稳定卷曲，切屑被切断并顺畅的排出，同时阻止了切屑流向非加工切削刃，保护非加工切削刃不受破损，并保证刀具的整体强度，通过这种凹槽18、19与凸起25、26的紧密结合，保证刀尖强度与锋利度兼并，并提高断屑效果，提高刀具整体性能；凹槽20、21和凸起26、27形成第一组合，两个凸起26、27分布在两个凹槽20、21的边缘，第一组合主要应对大切深加工，圆弧切削刃16切削产生的切屑流向凹槽20、21，具有较小的切削阻力和优异的表面粗糙度，之后铁屑与凸起26、27发生接触稳定卷曲，切屑被切断并顺畅的排出，同时阻止了切屑流向非加工切削刃，保护非加工切削刃不受破损，并保证刀具的整体强度，通过这种凹槽20、21与凸起26、27的紧密结合，保证刀尖强度与锋利度兼并，并提高断屑效果，提高刀具整体性能；通过以上两个组合设计，车轮修复加工可以满足大、小不同切深使切屑稳定卷曲折断并顺畅的排出，避免铁屑缠绕在刀杆或者工件上，降低切削阻力并保证刀片强度，并可以阻止铁屑流向非加工切削刃，保护非加工刃不受损坏，获得较好的表面质量及尺寸精度。
[0041]
本实用新型的一种可转位车刀片，采用了在圆弧切削刃16的前刀面处设有至少一个底部为圆弧状的凹槽18、19、20、21和至少一个保龄球形状的凸起25、26、27，凸起25、26、27的保龄球形状的小头指向所述圆弧切削刃16，凸起25、26、27的保龄球形状的大头指向上
表面12；所述至少一个凹槽18、19、20、21和至少一个凸起25、26、27分别相对于对圆弧切削刃16的角平分线为对称结构。本实用新型利用至少一个凹槽18、19、20、21和至少一个凸起25、26、27与切削刃部的配合，在用于切削加工金属零件时，能够对火车轮不同程度磨损、不同车轮硬度进行材料移除；具有较好的断屑、较高的刀具寿命及抗崩性。
[0042]
本实用新型的一种可转位车刀片，采用了将长切削刃14设计成相对圆弧切削刃16设置一个下降的尺寸。本实用新型利用下降尺寸的设置，能有效的控制切屑及降低切削阻力，进而提高刀具寿命。
[0043]
本实用新型的一种可转位车刀片，采用了将由圆弧切削刃16的角平分线至圆弧切削刃的对应于可转位车刀片的切削方向的前端的各凸起和凹槽共同组成第一组合即凸起之三27、凹槽之四21、凹槽之三20和凸起之二26组合；将由圆弧切削刃的角平分线至圆弧切削刃的对应于可转位车刀片的切削方向的前后的各凸起和凹槽共同组成第二组合即凸起之二26、凹槽之二19、凹槽之一18和凸起之一25组合。本实用新型利用两个组合，使得车轮修复加工可以满足大、小不同切深使切屑稳定卷曲折断并顺畅的排出，避免铁屑缠绕在刀杆或者工件上，降低切削阻力并保证刀片强度，并可以阻止铁屑流向非加工切削刃，保护非加工刃不受损坏，获得较好的表面质量及尺寸精度。
[0044]
上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

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