用于端面圆环形槽加工的车槽刀片、制造方法及切削刀具与流程

本申请涉及金属切削刀具，特别涉及一种用于端面圆环形槽加工的车槽刀片、制造方法及切削刀具。

背景技术：

1、车槽加工是环形槽类零件常用的加工方式。对于航空航天复杂盘类零件、汽车涡壳等具有复杂环形槽的零件，车槽刀具通常需要进行定制化设计。定制车槽刀片一般采用硬质合金毛坯磨削成型，受磨削工艺制约，其刃口通常采用单一前角与单一侧隙角结构。

2、以加工端面环形槽为例，图1是现有技术中车槽刀片加工端面环形槽的示意图，其中，8是现有技术中的原始车槽刀片，801是原始前刀面，802是原始侧刀面，9是工件；图2示出现有技术中车槽刀片的立体示意图；图3示出现有技术中车槽刀片具有一次成型的原始前角；图4示出现有技术中车槽刀片具有一次成型的原始侧隙角。这种刃口型式有利于切屑排出和散热，车槽刀片制作工艺简单。然而，原始前角与原始侧隙角在根部交汇，使车槽刀片根部高度和宽度数值较小，严重削弱了刀片强度。在端面槽加工中，这种车槽刀片强度不足，容易引发振动，尤其在车槽刀片磨损后振动更加明显，导致零件表面出现振纹、尺寸不稳定，严重时甚至发生崩刃或零件报废。

3、如何在保证刀片排屑和散热性能的前提下增强刀片根部强度、抑制加工振动，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种车槽刀片、其制造方法及端面槽切削刀具，以解决现有磨制车槽刀片采用单一前角与单一侧隙角结构所导致的根部强度不足、加工振动大、刀具寿命短的技术问题。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

2、第一方面，提供一种用于端面圆环形槽加工的车槽刀片，车槽刀片包括刀片本体，所述刀片本体具有前刀面和侧刀面，所述侧刀面包括用于与端面圆环形槽内侧壁相对的内侧刀面，以及用于与端面圆环形槽外侧壁相对的外侧刀面，所述前刀面在从主切削刃向刀体内部延伸的方向上依次设置有第一前角段和第二前角段，所述第一前角段具有第一前角，所述第二前角段具有第二前角，所述第一前角与所述第二前角之间满足：；所述第一前角段的长度与所述第二前角段的长度之间满足：。

3、所述内侧刀面在从副切削刃向刀体内部延伸的方向上依次设置有第一侧隙角段和第二侧隙角段，所述第一侧隙角段具有第一侧隙角，所述第二侧隙角段具有第二侧隙角，所述第一侧隙角与所述第二侧隙角之间满足：；所述第一侧隙角段的长度与所述第二侧隙角段的长度之间满足：。

4、可选的，所述外侧刀面具有第三侧隙角，所述第三侧隙角与所述第一侧隙角之间满足：。

5、可选的，所述第一前角与所述第二前角的差值满足：。

6、可选的，所述第一侧隙角与所述第二侧隙角的差值满足：。

7、可选的，所述第一前角段的长度与所述第二前角段的长度之间满足：。

8、可选的，所述第一侧隙角段的长度与所述第二侧隙角段的长度之间满足：。

9、可选的，所述第一前角段的长度满足：。

10、可选的，所述第一前角为10°，所述第二前角为2°，所述第一侧隙角为10°，所述第二侧隙角为3°。

11、第二方面，一种车槽刀片的制造方法，包括如下步骤：第一步，先对车槽刀片毛坯的前刀面进行磨削，磨削形成第二前角段；第二步，在已磨好的第二前角段基础上，在刃口区域磨削形成第一前角段；第三步，再对车槽刀片毛坯的内侧刀面进行磨削，磨削形成第二侧隙角段；第四步，在已磨好的第二侧隙角段基础上，在刃口区域磨削形成第一侧隙角段。

12、第三方面，一种端面槽切削刀具，包括刀杆及安装在所述刀杆上的如上述的车槽刀片。

13、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本申请提供的车槽刀片将前刀面划分为第一前角段和第二前角段，并使第二前角小于第一前角、第二前角段长度大于第一前角段长度，使刃口处保持原有切削锋利度和排屑顺畅性的同时，根部在切削进给方向上的截面厚度增加，根部高度增大。通过将内侧刀面划分为第一侧隙角段和第二侧隙角段，并使第二侧隙角小于第一侧隙角、第二侧隙角段长度大于第一侧隙角段长度，使刃口处保持或增大避让间隙的同时，根部在切削深度方向上的材料保留量增加，根部宽度增大。

14、前刀面分段与内侧刀面分段各自独立地作用于车槽刀片根部的两个垂直方向，二者共同使根部截面积增大，根部在两个方向上的抗弯能力均获得提升。前刀面优化后，切屑与前刀面的实际接触长度减小，接触面积相应减小，摩擦功降低，前刀面磨损速率下降。同时，切屑与前刀面的接触时间缩短，切屑向车槽刀片传热的时间窗口减小，更多热量随切屑带走，减少传入车槽刀片本体的热量比例，减轻前刀面的热沉积、热软化和粘结磨损。本实施方式分段结构的车槽刀片寿命长，刀尖切削能力稳定。

15、本申请还提供车槽刀片的制造方法，通过先磨削根部小角度段、再磨削刃口大角度段的顺序，使根部小角度段去除材料较少，形成的表面可作为后续磨削的定位基准面；再在刃口区域磨削大角度段时，可在已形成的基准面上精确控制刃口的位置和角度，保证了两段之间的分界清晰、角度过渡准确。

16、本申请还提供端面槽切削刀具，包含刀杆和安装在刀杆上的上述车槽刀片，可稳定实现上述车槽刀片的所有有益效果。

17、本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

1.一种用于端面圆环形槽加工的车槽刀片，包括刀片本体，所述刀片本体具有前刀面（1）和侧刀面，所述侧刀面包括用于与端面圆环形槽内侧壁相对的内侧刀面（2），以及用于与端面圆环形槽外侧壁相对的外侧刀面（3），其特征在于：

2.根据权利要求1所述的车槽刀片，其特征在于：所述外侧刀面（3）具有第三侧隙角，所述第三侧隙角与所述第一侧隙角之间满足：。

3.根据权利要求1所述的车槽刀片，其特征在于：所述第一前角与所述第二前角的差值满足：。

4.根据权利要求1所述的车槽刀片，其特征在于：所述第一侧隙角与所述第二侧隙角的差值满足：。

5.根据权利要求1所述的车槽刀片，其特征在于：所述第一前角段（101）的长度与所述第二前角段（102）的长度之间满足：。

6.根据权利要求1所述的车槽刀片，其特征在于：所述第一侧隙角段（201）的长度与所述第二侧隙角段（202）的长度之间满足：。

7.根据权利要求1所述的车槽刀片，其特征在于：所述第一前角段（101）的长度满足：。

8.根据权利要求1所述的车槽刀片，其特征在于：所述第一前角为10°，所述第二前角为2°，所述第一侧隙角为10°，所述第二侧隙角为3°。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的车槽刀片的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

10.一种端面槽切削刀具，包括刀杆及安装在所述刀杆上的如权利要求1至8中任一项所述的车槽刀片。