装配式硬质合金冲击试验缺口拉刀的制作方法

1.本实用新型属于机械加工刀具技术领域，具体涉及一种装配式硬质合金冲击试验缺口拉刀。


背景技术：

2.现有的拉刀(即v型和u型拉刀)为整体式结构，加工出的v型缺口或u型缺口虽然能满足gb229-2020《金属材料夏比缺口冲击试验方法》及astm、ez3、iso148等国内外标准的要求。但是拉刀在使用时存在以下问题：1、由于拉刀整体采用普通高速钢，不能加工硬度为hrc45-60的工件；2、拉刀的容屑槽结构设计不合理，拉削时排屑不顺畅，容易拉伤工件。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于为解决现有技术存在的上述问题，提供一种装配式硬质合金冲击试验缺口拉刀。
4.本实用新型采取的技术方案如下：
5.装配式硬质合金冲击试验缺口拉刀，包括刀座和刀体，所述刀体的刀背上沿长度方向等间距设有数个刀齿，每相邻两个刀齿之间的刀背上开设有容屑槽，所述刀座上的两侧各开设有一组沉孔一；刀体的材质为硬质合金，刀座的材质为45#钢，刀座上表面中部沿长度方向开有与刀体相配合的安装槽，刀体固定安装在安装槽内；容屑槽底面为曲面。
6.进一步的是，所述容屑槽的前刀面为倾斜的直面，所述前刀面的倾斜角度为15
°
，容屑槽底面的圆弧半径r＝1.3-1.4mm，齿背的圆弧半径r＝2.5-3mm，容屑槽底面与齿背连接平滑。
7.进一步的是，所述硬质合金的硬度为hra90。
8.进一步的是，所述刀齿的齿距t＝5mm，所述容屑槽的槽深h＝2.2mm，齿厚g＝2mm，容屑槽底面的圆弧半径r＝1.4mm，齿背的圆弧半径r＝3mm。
9.进一步的是，所述刀体的高
×
宽
×
长＝15
×8×
320mm。
10.进一步的是，所述刀齿顶端为尖端型或为圆弧形状。
11.进一步的是，所述安装槽的长度和宽度均长于刀体的长度和宽度0.03mm，且安装槽的四个底角均为直角。
12.进一步的是，所述刀座底面的中部与安装槽相对应位置开设有多个沉孔二，所述多个沉孔二沿安装槽的长度方向等间距设置；所述刀体底面的中部开设有多个螺纹孔，所述多个螺纹孔与多个沉孔二一一对应设置，刀体与刀座通过多个高强螺栓及螺纹胶固定连接。
13.本实用新型相对于现有技术的有益效果是：
14.1、设备及运动简单：本实用新型的拉刀专用于冲击试样缺口拉床上，试样缺口一次拉削成型，操作简单可靠，拉削只需一个主运动，而进给运动则是靠拉刀刀齿升量来完成，易于操作。
15.2、加工高硬度材料：能加工硬度为hrc45-60的工件，加工一个工件，只需10几秒钟时间即可完成。
16.3、加工精度和表面质量高：对拉刀的容屑槽结构做了改变，拉削时可使排屑顺畅，易使工件获得较小的表面粗糙度数值，工件表面粗糙度可达到ra1.6um。
17.4、为提高装配精度，刀体的底面上开设有螺纹孔，底座底面上开设有通孔，即沉孔二，使得高强螺栓头能够埋在刀座内，避免高强螺栓头高出刀座而产生干涉。
18.5、装配刀体时精度的控制：为了保证刀体在刀座上稳定牢固，刀座上开设的安装槽的长和宽均要长于刀体的长和宽0.03mm。安装槽的底部要做直角处理，避免刀体安装后与刀座产生干涉，出现缝隙，导致刀体松动。安装槽与刀体要用百分表检测对称度，并使对称度控制在0.05mm以内。
19.6、本实用新型的装配式硬质合金冲击试验缺口拉刀具有结构紧凑，易于操作，工作效率高，尺寸精度精，表面加工质量好，硬度高，耐磨性好，使用寿命长等特点，拉削只需一个主运动，即可完成对工件进行精加工。可适用于冶金、机械制造、锅炉压力容器、车船、工程及科研等部门理化试验室中对工件缺口的加工。
附图说明
20.图1是本实用新型的装配式硬质合金冲击试验缺口拉刀的主视图，刀齿顶端为尖端；
21.图2是图1的a-a截面的剖视图；
22.图3是图1的ⅰ处局部放大图；
23.图4是图1的俯视图；
24.图5是本实用新型的装配式硬质合金冲击试验缺口拉刀的主视图，刀齿顶端为圆弧形状；
25.图6是图5的b-b截面的剖视图；
26.图7是图5的ⅱ处局部放大图；
27.图8是图5的俯视图；
28.图9是图5中的任一一个容屑槽的结构示意图；
29.图10是切屑在本实用新型的拉刀的容屑槽内卷缩成螺旋屑卷的示意图；
30.图11是切屑塞满在现有拉刀的容屑槽内的示意图。
31.上述附图中涉及的部件名称及标号如下：
32.刀座1、刀体2、刀齿3、容屑槽4、沉孔一5、安装槽6、尖端7、圆弧形状8、沉孔二9、前刃面10、容屑槽底面11、齿背12。
具体实施方式
33.具体实施方式一：如图1-图9所示，本实施方式披露了一种装配式硬质合金冲击试验缺口拉刀，包括刀座1和刀体2，所述刀体2的刀背上沿长度方向等间距设有数个刀齿3，每相邻两个刀齿3之间的刀背上开设有容屑槽4，所述刀座1上的两侧各开设有一组沉孔一5(用于将拉刀安装在拉床上)；刀体2的材质为硬质合金，刀座1的材质为45#钢，刀座1上表面中部沿长度方向开有与刀体2相配合的安装槽6，刀体2固定安装在安装槽6内；容屑槽底面
11为曲面。
34.进一步的是，如图3、图7所示，所述容屑槽4的前刀面10为倾斜的直面，所述前刀面10的倾斜角度为15
°
，容屑槽底面11的圆弧半径r＝1.3-1.4mm，齿背12的圆弧半径r＝2.5-3mm，容屑槽底面11与齿背12连接平滑(主要针对硬质合金比较脆的特性，把容屑槽4结构做了改变，使刀齿3在切削过程中受力强度得到了很大提升，容屑更顺畅，切屑容易卷曲成紧密屑卷，且可在不减少齿背宽度和拉刀重磨次数的情况下增大容屑槽4的容屑空间)。
35.进一步的是，所述硬质合金的硬度为hra90。
36.进一步的是，如图1、图3、图5、图7、图10所示，所述刀齿3的齿距t＝5mm，所述容屑槽4的槽深h＝2.2mm，齿厚g＝2mm，容屑槽底面11的圆弧半径r＝1.4mm，齿背12的圆弧半径r＝3mm。
37.进一步的是，如图1、图5所示，所述刀体2的高
×
宽
×
长＝15
×8×
320mm(可保证刀体2的强度)。
38.进一步的是，如图2、图6所示，所述刀齿3顶端为尖端7或为圆弧形状8。刀齿3顶端为尖端7的拉刀用于加工v型缺口，刀齿3顶端为圆弧形状8的拉刀用于加工u型缺口，可提供两种标准形状缺口来做力学性能测试。
39.进一步的是，如图4、图8所示，所述安装槽6的长度和宽度均长于刀体2的长度和宽度0.03mm，且安装槽6的四个底角均为直角(避免刀体2安装后与刀座1产生干涉，出现缝隙，导致刀体2松动)。
40.进一步的是，如图1、图2、图5、图6所示，所述刀座1底面的中部与安装槽6相对应位置开设有多个沉孔二9，所述多个沉孔二9沿安装槽6的长度方向等间距设置；所述刀体2底面的中部开设有多个螺纹孔(为m5螺纹孔)，所述多个螺纹孔与多个沉孔二9一一对应设置，刀体2与刀座1通过多个高强螺栓及螺纹胶固定连接。便于装配，简化结构。
41.装配时，要保证刀体2与刀座1的对称度精度控制在0.05mm以内，刀体2的每相邻两个螺纹孔孔距误差控制在0.05mm以内，以保证刀齿3在工作时每个高强螺栓都受力。
42.我们在实践中发现，如果容屑槽4的设计参数不同，效果就不一样，尤其是容屑槽4的前刀面10的长度和容屑槽底面11的圆弧半径r对拉刀的影响最大。当容屑槽4参数取得较合理时，切屑卷缩成如图10所示的在齿背12方向稍有伸长的螺旋屑卷，拉力较小，切屑容易从拉刀刃口脱落，工件表面质量提高，刀具耐用度也较高。
43.如果容屑槽4参数设计不合理，则工件表面质量不好，刀具不耐用，尤其当容屑槽底面11的圆弧半径r过小，容屑槽4的前刀面10的直面长度过长时，很难形成圆形的卷屑，形成的切屑较厚且短而硬，切屑顶在齿背12上不正常地塞满在容屑槽4中(见图11),此时拉削表面质量较差，拉刀上的切屑极难清理，甚至使拉刀刀齿3折断。前刀面10的直面长度在0.5-0.8mm之间。
44.标准的容屑槽4以r＝0.5h来确定容屑槽底面11的圆弧半径，我们发现按r＝(0.6～0.65)h来确定容屑槽底面11的圆弧半径对拉削质量和拉刀寿命更为有利。
45.前刀面10用球面磨削法磨削，拉削效果较理想。容屑槽4设计尺寸为：齿距t＝5mm，容屑槽底面11的圆弧半径r＝1.4mm，齿背12的圆弧半径r＝3m，齿厚g＝2mm，容屑槽4的槽深h＝2.2mm。
46.对容屑槽4的前刀面10进行修磨，可保证拉刀的使用寿命，一次修磨量为0.1mm～
0.2mm，修磨后容屑槽4使用效果更加理想。
47.对工件进行键槽加工时，拉刀做切削运动，依赖拉刀刀齿3自身的升量将键槽拉削成型。刀体2选用硬质合金yg8/yg15制造。
48.以上仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。