[其他]精車不銹鋼類零件的自然斷屑車刀

在審

• 申請號: 101985000002569
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102569B
• 公開（公告）日: 1987-10-07
• 發明（設計）人: 吳雪松;劉培德
• 申請（專利權）人: 大連工學院
• 代理公司: 大連工學院專利事務所
• 代理人: 關慧貞;侯明遠

本發明屬于切削難加工技術中的切屑形成及處理領域。本發明的技術特征為：根據對切削過程中切削應力的分析，選擇車削用量和車刀幾何參數，計算車刀切削刃上切屑分離點沿剪切面方向的正應力σ，使其值達到或超過被加工零件材料的抗拉強度σｂ，則車刀在切削過程中自然形成斷裂切屑，從而不必采取外部強制措施即達到可靠的斷屑。本發明適用于精車不銹鋼類零件，也可適用于高強度合金結構鋼及耐熱鋼零件的精車。

本發明屬于切削難加工材料技術中的切屑形成及處理領域。

目前，精車不銹鋼類零件時很難斷屑，切屑經常纏繞在已加工表面上，破壞已加工表面光潔度，易損壞刀具。解決斷屑問題成為難加工材料切削技術中的一大關鍵。現有技術中解決斷屑的手段是：采取外部強制措施使切屑折斷。圖1所示的斷屑槽式車刀便是一例。由于在車刀前刀面上磨出的卷屑槽難于將切屑折斷，因此該手段取得斷屑的可靠性低，并且刀具刃磨困難，工藝成本高。這就不能滿足現代自動化切削技術。諸如數控加工，柔性加工系統中對斷屑可靠性達100%的要求。

本發明是采用車削過程中形成斷續切屑的原理設計的車刀，即自然斷屑的精車不銹鋼類零件的車刀。自然斷屑的原理是：根據所加工的不銹鋼零件材料在切削過程中塑性流動的基本性質（機械物理特性），分析切削過程中車刀刃前區切削刃上切屑分離點的切削應力，使切屑分離點處的應力為拉應力，并且使其達到和超過工件材料的抗拉強度極限，以此應力值力根據，選擇精車時的車削用量和車刀的幾何參數，使車削過程中形成斷續切屑，從而不再采取外部強制措施就保證可靠的斷屑。本發明與現有技術的差別在于，不僅斷屑可靠，而且刀具結構簡單，制造與刀磨容易，使用方便，工藝成本低。

本發明的具體內容是：

1.分析由獨立的材料試驗取得的不銹鋼零件材料的塑性流動的基本性質，采用數模轉換方法，定出車削過程中零件材料的應力應變特性曲線。

2.根據本發明者創建的應力分析用的切削力學模型（圖2），求出刀具切削刃上切屑分離點處沿剪切面RT（見圖2）滑移線方向的正應力σ：

σ＝P_R′+σ₁+σ₂+σ₃ （1）

式中P_R′＝K_RT〔1+2（π/4-φ-ρ+γ）〕 （2）

上述公式中的符號意義為

P_R′-剪切面RT上端彎曲引起的正應力

σ₁-剪切面RT下端彎曲引起的正應力

σ₂-剪切變形區變形強化引起的正應力

σ₃-切削彎矩M在切屑分離點T處引起的正應力

K_RT-剪切面RT上的流動剪切應力

K_int-刀具和切屑塑性接觸區域的流動剪切應力

τ_int-刀具前刀面上平均切應力

△K-剪切區中的剪切流動應力增量

φ-剪切角

ρ-刀具前刀面上的平均摩擦角

γ-刀具的前角

ω₀-剪切面RT在T點的切線與前刀面的夾角

L/△S₁-剪切區的長度L與厚度△S₁的比值

M-切削彎矩

F_R-前刀面施加的切削合力

θ-F_R與剪切面RT的交角

l_C-刀具和切屑接觸總長度