本发明涉及石油管螺纹刀具，具体涉及一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具。
背景技术：
1、现有石油管螺纹刀具结构繁多，主流的有三角形、方形、蝶形和菱形结构。螺纹加工特别是石油管螺纹加工中，管体的外径较大(常见的有139.7mm～365.12mm)、螺纹加工的长度较长、吃刀深度较深(最大超过1mm)、线速度较高(平均超过200m/min)，对刀具定位的可靠性要求越来越高，但是现有刀具结构越来约难以满足此要求。
2、为满足现代螺纹切削的要求，现有很多螺纹刀具每边都设计为3个切削齿，既能提效，又能延长精车齿寿命。如图1所示，常规三角形结构螺纹刀具(1)虽定位可靠，但受到形状尺寸限制，每边仅能装载一个切削齿，存在局限性；如图2所示，蝶形结构螺纹刀具(2)虽然能承载3个切削齿，但定位边(箭头所示位置)较短且对斜拉杆的依赖程度较高，所以定位可靠性不高；如图3所示，方形、菱形结构能够承载多齿且定位牢靠，但：1)菱形结构设计面积较大，刀具成本高，占用更多的安装空间，刀座成本也同步升高；2)方形结构螺纹刀具(3)为防止其过定位，在刀座上需要压板辅助(31)、侧压板辅助(32)，定位过程繁琐，定位并不理想。另外，现有结构刀具仅设计有前角或者仅设计有后角，仅有后角可以避免后刀面干涉，但只能依靠断屑器导屑，附件增多、成本增加；仅有前角能够自主导屑，能够避免后刀面干涉，但这种设计的前角一般≥10°，刀尖强度下降容易崩刀，其中方形结构就仅设计有前角，需要配置刀垫、断屑器以及上压板，配件繁多且容易在加工中损坏；菱形结构虽带有前刀面，但没有斜角定位面，仍需要压板进行辅助压紧，同样在加工中容易损坏。
技术实现思路
1、本发明意在提供一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，设计出一种v形外观，定位面带有定位后角的石油管螺纹刀具，与现有石油管螺纹刀具相比，性能提高且成本降低。
2、本发明提供的基础方案为：一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，包括一体的v型主体和刀具齿部；所述v型主体具有v型定位夹角γ；所述v型主体底端两侧对称设置有斜角定位面，斜角定位面分为三段，从主体底端开始，依次为避让面a段、定位面b段和避让面c段，角度依次增大；所述v型主体上开有通孔；所述刀具齿部设有若干切削齿，且刀具齿部同时具有前刀面角度和后刀面角度。
3、进一步，所述v型定位夹角γ为45～75°。
4、进一步，所述前刀面角度α为2～5°；所述后刀面角度β为5～8°。
5、进一步，所述a段角度为0°，b段角度为10～15°，c段角度为25°。
6、进一步，所述通孔为以直孔、喇叭孔和沉孔组合形成的复合孔。
7、进一步，所述刀具齿部前刀面的一侧与v型主体之间构造有导屑圆弧。
8、进一步，所述刀具的内接圆直径d为16～18mm，a段长度为1～3mm，a+b段长度为4～7mm，c段长度为1～2mm，刀具厚度s为6～8mm，刀尖高d为4～7mm，刀具高度h为30～35mm，前刀面角度α为2～5°，后刀面角度β为5～8°，通孔的直孔段直径d2为5～8mm。
9、进一步，所述v形定位夹角γ为50°5′；b段角度为12°20′，a段和c段角度分别为0°和25°，其中a段长度为2.55mm，a+b段长度为5.05mm，c段长度为2mm；内接圆直径d为18mm；刀具厚度s为7.05mm；刀尖高d为5.5mm；刀具高度h为30.4mm；前刀面角度α为4°；后刀面角度β为8°；通孔的直孔段直径d2为6.6mm。
10、进一步，所述刀具的内接圆直径d为11～13mm，a段长度为1～3mm，a+b段长度为3～6mm，c段长度为1～2mm；刀尖高d为4～6mm，刀具厚度s为5～7mm，刀具高度h为20～25mm，前刀面角度α为2～5°，后刀面角度β为5～8°，通孔的直孔段直径d2为4～6mm。
11、进一步，所述v形定位夹角γ为50°5′；b段角度为12°20′，a段和c段角度分别为0°和25°，其中a段长度为2.25mm，a+b段长度为4.4mm，c段长度为1.6mm；内接圆直径d为13mm；刀具厚度s为6mm；刀尖高d为4.45mm；刀具高度h为21.9mm，前刀面角度α为4°，后刀面角度β为8°，通孔的直孔段直径d2为5.6mm。
12、本发明的工作原理及优点在于：本发明针对石油管螺纹加工所需的刀具定位高稳定性应用需求，进行了全新的刀具结构设计：
13、基于v型结构以及三段式斜角定位面的设计，在同一刀具上集成了两种限位方法—v形限制刀具旋转、斜角定位面限制刀具跳动，这一复合限位设计使得本刀具在石油管螺纹加工同类产品中具有非常高的稳定性，能够抵御多齿切削以及难加工材料加工中产生的巨大切削力。
14、v形限位设计汲取了三角形结构的定位优点，防止多个切削齿同时切削时产生的较大切削力使刀具在刀片槽内发生旋转，v形定位夹角γ为45°～75°，既能防止切削过程中刀具发生倾轧，又能保证毛坯外形的合理性,角度范围设定合理，还有助于配合斜角定位面三段式角度的设计。
15、基于v型结构设计斜角定位面，防止刀具受到切削力发生跳动，斜角定位面分为a、b、c三段，b段为定位面，角度设计为10°～15°，既能起到限位作用，又能减少磨量。a、c两段为避让面，分别为0°和25°，避免过定位。两个斜角定位面组合形成的v形定位面为中段接触，两侧避让，避免干涉，v形定位面接触段b为斜角，更好锁紧刀片，该设计能够帮助高合金石油管螺纹的加工中，保证多齿切削的稳定，抵抗超过4000n的切削力。
16、v型带斜角定位面的设计实现旋转与跳动的复合限位，加强刀具定位稳定性。
17、在同一刀具上集成前角和后角，前角较小2°～5°，能够起到导屑作用，后角为5°～8°，能够避免后刀面干涉，加工时直接使用较小的负前角进行切削，故刀座上不需要加工倾斜角度，既不影响成形尺寸，又能减小切削力和切削热，使切削更加轻快；由于切削力越大，对刀具稳定性要求更高，因此本结构设计在满足石油管螺纹加工的基础上，通过合理设计的前角可减小切削力，实际上降低了对刀具本身稳定性的要求，加上复合限位对刀具稳定性的提高，使得利用本刀具在进行加工时，更高的稳定性能够完全满足降低的稳定性要求，定位稳定可靠性的效果明显高于其他石油管螺纹刀具。
18、全新的结构同时降低了刀具、刀座及相关附件的成本。v型结构尺寸小，本身就具有尺寸优势，降低了刀具本身的成本，比如基于上述结构设计，能够至少获得如本实施例中的v-1和v-2两种型号刀具，在同等条件下，v-1和v-2在装载同样数量切削齿的情况下，刀具毛坯的体积分别约为同规格方形结构的90％和菱形结构的68％；刀具在刀座上占据的空间也同步减小，从而降低了刀座成本；斜角定位面可以起到上、下方向的限位作用，因此仅需要螺钉压紧，不需要压板等附件配合，定位操作便捷，减少附件成本。
19、与现有石油管螺纹刀具相比，本发明全新设计的刀具结构实现了v形和斜角定位面的复合限位，同步集成了前角和后角，这一设计专门针对大规格石油管的螺纹加工，具有很高的可靠性和稳定性；无需额外的附件配合定位，同步简化了生产工艺，操作更便捷高效；在结构设计的同时考虑了制作成本，v型带斜角定位面的结构能够从刀具、刀座和附件方面实现多方位成本降低。本刀具在市场上具备很强的竞争力，尤其适合石油管螺纹加工且为多齿切削，切削力更大，通过规格、大小、角度的详细限制，整体设计具有较高的可行性和可操作性。
1.一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，包括一体的v型主体和刀具齿部；所述v型主体具有v型定位夹角γ；所述v型主体底端两侧对称设置斜角定位面，斜角定位面分为三段，从主体底端开始，依次为避让面a段、定位面b段和避让面c段，角度依次增大；所述v型主体上开有通孔；所述刀具齿部位于v型主体顶端，设有若干切削齿，且刀具齿部同时具有前刀面角度和后刀面角度。
2.根据权利要求1所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述v型定位夹角γ为45～75°。
3.根据权利要求1所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述前刀面角度α为2～5°；所述后刀面角度β为5～8°。
4.根据权利要求1所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述a段角度为0°，b段角度为10～15°，c段角度为25°。
5.根据权利要求1所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述通孔为以直孔、喇叭孔和沉孔组合形成的复合孔。
6.根据权利要求1所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述刀具齿部前刀面的一侧与v型主体之间构造有导屑圆弧。
7.根据权利要求1所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述刀具的内接圆直径d为16～18mm，a段长度为1～3mm，a+b段长度为4～7mm，c段长度为1～2mm，刀具厚度s为6～8mm，刀尖高d为4～7mm，刀具高度h为30～35mm，前刀面角度α为2～5°，后刀面角度β为5～8°，通孔的直孔段直径d2为5～8mm。
8.根据权利要求7所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述v形定位夹角γ为50°5′；b段角度为12°20′，a段和c段角度分别为0°和25°，其中a段长度为2.55mm，a+b段长度为5.05mm，c段长度为2mm；内接圆直径d为18mm；刀具厚度s为7.05mm；刀尖高d为5.5mm；刀具高度h为30.4mm；前刀面角度α为4°；后刀面角度β为8°；通孔的直孔段直径d2为6.6mm。
9.根据权利要求1所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述刀具的内接圆直径d为11～13mm，a段长度为1～3mm，a+b段长度为3～6mm，c段长度为1～2mm；刀尖高d为4～6mm，刀具厚度s为5～7mm，刀具高度h为20～25mm，前刀面角度α为2～5°，后刀面角度β为5～8°，通孔的直孔段直径d2为4～6mm。
10.根据权利要求9所述的一种v形复合限位的高可靠性石油管螺纹刀具，其特征在于，所述v形定位夹角γ为50°5′；b段角度为12°20′，a段和c段角度分别为0°和25°，其中a段长度为2.25mm，a+b段长度为4.4mm，c段长度为1.6mm；内接圆直径d为13mm；刀具厚度s为6mm；刀尖高d为4.45mm；刀具高度h为21.9mm，前刀面角度α为4°，后刀面角度β为8°，通孔的直孔段直径d2为5.6mm。
