碟型類零件快速加工刀具的製作方法
2023-06-07 06:37:01 1
本實用新型涉及金屬切削刀具，特別是切削碟形零件的刀具。
背景技術：
碟形零件是一種較難進行加工的特殊零件，表現為體積的脹大或縮小，同時伴隨著彎曲、扭曲、橢圓、翹曲等變形。影響薄壁零件加工的因素主要有兩方面：一是由於工件壁薄，導致整個切削系統剛性較差，在裝夾工件時易產生變形，切削加工中易產生切削振動，從而影響工件的尺寸精度、形狀位置精度和表面粗糙度；二是因工件較薄，切削加工中產生的切削力對其影響較大，熱脹冷縮引起工件產生變形，從而使工件尺寸難以控制。
對於裝夾問題，一般是靠卡盤直接對碟形零件進行夾緊，然後再對其進行加工，但是這樣的裝夾方法存在著很多的問題和隱患，首先待加工零件裝夾不便，其次裝夾後在加工過程中，容易導致碟形零件的車削變形量很大，同時操作麻煩且生產效率低，工人的勞動強度高， 其次廢次品率也高，無法滿足現有的生產產能。於是，技術人員設計了加工碟形零件的專用夾具，例如，「一種碟形零件的車削夾具，201510263215.7，」本發明公開了一種碟形零件的車削夾具，碟形零件包括待車削基體、固定設置在待車削基體上的連接軸和貫穿於待車削基體與連接軸的安裝孔，夾具包括定位軸和夾緊套筒，連接軸端部與定位軸端部對接；夾緊套筒套接在定位軸與連接軸的上方，其中處於連接軸上方的夾緊套筒內孔為圓錐形孔；在連接軸上設有環形凹槽；在環形凹槽上設有彈簧圈；彈簧圈處於圓錐形孔內。本發明能夠快速裝夾、自動定心，定心精度高、結構緊湊、工作平穩，提高工件加工效率，保證加工質量，滿足了實際生產的需求，適用於進行大規模的運用。
而對於切削加工中產生的切削力對零件影響較大的問題，並未見報導，且碟形零件的內、外面必須分次加工，導致變形量加大。
技術實現要素：
為了克服現有技術的上述缺點，本實用新型提供一種切削阻力小，操作方便且加工效率高、表面精度好的車削碟形零件的刀具，解決目前碟形零件薄壁部位難加工，需要內、外表面分次加工，加工時間長、效率低的問題。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：一種碟型類零件快速加工刀具，碟形零件包括待車削基體1，固定設置在待車削基體1上的臺階軸2和貫穿於待車削基體1的工件通孔3，車削基體1的材料為45＃鋼。加工刀具包括用於加工碟形零件外表面的外刀4和加工內表面的內刀5。內刀和外刀刀柄部分材料為45＃鋼，刀頭部分材料均為YT15硬質合金材料。
所述外刀4包括刀柄A401和刀頭A402；所述刀柄A401副後刀面A403的一側設有矩形導軌槽404，所述導軌槽404的槽寬為10.05～10.10mm，槽深為4mm，在導軌槽404中間的底部設有兩個M8內螺紋孔405,用於鬆緊兩刀前後移動，調節內刀5和外刀4之間的間歇。
所述刀頭A402設置在刀柄A401的一端端部，刀頭 A402包括前刀面A406、主切削刃A409、主後刀面A408、副後刀面 A403以及副切削刃A407，所述前刀面A406、副後刀面 A403和主後刀面A408 形成錐形的刀頭 A402。所述刀頭A402的前刀面A406上與主後刀面A408鄰接處設置有圓弧式斷屑槽410，所述斷屑槽410槽面寬度LBn 2.15～2.22mm，槽深CBn為0.28～0.32 mm，負倒稜寬度b為0.2mm。所述刀頭A402上設有2 ～5°的第一前角 γo，3 ～5°的第一后角 αo，92 ～96°的第一主偏角 Kr，15～20°的第一副偏角 Kr』和2 ～5°的第一刃傾角λo。
為了減輕刀具的重量，刀柄A401的另一端設為斜面411。
所述內刀5包括刀柄B501和刀頭部分B502；所述刀柄B501副後刀面B503背面的一側設有與刀柄A401上導軌槽404配合滑動的凸槽506, 所述凸槽506寬為10～9.95 mm，高度為3.5mm，刀柄B501的一側設有安裝沉孔507，可使的凸槽506在沿刀柄A401的導軌槽404滑動調節內外兩刀間隙後再固定位置。
所述刀柄A401上導軌槽404與刀柄B501上的凸槽506配合後寬度間隙為0.05～0.1 mm，上下間隙為0.5mm, 外刀4和內刀5之間的加工間隙調整範圍為3.40～4.60mm。
所述刀柄B501與刀頭B502連接，刀頭B502包括相互連接的避讓段508和刀刃B ，所述避讓段508依次為角度為163°、150°和135°的過渡圓弧。避讓段508可以避免加工內錐面時刀具與已加工的表面發生幹涉，實現了同時加工蝶形零件內、外表面，更好地保證加工表面的圓跳動及表面粗糙度。
所述刀刃B包括前刀面 B509、主切削刃B510、主後刀面B、副後刀面 B503以及副切削刃B511。刀刃B上設有3 ～6°的第二前角γo，2 ～5°的第二主后角αo，91 ～93°的第二主偏角 Kr，15～20°的第二副偏角 Kr』 和2 ～5°的第二刃傾角λo。所述刀刃B的前刀面 B509上設置有圓弧式第二主斷屑槽512。
外刀4中部的矩形導軌槽404與內刀凸槽506配合，可以起到調整兩刀之間加工間隙的作用，這個間隙精度可以達到0.01mm，也就是碟型零件±0.02mm的壁厚精度，一旦調整好後可以高效批量加工。
有益效果：①本實用新型結合碟形零件機加工時裝夾困難、加工中振動大、加工薄壁碟型處後變形大等特點，並且還存在生產效率低、材料浪費大等問題，合理設置內刀和外刀的前角γo，前角經過試驗和生產檢驗確定取值較小，既能保證刀片在連續切削時切削刃的強度和具有一定的散熱體積，又能保證保持切削刃的銳利；合理設置刀具的后角αo，后角經過試驗和生產檢驗確定取值同樣也是較小，不僅能減小後刀面與加工表面之間的摩擦，保證刀片必要的散熱體積，以保證切削刃強度及耐磨性，又能保證切削刃的鋒利，從而保證刀片使用壽命和加工效率的最優結果。創造性的設置內刀和外刀相結合，並且內刀和外刀之間的距離可通過導軌槽404來調節，以滿足碟形零件不同壁厚要求。因此，本實用新型具有結構簡單、強度高、耐磨性好、切削阻力小、斷屑及時和可靠的特點。
②本實用新型外刀4中部的矩形導軌槽404主要與內刀凸槽506配合，可以起到調整兩刀之間加工間隙的作用，這個間隙精度可以達到0.01mm，也就是碟型零件壁厚精度，一旦調整好後可以高效批量加工。
③本實用新型內刀上設有避讓段508，可以避免加工內錐面時刀具與已加工的表面發生幹涉，實現了同時加工內、外表面，一次成型，更好地保證加工表面的圓跳動及表面粗糙度。避讓段還兼顧了刀具的剛性和強度，切削效果比較好，能更好的保證零件表面粗糙度，提高產品的表面質量及尺寸精度，大幅提高產品合格率。
附圖說明
圖1為本實用新型刀具加工碟型零件示意圖。
圖2為本實用新型外刀立體結構示意圖。
圖3為本實用新型外刀主視圖。
圖4為本實用新型外刀俯視圖。
圖5為本實用新型外刀左視圖。
圖6為本實用新型外刀局部放大示意圖。
圖7為本實用新型內刀立體結構示意圖。
圖8為本實用新型內刀主視圖。
圖9為本實用新型內刀俯視圖。
圖10為本實用新型內刀仰視圖。
圖中：車削基體1，臺階軸2，工件通孔3，外刀4，內刀5，刀柄A401，刀頭A402，副後刀面A403，導軌槽404，內螺紋孔405，前刀面A406，副切削刃A407，主後刀面A408，主切削刃A409，斷屑槽410，斜面411，刀柄B501，刀頭部分B502，副後刀面B503，凸槽506，安裝沉孔507，避讓段508，前刀面 B509，主切削刃B510，副切削刃B511，第二主斷屑槽512。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
實施例1
如圖1-10所示，一種碟型類零件快速加工刀具，碟形零件包括待車削基體1，固定設置在待車削基體1上的臺階軸2和貫穿於待車削基體1的工件通孔3。加工刀具包括用於加工碟形零件外表面的外刀4和加工內表面的內刀5。
所述外刀4包括刀柄A401和刀頭A402；所述刀柄A401副後刀面A403的一側設有矩形導軌槽404，所述導軌槽404的槽寬為10.05～10.10mm，槽深為4mm，在導軌槽404中間的底部設有兩個M8內螺紋孔405,用於鬆緊兩刀前後移動，調節內刀5和外刀4之間的間歇。
所述刀頭A402設置在刀柄A401的一端端部，刀頭 A402包括前刀面A406、主切削刃A409、主後刀面A408、副後刀面 A403以及副切削刃A407，所述前刀面A406、副後刀面 A403和主後刀面A408 形成錐形的刀頭 A402。所述刀頭A402的前刀面A406上與主後刀面A408鄰接處設置有圓弧式斷屑槽410，所述斷屑槽410槽面寬度LBn 2.15～2.22mm，槽深CBn為0.28～0.32 mm，負倒稜寬度b為0.2mm。所述刀頭A402上設有2 ～5°的第一前角 γo、3 ～5°的第一后角 αo、92 ～96°的第一主偏角 Kr和15～20°的第一副偏角 Kr』。
所述內刀5包括刀柄B501和刀頭部分B502；所述刀柄B501副後刀面B503背面的一側設有與刀柄A401上導軌槽404配合滑動的凸槽506, 所述凸槽506寬為10～9.95 mm，高度為3.5mm，刀柄B501的一側設有安裝沉孔507，可使的凸槽506在沿刀柄A401的導軌槽404滑動調節內外兩刀間隙後再固定位置。
所述刀柄B501與刀頭B502連接，刀頭B502包括相互連接的避讓段508和刀刃B ，所述避讓段508依次為角度為163°、150°和135°的過渡圓弧。避讓段508可以避免加工內錐面時刀具與已加工的表面發生幹涉，實現了同時加工蝶形零件內、外表面，更好地保證加工表面的圓跳動及表面粗糙度。
所述刀刃B包括前刀面 B509、主切削刃B510、主後刀面B、副後刀面 B503以及副切削刃B511。刀刃B上設有3 ～6°的第二前角γo、2 ～5°的第二主后角αo、91 ～93°的第二主偏角 Kr和15～20°的第二副偏角 Kr』。所述刀刃B的前刀面 B509上設置有圓弧式第二主斷屑槽512。
外刀4中部的矩形導軌槽404與內刀凸槽506配合，可以起到調整兩刀之間加工間隙的作用，這個間隙精度可以達到0.01mm，也就是碟型零件±0.02mm的壁厚精度，一旦調整好後可以高效批量加工。
實施例2
一種碟型類零件快速加工刀具，碟形零件包括待車削基體1，固定設置在待車削基體1上的臺階軸2和貫穿於待車削基體1的工件通孔3，車削基體1的材料為45＃鋼。加工刀具包括用於加工碟形零件外表面的外刀4和加工內表面的內刀5。內刀和外刀刀柄部分材料為45＃鋼，刀頭部分材料均為YT15硬質合金材料。
所述外刀4包括刀柄A401和刀頭A402；所述刀柄A401副後刀面A403的一側設有矩形導軌槽404，所述導軌槽404的槽寬為10.05～10.10mm，槽深為4mm，在導軌槽404中間的底部設有兩個M8內螺紋孔405,用於鬆緊兩刀前後移動，調節內刀5和外刀4之間的間歇。
所述刀頭A402設置在刀柄A401的一端端部，刀頭 A402包括前刀面A406、主切削刃A409、主後刀面A408、副後刀面 A403以及副切削刃A407，所述前刀面A406、副後刀面 A403和主後刀面A408 形成錐形的刀頭 A402。所述刀頭A402的前刀面A406上與主後刀面A408鄰接處設置有圓弧式斷屑槽410，所述斷屑槽410槽面寬度LBn 2.15～2.22mm，槽深CBn為0.28～0.32 mm，負倒稜寬度b為0.2mm。所述刀頭A402上設有2 ～5°的第一前角 γo、3 ～5°的第一后角 αo、92 ～96°的第一主偏角 Kr和15～20°的第一副偏角 Kr』。
為了減輕刀具的重量，刀柄A401的另一端設為斜面411。
所述內刀5包括刀柄B501和刀頭部分B502；所述刀柄B501副後刀面B503背面的一側設有與刀柄A401上導軌槽404配合滑動的凸槽506, 所述凸槽506寬為10～9.95 mm，高度為3.5mm，刀柄B501的一側設有安裝沉孔507，可使的凸槽506在沿刀柄A401的導軌槽404滑動調節內外兩刀間隙後再固定位置。
所述刀柄A401上導軌槽404與刀柄B501上的凸槽506配合後寬度間隙為0.05～0.1 mm，上下間隙為0.5mm, 外刀4和內刀5之間的加工間隙調整範圍為3.40～4.60mm。
所述刀柄B501與刀頭B502連接，刀頭B502包括相互連接的避讓段508和刀刃B ，所述避讓段508依次為角度為163°、150°和135°的過渡圓弧。避讓段508可以避免加工內錐面時刀具與已加工的表面發生幹涉，實現了同時加工蝶形零件內、外表面，更好地保證加工表面的圓跳動及表面粗糙度。
所述刀刃B包括前刀面 B509、主切削刃B510、主後刀面B、副後刀面 B503以及副切削刃B511。刀刃B上設有3 ～6°的第二前角γo、2 ～5°的第二主后角αo、91 ～93°的第二主偏角 Kr和15～20°的第二副偏角 Kr』。所述刀刃B的前刀面 B509上設置有圓弧式第二主斷屑槽512。
外刀4中部的矩形導軌槽404與內刀凸槽506配合，可以起到調整兩刀之間加工間隙的作用，這個間隙精度可以達到0.01mm，也就是碟型零件±0.02mm的壁厚精度，一旦調整好後可以高效批量加工。