CN101837477A - 镗刀及采用该镗刀的镗削加工方法 - Google Patents

Abstract

一种镗刀，其包括刀杆、形成于刀杆的第一镗削体、第二镗削体及刀柄。第二镗削体设置于第一体镗削体与刀柄之间，且第二镗削体的切削半径大于该第一镗削体的切削半径。本发明还提供一种采用上述镗刀的镗削加工方法。上述镗刀的第二镗削体可在一个比较深的深度上与加工表面相啮合，从而第二镗削体可在第一镗削体先行加工过的区域再次进行切削，以提高加工表面的表面质量。利用本发明的镗刀及镗削加工方法，仅通过一道工序即可完成粗镗、精镗加工或者半精镗、精镗加工，加工效率高，并可获得较高的表面加工质量。

Description

镗刀及采用该镗刀的镗削加工方法

技术领域

本发明涉及一种镗刀及采用该镗刀的镗削加工方法。

背景技术

镗孔是对锻出、铸出或钻出的孔做进一步加工，镗孔可扩大孔径，提高孔的精度，并减小孔的表面粗糙度，还可以较好地纠正原来孔轴线的偏斜。一般情况下，为使加工的孔达到较高的表面质量，镗孔一般需要经过粗镗、半精镗和精镗三个加工阶段。其中，粗镗阶段通常采用较大的切削量和较慢的进给速度以去除大部分的加工余量。半精镗及精镗是指对经粗镗加工获得的粗糙表面进行的精加工或后加工，其一般采用较小的进给量和较大的进给速度，以降低工件表面的粗糙度。然而，上述镗孔方法需经多道工序并分别采用不同的镗刀进行加工，在完成一道工序之后，需要更换镗刀并重新进行对刀以确定加工原点，如此将耗费较多工时，造成加工效率较低还需占用较多的人力以及机械设备。另外，因需要进行多次对刀，易造成孔的中心轴线产生较大的位置偏差，从而降低孔的位置精度。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种能使粗镗、半精镗或粗镗、精镗一次加工完成的镗刀以及利用该镗刀的镗削加工方法。

一种镗刀，其包括刀杆、形成于刀杆的第一镗削体、第二镗削体及刀柄。第二镗削体设置于第一体镗削体与刀柄之间，且第二镗削体的切削半径大于该第一镗削体的切削半径。

一种镗削加工方法，其包括以下步骤：提供上述镗刀；提供具有圆形轮廓部位的工件；旋转镗刀并沿圆形轮廓部位的轴向进刀，第一镗削体及第二镗削体分别对工件进行切削加工。

上述镗刀的第二镗削体的切削半径大于第一镗削体的切削半径，第二镗削体可在一个比较深的深度上与圆形轮廓部位的加工面相啮合，从而第二镗削体可在第一镗削体先行加工过的区域再次进行切削，以提高加工出的加工面的表面质量。利用本发明的镗刀及加工方法，仅通过一道工序即可完成粗镗、精镗或者半精镗、精镗，从而加工出的部位具有较高的表面质量，还可提高加工效率，节约人力成本及设备。另外，该第一镗削体及第二镗削体均形成于刀杆上，有助于镗刀的小型化，从而方便对尺寸较小的结构进行镗削加工。

附图说明

图1是本发明实施例的镗刀的立体示意图。

图2是利用图1所示的镗刀进行加工时与工件相啮合的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的镗刀及采用该镗刀的镗削加工方法作进一步详细说明。

请参见图1，本发明实施例的镗刀100包括刀杆11，镗削部12以及刀柄13。

刀杆11大致为长条状圆柱体，其包括第一端112及与第一端112相对的第二端114。刀杆11具有中心轴线a并以中心轴线a为旋转轴线。镗削部12形成于刀杆11的第一端112，刀柄13形成于刀杆11的第二端114。

镗削部12包括第一镗削体121、第二镗削体123及第三镗削体125。在沿刀杆11的中心轴线a，并从刀杆11的第二端114指向第一端112的方向上，第三镗削体125、第二镗削体123及第一镗削体121依次设置，且各镗削体的切削半径逐渐减小，即第二镗削体123设置于刀柄13与第一镗削体121之间，第三镗削体125设置于第二镗削体123与刀柄13之间。进行镗削加工时，第一镗削体121、第二镗削体123及第三镗削体125可依次进行切削。其中，第一镗削体121可用于进行粗镗加工，第二镗削体123可用于进行半精镗加工，第三镗削体125可用于进行精镗加工。本实施例中，相邻设置的两个镗削体的切削半径差值的取值范围为0.005毫米至0.03毫米，利用上述三个镗削体依次切削形成的加工表面可具有较高的表面质量。

第一镗削体121形成于刀杆11的第一端112的端部，其切削刃1212的刃口处具有倒角(图未示)。在本实施例中，该倒角为圆角，其圆角半径的取值范围为0.2毫米至0.5毫米。设置上述圆角，可改善第一镗削体121进行加工时的应力集中，从而增强切削刃1212的强度以防止其在较大的切削阻力作用下崩刃，以延长镗刀100的使用寿命。

第一镗削体121、第二镗削体123及第三镗削体125在沿刀杆11的中心轴线a方向具有一定的延伸长度，该延伸长度的取值范围在0.5毫米至2毫米之间，图1中仅标示出第三镗削体125的延伸长度L3。相邻的两个镗削体之间还形成有朝向刀杆11内部凹陷的凹槽126。上述各镗削体的切削刃可通过砂轮磨削形成，通过设置凹槽126可便于砂轮磨削完成后进行退刀。第三镗削体125与刀柄13之间形成有内缩的颈部127，颈部127沿刀杆11的中心轴线a方向的长度可根据待加工的孔的深度进行设定。

第一镗削体121、第二镗削体123及第三镗削体125均采用双刃结构。其中，第一镗削体121包括两条切削刃121a、121b，第二镗削体123包括两条切削刃123a、123b，第三镗削体125包括两条切削刃125a、125b。上述各镗削体的两条切削刃均以刀杆11的中心轴线a为中心呈中心对称设置。镗刀100进行切削加工时，各镗削体的两条切削刃可同时参与切削，镗刀100所受到的进刀阻力对称平衡，其中径向分力可相互抵消，从而镗刀100刀杆11不会因径向受力不均而产生晃动或变形，可提高加工的精度及稳定性。

镗刀100还包括沿刀杆11的中心轴线a方向延伸的第一刀槽131及第二刀槽132。第一刀槽131及第二刀槽132分别与第一镗削体121、第二镗削体123及第三镗削体125相交。上述各镗削体与第一刀槽131及第二刀槽132在刀杆11外圆周面上的交接处形成切削刃。第一刀槽131及第二刀槽132均大致为直槽形式，在沿刀杆11的中心轴线，并从第二端114指向第一端112的方向上，第一刀槽131及第二刀槽132逐渐向内靠近刀杆11的中心轴线a，从而镗刀100具有一定的轴向前角，有助于减小镗刀100进刀时受到的切削阻力、减小镗刀100的进行切削加工时的变形以及产生的热量。

刀柄13可以为直柄形式，也可以为锥柄形式，其用于加工时方便将镗刀100装夹于控制装置上，比如数控机床主轴上，以保持加工时镗刀100的稳定性。

镗刀100可根据其用途选择合适的材料制成。一般情况下，优选的材料为强度和韧性均较好的硬质合金和高速钢。此外，还可通过在第一镗削体121、第二镗削体123及第三镗削体125表面形成各种硬膜以提高镗刀100的切削性能。如根据镗刀100的用途可采用碳化钛(TiC)、氮化钛铝(A1TiN)、氮化铝钛(TiAlN)或氮碳化钛(TiCN)等硬膜。

本发明实施例的镗刀100的第一镗削体121、第二镗削体123及第三镗削体125均与刀杆11一体成型，从而镗刀100的结构较为紧凑，有助于实现镗刀100的小型化设计，从而可满足小尺寸结构的镗削加工要求。

图2所示为利用镗刀100进行镗孔时与工件200相啮合的状态示意图。采用上述镗刀100进行切削加工，可仅经一次加工完成粗镗、半精镗和精镗加工。利用本发明实施例的镗刀100对工件200进行镗削加工的方法包括以下基本步骤：

(1)提供上述的镗刀100，并将镗刀100装夹于控制装置上，比如普通镗床或加工中心的主轴上。

(2)提供具有孔201的工件200，并将工件200装夹于工作台上，孔201具有中心轴线b。

(3)移动镗刀100并进行对刀，旋转该镗刀100并沿孔201的中心轴线b方向进刀。第一镗削体121、第二镗削体123及第三镗削体125分别对孔201进行镗削加工。其中，第一镗削体121用于进行粗镗，第二镗削体123用于进行半精镗，第三镗削体125用于进行精镗。在本实施例中，完成对刀后，孔201的中心轴线b与刀杆11的中心轴线a基本重合。

下面以第一镗削体121及第二镗削体123为例对各镗削体的切削加工情况作进一步说明。

在步骤(3)中，因第二镗削体123的切削半径大于第一切削体121的切削半径，从而第二镗削体123可在第一镗削体121先行进行切削的区域再次进行切削。第二镗削体123的切削余量为第一镗削体121与第二镗削体123的切削半径的差值。通过第二镗削体123的切削可改善第一镗削体121切削孔201的内壁的表面质量。

第三镗削体125的切削加工方式与第二镗削体123相同。第三镗削体125可在第二镗削体123先行进行切削的区域进行切削，从而进一步提高孔201的加工面的表面质量。

采用单一的本发明实施例的镗刀100仅经一次加工即可完成粗镗、半精镗及精镗，即在一个工位上可完成三道工序，而无需换刀，从而避免了因换刀以及重新对刀所耗费的工时，提高了加工效率，也可避免因重复对刀而造成加工出的孔的中心轴线的位置偏差，提高了加工精度。

可以理解，本发明的镗刀100也可以仅包括在刀杆11的第二端114指向第一端112的方向上依次设置且半径逐渐减小的两个镗削体，利用该两个镗削体，可分别完成粗镗加工及精镗加工或者半精镗加工及精镗加工。当然，本发明的镗刀100不限于对孔进行镗削加工，其还可以对其他具有与圆形轮廓部位的工件进行镗削加工。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种镗刀，其包括刀杆、形成于该刀杆的第一镗削体及刀柄，其特征在于：该镗刀还包括形成于刀杆的第二镗削体，该第二镗削体设置于第一镗削体与刀柄之间，且该第二镗削体的切削半径大于该第一镗削体的切削半径。

2.如权利要求1所述的镗刀，其特征在于：该第一镗削体及第二镗削体均包括一对切削刃，每一对切削刃呈中心对称设置。

3.如权利要求2所述的镗刀，其特征在于：该第一镗削体的切削刃处具有倒角。

4.如权利要求3所述的镗刀，其特征在于：该倒角为圆角，其半径的取值范围为0.2毫米至0.5毫米。

5.如权利要求1所述的镗刀，其特征在于：该镗刀还包括第三镗削体，该第三镗削体设置于该第二镗削体与刀柄之间，且第三镗削体的切削半径大于第二镗削体的切削半径。

6.如权利要求5所述的镗刀，其特征在于：在该第一镗削体、第二镗削体及第三镗削体中，相邻两个镗削体的切削半径的差值的取值范围为0.005毫米至0.03毫米。

7.如权利要求5所述的镗刀，其特征在于：该镗刀还包括沿与刀杆的轴向斜交的方向延伸的刀槽，该刀槽分别与第一镗削体、第二镗削体及第三镗削体相交。

8.如权利要求1所述的镗刀，其特征在于：该镗刀由硬质合金或高速钢制成。

9.如权利要求1所述的镗刀，其特征在于：该镗刀表面形成有硬膜，该硬膜的材料为碳化钛、氮化钛铝、氮化铝钛或氮碳化钛中的一种或任意组合。

10.一种镗削加工方法，其包括以下步骤：

提供如权利要求1至9任意一项所述的镗刀；

提供具有圆形轮廓部位的工件；

旋转该镗刀并沿刀杆的轴向进刀，该第一镗削体及第二镗削体分别对工件的圆形轮廓部位进行切削加工。

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