CN102179481B - 一种可更换刀头的铸型加工专用刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可更换刀头的铸型加工专用刀具，属于铸造及机械加工技术领域。本发明旨在提供铸型切削加工中的专用刀具，包括刀头、刀柄，刀头上安装有切削刀片，刀头与刀柄采用螺纹或顶丝连接，连接处采用锥度和端面定位，还包括连接杆，刀头与连接杆采用螺纹或顶丝连接，连接处采用锥度和端面定位。本发明专用于砂型或砂芯的切削加工，采用PCD或超硬材料，改善了普通刀具耐磨性差的缺点；解决了铸型切削加工中的刀具磨损问题，同时，连接杆延长了刀具总长，满足了细长的深孔加工；既避免加工干涉，又可灵活拆卸，满足不同形式的铸型切削加工。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种刀具，特别涉及一种可更换刀头的铸型加工专用刀具，属于铸造及机械加工技术领域。
背景技术
铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械工业重要的基础工艺。铸造行业是国民经济发展的重要基础产业，是制造业的重要组成部分。随着产品的多样化、个性化，单件、小批量铸件的需求越来越多，尤其在产品开发研制阶段，要求生产周期短、更新速度快。在这样的背景条件下，出现了铸型的数字化快速制造方法，即采用铸型切削加工成形机直接加工砂坯得到铸型。该方法在解决单件小批量零件的铸型制造方面，与传统制造方法不同，制造周期短，生产成本低。
铸型切削加工的对象为铸造用砂坯，不同于传统的金属切削。铸型（芯）是由铸造用砂、粘结剂固化而成，切削过程中，高速旋转加工的刀具直接与砂粒产生碰撞，无切削液润滑，以及刀具受包裹着粘结剂的砂粒摩擦作用，普通刀具磨损严重。同时，加工砂坯模的型腔复杂且深度高，需较长的刀柄以保证刀具的正常加工，不产生干涉现象（市面上的强力刀柄或热缩刀柄的直径大，加工中容易产生干涉，不能满足即能加长刀具又不影响深孔加工的要求）。考虑上述的原因，开发了适合铸型切削加工的专用刀具。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的普通刀具加工铸造用砂型，存在刀具耐磨性差、长度短，加工深腔干涉的缺点，提供了一种专用于铸型切削加工的刀具，旨在为单件、小批量的铸件铸型的切削加工提供一种耐磨性好、长度可调、适合深腔加工的可更换刀头的铸型加工专用刀具。
本发明通过下述技术方案实现：
一种可更换刀头的铸型加工专用刀具，包括刀头、刀柄，刀头上安装有切削刀片，其材料为PCD或超硬材料；刀头与刀柄采用螺纹或顶丝连接，连接处采用锥度和端面定位。
一种可更换刀头的铸型加工专用刀具，还包括连接杆，刀头与连接杆采用螺纹或顶丝连接，连接处采用锥度和端面定位。
专用刀具的连接杆直径在10mm以下时的材料为硬质合金；直径为10-20mm时材料为高速钢；直径在20mm以上时采用空心结构，以便减重。
专用刀具的刀头切削直径4mm以下时刀片与刀头采用单刃钎焊方式连接。
专用刀具的刀头切削直径为4-20mm时采用双刃钎焊的方式连接。
专用刀具的刀头切削直径为直径20mm以上时，将2-4个刀片采用螺纹的方式连接在刀头上。
专用刀具的刀柄分为夹持和连接两部分，夹持部分配合ER系列的弹簧夹头，保证在同一套刀具中刀柄长度、直径是一致的，连接部分的直径随同连接杆直径变化。
本发明具有下述技术效果：
1) 该刀具专用于砂型或砂芯的切削加工，并采用PCD或超硬材料，改善了普通刀具耐磨性差的特点，解决了铸型切削加工中的刀具磨损问题。
2) 该专用刀具的连接杆延长了刀具总长，满足了细长的深孔加工；同时，该刀具的连接杆直径与刀头切削部分直径相同，既避免了干涉，又可灵活拆卸，满足不同形式的铸型切削加工。
附图说明
图1为本发明可更换刀头的铸型加工专用刀具的主视图；
图2为本发明可更换刀头的铸型加工专用刀具的俯视图；
图3为本发明可更换刀头的铸型加工专用刀具的侧视图；
图4为本发明可更换刀头的铸型加工专用刀具的刀头视图；
图5为本发明可更换刀头的铸型加工专用刀具的连接杆视图；
图6为本发明可更换刀头的铸型加工专用刀具的刀柄视图；
图7为本发明可更换刀头的铸型加工专用刀具的刀头与连接杆的连接视图；
附图标记
1—专用刀具刀头；2—专用刀具连接杆；3—专用刀具刀柄；
4—专用刀具短刀片；5—专用刀具长刀片；6—顶丝。
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利的具体实施方式作详细说明：
图1为本发明可更换刀头的铸型加工专用刀具的主视图，图2为可更换刀头的铸型加工专用刀具的俯视图，图3为可更换刀头的铸型加工专用刀具的侧视图。可更换刀头的铸型加工专用刀具包括刀头1、连接杆2、刀柄3。
图4为专用刀具的刀头图。刀头上安装有2个切削刀片（见图3中的专用刀具短刀片4和专用刀具长刀片5），其材料为PCD，(聚晶金刚石，Polycrystalline diamond的缩写，是用细颗粒金刚石单晶在高温高压下烧结而成，具有很好的耐磨性、热稳定性、抗压强度和抗冲击韧性，主要的形状有三角形、正方形、长方形、圆柱形、两端圆弧形等）。该刀片在垂直刀具轴线的平面内，前角为0°，主偏角为90°。其中短刀片4和长刀片5采用钎焊或螺钉连接固定在刀头部分，刀片的轴向长度由实际切削的切削深度和刀具直径决定，这里为2 mm；刀片的径向长度由刀具直径决定。刀片安装过刀头中心，且外缘直径高于刀体直径约0.1 mm。
图5中专用刀具的连接杆的长度随着被加工砂型尺寸，形成不同系列，满足各种深腔加工。连接杆两端与刀头和刀柄的连接方式为螺纹连接，同时，连接杆与刀头和刀柄的连接部分直径相同、连接形式相同，以保证刀头、刀柄、连接杆的相互配合。图1中，连接杆的存在，延长了刀具总长，避免了加工中刀具干涉问题，满足了细长深孔加工的要求；当刀头与刀柄直接相连时（在同一把刀具中，刀头与连接杆的配合装配方式同连接杆与刀柄的连接方式相同），减少了悬伸量（专用刀具突出刀夹的长度，即刀具总长减去刀柄被夹持部分的长度），具有加工速度快的特点，满足粗加工和浅槽加工的要求。
图6中专用刀具刀柄分为夹持部分和连接部分（带螺纹的一端）。夹持部分配合ER系列的弹簧夹头，保证在同一套刀具中刀柄长度、直径是一致的，连接部分的直径随同连接杆直径变化。在本实施例中，考虑到刀柄夹持的精度及加工中的稳定性问题，刀柄夹持部分配合ER系列的弹簧夹头，直径为Φ13-Φ16mm，长度为50mm，保证在同一套刀具中刀柄夹持部分长度、直径是一致的。
本实施例中的刀头与连接杆采用螺纹连接，连接处采用锥度和端面定位，保证刀头与连接杆同心；刀头与连接杆采用顶丝方式连接如图7所示。刀柄与连接杆采用螺纹连接（图1）或顶丝连接，连接端采用锥度和端面定位，以达到同心的目的。
可更换刀头的铸型加工专用刀具的直径在10mm以下时，由于长径比大于10，刀杆、刀柄以及刀头优先采用硬质合金，满足刀具制造和使用过程中的刚度要求；直径10-20mm时，采用高速钢，以节省材料；20mm以上采用空心结构，以便减重。
特别指出，本发明中涉及到连接杆，延长了整体刀具的长度，避免了加工中的干涉现象，改善了市面上的强力刀柄或热缩刀柄直径粗、重量大、成本高的缺点，提高了加工效率，节省了刀具成本，能够更加灵活地加工出不同复杂程度的铸型型腔。
尽管参考实施例对所公开的涉及一可更换刀头的铸型加工专用刀具进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性而不是限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。
Claims (8)
1.一种可更换刀头的铸型加工专用刀具，用于加工铸造用砂坯，包括刀头、刀柄，其特征在于，所述刀头上安装有切削刀片，其材料为PCD或超硬材料；所述刀头与刀柄采用螺纹或顶丝连接，连接处采用锥度和端面定位；所述铸型加工专用刀具还包括连接杆，所述连接杆分别与所述刀头和刀柄可拆卸地连接，所述连接杆与所述刀头和刀柄之间均采用螺纹或顶丝连接，连接处采用锥度和端面定位。
2.根据权利要求1所述的可更换刀头的铸型加工专用刀具，其特征在于，当连接杆直径在10mm以下时的材料为硬质合金。
3.根据权利要求1所述的可更换刀头的铸型加工专用刀具，其特征在于，当连接杆直径为10-20mm时材料为高速钢。
4.根据权利要求1所述的可更换刀头的铸型加工专用刀具，其特征在于，当连接杆直径在20mm以上时采用空心结构，以便减重。
5.根据权利要求1所述的可更换刀头的铸型加工专用刀具，其特征在于，所述切削刀片，当刀头切削直径4mm以下时采用单刃钎焊的方式连接。
6.根据权利要求1所述的可更换刀头的铸型加工专用刀具，其特征在于，所述切削刀片，当刀头切削直径为4-20mm时采用双刃钎焊的方式连接。
7.根据权利要求1所述的可更换刀头的铸型加工专用刀具，其特征在于，所述切削刀片，当刀头切削直径为直径20mm以上时，将2-4个刀片采用螺纹的方式连接在刀头上。
8.根据权利要求1所述的可更换刀头的铸型加工专用刀具，其特征在于，所述刀柄分为夹持和连接两部分，夹持部分配合ER系列的弹簧夹头，保证在同一套刀具中刀柄长度、直径是一致的，连接部分的直径与连接杆直径相同。
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150506 |
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