CN104028840A - 一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，包括材质为硬质合金的圆形棒；其一头设有排屑槽；排屑槽内设有刀片槽，刀片槽中固接金刚石复合片；圆形棒的轴线位置设有过流通道，圆形棒端部还开设有两个冷却孔，两个冷却孔的各一端分别接至二个排屑槽，两个冷却孔的各另一端分别接至过流通道；金刚石复合片具有相互垂直的第一侧面和第二侧面，第一侧面凸出在圆形棒之外构成铣刀的底刃，第二侧面凸出在圆形棒周壁之外并构成铣刀的周刃。该结构的刀具可以提高被加工产品的表面光洁度与加工质量，提高加工精度与刀具的使用寿命，具有加工质量的稳定性好、表面光洁度好、加工效率高、加工成本低、加工效果好的特点。

Description

一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀

技术领域

本发明涉及机械加工行业的刀具制造领域，特别是涉及一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀。

背景技术

在航空航天领域，通常需要对压铸高硅铝合金材料工件进行盲孔的加工，传统的加工方式是采用硬质合金铰刀，单刃口，采用两道工序，即粗铰和精铰进行加工。粗铰的切削深度(单边加工余量)为0.3～0.8mm，加工精度可达IT10～9，表面粗糙度为Ra10～1.25μm；精铰的切削深度为0.06～0.3mm，加工精度可达IT8～6，表面粗糙度为Ra1.25～0.08μm。

采用这样的刀具加工不能满足产品要求，主要问题如下：

1、加工质量不能满足需要，主要是表面精度保证不了；

2、表面光洁度不好（要求表面光洁度：Ra 0.4），达不到工件的加工要求；

3、加工效率低，要经常更换刀具；

4、增加制造成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，该结构的刀具可以提高被加工产品的表面光洁度与加工质量，提高加工精度与刀具的使用寿命，具有加工质量的稳定性好、表面光洁度好、加工效率高、加工成本低、加工效果好的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，包括材质为硬质合金的圆形棒；该圆形棒的一头的端部由端头向端里并延伸至圆形棒的部分周壁设有二个不相通的排屑槽；所述二个排屑槽分别由槽底壁和槽侧壁构成，其中，二个排屑槽的槽底壁均设为平面，且二个排屑槽的槽底壁分别处在圆形棒的同一条直径上；在二个槽底壁中，处于端头的区域还分别向下设有刀片槽，二个刀片槽均由相互垂直且一体相接的刀槽底壁和刀槽侧壁构成，其中，刀片槽的刀槽底壁与对应的排屑槽的槽底壁相平行；在圆形棒的轴线位置设有由另一头的端头通入的过流通道，该过流通道延伸至圆形棒的一头的端部，在圆形棒的一头的端部还开设有两个冷却孔，两个冷却孔的各一端分别接至二个排屑槽，两个冷却孔的各另一端分别接至过流通道；在每个刀片槽中分别吻合固接一金刚石复合片，二个金刚石复合片的顶面分别与对应的排屑槽的槽底壁相平齐；二个金刚石复合片分别具有相互垂直的第一侧面和第二侧面，二个金刚石复合片的第一侧面分别沿着圆形棒的轴向凸出在圆形棒之外并构成铣刀的二个底刃，二个金刚石复合片的第二侧面分别沿着圆形棒的径向凸出在对应的圆形棒周壁之外并构成铣刀的对应周刃。

所述金刚石复合片的第一侧面设为斜面，且是从金刚石复合片的顶面向底面方向呈渐次内倾，其倾斜角度为8～10°。

所述金刚石复合片的第二侧面设为斜面，且是从金刚石复合片的顶面向底面方向呈渐次内倾，其倾斜角度为10～15°。

所述二个排屑槽是以圆形棒的轴线为中心呈旋转对称；所述二个金刚石复合片的形状和大小相同。

所述金刚石复合片与圆形棒的刀片槽之间采用超高频方式焊接相固定。

所述的排屑槽的槽侧壁由依序相接的平面和弧形面构成，所述冷却孔设在排屑槽的平面槽侧壁中。

所述冷却孔的中心线与圆形棒的轴线的夹角为30°

所述的刀片槽的刀槽侧壁由依序相接的平面和弧形面构成，且弧形面为尺寸R15圆弧面。

一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀的制作方法，包括如下步骤：

a.在硬质合金棒材上加工外圆与台阶；

b.在圆形硬质合金棒材的一端部位，以中心对称两边开排屑槽；

c.在两个排屑槽的一端分别开刀片槽；

d.使用高速打孔机打出过流通道；

e.按照预设的角度钻出两个冷却孔；

f.封住过流通道的一端；

g.按预设的尺寸切割选好的适合加工压铸铝件的超硬材料（如PCD复合片）复合片；

h.把切割好的复合片与硬质合金棒材采用超高频方式焊接成为一体；

i.采用电火花或者砂轮方式进行粗磨；

j.按预设的尺寸与刃口精度要求采用合适的砂轮与设备进行精磨。

超硬材料双内冷铰刀用来加工压铸高硅铝合金材料盲孔时，先是把刀具与工件分别装夹在专用设备上（CNC机床），然后测量与调整装夹精度，最后采用铰削方式进行加工。

本发明的有益效果是，由于采用了在圆形棒的一头的端部由端头向端里并延伸至圆形棒的部分周壁设有二个不相通的排屑槽；所述二个排屑槽分别由槽底壁和槽侧壁构成，其中，二个排屑槽的槽底壁均设为平面，且二个排屑槽的槽底壁分别处在圆形棒的同一条直径上；在二个槽底壁中，处于端头的区域还分别向下设有刀片槽，二个刀片槽均由相互垂直且一体相接的刀槽底壁和刀槽侧壁构成，其中，刀片槽的刀槽底壁与对应的排屑槽的槽底壁相平行；在圆形棒的轴线位置设有由另一头的端头通入的过流通道，该过流通道延伸至圆形棒的一头的端部，在圆形棒的一头的端部还开设有两个冷却孔，两个冷却孔的各一端分别接至二个排屑槽，两个冷却孔的各另一端分别接至过流通道；在每个刀片槽中分别吻合固接一金刚石复合片，二个金刚石复合片的顶面分别与对应的排屑槽的槽底壁相平齐；二个金刚石复合片分别具有相互垂直的第一侧面和第二侧面，二个金刚石复合片的第一侧面分别沿着圆形棒的轴向凸出在圆形棒之外并构成铣刀的二个底刃，二个金刚石复合片的第二侧面分别沿着圆形棒的径向凸出在对应的圆形棒周壁之外并构成铣刀的对应周刃。采用这种结构的超硬材料双内冷铰刀来加工压铸高硅铝合金材料盲孔，表面精度可以达到Ra 0.4，使用寿命是硬质合金刀具的50倍，具有加工质量的稳定性好、表面光洁度好、加工效率高、加工成本低、加工效果好的特点。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的立体构造示意图；

图2是本发明的构造分解示意图；

图3是本发明的主视图；

图4是本发明的俯视图；

图5是本发明的左视图；

图6是沿图4中A—A线的剖视图；

图7是沿图4中B—B线的剖视图；

图8是沿图4中C—C线的剖视图；

图9是图4中的D部放大示意图；

图10是沿图5中E—E线的剖视图；

图11是沿图9中的F部放大示意图；

图12是沿图11中G—G线的剖视图；

图13是沿图11中H—H线的剖视图。

具体实施方式

实施例，参见附图所示，本发明的一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，包括材质为硬质合金的圆形棒1；该圆形棒的一头的端部由端头向端里并延伸至圆形棒的部分周壁设有二个不相通的排屑槽2；所述二个排屑槽2分别由槽底壁21和槽侧壁22构成，其中，二个排屑槽2的槽底壁21均设为平面，且二个排屑槽的槽底壁分别处在圆形棒的同一条直径上；在二个槽底壁21中，处于端头的区域还分别向下设有刀片槽3，二个刀片槽3均由相互垂直且一体相接的刀槽底壁31和刀槽侧壁32构成，其中，刀片槽的刀槽底壁31与对应的排屑槽的槽底壁21相平行；在圆形棒的轴线位置设有由另一头的端头通入的过流通道4，该过流通道4延伸至圆形棒的一头的端部，在圆形棒的一头的端部还开设有两个冷却孔41，两个冷却孔41的各一端分别接至二个排屑槽2，两个冷却孔41的各另一端分别接至过流通道4；在每个刀片槽3中分别吻合固接一金刚石复合片5，二个金刚石复合片5的顶面分别与对应的排屑槽的槽底壁21相平齐；二个金刚石复合片5分别具有相互垂直的第一侧面51和第二侧面52，二个金刚石复合片的第一侧面51分别沿着圆形棒的轴向凸出在圆形棒之外并构成铣刀的二个底刃，二个金刚石复合片的第二侧面52分别沿着圆形棒的径向凸出在对应的圆形棒周壁之外并构成铣刀的对应周刃。

所述金刚石复合片的第一侧面51设为斜面，且是从金刚石复合片的顶面向底面方向呈渐次内倾，其倾斜角度Q1为8～10°。

所述金刚石复合片的第二侧面52设为斜面，且是从金刚石复合片的顶面向底面方向呈渐次内倾，其倾斜角度Q2为10～15°。

所述二个排屑槽2是以圆形棒的轴线为中心呈旋转对称；所述二个金刚石复合片5的形状和大小相同。

所述金刚石复合片5与圆形棒的刀片槽3之间采用超高频方式焊接相固定。

所述的排屑槽的槽侧壁22由依序相接的平面和弧形面构成，所述冷却孔41设在排屑槽的平面槽侧壁中。

所述冷却孔41的中心线与圆形棒1的轴线的夹角Q3为30°

所述的刀片槽的刀槽侧壁32由依序相接的平面和弧形面构成，且弧形面为尺寸R15圆弧面。

本发明的一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀的制作方法，包括如下步骤：

a.在硬质合金棒材上加工外圆与台阶，形成圆形棒，圆形棒的中间形成台阶；

b.在圆形硬质合金棒材的一端部位，以中心对称两边开排屑槽2；

c.在两个排屑槽2的一端分别开刀片槽3；

d.使用高速打孔机打出过流通道4即内冷孔；

e.按照预设的角度钻出两个冷却孔41；

f.封住过流通道的一端，保证冷却水从切削刃口两边射出；

g.按预设的尺寸切割选好的适合加工压铸铝件的超硬材料（如PCD复合片）复合片即金刚石复合片5；

h.把切割好的复合片5与硬质合金棒材1采用超高频方式焊接成为一体；

i.采用电火花或者砂轮方式进行粗磨；

j.按预设的尺寸与刃口精度要求采用合适的砂轮与设备进行精磨。

超硬材料双内冷铰刀用来加工压铸高硅铝合金材料盲孔时，先是把刀具与工件分别装夹在专用设备上（CNC机床），然后测量与调整装夹精度，最后采用铰削方式进行加工。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，其特征在于：包括材质为硬质合金的圆形棒；该圆形棒的一头的端部由端头向端里并延伸至圆形棒的部分周壁设有二个不相通的排屑槽；所述二个排屑槽分别由槽底壁和槽侧壁构成，其中，二个排屑槽的槽底壁均设为平面，且二个排屑槽的槽底壁分别处在圆形棒的同一条直径上；在二个槽底壁中，处于端头的区域还分别向下设有刀片槽，二个刀片槽均由相互垂直且一体相接的刀槽底壁和刀槽侧壁构成，其中，刀片槽的刀槽底壁与对应的排屑槽的槽底壁相平行；在圆形棒的轴线位置设有由另一头的端头通入的过流通道，该过流通道延伸至圆形棒的一头的端部，在圆形棒的一头的端部还开设有两个冷却孔，两个冷却孔的各一端分别接至二个排屑槽，两个冷却孔的各另一端分别接至过流通道；在每个刀片槽中分别吻合固接一金刚石复合片，二个金刚石复合片的顶面分别与对应的排屑槽的槽底壁相平齐；二个金刚石复合片分别具有相互垂直的第一侧面和第二侧面，二个金刚石复合片的第一侧面分别沿着圆形棒的轴向凸出在圆形棒之外并构成铣刀的二个底刃，二个金刚石复合片的第二侧面分别沿着圆形棒的径向凸出在对应的圆形棒周壁之外并构成铣刀的对应周刃。

2.根据权利要求1所述的加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，其特征在于：所述金刚石复合片的第一侧面设为斜面，且是从金刚石复合片的顶面向底面方向呈渐次内倾，其倾斜角度为8～10°。

3.根据权利要求1所述的加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，其特征在于：所述金刚石复合片的第二侧面设为斜面，且是从金刚石复合片的顶面向底面方向呈渐次内倾，其倾斜角度为10～15°。

4.根据权利要求1所述的加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，其特征在于：所述二个排屑槽是以圆形棒的轴线为中心呈旋转对称；所述二个金刚石复合片的形状和大小相同。

5.根据权利要求1所述的加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，其特征在于：所述金刚石复合片与圆形棒的刀片槽之间采用超高频方式焊接相固定。

6.根据权利要求1所述的加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，其特征在于：所述的排屑槽的槽侧壁由依序相接的平面和弧形面构成，所述冷却孔设在排屑槽的平面槽侧壁中。

7.根据权利要求1所述的加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，其特征在于：所述冷却孔的中心线与圆形棒的轴线的夹角为30°。

8.根据权利要求1所述的加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀，其特征在于：所述的刀片槽的刀槽侧壁由依序相接的平面和弧形面构成，且弧形面为尺寸R15圆弧面。

9.一种加工压铸高硅铝合金材料盲孔的超硬材料双内冷铰刀的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

a.在硬质合金棒材上加工外圆与台阶；

b.在圆形硬质合金棒材的一端部位，以中心对称两边开排屑槽；

c.在两个排屑槽的一端分别开刀片槽；

d.使用高速打孔机打出过流通道；

e.按照预设的角度钻出两个冷却孔；

f.封住过流通道的一端；

g.按预设的尺寸切割选好的适合加工压铸铝件的超硬材料（如PCD复合片）复合片；

h.把切割好的复合片与硬质合金棒材采用超高频方式焊接成为一体；

i.采用电火花或者砂轮方式进行粗磨；

j.按预设的尺寸与刃口精度要求采用合适的砂轮与设备进行精磨。