CN104439315A - 孔用复合刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种孔用复合刀具，其性能得到提高。一种孔用复合刀具，于其刀杆的前端设有镗削刀，中间设有铰孔刀和导向条，后端设有倒角刀，其特点是，所述的铰孔刀可拆卸地安装在所述刀杆上，且所述铰孔刀的刀片的安装位置可以径向调节，以使其加工直径可以调节。

Description

孔用复合刀具
技术领域
本发明涉及刀具，尤其涉及机加工刀具。
背景技术
专利号为ZL200820113406.0，授权公告号为CN201283457Y，名称为“深孔用阶梯扩孔刀”的中国授权专利，披露了一种用于半精加工的复合扩孔刀具，如图7所示，其前端采用小余量扩孔刀1，中间部分采用带有四个导向条3的孔径扩孔刀2，后端采用倒角刀5。采用内冷形式，设置冷却水孔。
如何将孔用复合刀具应用于高精度零件加工，例如加工圆柱度要求在￠0.005mm以下的孔，是较难实现的目标。虽然上述专利中的复合刀具相比更早的现有技术，加工效率和精度有所提高，但从其导向条分布的位置分析，无法起到支撑的作用，从扩孔刀的形式看，也无法保证长期的加工精度。作为复合刀具，其价格远高于单一加工用途的刀具，如何提高其使用寿命、以及如何在长期使用后仍能达到精度，是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种孔用复合刀具，其性能得到提高。
一种孔用复合刀具，于其刀杆的前端设有镗削刀，中间设有铰孔刀和导向条，后端设有倒角刀，其特点是，所述的铰孔刀可拆卸地安装在所述刀杆上，且所述铰孔刀的刀片的安装位置可以径向调节，以使其加工直径可以调节。
所述的孔用复合刀具，其中，刀杆的外表面设有供冷却液流动的至少一条斜槽，其中一所述斜槽在刀杆旋转方向上的最后端的槽口靠近铰孔刀的刀片。
所述的孔用复合刀具，其中，导向条的前端位于铰孔刀的刀片的切削刃的后方，导向条的所述前端和所述切削刃的轴向距离在0.2～0.3mm之间。
所述的孔用复合刀具，其中，刀杆中部的侧面开设缺口，铰孔刀的刀片对应地镶嵌在缺口中，叠放在缺口的底平面上，使切削刃径向朝外，铰孔刀的刀片用压板压在底平面上，而压板用可拆卸的紧固件拧紧于刀杆上。
所述的孔用复合刀具，其中，一调节杆从贯穿刀杆的孔中插入到刀杆，该调节杆的尾部可推动铰孔刀的刀片的径向内侧部位。
所述的孔用复合刀具，其中，所述调节杆为调节螺栓，与所述孔螺纹配合。
所述的孔用复合刀具，其中，镗削刀和倒角刀分别可拆卸地安装在刀杆上。
所述的孔用复合刀具，其中，镗削刀包括设置2个刀片，周向对称地分布于刀杆前端，镗削刀的刀片位于刀杆侧面加工出的缺口，该缺口的底平面不经过刀杆的轴线，镗削刀的刀片镶嵌在缺口中，使切削刃径向朝外，叠放在缺口的底平面上，用螺钉拧紧在缺口的底平面。
所述的孔用复合刀具，其中，多个导向条沿刀杆的周向均布，其支撑直径略小于绞孔刀片的加工直径。
前述发明的目的、特点和优点将在后述的实施例中结合附图有更为详细的描述。
附图说明
图1是本发明实的复合刀具加工孔的过程示意图；
图2是本发明实施例中的孔用复合刀具的主视图；
图3是图2中刀具的右视图；
图4是图2中刀具的Ⅰ-Ⅰ剖视图；
图5是图2中刀具的Ⅱ-Ⅱ剖视图；
图6是图2中刀具的Ⅲ-Ⅲ剖视图；
图7是已有复合刀具的主视图。
具体实施方式
孔的加工至少包括粗加工、精加工和倒角加工，以下结合缸体中工活塞孔的加工要求和加工过程，来说明孔用复合刀具的结构和功能。
如图1所示，缸体10的毛坯包括一锻造而成的活塞孔11、缸体前端面12和后端面13，缸体毛坯中活塞孔的直径为30mm。
如图2所示，孔用复合刀具20用于加工活塞孔11。复合刀具有轴向延伸的刀杆19。在刀杆19的前端设镗削刀21，中间部分设铰孔刀22和导向条23，后端设有倒角刀24。
如图3所示，镗削刀21作为粗加工刀，切削余量较大，产生的切削力也较大，最好设置2个刀片25，周向对称地分布于刀杆19前端，其在加工时切削力平衡，振动较小。刀片25最好用可拆卸的方式安装在刀杆19上，在刀杆19侧面加工出缺口26，该缺口26的底平面27不经过刀杆19的轴线，刀片25具有与缺口26对应的形状，镶嵌在缺口26中，使切削刃28径向朝外，叠放在缺口26的底平面27上，用螺钉29拧紧在缺口26的底平面27。当镗削刀片25产生明显磨钝后，可以拧下螺钉29，更换新的镗削刀片。
如图2、4、5所示，铰孔刀22作为精加工刀，其加工精度即为活塞孔的最终精度，为此铰孔刀的加工后尺寸必须控制在一个很小的公差范围内，例如圆柱度公差范围设置为￠0.005mm，切削余量设置为0.1mm～0.2mm，假如铰孔刀22的精度超出了所要求的范围，那么所加工的孔就不合格，该复合刀具也就失效了。正因为铰孔刀22对于孔最终表面质量起着关键作用，有必要频繁地对其进行校正、甚至更换。而铰孔刀22的切削余量较小，产生的切削力也较小，设置单个刀片30即可，这也能减少校正的工作量。刀片30设置为使直径D（加工孔的直径）可调以及可拆卸，刀杆中部的侧面开设缺口31（在图中由刀片30占据），刀片30对应地镶嵌在缺口31中，叠放在缺口31的底平面32上，使切削刃34径向朝外，用压板35将刀片30压在底平面32上，压板用螺钉36拧紧于刀杆19上。一调节螺栓37贯穿刀杆19，尾部41可推动刀片30的径向内侧部位。因此，校正时，松开螺钉36和压板35，旋动螺栓37使之推动刀片30向外移动，移动到设定位置，重新拧紧螺钉36，固定刀片30。由此来实现直径可调。直至刀片30磨钝，可以进行更换。铰刀刀片30可采用聚晶金刚石(即PCD)刀片。
如图5所示，在刀杆19的中间部分的周面上还设有多个轴向延伸的导向条23，可设为4条。导向条23的直径、位置设定得适当，可以提高刀具加工时的稳定性。其直径d（能支撑孔的直径）略小于铰孔刀片30直径D，设置为D-d≤0.005mm；导向条23的前端位于铰孔刀切削刃34的后方，轴向距离L为0.2～0.3mm。使得在切削刃34进入活塞孔11进行加工的瞬间，导向条23也进入活塞孔11进行支撑。导向条23在铰孔刀发生切削振动和变形时，能与活塞孔11孔壁发生接触，以起到支撑作用，以阻止振动和变形加剧，提高切削平稳定和加工孔的精度。
如图6所示，倒角刀24包括刀片38，刀片38与刀杆19的安装方式与镗削刀相同。倒角刀24用于加工活塞孔后端，孔口去除毛刺。
如图2所示，加工过程中采用外冷形式，刀杆19外表面设置有供冷却液流动的至少一斜槽39，目的是利用刀具运动中产生的惯性对冷却液实施加压，朝切削刃喷出冷却液。斜槽39在刀杆旋转方向R上的最后侧槽口40，靠近铰孔刀刀片30。因而当刀杆朝R方向高速旋转时，冷却液于斜槽39朝与R向对应的方向Z流动，进而从槽口40喷出，润滑和冷却铰孔刀刀片30。该外冷式的结构能结合刀具自身运动，快速地对切削位置进行冷却。
如图1所示，加工时，复合刀具20前端面向缸体10毛坯后端面，刀具轴线对准活塞孔轴线，刀具朝缸体10作轴向位移；镗削刀21先对活塞孔11进行粗加工；继续向前位移一段长度后，导向条23对活塞孔11进行支撑，铰孔刀22进入并对活塞孔11进行精加工；继续向前位移一段长度后，铰孔刀22出缸体10前端面，而导向条23仍部分处于活塞孔11中；倒角刀24加工活塞孔11的后端孔口；加工完毕，向后端直线退刀。
以上实施例实现了镗削刀片21和倒角刀片24可更换、铰孔刀片30可调节和更换。这样设置的原因是铰孔刀的精度要求较高，有必要进行经常性校准，且铰孔刀片30的价格也相对昂贵，更换的成本较高。但如需实现镗削刀片21和倒角刀片24也可调节，可参照铰孔刀片30的安装结构来设置。

Claims (9)

1.一种孔用复合刀具，于其刀杆的前端设有镗削刀，中间设有铰孔刀和导向条，后端设有倒角刀，其特征在于，所述的铰孔刀可拆卸地安装在所述刀杆上，且所述铰孔刀的刀片的安装位置可以径向调节，以使其加工直径可以调节。
2.如权利要求1所述的孔用复合刀具，其特征在于，刀杆的外表面设有供冷却液流动的至少一条斜槽，其中一所述斜槽在刀杆旋转方向上的最后端的槽口靠近铰孔刀的刀片。
3.如权利要求1所述的孔用复合刀具，其特征在于，导向条的前端位于铰孔刀的刀片的切削刃的后方，导向条的所述前端和所述切削刃的轴向距离在0.2～0.3mm之间。
4.如权利要求1所述的孔用复合刀具，其特征在于，刀杆中部的侧面开设缺口，铰孔刀的刀片对应地镶嵌在缺口中，叠放在缺口的底平面上，使切削刃径向朝外，铰孔刀的刀片用压板压在底平面上，而压板用可拆卸的紧固件拧紧于刀杆上。
5.如权利要求4所述的孔用复合刀具，其特征在于，一调节杆从贯穿刀杆的孔中插入到刀杆，该调节杆的尾部可推动铰孔刀的刀片的径向内侧部位。
6.如权利要求5所述的孔用复合刀具，其特征在于，所述调节杆为调节螺栓，与所述孔螺纹配合。
7.如权利要求1所述的孔用复合刀具，其特征在于，镗削刀和倒角刀分别可拆卸地安装在刀杆上。
8.如权利要求1所述的孔用复合刀具，其特征在于，镗削刀包括设置2个刀片，周向对称地分布于刀杆前端，镗削刀的刀片位于刀杆侧面加工出的缺口，该缺口的底平面不经过刀杆的轴线，镗削刀的刀片镶嵌在缺口中，使切削刃径向朝外，叠放在缺口的底平面上，用螺钉拧紧在缺口的底平面。
9.如权利要求1所述的孔用复合刀具，其特征在于，多个导向条沿刀杆的周向均布，其支撑直径略小于绞孔刀片的加工直径。
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