CN105234438A - 端面环形深窄槽加工刀具 - Google Patents

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朱建军
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
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    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/84—Steel

Abstract

本发明公开了一种端面环形深窄槽加工刀具，包括刀柄，还包括呈环状的刀体，该刀体的一端与刀柄固定为一体，刀体另一端的同一圆周上间隔布置有多个切削刃，这些切削刃沿着刀体的周向进行分布，切削刃的沿刀体周向方向的面为前刀面，切削刃的沿刀体轴向方向的面为后刀面。本发明的刀具不但切削刃强度高，而且可以实现深宽比较大的环形槽加工，特别适合于深窄环形槽加工。

Description

端面环形深窄槽加工刀具
技术领域
[0001] 本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种端面环形深窄槽加工刀具。
背景技术
[0002] 如图4所示，对于中、高合金钢材料制成的穿孔顶头而言，需要在其轴向端面或圆锥形外表面加工出多道半径较小环形槽，由于所加工的环形槽窄而且深(深宽比大于3.0)，其环形半径R = 4一50mm,槽深h = 0.5一5.5mm,槽宽b = 0.3一3.0mm,受刀具强度、结构等限制，常规车削方法无法加工。
[0003] 按常规方法在车床上加工环形槽时，采用常规刀具的车削加工如图5和图6所示，前刀面宽度最大为槽宽b，由于加工后的槽为环形，为避让工件，外侧后刀面需设计成圆弧形(或与前刀面有小于90°角度的平面)，因此底部后刀面为半弓形或三角形。内侧后刀面最大宽度也受到限制。例如，槽外圆半径为20mm，槽宽为Imm时，内侧后刀面最大宽度小于4.3mm ;槽外圆半径为10mm，槽宽为Imm时，内侧后刀面最大宽度小于3.0mm。因此，刀刃强度很低，无法完成切削任务。
[0004] 因此，只能采用电火花、电雕刻等方法加工，因此加工成本高、效率低，不适于大批量生产，从而影响了该新产品的推广。
发明内容
[0005] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种端面环形深窄槽加工刀具，本发明的刀具不但切削刃强度高，而且可以实现深宽比较大的环形槽加工，特别适合于深窄环形槽加工。
[0006] 解决上述技术问题的技术方案如下:
[0007] 端面环形深窄槽加工刀具，包括刀柄，还包括呈环状的刀体，该刀体的一端与刀柄固定为一体，刀体另一端的同一圆周上间隔布置有多个切削刃，这些切削刃沿着刀体的周向进行分布，切削刃的沿刀体周向方向的面为前刀面，切削刃的沿刀体轴向方向的面为后刀面。
[0008] 优选地，所述切削刃与刀体为一体成形。
[0009] 优选地，在刀体上设有与切削刃的前刀面根部相衔接的排肩槽。
[0010] 优选地，所述刀体上还设有位于排肩槽与切削刃的后刀面根部之间的辅助排肩槽。
[0011] 优选地，所述辅助排肩槽的槽底面的两端不在同一圆周上，该槽底面为斜面，槽底面的斜度为30— 45°。
[0012] 优选地，所述切削刃的前角大小为85— 90°
[0013] 优选地，所述切削刃的后角大小为O— 3°
[0014] 优选地，所述刀体的壁厚由设置切削刃的一端向该刀体的与刀柄连接一端的方向逐步减小，在刀体的内壁面与刀体轴向的平行线形成第一夹角，在刀体的外壁面与刀体轴向的另一平行线形成第二夹角。
[0015] 优选地，第一夹角和第二夹角均小于I度。
[0016] 采用了上述方案，本发明刀具的刀体一端的同一圆周上间隔布置有多个切削刃，这些切削刃沿着刀体的周向进行分布，切削刃的沿刀体周向方向的面为前刀面，切削刃的沿刀体轴向方向的面为后刀面。对于每一个切削刃来说，它们所处的位置是一小段的拱桥上，对于这种拱桥的结构，具有承受作用力大的特点，又由于这些拱桥是处在一个整体的环形刀体上，因此，切削刃的强度大幅度地获得了提升，在切削过程中，即使受到了很大的阻力，由于有刀体作为坚实的后盾，切削刃也不易出现断裂或损坏的情况。
[0017] 本发明的刀具可以实现深宽比较大的环形槽加工，特别适合于深窄环形槽加工。本发明的刀具可以在钻床、铣床、或镗床上使用。以目前常规加工水平，本发明的刀具可以加工的环形槽最小直径为Φ = 8.0mm,最大直径为Φ不限，最窄槽宽b为0.5mm时，最大深宽比可达到3.0，当槽宽b = Imm时，可加工槽的深宽比可达到5.0以上，当槽宽b = 1mm时，可加工槽的深宽比可达到30以上，最大槽宽b不限，当b>10mm时，可实现但实用意义不大。
[0018] 综上所述，本发明的优点在于，可以实现深宽比较大的环形槽加工，特别适合于深窄环形槽加工。
附图说明
[0019] 图1为本发明的端面环形深窄槽加工刀具的结构示意图；
[0020] 图2为图1的K部放大图；
[0021] 图3为刀体部分的剖面图；
[0022] 图4为穿孔顶头的示意图；
[0023] 图5为现有用于加工穿孔顶头的刀具的不意图；
[0024] 图6为现有刀具加工穿孔顶头时的示意图。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明:
[0026] 本发明的端面环形深窄槽加工刀具，包括刀柄I以及呈环状的刀体2，刀柄I可以是直柄或莫氏锥柄，刀柄的形式和尺寸可根据机床要求设计。该刀具材质可以高速钢、或其他常用刀具材料。刀体2的一端与刀柄I固定为一体，刀体2的一端封闭，刀体2的另一端具有开口，刀体2的封闭的一端与刀体I连接为一体，优待地，刀体2的封闭的一端与刀体I整体成型。在刀体2与刀柄I之间设有一个环形槽10，由于刀柄采用莫氏锥度形式时柄面光洁度要求较高，需磨削加工，该因此，环形槽10为磨削加工所需的越程槽。刀柄不一定要设计成莫氏锥柄，例如可以根据机床特征设计成其他圆柱形、六棱柱、梅花键等各种形式。
[0027] 本发明中刀体2的环状优选为圆环状，刀体2另一端的同一圆周上间隔布置有多个切削刃20，即这些切削刃20设置在刀体2的开口端部，优选地，所述切削刃20与刀体2为一体成形，采用一体成形的方式，可以使切削刃20的强度得到增强，在切削过程中，切削刃20不容易受到损坏。切削刃的数量一般2—6个，例如2、3、4、6等，具体根据刀具直径确定。这些切削刃20沿着刀体2的周向进行分布，这些切削刃20是均匀分布在刀体2上的。切削刃20处于环状的刀体2上，对于每一个切削刃20来说，它们所处的位置是一小段的拱桥上，对于这种拱桥的结构，具有承受作用力大的特点，又由于这些拱桥是处在一个整体的环形刀体上，因此，切削刃20的强度获得了很大的提升，在切削过程中，即使受到了很大的阻力，由于有刀体2作为坚实的后盾，切削刃20也不易出现断裂或损坏的情况。
[0028] 切削刃20的沿刀体周向方向的面为前刀面21，切削刃20的沿刀体轴向方向的面为后刀面22。所述切削刃的前角大小为85—90°，优选地，前角大小为87°，所述切削刃的后角大小为O — 3°，优选地，后角大小为2°，其中，采用较小的后角有利于提高切削刃20的强度。
[0029] 在刀体2上设有与切削刃20的前刀面根部相衔接的排肩槽23，排肩槽23根据工件特征可设计成内排肩或外排肩。优选地，所述刀体2上还设有位于排肩槽与切削刃的后刀面根部之间的辅助排肩槽24，所述辅助排肩槽24的槽底面25的两端不在同一圆周上，该槽的底面为斜面，槽底面β的斜度为30— 45° (β为工件槽底面与辅助排肩槽的底面之间的夹角)。
[0030] 为保证排肩减小切削过程中的阻力，所述刀体2的壁厚由设置切削刃的一端向该刀体的与刀柄连接一端的方向逐步减小，在刀体2的内壁面与刀体轴向的平行线形成第一夹角α 1，在刀体的外壁面与刀体轴向的另一平行线形成第二夹角α2。第一夹角α I和第二夹角α 2均小于I度(如果α I和α 2过大会造成切削刃根部壁过薄，影响刀刃强度)。在加工过程中，随着刀具进给量的升高，被加工的槽也逐渐地变深，将刀体2的内外壁设置成上述结构后，可以显著减小刀体2的内外壁与槽壁或槽口之间的摩擦，进而降低切削过程中的阻力，提高加工精度和质量。
[0031] 本发明应用的一个实例是:
[0032] 用于加工环形槽b = 0.7mm，Φ = 18.0mm，加工槽深2.5mm (深宽比3.5)，连接柄采用2#莫氏锥柄。

Claims (9)

1.端面环形深窄槽加工刀具，包括刀柄，其特征在于:还包括呈环状的刀体，该刀体的一端与刀柄固定为一体，刀体另一端的同一圆周上间隔布置有多个切削刃，这些切削刃沿着刀体的周向进行分布，切削刃的沿刀体周向方向的面为前刀面，切削刃的沿刀体轴向方向的面为后刀面。
2.根据权利要求1所述的端面环形深窄槽加工刀具，其特征在于:所述切削刃与刀体为一体成形。
3.根据权利要求1或2所述的端面环形深窄槽加工刀具，其特征在于:在刀体上设有与切削刃的前刀面根部相衔接的排肩槽。
4.根据权利要求3所述的端面环形深窄槽加工刀具，其特征在于:所述刀体上还设有位于排肩槽与切削刃的后刀面根部之间的辅助排肩槽。
5.根据权利要求4所述的端面环形深窄槽加工刀具，其特征在于:所述辅助排肩槽的槽底面的两端不在同一圆周上，该槽底面为斜面，槽底面的斜度为30— 45°。
6.根据权利要求1或2所述的端面环形深窄槽加工刀具，其特征在于:所述切削刃的前角大小为85— 90° ο
7.根据权利要求1或2所述的端面环形深窄槽加工刀具，其特征在于:所述切削刃的后角大小为0—3°。
8.根据权利要求1或2所述的端面环形深窄槽加工刀具，其特征在于:所述刀体的壁厚由设置切削刃的一端向该刀体的与刀柄连接一端的方向逐步减小，在刀体的内壁面与刀体轴向的平行线形成第一夹角，在刀体的外壁面与刀体轴向的另一平行线形成第二夹角。
9.根据权利要求8所述的端面环形深窄槽加工刀具，其特征在于:第一夹角和第二夹角均小于1度。
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