CN106825758A - 用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀 - Google Patents

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贺爱东
熊伟强
龚林
张新生
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Abstract

本发明公开了一种用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，包括：前端部分为铰刀切削刃带、后端部分为铰刀夹持柄和中间部分为铰刀颈部，该铰刀切削刃带为多个，相邻两个铰刀切削刃带之间形成一条铰刀排屑槽，在每条铰刀排屑槽内设有至少两个铰刀内冷孔出口，铰刀内设有铰刀内冷孔通道，该铰刀内冷孔通道为盲孔，该铰刀内冷孔通道未穿过铰刀前端面，该铰刀内冷孔通道与每个铰刀内冷孔出口连通，该铰刀内冷孔通道的孔径大于每个铰刀内冷孔出口的孔径。该微量润滑专用内冷铰刀能够使微量润滑在使用时达到应有的效果，提高铰刀的使用寿命、工件的表面质量以及精度和机床的工作效率等。

Description

用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀
技术领域
本发明属于机械加工刀具技术领域，特别是涉及一种用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，当机床使用内冷微量润滑加工通孔时使用此铰刀。
背景技术
微量润滑(Minimum Quantity Lubricant，即MQL)切削技术是一种新型金属加工的润滑方式，即半干式切削也叫准干式切削，指将压缩气体与极其微量的切削油混合并汽化后，形成微米级别的液滴颗粒，高速喷射到切削区，对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑的一种切削加工方法。
当前微量润滑技术已经广泛的在各大机械加工领域都有所推广，而微量润滑的使用目的之一，是提高刀具寿命，但是现有刀具的结构大部分都没有针对微量润滑技术进行改进和设计，所以致使刀具和微量润滑技术不能进行有效配合加工，无法达到良好的加工效果和刀具寿命；而微量润滑技术的原理是利用压缩空气作为动力将微量的润滑油吹散形成微米级的雾状颗粒后喷射到加工区域，微量润滑使用的油量极少，不像传统的切削液是浇注式冲刷，所以当使用微量润滑时，刀具如果结构设计不合理，油雾就不能大量粘附在刀具和工件上，从而导致无法进行有效润滑冷却。
在各种零部件的孔加工时，普遍使用的刀具种类有铰刀，铰刀根据结构可分为直槽铰刀和螺旋铰刀，根据冷却方式分为内冷铰刀和外冷铰刀，根据材质又分为高速钢铰刀和硬质合金铰刀；直槽铰刀便于制造，一般要求使用，使用较多；螺旋铰刀可改善加工条件，提高铰孔质量，适用于孔精度要求较高和断续加工的零件；现今在刀具的材料方面，硬质合金已经广泛使用，硬质合金在整体强度、耐磨性、耐热性、抗氧化性以及加工精度等都要优于高速钢，但是硬质合金的价格非常昂贵，所以使用硬质合金材料的刀具时怎样来提高它的使用寿命成为现在迫切须要解决的问题；而铰刀也大多采用了硬质合金材料，如果能有效提升铰刀的使用寿命，就会大大降低使用硬质合金铰刀企业的刀具成本，并提高其加工效率等。
以现有用于加工发动机缸盖气门导管孔的内冷硬质合金直槽铰刀为例，结构主要是从铰刀尾端到前端有一条通道，并在前端有两个出口，用来输送冷却润滑介质；而加工的缸盖气门导管孔是一个通孔，当使用冷却润滑介质加工时，绝大部分的冷却润滑介质会直接从前端喷走，从而导致冷却润滑介质不能对加工区域形成有效的冷却、润滑和排屑作用等。
发明内容
针对现有铰刀的结构设计不能很好使微量润滑的油雾对加工区域进行有效冷却润滑存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，解决现有铰刀存在的结构缺陷问题，能够使微量润滑在使用时达到应有的效果，提高铰刀的使用寿命、工件的表面质量以及精度和机床的工作效率等。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
本发明提供一种用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，包括：前端部分为铰刀切削刃带、后端部分为铰刀夹持柄和中间部分为铰刀颈部，该铰刀切削刃带为多个，相邻两个铰刀切削刃带之间形成一条铰刀排屑槽，在每条铰刀排屑槽内设有至少两个铰刀内冷孔出口，铰刀内设有铰刀内冷孔通道，该铰刀内冷孔通道为盲孔，该铰刀内冷孔通道未穿过铰刀前端面，该铰刀内冷孔通道与每个铰刀内冷孔出口连通，该铰刀内冷孔通道的孔径大于每个铰刀内冷孔出口的孔径。
进一步地，该铰刀共设有四个铰刀切削刃带和四条铰刀排屑槽，每个铰刀切削刃带和每条铰刀排屑槽均沿着该铰刀的轴线方向直线延伸。
进一步地，该铰刀内冷孔通道沿着铰刀轴心从铰刀后端朝向铰刀前端延伸设置。
进一步地，该铰刀全长为135mm，该铰刀切削刃带长度为50mm，该铰刀夹持柄长度为40mm。
进一步地，该铰刀内冷孔通道的孔径为2mm，每个铰刀内冷孔出口的孔径为0.5mm。
进一步地，每个铰刀内冷孔出口为斜孔并朝前端偏向该铰刀切削刃带。
进一步地，每个铰刀内冷孔出口与铰刀轴心线之间的角度为30°。
进一步地，该铰刀颈部的直径小于该铰刀切削刃带部分的直径。
进一步地，该铰刀切削刃带的直径为7mm，该铰刀颈部的直径为6.8mm。
进一步地，各条铰刀排屑槽内的铰刀内冷孔出口错开分布在铰刀排屑槽的前后端。
本发明有益效果在于：所述铰刀可以提高微量润滑油雾的使用率，使铰刀加工部位都能得到油雾补给并提高润滑性能，减小铰刀与切屑及工件的摩擦系数，有效的排除切屑，避免切屑瘤和二次切屑，减小切削力，提高刀具寿命、工件表面质量、机床加工效率和减少工件的报废率等。
附图说明
图1是本发明实施例中用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀的结构示意图。
图2是图1中沿II-II线的截面示意图。
图3是图1中铰刀沿轴向截面的部分示意图。
图4是铰刀内冷孔出口的展开示意图。
图中：1、铰刀内冷孔出口；2、铰刀排屑槽；3、铰刀夹持柄；4、铰刀内冷孔通道；5、铰刀切削刃带；6、铰刀颈部；7、铰刀前端面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，但并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图3所示，本实施例提供一种用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，包括：前端部分为铰刀切削刃带5、后端部分为铰刀夹持柄3、中间部分为铰刀颈部6。
铰刀切削刃带5为多个，本实施例中铰刀共设有四个铰刀切削刃带5和四条铰刀排屑槽2，每个铰刀切削刃带5和每条铰刀排屑槽2均沿着铰刀的轴线方向直线延伸。
相邻两个铰刀切削刃带5之间形成一条铰刀排屑槽2，在每条铰刀排屑槽2内设有至少两个铰刀内冷孔出口1。
铰刀内设有铰刀内冷孔通道4，铰刀内冷孔通道4为盲孔，铰刀内冷孔通道4未穿过铰刀前端面7，铰刀内冷孔通道4与每个铰刀内冷孔出口1连通。本实施例中的铰刀内冷孔通道4沿着铰刀的轴心从铰刀后端朝向铰刀前端延伸设置。由于铰刀内冷孔通道4需为盲孔，制造时可以先打通孔，之后将前端出口堵住即可。
本实施例中，铰刀全长为135mm，铰刀切削刃带5长度为50mm，铰刀夹持柄3长度为40mm；铰刀内冷孔通道4的深度要超过所有的铰刀内冷孔出口1，这样铰刀内冷孔通道4才能与所有的铰刀内冷孔出口1连通；铰刀内冷孔出口1可采用电脉冲方式打孔即可。
铰刀内冷孔通道4的孔径在不影响铰刀整体强度的时候，越大效果越好，上限不能超过机床主轴内冷通道直径，因为孔径越大油雾的输送量越大；铰刀内冷孔通道4的孔径需大于每个铰刀内冷孔出口1的孔径，因为当出口的数量大于一个时，铰刀内冷孔出口1如果大于铰刀内冷孔通道4，压力就会变化过大，导致油雾流速变慢并使冲刷力变小，影响排屑效果。本实施例中，铰刀内冷孔通道4的孔径为2mm，铰刀内冷孔出口1的孔径为0.5mm。
优选地，铰刀内冷孔出口1为斜孔并朝前端偏向铰刀切削刃带5，这样有利于将油雾喷射到铰刀切削刃带5上，也可以避免大部分油雾直接从铰刀排屑槽2排出，还可以将切屑快速朝前端冲出，防止切屑粘刀和划伤工件。本实施例中，铰刀内冷孔出口1与铰刀轴心线之间的角度为30°左右。
铰刀颈部6的直径小于铰刀切削刃带5部分的直径，使铰刀颈部6形成避空状态；如果铰刀颈部6直径等于或大于铰刀切削刃带5部分直径时，当铰刀在使用过程中的震动、磨损变小后等其它因素会导致铰刀颈部6撞到并划伤工件。本实施例中，铰刀切削刃带5的直径为7mm，铰刀颈部6的直径为6.8mm，铰刀夹持柄3直径为8mm。
铰刀内冷孔出口1位于铰刀排屑槽2内，可以在每条铰刀排屑槽2内用电脉冲打孔或其它方式打两个或以上的铰刀内冷孔出口1。如图4，优选地，各条铰刀排屑槽2内的铰刀内冷孔出口1错开分布在铰刀排屑槽2的前后端，铰刀内冷孔出口1错开在铰刀排屑槽2内主要是防止在同一轴心圆上开孔会降低铰刀的强度，导致加工过程中切削力过大时容易断刀，而铰刀内冷孔出口1分布在前后端可以使铰刀切削刃带5前后部分都可以喷射到油雾，从而使铰刀在加工过程中不会出现前端刃带和刀面有油雾润滑，而后端刃带和刀面就没有油雾润滑，还可以将前后端的切屑一起朝前端吹出。
本实施例中的铰刀只是一种发动机导管孔内冷铰刀的结构设计以及具体尺寸，本发明用于其它规格大小加工通孔的内冷铰刀时，不必局限于上述具体尺寸，只要依据本发明的以上要求，同样可以达到本发明的效果。
本实施例所述铰刀的结构设计并不会改变其夹持方式，对机床和夹具也没有特殊要求，所以不会增加任何相关成本。所述铰刀目前已用于缸盖气门导管孔加工，均取得非常好的使用效果。
本实施例所述的铰刀可以提高微量润滑油雾的使用率，使铰刀加工部位都能得到油雾补给并提高润滑性能，减小铰刀与切屑及工件的摩擦系数，有效的排除切屑，避免切屑瘤和二次切屑，减小切削力，提高刀具寿命、工件表面质量、机床加工效率和减少工件的报废率等。
上述实施方式只是发明的实施例，不是用来限制发明的实施与权利范围，凡依据本发明专利所申请的保护范围中所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明专利范围内。

Claims (10)

1.一种用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，包括：前端部分为铰刀切削刃带(5)、后端部分为铰刀夹持柄(3)和中间部分为铰刀颈部(6)，该铰刀切削刃带(5)为多个，相邻两个铰刀切削刃带(5)之间形成一条铰刀排屑槽(2)，在每条铰刀排屑槽(2)内设有至少两个铰刀内冷孔出口(1)，铰刀内设有铰刀内冷孔通道(4)，该铰刀内冷孔通道(4)为盲孔，该铰刀内冷孔通道(4)未穿过铰刀前端面(7)，该铰刀内冷孔通道(4)与每个铰刀内冷孔出口(1)连通，该铰刀内冷孔通道(4)的孔径大于每个铰刀内冷孔出口(1)的孔径。
2.根据权利要求1所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，该铰刀共设有四个铰刀切削刃带(5)和四条铰刀排屑槽(2)，每个铰刀切削刃带(5)和每条铰刀排屑槽(2)均沿着该铰刀的轴线方向直线延伸。
3.根据权利要求1所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，该铰刀内冷孔通道(4)沿着铰刀轴心从铰刀后端朝向铰刀前端延伸设置。
4.根据权利要求1所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，该铰刀全长为135mm，该铰刀切削刃带(5)长度为50mm，该铰刀夹持柄(3)长度为40mm。
5.根据权利要求1所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，该铰刀内冷孔通道(4)的孔径为2mm，每个铰刀内冷孔出口(1)的孔径为0.5mm。
6.根据权利要求1所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，每个铰刀内冷孔出口(1)为斜孔并朝前端偏向该铰刀切削刃带(5)。
7.根据权利要求6所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，每个铰刀内冷孔出口(1)与铰刀轴心线之间的角度为30°。
8.根据权利要求1所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，该铰刀颈部(6)的直径小于该铰刀切削刃带(5)部分的直径。
9.根据权利要求8所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，该铰刀切削刃带(5)的直径为7mm，该铰刀颈部(6)的直径为6.8mm。
10.根据权利要求1所述的用于通孔加工的微量润滑专用内冷铰刀，其特征在于，各条铰刀排屑槽(2)内的铰刀内冷孔出口(1)错开分布在铰刀排屑槽(2)的前后端。
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