CN107020394A - 一种精加工多刀头车削刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种精加工多刀头车削刀具，包括刀刃和刀体，其特征在于：所述刀刃和刀体焊接或通过紧固件固定连接，刀刃设置在刀体的外圆柱表面，待加工工件与刀体的轴线相互平行，且刀体转速n2远小于工件转速n1。本发明将车削与铣削相结合，切削刃为螺旋刃，减少了切削时的冲击载荷，减少了刀具的低频振动，使待加工工件表面质量更优；切削刃可均布或非均布在刀体外圆柱表面，若均布在刀体外圆柱表面，利于加工和刀刃的焊接或连接，若非均布在刀体外圆柱表面，利于减少刀具加工时的低频振动，提高待加工工件表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及刀具设计技术领域，具体涉及一种精加工多刀头车削刀具，主要用于加工余量小且精度高的零件加工。
技术背景
目前，刀具的结构形式多种多样，应用的场合也不同，对于不同材料，加工方法不同，所选用的刀具也不同。将毛坯加工成零件，一般要经过粗加工、半精加工和精加工三个过程，过程不同，所选择的刀具和加工方式也有所不同。目前国内对淬硬钢进行精加工的方法主要是磨削或硬车削。磨削是比较传统的精加工方法，生产效率比较低下。跟磨削相比，硬车削加工效率更高，不需多次安装，不需冷却液，所加工零件表面质量高，且所消耗的能量仅为普通磨削的1/5。若要进一步提高表面质量，可适当减少进给量，但又会增加加工时间，加工效率无法保证。
因此，迫切需要设计一种刀具，在精加工时，既能保证零件表面质量，又能保证加工效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有精加工方式和刀具的不足，设计一种高精度多刀头车削刀具，它综合了铣削和车削的特点，使之用于精加工时，既能保证零件表面质量，又能保证加工效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种精加工多刀头车削刀具，包括刀刃和刀体，其特征在于：所述刀刃和刀体焊接或通过紧固件固定连接，刀刃设置在刀体的外圆柱表面，待加工工件与刀体的轴线相互平行，且刀体转速n2远小于工件转速n1。
所述刀刃为螺旋形，螺旋角为β，β在0～90°之间取值。
所述刀刃的底面与刀刃侧面垂直，所述刀刃的前角角度为α0，α0在15°～25°之间取值。
所述刀刃设置宽度为l1、角度为γ1的后刀面刃带。
所述刀刃的后角为γ0，γ0在12°～16°之间取值。
所述刀刃设置过渡圆弧面，刀体的中心轴线上设置安装孔。
本发明的有益效果是：
本发明的高精度多刀头车削刀具是将车削与铣削相结合，不同于传统的铣削和车削，加工方法不同；切削刃为螺旋刃，减少了切削时的冲击载荷，减少了刀具的低频振动，使待加工工件表面质量更优；切削刃可均布或非均布在刀体外圆柱表面，若均布在刀体外圆柱表面，利于加工和刀刃的焊接或连接，若非均布在刀体外圆柱表面，利于减少刀具加工时的低频振动，提高待加工工件表面质量；此高精度多刀头车削刀具结构较简单，设计了安装孔，容易在机床上安装定位等。
附图说明
图1是本发明精加工多刀头车削刀具的结构剖示图。
图2是本发明精加工多刀头车削刀具的主视图。
图3是刀刃的局部放大图。
附图中，各标号表示如下：
1-刀刃 2-刀体 3-前刀面 4-后刀面刃带 5-后刀面 6-刀刃侧面 7-过渡圆弧 8-刀刃底面 9-刀刃刀体焊接处 10-刀体外圆柱面 11、12-刀体左右端面 13、14-刀体凸台左右端面 15、16-刀体凸台左右端面倒角 17-刀体安装孔 18-刀体键槽 19、20-刀体安装孔倒角 30-待加工工件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包含一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接。也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
如图1-3所示，本发明的刀具结构包括刀刃1和刀体2。
对于刀刃1，3为前刀面，前角为α0，4为后刀面刃带，后刀面刃带宽度为l1，后刀面刃带角度为γ1，5为后刀面，后角为γ0，6为刀刃侧面，7为过渡圆弧面，半径为r，8为刀刃底面，长度为l4，与刀刃侧面垂直，刀刃的总高为l3，刀尖长度方向的定位尺寸为l2。刀刃1为螺旋形，螺旋角为β。
对于刀体2，9为刀刃1和刀体2焊接处或紧固件连接处。10为刀体外圆柱面，尺寸为d2，刀刃分布(均布/非均布)在刀体的外圆柱表面，其定位尺寸为d3，刀刃的长度尺寸为b1，刀体的长度尺寸为b2，11和12为刀体的左右两端面，13和14为刀体左右凸台端面，直径尺寸为d1，长度尺寸为b3，15和16为凸台倒角，尺寸为a1，17为刀体的安装孔，直径尺寸为d，长度尺寸为b3，18为键槽，长度尺寸为b3，宽度尺寸为b4，高度方向定位尺寸为h，19和20为倒角，尺寸为a2。
本发明所提供的一种高精度多刀头车削刀具，是将车削与铣削相结合，即有车削的特点，又有铣削的特点。刀刃为螺旋形，可以看成是立铣刀螺旋刃的一部分，均匀分布在较大尺寸的外圆柱面上。由于中心有孔，所以需要用装刀架安装，且待加工工件30与旋转车削刀具的轴线相互平行，刀具转速n2远远小于工件转速n1。切削速度和进给量(一定范围内)相同前提条件下，用这种高精度多刀头车削刀具加工的零件表面质量要优于硬车削刀具加工的零件，且效率更高。
对于刀刃1，3为前刀面，4为后刀面刃带，5为后刀面，6为刀刃侧面，7为过渡圆弧面，8为刀刃底面，与刀刃侧面垂直。
对于刀刃1，标号3表示前刀面，前角角度为α0，α0的取值既能保证刀刃的强度，又能保证刀刃的锋利度。
标号4为后刀面刃带，后刀面刃带的主要作用是增强切削刃，提高刀具寿命。后刀面刃带宽度为l1，角度为γ1。
标号5为后刀面，后角为γ0，γ0的取值既要保证刀刃的强度，又要保证刀刃的锋利度。
标号6为刀刃侧面，其垂直于刀刃底面8，若刀刃1与刀体2为焊接，则有利于焊缝的均匀性等；若刀刃1与刀体2为紧固件连接，则有利于加工紧固件连接孔等。
标号7为过渡圆弧面，有助于前刀面前角的加工。
标号8为刀刃底面，与刀刃侧面垂直，底面设计为平面，既便于加工，又便于与刀体焊接或用紧固件连接，还便于刀体连接处的加工。
刀刃1的总高度为l3，刀尖长度方向的定位尺寸为l2。
刀刃1为螺旋形，可以看成是立铣刀螺旋刃的一部分，螺旋刀刃使刀具切削工件时刀刃逐步切削工件，有利于减少冲击载荷，减小刀具的低频振动，使待加工工件的表面质量更优，螺旋角为β，β在0～90°之间取值。
刀刃1与刀体2组成一个整体后，刀刃1需高于刀体2外圆柱面一定高度，确保刀刃1的切削刃能顺利加工工件。刀体1和2可以用焊接的方式组成一个整体，也可用紧固件连接成一个整体。
对于刀体2，标号9为刀刃1和刀体2焊接处或紧固件固定处；刀刃1为螺旋形，标号10为刀体外圆柱面，刀刃分布(均布/非均布)在刀体的外圆柱表面。
刀刃1可以均匀分布在外圆柱表面，便于焊接或安装。刀刃1也可非均布在外圆柱表面，有利于减少切削工件时刀具的低频振动。
标号11和12为刀体的左右端面，结构较简单，易加工。
标号13和14为刀体左右凸台端面，既便于加工，又便于安装时刀具的轴向定位。
标号15和16为左右凸台倒角，有利于去除毛刺，防止安装时割伤其他零件表面。
标号17为安装孔，结构简单，使刀具安装时容易轴向定位和固定，加工省时、省力、省成本。
标号18为键槽，刀具安装时用键实现周向定位。
标号19和20为安装孔端面倒角，有利于去除孔端面毛刺，防止安装时割伤其他零件。
本高精度多刀头刀具工作时，首先需要保证高精度多刀头车削刀具和待加工工件的轴线平行安装，其次刀具的直径d3远远大于工件直径d4，因为为精加工刀具，所以用于精加工中，且加工余量较小，在一定范围内取值。
安装好后，高精度多刀头车削刀具与待加工工件转向不同，转速也不同。定好加工余量后，即可开始加工。待加工工件的轴段长度l可以小于、等于或大于高精度多刀头车削刀具刀刃在轴线平面内的投影长度。若待加工工件的轴段长度l小于或等于高精度多刀头车削刀具刀刃在轴线平面内的投影长度，则高精度多刀头车削刀具不需沿轴向方向移动；若待加工工件的轴段长度l大于高精度多刀头车削刀具刀刃在轴线平面内的投影长度，则高精度多刀头车削刀具需沿轴向方向移动。
工作时，高精度多刀头车削刀具转速n2远远小于工件转速n1，使加工过程近似于车削。因刀刃长，且为螺旋形，故与硬车削相比，待加工工件的表面质量更高，加工效率也更高。刀体圆柱面上的刀刃可设为多个，当一个损坏后，旋转一定角度，不用换刀，即可用下一刀刃，延长了刀具寿命，缩短了非生产时间，提高了生产率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种精加工多刀头车削刀具，包括刀刃和刀体，其特征在于：所述刀刃和刀体焊接或通过紧固件固定连接，刀刃设置在刀体的外圆柱表面，待加工工件与刀体的中心轴线相互平行，且刀体转速n2远小于工件转速n1。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述刀刃为螺旋形，螺旋角为β，β在0～90°之间取值。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述刀刃的底面与刀刃侧面垂直，所述刀刃的前角角度为α0，α0在15°～25°之间取值。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述刀刃设置宽度为l1、角度为γ1的后刀面刃带。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述刀刃的后角为γ0，γ0在12°～16°之间取值。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述刀刃设置过渡圆弧面，刀体的中心轴线上设置安装孔。
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