CN107695369A - 一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀 - Google Patents

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张云飞
朱可可
王淑坤
韩冬冬
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Abstract

本发明具体涉及一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，属于机械刻划领域，包括外螺纹刀杆、六边形螺母、内矩形筒夹和车刀。所述一对车刀的车刀柄定位端面重合组成单晶金刚石弧形刃刻刀，一对重合的车刀柄后端面与内矩形筒夹后端面接触，通过内矩形筒夹保证两个相同车刀的前刀面及车刀柄定位端面紧密贴合，且满足相同曲率半径大小的圆弧刃刃口重合，通过外螺纹刀杆和六边形螺母将内矩形筒夹锁紧，形成带有双圆锥形后刀面特征的弧形刻刀刀刃。本发明有益效果，刃磨圆锥形后刀面单晶圆弧刃车刀比直接刃磨双圆锥面单晶金刚石弧形刃刻刀要简单、方便、成本低，保证了金刚石圆锥面的刃磨质量并提高了刻刀寿命。

Description

一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀
技术领域
本发明属于机械刻划领域，具体涉及一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀。
背景技术
单晶金刚石刻划刀具主要用在金属或玻璃的刻线、刻槽等领域，该种刀具的设计和刃磨质量直接影响刻线、刻槽的成形质量。这就要求金刚石刻刀的加工性能良好，使工件易于加工，在保证加工精度的同时有效降低加工成本，并最大限度地延长刻划刀具的使用寿命。和尖劈式刻划刀具相比，双圆锥面单晶金刚石弧形刃刻刀由于刻划刀面的渐进曲面形状特点，有较好的成形能力，刻划槽形质量好；还可实现在线换刃，从而成倍地提高刻刀寿命。但是对其高精度刃磨仍存在很多问题，传统手工刃磨效率低、精度差、成本高，而针对单晶金刚石双圆锥面弧形刃刻刀的刃磨需要研制新型刃磨机床或工装夹具来完成。为了利用现有的单晶金刚石磨床及成熟的圆锥形后刀面单晶圆弧刃车刀刃磨工艺、并且有效提高刻刀寿命，本专利提出了一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，此种弧形刃刻刀刀头是由两个带有圆锥形后刀面的圆弧刃车刀刀头通过彼此平前刀面及(曲率半径相同)圆弧刃的紧密贴合来组成金刚石弧形刃刻刀刀头，而两个车刀的圆锥形后刀面构成组合式金刚石弧形刃刻刀的双刻划刀面，重合在一起的具有极低波纹度的车刀圆弧刃构成了组合式单晶金刚石弧形刃刻刀的统一刃口，所以可以利用圆锥形后刀面圆弧刃车刀的刃磨方法，在常用单晶金刚石刃磨机床上进行刃磨然后进行组合使用，比直接刃磨双圆锥面金刚石弧形刃刻刀要简单、方便、成本低，且金刚石圆锥的面刃磨质量更好。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，用以解决传统手工刃磨效率低、精度差、成本高的问题，保证金刚石圆锥的面刃磨质量并有效提高刻刀寿命。
本发明提供一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，包括外螺纹刀杆、六边形螺母、内矩形筒夹和车刀；其中一对车刀的车刀柄定位端面重合组成单晶金刚石弧形刃刻刀，单晶金刚石弧形刃刻刀中一对重合的车刀柄后端面与内矩形筒夹后端面接触，通过内矩形筒夹保证两个圆锥形后刀面圆弧刃车刀的前刀面及车刀柄定位端面紧密贴合，从而实现两个相同曲率半径大小的圆弧刃刃口重合，最终形成带有双圆锥形后刀面特征的弧形刻刀刀刃，然后用外螺纹刀杆和六边形螺母将内矩形筒夹锁紧；所述车刀由车刀头和车刀柄组成，其中车刀头焊接在车刀柄顶端部位，所述车刀头为圆锥形后刀面的单晶圆弧刃车刀头；所述圆锥后刀面的单晶圆弧刃车刀头的主要参数为前角、前刀面、后角、圆锥形后刀面、弧形刃口曲率半径、刃口顿圆半径、圆弧刃波纹度组成；所述带有圆锥形后刀面特征的车刀的弧形刃口曲率半径大小包括固定和渐变两种形式；所述两个单晶圆弧刃车刀头的圆锥后刀面相对于外螺纹刀杆轴线可以对称，也可以不对称，但务必保证相对应弧形刃口的曲率半径相同，且能保证两个前刀面紧密贴合后两个弧形刃口重合；所述组合式单晶金刚石圆弧刻刀的车刀头材料为天然和人造单晶金刚石。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
本发明提出了一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，利用现有的圆锥形后刀面单晶圆弧刃车刀的刃磨工艺实现双圆锥单晶金刚石弧形刃刻刀的刃磨加工，比直接刃磨单个的双圆锥面单晶金刚石弧形刃刻刀要简单、方便、成本低，保证了金刚石圆锥面的刃磨质量并提高了刻刀寿命；圆锥形后刀面圆弧刃车刀通过分别控制前角和后角的角度配合来实现组合式金刚石弧形刃刻刀的夹角及单侧半角，而每把圆锥形后刀面的单晶圆弧刃车刀的刃口钝圆半径和圆弧刃波纹度数值都要达到50nm甚至更小，从而保证了两个弧形刃口组合后所形成的刃口综合顿圆半径及波纹度的数值都能达到单把刀的使用要求；进而使两个弧形刃合并为一个弧形刃来实现组合式双圆锥面单晶金刚石刻刀的机械刻划应用。
附图说明
图1为本发明一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀的立体示意图；
图2为图1中单晶金刚石弧形刃刻刀刀头的剖视图；
图3为图1中单晶金刚石弧形刃刻刀刀头的局部放大图；
图4为本发明一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀中车刀立体示意图；
图5为本发明内矩形筒夹的立体示意图；
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所提供的设计和想法有效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
参阅图1，本发明一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，在本实施方式中，所述一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀包括外螺纹刀杆(1)、六边形螺母(2)、内矩形筒夹(3)、车刀(4)；其中一对车刀(4)的车刀柄定位端面(402)重合组成单晶金刚石弧形刃刻刀，单晶金刚石弧形刃刻刀中一对重合的车刀柄后端面(401)与内矩形筒夹后端面(301)接触，通过内矩形筒夹(3)保证两个圆锥形后刀面圆弧刃车刀(4)的前刀面(5)及车刀柄定位端面(402)紧密贴合，从而实现两个相同曲率半径大小的圆弧刃刃口重合，最终形成带有双圆锥形后刀面特征的弧形刻刀刀刃，然后用外螺纹刀杆(1)和六边形螺母(2)将内矩形筒夹(3)锁紧，得到一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，然后用组合式单晶金刚石弧形刃刻刀在被加工材料表面进行机械刻划。
参阅图2，所述单晶金刚石弧形刃刻刀刀头的剖视图包括前刀面(5)，后刀面(6)，车刀头Ⅰ(7)，车刀头Ⅱ(8)，基面Pr(9)，切削平面Ps(10)，车刀后角α(11)，车刀前角γ(12)，其中前刀面(5)、后刀面(6)、参数后角α(11)、前角γ(12)为车刀头(404)组成参数，通过车刀头Ⅰ(7)和车刀头Ⅱ(8)紧密贴合组成双圆锥形后刀面特征的弧形刻刀刀刃。
参阅图4，所述内矩形筒夹(3)的内矩形筒夹后端面(301)与车刀柄后端面(401)重合作为单晶金刚石弧形刃刻刀的安装基准面，保证两个相同曲率半径大小的圆弧刃刃口重合，最终形成带有双圆锥形后刀面特征的弧形刻刀刀刃。
参阅图5，所述车刀(4)包括车刀柄后端面(401)，车刀柄定位端面(402)，车刀柄(403)和车刀头(404)，其中车刀头(404)焊接在车刀柄(403)的顶端部位，金刚石车刀(4)的前刀面(5)和后刀面(6)可分别在现有单晶金刚石磨床上用刃磨车刀的方式来刃磨，从而实现两个弧形刃口组合后所形成的刃口综合顿圆半径及波纹度的数值都能达到单把刀的使用要求。
参阅图1至图5，所述一种组合式金刚石圆弧刻刀在实际刻划中，刻槽的质量是由金刚石车刀头Ⅰ(7)和车刀头Ⅱ(8)的前刀面(5)和后刀面(6)及弧形刃的刃磨质量来决定的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式的限制，凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，其特征在于，包括外螺纹刀杆(1)、六边形螺母(2)、内矩形筒夹(3)、车刀(4)；所述一对车刀(4)的车刀柄定位端面(402)重合组成单晶金刚石弧形刃刻刀，所述单晶金刚石弧形刃刻刀中一对重合的车刀柄后端面(401)与内矩形筒夹后端面(301)接触，并通过内矩形筒夹(3)使两个圆锥形后刀面圆弧刃车刀(4)的前刀面(5)及车刀柄定位端面(402)重合，所述内矩形筒夹(3)通过外螺纹刀杆(1)和六边形螺母(2)锁紧。
2.根据权利要求1所述的一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，其特征在于，所述单晶金刚石弧形刃刻刀刀头的剖视图包括前刀面(5)，后刀面(6)，车刀头Ⅰ(7)，车刀头Ⅱ(8)，基面Pr(9)，切削平面Ps(10)，车刀后角α(11)，车刀前角γ(12)；所述前刀面(5)、后刀面(6)、参数后角α(11)、前角γ(12)为车刀头(404)组成参数，所述车刀头Ⅰ(7)和车刀头Ⅱ(8)紧密贴合组成双圆锥形后刀面特征的弧形刻刀刀刃。
3.根据权利要求1所述的一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，其特征在于，所述内矩形筒夹(3)的内矩形筒夹后端面(301)与车刀柄后端面(401)重合作为单晶金刚石弧形刃刻刀的安装基准面。
4.根据权利要求1所述的一种组合式单晶金刚石弧形刃刻刀，其特征在于，所述车刀(4)包括车刀柄后端面(401)，车刀柄定位端面(402)，车刀柄(403)和车刀头(404)，所述车刀头(404)焊接在车刀柄(403)的顶端部位，所述车刀柄后端面(401)和车刀柄定位端面(402)对一对车刀(4)安装时进行定位。
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