CN108032044A - 刀柄的滚压制造方法 - Google Patents

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CN108032044A CN201711370180.2A CN201711370180A CN108032044A CN 108032044 A CN108032044 A CN 108032044A CN 201711370180 A CN201711370180 A CN 201711370180A CN 108032044 A CN108032044 A CN 108032044A
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knife
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conical surface
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应显军
唐海权
涂小龙
冯燕
袁宏辉
张平
彭建财
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00—Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/02—Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling

Abstract

本发明为刀柄的滚压制造方法，解决刀柄端面和锥面分别在不同步骤加工，不能保证较高同轴度，形位公差，生产效率较低的问题。精车后通过滚压体进行滚压，滚压体有与刀柄的锥面配合的锥孔，锥孔的大端面有同轴的圆环形凹面与刀柄的端面配合，锥孔的锥面均布的若干截面为半圆的槽与截面为圆的第1滚针动配合，圆环形凹面1均布的若干截面为半圆的径向槽与截面为圆的第2滚针动配合，滚压体与第1动力输入轴传动连接，刀柄与第2动力输入轴传动连接，第1、2动力输入轴的转动方向相反，刀柄对滚压体有轴向压力，能有效提高生产效率和刀柄的精度，提高刀柄的表面质量。

Description

刀柄的滚压制造方法
技术领域
本发明涉及具有高粗糙度表面的锥面和端面定位的刀柄的制造方法有关。
背景技术
刀柄是工具系统中重要的部分，由机床主轴与刀具组成的联接系统，包括主轴、刀柄和夹紧机构三部分组成工具系统。它连接着机床与刀具，是整个工具系统的核心，并且影响整个加工工具系统的性能，高速加工系统中，刀柄起到传递所需运动和动力的作用，其在主轴孔内由夹紧机构固定，确保机床上刀具的准确定位，并且在高速加工时能够保持不变。刀柄-主轴接口存在的问题主要有结构的复杂性、接口刚度、动平衡性能、制造成本以及精度等问题。为了满足高速性能的需求，其中最重要的还是要采用锥面与端面同时定位的夹紧方式。而目前HSK刀柄柄部工艺为粗车-热处理-精车-精磨，其缺点为刀柄锥面、刀柄端面分别在不同步骤加工，不能保证两者较高同轴度，形位公差，生产效率较低，对机床的要求很高。
发明内容
本发明目的是提供一种设备结构简单，成本低，生产效率高，产品精度高的刀柄的滚压制造方法。
本发明是这样实现的：
刀柄的滚压制造方法，包括粗车、热处理、精车步骤，精车后通过滚压体5进行滚压，滚压体5有与刀柄1的锥面3配合的锥孔10，锥孔的大端面有同轴的圆环形凹面11与刀柄1的端面2动配合，锥孔10的锥面均布的若干截面为半圆的槽与截面为圆的第1滚针6动配合，圆环形凹面11均布的若干截面为半圆的径向槽与截面为圆的第2滚针7动配合，滚压体5与第1动力输入轴传动连接，刀柄1与第2动力输入轴传动连接，第1、2动力输入轴的转动方向相反，刀柄1的端面2、锥面3对滚压体5的圆环形凹面11、锥孔10的锥面有轴向压力，刀柄端面和锥面表面通过挤压变形达到符合要求的形位公差和表面质量。
第1、2滚针为4～50根。
第1、2滚针由硬度高于刀柄的硬质合金或CBN或PCD或金刚石制成。
刀柄精车后其端面和锥面留0.01～0.1μmr 过盈量。
刀柄的转速为50～2000r/min，滚压体的转速为100～5000r/min。
本发明刀柄的端面和锥面的留较小的余量，对其进行滚压，以保证刀柄端面和锥面的相对尺寸和表面粗糙度。
滚压体内的滚针可360°自由转动，通过滚针的高硬度和耐磨性，对刀柄的端面和锥面进行滚压，以保证刀柄的表面粗糙度。
刀柄与滚压体之间根据弹性力学边界问题的锥面压力方程：
a-刀柄的外径(mm)；
b-滚压体第1滚针6形成的外径(mm)；
E-弹性模量(GPa)；
δ-刀柄锥面的过盈量(μm)；
p-锥面接触压力(MPa)；
在滚压过程中，滚压体和刀柄之间受力为抵抗变形的力，正压力，以及摩擦力，变形余量等，变形过程所需功率需大于抵抗端面变形的功率和锥面变形量的功率之和。
本发明采用刀柄柄部工艺为粗车-热处理-精车-滚压，精车后刀柄端面、锥面留0.01～0.1μmr 过盈量以车滚代磨的方法，通过刀柄与滚压体相对旋转运动滚针滚压刀柄，提高生产效率，保证刀柄的精度，提高刀柄的表面质量。
附图说明
图1是本发明的刀柄、剖面图。
图2是刀柄滚压过程图。
图3是滚压体主视图。
图4是滚压体左视图。
具体实施方式
刀柄的滚压制造方法，包括粗车、热处理、精车步骤，精车后通过滚压体5进行滚压，滚压体5有与刀柄1的锥面3配合的锥孔10，锥孔的大端面的同轴的圆环形凹面11与刀柄1的端面2配合，锥孔10的锥面均布的若干截面为半圆的槽与截面为圆的第1滚针6配合，圆环形凹面11均布有干截面为半圆的径向槽与截面为圆的第2滚针7配合，第1、2滚针可360°自由旋转，滚压体5与第1动力输入轴传动连接，刀柄1与第2动力输入轴传动连接，第1、2动力输入轴的转动方向相反，刀柄1的端面2、锥面3对滚压体5的圆环形凹面11、锥孔10的锥面有轴向压力，刀柄端面和锥面表面通过挤压变形达到符合要求的形位公差和表面质量。
第1、2滚针各为30根。
第1、2滚针由硬质合金制成。
刀柄精车后刀柄端面、锥面留0.08μmr 过盈量。
刀柄的转速为500r/min，滚压体的转速为2000r/min。

Claims (5)

1.刀柄的滚压制造方法，包括粗车、热处理、精车步骤，其特征在于精车后通过滚压体（5）进行滚压，滚压体有与刀柄（1）的锥面（3）配合的锥孔（10），锥孔的大端面有同轴的圆环形凹面（11）与刀柄的端面（2）配合，锥孔的锥面均布的若干截面为半圆的槽与截面为圆的第1滚针（6）动配合，圆环形凹面均布的若干截面为半圆的径向槽与截面为圆的第2滚针（7）动配合，滚压体与第1动力输入轴传动连接，刀柄与第2动力输入轴传动连接，第1、2动力输入轴的转动方向相反，刀柄的端面、锥面对滚压体的圆环形凹面、锥孔的锥面有轴向压力，刀柄端面和锥面表面通过挤压变形达到符合要求的形位公差和表面质量。
2.根据权利要求1所述的刀柄的滚压制造方法，其特征在于第1、2滚针为4～50根。
3.根据权利要求1所述的刀柄的滚压制造方法，其特征在于第1、2滚针由硬度高于刀柄的硬质合金材料或硬质合金或CBN或PCD或金刚石制成。
4.根据权利要求1所述的刀柄的滚压制造方法，其特征在于刀柄精车后其端面和锥面留0.01～0.1μmr 过盈量。
5.根据权利要求1所述的刀柄的滚压制造方法，其特征在于刀柄的转速为50～2000r/min，滚压体的转速为100～5000r/min。
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