CN108580945B - 一种滚花刀具结构及曲面花槽滚花方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚花刀具结构及曲面花槽滚花方法，其包括圆柱形的刀具主体，以及安装所述刀具主体的刀具动力头和安装环形产品的产品动力头，所述刀具主体的中心轴处开设有装配孔，所述刀具主体经由所述装配孔安装至所述刀具动力头上；所述刀具主体的圆柱形侧面上设置有至少一个刀刃，所述刀刃的刀锋方向与所述刀具主体的旋转方向平行；环形待滚花的产品固定在所述产品动力头上，且所述产品动力头与所述刀具动力头垂直配合设置；所述刀刃的入刀端侧面与该入刀端所在的圆柱形横截面的点上的切线的夹角小于或等于90度。

Description

一种滚花刀具结构及曲面花槽滚花方法

技术领域

本发明涉及一种滚花刀具，尤其是一种能加工平面和曲面花槽的滚花刀具结构及曲面花槽滚花方法。

背景技术

随着产品外观多样化和实用性等要求的不断提高，尤其是金属配件的产品，产品加工难度也大大提升，对加工机器和加工刀具的要求也越来越高，如当前一些产品的表面要求必须具有花槽样式，而这些花槽不仅有简单的直纹花、斜纹花还有一些甚至是网纹花，但这些传统花槽加工相对简单，采用相应的压花轮就可以直接完成，但还有些花槽就是压花轮所加工不了的，如曲面花槽(如图5所示)，压花轮是采用圆柱面设计只能加工相对应的圆形曲面，其它曲面无法加工，因此设计一款可以加工曲面花槽的刀具是非常重要的也是非常必要的，之前对于产品外圆弧面的花槽部位的加工主要分为圆柱直纹花面和曲面花槽直纹花面两种，其加工采取的主要方式是常规T形铣刀加工和传统压花轮“压花”加工，尤其是“压花”需要根据花槽参数(如花齿间距，花齿角度等)选用专用的“压花”轮，因此其加工方式相对单一，不能通用，成本高，加工过程中也存在很多的问题。

1、压花轮只能加工直纹花或相应的斜纹花或网纹花，无法加工曲面花纹；

2、压花轮压花时会使得产品尺寸变大，需要精准计算，选用合理，且极易形成“烂花”“重花”废品率较高；

3、常规T形铣刀铣槽时槽内容易残留积屑(毛刺、披风等)，刀具寿命低，花槽质量差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种滚花刀具结构，进行曲面花槽的滚花加工，提高曲面花槽滚花的质量和加工效率。

本发明的技术解决方案是：

一种滚花刀具结构，其中，包括圆柱形的刀具主体，以及安装所述刀具主体的刀具动力头和安装环形产品的产品动力头，所述刀具主体的中心轴处开设有装配孔，所述刀具主体经由所述装配孔安装至所述刀具动力头上；所述刀具主体的圆柱形侧面上设置有至少一个刀刃，所述刀刃的刀锋方向与所述刀具主体的旋转方向平行；环形待滚花的产品固定在所述产品动力头上，且所述产品动力头与所述刀具动力头垂直配合设置；所述刀刃的入刀端侧面与该入刀端所在的圆柱形横截面的点上的切线的夹角小于或等于90度。

本发明还提供一种曲面花槽滚花方法，实现曲面花槽的滚花加工，提高曲面花槽滚花的质量和加工效率。

一种曲面花槽滚花方法，其中，采用上述的滚花刀具结构，其包括以下步骤：

设定带动所述刀具主体转动的刀具动力头及带动所述产品的产品动力头的转动速率及两者之间的间隔距离；使刀具主体的刀刃能够切削到产品的花槽位置；

将刀具主体及产品分别安装至刀具动力头和产品动力头上，并启动刀具动力头及产品动力头对产品进行滚花切削作业；

所述刀具主体转动时，刀刃切割产品的一花槽后，刀刃离开产品后至下一刀刃切削该产品之间的空隙，所述产品动力头转动一设定角度，使所述下一刀刃切割下一花槽的位置；

所述产品动力头旋转一周或一周的整数倍的角度后，所述刀具动力头及产品动力头退出，并取出所述产品，完成环状产品的滚花切削。

由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：

本发明的滚花刀具结构及曲面花槽滚花方法，通过巧妙的刀具涉及和滚花方法的设定，使得曲面滚花加工变得简单，且加工质量更高。其主要的优点是解决了传统压花轮无法加工曲面花槽的问题；解决了传统压花轮造成产品“烂花”“重花”和尺寸变化的问题；提高产品表面加工质量，提高刀具寿命，降低加工成本，提高经济效益。更进一步地具有独特的锥度切屑刃设计，解决常规T形铣刀排渣和积屑困难的问题。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例中具有三个刀刃的刀具主体的立体结构示意图；

图2为本发明的较佳实施例中具有三个刀刃的刀具主体的平面结构示意图；

图3为本发明的较佳实施例的刀具主体的刀刃部分的局部放大示意图一；

图4为本发明的较佳实施例的刀具主体的刀刃部分的局部放大示意图二；

图5为加工后的具有曲面花槽的环状产品的局部结构示意图。

主要元件标号说明：

本发明：

1：刀具主体 11：刀刃 111：入刀端

112：出刀端 12：装配孔 2：产品

21：花槽

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本发明的一种滚花刀具结构，其较佳的实施例中，请参阅图1及图2所示，为本发明的较佳实施例中具有三个刀刃11的刀具主体的结构示意图，该滚花刀具结构包括圆柱形的刀具主体1，以及安装所述刀具主体1的刀具动力头和安装环形产品2的产品动力头，所述刀具主体1的中心轴处开设有装配孔12，所述刀具主体1经由所述装配孔12安装至所述刀具动力头上；所述刀具主体1的圆柱形侧面上设置有至少一个刀刃11，所述刀刃11的刀锋方向与所述刀具主体1的旋转方向平行；环形待滚花的产品2固定在所述产品动力头上，且所述产品动力头与所述刀具动力头垂直配合设置；所述刀刃11的入刀端111侧面与该入刀端111所在的圆柱形横截面的点上的切线的夹角小于或等于90度。所述刀具动力头与产品动力头形成正交的相对位置，因此，旋转的刀具主体1上的刀刃11能够切割到环状产品2曲面上的位置，并且，环状产品2通过产品动力头的旋转带动，进行分度间隔旋转，转换下一个花槽21位置对准刀刃11的位置，通过产品2的旋转完成产品整个环状周边的曲面花槽21的切削加工。

如上所述的本发明的滚花刀具结构，其较佳的实施例中，所述刀刃11入刀端111的刀刃11厚度大于出刀端112的刀刃11厚度，形成锥度切削刃。请参阅图3及图4所示，为本发明的较佳实施例的刀具主体的刀刃部分的局部放大示意图。其中该刀刃11的入刀端111的厚度较大，而出刀端112的厚度较小，因此，在刀刃11切割产品花槽21的过程中，除了入刀端111该点之外，刀刃11两侧会出现越来越大的允许金属屑排出的通道，不会堆积金属屑，避免了因为金属屑和刀刃11之间的挤压而卡刀或损坏刀刃11或者产品2的花槽21，减少了毛刺、披风的出现。

如上所述的本发明的滚花刀具结构，其较佳的实施例中，较佳地，所述刀具主体1上设有两个刀刃11、三个刀刃11或四个刀刃11，且各所述刀刃11之间间隔相同的角度排列设置。通过设置两个、三个或四个刀刃，并使其均匀地分布在刀具主体1的外周，有利于刀具主体1旋转时的动平衡，也有利于产品切割中的稳定切割状态，提高产品质量。当然需要根据产品花槽21的数量以及讲个距离来设定刀刃11的长度大小，以及间隔距离。更进一步地，也可以根据需要设置更多的刀刃数量。

如上所述的本发明的滚花刀具结构，其较佳的实施例中，所述刀具主体1由合金钢制成，且其表面设置有PVD涂层；采用合金钢以及PVD涂层的结构组合，能够使得刀具拥有更高的硬度和更好的力学和切削性能，具有更强的耐磨能力。

本发明提供的一种曲面花槽滚花方法，其较佳的实施例中，该方法采用如前所述的滚花刀具结构，其包括以下步骤：

设定带动所述刀具主体1转动的刀具动力头及带动所述产品的产品动力头的转动速率及两者之间的间隔距离；使刀具主体1的刀刃能够切削到产品的花槽21位置；

将刀具主体1及产品分别安装至刀具动力头和产品动力头上，并启动刀具动力头及产品动力头对产品进行滚花切削作业；

所述刀具主体1转动时，刀刃切割产品的一花槽后，刀刃离开产品后至下一刀刃切削该产品之间的空隙，所述产品动力头转动一设定角度，使所述下一刀刃切割下一花槽21的位置；

所述产品动力头旋转一周或一周的整数倍的角度后，所述刀具动力头及产品动力头退出，并取出所述产品，完成环状产品的滚花切削。

如上所述，通过本发明的曲面花槽滚花方法对环形产品的曲面部分的花槽21进行加工，不仅可以很好的加工曲面和圆柱面花槽，加工产品时的问题也相对其他加工方式少，刀具安装方便、调试简单、产品加工质量大大提高，加工后的产品毛刺、披风都相对较少。本发明能够简化曲面花槽加工步骤和工艺设备要求，提高曲面花槽加工的效率。本方法能够采用不同刀刃数量的刀具主体1配合设定的加工控制程序对曲面产品进行花槽加工，保证了加工的精度以及加工质量。

如上所述的本发明的曲面花槽滚花方法，其较佳的实施例中，各所述花槽21之间的距离为相同的距离。一般的产品的花槽21外观较为均匀，每个花槽21之间间隔相同的间距，通过设定相同的分度间隔，带动产品动力头转动，以及刀具动力头转动速度，能够完美地控制所要加工的花槽21之间的间距。当然本发明更进一步地，可以加工具有不同间距的花槽的曲面产品。

如上所述的本发明的曲面花槽滚花方法，其较佳的实施例中，各所述刀刃的高度和入刀端111的厚度相同。在加工的过程中，当产品需求为均匀一致的花槽21时，设置本发明的刀具主体1的各个刀刃为具有相同的高度和厚度，保证花槽的加工一致，花槽纹路均匀。当然，更进一步的，本发明可以通过设置各个刀刃不同的厚度和高度，而实现同一产品的曲面花槽加工后，得到不同深度、宽度的花槽结构。

本发明的滚花刀具结构及曲面花槽滚花方法，通过巧妙的刀具涉及和滚花方法的设定，使得曲面滚花加工变得简单，且加工质量更高。其主要的优点是解决了传统压花轮无法加工曲面花槽的问题；解决了传统压花轮造成产品“烂花”“重花”和尺寸变化的问题；提高产品表面加工质量，提高刀具寿命，降低加工成本，提高经济效益。更进一步地具有独特的锥度切屑刃设计，解决常规T形铣刀排渣和积屑困难的问题。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种滚花刀具结构，其特征在于，包括圆柱形的刀具主体，以及安装所述刀具主体的刀具动力头和安装环形产品的产品动力头，所述刀具主体的中心轴处开设有装配孔，所述刀具主体经由所述装配孔安装至所述刀具动力头上；所述刀具主体的圆柱形侧面上设置有至少一个刀刃，所述刀刃的刀锋方向与所述刀具主体的旋转方向平行；环形待滚花的产品固定在所述产品动力头上，且所述产品动力头与所述刀具动力头垂直配合设置；所述刀刃的入刀端侧面与该入刀端所在的圆柱形横截面的点上的切线的夹角小于或等于90度；

所述刀刃入刀端的刀刃厚度大于出刀端的刀刃厚度，形成锥度切削刃。

2.如权利要求1所述的滚花刀具结构，其特征在于，所述刀具主体上设有两个刀刃、三个刀刃或四个刀刃，且各所述刀刃之间间隔相同的角度排列设置。

3.如权利要求2所述的滚花刀具结构，其特征在于，所述刀具主体由合金钢制成，且其表面设置有PVD涂层。

4.一种曲面花槽滚花方法，其特征在于，采用上述权利要求1至3中任意一项所述的滚花刀具结构，其包括以下步骤：

设定带动所述刀具主体转动的刀具动力头及带动所述产品的产品动力头的转动速率及两者之间的间隔距离；使刀具主体的刀刃能够切削到产品的花槽位置；

将刀具主体及产品分别安装至刀具动力头和产品动力头上，并启动刀具动力头及产品动力头对产品进行滚花切削作业；

所述刀具主体转动时，刀刃切割产品的一花槽后，刀刃离开产品后至下一刀刃切削该产品之间的空隙，所述产品动力头转动一设定角度，使所述下一刀刃切割下一花槽的位置；

所述产品动力头旋转一周或一周的整数倍的角度后，所述刀具动力头及产品动力头退出，并取出所述产品，完成环状产品的滚花切削。

5.如权利要求4所述的曲面花槽滚花方法，其特征在于，各所述花槽之间的距离为相同距离。

6.如权利要求5所述的曲面花槽滚花方法，其特征在于，各所述刀刃的高度和入刀端的厚度相同。