CN108655424A - 一种特殊结构刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种特殊结构刀具，该型刀具由刀杆及位于刀杆一端的刀头组成，其中刀头侧面交替分布有微米级刀齿和刀槽，且刀齿和刀槽方向与刀具轴向相同或成一定的角度，刀齿外侧由前刀面、第一后刀面及第二后刀面组成，其中前刀面与第一后刀面相交形成刀具的刃口。该刀具设计方案可以应用于CNC加工硬质材料(如玻璃、陶瓷、碳纤维、玻纤等)领域，可用于粗加工、精加工、及成型加工等，如玻璃侧边倒斜角或圆弧角。
Description
技术领域：
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种特殊结构刀具
背景技术：
近年来，随着竞争的加剧及5G的兴起，手机等数码产品的外壳或机构多采用一些硬质材料(如玻璃、陶瓷、玻纤等)。这些材料虽然有助于提升产品质量及档次，但是因其硬度较高，脆性较大，相比塑料或金属加工难度更大，尤其是硬质材料片体的成型加工，目前多采用电镀砂轮(磨头)研磨加工，不但效率低下，且砂轮寿命很短，加工出的面粗度较差，为获得较高的表面往往需要再抛光处理。以上现状导致了硬质材料的加工成本居高不下，且很大程度上阻碍了硬质材料更加广泛的应用。
发明内容：
鉴于上述内容，有必要提出一种具有效率高、寿命长、加工质量更好的特殊刀具
一种特殊结构刀具，该型刀具由刀杆及位于刀杆一端的刀头组成，刀头侧面360°交替分布有宽度为 0.001～0.5mm的刀齿和宽度为0.001～5mm的刀槽。刀头上的刀齿和刀槽，其方向与刀具轴向成0～90°夹角，旋转方向可为左旋、右旋或同时左右旋。刀齿由前刀面、第一后刀面及第二后刀面组成，其中前刀面与第一后刀面相交形成刀具的刃口。第一后刀面的径向后角为0～65°。该刀具的刀头外轮廓可以为直边型，外凸型和内凹型，刀具的刀槽结构可为倒梯形、半圆形、倒三角形或矩形，其加工采用激光方式实现。该型刀具的刀头材质为CVD聚晶金刚石、PCD聚晶金刚石、CVD单晶金刚石、MCD单晶金刚石、PCBN立方氮化硼等超硬材料，刀杆材质为硬质合金等材料。
上述的特殊结构刀具，可以应用于CNC对硬质材料(如玻璃、陶瓷、碳纤维、玻纤等)片体边缘的成型加工。加工过程中主要参数为：转速为2000～10000rmp，进给为0.01～0.1mm。刀具伸出长度为20～40mm。加工过程中，被加工的硬质材料片体固定于CNC平台上，刀具与被加工的硬质材料片体垂直，在CNC控制下移动，高速转动的刀具即可实现对片体的成型加工。
上述特殊结构刀具具有：磨损低、寿命较高，可反复使用，加工表面质量高等特点。且由于该加工方法在加工过程中CNC只需要做两个方向的移动动作，故该方法相比磨削加工大大降低了对CNC的联动性能要求。
附图说明：
图1是本发明的刀具结构示意图
图2是刀具刀头局部放大示意图
图3是刀具刀头径向界面示意图
图4是刀具刀头外轮廓示意图
图5是刀具刀齿和刀槽不同旋向示意图
图6是实施例1刀具结构示意图
图7是实施例2刀具结构示意图
图8是实施例3刀具结构示意图
图9是实施例4刀具结构示意图
图10是实施例5刀具结构示意图
图11是实施例6刀具结构示意图
主要元素符号说明
刀杆 1
刀头 2
刀槽 3
刀齿 4
前刀面 401
第一后刀面 402
第二后刀面 403
刀齿下部 201
刀齿中部 202
刀齿上部 203
刀头长 L
刀头直径 D
螺旋角 ω
第一后角 α
槽深 h
齿宽 d
槽宽 s
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明的刀具做进一步的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例
实施例1
请参见图1、图2、图6，本实施例所展示的刀具为左旋、直边型(参见图3、图4)，槽型为倒梯形结构(参见图5)，主要参数如下：
齿4宽d:0.020mm；
槽3宽s:0.050mm；
第一后角α：10°；
刀头2长L:1.5mm；
刀头2直径D:1.0mm；
螺旋角ω:30°；
槽3侧边斜角γ：20°；
槽3深h：0.023mm；
刀头2材质：聚晶金刚石(PCD)；
刀杆1材质：硬质合金。
实施例2
请参见图1、图2、图7，本实施例所展示的刀具刀头2外轮廓为直边型(参见图5)，旋向为右旋(参见图4)，槽型为倒梯形结构(参见图5)，其主要参数如下：
齿4宽d:0.020mm；
槽3宽s:0.050mm；
第一后角α：10°；
刀头2长L:1.5mm；
刀头2直径D:1.0mm；
螺旋角ω:30°；
槽3侧边斜角γ：20°；
槽3深h：0.023mm；
刀头2材质：聚晶金刚石(PCD)；
刀杆1材质：硬质合金。
实施例3
请参见图1、图2、图8，本实施例所展示的刀具槽型同实施例2中的槽型相同，其他主要参数如下：
齿4宽d:0.028-0.124mm；
槽3宽s:0.050mm；
第一后角α：0；
刀头上部203外轮廓为球面，刀头中部202外轮廓为柱面，刀头下部201外轮廓为锥面；
刀头2长L:3.78mm；
旋向：右旋；
刀头2直径D:4.9～10mm；
刀头2材质：聚晶立方氮化硼(PCBN)；
刀杆1材质：硬质合金。
实施例4
请参见图1、图2、图9，本实施例所展示的刀具槽型同实施例2中的槽型相同，刀头外轮廓为外凸型，其他主要参数如下：
齿4宽d:0.038～0.024mm；
槽3宽s:0.053～0.017mm；
第一后角α：0；
刀头2长L:5.27mm；
旋向：左旋；
刀头2直径D:4～1mm；
槽3深h：0.03-0.01mm；
刀头2材质：单晶金刚石(MCD)；
刀杆1材质：硬质合金。
实施例5
请参见图1、图2、、图10，本实施例所展示的刀具槽型同实施例2中的槽型相同，旋向为左右旋，刀头2外轮廓为直边型，其他主要参数如下：
齿4宽d:0.020mm；
槽3宽s:0.050～0.1mm；
后角α：0；
刀头2长L:1.5mm；
刀头2直径D:1.0mm；
螺旋角ω:30°；
槽3侧边斜角γ：20°；
槽3深h：0.023mm；
刀头2材质：聚晶金刚石(PCD)；
刀杆1材质：硬质合金。
实施例6
请参见图1、图2、图11，本实施例所展示的刀具槽型同实施例2中的槽型相同，刀头上部203外轮廓为锥面，刀头中部202外轮廓为柱面，刀头下部201外轮廓为锥面，其中刀头上部203和刀头下部201 外轮廓锥面与刀具轴向夹角θ1和θ2都为45°。本实施例中刀具刀头2外轮廓为内凹型，其他主要参数如下：
齿宽d:0.012mm；
槽宽s:0.055～0.121mm；
后角α：0；
刀头上部203长L3为1.5mm，刀头中部202长L2为0.5mm，刀头下部201长L1为1.5mm；
刀头直径D:1.0～2.0mm；
螺旋角ω:20°(右旋)；
槽侧边斜角γ：30°；
槽深h：0.035mm；
刀头材质：聚晶金刚石(PCD)；
刀杆材质：硬质合金。
Claims (6)
1.本发明提供了一种特殊结构刀具，该型刀具由刀杆1及位于刀杆1一端的刀头2组成，其特征在于：刀头2侧面360°交替分布有宽度为0.001～0.5mm的刀齿4和宽度为0.001～5mm的刀槽3。
2.如权利要求1所述的一种特殊结构刀具，其特征在于：刀头2上的刀齿4和刀槽3，其方向与刀具轴向成0～90°夹角，旋转方向可为左旋、右旋或同时左右旋。
3.如权利要求1所述的一种特殊结构刀具，其特征在于：刀齿4外表面由前刀面401、第一后刀面402及第二后刀面403组成，其中前刀面401与第一后刀面402相交形成刀具的刃口404。
4.如权利要求3所述的一种特殊结构刀具，其特征在于：第一后刀面401形成的第一后角为0～65°。
5.如权利要求1所述的一种特殊结构刀具，其特征在于：该型刀具的刀头2材质为CVD聚晶金刚石、PCD聚晶金刚石、CVD单晶金刚石、MCD单晶金刚石、PCBN立方氮化硼等超硬材料，刀杆1材质为硬质合金等材料。
6.如权利要求1所述的一种特殊结构刀具，其特征在于：利用权利要求1-5中任意一项所述的特殊结构刀具，可以应用于CNC对硬质材料(如玻璃、陶瓷、碳纤维、玻纤等)的成型加工。
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