CN109604653B - 一种pcd焊接成型刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PCD焊接成型刀具,属于成型刀具技术领域,一种PCD焊接成型刀具,包括刀具柄主体,刀具柄主体上设有刀具柄连接块,刀具柄连接块的一侧贴合有PCD复合片,刀具柄连接块上开凿有固定槽,PCD复合片的下端固定连接有多个均匀分布的主固定柱,主固定柱上固定连接有多个均匀分布的副固定柱,且主固定柱和副固定柱均位于固定槽内,主固定柱和副固定柱与固定槽之间均填充有主钎焊剂,可以实现利用钻石戒指的结构原理,通过爪镶件的的卡接,大幅增加了PCD复合片与硬质合金之间的连接强度,同时,可分区域对刀具进行不同温度的钎焊,既不会对PCD复合片造成热损伤,不会影响其切削性能,同时又可将强度增加30‑50%。

Description

一种PCD焊接成型刀具
技术领域
本发明涉及成型刀具技术领域,更具体地说,涉及一种PCD焊接成型刀具。
背景技术
PCD刀具是通过把PCD复合片焊接到硬质合金或者钢的刀体上制成的。由于PCD复合片将单晶金刚石的高硬度、耐磨性、低摩擦系数和碳化钨硬质合金的高抗弯强度进行了结合,因此PCD复合片不仅增加了抗弯强度,同时硬质合金层易于焊接,使制作成品刀具变得容易。
近年来随着汽车制造业大量采用轻型材料,如铝合金、复合材料等,PCD刀具的应用也大量增加。如在变速箱壳体的某些工序加工中,将原来采用的硬质合金镗刀改为金刚石刀具,刀具寿命可提高到数万件,其经济效益是非常明显的。采用PCD刀具加工铝合金时,由于金刚石硬度高,表面与金属亲和力小;且刀具前刀面都抛光成镜面,不易产生积屑瘤;加工尺寸稳定性以及表面质量都很好。在Ra0.02~0.32i.zm的条件下,可获得5~7级精度。采用PCD刀具加工各种规格铝合金零件,表面粗糙度Ra≤0.Im,刀具寿命可达几千到几万件,尤其适合汽车零件的大规模生产。在中国汽车制造业中,应用PCD刀具主要切削铝合金发动机缸体、缸盖、变速器的壳体、阀体、槽体、侧盖等零件。
PCD刀具从结构上主要分为整体式PCD刀具和焊接PCD刀片。近年来焊接式带柄PCD刀具在汽车及其零部件行业发展迅速。对于PCD刀具,PCD复合片与硬质合金或钢基体的焊接非常重要,PCD的焊接方法主要有以下几种:激光焊接,真空扩散焊,真空钎焊,高频感应钎焊等。PCD复合片的钎焊工艺是制约PCD刀具应用的关键技术之一。众所周知,硬质合金的钎焊多采用高温钎焊工艺(钎焊温度约1000℃),而PCD复合片必须采用低温钎焊,否则就对PCD复合片造成热损伤,影响其切削性能。而低温钎焊的接头强度往往较低,在刀具加工过程中很容易造成脱焊,会直接影响PCD焊接成型刀具的强度。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种PCD焊接成型刀具,它可以实现利用钻石戒指的结构原理,通过爪镶件的的卡接,大幅增加了PCD复合片与硬质合金之间的连接强度,同时,可分区域对刀具进行不同温度的钎焊,既不会对PCD复合片造成热损伤,不会影响其切削性能,同时又可将强度增加30-50%。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种PCD焊接成型刀具,包括刀具柄主体,所述刀具柄主体上设有刀具柄连接块,所述刀具柄连接块的一侧贴合有PCD复合片,所述刀具柄连接块上开凿有固定槽,所述PCD复合片的下端固定连接有多个均匀分布的主固定柱,所述主固定柱上固定连接有多个均匀分布的副固定柱,且主固定柱和副固定柱均位于固定槽内,所述主固定柱和副固定柱与固定槽之间均填充有主钎焊剂,所述PCD复合片上开凿有两对副卡接槽,所述刀具柄连接块上开凿有两对主卡接槽,所述主卡接槽和副卡接槽相互匹配形成四组卡接槽组,所述卡接槽组上卡接有爪镶件,所述爪镶件包括一对爪钩,一对所述爪钩分别卡接在主卡接槽和副卡接槽中,所述主卡接槽与爪钩之间填充有副钎焊剂,它可以实现利用钻石戒指的结构原理,通过爪镶件的的卡接,大幅增加了PCD复合片与硬质合金之间的连接强度,同时,可分区域对刀具进行不同温度的钎焊,既不会对PCD复合片造成热损伤,不会影响其切削性能,同时又可将强度增加30-50%。
进一步的,所述副卡接槽为激光打孔,所述副卡接槽的深度为1-3毫米,可保证爪镶件的连接强度,同时不会影响PCD复合片的强度。
进一步的,所述主卡接槽的深度大于副卡接槽的深度,便于添加焊剂进行钎焊。
进一步的,所述爪镶件的表面为磨砂处理,可增大摩擦力,不易打滑。
进一步的,所述主钎焊剂为Ag、Cu、Cd、Ni、Fe、Mn、Si焊剂,Ag、Cu、Cd焊料可降低焊接温度。
进一步的,所述刀具柄主体为GCr15材质,强度大,可满足使用的需求。
进一步的,所述主卡接槽与副卡接槽之间的距离均相等,可仅仅使用同一规格的爪镶件,通用性强,可降低生产的成本,同时便于后期的配件维修和更换。
进一步的,所述主固定柱的数量至少为4个,可保证连接的强度。
进一步的,所述刀具的类型包括PCD铣刀、PCD镗刀和PCD铰刀,具有不同的功能,可满足不同的使用需求。
进一步的,所述PCD复合片的长度小于150毫米,可保证实际使用过程中的强度和精度。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本方案可以实现利用钻石戒指的结构原理,通过爪镶件的的卡接,大幅增加了PCD复合片与硬质合金之间的连接强度,同时,可分区域对刀具进行不同温度的钎焊,既不会对PCD复合片造成热损伤,不会影响其切削性能,同时又可将强度增加30-50%。
(2)副卡接槽为激光打孔,副卡接槽的深度为1-3毫米,可保证爪镶件的连接强度,同时不会影响PCD复合片的强度。
(3)主卡接槽的深度大于副卡接槽的深度,便于添加焊剂进行钎焊。
(4)爪镶件的表面为磨砂处理,可增大摩擦力,不易打滑。
(5)主钎焊剂为Ag、Cu、Cd、Ni、Fe、Mn、Si焊剂,Ag、Cu、Cd焊料可降低焊接温度。
(6)刀具柄主体为GCr15材质,强度大,可满足使用的需求。
(7)主卡接槽与副卡接槽之间的距离均相等,可仅仅使用同一规格的爪镶件,通用性强,可降低生产的成本,同时便于后期的配件维修和更换。
(8)主固定柱的数量至少为4个,可保证连接的强度。
(9)刀具的类型包括PCD铣刀、PCD镗刀和PCD铰刀,具有不同的功能,可满足不同的使用需求。
(10)PCD复合片的长度小于150毫米,可保证实际使用过程中的强度和精度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的局部结构示意图一;
图3为本发明的局部结构示意图二;
图4为本发明的去爪镶件的局部结构示意图;
图5为本发明的局部剖面图;
图6为图5中A处结构示意图。
图中标号说明:
1刀具柄主体、101刀具柄连接块、102主卡接槽、2PCD复合片、201主固定柱、202副固定柱、203副卡接槽、3爪镶件、301爪钩、4主钎焊剂、5副钎焊剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图;对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;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,基于本发明中的实施例;本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例;都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。
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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,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中的具体含义。
实施例1:
请参阅图1-6,一种PCD焊接成型刀具,包括刀具柄主体1,刀具柄主体1上设有刀具柄连接块101,刀具柄连接块101的一侧贴合有PCD复合片2,刀具柄连接块101上开凿有固定槽,PCD复合片2的下端固定连接有多个均匀分布的主固定柱201,主固定柱201上固定连接有多个均匀分布的副固定柱202,且主固定柱201和副固定柱202均位于固定槽内,主固定柱201和副固定柱202与固定槽之间均填充有主钎焊剂4,PCD复合片2上开凿有两对副卡接槽203,刀具柄连接块101上开凿有两对主卡接槽102,主卡接槽102和副卡接槽203相互匹配形成四组卡接槽组,卡接槽组上卡接有爪镶件3,爪镶件3包括一对爪钩301,一对爪钩301分别卡接在主卡接槽102和副卡接槽203中,主卡接槽102与爪钩301之间填充有副钎焊剂5。
副卡接槽203为激光打孔,副卡接槽203的深度为1-3毫米,可保证爪镶件3的连接强度,同时不会影响PCD复合片2的强度,主卡接槽102的深度大于副卡接槽203的深度,便于添加焊剂进行钎焊。
主钎焊剂4为Ag、Cu、Cd、Ni、Fe、Mn、Si焊剂,Ag、Cu、Cd焊料可降低焊接温度,刀具柄主体1为GCr15材质,强度大,可满足使用的需求。
爪镶件3的表面为磨砂处理,可增大摩擦力,不易打滑,主卡接槽102与副卡接槽203之间的距离均相等,可仅仅使用同一规格的爪镶件3,通用性强,可降低生产的成本,同时便于后期的配件维修和更换,主固定柱201的数量至少为4个,可保证连接的强度,PCD复合片2的长度小于150毫米,可保证实际使用过程中的强度和精度。
刀具的类型包括PCD铣刀、PCD镗刀和PCD铰刀,具有不同的功能,可满足不同的使用需求。
使用时,与现有技术中正常的PCD焊接成型刀具相同,无需专门学习培训,不会造成培训的成本,生产时,可先将爪镶件3通过高温和副钎焊剂5钎焊在刀具柄连接块101上,也可以再将PCD复合片2与刀具柄连接块101固定,将爪镶件3卡接在PCD复合片2中,再经过低温的钎焊实现主钎焊剂4的融化,最终PCD复合片2与刀具柄连接块101紧密固定连接,当爪镶件3发生松动时,可重新更换爪镶件3,使用主钎焊剂4进行低温钎焊,可单独的维修,避免了PCD复合片2松动后无法使用的情况,与现有技术相比多了一份PCD复合片2与刀具柄连接块101固定的保障,很大程度上减少了因PCD复合片2松动导致的PCD焊接成型刀具损坏。
本方案可以实现利用钻石戒指的结构原理,通过爪镶件的的卡接,大幅增加了PCD复合片与硬质合金之间的连接强度,同时,可分区域对刀具进行不同温度的钎焊,既不会对PCD复合片造成热损伤,不会影响其切削性能,同时又可将强度增加30-50%。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种PCD焊接成型刀具,包括刀具柄主体(1),所述刀具柄主体(1)上设有刀具柄连接块(101),其特征在于:所述刀具柄连接块(101)的一侧贴合有PCD复合片(2),所述刀具柄连接块(101)上开凿有固定槽,所述PCD复合片(2)的下端固定连接有多个均匀分布的主固定柱(201),所述主固定柱(201)上固定连接有多个均匀分布的副固定柱(202),且主固定柱(201)和副固定柱(202)均位于固定槽内,所述主固定柱(201)和副固定柱(202)与固定槽之间均填充有主钎焊剂(4),所述PCD复合片(2)上开凿有两对副卡接槽(203),所述刀具柄连接块(101)上开凿有两对主卡接槽(102),所述主卡接槽(102)和副卡接槽(203)相互匹配形成四组卡接槽组,所述卡接槽组上卡接有爪镶件(3),所述爪镶件(3)包括一对爪钩(301),一对所述爪钩(301)分别卡接在主卡接槽(102)和副卡接槽(203)中,所述主卡接槽(102)与爪钩(301)之间填充有副钎焊剂(5),分区域对刀具进行不同温度的钎焊,所述主钎焊剂(4)的钎焊温度低于所述副钎焊剂(5)的钎焊温度,相配合的所述主卡接槽(102)与副卡接槽(203)之间的距离均相等,所述主固定柱(201)的数量至少为4个,所述副卡接槽(203)为激光打孔,所述副卡接槽(203)的深度为1-3毫米。
2.根据权利要求1所述的一种PCD焊接成型刀具,其特征在于:所述主卡接槽(102)的深度大于副卡接槽(203)的深度。
3.根据权利要求1所述的一种PCD焊接成型刀具,其特征在于:所述爪镶件(3)的表面为磨砂处理。
4.根据权利要求1所述的一种PCD焊接成型刀具,其特征在于:所述主钎焊剂(4)为Ag、Cu、Cd、Ni、Fe、Mn、Si焊剂。
5.根据权利要求1所述的一种PCD焊接成型刀具,其特征在于:所述刀具柄主体(1)为GCr15材质。
6.根据权利要求1所述的一种PCD焊接成型刀具,其特征在于:所述刀具的类型包括PCD铣刀、PCD镗刀和PCD铰刀。
7.根据权利要求1所述的一种PCD焊接成型刀具,其特征在于:所述PCD复合片(2)的长度小于150毫米。
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