CN110369761A - 一种适用于锻造模具深孔加工刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械加工领域，具体的公开了一种适用于锻造模具深孔加工刀具，包括刀柄和加长复合刀头，刀柄包括有芯轴和外圈，外圈套设在芯轴的外侧并且芯轴与外圈转动连接；在所述外圈的内壁上以及芯轴的外壁上均对应设置有进气通道；在所述芯轴上对应的进气通道位置开设有多个通孔，所述加长复合刀头的中心轴上设置有中心气孔，中心气孔的上端与芯轴侧壁上的通孔连通。刀具在使用时通过刀头内吹出气体，实现对深孔加工中刀具的冷却以及吹出内部的铁屑，既保证模具轴孔加工尺寸精度，又能显著节约刀具成本、提高加工效率，加工中心直接切削到模具图样成品尺寸要求，无需电极电火花成型加工，没有电火放电脱碳影响。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体是一种适用于锻造模具深孔加工刀具。
背景技术
汽车转向节是汽车转向系统中的重要安全零件，直接影响汽车行驶稳定性、安全性及转向灵敏性。为满足转向节高强度和高安全性要求，商用车、SUV及高端乘用车中转向节的广泛采用合金钢锻件。
转向节锻造的关键技术和难点就是锻造模具设计及模具加工，常规转向节锻造模具加工方法分为两种。新模具加工：毛坯粗加工→热处理→加工中心精加工→石墨电极电火花成型→钳修→检验→入库；旧模具返修：机床除裂纹→人工焊补→加工中心精加工→石墨电极电火花成型→钳修→检验→入库。
传统模具加工存在问题：（1）转向节属叉类件，锻造模具型腔复杂，转向节轴孔型腔为台阶深孔，拉臂、减振臂型腔细长不规则曲面，传统加工工艺是加工中心先钻孔、后铣削，深孔及小型腔无法直接加工成型，尺寸精度差；深孔及不规则型腔靠电火花成型，模具表面质量差、精度不高。
（2）锻造转向节模具返修需要多次下沉除裂纹，然后重新焊补，焊补后余量不均匀、硬度高低不一，导致加工刀具消耗大、加工成本高、生产效率低。尤其是转向节轴孔型腔加工工艺复杂：焊接后先使用硬质合金刀具采用人工手动的方式操作加工中心对高点先进行钻削，之后采用直立铣刀进行数控铣削。以此类推反复加工，直到将整个轴孔完全加工出来为止。最终还要靠电火花成型及必要的人工钳修才能检验合格。这种方法加工有以下弊端：一是刀具损耗大、费用高，一把全新的硬质合金刀和一把全新的直式立铣刀一次基本报废，若遇上焊渣硬点则刀具直接报废；二是加工时间长，人工成本高，整个过程操作工必须全程手动操作，整个轴孔的粗切完成要四个小时以上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于锻造模具深孔加工刀具，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于锻造模具深孔加工刀具，包括刀柄和加长复合刀头，刀柄包括有芯轴和外圈，外圈套设在芯轴的外侧并且芯轴与外圈转动连接，外圈绕在芯轴的外侧转动；在所述外圈的内壁上以及芯轴的外壁上均对应设置有进气通道，两侧的进气通道形成通道；在所述芯轴上对应的进气通道位置开设有多个通孔，所述加长复合刀头的中心轴上设置有中心气孔，中心气孔的上端与芯轴侧壁上的通孔连通，使进气通道内的气体进入到加长复合刀头中，从加长复合刀头的末端吹出，在对模具深孔进行加工时向内部吹气，起到降温和吹出铁屑的作用。
进一步的：在外圈的外侧设置有与内部进气通道连通的气嘴。
进一步的：气嘴上连通外接气管，外接气管的另外一端连通在机床的气源上，向进气通道内通入气体。
进一步的：所述外圈的上下端内侧均设置有套在芯轴外侧的密封圈，使芯轴与外圈之间密封，避免内部气体泄漏。
进一步的：所述外圈的外侧通过销钉安装有螺栓，螺栓的另外一端螺纹固定安装在加工中心主轴端面上，以保证加工中心主轴带动刀柄旋转时，外接气管不跟随刀柄旋转。
进一步的：所述螺栓与加工中心主轴端面的内螺纹孔联接固定。
进一步的：所述通过销钉与螺栓端头开口槽联接，再通过销钉固定连接在外圈上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：刀具在使用时通过刀头内吹出气体，实现对深孔加工中刀具的冷却以及吹出内部的铁屑，既保证模具轴孔加工尺寸精度，又能显著节约刀具成本、提高加工效率，同时提高模具使用寿命和锻造产品质量；加工中心直接切削到模具图样成品尺寸要求，无需电极电火花成型加工，没有电火放电脱碳影响，锻造产品外观质量及模具使用寿命都有所提高。
附图说明
图1为一种适用于锻造模具深孔加工刀具的结构示意图。
图2为一种适用于锻造模具深孔加工刀具中什么的的结构示意图。
图中：1-刀柄，2-加工中心主轴，3-加长复合刀头，4-外接气管，5-进气通道，6-芯轴，7-外圈，8-密封圈，9-销钉，10-气嘴，11-螺栓，12-加工中心主轴端面，13-模具深孔。
具体实施方式
实施例1
请参阅图，本发明实施例中，一种适用于锻造模具深孔加工刀具，包括刀柄1和加长复合刀头3，刀柄1包括有芯轴6和外圈7，外圈7套设在芯轴6的外侧并且芯轴6与外圈7转动连接，外圈7绕在芯轴6的外侧转动；在所述外圈7的内壁上以及芯轴6的外壁上均对应设置有进气通道5，两侧的进气通道5形成通道，在外圈7的外侧设置有与内部进气通道5连通的气嘴10，气嘴10上连通外接气管4，外接气管4的另外一端连通在机床的气源上，向进气通道5内通入气体；在所述芯轴6上对应的进气通道5位置开设有多个通孔，所述加长复合刀头3的中心轴上设置有中心气孔，中心气孔的上端与芯轴6侧壁上的通孔连通，使进气通道5内的气体进入到加长复合刀头3中，从加长复合刀头3的末端吹出，在对模具深孔13进行加工时向内部吹气，起到降温和吹出铁屑的作用。
所述外圈7的上下端内侧均设置有套在芯轴6外侧的密封圈8，使芯轴6与外圈7之间密封，避免内部气体泄漏。
实施例2
在实施例1的基础上，所述外圈7的外侧通过销钉9安装有螺栓11，螺栓11的另外一端螺纹固定安装在加工中心主轴端面12上，将外接气管4进行固定；螺栓11与加工中心主轴端面12的内螺纹孔联接固定，通过销钉9与螺栓11端头开口槽联接，再通过销钉9固定连接在外圈7上，以保证加工中心主轴2带动刀柄1旋转时，外接气管4不跟随刀柄1旋转。
刀具在安装时，将刀柄1的芯轴6通过莫氏锥度连接方式与加工中心主轴2连接，通过加工中心主轴2驱动刀柄1转动，再将外圈7通过销钉9、螺栓11固定安装在加工中心主轴端面12上；刀柄1与加工中心主轴2配合联接；在通过加长复合刀头3进行深孔加工时，外部压缩空气通过刀柄1和加长复合刀头3的中心气孔进入加工模具型腔，达到冷却刀具和帮助排屑目的。
具体实施过程说明：
（1）首先将转向节模具放置加工中心工作台上，人工模具深孔13处残留的铁屑、焊渣；
（2）将加长复合刀头3安装到刀柄1内，并锁紧；
（3）将刀柄1装到加工中心主轴2上；用螺栓11、螺母与加工中心主轴端面12的内螺纹孔联接固定；转动外圈7，使销钉9位置与加工中心主轴端面12的螺栓11头部开口槽中心一致，并卡住联接。
（4）按下加工中心装刀按钮装刀，然后用手旋转加长复合刀头3保证刀杆能转动；
（5）将外接气管4与气嘴10联接，打开气源测试气压，保证有足够的压力能将铁屑排出；
（6）加工程序参数设定，设定机床的转速为500r/min、进给450mm/min，将压缩气通过加长复合刀头3吹气使其降温冷却，同时气流通过加长复合刀头3的中心气孔向加工区排出。调节气体压力以实现加工铁屑顺利排出；
（7）从机床控制面板调用对应模具轴孔加工程序，打到DNC模式开始在线自动加工。
（8）加工中心直接切削到模具图样成品尺寸要求，无需电极电火花成型加工。模具表面光洁好、尺寸精度高，没有电火放电脱碳影响，锻造产品外观质量及模具使用寿命都有所提高。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种适用于锻造模具深孔加工刀具，包括刀柄（1）和加长复合刀头（3），其特征在于，刀柄（1）包括有芯轴（6）和外圈（7），外圈（7）套设在芯轴（6）的外侧并且芯轴（6）与外圈（7）转动连接，外圈（7）绕在芯轴（6）的外侧转动；在所述外圈（7）的内壁上以及芯轴（6）的外壁上均对应设置有进气通道（5），两侧的进气通道（5）形成通道；在所述芯轴（6）上对应的进气通道（5）位置开设有多个通孔，所述加长复合刀头（3）的中心轴上设置有中心气孔，中心气孔的上端与芯轴（6）侧壁上的通孔连通。
2.根据权利要求1所述的一种适用于锻造模具深孔加工刀具，其特征在于：在外圈（7）的外侧设置有与内部进气通道（5）连通的气嘴（10）。
3.根据权利要求2所述的一种适用于锻造模具深孔加工刀具，其特征在于：所述气嘴（10）上连通外接气管（4），向进气通道（5）内通入气体。
4.根据权利要求3所述的一种适用于锻造模具深孔加工刀具，其特征在于：所述外圈（7）的上下端内侧均设置有套在芯轴（6）外侧的密封圈（8）。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种适用于锻造模具深孔加工刀具，其特征在于：所述外圈（7）的外侧通过销钉（9）安装有螺栓（11），螺栓（11）的另外一端螺纹固定安装在加工中心主轴端面（12）上。
6.根据权利要求5所述的一种适用于锻造模具深孔加工刀具，其特征在于：所述螺栓（11）与加工中心主轴端面（12）的内螺纹孔联接固定。
7.根据权利要求6所述的一种适用于锻造模具深孔加工刀具，其特征在于：所述通过销钉（9）与螺栓（11）端头开口槽联接，再通过销钉（9）固定连接在外圈（7）上。
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