CN111618322A - 一种可换位多层pcd盘刀 - Google Patents

Abstract

一种可换位多层PCD盘刀，包括刀柄1，在刀柄一端一体成型定位轴13，定位轴上依次共线固定安装有刀盘四6、定位套三9、刀盘三5、定位套二8、刀盘二4、定位套一7、刀盘一3和端面缩紧座圈3，在端面缩紧座圈与定位轴之间安装有端面缩紧螺栓10；上述刀盘均为左右双刃口，刀盘一和刀盘四的形状尺寸相同可对调，刀盘二和刀盘三的形状尺寸相同可对调，定位套一和定位套三的形状尺寸相同；上述刀盘的切削齿均为不等分结构，即每个切削齿之间的夹角各不相同，切削齿端部固定安装有PCD刀粒。本申请中四层盘刀为分体式、左右双刃口，刀盘达到使用寿命后，刀盘一和刀盘四对调、刀盘二和刀盘三对调装配，加工效率高，刀具使用成本低。

Description

一种可换位多层PCD盘刀

技术领域

本申请涉及超硬切削刀具技术领域，尤其涉及一种可换位多层PCD盘刀。

背景技术

PCD刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的8～12倍；PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4～1)，因此PCD刀具可显著减小切削力；PCD的热膨胀系数仅为0.9×10^-6～1.18×10^-6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。采用PCD刀具加工金属基复合材料时，其失效形式主要为粘结磨损和由金刚石晶粒缺陷引起的微观晶间裂纹。在加工高硬度、高脆性材料时，PCD刀具的粘结磨损并不明显；相反，在加工低脆性材料(如碳纤维增强材料)时，刀具的磨损增大，此时粘接磨损起主导作用。因此对刀具的充分冷却对减少磨损有一定的作用。

现有技术中加工汽车转向节支架上下两侧耳的PCD刀具采用一长一短PCD双层刀盘，一次只能加工汽车转向节支架的一个侧耳，因此现有技术中使用的PCD刀盘必须分两次才能加工出同一工件的同侧双耳，加工完汽车转向节支架的一个侧耳，刀具和工件之间的相对位置需要重调后才能去加工汽车转向节支架的另一个侧耳，加工效率低，固定刀具和工件的工装夹具结构也会相应复杂一些，且加工精度低；并且刀盘与刀柄为整体式不可拆分，不可更换刀盘、刀具，一旦刀盘磨损换刀盘需将整个刀具寄回厂家换片修磨，刀具制作及使用成本较高。

而且现有技术中刀盘的切削齿采用等分结构，即刀盘各个切削齿之间的夹角相同，容易出现震刀现象，影响刀盘的使用寿命。

发明内容

本申请提供了一种可换位多层PCD盘刀，以解决现有技术中存在的PCD刀具的刀盘与刀柄为整体式不可拆分，加工效率低，刀具制作及使用成本较高的问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种可换位多层PCD盘刀，包括刀柄，在所述刀柄一端一体成型有定位轴，所述定位轴上依次共线固定安装有刀盘四、定位套三、刀盘三、定位套二、刀盘二、定位套一、刀盘一和端面缩紧座圈，在所述端面缩紧座圈与所述定位轴之间安装有端面缩紧螺栓将上述刀盘和定位套各部分压紧固定；所述刀盘均为左右双刃口结构，其中所述刀盘一和所述刀盘四的形状尺寸相同可对调，所述刀盘二和所述刀盘三的形状尺寸相同可对调，所述定位套一和所述定位套三的形状尺寸相同；所述刀盘的切削齿均采用不等分结构，即每个所述切削齿之间的夹角各不相同，所述切削齿端部固定安装有PCD刀粒。

上述定位套和所述刀盘在轴向上通过传动键与所述定位轴固定相连，所述传动键与所述定位轴之间通过缩紧螺钉固定连接。

所述传动键与所述定位轴之间还安装有顶丝。

所述定位轴上安装每个所述刀盘的部位均设置有定位轴导水槽，每个所述刀盘上均开设有与所述定位轴导水槽位置相对应连通的刀盘导水槽，引导冷却水流向刃部。

所述定位轴上安装所述刀盘部位设置的所述定位轴导水槽之间还通过若干斜孔相互连通。

每个所述刀盘均包括刀盘基体，所述刀盘基体上的定位轴安装孔内开设有安装所述传动键的刀盘键槽，所述刀盘基体上的切削齿端部固定安装有所述PCD刀粒。

每个所述刀盘左右都有刃口，每个刃口上均匀安装6个所述PCD刀粒，总共包括12个所述PCD刀粒。

每个所述定位套均包括定位套基体，所述定位套基体上的定位轴安装孔上开设有安装所述传动键的定位套键槽。

每个所述定位套的形状均为空心圆柱形，所述定位套均采用间隙配合固定套装在所述定位轴上。

所述端面缩紧座圈为圆柱形，所述端面缩紧座圈的中心轴向开设有用于安装所述端面缩紧螺栓的沉孔。

采用本申请的技术方案的有益效果如下：

1.本申请中的PCD四层盘刀为分体式、左右两侧双刃口设计，当第一次装配后刀盘达到使用寿命后，将所述刀盘一和所述刀盘四对调、同时所述刀盘二和所述刀盘三对调可二次装配，使用所述刀盘的另一侧刃口，从而至少延长刀具寿命一倍以上，同时提高加工效率至少一倍以上，刀盘对调设计结构巧妙、装配简单，加工精度高。

2.重复装配、对调装配跳动可保证在0.02mm以内，节省了刀盘更换重新制作的时间和成本，提高了单个刀盘寿命一倍以上，整体可提高效率70％，大大降低了刀具使用成本。

3.采用所述定位轴导水槽与分体式刀盘上的刀盘导水槽相对应连通，并且所述定位轴导水槽之间还通过若干斜孔相互连通的结构设计，将冷却水从定位轴上引至刀盘的刃部，使得刀具冷却更均匀且更充分。

4.单个所述刀盘采用不等分齿的结构设计，减小了刀具震刀风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请中PCD可换位四层盘刀的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本申请中一体式刀柄的结构示意图；

图4为本申请中刀盘的结构示意图；

图5为本申请中定位套的结构示意图；

图6为本申请中端面缩紧座圈的结构示意图；

图7为使用现有技术中PCD盘刀加工工件的结构示意图；

图8为使用本申请中PCD可换位四层盘刀加工工件的结构示意图；

图示说明：

其中，1-刀柄，2-端面缩紧座圈，3-刀盘一，4-刀盘二，5-刀盘三，6-刀盘四，7-定位套一，8-定位套二，9-定位套三，10-端面缩紧螺栓，11-定位轴导水槽，12-传动键，13-定位轴，14-顶丝，15-缩紧螺钉，16-PCD刀粒，17-刀盘基体，18-刀盘键槽，19-定位套基体，20-定位套键槽，21-工件。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1和2，为本申请中PCD可换位四层盘刀的结构示意图。

本申请提供的一种可换位多层PCD盘刀，包括刀柄1，在所述刀柄1一端一体成型有定位轴13，本申请中所述刀柄1采用BT40刀柄。所述定位轴13上依次共线固定安装有刀盘四6、定位套三9、刀盘三5、定位套二8、刀盘二4、定位套一7、刀盘一3和端面缩紧座圈2，在所述端面缩紧座圈2与所述定位轴13之间安装有端面缩紧螺栓10将上述刀盘和定位套各部分压紧固定。如图7所示，现有技术中使用一长一短两个刀盘分两次加工汽车转向节支架两侧耳，其中长刀盘加工左侧耳，短刀盘加工右侧耳；如图8所示，本申请中刀盘一3和刀盘四6为相对较短的刀盘，刀盘二4和刀盘三5为相对较长的刀盘，本申请中采用四层刀盘一长一短两两组合同时完成汽车转向节支架两侧耳的加工，无需重新调整刀具和工件21之间的相对位置，只需一次加工即可成型，加工效率高。

所述刀盘均为左右双刃口结构，其中所述刀盘一3和所述刀盘四6的形状尺寸相同可对调，所述刀盘二4和所述刀盘三5的形状尺寸相同可对调，所述定位套一7和所述定位套三9的形状尺寸相同，当第一次装配后刀盘达到使用寿命后，将所述刀盘一和所述刀盘四对调、同时所述刀盘二和所述刀盘三对调二次装配，使用每个所述刀盘的另一侧刃口，从而至少延长刀具寿命一倍以上；所述刀盘的切削齿均采用不等分结构，即每个所述切削齿之间的夹角各不相同，所述切削齿端部固定安装有所述PCD刀粒16，刀盘切削齿为不等分设计大大减小了刀具震刀风险，克服了现有技术中刀盘切削齿采用等分设计容易出现震刀的问题。

上述定位套和所述刀盘在轴向上通过传动键12与所述定位轴13固定相连，所述传动键12与所述定位轴13之间通过缩紧螺钉15固定连接。

所述传动键12与所述定位轴13之间还安装有顶丝14。

如图3所示，所述刀盘一3、所述定位套一7、所述刀盘二4以及所述定位套二8的一端通过所述传动键12、所述缩紧螺钉15和所述顶丝14固定连接，所述刀盘三5、所述定位套三9和所述刀盘四6以及所述定位套二8的另一端也通过所述传动键12、所述缩紧螺钉15和所述顶丝14固定连接，重复装配、对调装配跳动可保证在0.02mm以内，结构简单，连接可靠，装配精度高。

如图3所示，所述定位轴13上安装每个所述刀盘的部位均设置有定位轴导水槽11，每个所述刀盘上均开设有与所述定位轴导水槽11位置相对应连通的刀盘导水槽，引导冷却水流向刃部，避免加工工件时刃部过热造成磨损，延长刀刃使用寿命。

如图3所示，所述定位轴13上安装所述刀盘部位设置的所述定位轴导水槽11之间还通过若干斜孔相互连通，使得定位轴13到每个所述刀盘刃部的冷却更加充分且均匀。

如图4所示，每个所述刀盘均包括刀盘基体17，所述刀盘基体17上的定位轴安装孔内开设有安装所述传动键12的刀盘键槽18，所述刀盘基体17上的切削齿端部固定安装有所述PCD刀粒16，可满足超硬切削精加工的需求。

如图4所示，每个所述刀盘左右都有刃口，本实施例中每个所述刃口上均匀安装6个所述PCD刀粒16，总共包括12个所述PCD刀粒16，刀盘的切削齿采用不等分设计，即相邻切削齿之间的角度并非都是30°，而是在30°左右不等，避免产生共振，减小了震刀的风险，在一定程度上延长了刀具使用寿命，并且加工精度高。

如图5所示，每个所述定位套均包括定位套基体19，本实施例中所述定位套基体19上的定位轴安装孔上开设有用于安装所述传动键12的两个定位套键槽20，结构简单，便于装配。

每个所述定位套的形状均为空心圆柱形，每个所述定位套均采用间隙配合固定套装在所述定位轴13上，可重复安装，装配精度高。

如图6所示，所述端面缩紧座圈2为圆柱形，所述端面缩紧座圈2的中心轴向开设有用于安装所述端面缩紧螺栓10的沉孔，结构简单，便于拆卸重复装配。

本申请提供的一种可换位多层PCD盘刀的安装和工作过程：本申请中刀盘组装时，分别将刀盘各部分从右到左开始装配，如图1所示，在所述定位轴13上依次共线固定安装所述刀盘四6、所述定位套三9、所述刀盘三5、所述定位套二8、所述刀盘二4、所述定位套一7、刀盘一3和端面缩紧座圈2，其中所述刀盘一3的右侧刃口和所述刀盘二4的左侧刃口之间的宽度为汽车转向节支架侧耳的宽度，所述刀盘三5的右侧刃口和所述刀盘四6的左侧刃口之间的宽度也为汽车转向节支架侧耳的宽度，所述刀盘二4的左侧刃口与所述刀盘三5的右侧刃口之间的宽度为汽车转向节支架左右两侧耳之间的宽度，所述刀盘一3、所述定位套一7、所述刀盘二4以及所述定位套二8的一端通过所述传动键12、所述缩紧螺钉15和所述顶丝14固定连接，所述刀盘三5、所述定位套三9和所述刀盘四6以及所述定位套二8的另一端也通过所述传动键12、所述缩紧螺钉15和所述顶丝14固定连接，最后将所述端面缩紧螺栓10装在所述端面缩紧座圈2中心的沉孔内固定连接所述端面缩紧座圈2与所述定位轴13，通过所述端面缩紧螺栓10将上述刀盘和定位套各部分压紧定位面锁死，保证装配精度。

每个所述刀盘均为左右双刃口结构，初次加工时使用所述刀盘一3和刀盘三5的右侧刃口，以及所述刀盘二4和刀盘四6的左侧刃口，通过所述刀盘一3的右侧刃口和所述刀盘二4的左侧刃口、所述刀盘三5的右侧刃口和所述刀盘四6的左侧刃口分别同时加工汽车转向节支架的两侧耳，一次加工即可成型。当刀具的单侧刃口寿命达到时，即本实施例中所述刀盘一3和刀盘三5的右侧刃口，以及所述刀盘二4和刀盘四6的左侧刃口寿命达到时，可将所述刀盘一3和刀盘四6直接对调、刀盘二4和刀盘三5直接对调换位重装，使用刀盘一3、刀盘三5的左侧刃口，刀盘二4、刀盘四6的右侧刃口，其中所述刀盘四6的右侧刃口和所述刀盘三5的左侧刃口之间的宽度为汽车转向节支架侧耳的宽度，所述刀盘二4的右侧刃口和所述刀盘一3的左侧刃口之间的宽度也为汽车转向节支架侧耳的宽度，所述刀盘三5的左侧刃口与所述刀盘二4的右侧刃口之间的宽度为汽车转向节支架左右两侧耳之间的宽度，重复装配、对调装配后径向跳动和轴向跳动均保证在0.02mm以内，即通过所述刀盘四6的右侧刃口和所述刀盘三5的左侧刃口、所述刀盘二4的右侧刃口和所述刀盘一3的左侧刃口分别同时加工汽车转向节支架的两侧耳，从而使刀盘理论寿命翻倍，若有单个刀盘损坏需要更换也可直接拆卸进行更换，不需要更换整个刀具。此外本实施例中刀盘采用12齿不等分结构设计，提高加工效率的同时，防止震刀情况的发生。

本申请中的PCD四层盘刀采用分体式、左右两侧双刃口设计，当第一次装配后刀盘达到使用寿命后，将所述刀盘一和所述刀盘四直接对调、同时所述刀盘二和所述刀盘三对调进行二次装配，使用每个所述刀盘的另一侧刃口，从而至少延长刀具寿命一倍以上，同时提高加工效率至少一倍以上，刀盘对调设计结构巧妙、装配简单，加工精度高。并且采用四层刀盘一长一短两两组合可同时完成汽车转向节支架两侧耳的加工，无需重新调整刀具和工件之间的相对位置，只需一次加工即可成型，加工效率高，克服了现有技术中存在的采用一长一短两个刀盘分两次加工汽车转向节支架两侧耳，加工效率且加工精度低，需要的固定刀具的工装夹具复杂，只能整体更换刀具使用成本高的问题。本申请中采用的连接部件如定位套、端面缩紧座圈、传动键、缩紧螺钉、顶丝等可满足重复装配要求，并且重复装配、对调装配跳动可保证在0.02mm以内，节省了刀盘更换重新制作的时间和成本，提高了单个刀盘寿命一倍以上，整体可提高效率70％，大大降低了刀具使用成本。

本申请中采用所述定位轴导水槽与分体式刀盘上的刀盘导水槽相对应连通，并且所述定位轴导水槽之间还通过若干斜孔相互连通的结构设计，将冷却水从定位轴上引至刀盘的刃部，使得刀具冷却更均匀且更充分，减少刀具过热产生的磨损，冷却结构设计精巧。

本申请中单个所述刀盘均采用不等分齿的结构设计，减小了刀具震刀风险，克服了现有技术中刀盘切削齿采用等分设计容易产生共振出现震刀的问题。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种可换位多层PCD盘刀，其特征在于，包括刀柄(1)，在所述刀柄(1)一端一体成型有定位轴(13)，所述定位轴(13)上依次共线固定安装有刀盘四(6)、定位套三(9)、刀盘三(5)、定位套二(8)、刀盘二(4)、定位套一(7)、刀盘一(3)和端面缩紧座圈(2)，在所述端面缩紧座圈(2)与所述定位轴(13)之间安装有端面缩紧螺栓(10)，将上述刀盘和定位套各部分压紧固定；所述刀盘均为左右双刃口结构，其中所述刀盘一(3)和所述刀盘四(6)的形状尺寸相同可对调，所述刀盘二(4)和所述刀盘三(5)的形状尺寸相同可对调，所述定位套一(7)和所述定位套三(9)的形状尺寸相同；所述刀盘的切削齿均采用不等分结构，即每个所述切削齿之间的夹角各不相同，所述切削齿端部固定安装有PCD刀粒(16)。

2.根据权利要求1所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，上述定位套和所述刀盘在轴向上通过传动键(12)与所述定位轴(13)固定相连，所述传动键(12)与所述定位轴(13)之间通过缩紧螺钉(15)固定连接。

3.根据权利要求2所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，所述传动键(12)与所述定位轴(13)之间还安装有顶丝(14)。

4.根据权利要求2所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，所述定位轴(13)上安装每个所述刀盘的部位均设置有定位轴导水槽(11)，每个所述刀盘上均开设有与所述定位轴导水槽(11)位置相对应连通的刀盘导水槽，引导冷却水流向刃部。

5.根据权利要求4所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，所述定位轴(13)上安装所述刀盘部位设置的所述定位轴导水槽(11)之间还通过若干斜孔相互连通。

6.根据权利要求4所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，每个所述刀盘均包括刀盘基体(17)，所述刀盘基体(17)上的定位轴安装孔内开设有安装所述传动键(12)的刀盘键槽(18)，所述刀盘基体(17)上的切削齿端部固定安装有所述PCD刀粒(16)。

7.根据权利要求2所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，每个所述刀盘左右都有刃口，每个刃口上均匀安装6个所述PCD刀粒(16)，总共包括12个所述PCD刀粒(16)。

8.根据权利要求7所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，每个所述定位套均包括定位套基体(19)，所述定位套基体(19)上的定位轴安装孔上开设有安装所述传动键(12)的定位套键槽(20)。

9.根据权利要求1所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，每个所述定位套的形状均为空心圆柱形，每个所述定位套均采用间隙配合固定套装在所述定位轴(13)上。

10.根据权利要求1所述的可换位多层PCD盘刀，其特征在于，所述端面缩紧座圈(2)为圆柱形，所述端面缩紧座圈(2)的中心轴向开设有用于安装所述端面缩紧螺栓(10)的沉孔。

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