CN111730138A - 一种t型环槽切削刀具及其切削加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种T型环槽切削刀具及其切削加工方法，切削刀具包括刀杆、T型槽刀和压板，T型槽刀包括横刀片与纵刀片，刀杆的一端作为刀头，压板使用螺栓与刀头固定连接，纵刀片的一端夹持于压板与刀头之间，纵刀片的另一端与横刀片固定连接，横刀片左右两侧设置有一对圆弧状侧刀刃，横刀片外侧面还设置有平直状副刀刃，并且副刀刃将该对侧刀刃连接成非封闭的曲线刀刃。切削加工方法包括先使用方头槽刀粗加工和精加工纵环槽，再使用前述切削刀具一次加工成型横环槽以及对纵环槽进行精加工的步骤。采用本发明的技术方案，避免中途更换刀具，避免在切削面上产生接刀痕，提高了加工精度和复合环槽内壁、底壁的表面粗糙度，提升了加工质量。

Description

一种T型环槽切削刀具及其切削加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别是指一种T型环槽切削刀具及其切削加工方法。
背景技术
在各种机械零部件中，槽类特征要素十分常见，随着人们对零部件使用性能的要求日益提高，槽类特征的形状越来越复杂，对于普通盲槽的加工，一般采用铣削或车削加工方式，然而，对于一类形状复杂的T型环槽而言，该T型环槽主要由与外界连通的纵环槽和与纵环槽连通的横环槽组成，这类复合环槽的加工难度极大，一方面刀具难以伸入纵环槽内部对横环槽进行加工，横环槽的加工精度难以保证，另一方面，这类复合环槽的加工一般都需要采用多种类型的切削刀具采用多工序进行切削加工，在加工过程中，更换刀具会增大切削刀具的定位误差，影响加工精度，切削面不能一次成型，会在两次切削面之间形成接刀痕，影响复合环槽内壁或底壁的粗糙度精度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种T型环槽切削刀具及其切削加工方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供了一种T型环槽切削刀具，包括刀杆、T型槽刀和压板，所述T型槽刀包括横刀片与纵刀片，所述刀杆的一端作为刀头，所述压板使用螺栓与所述刀头固定连接，所述纵刀片的一端夹持于所述压板与刀头之间，所述纵刀片的另一端与所述横刀片固定连接，所述横刀片左右两侧设置有一对圆弧状侧刀刃，所述横刀片外侧面还设置有平直状副刀刃，并且所述副刀刃将该对侧刀刃连接成非封闭的曲线刀刃。
所述T型槽刀的材质是硬质合金。
所述T型槽刀还设置有连通其上下两端排屑槽。
所述刀杆内还设置有冷却孔，冷却孔的一端孔口处安装有可调整方向的喷嘴，喷嘴对准所述侧刀刃或副刀刃，冷却孔的另一端孔口处设置有螺纹。
此外，本发明还提供了一种使用如前所述的T型环槽切削刀具的T型环槽切削加工方法，包括以下步骤：
步骤一：提供工件并将工件装夹在机床主轴上；
步骤二：提供方头槽刀，所述方头槽刀上设置有单一的平直状直刀刃，开启机床，使工件随着机床主轴旋转，使所述直刀刃沿着机床主轴轴向往复移动若干次，切除工件部分材料获得纵环槽，并在所述纵环槽内壁和底壁上预留有粗加工余量；
步骤三：开启机床，使工件随着机床主轴旋转，采用步骤二中所述方头槽刀，使所述直刀刃沿着预设的精加工路径往复移动若干次，切除工件部分材料，并在所述纵环槽内壁和底壁上预留有精加工余量；
步骤四：使用如前所述的T型环槽切削刀具，开启机床，使工件随着机床主轴旋转，使所述曲线刀刃沿着预设的仿形加工路径往复移动若干次，切除工件部分材料及步骤三中所述精加工余量，在工件上获得与所述纵环槽连通的横环槽，所述横环槽、纵环槽组成T型环槽。
步骤二中所述粗加工余量为0.5mm至1mm。
步骤三中所述精加工路径是指：
使所述直刀刃从所述纵环槽槽口边沿的一侧沿着其内壁和底壁移动至底壁中心再由底壁中心移出所述纵环槽槽口。
步骤三中所述精加工余量为0.1mm至0.2mm。
步骤四中所述仿形加工路径包括：使所述曲线刀刃沿着机床主轴轴向移动的轴向路线和使所述曲线刀刃沿着机床主轴径向往复移动的径向摆动路线。
设所述横刀片左右两侧侧刀刃弧顶间距为D，所述横环槽宽度为D0，则D和D0之间满足以下关系式：
D0-D≥0.4～0.6mm。
本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，采用特制的专用刀具对工件进行精加工，该专用刀具具有与复合环槽相仿的外形形状，能够深入纵环槽内部对横环槽进行切削加工，在精加工过程中经过一次走刀加工成形T型环槽，避免中途更换刀具，避免在切削面上产生接刀痕，也避免在切削面上出现应力集中的问题，提高了加工精度和复合环槽内壁、底壁的表面粗糙度，提升了加工质量，有利于延长最终成型零部件的使用寿命，另外，该专用刀具上设置有冷却孔，可以通过输入冷却液对加工过程中的切削刀具进行冷却，使切削热尽快散发，提高切削面加工质量，延长切削刀具使用寿命。
附图说明
图1是本发明T型环槽切削刀具的结构示意图；
图2是本发明T型槽刀的结构示意图；
图3是本发明使用方头槽刀对工件进行粗加工时的示意图；
图4是本发明使用方头槽刀对工件进行精加工时的示意图；
图5是本发明使用T型环槽切削刀具对工件进行加工时的示意图。
图中：1-刀杆，2-T型槽刀，3-压板，4-螺栓，5-喷嘴，6-工件,7-方头槽刀，8-T型环槽切削刀具，201-横刀片，202-纵刀片，203-侧刀刃，204-副刀刃，205-曲线刀刃，206-排屑槽，601-纵环槽，602-横环槽，701-直刀刃。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明提供了一种T型环槽切削刀具，包括刀杆1、T型槽刀2和压板3，T型槽刀2包括横刀片201与纵刀片202，刀杆1的一端作为刀头，压板3使用螺栓4与刀头固定连接，纵刀片202的一端夹持于压板3与刀头之间，纵刀片202的另一端与横刀片201固定连接，横刀片201左右两侧设置有一对圆弧状侧刀刃203，横刀片201外侧面还设置有平直状副刀刃204，并且副刀刃204将该对侧刀刃203连接成非封闭的曲线刀刃205。
进一步地，刀杆1是长方体形或圆柱体形。T型槽刀2的材质是硬质合金。T型槽刀2还设置有连通其上下两端排屑槽206。排屑槽206优选为“T”字形，刀杆1内还设置有冷却孔，冷却孔的一端孔口处安装有可调整方向的喷嘴5，喷嘴5对准侧刀刃203或副刀刃204，冷却孔的另一端孔口处设置有螺纹。
另外，本发明还提供了一种使用如前所述的T型环槽切削刀具8的T型环槽切削加工方法，包括以下步骤：
步骤一：提供工件6并将工件6装夹在机床主轴上；
步骤二：提供方头槽刀7，方头槽刀7上设置有单一的平直状直刀刃701，开启机床，使工件6随着机床主轴旋转，使直刀刃701沿着机床主轴轴向往复移动若干次，切除工件6部分材料获得纵环槽601，并在纵环槽601内壁和底壁上预留有粗加工余量；
步骤三：开启机床，使工件6随着机床主轴旋转，采用步骤二中方头槽刀7，使直刀刃701沿着预设的精加工路径往复移动若干次，切除工件6部分材料，并在纵环槽601内壁和底壁上预留有精加工余量；
步骤四：使用如前所述的T型环槽切削刀具，开启机床，使工件6随着机床主轴旋转，使曲线刀刃205沿着预设的仿形加工路径往复移动若干次，切除工件6部分材料及步骤三中精加工余量，在工件6上获得与纵环槽601连通的横环槽602，横环槽602、纵环槽601组成T型环槽。
进一步地，优选步骤二中粗加工余量为0.5mm至1mm。步骤三中精加工路径是指：
使直刀刃701从纵环槽601槽口边沿的一侧沿着其内壁和底壁移动至底壁中心再由底壁中心移出纵环槽601槽口。
另外，步骤三中精加工余量为0.1mm至0.2mm。步骤四中仿形加工路径包括：使曲线刀刃205沿着机床主轴轴向移动的轴向路线和使曲线刀刃205沿着机床主轴径向往复移动的径向摆动路线。步骤四中使曲线刀刃205沿着预设的仿形加工路径往复移动次数为一次。
此外，设横刀片201左右两侧侧刀刃203弧顶间距为D，横环槽602宽度为D0，则D和D0之间满足以下关系式：
D0-D≥0.4～0.6mm。
采用本发明的技术方案，采用特制的专用刀具对工件进行精加工，该专用刀具具有与复合环槽相仿的外形形状，能够深入纵环槽内部对横环槽进行切削加工，在精加工过程中经过一次走刀加工成形T型环槽，避免中途更换刀具，避免在切削面上产生接刀痕，也避免在切削面上出现应力集中的问题，提高了加工精度和复合环槽内壁、底壁的表面粗糙度，提升了加工质量，有利于延长最终成型零部件的使用寿命，另外，该专用刀具上设置有冷却孔，可以通过输入冷却液对加工过程中的切削刀具进行冷却，使切削热尽快散发，提高切削面加工质量，延长切削刀具使用寿命。

Claims (10)

1.一种T型环槽切削刀具，其特征在于：包括刀杆(1)、T型槽刀(2)和压板(3)，所述T型槽刀(2)包括横刀片(201)与纵刀片(202)，所述刀杆(1)的一端作为刀头，所述压板(3)使用螺栓(4)与所述刀头固定连接，所述纵刀片(202)的一端夹持于所述压板(3)与刀头之间，所述纵刀片(202)的另一端与所述横刀片(201)固定连接，所述横刀片(201)左右两侧设置有一对圆弧状侧刀刃(203)，所述横刀片(201)外侧面还设置有平直状副刀刃(204)，并且所述副刀刃(204)将该对侧刀刃(203)连接成非封闭的曲线刀刃(205)。
2.如权利要求1所述的T型环槽切削刀具，其特征在于：所述T型槽刀(2)的材质是硬质合金。
3.如权利要求1所述的T型环槽切削刀具，其特征在于：所述T型槽刀(2)还设置有连通其上下两端排屑槽(206)。
4.如权利要求1所述的T型环槽切削刀具，其特征在于：所述刀杆(1)内还设置有冷却孔，冷却孔的一端孔口处安装有可调整方向的喷嘴(5)，喷嘴(5)对准所述侧刀刃(203)或副刀刃(204)，冷却孔的另一端孔口处设置有螺纹。
5.一种使用如权利要求1至4任一项所述的T型环槽切削刀具的T型环槽切削加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：提供工件(6)并将工件(6)装夹在机床主轴上；
步骤二：提供方头槽刀(7)，所述方头槽刀(7)上设置有单一的平直状直刀刃(701)，开启机床，使工件(6)随着机床主轴旋转，使所述直刀刃(701)沿着机床主轴轴向往复移动若干次，切除工件(6)部分材料获得纵环槽(601)，并在所述纵环槽(601)内壁和底壁上预留有粗加工余量；
步骤三：开启机床，使工件(6)随着机床主轴旋转，采用步骤二中所述方头槽刀(7)，使所述直刀刃(701)沿着预设的精加工路径往复移动若干次，切除工件(6)部分材料，并在所述纵环槽(601)内壁和底壁上预留有精加工余量；
步骤四：使用如权利要求1至4任一项所述的T型环槽切削刀具，开启机床，使工件(6)随着机床主轴旋转，使所述曲线刀刃(205)沿着预设的仿形加工路径往复移动若干次，切除工件(6)部分材料及步骤三中所述精加工余量，在工件(6)上获得与所述纵环槽(601)连通的横环槽(602)，所述横环槽(602)、纵环槽(601)组成T型环槽。
6.如权利要求5所述的T型环槽切削加工方法，其特征在于：步骤二中所述粗加工余量为0.5mm至1mm。
7.如权利要求5所述的T型环槽切削加工方法，其特征在于：步骤三中所述精加工路径是指：
使所述直刀刃(701)从所述纵环槽(601)槽口边沿的一侧沿着其内壁和底壁移动至底壁中心再由底壁中心移出所述纵环槽(601)槽口。
8.如权利要求5所述的T型环槽切削加工方法，其特征在于：步骤三中所述精加工余量为0.1mm至0.2mm。
9.如权利要求5所述的T型环槽切削加工方法，其特征在于：步骤四中所述仿形加工路径包括：使所述曲线刀刃(205)沿着机床主轴轴向移动的轴向路线和使所述曲线刀刃(205)沿着机床主轴径向往复移动的径向摆动路线。
10.如权利要求5所述的T型环槽切削加工方法，其特征在于：设所述横刀片(201)左右两侧侧刀刃(203)弧顶间距为D，所述横环槽(602)宽度为D0，则D和D0之间满足以下关系式：
D0-D≥0.4～0.6mm。
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