CN112222532A - 一种反冲屑式内冷铰刀 - Google Patents

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CN112222532A CN202011003751.0A CN202011003751A CN112222532A CN 112222532 A CN112222532 A CN 112222532A CN 202011003751 A CN202011003751 A CN 202011003751A CN 112222532 A CN112222532 A CN 112222532A
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雷学林
马文宇
李继尧
王刚
秦毅
何云
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East China University of Science and Technology
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Dingxing Branch Of Great Wall Motor Co ltd
East China University of Science and Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
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Abstract

本发明涉及一种反冲屑式内冷铰刀，其包括工作部和反冲部，工作部具有由端头向端里延伸的若干不相通的排屑槽，每个排屑槽的端头区域固定连接刀片以进行切削加工，前端封闭的内冷孔从工作部延伸至反冲部中，反冲部具有倾斜向后设置的指向刀片的刃口的反冲孔，从而通过内冷孔、反冲孔和排屑槽连通形成冷却液流道，冷却液通过冷却液流道流道流经刀片的刃口以将加工位置的切屑冲出。根据本发明的反冲屑式内冷铰刀，在加工腔体类工件时，可以通过反冲孔喷出的冷却液将切屑沿着进给反方向从加工位置冲出工件，使切屑不易残留在腔体类工件的内部，省去处理工件内部切屑的步骤，提高工作效率和工件的成品率。

Description

一种反冲屑式内冷铰刀
技术领域
本发明涉及刀具，更具体地涉及一种反冲屑式内冷铰刀。
背景技术
铰刀是一种具有一个或者多个刀齿，用于孔的精加工或半精加工的刀具。铰削工件上已钻削(或扩孔)加工后的孔，目的是为了提高孔的加工精度，降低孔壁表面的粗糙度，加工余量一般很小。
切屑的形成和排出是加工孔的关键问题，它取决于工件材料、加工刀具种类及参数、冷却液压力、切削参数等。切屑堵塞可能导致刀具在进给过程中改变路径，影响孔的形位公差，降低刀具的寿命和可靠性，或导致刀具的破损。
汽车发动机缸体是发动机的五大部件之一，是发动机的基础。发动机通过缸体将曲柄连杆机构、配气及排气机构以及供油、润滑、冷却机构等整合为一个发动机整体。缸体的材料主要是铸铁(ISO K)和铝合金(ISO N)，工件通常为铸造毛坯，是典型的腔体类工件。缸体内部含有各种紧固孔、安装孔，内部空间错综复杂，拥有大量空腔部分，加工与腔体内部相通的孔时，切屑极易落入腔体中且不易清理。
传统铰刀加工腔体类工件，切屑易落入于腔体中，且不易通过气枪或冲洗等方式将切屑彻底排出，需人工手动清理，耗时费力，清理切屑降低了加工效率。同时，残留在腔体内部的切屑还容易对其它部位的加工产生影响，划伤被加工表面，亦可能在加工其它部位时出现卡屑现象，加剧刀具磨损，影响孔的加工精度。
发明内容
为了解决现有技术中的切屑落入腔体类工件的腔体中所带来的系列问题，本发明提供一种反冲屑式内冷铰刀。
根据本发明的反冲屑式内冷铰刀，其包括工作部和反冲部，工作部具有由端头向端里延伸的若干不相通的排屑槽，每个排屑槽的端头区域固定连接刀片以进行切削加工，前端封闭的内冷孔从工作部延伸至反冲部中，反冲部具有倾斜向后设置的指向刀片的刃口的反冲孔，从而通过内冷孔、反冲孔和排屑槽连通形成冷却液流道，冷却液通过冷却液流道流道流经刀片的刃口以将加工位置的切屑冲出。
优选地，工作部和反冲部均为圆柱体结构，工作部的直径为加工直径，反冲部的直径是加工直径的0.4～0.6倍，反冲部的长度是加工直径的0.3～0.45倍。
优选地，内冷孔位于工作部和反冲部的轴向中心位置。
优选地，反冲孔的反冲角度介于25°～35°之间。
优选地，每个刀片的刃口对应一个反冲孔。
优选地，反冲屑式内冷铰刀还包括固定连接在工作部上的用作夹持部位的柄部。
优选地，柄部、工作部和反冲部的材料为硬质合金。
优选地，工作部具有周向均匀间隔开的六个排屑槽。
优选地，刀片焊接在排屑槽的端头区域。
优选地，刀片为CBN刀片。
根据本发明的反冲屑式内冷铰刀，在加工腔体类工件时，可以通过反冲孔喷出的冷却液将切屑沿着进给反方向从加工位置冲出工件，使切屑不易残留在腔体类工件的内部，省去处理工件内部切屑的步骤，不但可以提高冷却性能和排屑性能，而且还能减少清理铁屑的时间，提高工作效率，同时还降低了切屑划伤已加工表面和刀具卡屑的风险，提高工件的成品率。
附图说明
图1是根据本发明的一个优选实施例的反冲屑式内冷铰刀的应用环境示意图；
图2是图1的反冲屑式内冷铰刀的整体结构示意图；
图3是图2的反冲屑式内冷铰刀的尺寸示意图；
图4是图2的反冲屑式内冷铰刀的端视图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
如图1所示，根据本发明的一个优选实施例的反冲屑式内冷铰刀1用于对汽车发动机缸体2上的孔21进行精加工。具体地，该反冲屑式内冷铰刀1沿着进给方向A插入孔21中进给的同时，沿着旋转方向B旋转该反冲屑式内冷铰刀1来进行切削加工。该反冲屑式内冷铰刀1具有冷却液流道C，用于冷却该反冲屑式内冷铰刀1的冷却液(例如冷却水)通过该冷却液流道C进入和流出以带走切削产生的热量。具体地，该反冲屑式内冷铰刀1具有用于切削加工位置的刀片11，冷却液流道C流经刀片11的尖端(即刀刃或刃口)以将加工位置的切屑冲出。在本实施例中，该反冲屑式内冷铰刀1沿着进给方向A的进给速率为1710mm/min，沿着旋转方向B的旋转速率为1900r/min，刀片11的材料为CBN(Cubic Boron Nitride，立方氮化硼)，其具有极高的硬度、热稳定性和化学惰性，抗冲击性能好，耐磨性好。
如图2所示，根据本实施例的反冲屑式内冷铰刀1包括一体成型的柄部12、工作部13和反冲部14，其中，柄部12为夹持部位，工作部13位于柄部12和反冲部14之间以连接柄部12和反冲部14。其中，柄部12、工作部13和反冲部14均为圆柱体结构，工作部13的直径(即加工直径)分别大于柄部12的直径和反冲部14的直径。在本实施例中，柄部12、工作部13和反冲部14的总长度L1为120mm，柄部12的长度L2为60mm，反冲部14的长度L4为10mm，加工直径D1为30mm，反冲部14的直径D2为15mm，如图3所示。应该理解，反冲部14的直径D2是加工直径D1的0.4～0.6倍，反冲部14的长度L4是加工直径D1的0.3～0.45倍。在本实施例中，一体成型的柄部12、工作部13和反冲部14的材料采用整体硬质合金，其强度高，刚性好，可用于加工较大孔径的孔。
如图2和图4所示，工作部13的一头的端部由端头向端里设有六个不相通的排屑槽131，用于冷却液和切屑的排出，每个排屑槽131的槽底壁为平面，在处于端头的区域还分别向下设有刀片槽，刀片11固定连接(例如焊接)在该刀片槽内。特别地，刀片11在嵌入刀片槽中后与槽底壁的平面齐平。在本实施例中，排屑槽131的长度L3为45mm，如图3所示。
回到图1，根据本实施例的反冲屑式内冷铰刀1的轴向中心具有前端封闭的内冷孔15，其从柄部12通过工作部13延伸至反冲部14中，参见图2。反冲部14具有倾斜向后设置的反冲孔141，其连通内冷孔15和外部环境。结合图1和图2，反冲孔141沿着与进给方向A相反的方向指向刀片11的尖端，从而通过内冷孔15、反冲孔141和排屑槽131连通形成冷却液流道C。在加工过程中，冷却液通过内冷孔15沿着进给方向A通入反冲屑式内冷铰刀1中，然后通过反冲孔141朝向刀片11的尖端冲刷，其冲向加工位置进行冷却并使得切屑沿着与进给方向A相反的方向通过排屑槽131冲出。也就是说，在反冲屑式内冷铰刀1进给和旋转的同时，冷却液流经内冷孔15和反冲孔141，直接喷到刀片11的刃口部位，将切削产生的切削热与切屑一同经过排屑槽131离开工件内部。如此，切屑不易进入汽车发动机缸体2的内部，从而减少清理内部切屑的工作时间，提高工作效率。同时，可以避免切屑进入汽车发动机缸体2的腔体内其他结构，防止堵塞其它部位，防止划伤工件，减少刀具卡屑风险。在本实施例中，反冲孔141的轴向与径向的角度(即反冲角度)θ1为30°，参见图3。应该理解，反冲孔141的反冲角度θ1优选介于25°～35°之间，每个刀片11的刃口对应一个反冲孔141，从而提高冷却效率和排屑效果。在本实施例中，反冲部14的前端设置有用于封闭内冷孔15的孔塞142，参见图2，内冷孔15中的冷却液在撞击该孔塞142后改变流动方向。
特别地，通过将反冲孔141设置在反冲部14上，而不是设置在工作部13上，其不仅不会影响反冲屑式内冷铰刀1的刚度，使得反冲屑式内冷铰刀1具有更高的强度，而且使得切屑可以逆着进给方向A向后冲出，反冲屑式内冷铰刀1具有更好的排屑性能。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，该反冲屑式内冷铰刀包括工作部和反冲部，工作部具有由端头向端里延伸的若干不相通的排屑槽，每个排屑槽的端头区域固定连接刀片以进行切削加工，前端封闭的内冷孔从工作部延伸至反冲部中，反冲部具有倾斜向后设置的指向刀片的刃口的反冲孔，从而通过内冷孔、反冲孔和排屑槽连通形成冷却液流道，冷却液通过冷却液流道流道流经刀片的刃口以将加工位置的切屑冲出。
2.根据权利要求1所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，工作部和反冲部均为圆柱体结构，工作部的直径为加工直径，反冲部的直径是加工直径的0.4～0.6倍，反冲部的长度是加工直径的0.3～0.45倍。
3.根据权利要求1所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，内冷孔位于工作部和反冲部的轴向中心位置。
4.根据权利要求1所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，反冲孔的反冲角度介于25°～35°之间。
5.根据权利要求1所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，每个刀片的刃口对应一个反冲孔。
6.根据权利要求1所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，反冲屑式内冷铰刀还包括固定连接在工作部上的用作夹持部位的柄部。
7.根据权利要求6所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，柄部、工作部和反冲部的材料为硬质合金。
8.根据权利要求1所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，工作部具有周向均匀间隔开的六个排屑槽。
9.根据权利要求1所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，刀片焊接在排屑槽的端头区域。
10.根据权利要求1所述的反冲屑式内冷铰刀，其特征在于，刀片为CBN刀片。
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