CN114160824A - 一种pcd螺纹车刀及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种PCD螺纹车刀及其制造方法，其包括刀柄、第一刀杆和第一刀片，刀柄和第一刀杆同轴设置，刀柄远离第一刀杆一端用于安装在自动加工设备上，第一刀杆直径小于刀柄，第一刀片安装在第一刀杆远离刀柄一端，且第一刀片的刀刃超出第一刀杆侧壁设置。本申请具有便于提高排屑效率、提高适用性的效果。

Description

一种PCD螺纹车刀及其制造方法

技术领域

本申请涉及螺纹加工装置领域，尤其是涉及一种PCD螺纹车刀及其制造方法。

背景技术

在机械加工过程中，内螺纹加工一般属于最后一个工序，内螺纹加工如果失败，会导致前面所有的加工都浪费，所以内螺纹的稳定加工相当的重要，决定着工件加工成功或报废的最后一道工序。特别是对有色金属进行内螺纹加工时，由于有色金属材料粘性较大，易产生长条屑，所以在进行有色金属的内螺纹加工时难度更高。

目前，有色金属的内螺纹加工一般都是使用丝锥或螺纹铣刀进行加工，使用丝锥进行内螺纹加工时，丝锥沿轴向开有沟槽，用于加工过程中进行排屑，沟槽的体积约为总丝锥体积的15%~20%；使用螺纹铣刀进行加工时，通过三轴联动加工中心实现铣削螺纹，进而实现内螺纹加工。

针对上述中的相关技术，有色金属硬度较低、粘性较大、易产生长条形切屑，发明人认为：

1、切屑积聚在排屑槽中，进而导致丝锥在孔中折断的状况；

2、但是螺纹铣刀一般在直径比较大的螺纹使用，而且螺纹铣刀做成后，加工的螺距是固定的，无法通过改变切削参数而变化，适用性较差。

发明内容

为了解决上述问题，便于提高排屑效率，提高适用性，本申请提供一种PCD螺纹车刀及其制造方法。

第一方面，本申请提供的一种PCD螺纹车刀采用如下的技术方案：

一种PCD螺纹车刀，包括刀柄、第一刀杆和第一刀片，所述刀柄和第一刀杆同轴设置，所述刀柄远离第一刀杆一端用于安装在自动加工设备上，所述第一刀杆直径小于所述刀柄，所述第一刀片安装在所述第一刀杆远离刀柄一端，且所述第一刀片的刀刃超出所述第一刀杆侧壁设置。

通过采用上述技术方案，在进行内螺纹加工时，驱动移动刀柄和第一刀杆带动第一刀片靠近预制孔处，通过自动加工设备驱动刀柄带动第一刀杆和第一刀片转动，并在转动过程中逐渐伸入预制孔，并在行进过程中加工出内螺纹，直至到达要求的内螺纹高度，实现预制孔的内螺纹加工；设置的刀柄、第一刀杆和第一刀片，通过第一刀片车出内螺纹，减少占用孔内的空间，通过刀柄与第一刀杆之间的环状空隙将产生的废屑排出，减少废屑的堵塞，对第一刀杆和第一刀片进行保护，同时通过第一刀杆伸入预制孔的长度调节螺距，以适用不同螺距要求的加工要求，无需多次更换工具，适用性较高。

可选的，所述第一刀杆靠近第一刀片一端开设有嵌设所述第一刀片的安装槽，所述第一刀片设置在所述安装槽内，所述第一刀片的刀刃伸出所述第一刀杆侧壁。

通过采用上述技术方案，设置的安装槽，便于第一刀片的安装，提高第一刀片与第一刀杆的整体性，刀刃伸出第一刀杆侧壁进行螺纹加工，第一刀片的其余部分在安装槽内固定，能够对第一刀片整体进行保护，安全性、可靠性更高。

可选的，所述第一刀片通过定位螺栓可拆卸连接在所述第一刀杆上。

通过采用上述技术方案，第一刀片通过螺栓固定在第一刀杆上，通过螺栓定位便于对第一刀片进行安装固定和拆卸，同时在进行不同螺纹角度的加工或第一刀片磨损损坏时，便于快速更换第一刀片。

可选的，所述第一刀片设置为多边形，且所述第一刀片的外径不大于所述第一刀杆直径，所述第一刀片任一侧壁开设有不同角度和形状的刀刃。

通过采用上述技术方案，第一刀片侧壁设置有多个刀刃，通过螺栓拆卸第一刀片转动第一刀片的方位，即可实现不同角度的刀刃的更换，提高第一刀片的使用率。

可选的，所述安装槽内壁开设有嵌设若干所述刀刃的护槽。

通过采用上述技术方案，设置的护槽，能够对其他不在使用的刀刃进行保护，同时能够对第一刀片进行限位，使得第一刀片快速定位并快速安装，使用更加快捷。

可选的，所述第一刀片采用PCD刀片。

通过采用上述技术方案，采用PCD刀片，排屑开放，增加排屑空间，减少堵屑的风险；且PCD材料是新型的超硬材料，导热系数较高，便于在加工时进行散热，降低粘屑的状况，同时PCD刀片能够扩大加工螺纹的尺寸范围，并通过加工参数调整螺距长度，适用性、实用性、经济性更高。

可选的，所述刀柄和第一刀杆一体设置。

通过采用上述技术方案，刀柄与第一刀杆一体设置，能够增加第一刀杆整体的强度和刚度，同时保证第一刀杆与刀柄的同轴度，在进行内螺纹加工时，提高第一刀杆的稳定性和可靠性。

可选的，还包括第二刀杆、第二刀片和驱动件，所述第二刀杆同轴滑动连接在第一刀杆背离刀柄一端，所述第一刀杆开设有供第二刀杆沿轴向滑动的滑槽，所述第二刀片设置在第二刀杆远离所述刀柄一端，所述驱动件能够驱动所述第二刀杆自转并沿滑槽滑动。

通过采用上述技术方案，在阶梯孔内进行内螺纹加工时，在第一刀杆和第一刀片完成第一阶梯孔的内螺纹加工后，调节驱动件，使得第二刀杆带动第二刀片伸出滑槽并转动，第二刀杆和第二刀片伸入下一阶梯孔内，进行内螺纹加工，进而实现阶梯孔的内螺纹加工；设置的第二刀杆、第二刀片、滑槽和驱动件，能够以第一刀杆为导向进行加工，更加稳定可靠，同时保证两次加工的同轴度，提高两次内螺纹加工的加工效果和精度。

第二方面，本申请提供一种PCD螺纹车刀的制造方法，采用如下的技术方案：

一种PCD螺纹车刀的制造方法，包括如下步骤：

S1：刀柄、第一刀杆、第一刀片成型；

S11：将刀柄、第一刀杆的毛料切削至设计尺寸，并比设计尺寸较长；

S12：对刀柄和第一刀杆进行打磨并加工成为设计的形状和尺寸；

S2：刀口处理；

S21：第一刀片开刃，通过激光加工出设计的刀尖形状和角度；

S22：对刀尖刃口处进行喷砂钝化处理；

S3：第一刀片安装，将第一刀片安装并固定在第一刀杆远离刀体的一端。

通过采用上述技术方案，预加工第一刀杆和第一刀片后，并将第一刀片组装到第一刀杆上，形成车刀整体结构，调整车刀整体的适配性并及时调整，之后对第一刀片开刃，根据要求加工成需要的刀尖形状和角度，适配性更高，钝化刀刃能够提高刀刃处的强度，避免刀尖刀刃崩坏的状况，提高车刀的使用寿命和使用时的安全性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

设置的刀柄、第一刀杆和第一刀片，通过第一刀片车出内螺纹，减少占用孔内的空间，通过刀柄与第一刀杆之间的环状空隙将产生的废屑排出，减少废屑的堵塞，对第一刀杆和第一刀片进行保护，同时通过第一刀杆伸入预制孔的长度调节螺距，以适用不同螺距要求的加工要求，无需多次更换工具，适用性较高；

设置的第二刀杆、第二刀片、滑槽和驱动件，能够以第一刀杆为导向进行加工，更加稳定可靠，同时保证两次加工的同轴度，提高两次内螺纹加工的加工效果和精度；

通过采用该制造方法，预加工第一刀杆和第一刀片后，并将第一刀片组装到第一刀杆上，形成车刀整体结构，调整车刀整体的适配性并及时调整，之后对第一刀片开刃，根据要求加工成需要的刀尖形状和角度，适配性更高，钝化刀刃能够提高刀刃处的强度，避免刀尖刀刃崩坏的状况，提高车刀在使用时的安全性。

附图说明

图1是本申请实施例1的整体结构示意图。

图2是图1中第一刀片安装的爆炸图。

图3是PCD螺纹车刀制造方法的工艺图。

图4是本申请实施例2中滑槽的内部结构示意图。

附图标记说明：1、刀柄；2、第一刀杆；21、滑槽；22、平直面；23、安装槽；24、凸台；25、护槽；3、第一刀片；31、安装孔；4、定位螺栓；5、第二刀杆；6、第二刀片；7、驱动电机；8、气缸。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种PCD螺纹车刀。

实施例1：

参照图1，PCD螺纹车刀包括刀柄1、第一刀杆2和第一刀片3，刀柄1和第一刀杆2同轴且一体成型，且刀柄1和第一刀杆2采用高速钢制成，刀柄1远离第一刀杆2一端用于安装在自动加工设备上，第一刀片3安装在第一刀杆2远离刀柄1一端，且第一刀片3的刀刃超出第一刀杆2侧壁设置。

参照图1，第一刀杆2直径小于刀柄1，第一刀杆2伸入预制孔内，与孔壁之间的空隙为排屑缝，相较于相同直径的丝锥来说，排屑面积增加2~3倍，不易堵屑。第一刀片3的刀刃尖端到第一刀杆2轴心的距离大于预制孔内径，进而形成内螺纹。

参照图1，第一刀片3采用PCD材料，PCD材料是新型的超硬材料，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制作的螺纹车刀，排屑开放，使用PCD专门针对有色金属加工，提高散热性能，降低粘屑；PCD螺纹车刀最小可以加工M2的螺纹，PCD螺纹车刀加工内螺纹时，螺距可以通过加工参数进行调节。

参照图2，第一刀片3可以设置为只有一侧开刃的刀尖，且第一刀片3焊接在第一刀杆2远离刀柄1一端，车刀在制造时，将第一刀片3真空焊接在第一刀杆2上后再进行开刃和处理。本申请实施例中第一刀片3设置为多边形，且第一刀片3的外径不大于第一刀杆2直径，第一刀片3的各个侧壁开设有不同角度和形状的刀刃和刀尖。第一刀杆2靠近第一刀片3一端的侧壁对称设置为与第一刀杆2半径垂直的平直面22，任一平直面22上开设有安装第一刀片3的安装槽23，第一刀片3中心开设有安装孔31，安装槽23底壁焊接有伸入安装孔31的凸台24，第一刀片3通过定位螺栓4可拆卸连接在第一刀杆2上，定位螺栓4伸入安装孔31与凸台24螺纹连接，并将第一刀片3紧抵在安转槽底壁。

参照图2，在需要不同内螺纹加工角度时，拆卸定位螺栓4，转动第一刀片3并重新安装，使得对应刀尖角度的刀刃超出第一刀杆2；安装孔31和凸台24对应第一刀片3的刀尖设置为多边形，安装槽23内壁开设有嵌设各个刀刃的护槽25；安装孔31、凸台24和护槽25的配合，一方面对刀尖刀刃进行保护，另一方面对加工使用的刀尖进行快速定位。

本申请实施例一种PCD螺纹车刀的实施原理为：本申请使用了PCD螺纹车刀进行内螺纹的加工，相对于丝锥有更大的排屑空间，相较于铣刀适用性更高；使用了PCD材质，硬度高、散热好，减少了粘屑，提高了刀具的使用寿命。

本申请实施例还公开一种PCD螺纹车刀的制造方法，参照图3，采用上述的一种PCD螺纹车刀，包括如下步骤：

S1：刀柄1、第一刀杆2、第一刀片3成型；

S11：将刀柄1、第一刀杆2的毛料通过电火花放点切割下，并切削至设计尺寸，并比设计尺寸略长；

S12：对刀柄1和第一刀杆2进行打磨，将刀柄1与第一刀杆2的打磨成阶梯轴，刀柄1的直径为通用安装在自动加工设备上的直径，第一刀杆2的直径小于刀柄1，并适用于预制孔加工成为设计的形状和尺寸；

S13：通过电火花切割将第一刀杆2远离刀柄1一端切割出两个平直面22，并在任一平直面22上切割出安装槽23和护槽25；

S13：在PCD原材料上使用激光加工切下刀片，将第一刀片3通过激光加工成多边形，并在第一刀片3上同轴心激光加工出安装孔31；

S2：刀口处理；

S21：第一刀片3开刃，通过安装孔31固定第一刀片3，通过激光加工出设计的四组刀尖的形状和角度；

S22：采用喷砂钝化技术，对刀尖刃口处进行处理，使得刃口崩口＜0.002mm；

S2：第一刀片3安装，将第一刀片3安装并固定在第一刀杆2远离刀体的一端；

S21：预制凸台24，并将凸台24同轴焊接在安装槽23底壁；

S22：将第一刀片3的安装孔31套设在凸台24上，并使得任一刀尖伸出第一刀杆2，定位螺栓4伸入安装孔31与凸台24螺纹连接，并将第一刀片3紧抵并固定在安装槽23上，完成PCD螺纹车刀的制造。

实施例2：

参照图2和图4，本申请实施例与实施例1的不同之处在与：还包括第二刀杆5、第二刀片6和驱动件，驱动件包括驱动电机7和气缸8，驱动电机7和气缸8外壁均包裹有同轴设置的圆筒型外壳。第二刀杆5同轴滑动连接在第一刀杆2背离刀柄1一端，第一刀杆2同轴开设有供第二刀杆5沿轴向滑动的滑槽21，气缸8的外壳通过螺栓固定在滑槽21内壁，且气缸8的活塞杆与第一刀杆2同轴，驱动电机7的外壳法兰固定在气缸8的活塞杆一端，并与滑槽21滑动连接，且驱动电机7的输出轴与气缸8的活塞杆同轴设置。第二刀杆5同轴法兰固定在驱动电机7得到输出轴一端；第二刀片6与第一刀片3结构相同，并以同样的方式安装在第二刀杆5远离刀柄1一端。

本申请实施例2的实施原理为：在阶梯孔内进行内螺纹加工时，在第一刀杆2和第一刀片3完成第一阶梯孔的内螺纹加工后，启动驱动电机7和气缸8，使得第二刀杆5带动第二刀片6逐渐伸出滑槽21并转动，第二刀杆5和第二刀片6伸入下一阶梯孔内，进行内螺纹加工，进而实现阶梯孔的内螺纹加工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种PCD螺纹车刀，其特征在于：包括刀柄（1）、第一刀杆（2）和第一刀片（3），所述刀柄（1）和第一刀杆（2）同轴设置，所述刀柄（1）远离第一刀杆（2）一端用于安装在自动加工设备上，所述第一刀杆（2）直径小于所述刀柄（1），所述第一刀片（3）安装在所述第一刀杆（2）远离刀柄（1）一端，且所述第一刀片（3）的刀刃超出所述第一刀杆（2）侧壁设置。

2.根据权利要求1所述的PCD螺纹车刀，其特征在于：所述第一刀杆（2）靠近第一刀片（3）一端开设有嵌设所述第一刀片（3）的安装槽（23），所述第一刀片（3）设置在所述安装槽（23）内，所述第一刀片（3）的刀刃伸出所述第一刀杆（2）侧壁。

3.根据权利要求1所述的PCD螺纹车刀，其特征在于：所述第一刀片（3）通过定位螺栓（4）可拆卸连接在所述第一刀杆（2）上。

4.根据权利要求3所述的PCD螺纹车刀，其特征在于：所述第一刀片（3）设置为多边形，且所述第一刀片（3）的外径不大于所述第一刀杆（2）直径，所述第一刀片（3）任一侧壁开设有不同角度和形状的刀刃。

5.根据权利要求2所述的PCD螺纹车刀，其特征在于：所述安装槽（23）内壁开设有嵌设若干所述刀刃的护槽（25）。

6.根据权利要求1所述的PCD螺纹车刀，其特征在于：所述第一刀片（3）采用PCD刀片。

7.根据权利要求1所述的PCD螺纹车刀，其特征在于：所述刀柄（1）和第一刀杆（2）一体设置。

8.根据权利要求1所述的PCD螺纹车刀，其特征在于：还包括第二刀杆（5）、第二刀片（6）和驱动件，所述第二刀杆（5）同轴滑动连接在第一刀杆（2）背离刀柄（1）一端，所述第一刀杆（2）开设有供第二刀杆（5）沿轴向滑动的滑槽（21），所述第二刀片（6）设置在第二刀杆（5）远离所述刀柄（1）一端，所述驱动件能够驱动所述第二刀杆（5）自转并沿滑槽（21）滑动。

9.一种PCD螺纹车刀的制造方法，其特征在于：采用如权利要求1-8任一所述的一种PCD螺纹车刀，包括如下步骤：

S1：刀柄（1）、第一刀杆（2）、第一刀片（3）成型；

S11：将刀柄（1）、第一刀杆（2）的毛料切削至设计尺寸，并比设计尺寸较长；

S12：对刀柄（1）和第一刀杆（2）进行打磨并加工成为设计的形状和尺寸；

S2：刀口处理；

S21：第一刀片（3）开刃，通过激光加工出设计的刀尖形状和角度；

S22：对刀尖刃口处进行喷砂钝化处理；

S3：第一刀片（3）安装，将第一刀片（3）安装并固定在第一刀杆（2）远离刀体的一端。

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