CN115026525A - 一种刀具倒角加工工艺及刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刀具倒角加工工艺，包括以下步骤：将具有锐角轮面的砂轮固定，砂轮的水平；将砂轮的锐角轮面浸没于不低于2000目的金刚砂中；使砂轮进行自转和公转，使锐角轮面在金刚砂中不断打磨抛光，形成半径为0.03mm的圆弧轮面；使用圆弧轮面的砂轮精修刀头，打磨掉内轮廓和外轮廓上所有的富余量，并使目标档位齿形成半径为0.03mm的倒角。一种刀具，包括若干个档位齿，所述第一齿部设置在所述刀头上，所述第二齿部设置在所述第一齿部上，所述第一齿部和所述第二齿部过渡处的倒角呈圆弧状，且圆弧的半径为0.03mm。其能够快速的加工出半径为0.03mm的圆弧状倒角过渡刀具，成本低、精度高，重复性好。
Description
技术领域
本发明涉及刀具，具体涉及一种刀具倒角加工工艺，还涉及一种由此种刀具加工工艺加工而成的刀具。
背景技术
随着精密加工的要求不断提高，人们对精密加工所主要使用的工具-刀具(如铣刀等)，也有了越来越多、越来越高的要求。为适用不同的加工需求，刀具的形状和种类千变万化，但刀具的各种变化始终是由一些基础的线条组成，这些线条的优劣将直接影响到刀具的优劣。尤其是在处理相邻的两个面之间的线条时，为方便刀具的加工，两个面之间通常是生硬的过渡，即两个面的倒角没有平滑的过渡；如果进行平滑过渡，因加工工具尺寸的限制，通常只能做到0.1mm的圆弧过渡，而如果使用机床旋转加工工具以期获得更小的过渡尺寸时，又会因为机床叠加了不同维度的运动进而丧失加工精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种刀具倒角加工工艺及刀具，其能够快速的加工出半径为0.03mm的圆弧状倒角过渡刀具，成本低、精度高，重复性好。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种刀具倒角加工工艺，包括以下步骤：S1，将棒料切断成需要的长度成为坯料；S2，将坯料粗加工成为刀具的外轮廓所呈形状；S3，至少在刀头上加工出线槽；S4，使用慢走丝切割刀具的内轮廓，形成粗修档位齿，粗修档位齿比之目标档位齿的富余量为0.05mm；S5，将具有锐角轮面的砂轮固定，砂轮的水平；将砂轮的锐角轮面浸没于不低于2000目的金刚砂中；使砂轮进行自转和公转，使锐角轮面在金刚砂中不断打磨抛光，形成半径为0.03mm的圆弧轮面；使用具有半径为0.03mm的圆弧轮面的砂轮精修刀头，打磨掉内轮廓和外轮廓上所有的富余量，并使目标档位齿形成半径为0.03mm的倒角。
作为优选的，所述砂轮在进行自转和公转时，自转的速度为20-30rad/min，公转的速度为15-25rad/min，转动时间为30min，且正转和反转交替进行，其中，每正转60s切换为反转，每反转240秒切换为正转。
作为优选的，自转的速度为25rad/min，公转的速度为20rad/min。
作为优选的，所述慢走丝的直径为0.2mm。
作为优选的，步骤S5中所述砂轮的精修方法为，使所述砂轮的旋转轴始终垂直于刀具的中心轴线，并使所述砂轮的所述圆弧轮面沿着所述刀头的外轮廓和内轮廓游走一遍。
作为优选的，所述锐角轮面的角度为45°。
作为优选的，所述锐角轮面的浸没深度不低于0.03mm。
一种刀具，包括沿轴向排列在刀头上的若干个档位齿，所述档位齿包括第一齿部和第二齿部，所述第一齿部设置在所述刀头上，所述第二齿部设置在所述第一齿部上，所述第一齿部和所述第二齿部过渡处的倒角呈圆弧状，且圆弧的半径为0.03mm。
作为优选的，所述档位齿具有五组，相邻的两个所述档位齿之间形成档位槽。
作为优选的，包括刀尾和过渡部，所述过渡部设置在所述刀尾上，所述刀头设置在所述过渡部上，所述刀头上沿轴向开设有线槽，所述过渡部上开设有过渡槽，所述过渡槽与所述线槽连通，所述过渡槽在所述过渡部上顺时针或逆时针旋转。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的刀具倒角加工工艺，能够快速的加工出半径为0.03mm的圆弧状倒角过渡刀具，成本低、精度高，重复性好。而且，通过对砂轮的打磨抛光，能够将市面上常见的砂轮变成本发明中所需的特殊砂轮，而不用花费高价定制，砂轮的重现性好，能够进行大规模的量产，且价格低。在打磨抛光砂轮时，通过使砂轮同时进行自转和公转，能够提高砂轮的轮面的打磨精度和平滑度，缩短了打磨的时间，进而提高了刀具的精度。通过在加工外轮廓和内轮廓时留下的富余量，不仅能够避免来料报废，而且能够减小砂轮加工的打磨量，避免因长时间打磨带来的砂轮磨损造成的精度误差。通过这种加工工艺加工出来的刀具，具有小至0.03mm半径的圆弧状倒角，极大的提高了铣刀的通用性。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个优选实施例中刀具倒角加工工艺的流程示意图；
图2为图1中A部的放大结构示意图；
图3为图1中B部的放大结构示意图；
图4为本发明一个优选实施例中抛光机的结构示意图；
图5为本发明一个优选实施例中砂轮的结构示意图。
其中，10-坯料，20-刀尾，21-过渡部，22-刀头，30-线槽，31-过渡槽，40-粗修档位齿，50-目标档位齿，51-第一齿部，52-第二齿部，53-档位槽，60-公转轴，61-自转轴，62-夹具，63-螺栓，70-砂轮，71-锐角轮面，72-圆弧轮面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照图1～图4所示，本实施例公开了一种刀具倒角加工工艺，包括以下步骤：
S1，将棒料切断成需要的长度成为坯料10；
具体而言，取用横截面为矩形、三角形、圆形或者椭圆形的长条状棒料，将棒料切成若干段成为坯料10，每段坯料10的长度为刀具成型后的总长度外加至少0.05mm的富余量。切断时，可以使用切断机。
S2，将坯料10粗加工成为刀具的外轮廓所呈形状；
具体而言，将坯料10的一端固定，另外一端通过铣、切、削、割或者冲的方式使之成为刀头22，且刀头22与刀具的外轮廓之间至少具有0.05mm的富余量。固定端则成为刀尾20。刀头22和刀尾20之间形成过渡部21。粗加工时，可以使用冲子机。
S3，至少在刀头22上加工出线槽30；
具体而言，将刀尾20固定，在刀头22上沿轴向铣或削出线槽30。线槽30能够方便刀具工作时，铣下的碎屑排出。
为进一步提高碎屑的排出效率，可以在过渡部21上铣或削出过渡槽31。过渡槽31与线槽30连通。过渡槽31在过渡部21上顺时针或逆时针旋转，旋转方向与刀具工作时的旋转方向相同。
加工线槽30时，可以将刀尾20固定于五轴机床上，并于五轴机床上将线槽30和过渡槽31铣或削出。
S4，使用慢走丝切割刀具的内轮廓，形成粗修档位齿40，粗修档位齿40比之目标档位齿50的富余量D为0.05mm；
具体而言，将刀尾20固定，在刀头22上使用慢走丝沿轴向切割出若干个粗修档位齿40。粗修档位齿40的尺寸比最终成型的目标档位齿50的尺寸大0.05mm。在使用慢走丝进行切割时，可以使用FANUC。
在本发明一个优选的实施例中，上述慢走丝的直径R为0.2mm。其在进行切割时，会在粗修档位齿40上形成半径为0.1mm的倒角，以方便后续更加精细的加工。
S5，使用具有半径r2为0.03mm的圆弧轮面72的砂轮70精修刀头22，打磨掉内轮廓和外轮廓上所有的富余量，并使目标档位齿50形成半径r1为0.03mm的倒角；
具体而言，砂轮70在进行精修时，其旋转轴始终垂直于刀具的中心轴线。将刀尾20固定后，砂轮70的圆弧轮面72沿着刀头22的外轮廓和内轮廓游走一遍，去除所有富余量，并在目标档位齿50的倒角处，形成半径r1为0.03mm的圆弧。砂轮70在精修时，可以固定于五轴机床上。
在实际加工过程中，因具有半径r2为0.03mm的圆弧轮面72的砂轮70为非标准规格，难以获取或者获取成本较高，本实施例使用以下方法获得：
S51，将具有锐角轮面71的砂轮70固定，砂轮70水平；
具体而言，锐角轮面71的角度为45°，其方便获得。水平的砂轮70能够方便金刚砂浸没，同时避免砂轮70在旋转时金刚砂飞扬散失。
S52，将砂轮70的锐角轮面71浸没于不低于2000目的金刚砂中；
具体而言，锐角轮面71的浸没深度不低于0.03mm。优选为0.06mm。
S53，使砂轮70进行自转和公转，使锐角轮面71在金刚砂中不断打磨抛光，形成半径r2为0.03mm的圆弧轮面72。
具体而言，砂轮70在进行自转和公转时，其旋转的参数为：自转的速度为20-30rad/min，公转的速度为15-25rad/min，转动时间为30min，且正转和反转交替进行，其中，每正转60s切换为反转，每反转240秒切换为正转。为进一步提高砂轮70的打磨抛光精度，可以每隔5min测量一次砂轮70的轮面，看是否达到设定半径，以避免砂轮70的质量参差带来的误差。优选的，自转的速度为25rad/min，公转的速度为20rad/min。
打磨抛光时，可以使用抛光机。
具体而言，参照图5所示，抛光机至少包括能够旋转的公转轴60。公转轴60的下方阵列设置有若干个能够旋转的自转轴61。自转轴61的底部设置有夹具62。夹具62内旋拧有螺栓63。固定时，将砂轮70置于夹具62的底部，而后将螺栓63旋转于夹具62上，螺栓63即将砂轮70夹紧固定于夹具62的底部。公转轴60旋转时能够带动所有砂轮70公转，自转轴61旋转时，能够带动所有的砂轮70自转。
实施例2
参照图1～图3所示，本实施例公开了一种刀具，包括沿轴向排列在刀头22上的若干个档位齿。档位齿包括第一齿部51和第二齿部52。第一齿部51设置在刀头22上，第二齿部52设置在第一齿部51上。第一齿部51和第二齿部52过渡处的倒角呈圆弧状，且圆弧的半径r1为0.03mm。
具体而言，上述刀具包括刀尾20、过渡部21和刀头22。过渡部21设置在刀尾20上。刀头22设置在过渡部21上。刀尾20呈圆柱状。过渡部21呈圆台状。档位齿位于刀头22的刀身一侧上。档位齿具有五组，相邻的两个档位齿之间形成档位槽53。第二齿部52的尺寸小于第一齿部51的尺寸。刀头22上沿轴向开设有线槽30。过渡部21上开设有过渡槽31。过渡槽31与线槽30连通。过渡槽31在过渡部21上顺时针或逆时针旋转，旋转方向与刀具工作时的旋转方向相同。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种刀具倒角加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将棒料切断成需要的长度成为坯料；
S2，将坯料粗加工成为刀具的外轮廓所呈形状；
S3，至少在刀头上加工出线槽；
S4，使用慢走丝切割刀具的内轮廓，形成粗修档位齿，粗修档位齿比之目标档位齿的富余量为0.05mm；
S5，将具有锐角轮面的砂轮水平固定；将砂轮的锐角轮面浸没于不低于2000目的金刚砂中；使砂轮进行自转和公转，使锐角轮面在金刚砂中不断打磨抛光，形成半径为0.03mm的圆弧轮面；使用具有半径为0.03mm的圆弧轮面的砂轮精修刀头，打磨掉内轮廓和外轮廓上所有的富余量，并使目标档位齿形成半径为0.03mm的倒角。
2.如权利要求1所述的刀具倒角加工工艺，其特征在于，所述砂轮在进行自转和公转时，自转的速度为20-30rad/min，公转的速度为15-25rad/min，转动时间为30min，且正转和反转交替进行，其中，每正转60s切换为反转，每反转240秒切换为正转。
3.如权利要求2所述的刀具倒角加工工艺，其特征在于，自转的速度为25rad/min，公转的速度为20rad/min。
4.如权利要求1所述的刀具倒角加工工艺，其特征在于，所述慢走丝的直径为0.2mm。
5.如权利要求1所述的刀具倒角加工工艺，其特征在于，步骤S5中所述砂轮的精修方法为，使所述砂轮的旋转轴始终垂直于刀具的中心轴线，并使所述砂轮的所述圆弧轮面沿着所述刀头的外轮廓和内轮廓游走一遍。
6.如权利要求1所述的刀具倒角加工工艺，其特征在于，所述锐角轮面的角度为45°。
7.如权利要求1所述的刀具倒角加工工艺，其特征在于，所述锐角轮面的浸没深度不低于0.03mm。
8.一种刀具，其特征在于，包括沿轴向排列在刀头上的若干个档位齿，所述档位齿包括第一齿部和第二齿部，所述第一齿部设置在所述刀头上，所述第二齿部设置在所述第一齿部上，所述第一齿部和所述第二齿部过渡处的倒角呈圆弧状，且圆弧的半径为0.03mm。
9.如权利要求8所述的刀具，其特征在于，所述档位齿具有五组，相邻的两个所述档位齿之间形成档位槽。
10.如权利要求8所述的刀具，其特征在于，包括刀尾和过渡部，所述过渡部设置在所述刀尾上，所述刀头设置在所述过渡部上，所述刀头上沿轴向开设有线槽，所述过渡部上开设有过渡槽，所述过渡槽与所述线槽连通，所述过渡槽在所述过渡部上顺时针或逆时针旋转。
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