CN201157912Y - 一次成型修边倒角刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一次成型修边倒角刀。该修边倒角刀的结构包括主体刀杆、弹性闭合槽、锥度槽、切削刀片和导弧，主体刀杆的前端是导弧，其外侧设置有至少一个切削刀片。本实用新型设计科学合理，结构简单，制造方便，性能优越，能够一次性完成孔两端的倒角与去毛刺，适合使用在各种精密设备、数控设备、大型设备和尖端设备上各种孔的倒角与去毛刺，是解决双面倒角及修边的新型刀具，具有良好的市场前景和实用价值。

Description

一次成型修边倒角刀

技术领域

本实用新型涉及一种机械制造业中所用的新型非标刀具，特别为一种用于解决军工、航空、汽车船舶工业上用的高压液压阀、气阀、电磁阀及各种组合复杂体通孔、半通孔的双面倒角和去毛刺而设计的旋转体刀具。

背景技术

在现代机械零件加工中，要求必须过孔加工的零件，组合件，复杂机体常用镗床过孔倒角。但孔径一般都相对较大；车床也可采用较长的刀杆加工一些可装夹旋转体零件的倒角，但这些方法很难实现在部件机体内去完成各种小孔径的一次成型修边倒角。

在现有的各种机械加工用的刀具中，不论是旋转刀具还是非旋转体刀具，都属于刚性切削。刚性切削要求刀具体具有较高的强度，在切削受力时不能产生弯曲变形，这就要求镗刀车刀等刀具的刀杆不可过长，否则将产生弹性让刀。即随着切削力的增加刀杆会随之产生弹性变形而弯曲。

随着机械制造技术的发展，要求工程技术人员能解决各种机械制作难题，对倒角、修边、去毛刺也不断的提出新的需求，把他们的功能结合在一起，形成组合刀具，成为国内外企业单位制作刀具的一个方向。

而且在以前阀体内孔修毛刺，只能依靠高级技工手工修磨；随着高速工具钢和旋转体刀具的发展，对高速工具钢与刀具的认识越来越深刻，双面倒角在技术上也逐渐成为可能。

发明内容

本实用新型的目的在于解决零件孔内端无法倒角的难题，提供一种集倒角、修边、去毛刺功能于一体的组合刀具。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一次成型修边倒角刀，包括主体刀杆，弹性闭合槽，锥度槽，切削刀片和导弧；所述的弹性闭合槽和锥度槽设置在主体刀杆前端使主体刀杆大致成叉型，且锥度槽设置在弹性闭合槽的前端；主体刀杆的前端是导弧，而其外侧设置有至少一个切削刀片。所述的切削刀片为一个或两个。所述的切削刀片包括有前端切削刃和后端切削刃。所述的前端切削刃角度为45度，后端切削刃角度为33度。

所述的主体刀杆为一等直径的圆杆或设有一台阶的圆杆。

所述的一次成型修边倒角刀的材料为高速工具钢M42。

制造上述的一次成型修边倒角刀的方法，按顺序包括以下主要工序：线切割断料、车外圆、平两头端面、打中心孔、热处理、研磨中心孔、磨外圆、刀片成型、精磨刀片前后角、倒前角、精切平头定长度、精磨外端刀刃、精磨内端刀刃、精磨导弧、柄部倒角、粗抛光、线切割弹性槽口、去除线切割槽口周遍尖锐角与毛刺、精抛光。

所述的热处理工序后，切削刀片硬度为HRC65-67；弹性闭合槽尾部硬度为HRC48-62；主体刀柄硬度为HRC40以上。

所述的热处理工序包括先整体淬火至1230-1250摄氏度，然后在弹性闭合槽部分增加回火温度570摄氏度进行回火。

本实用新型的有益效果体现在：本实用新型设计科学合理，结构简单，制造方便，性能优越，能够一次性完成孔两端的倒角与去毛刺，适合使用在各种精密设备，数控设备，大型设备和尖端设备上各种孔的倒角与去毛刺，也更容易为军工、航空、汽车船舶工业上用的高压液压阀、气阀、电磁阀及各种组合复杂体通孔、组合孔、半通孔的双面倒角和去毛刺。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型第一实施例的正视图；

图2：本实用新型第二实施例的正视图；

图3：本实用新型第三实施例的正视图；

图4：本实用新型的工作过程示意图。

其中：

1主体刀杆    2弹性闭合槽

3锥度槽      4切削刀片

41前端切削刃 42后端切削刃

5导弧

A后段切削刃角度

B前端切削刃角度

具体实施方式

本实用新型揭示了一种一次成型修边倒角刀，如图1所示，包括主体刀杆1，弹性闭合槽2，锥度槽3，切削刀片4和导弧5；所述的弹性闭合槽2和锥度槽3设置在主体刀杆1前端使主体刀杆1大致成叉型，且锥度槽3设置在弹性闭合槽2的前端；主体刀杆1的前端是导弧5，而其外侧设置有两个切削刀片4。主体刀杆1便于各种设备装夹可制作成直柄，削平面型，莫氏锥型；本实施例中为直柄。

切削刀片4设有前端切削刃41和后端切削刃42，前端切削刃角度B为45°，后端切削刃角度A为33°。本实施例中刀片除了内外端的33°与45°切削刃，还有构成切削刃的前后角，也称前后面，切削刃的前角为圆弧面，后角为10°角构成合理的切削刃。刀背20°角起始于槽口，刀片的圆周转向前角倒角度0.1MM*30°，是避免刀片过孔时损伤孔壁。

弹性闭合槽2的长度及槽口宽度决定刀片切削弹性强度和在过孔时闭合的弹性性能的关键，确定合理的尺寸范围，使一次成型修边倒角刀备良好的实用性能。

在弹性闭合槽2的基础上前端再增加6°的锥度槽3的目的是使刀体在通过孔产生闭合后刀片的外径尺寸略小于刀杆的外径，能顺利过孔，不切削孔壁。前端导弧5的作用是便于顺利导向入孔，入孔后中心定位确保倒角质量。

本实用新型所使用的材料为高速工具钢M42，该钢号含有8％的钴元素，红硬性和耐磨性都优于普通钨系和钼系高速工具钢，且弹性性能达到要求，在切削、弹性性能、硬度上比较合适于制作一次成型修边倒角刀。

刀体必须具备通过孔后进行倒角切削的功能。而一次成型修边倒角刀的切削原理正是基于刀具材料的弹性性质，与常规刀具的切削原理相背。实现双面倒角，刀体和刀片必须具备两项功能：弹性切削与入孔闭合功能，而弹性的性能必须保证刀体与刀片具有一定的切削强度完成切削且过孔时闭合不损伤孔的内壁为基准，过孔后又能再次切削，从而双面切削倒角，修边，去毛刺。

图2中的第二实施例与第一实施例的区别仅在于：主体刀杆1的外侧设置有且只有一个切削刀片4。图3中的第三实施例与第二实施例的区别仅在于：主体刀杆1为一设有一台阶的圆杆，而非前两个实施例中的等直径的圆杆，这样设计也是为了满足其他设备的装夹。

图4揭示了本实用新型的工作过程，即倒角修边的过程。当前端导弧5进入孔内中心定位后，45°角前刃刀片4完成倒角切削，倒角后弹性入孔，弹性闭合槽2闭合时由于刀片外径前刃倒角，不会对孔壁产生损伤；过孔后33°角后端刀刃闭合完成倒角切削，33°转化为45°角，这样双面倒角度都为45°。

一次成型修边倒角刀的加工工序较多，无法通过自动设备实现快速加工，只能通过专门的专用机床与特制的工夹具分解工序加工，具体工序如下：

1、线切割断料；2、车外圆，平两头端面；3、打中心孔；4、热处理；5、研磨中心孔；6、粗磨外圆；7、精磨外圆；8、刀片成型(磨削分割)；9、精磨圆(刀片间的圆柱体与杆径同)；10、精磨刀片前后角(前面7°角后面20°角)；11、倒前R角0.2MM(避免刀片过孔时改变损坏孔径)；12、精切平头定长度；13、精磨外端刀刃45°角(后角为10°)；14、精磨内端刀刃33°角(后角为10°)；15、精磨头部导弧；16、柄部倒角；17、粗抛光(去除在分割刀片和精磨圆工序时产生的不同方向的磨削痕迹)；18、磨刀片前面圆弧，即开前刃角；19、线切割弹性槽口与6°角；20、去除线切割槽口周遍尖锐角与毛刺；21、精抛光；22、激光打标志；23、包装。

从以上工序流程可以看出，有多道工序难以加工，要实现规模化生产能力，必须设计出适合各工序的专用工夹具。

以下针对典型工序进行说明：

车外圆工序，双面倒角刀的刀杆细而长，刀片必须在圆棒料体上加工成型，但车加工难度就比较大的，机械加工细长杆必须用合金导向模具与车刀一体随动刀架在简易的小仪表车上依次加工完成。

外圆磨削工序，小规格细长杆全部采用砂磨长柄加工，刀片部位与前部导引部位采用靠模具在磨床上加工。

刀片成型的磨削是根据构成刀片的圆周角度设计出可旋转分度定位和可支撑调整的工夹具，夹具体分度角为70°角与110°角构成。在成型定位时刀片的前面8°角和后面的20°角都是通过这套工夹具完成。

刀片前后圆柱体采用砂轮修内圆弧顺刀杆方向精磨圆的方法。与前后段相吻合，再经过粗抛光即可符合要求。

外端刀片45°角与其后角10°角是根据不同的规格外径选用相近的螺旋导程及砂轮修磨成对应的角度来加工；内端刀片33°角与其后角10°角的加工方法相同，只是选用的螺旋导程为左旋。

刀片的前面圆弧面，是45°切削刃与33°切削刃的共用前角面，为主切削刃，根据刀片尺寸的大小选择不同的砂轮加工完成。

线切割槽，线切割每次切割以单只为最佳，保证定位准确，成型槽切割的方法，保证切割精度在0.1MM以内。

热处理，因为一次成型修边倒角刀需要良好的弹性，要求热处理不同的区位段具有不同的硬度：刀片切削部分硬度为HRC65-67；弹性槽尾部分硬度为HRC48-62；柄部硬度HRC40以上。经过实验，我们选择先整体淬火(1230℃-1250℃)，然后在弹性槽部分增加回火温度(570℃)进行回火降低硬度的办法，实现各区段的不同硬度要求，最终满足刀具对硬度，韧性，强度，弹性要求。

以上所述仅是本实用新型的应用范例，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一次成型修边倒角刀，其特征在于：包括主体刀杆(1)，弹性闭合槽(2)，锥度槽(3)，切削刀片(4)和导弧(5)；所述的弹性闭合槽(2)和锥度槽(3)设置在主体刀杆(1)前端使主体刀杆(1)大致成叉型，且锥度槽(3)设置在弹性闭合槽(2)的前端；主体刀杆(1)的前端是导弧(5)，而其外侧设置有至少一个切削刀片(4)。

2.根据权利要求1所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于：所述的切削刀片(4)为一个或两个。

3.根据权利要求2所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于：所述的切削刀片(4)包括有前端切削刃(41)和后端切削刃(42)。

4.根据权利要求3所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于：所述的前端切削刃角度(B)为45度，后端切削刃角度(A)为33度。

5.根据权利要求1所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于：所述的锥度槽(3)的锥度为6度。

6.根据权利要求1所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于：所述的主体刀杆(1)为一等直径的圆杆或设有一台阶的圆杆。

7.根据权利要求1所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于：所述的一次成型修边倒角刀的材料为高速工具钢M42。

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