CN202240842U - 用于加工孔的刀具总成 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于加工孔的刀具总成，包含：刀架；以及设置在刀架上的切削刀具，切削刀具具有：第一表面；与第一表面相对设置的第二表面；从第一表面延伸至第二表面的第三表面，其形成周边；沿周边连续设置的研磨颗粒；以及设置在第一表面上的引导装置，引导装置具有与第一表面间隔开以朝向第三表面引导冷却剂的引导表面。本实用新型技术方案的加工周期较短，费用较低。

Description

用于加工孔的刀具总成
技术领域
本实用新型涉及用于加工孔的刀具总成。
背景技术
在汽缸体中，配置用于容纳活塞的孔称为汽缸孔。毛坯铸件汽缸孔上可设置热喷涂层以改善抗磨损性。加工汽缸孔及其涂层表面以达到所需表面抛光和尺寸特性。由于热涂层汽缸孔的高硬度，已使用金刚石珩磨刀具和珩床(honing machine)加工汽缸孔。这种珩床利用多个珩磨刀具用于各次走刀，具有较长周期时间和较高投资费用。
实用新型内容
根据本实用新型的一个方面，公开了一种用于加工孔的刀具总成。该刀具总成具有切削刀具和刀架。切削刀具具有围绕周边连续设置的研磨颗粒。刀架具有第一冷却剂通道和从第一冷却剂通道以一定角度延伸的第二冷却剂通道用于朝向切削刀具喷射冷却剂。
根据本实用新型的另一个方面，公开了一种用于加工孔的刀具总成，包含：切削刀具，切削刀具具有围绕切削刀具的周边连续设置的研磨颗粒；以及与切削刀具相邻设置的刀架，刀架具有第一冷却剂通道和第二冷却剂通道，第二冷却剂通道以一定角度从第一冷却剂通道延伸用于朝向切削刀具喷射冷却剂。
根据本实用新型的一个实施例，其中第一冷却剂通道沿刀架的旋转轴设置，而第二冷却剂通道朝向切削刀具的周边延伸。
根据本实用新型的一个实施例，其中第二冷却剂通道为线形。
根据本实用新型的一个实施例，其中第二冷却剂通道为非线形。
根据本实用新型的一个实施例，其中第二冷却剂通道包括从第一冷却剂通道以一定角度延伸的第一部分和从第一部分以一定角度延伸的第二部分。
根据本实用新型的一个实施例，其中第二部分在刀具总成的旋转方向上延伸。
根据本实用新型的一个实施例，其中切削刀具包括与第一冷却剂通道对齐的第一刀具冷却剂通道、以及从第一冷却剂通道以一定角度延伸至切削刀具的周边的第二刀具冷却剂通道。
根据本实用新型的一个实施例，其中还包含设置在平面中的多个第二刀具冷却剂通道，其中各个第二刀具冷却剂通道设置为与至少另一个第二刀具冷却剂通道垂直。
根据本实用新型的一个实施例，其中第二刀具冷却剂通道具有非线形配置。
根据本实用新型的一个实施例，其中第二刀具冷却剂通道包括从第一刀具冷却剂通道延伸的第一部分和从第一部分以一定角度延伸的第二部分。
根据本实用新型的再一个方面，公开了一种用于加工孔的刀具总成。该刀具总成包括刀架和设置在刀架上的切削刀具。切削刀具具有第一表面、与第一表面相对设置的第二表面、以及从第一表面延伸至第二表面并形成周边的第三表面。沿该周边连续设置研磨颗粒。引导装置设置在第一表面上。该引导装置具有与第一表面间隔开的引导表面用于朝向第三表面引导冷却剂。
本实用新型技术方案的加工周期较短，费用较低。
附图说明
图1为用于加工工件的系统和示例性刀具总成第一实施例的分解立体图。
图2为具有刀架和切削刀具的刀具总成的第二实施例的顶视图。
图3为图2的刀具总成沿截线3-3的截面图。
图4为刀架所设第二冷却剂通道的实施例的截面图。
图5为切削刀具所述第二冷却剂通道的实施例的截面图。
图6为切削刀具另一实施例的顶视图。
图7为图6的刀具总成沿截线7-7的截面图。
图8为通过刀具总成加工孔的方法的流程图。
具体实施方式
根据要求，本说明书中公开了本实用新型的具体实施例。然而应理解，所公开的实施例仅为本实用新型的示例，其可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制，可放大或缩小一些特征以显示特定组件的细节。因此，本说明书中公开的具体结构性和功能性细节不应解释为限定，而应为用于教导本领域技术人员以多种方式实施本实用新型的代表性基础。
参考图1，显示了用于加工工件12的系统10的分解图。工件12可为具有一个或多个洞或孔14的物体，例如内燃发动机的汽缸体。在汽缸体中，配置用于容纳活塞的孔称为汽缸孔。毛坯铸件汽缸孔上可设置热喷涂层以改善抗磨损性。加工汽缸孔及其涂层表面以达到所需表面抛光和尺寸特性。由于热涂层汽缸孔的高硬度，已使用金刚石珩磨刀具和珩床(honingmachine)加工汽缸孔。这种珩床利用多个珩磨刀具用于各次走刀，具有较长周期时间和较高投资费用。
系统10可包括主轴20和刀具总成22。主轴20可配置用于容纳刀具总成22并绕旋主轴24旋转。主轴20可由马达驱动并可设置在计算机数控(CNC)机床上，其可在三维空间中沿多个轴定位刀具总成22。冷却剂源26可与主轴20相关联并可配置用于以本领域技术人员已知的方式提供加压的冷却剂穿过主轴20流至刀具总成22。
刀具总成22可包括刀架30和切削刀具32。刀架30(也可称为心轴或芯棒)可具有总体上圆柱形的配置。刀架30的第一端可配置为安装至主轴20。刀架30与第一端相对设置的第二端可配置用于容纳切削刀具32。例如，刀架可包括一个或多个孔34，其可容纳紧固件(例如螺钉)以将切削刀具32连接至刀架30的第二端。另外如下文更为详细的描述，刀架30可包括一个或多个通过主轴20接收冷却剂的冷却剂通道。
切削刀具32可包括本体40和研磨颗粒42。本体40可具有总体上圆柱形的配置，其可包括第一表面44和与第一表面44相对设置的第二表面46。第三表面48可从第一表面44延伸至第二表面46。第三表面48可沿本体40的周边设置。在第三表面48与第一表面44和/或第而表面46相交处可设置弯曲半径或范围以协助定位切削刀具32在孔14中或离开孔14。一个或多个从第一表面44延伸至第二表面46的安装孔50可设置在本体40上以容纳紧固件用于将切削刀具32连接至刀架30。
研磨颗粒42可设置在第三表面48上并可围绕本体40的周围连续延伸。在一个或多个实施例中，第一和第二表面44、46上可不设置研磨颗粒42。研磨颗粒42可包括多个研磨粒子或细粒用于从工件12去除材料。例如，在一个或多个实施例中，研磨颗粒42可电镀在金属碟上或成型在陶瓷砂轮中。
参考图2、3，显示了刀具总成22’的第二实施例。刀具总成22’可包括刀架30’和切削刀具32’。刀架30’和切削刀具32’可类似于刀架30和切削刀具32，但可包括冷却剂通道。
刀架30’可包括通过主轴20从冷却剂源26接收冷却剂第一冷却剂流道60。第一冷却剂通道60可向刀架30’中的一个或多个第二冷却剂通道62并向切削刀具32’供应冷却剂。第一冷却剂通道可沿旋主轴24设置。
第二冷却剂通道62可从第一冷却剂通道延伸至刀架30’的外表面。第二冷却剂通道62可相对于第一冷却剂通道60和/或旋主轴24成一定角度设置。更为具体地，第二冷却剂通道62可以一定角度从第一冷却剂通道60朝向切削刀具32’(例如朝向第二、第三表面46、48相交处)延伸。
第二冷却剂通道62可具有线形配置、非线形配置、或其组合。在图3中，说明了线形第二冷却剂通道。
在图4中，显示了非线形第二冷却剂通道62’的示例。更为具体地，图4为示例性刀架30”从位于一组第二冷却剂通道62′上方的位置的顶视截面图。第二冷却剂通道62’可包括第一部分70和第二部分72。在一个或多个实施例中，第一部分70可从第一冷却剂通道60延伸并可具有总体上线形的配置。在一个或多个实施例中，第二部分72可从第一部分70的端部以一定角度延伸并也可具有总体上线形的配置。第二部分72可延伸至刀架30”的外表面并可朝向切削刀具呈一定角度。另外，第二部分72可以与刀具总成绕旋主轴24旋转的方向相符的方向呈一定角度。例如，第二部分72可以与刀具总成旋转方向相同的方向呈一定角度用于协助在研磨颗粒42与孔14接合的部分处或在该部分前方提供冷却剂以便协助去除粒子并冷却切削刀具。
再次参考图2、3，切削刀具32’可包括第一刀具冷却剂通道80和一个或多个第二刀具冷却剂通道82。第一刀具冷却剂通道80可与刀架30’的第一冷却剂通道60对齐并从其接收冷却剂。一个或多个第二刀具冷却剂通道82可从第一刀具冷却剂通道80延伸至切削刀具32’的周围或第三表面48。这样，第二刀具冷却剂通道82可提供冷却剂至研磨颗粒42。在一个或多个实施例中，第二刀具冷却剂通道82可设置在平面中。另外，一个或多个第二刀具冷却剂通道82可设置为基本上彼此垂直和/或与第一刀具冷却剂通道垂直。在一个或多个实施例中，第二刀具冷却剂通道82的出口可配置为多孔塞或设置为不带有多孔塞的洞。
第二刀具冷却剂通道82可具有线形配置、非线性配置、或其组合。在图2中，说明了线形第二冷却剂通道82。
在图5中，显示了非线形第二刀具冷却剂通道82’。第二刀具冷却剂通道82’可包括第一部分90和第二部分92。在一个或多个实施例中，第一部分90可从第一冷却剂通道80延伸并可具有总体上线形的配置。在一个或多个实施例中，第二部分92可从第一部分90的端部以一定角度延伸并也可具有总体上线形的配置。第二部分92可延伸至切削刀具32”的外表面。另外，第二部分92可以与刀具总成绕旋主轴24旋转的方向相符的方向呈一定角度。这样，第二部分92协助在研磨颗粒42与孔14接合的部分处或在该部分前方提供冷却剂以便协助去除粒子并冷却切削刀具32”。
参考图6、7，显示了切削刀具的另一实施例32’”。在此实施例中，第一刀具冷却剂通道80’从第二表面46延伸至第一表面44。引导装置100可设置在第一表面44上。引导装置100可包括一个或多个支柱102和引导表面104。
支柱102可协助将引导装置100安装至第一表面44。支柱102可彼此间隔开以提供开口106，冷却剂可通过该开口。
引导表面104可配置用于朝向第三表面48和研磨颗粒42重新引导冷却剂离开第一刀具冷却剂通道80’。引导表面104可面向第一表面44并可与之间隔开。另外，引导表面104可包括引导特征108以协助重新引导冷却剂。例如，引导特征108可定心在第一刀具冷却剂通道80’上方并可具有朝向切削刀具32’”的第一表面44延伸的圆锥形配置。
参考图8，显示了以刀具总成加工工件12的孔14的示例性方法。刀具总成可包括上述任何适合的刀架30、30’、30”和切削刀具32、32’、32”、32’”。如上所述，刀具总成可设置在具有设于CNC机床中心上的主轴20的系统10上。
在200处，该方法可将刀具总成设于初始位置。初始位置可设为沿着孔的中轴并邻近孔或孔开口的第一端。这样，切削刀具可初始未与工件12接合。另外，刀具总成可通过主轴20以任意合适的速度(例如1000和1500转/分之间)绕旋主轴24旋转。
在202处，系统10可沿螺旋形刀具进给路径移动刀具总成。切削刀具可横向移动这样研磨颗粒42接合圆柱形孔14的表面。随后可绕圆柱形孔14的内径移动切削刀具同时沿圆柱形孔14的长度前进。这样，研磨颗粒42可在其围绕并沿圆柱形孔的长度移动时通过研磨从圆柱形孔的内侧去除材料。可通过由CNC机床计算的或通过一系列定位坐标提供的螺旋插值算法确定螺旋形路径。可配置螺旋形路径使得研磨颗粒42移动越过或接合圆柱形孔14的整个表面。
螺旋形刀具路径也可配置用于从一端比另一端窄的锥形孔去除材料。可通过在刀具总成沿孔的长度移动时改变其相对于孔中心的移动距离来实现这种刀具路径。例如，当孔变窄时刀具可以略微较大的螺线移动以补偿刀具弯曲。
在204处，刀具总成可执行可选的第二次走刀。第二次走刀可有助于提供更为均匀的孔径。可通过在螺旋形切削路径之后向后朝向初始位置执行第二次走刀，从而执行对孔的“反切”。如果未执行第二次走刀，刀具总成可移动至不接触孔表面的位置并随后缩离孔。
尽管上文描述了示例性实施例，其并非意味着这些实施例描述了本实用新型的所有可能形式。应当理解为，本说明书中所使用的词语为描述性词语而非限定，且应理解，可作出多种改变而不脱离本实用新型的实质和范围。另外，可组合多个实施例的特征以构成本实用新型的其它实施例。

Claims (9)

1.一种用于加工孔的刀具总成，其特征在于，其包含：
刀架；以及
设置在所述刀架上的切削刀具，所述切削刀具具有：
第一表面；
与所述第一表面相对设置的第二表面；
从所述第一表面延伸至所述第二表面的第三表面，其形成周边；
沿所述周边连续设置的研磨颗粒；以及
设置在所述第一表面上的引导装置，所述引导装置具有与所述第一表面间隔开以朝向所述第三表面引导冷却剂的引导表面。
2.根据权利要求1所述的刀具总成，其特征在于，所述引导表面还包含朝向所述第一表面延伸以引导冷却剂的引导特征。
3.根据权利要求2所述的刀具总成，其特征在于，所述引导特征具有锥形配置。
4.根据权利要求1所述的刀具总成，其特征在于，所述引导装置包括多个与所述第一表面接合的支柱，其中在所述多个支柱之间设置有开口。
5.根据权利要求1所述的刀具总成，其特征在于，所述切削刀具包括从所述第一表面延伸至所述第二表面以对着所述引导装置喷射冷却剂的第一刀具冷却剂通道。
6.根据权利要求5所述的刀具总成，其特征在于，所述切削刀具包括从所述第一刀具冷却剂通道延伸至所述第三表面的第二刀具冷却剂通道。
7.根据权利要求6所述的刀具总成，其特征在于，所述第二刀具冷却剂通道具有非线形配置。
8.根据权利要求5所述的刀具总成，其特征在于，所述刀架包括向所述第一刀具冷却剂通道提供冷却剂的第一冷却剂通道、和从所述第一冷却剂通道以一定角度朝向所述切削刀具延伸的第二冷却剂通道。
9.根据权利要求8所述的刀具总成，其特征在于，所述第二冷却剂通道具有非线形配置。
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