CN203438271U - 一种加工环形垫片的套料式刀具 - Google Patents
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Abstract
一种加工环形垫片的套料式刀具，涉及切削刀具。它包括外圆齿、内圆齿、定位轴肩和刀杆；定位轴肩的两端分别连接内圆齿的根部和刀杆。外圆齿是顶部带有锯齿的圆盘，外圆齿的中心开有与内圆齿配合的螺纹孔；内圆齿是顶部带有锯齿的圆柱，内圆齿从外圆齿的螺纹孔内部穿过，内圆齿与外圆齿通过螺纹固定连接后，内圆齿与外圆齿之间形成盛放环形垫片的圆环槽，内圆齿的顶部突出于外圆齿的顶部，确保内圆齿先于外圆齿对垫片进行切削。本实用新型一次走刀获得所需要尺寸的环形垫片，尤其适合直接用于硬度低、韧性好、层内强度高而层间强度低的非金属复合材料中直接加工出环形垫片零件，克服了现有技术中材料分层、加工效率不高等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种刀具，特别是加工环形垫片的刀具。
背景技术
环形垫片由内圆面与外圆面，以及上下平面结构特征组成，是一种结构相对特殊的零件，在板材上加工此类零件，采用常规加工方法需要先将板材分割为相应规格尺寸的小块，然后采用钻内圆孔和铣外圆轮廓两道工序完成环形垫片的加工，此方法加工效率较低，不适合大批量的生产加工。对于塑性较好金属材料，还可以采用冲压成形的办法获得环形垫片；但对于塑性差、强度高的芳纶纤维复合材料层合板等非金属材料，则无法采用冲压成形的加工方法。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种加工环形垫片的套料式刀具，操作方便、可一步加工出环形垫片，特别适用于芳纶纤维复合材料层合板、橡胶板材等硬度低、塑性差、强度高的非金属材料环形垫片。
本实用新型的技术解决方案是：一种加工环形垫片的套料式刀具，包括外圆齿、内圆齿、定位轴肩和刀杆；外圆齿是顶部带有锯齿的圆盘，外圆齿上的锯齿平行于外圆齿的中心轴的方向，外圆齿的锯齿包括主切削刃和副切削刃，外圆齿的主切削刃位于外圆齿的锯齿的内壁，外圆齿的副切削刃位于外圆齿的锯齿的外壁，外圆齿的中心开有与内圆齿配合的螺纹孔；内圆齿是顶部带有锯齿的圆柱，内圆齿的锯齿平行于内圆齿的中心轴的方向，内圆齿的锯齿包括主切削刃和副切削刃，内圆齿的主切削刃位于内圆齿的锯齿的外壁，内圆齿的副切削刃位于外圆齿的锯齿的内壁；内圆齿从外圆齿的螺纹孔内部穿过，内圆齿的根部外侧有与外圆齿的螺纹孔配合的螺纹；内圆齿与外圆齿通过螺纹固定连接后，内圆齿与外圆齿之间形成盛放环形垫片的圆环槽，内圆齿的顶部突出于外圆齿的顶部，确保内圆齿先于外圆齿对环形垫片进行切削；定位轴肩的两端分别连接内圆齿的根部和刀杆。
所述内圆齿的顶部突出于外圆齿的顶部的高度差为0.05～0.5mm。
所述内圆齿的锯齿的外壁的直径比环形垫片的内孔的直径大0.02～0.1mm，内圆齿的齿厚为0.5～1mm，外圆齿的锯齿的内壁直径比环形垫片的外圆直径小0.02～0.1mm，外圆齿的齿厚为0.5～1.5mm。
所述外圆齿的锯齿的刀尖角为5～20°，外圆齿的锯齿的刃倾角5～15°，外圆齿的齿厚为0.5～1.5mm；内圆齿的锯齿的刀尖角为5～20°，内圆齿的锯齿的刃倾角5～15°，内圆齿的齿厚为0.5～1mm。
所述内圆齿、定位轴肩和刀杆为一体式中空结构。
所述圆环槽的深度大于环形垫片的厚度，所述定位轴肩和外圆齿上有上下对应的通孔。
本实用新型与现有技术相比有益效果为：
本实用新型通过外圆齿与内圆齿同时对环形垫片内外圆进行切削，一次走刀获得所需要尺寸的环形垫片，操作方便、工艺简单，加工获得环形垫片零件尺寸一致性好，加工质量稳定，加工效率高。本实用新型可直接在硬度低、塑性差、强度高的非金属材料中直接加工出环形垫片零件，克服了现有技术中材料分层、翻边、抽丝、拉毛等加工缺陷。
附图说明
图1为环形垫片的主视图；
图2为环形垫片的俯视图；
图3为本实用新型的拆分结构示意图；
图4为本实用新型组装结构示意图；
图5为本实用新型中外圆齿的外形结构图；
图6为图5的A-A剖向视图；
图7为本实用新型中内圆齿的外形图；
图8为本实用新型B-B剖向视图。
具体实施方式
本实用新型套料式刀具的应用对象是图1—图2所示的环形垫片，环形垫片的内孔直径为d，环形垫片的外圆直径为D，垫片厚度为h。本实用新型尤其适合芳纶纤维复合材料、橡胶板材等纤维韧性好、抗拉强度高，但材料层间的剪切强度低，纤维与基体的粘接强度远低于纤维的抗拉伸强度的纤维增强型材料，采用常规的加工工艺方法容易产生材料分层、翻边、抽丝、拉毛等加工缺陷。
如图3所示，本实用新型包括外圆齿1、内圆齿2、定位轴肩3和刀杆4；外圆齿1是顶部带有4个锯齿的圆盘，外圆齿1上的锯齿平行于外圆齿1的中心轴的方向，外圆齿1的锯齿包括主切削刃和副切削刃，外圆齿1的主切削刃位于外圆齿1的锯齿的内壁，主切削刃向外延伸形成的前刀面为流线型曲面，切削时方便切屑向外排出；外圆齿1的副切削刃位于外圆齿1的锯齿的外壁，外圆齿1的中心开有与内圆齿2配合的螺纹孔6；内圆齿2是顶部带有3个锯齿的圆柱，内圆齿2的锯齿平行于内圆齿2的中心轴的方向，内圆齿2的锯齿包括主切削刃和副切削刃，内圆齿2的主切削刃位于内圆齿2的锯齿的外壁，主切削刃向内延伸形成的前刀面为流线型曲面，切削时方便切屑向内排出；内圆齿2的副切削刃位于外圆齿1的锯齿的内壁；内圆齿2从外圆齿1的螺纹孔6内部穿过，内圆齿2的根部外侧有与外圆齿1的螺纹孔6配合的螺纹；内圆齿2与外圆齿1通过螺纹固定连接后，内圆齿2与外圆齿1之间形成盛放环形垫片的圆环槽，圆环槽的深度大于环形垫片的厚度h，使加工完成时垫片可以贴于圆环槽内，不会随意掉落，影响垫片质量；定位轴肩3和外圆齿1上有上下对应的通孔5，便于在环形垫片加工完成时，使用外部的任一细杆，穿过通孔5，将盛放于圆环槽内的环形垫片轻轻推出。定位轴肩3的两端分别连接内圆齿2的根部和刀杆4，为了进一步减轻刀具质量，内圆齿2、定位轴肩3和刀杆4可以为一体式中空结构。
如图4所示，内圆齿2的顶部突出于外圆齿1的顶部，内圆齿2的顶部突出于外圆齿1的顶部的高度差Δh为0.05～0.5mm，以确保内圆齿2先于外圆齿1对垫片进行切削，即先将环形垫片的内圆材料切除，后将环形垫片的外圆材料切除。加工时为了保证加工尺寸，内圆齿2的锯齿的外壁的直径Dt比环形垫片的内孔的直径d大0.02～0.1mm，即Dt＝d+(0.02～0.1)mm；外圆齿1的锯齿的内壁直径dt比环形垫片的外圆直径D小0.02～0.1mm，即dt＝D-(0.02～0.1)mm。
如图5－图6所示，外圆齿1的锯齿的内壁与外壁在刀尖处形成的刀尖角εout为5～20°，外圆齿1的锯齿的刃倾角λout为5～15°，外圆齿1的齿厚Tout为外圆齿1的外壁与内壁之间的距离，Tout为0.5～1.5mm。如图7－图8所示，内圆齿2的锯齿的内壁与外壁在刀尖处形成的刀尖角εin为5～20°，内圆齿2的锯齿的刃倾角λin为5～15°。内圆齿2的齿厚Tin为内圆齿2的内壁与外壁之间的距离，Tin=0.5～1mm。刃倾角有正负之分，当刀尖在主切削刃上为最低点时，λ为负值；反之，当刀尖在主切削刃上为最高点时，λ为正值。本刀具中刃倾角的范围均为正值，更有利于在切削时，使废屑排于切削刃的后方。上述外圆齿1和内圆齿2的尺寸特别适合于加工芳纶纤维复合材料，零件边缘整齐、侧边光滑，质量稳定。相比常规的工艺方法，加工效率和加工质量均有显著提高。
使用本实用新型的步骤如下：
（1）将本实用新型组装好，刀杆4部分与机床刀柄连接；
（2）将需要加工的板材水平放置于机床工作台面，下面用另一块厚度不小于Δh的与环形垫片同类的板材垫在机床台面与工件材料之间，上表面用压板压实。
（3）根据被加工材料的性能，设定机床主轴转速，如500～1000r/min，设定主轴的进给速度，如20～50mm/min，主轴沿刀具轴向进给，直到将环形垫片零件从板材上切断，沿刀具轴向退刀。
（4）停止机床，使用直径略小于通孔5直径的细杆将加工好的环形垫片推出，即获得需要的环形垫片零件。
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种加工环形垫片的套料式刀具，其特征在于：包括外圆齿（1）、内圆齿（2）、定位轴肩（3）和刀杆（4）；外圆齿（1）是顶部带有锯齿的圆盘，外圆齿（1）上的锯齿平行于外圆齿（1）的中心轴的方向，外圆齿（1）的锯齿包括主切削刃和副切削刃，外圆齿（1）的主切削刃位于外圆齿（1）的锯齿的内壁，外圆齿（1）的副切削刃位于外圆齿（1）的锯齿的外壁，外圆齿（1）的中心开有与内圆齿（2）配合的螺纹孔（6）；内圆齿（2）是顶部带有锯齿的圆柱，内圆齿（2）的锯齿平行于内圆齿（2）的中心轴的方向，内圆齿（2）的锯齿包括主切削刃和副切削刃，内圆齿（2）的主切削刃位于内圆齿（2）的锯齿的外壁，内圆齿（2）的副切削刃位于外圆齿（1）的锯齿的内壁；内圆齿（2）从外圆齿（1）的螺纹孔（6）内部穿过，内圆齿（2）的根部外侧有与外圆齿（1）的螺纹孔（6）配合的螺纹；内圆齿（2）与外圆齿（1）通过螺纹固定连接后，内圆齿（2）与外圆齿（1）之间形成盛放环形垫片的圆环槽，内圆齿（2）的顶部突出于外圆齿（1）的顶部，确保内圆齿（2）先于外圆齿（1）对环形垫片进行切削；定位轴肩（3）的两端分别连接内圆齿（2）的根部和刀杆（4）。
2.根据权利要求1所述的一种加工环形垫片的套料式刀具，其特征在于：所述内圆齿（2）的顶部突出于外圆齿（1）的顶部的高度差为0.05～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种加工环形垫片的套料式刀具，其特征在于：所述内圆齿（2）的锯齿的外壁的直径比环形垫片的内孔的直径大0.02～0.1mm，内圆齿（2）的齿厚为0.5～1mm，外圆齿（1）的锯齿的内壁直径比环形垫片的外圆直径小0.02～0.1mm，外圆齿（1）的齿厚为0.5～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种加工环形垫片的套料式刀具，其特征在于：所述外圆齿（1）的锯齿的刀尖角为5～20°，外圆齿（1）的锯齿的刃倾角5～15°，外圆齿（1）的齿厚为0.5～1.5mm；内圆齿（2）的锯齿的刀尖角为5～20°，内圆齿（2）的锯齿的刃倾角5～15°，内圆齿（2）的齿厚为0.5～1mm。
5.根据权利要求1所述的一种加工环形垫片的套料式刀具，其特征在于：所述内圆齿（2）、定位轴肩（3）和刀杆（4）为一体式中空结构。
6.根据权利要求1所述的一种加工环形垫片的套料式刀具，其特征在于：所述圆环槽的深度大于环形垫片的厚度，所述定位轴肩（3）和外圆齿（1）上有上下对应的通孔（5）。
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