CN208132007U - 一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于切削粉末冶金汽车同步器齿毂外圆及端面的一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀，它包括刀杆，刀杆一端设刀头，包括刀体，刀体经焊接层焊接有刀刃，刀体的顶部、刀刃的顶部为弧形；刀刃包括经焊接层焊接于刀体的合金层，其上设有金刚石层；本实用新型刀杆、刀体采用45号钢，强度高；刀刃包括合金层，其上设金刚石层，刀刃与刀体焊接难度小，金刚石用量少，降低成本；焊接层与合金层的焊接面为弧面，焊接面积大，焊接更牢靠，弧形焊接面增大强度，避免内应力导致的裂纹；刀身、刀刃的顶部为弧度为半圆弧形；改变切削角度实现多个切削面，延长车刀使用时长，降低换刀频率，刀具磨损度下降，加工费用降低，效率提升。

Description

一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件制造领域，具体地说是涉及一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀。

背景技术

汽车手动变速箱的结构内部有一个非常重要的设备，那就是“同步器”。汽车同步器的作用是为了解决汽车在换挡操作时发动机与变速箱不一致的装置。换挡的时候由于动力输出端齿轮转速要快于马上要换入这个挡位的齿轮，如果没有同步器，把一个慢速旋转的齿轮强行塞入一个高速旋转的齿轮中，肯定会发生打齿的现象。汽车同步器可以有效地避免挂不上档、消除换挡时的齿轮响声等。

随着汽车工业的快速发展，同步器齿毂的形状也越来越复要，精度要求越来越高。粉末冶金同步器齿毂工艺优势在于能生产最终形状零件，具有高效率、高精度；同时具备节材、省能的显著特点，只要少量切削加工，大大减低生产成本。汽车同步器的齿毂由于形状复杂，其台阶多、高度差大，齿毂端面均带多个台肩面，对齿轮的精度要求比较高，因此废品率高。

现有的齿毂加工工艺的顺序是压制成型、烧结、整形、数控加工、淬火、清洗和包装。数控加工工序是在数控车床上将毛坯进行精车里孔、端面——精车另一面——铣油线——拉花键孔——精车外圆——精车空槽——滚（插）外齿——铣三槽（汽车同步器齿毂外花键三处滑块槽）——铣残齿——钻孔。里孔和端面一次性装夹完成，里孔直径大小直接影响拉孔序，端面厚度即是成品的厚度，厚度的大小决定下序削量，会造成下序削量过大或过小甚至无车削量。外圆直径超过允许误差范围会造成齿毂与齿套配合的间隙过小或过大甚至无法配合；由于精车空槽时根据外圆定位，故外圆跳动过大会影响空槽与内花键的同轴度。对齿毂而言，热处理后的加工主要是磨削端面和磨外圆，磨外圆主要是针对大（外）径定心的工序。

车刀是安装在车床上的用来削切金属材料、用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。车刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面，刀尖角组成。车刀的切削部分和柄部(即装夹部分)的结合方式主要有整体式、焊接式、机械夹固式和焊接-机械夹固式。车刀按用途可分为外圆、台肩、端面、切槽、切断、螺纹和成型车刀等。车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。

焊接车刀，顾名思义焊接车刀是以焊接方式对刀刃部分和刀体部分进行连接的，通过脱水硼砂，铜片，锰铁，玻璃粉等焊料，经高温融化，让合金，高速钢，立方氮化硼，金刚石，陶瓷等材质刀片与槽型一致的刀杆粘接在一起，以达到机加工作业的使用要求，焊接车刀目前应用最广的应为硬质合金类焊接车刀，因硬质合金硬度较高，能达到大多数被加工材料的使用要求，而且相对其他材料成本相应很低，所以得到广泛应用。硬质合金焊接车刀，是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。焊接式车刀是将具有一定形状的硬质合金刀片，用纯铜或其它焊料钎焊在普通结构（铸铁）刀杆上而成。焊接车刀结构简单紧凑、刚性好、抗振性能强，制造、刃磨方便，使用灵活。

然而，粉末冶金同步器齿毂多采用高强度粉末制成，特别是高档轿车用齿毂采用的材质，烧结后表面硬度达到HV5300以上，后序精整及数控加工都很困难，数控加工必须采用特殊刀具。硬质合金焊接车刀因为经过高温焊接，强度与硬度有所降低。目前用于加工粉末冶金同步器齿毂外圆及端面的硬质合金焊接车刀一般是在铸铁刀杆上采用焊剂硼砂和铜条焊接上合金刀片。此刀具一般具有较宽工作长度的刀刃，刀刃经过切削性能下降，刀刃材料产生内应力，容易出现裂纹等缺陷。刀刃一旦损坏，刀柄又不能重复使用，整刀直接报废，极其浪费原材料。最常用的外圆车刀切削部分由三个刀面、两个切削刃和一个刀尖组成，简称三面、两刃、一尖，其切削面少，故而使用时间较短，换刀频率高，换刀及对刀时间较长，影响生产效率。

金刚石具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点。可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。由于现有外圆刀具一般具有较宽工作长度的刀刃，用到的金刚石材料相对较多，然而天然金刚石数量稀少、价格昂贵，制作成本较高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于切削粉末冶金汽车同步器齿毂的外圆及端面的一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀。

本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀，它包括刀杆，刀杆的一端设有刀头，所述的刀头包括刀体，刀体经焊接层焊接有刀刃，所述的刀体的顶部、刀刃的顶部为弧形；所述的刀刃包括经焊接层焊接于刀体的合金层，所述的合金层上设有金刚石层。

本实用新型所述的合金层5的最小厚度大于金刚石层4的厚度，在保证焊接及切削强度的前提下节省金刚石用量，降低生产成本。

本实用新型所述的焊接层与合金层的焊接面为弧面，从而扩大焊接面积，使焊接更牢靠，同时弧形焊接面增大强度，避免出现刀刃切削作业中产生的内应力导致的裂纹等缺陷。

本实用新型所述的刀身的顶部、刀刃的顶部为弧度为180度的半圆弧形；通过改变车刀的切削角度，即可实现多个切削面，延长车刀使用时长，降低换刀频率，减少刀具耗损，从而提高生产效率。

本实用新型所述的刀杆、刀体为45号钢，刀体强度高，且回收利用率高；所述的金刚石层为天然金刚石或聚晶金刚石；所述的焊接层为铜条焊接而成。

聚晶金刚石（PCD），其结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体。由于聚晶金刚石（PCD）加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石，但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题

由于采用上述技术方案，本实用新型较好的实现了发明目的，其刀杆、刀体采用45号钢，刀体强度高，且回收利用率高；刀刃包括焊接于刀体的合金层，再在合金层上设有金刚石层，刀刃与刀体焊接难度小，金刚石用量少，降低生产成本；焊接层与合金层的焊接面为弧面，从而扩大焊接面积，使焊接更牢靠，同时弧形焊接面增大强度，避免出现刀刃切削作业中产生的内应力导致的裂纹等缺陷，即使金刚石层被稳定磨损直至合金层也不发生崩刃或剥落；刀身的顶部、刀刃的顶部为弧度为180度的半圆弧形；通过改变车刀的切削角度，即可实现多个切削面，延长车刀使用时长，降低换刀频率，刀具磨损程度大幅度下降，使加工费用大幅度降低，同时数控加工效率提升。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图2的俯视图的结构放大示意图。

图中：1、刀杆；2、刀头；3、刀刃的顶部；4、金刚石层；5、合金层；6、焊接层；7、刀体；8、焊接面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

由图1～图3可知，一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀，它包括刀杆1，刀杆1的一端设有刀头2，所述的刀头2包括刀体7，刀体7经焊接层6焊接有刀刃，所述的刀体7的顶部、刀刃的顶部3为弧形；所述的刀刃包括经焊接层6焊接于刀体7的合金层5，所述的合金层5上设有金刚石层4。

本实用新型所述的合金层5的最小厚度大于金刚石层4的厚度，在保证焊接及切削强度的前提下节省金刚石用量，降低生产成本。

本实用新型所述的焊接层6与合金层5的焊接面8为弧面，从而扩大焊接面积，使焊接更牢靠，同时弧形焊接面8增大强度，避免出现刀刃切削作业中产生的内应力导致的裂纹等缺陷。

本实用新型所述的刀身的顶部、刀刃的顶部3为弧度为180度的半圆弧形；通过改变车刀的切削角度，即可实现多个切削面，延长车刀使用时长，降低换刀频率，减少刀具耗损，从而提高生产效率。

本实用新型所述的刀杆1、刀体7为45号钢，刀体7强度高，且回收利用率高；所述的金刚石层4为天然金刚石或聚晶金刚石；所述的焊接层6为铜条焊接而成；所述的合金层5为硬质合金。

Claims (5)

1.一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀，它包括刀杆，刀杆的一端设有刀头，所述的刀头包括刀体，刀体经焊接层焊接有刀刃，其特征是所述的刀体的顶部、刀刃的顶部为弧形；所述的刀刃包括经焊接层焊接于刀体的合金层，所述的合金层上设有金刚石层。

2.根据权利要求1所述的一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀，其特征是所述的焊接层与合金层的焊接面为弧面。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀，其特征是所述的刀体的顶部、刀刃的顶部为弧度为180度的半圆弧形。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀，其特征是所述的合金层的最小厚度大于金刚石层的厚度。

5.根据权利要求3所述的一种用于加工汽车同步器齿毂的车刀，其特征是所述的合金层的最小厚度大于金刚石层的厚度。