CN217192846U - 一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，涉及刀具刀体技术领域，该采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，包括刀柄和平行四边形状的刀头，所述刀柄包括端部段和杆部段，所述端部段的侧壁开设有铣槽，铣槽的内壁设有与刀头相适配的刀座槽，刀座槽与刀柄的轴向相比处于倾斜状态，所述端部段远离杆部段的一侧固定有抵固组件，该采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，通过将平行四边形的刀头倾斜插入刀座槽内，并以抵固组件对所有的刀头进行抵固，无需单独通过螺丝对刀头进行安装，操作简便迅速，节省更换刀头的时间，利于提高加工效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及刀具刀体技术领域，具体为一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体。
背景技术
我国作为一个制造业大国，对数控机床和刀具有着很大的用量，而数控刀具的好坏会直接影响所加工产品的质量和价值。传统制造数控刀具刀体采用的是数控机床进行铣削加工，由于速控机床的加工方式和刀具的凹槽结构等特点，会使得一些好的刀具设计方案由于得不到加工手段得支持而无法进行制造；在其他一些特殊用途的刀具，对刀具冷却液的流量有着较高要求，采用传统加工方式制造的冷却流道的流量无法完全满足高效率的加工。同时现有的刀头通过螺丝进行单独固定，影响刀头的更换速率，降低加工效率。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，解决了传统的数控机床进行铣削加工方式局限大，使得一些好的刀具设计方案由于得不到加工手段得支持而无法进行制造，同时现有的刀头固定方式繁琐，影响加工效率的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，包括刀柄和平行四边形状的刀头，所述刀柄包括端部段和杆部段，所述端部段的侧壁开设有铣槽，铣槽的内壁设有与刀头相适配的刀座槽，刀座槽与刀柄的轴向相比处于倾斜状态，所述端部段远离杆部段的一侧固定有抵固组件，抵固组件包括与端部段连接的固定盘及其侧壁的楔形块，楔形块紧贴刀头的侧壁进行抵固，刀柄及上结构采用激光增材制造的加工工艺制成。
进一步，所述杆部段的外壁开设有螺旋状且与铣槽连通的排屑槽，螺旋状的排屑槽向刀头侧旋转，通过螺旋状的排屑槽，使刀头铣削产生的金属屑可顺着螺旋状的排屑槽排出，有助于提高偏斜效果，避免碎屑的堆积影响铣削质量。
进一步，所述楔形块与固定盘之间固定有抵块，抵块抵触刀头的顶部，抵块可提高对刀头的固定效果。
进一步，所述固定盘通过螺丝进行固定。
进一步，所述刀座槽靠近刀柄轴心侧与端部段的距离，大于刀座槽远离刀柄轴心侧与端部段的距离，便于使刀头靠近刀柄轴线的一侧卡于刀座槽内，反正旋转的刀柄将刀头甩出。
进一步，所述刀头靠近刀柄轴心侧缩于刀座槽的内部，便于将刀头固定，同时避免刀具端部过于突出影响加工效果。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体。具备以下有益效果：
1、该采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，采用激光增材制造的加工工艺，可以改善原有数控刀具刀柄的不足，提升刀具的冷却效能、使用寿命和切削效率等。可以满足特殊设计的要求(刀体减重，增加冷却水道数量，改变冷却流量形状、缩短刀槽的长度、增加刀槽数和增大螺旋角的角度等)。
2、该采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，通过将平行四边形的刀头倾斜插入刀座槽内，并以抵固组件对所有的刀头进行抵固，无需单独通过螺丝对刀头进行安装，操作简便迅速，节省更换刀头的时间，利于提高加工效率。
3、该采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，通过螺旋状的排屑槽，使刀头铣削产生的金属屑可顺着螺旋状的排屑槽排出，有助于提高偏斜效果，避免碎屑的堆积影响铣削质量。
附图说明
图1为本实用新型刀头固定于刀柄上时的结构示意图。
图2为本实用新型抵固组件的结构示意图。
图中：1、刀头；2、刀柄；21、端部段；22、杆部段；3、铣槽；4、刀座槽；5、抵固组件；51、固定盘；52、楔形块；53、抵块；6、排屑槽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，如图1-2所示，包括刀柄2和平行四边形状的刀头1，刀柄2包括端部段21和杆部段22，端部段21的侧壁开设有铣槽3，铣槽3的数量不限于一个，铣槽3的内壁设有与刀头1相适配的刀座槽4，刀座槽4靠近刀柄2轴心侧与端部段21的距离，大于刀座槽4远离刀柄2轴心侧与端部段21的距离，便于使刀头1靠近刀柄2轴线的一侧卡于刀座槽4内，反正旋转的刀柄2将刀头1甩出，刀头1靠近刀柄2轴心侧缩于刀座槽4的内部，便于将刀头1固定，同时避免刀具端部过于突出影响加工效果，刀座槽4与刀柄2的轴向相比处于倾斜状态，刀头1固定于刀座槽4内部时倾斜角度为十度至十五度，端部段21远离杆部段22的一侧固定有抵固组件5，抵固组件5包括与端部段21连接的固定盘51及其侧壁的楔形块52，刀柄2及上结构采用激光增材制造的加工工艺制成，固定盘51通过螺丝进行固定，楔形块52紧贴刀头1的侧壁进行抵固，通过将平行四边形的刀头1倾斜插入刀座槽4内，并以抵固组件5对所有的刀头1进行抵固，无需单独通过螺丝对刀头1进行安装，操作简便迅速，节省更换刀头1的时间，利于提高加工效率，楔形块52与固定盘51之间固定有抵块53，抵块53抵触刀头1的顶部，抵块53可提高对刀头1的固定效果。
杆部段22的外壁开设有螺旋状且与铣槽3连通的排屑槽6，螺旋状的排屑槽6向刀头1侧旋转，通过螺旋状的排屑槽6，使刀头1铣削产生的金属屑可顺着螺旋状的排屑槽6排出，有助于提高偏斜效果，避免碎屑的堆积影响铣削质量。
刀具的刀柄的方法，包括如下步骤：
(1)材料的选用
选用0Cr17Ni4Cu4Nb粉末材料，粉末粒径范围为15～53um；各元素含量的质量分数为：Cr 15.0％-17.5％、Ni 3.0％-5.0％、Cu 3.0％-5.0％、Mn≤1.0％、Si≤1.0％、Mo≤0.5、Nb 0.15％-0.45％、C≤0.07％。
(2)内冷数控刀具刀柄的设计和前处理
将设计刀柄的内冷数控刀具的刀柄的三维数据模型，进行合理的位置摆放，使用专用切片软件对刀柄的模型进行切片，并将切片文件导入激光选区熔化设备；
(3)刀柄的增材制作
将打印基板安装在金属成型舱内，并设置打印的相关参数：光斑直径：50-100，激光功率200-280W，扫描速度600-1000mm/s，铺粉层厚20-60μm，相位角67°，搭接量0.05-0.1μm，扫描策略条带或者棋盘。
(4)刀柄的初步热处理
采用退火处理，释放刀柄在打印过程中产生的内应力，温度在500-650℃，保温3-6小时，随炉冷却到100-200°，出炉空冷。
(5)刀柄的切割处理
将退火处理后的刀柄从打印基板上，使用线切割机床进行切割，注意切割后的掉落，避免刀柄局部受损。
(6)刀柄的最终热处理
为保证刀柄的强度和韧性，采用固溶处理和人工时效处理。首先，采用真空热处理炉，将温度控制在1000-1100℃，保温0.5-1.5小时，然后采用注入氩气风冷降温，降温速度保持在3-5℃/分钟，待温度降到450-550°时，进行失效处理，保温时间4-8小时，再注入氩气，降温到室温。
(7)刀柄的后置处理
根据技术要求对刀柄进行表面处理(打磨抛光或喷砂工艺)。
工作原理：使用时，通将平行四边形的刀头1倾斜插入刀座槽4内，并通过螺丝紧固固定盘51，以楔形块52挤压刀头1的侧壁，抵块53抵压刀头1的顶部进行固定，可对刀头1进行同步固定，通过螺旋状的排屑槽6，使刀头1铣削产生的金属屑可顺着螺旋状的排屑槽6排出，有助于提高偏斜效果，避免碎屑的堆积影响铣削质量。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，包括刀柄(2)和平行四边形状的刀头(1)，其特征在于：所述刀柄(2)包括端部段(21)和杆部段(22)，所述端部段(21)的侧壁开设有铣槽(3)，铣槽(3)的内壁设有与刀头(1)相适配的刀座槽(4)，刀座槽(4)与刀柄(2)的轴向相比处于倾斜状态，所述端部段(21)远离杆部段(22)的一侧固定有抵固组件(5)，抵固组件(5)包括与端部段(21)连接的固定盘(51)及其侧壁的楔形块(52)，楔形块(52)紧贴刀头(1)的侧壁进行抵固，刀柄(2)及上结构采用激光增材制造的加工工艺制成。
2.根据权利要求1所述的一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，其特征在于：所述杆部段(22)的外壁开设有螺旋状且与铣槽(3)连通的排屑槽(6)，螺旋状的排屑槽(6)向刀头(1)侧旋转。
3.根据权利要求1所述的一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，其特征在于：所述楔形块(52)与固定盘(51)之间固定有抵块(53)，抵块(53)抵触刀头(1)的顶部。
4.根据权利要求1所述的一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，其特征在于：所述固定盘(51)通过螺丝进行固定。
5.根据权利要求1所述的一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，其特征在于：所述刀座槽(4)靠近刀柄(2)轴心侧与端部段(21)的距离，大于刀座槽(4)远离刀柄(2)轴心侧与端部段(21)的距离。
6.根据权利要求1所述的一种采用激光金属增材制造工艺制造的内冷数控刀具刀体，其特征在于：所述刀头(1)靠近刀柄(2)轴心侧缩于刀座槽(4)的内部。
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