CN219818070U - 一种大孔一次成型复合加工刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大孔一次成型复合加工刀具，包括主刀杆、扩径刀柱，所述扩径刀柱套设且固定于主刀杆上；所述主刀杆一端为加工端，所述加工端包括中部的柱形部位和顶部的锥形部位，所述锥形部位设有主刀刃和侧刀刃，主刀刃延伸至锥形部位的尖端，侧刀刃至少延伸至柱形部位的外侧面；所述扩径刀柱朝向加工端的一端面设有粗镗刃和精镗修光刃，粗镗刃延伸至与主刀杆外侧壁接触，精镗修光刃至少延伸至扩径刀柱的外侧面。本实用新型通过主刀杆和扩径刀柱上安装的多个刀刃，实现了直径100mm以上的大孔加工的一次成型；减小了刀具振动，加工端的锥形部位便于对准定心孔，无需进行反复对孔操作，提高了加工精度。

Description

一种大孔一次成型复合加工刀具

技术领域

本实用新型涉及孔加工刀具技术领域，具体涉及一种大孔一次成型复合加工刀具。

背景技术

半导体炉管类设备减速器零件因为强度要求，需要选用特种铝材，此类材料无法实现挤出，直径100mm以上的大孔类结构只能通过切削加工实现。业内常规做法为：先使用定心钻钻一个定位孔，再使用大钻头钻孔，然后换铣刀(包括粗镗刀、精镗刀)将孔逐渐外扩加工至需求的尺寸，最后用倒角刃在孔边缘加工倒角。该方式加工参数受制于孔深尺寸大，若使用侧铣的方式，工具悬伸为直径的5倍以上，刀具振动大，加工精度受限；若使用面铣刀等高层铣开孔，则不便于与定心孔定位；且两种方式均需要耗时12-15分钟，加工周期长造成设备产能严重不足，制造毛利低无法实现盈利。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：如何实现直径100mm以上的大孔加工的一次成型；并减小刀具振动，提高加工精度。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型提供了一种大孔一次成型复合加工刀具，包括主刀杆、扩径刀柱，所述扩径刀柱套设且固定于主刀杆上；所述主刀杆一端为加工端，所述加工端包括中部的柱形部位和顶部的锥形部位，所述锥形部位设有主刀刃和侧刀刃，主刀刃延伸至锥形部位的尖端，侧刀刃至少延伸至柱形部位的外侧面；所述扩径刀柱朝向加工端的一端面设有粗镗刃和精镗修光刃，粗镗刃延伸至与主刀杆外侧壁接触，精镗修光刃至少延伸至扩径刀柱的外侧面。

本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型，通过主刀杆和扩径刀柱上安装的多个刀刃，实现了直径100mm以上的大孔加工的一次成型；减小了刀具振动，加工端的锥形部位便于对准定心孔，无需进行反复对孔操作，提高了加工精度；半导体炉管类设备零件直径100mm以上大径孔加工时，机床换刀次数由原来5次缩减至2次，孔的切削加工时间由12分钟缩短至5分钟，效率提升60％；此外，工具成本大幅度降低，原有加工五次调用五款工具，而本实用新型只需调用两款，其中一款通用定心钻，另一款为本实用新型的刀具，工具购置成本缩减50％。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步的，主刀刃通过主刃连接件固定于加工端上，侧刀刃通过侧刃连接件固定于加工端上；所述加工端对应主刀刃和侧刀刃的位置分别设有刀槽。

刀槽可容纳主刃连接件和侧刃连接件，避免加工时与零件干涉，同时起到容纳碎屑的作用；主刃连接件和侧刃连接件便于刀刃达到使用寿命时的更换，主刃连接件和侧刃连接件可为沉头螺钉。

进一步的，所述加工端的柱形部位为圆柱形，加工端的锥形部位为圆锥形；主刀刃和侧刀刃的边缘分别突出于加工端的外表面。

加工时便于对准定心孔，主刀刃和侧刀刃的边缘分别突出于加工端的外表面，便于切削零件。

进一步的，沿加工端的径向，所述主刀刃外侧边缘相对于加工端轴心的距离大于侧刀刃内侧边缘相对于加工端轴心的距离。

刀具旋转工作时，主刀刃与侧刀刃的回转轮廓存在部分重合，逐渐切削零件，减小加工应力。

进一步的，所述粗镗刃与精镗修光刃凸出于扩径刀柱朝向加工端的端面。

便于容纳和排除切削碎屑，减小切削阻力。

进一步的，所述粗镗刃与精镗修光刃均与扩径刀柱一体成型。

连接强度和刚度大，扩孔时结构稳定，振动小，便于保证加工精度。

进一步的，所述扩径刀柱上连接粗镗刃的部位朝加工端的方向隆起。

使粗镗刃在精镗修光刃之前切削零件，便于排出碎屑，减小加工应力。

进一步的，沿扩径刀柱的径向，粗镗刃外侧边缘相对于扩径刀柱轴心的距离大于精镗修光刃内侧边缘相对于扩径刀柱轴心的距离。

刀具旋转工作时，粗镗刃与精镗修光刃的回转轮廓存在部分重合，逐渐切削零件，减小加工应力。

进一步的，所述扩径刀柱与主刀杆通过沉头螺栓连接。

便于更换扩径刀柱，在需要加工不同直径的孔时，可根据需要的孔径更换扩径刀柱，即可适应新的加工需求，实现快速高效的加工。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为扩径刀柱的结构示意图。

图3为现有技术中大孔加工方法的示意图。

附图中，各附图标记所代表的技术特征如下：

1-主刀杆；2-扩径刀柱；3-加工端；4-主刀刃；5-主刃连接件；6-侧刀刃；7-侧刃连接件；8-粗镗刃；9-精镗修光刃；10-沉头螺栓；21-定心钻；22-大钻头；23-粗镗刀；24-精镗刀；25-倒角刃。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型参见图1-2。

本实用新型提供了一种大孔一次成型复合加工刀具，包括主刀杆1、扩径刀柱2，所述扩径刀柱2套设且固定于主刀杆1上；所述主刀杆1一端为加工端3，所述加工端3包括中部的柱形部位和顶部的锥形部位，所述锥形部位设有主刀刃4和侧刀刃6，主刀刃4延伸至锥形部位的尖端，侧刀刃6至少延伸至柱形部位的外侧面；所述扩径刀柱2朝向加工端3的一端面设有粗镗刃8和精镗修光刃9，粗镗刃8延伸至与主刀杆1外侧壁接触，精镗修光刃9至少延伸至扩径刀柱2的外侧面。

原理：

先采用定心钻21在零件上钻出定心孔后，机床可以开始调用本实用新型的复合刀具。先导部分孔径由加工端3的主刀刃4和侧刀刃6进行切削，加工出大孔径，到达预定深度后，粗镗刃8开始工作进行扩径，主刀杆1继续向下到达预定深度后，精镗修光刃9开始工作进行进一步扩径，同时进行精镗工作，加工出零件最终的大孔。加工完成后可由主刀刃4进行孔口部倒角。在需要加工不同直径的孔时，可根据需要的孔径更换扩径刀柱2，即可适应新的加工需求，实现快速高效的加工。

注：预定深度取决于本实用新型制造时各刀刃安装的位置，可根据需要而定。本实用新型的主刀杆1可同普通切削刀杆一样装夹在机床上。

综上，采用本实用新型，通过主刀杆1和扩径刀柱2上安装的多个刀刃，实现了直径100mm以上的大孔加工的一次成型；减小了刀具振动，加工端3的锥形部位便于对准定心孔，无需进行反复对孔操作，提高了加工精度；半导体炉管类设备零件直径100mm以上大径孔加工时，机床换刀次数由原来5次缩减至2次，孔的切削加工时间由12分钟缩短至5分钟，效率提升60％；此外，工具成本大幅度降低，原有加工五次调用五款工具，而本实用新型只需调用两款，其中一款通用定心钻21，另一款为本实用新型的刀具，工具购置成本缩减50％。

进一步的，主刀刃4通过主刃连接件5固定于加工端3上，侧刀刃6通过侧刃连接件7固定于加工端3上；所述加工端3对应主刀刃4和侧刀刃6的位置分别设有刀槽。

刀槽可容纳主刃连接件5和侧刃连接件7，避免加工时与零件干涉，同时起到容纳碎屑的作用；主刃连接件5和侧刃连接件7便于刀刃达到使用寿命时的更换，主刃连接件5和侧刃连接件7可为沉头螺钉。

进一步的，所述加工端3的柱形部位为圆柱形，加工端3的锥形部位为圆锥形；主刀刃4和侧刀刃6的边缘分别突出于加工端3的外表面。

加工时便于对准定心孔，主刀刃4和侧刀刃6的边缘分别突出于加工端3的外表面，便于切削零件。

进一步的，沿加工端3的径向，所述主刀刃4外侧边缘相对于加工端3轴心的距离大于侧刀刃6内侧边缘相对于加工端3轴心的距离。

刀具旋转工作时，主刀刃4与侧刀刃6的回转轮廓存在部分重合，逐渐切削零件，减小加工应力。

进一步的，所述粗镗刃8与精镗修光刃9凸出于扩径刀柱2朝向加工端3的端面。

便于容纳和排除切削碎屑，减小切削阻力。

进一步的，所述粗镗刃8与精镗修光刃9均与扩径刀柱2一体成型。

连接强度和刚度大，扩孔时结构稳定，振动小，便于保证加工精度。

进一步的，所述扩径刀柱2上连接粗镗刃8的部位朝加工端3的方向隆起。

使粗镗刃8在精镗修光刃9之前切削零件，便于排出碎屑，减小加工应力。

进一步的，沿扩径刀柱2的径向，粗镗刃8外侧边缘相对于扩径刀柱2轴心的距离大于精镗修光刃9内侧边缘相对于扩径刀柱2轴心的距离。

刀具旋转工作时，粗镗刃8与精镗修光刃9的回转轮廓存在部分重合，逐渐切削零件，减小加工应力。

进一步的，所述扩径刀柱2与主刀杆1通过沉头螺栓10连接。

便于更换扩径刀柱2，在需要加工不同直径的孔时，可根据需要的孔径更换扩径刀柱2，即可适应新的加工需求，实现快速高效的加工。

现有技术中大孔加工方法如图3所示：

先使用定心钻21钻一个定位孔，再使用大钻头22钻孔，然后换铣刀(包括粗镗刀23、精镗刀24)将孔逐渐外扩加工至需求的尺寸，最后用倒角刃25在孔边缘加工倒角。该方式加工参数受制于孔深尺寸大，若使用侧铣的方式，工具悬伸为直径的5倍以上，刀具振动大，加工精度受限；若使用面铣刀等高层铣开孔，则不便于与定心孔定位；且两种方式对于半导体炉管类设备零件100mm以上直径的大孔加工，机床环刀5次，孔的切削加工时间需要12-15分钟。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，如果出现了指示方位、方向或位置关系的描述用语，例如：“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，在本说明书中指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便理解本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的部分、元件或整体必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，如果出现了次序描述用语，例如：“第一”、“第二”等，在本说明书中的用途是为了便于理解或简化描述，例如，为了区分多个具有相同类型或功能的技术特征，而又不得不单独提及时，本说明书可能采用前缀或后缀次序描述用语的方式将其区分。因此，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，如果采用了结构相对作用关系描述用语，例如：“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义的理解。例如，“安装”、“相连”、“连接”等，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；“固定”可以是形成一体的固定，也可以是通过紧固件可拆卸的固定；可以是直接固定，也可以是通过中间媒介固定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况、所处的语境、前后文的文意连贯性等理解上述描述用语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，如果出现了含有附属或连接含义的描述用语，例如，第一特征在第二特征“上”或“下，除非另有明确的规定和限定，否则不应做限定性的理解，例如，“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，也可以是第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况、所处的语境、前后文的文意连贯性等理解上述描述用语在本实用新型中的具体含义。

进而，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述，并不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例、示例以及不同实施例、示例的特征进行结合和组合，这些结合或组合都应归入本实用新型所概括的范围之内。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在其公开渠道可以获得的信息范围内，结合本申请文件所给出的技术启示，可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：包括主刀杆(1)、扩径刀柱(2)，所述扩径刀柱(2)套设且固定于主刀杆(1)上；所述主刀杆(1)一端为加工端(3)，所述加工端(3)包括中部的柱形部位和顶部的锥形部位，所述锥形部位设有主刀刃(4)和侧刀刃(6)，主刀刃(4)延伸至锥形部位的尖端，侧刀刃(6)至少延伸至柱形部位的外侧面；所述扩径刀柱(2)朝向加工端(3)的一端面设有粗镗刃(8)和精镗修光刃(9)，粗镗刃(8)延伸至与主刀杆(1)外侧壁接触，精镗修光刃(9)至少延伸至扩径刀柱(2)的外侧面。

2.根据权利要求1所述的一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：主刀刃(4)通过主刃连接件(5)固定于加工端(3)上，侧刀刃(6)通过侧刃连接件(7)固定于加工端(3)上；所述加工端(3)对应主刀刃(4)和侧刀刃(6)的位置分别设有刀槽。

3.根据权利要求2所述的一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：所述加工端(3)的柱形部位为圆柱形，加工端(3)的锥形部位为圆锥形；主刀刃(4)和侧刀刃(6)的边缘分别突出于加工端(3)的外表面。

4.根据权利要求3所述的一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：沿加工端(3)的径向，所述主刀刃(4)外侧边缘相对于加工端(3)轴心的距离大于侧刀刃(6)内侧边缘相对于加工端(3)轴心的距离。

5.根据权利要求1所述的一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：所述粗镗刃(8)与精镗修光刃(9)凸出于扩径刀柱(2)朝向加工端(3)的端面。

6.根据权利要求5所述的一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：所述粗镗刃(8)与精镗修光刃(9)均与扩径刀柱(2)一体成型。

7.根据权利要求1所述的一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：所述扩径刀柱(2)上连接粗镗刃(8)的部位朝加工端(3)的方向隆起。

8.根据权利要求1所述的一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：沿扩径刀柱(2)的径向，粗镗刃(8)外侧边缘相对于扩径刀柱(2)轴心的距离大于精镗修光刃(9)内侧边缘相对于扩径刀柱(2)轴心的距离。

9.根据权利要求1所述的一种大孔一次成型复合加工刀具，其特征在于：所述扩径刀柱(2)与主刀杆(1)通过沉头螺栓(10)连接。