一种阶梯三刃成型扩孔刀的制作方法

本实用新型涉及一种孔加工用刀具，更具体地说，涉及一种阶梯三刃成型扩孔刀。

背景技术：

随着机械加工技术的快速发展，用户对产品的加工质量、加工可靠性和加工效率等都提出了更高的要求。在孔的加工中，经常遇到阶梯孔，例如液压阀主孔，其由几个不同孔组合而成，每个台阶孔不仅有直径的精度要求，而且每级台阶孔的深度也有长度的精度要求，一般的孔加工刀具难以快速加工，通常需要分多次进行钻孔、扩孔和成型孔等，操作繁琐，不仅加工工件的速度慢，还额外增加了工人的工作量，已无法满足现代化生产中对工件加工的高效准确的需求，同时无法保证阶梯孔的长度和直径的精度。

针对阶梯孔的加工，目前已有阶梯扩孔钻，如中国专利号zl201510053516.7，授权公告日为2018年7月27日，发明创造名称为：多阶梯成型扩孔钻，该申请案涉及一种多阶梯成型扩孔钻，其包括：刀体、形成于刀体一端的刀头；刀头的端部形成有第一切削刃，刀头上还形成有若干扩孔部，相邻的扩孔部中，远离第一切削刃的扩孔部的直径大于靠近第一切削刃的扩孔部的直径，刀头上还开设有排屑槽，排屑槽自刀头的一端延伸至另一端，排屑槽的边缘形成刀头的第二切削刃，第二切削刃形成于刀头的侧面；刀头的芯厚正锥为0.65:10或1.0:10；刀头与加工形成的阶梯孔的孔壁相接触的壁面形成刀头的成型面。该申请案能够满足液压阀体孔的加工要求，可一次加工成型处相应的阶梯孔，加工效率和加工精度高。

由于多阶梯成型扩孔刀一次成型阶梯孔，切削力较大，扩孔刀的冷却及排屑设计直接影响了扩孔刀的使用寿命和加工效率，使扩孔刀的使用寿命较低，且加工速度较低，导致加工成本相对较高。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有阶梯孔扩孔刀存在使用寿命较低、加工速度较慢等不足，提供一种阶梯三刃成型扩孔刀，采用三刃阶梯设计，保证了成型孔一次成型，加工后的成型阶梯孔的同心度更好，成型孔的表面光洁度更高，同时在三组切削刃之间形成直线型排屑槽，容屑空间大，排屑更加容易；另外，切削刃的成型刃口前角为0°，并采用单直孔分流冷却设计，提高了阶梯三刃成型扩孔刀的使用寿命和切削效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀，包括刀柄和设于刀柄前端的切削部，所述的切削部包括三个周向等分的切削刃，相邻两个切削刃之间具有直线型排屑槽，所述的切削刃具有3～5个台阶，且台阶直径由前向后递增，每个切削刃上均具有位于一侧的成型刃口和位于前端的端面刃口，所述的成型刃口的前角为0°，所述的刀柄和切削部的中心设有冷却液通道，三个直线型排屑槽内均设有与冷却液通道相连通的喷液口。

更进一步地，所述的成型刃口的第一后角为α1，第二后角为α2，且α1＜α2。

更进一步地，所述的成型刃口的第一后角α1＝13°～17°，第二后角α2＝23°～32°。

更进一步地，所述的切削刃由前向后依次具有第一台阶、第二台阶、第三台阶和第四台阶，所述的第一台阶与第二台阶之间采用锥面过渡，锥面斜度为β1，所述的第三台阶与第四台阶之间也采用锥面过渡，锥面斜度为β2；所述的第二台阶与第三台阶之间采用垂直面过渡，且在第二台阶与垂直面之间具有圆角过渡。

更进一步地，所述的第一台阶与第二台阶之间的锥面斜度β1＝45°，所述的第三台阶与第四台阶之间的锥面斜度β2＝20°～30°。

更进一步地，所述的切削刃的芯厚d4为第二台阶直径d2的0.4～0.45倍。

更进一步地，所述的刀柄的圆跳度为5～8μm，所述的切削部的圆跳度为3～5μm。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀，其采用三刃阶梯设计，保证了成型孔一次成型，加工后的成型阶梯孔的同心度更好，成型孔的表面光洁度更高，同时在三组切削刃之间形成直线型排屑槽，容屑空间大，排屑更加容易；另外，切削刃的成型刃口前角为0°，并采用单直孔分流冷却设计，提高了阶梯三刃成型扩孔刀的使用寿命和切削效率；

(2)本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀，其成型刃口的第一后角为α1，第二后角为α2，且α1＜α2，具体地，成型刃口的第一后角α1＝13°～17°，第二后角α2＝23°～32°，增强了成型刃口的耐磨性，提高了阶梯三刃成型扩孔刀的使用寿命，同时改善了加工孔的表面质量；

(3)本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀，其切削刃由前向后依次具有第一台阶、第二台阶、第三台阶和第四台阶，第一台阶与第二台阶之间采用锥面过渡，锥面斜度为β1，第三台阶与第四台阶之间也采用锥面过渡，锥面斜度为β2，第二台阶与第三台阶之间采用垂直面过渡，且在第二台阶与垂直面之间具有圆角过渡，使得切削更加轻松方便，降低了切削振动；

(4)本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀，其切削刃的芯厚d4为第二台阶直径d2的0.4～0.45倍，保证了阶梯三刃成型扩孔刀的切削强度；

(5)本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀，其刀柄的圆跳度为5～8μm，切削部的圆跳度为3～5μm，切削振动小，满足了阶梯孔的高效加工要求。

附图说明

图1为本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀的结构示意图；

图2为本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀的切削部轴向视图。

示意图中的标号说明：

1、刀柄；2、切削刃；2-1、第一台阶；2-2、第二台阶；2-3、第三台阶；2-4、第四台阶；2-5、成型刃口；2-6、端面刃口；3、直线型排屑槽；4、冷却液通道；4-1、喷液口。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例

结合图1和图2所示，本实施例的一种阶梯三刃成型扩孔刀，包括刀柄1和设于刀柄1前端的切削部，切削部包括三个周向等分的切削刃2，采用三刃设计，保证了成型孔一次成型，相邻两个切削刃2之间具有直线型排屑槽3，直线型排屑槽3的容屑空间大，排屑更加容易；切削刃2具有3～5个台阶，且台阶直径由前向后递增，一次加工出阶梯孔，且加工成型的阶梯孔的同心度更好。每个切削刃2上均具有位于一侧的成型刃口2-5和位于前端的端面刃口2-6，成型刃口2-5的前角为0°，在保证切削顺畅的同时，提高了成型刃口2-5的强度，提高了阶梯三刃成型扩孔刀的使用寿命。在刀柄1和切削部的中心设有冷却液通道4，三个直线型排屑槽3内均设有与冷却液通道4相连通的喷液口4-1，通过冷却液通道4向喷液口4-1提供冷却液，利用喷液口4-1将冷却液喷向加工表面，进一步提高了阶梯三刃成型扩孔刀的使用寿命和切削效率，使阶梯孔的加工更加高效。

如图2所示，上述的成型刃口2-5的第一后角为α1，第二后角为α2，且α1＜α2，采用该后角设计，增强了成型刃口2-5的耐磨性，提高了阶梯三刃成型扩孔刀的使用寿命，同时改善了加工孔的表面质量。具体在本实施例中，成型刃口2-5的第一后角α1＝13°～17°，第二后角α2＝23°～32°。成型刃口2-5和端面刃口2-6的刃宽根据加工要求设计，在本实施例中，成型刃口2-5的刃宽设计为0.25mm～0.54mm。参见图1所示，本实施例中的切削刃2由前向后依次具有第一台阶2-1、第二台阶2-2、第三台阶2-3和第四台阶2-4，第一台阶2-1与第二台阶2-2之间采用锥面过渡，锥面斜度为β1，第三台阶2-3与第四台阶2-4之间也采用锥面过渡，锥面斜度为β2；第二台阶2-2与第三台阶2-3之间采用垂直面过渡，且在第二台阶2-2与垂直面之间具有圆角过渡。第一台阶2-1为预钻孔，第二台阶2-2为后续扩孔导向孔，第三台阶2-3和第四台阶2-4为被加工孔的成型尺寸孔。采用上述台阶之间的过渡设计，使得切削更加轻松方便，降低了切削振动。优选地，第一台阶2-1与第二台阶2-2之间的锥面斜度β1＝45°，第三台阶2-3与第四台阶2-4之间的锥面斜度β2＝20°～30°。第一台阶2-1的长度为l1，直径为d1，第二台阶2-2的长度为l2，直径为d2，第三台阶2-3的长度为l3，直径为d3，第四台阶2-4的长度为l4，直径为d4，刀柄1的直径为d，各个台阶的长度和直径根据被加工孔的尺寸要求而定。其中，切削刃2的芯厚d4为第二台阶2-2直径d2的0.4～0.45倍，保证了阶梯三刃成型扩孔刀的切削强度。刀柄1的圆跳度为5～8μm，切削部的圆跳度为3～5μm，切削振动小，满足了阶梯孔的高效加工要求。另外，该阶梯三刃成型扩孔刀优选由硬质合金材料整体加工制作而成，刀具整体性强，强度高，使用寿命长。

本实用新型的一种阶梯三刃成型扩孔刀，采用三刃阶梯设计，保证了扩孔刀及被加工孔的圆度，成型孔一次成型，加工后的成型阶梯孔的同心度更好，同时在三组切削刃之间形成直线型排屑槽，容屑空间大，排屑更加容易；另外，切削刃的成型刃口前角为0°，并采用单直孔分流冷却设计，提高了阶梯三刃成型扩孔刀的使用寿命和切削效率。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。