一种用于阶梯孔加工的刀具的制作方法

1.本实用新型涉及刀具制造领域，涉及一种用于阶梯孔加工的刀具，具体涉及一种用于阶梯孔加工的一次成型复合刀具。


背景技术：

2.某型缓速器壳体上阶梯孔d60(0,+0.046)\d70(0,+0.19)处(详见图3、图4) 结构较复杂，传统加工思路为：用d20立铣刀铣d60(0,+0.046)孔底孔d59.5 孔及底平面，铣d70(0,+0.19)孔及底平面，用倒角刀倒两处孔口倒角，最终用精镗刀精加工d60(0,+0.046)孔。如此加工效率很低，约3分30秒，是影响产线产能提升的瓶颈。
3.在大批量生产中，为了提升铝合金壳体阶梯孔加工效率，行业内普遍采用装刀片式复合刀进行粗加工，这对于压铸等毛坯余量较小(1
‑
2毫米)的铝合金壳体加工效果较好。但对于浇铸等毛坯余量较大的铝合金壳体，装刀片式复合刀的刚性较差，受到的切削抗力大，容易出现振刀、让刀现象，影响尺寸稳定性和加工质量。为此，该种复合刀参数设置较低，且需要增加立铣刀先去除毛坯余量并最后进行光整加工，加工时间长，也严重制约加工效率的提升。
4.某型缓速器壳体的材料为zl101a，为浇铸毛坯，直径单边和底面余量一般为3
‑
4毫米。现场使用了一种装刀片式复合粗镗刀，一次加工d60(0,+0.046) 孔底孔d59.5孔及底平面，d70(0,+0.19)孔及底平面，以及两处孔口倒角，最后用精镗刀精加工d60(0,+0.046)孔。该复合粗镗刀因加工中振刀、让刀、铝屑不易排出，导致加工后的d60(0,+0.046)孔底平面粗糙度差，无法满足ra3.2 要求，仍需要用立铣刀先去除余量并最后进行光整加工面，加工时间约3分钟，加工效率依然很低，且d70(0,+0.19)孔深度尺寸3.6(
‑
0.1,0)不稳定，时常超差。


技术实现要素：

5.针对现阶段存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于阶梯孔加工的刀具，以解决批量生产中高效、高质量加工阶梯孔的难题。
6.为了实现上述目的，本实用新型公开以下技术方案：
7.一种用于阶梯孔加工的刀具，包括刀体和与刀体轴线平行设置在刀体上的多个刀片组，每个刀片组包括第一刀片和第二刀片，所述的第一刀片绕刀体中心轴旋转的圆周半径小于第二刀片绕刀体中心轴旋转的圆周半径，实现所述刀具轴向走刀后阶梯孔的加工；
8.所述的第一刀片包括互相垂直设置的第一刀刃和第二刀刃，所述的第二刀片包括互相垂直设置的第三刀刃、第四刀刃、与第三刀刃连接设置的第五刀刃和与第四刀刃连接设置的第六刀刃，所述的第五刀刃和第六刀刃与刀体轴线呈锐角设置；
9.所述的第一刀刃和第三刀刃与所述刀体轴线平行，且用于加工阶梯孔的侧壁，所述的第二刀刃和第四刀刃用于加工阶梯孔的底面，所述第五刀刃和第六刀刃用于加工阶梯孔孔口的倒角，用以去除毛刺。
10.进一步的，所述的刀片组的数量为3组，每组所述刀片组包括一个第一刀片和一个第二刀片。
11.具体的，所述第一刀片和第二刀片的数量均为3个，3个第一刀片以刀体中心轴为轴心均匀布设，3个所述第二刀片的设置方式与3个第一刀片的设置方式相同。
12.具体的，所述的第二刀片与所述第一刀片之间存在高度差，该高度差与阶梯孔的两底面深度差相同。
13.优选的，所述的刀体包括同轴设置的第一刀体部和第二刀体部，所述的第一刀体部用于与刀柄安装，所述的第二刀体部上设置所述刀片组。
14.进一步的，所述的第二刀体部设有容屑部，所述容屑部为半开式结构，容屑部位于第二刀体部与刀片组之间。
15.具体的，所述的容屑部空间占据所述第二刀体部的体积2/3以上。
16.具体的，所述的刀体沿中心轴设置冷却切削液的通道。
17.更具体的，与所述的通道连通设置有多个支路，所述的支路靠近所述刀片组。
18.优选的，所述的支路与刀体中心轴之间形成的锐角为60
°
，所述的第五刀刃和第六刀刃与刀体中心轴之间形成的锐角均为45
°
。
19.本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：
20.本实用新型的用于阶梯孔加工的刀具，一次轴向走刀即可加工成型，效率高；刚性强，加工过程稳定，孔底粗糙度完全满足ra3.2要求，且刀具寿命可达8000件以上，可满足缓速器壳体大批量、高效、高质量生产要求。该型刀具已在缓速器产品上批量应用，取得了良好效果。
附图说明
21.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
22.图1为本实用新型的刀具结构主视图；
23.图2为本实用新型的刀具结构侧视图；
24.图3为本实用新型阶梯孔加工要求示意图；
25.图4为a处细节图；
26.图中各标号表示：
27.1、刀体；1
‑
1、第一刀体部；1
‑
2、第二刀体部；1
‑
3、通道；1
‑
4、支路； 2、刀片组；2
‑
1、第一刀片；2
‑1‑
1、第一刀刃；2
‑1‑
2、第二刀刃；2
‑
2、第二刀片；2
‑2‑
1、第三刀刃；2
‑2‑
2、第四刀刃；2
‑2‑
3、第五刀刃；2
‑2‑
4、第六刀刃；3、容屑部。
具体实施方式
28.需要说明，本实用新型在进行方位描述时，术语“上端”、“下端”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理
解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.此外，术语“第一”、“第二”等序数词仅用于描述目的，而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一个或者更多个该特征。
31.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
32.实施例1
33.结合附图1～4所示，本实施例给出一种用于阶梯孔加工的刀具，可以一次轴向走刀加工成型。该刀具的材质为金刚石(pcd)，包括刀体1和与刀体1轴线平行设置在刀体1上的多个刀片组2，每个刀片组2包括第一刀片 2
‑
1和第二刀片2
‑
2，第一刀片2
‑
1绕刀体1中心轴旋转的圆周半径小于第二刀片2
‑
2绕刀体1中心轴旋转的圆周半径，实现刀具轴向走刀后阶梯孔的加工。
34.第一刀片2
‑
1包括互相垂直设置的第一刀刃2
‑1‑
1和第二刀刃2
‑1‑
2，所述的第二刀片2
‑
2包括互相垂直设置的第三刀刃2
‑2‑
1、第四刀刃2
‑2‑
2、与第三刀刃2
‑2‑
1连接设置的第五刀刃2
‑2‑
3和与第四刀刃2
‑2‑
2连接设置的第六刀刃2
‑2‑
4，第五刀刃2
‑2‑
3和第六刀刃2
‑2‑
4与刀体1轴线夹角为锐角；具体的，设置为45
°
。
35.第一刀刃2
‑1‑
1和第三刀刃2
‑2‑
1与刀体1轴线平行，且用于加工阶梯孔的侧壁，第二刀刃2
‑1‑
2和第四刀刃2
‑2‑
2用于加工阶梯孔的底面，所述第五刀刃2
‑2‑
3和第六刀刃2
‑2‑
4用于加工阶梯孔孔口45
°
倒角。
36.具体本实施例中，刀片组2可焊接在刀体1上，第一刀片2
‑
1为长方形刀片，其侧刃可扩d60(0,+0.046)孔底孔d59.5，底刃可铣d60(0,+0.046)孔底平面；第二刀片2
‑
2为成型刀片，可直接加工d70(0,+0.19)孔及孔口c0.5、c0.8 倒角。具体参见图3～4。
37.作为一种优选的实施例，本实施例刀片组2的数量为3组，每组刀片组2 包括一个第一刀片2
‑
1和一个第二刀片2
‑
2。因此，第一刀片2
‑
1和第二刀片 2
‑
2的数量均为3个。
38.具体的，3个第一刀片2
‑
1以刀体1中心轴为轴心均匀布设，如图2所示。
39.具体的，3个第二刀片2
‑
1以刀体1中心轴为轴心均匀布设，3个所述第二刀片的设置方式与3个第一刀片的设置方式相同；第二刀片2
‑
2与第一刀片 2
‑
1之间存在高度差，该高度差与阶梯孔的两底面深度差相同。
40.作为一种优选的实施例，本实施例刀体1包括同轴设置的第一刀体部1
‑
1 和第二刀体部1
‑
2，第一刀体部1
‑
1用于与刀柄安装，第二刀体部1
‑
2上设置刀片组2。
41.进一步的，第二刀体部1
‑
2设有容屑部3，容屑部3为半开式结构，容屑部3位于第二刀体部1
‑
2与刀片组2之间。
42.作为一种优选的实施例，本实施例容屑部3空间占据第二刀体部1
‑
2的体积2/3以上。可确保铝屑在切削液冲击下迅速排出，避免粘刀、挤屑现象发生，使加工出的孔底及孔径表面质量高，可达ra1.6以上
43.具体的，刀体1沿中心轴设置冷却切削液的通道1
‑
3。
44.更具体的，与通道1
‑
3连通设置有多个支路1
‑
4，支路1
‑
4靠近刀片组2。通道1
‑
3内的冷却液通过支路1
‑
4流出，可实现切削过程中降温。
45.优选的，支路1
‑
4与刀体1中心轴之间形成的锐角为60
°
。支路1
‑
4的数量也根据实际需求进行设置，每组刀片组2处至少设置2个支路1
‑
4，在平时不用时，支路1
‑
4口被堵住，防止杂物进入。
46.综上，本实用新型的用于阶梯孔加工的一次成型pcd复合刀具实际工作过程如下：
47.1、在刀架上，将刀体1的第一刀体部1
‑
1装于bt50
‑
c32
‑
110强力刀柄中；
48.2、在对刀仪上测出刀长，第二刀刃2
‑1‑
2即为对刀点；
49.3、在立式加工中心中输入刀补(刀长)及切削参数，检查无误后开始加工；
50.4、加工完成后(换刀后首件)进行尺寸测量，保证符合图纸各项技术要求。
51.本实用新型的用于阶梯孔加工的pcd复合刀具可一次加工成型相关尺寸特征(参数为s3000f400)，加工时间40秒，效率大幅度提高，且加工尺寸、表面质量稳定可靠。原装刀片式复合粗镗刀刀片寿命400，单价184元；立铣刀寿命2700，单价982元，合计单件成本0.82元/件；本实用新型刀具寿命 8000，单价3650元，单件成本0.46元/件，成本下降44％，性价比高，适用于大批量加工。
52.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
53.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
54.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。