一种交叉结构铣削PCD复合刀具的制作方法

一种交叉结构铣削pcd复合刀具
技术领域
1.本实用新型涉及机械加工刀具技术领域，具体地说是一种交叉结构铣削pcd复合刀具。


背景技术：

2.高速切削技术是目前制造业着重推广的的加工技术，其绿色环保、经济、加工效率高、质量稳定。传统的高速钢和硬质合金刀具材料，硬度低、耐磨性差，无法承担高速切削加工任务，因而pcd（polycrystalline diamond 聚晶金刚石）刀具应运而生。pcd材料具有硬度高、耐磨损、较低的热膨胀系数而被越来越多的用于有色金属加工行业，特别是汽车制造业、航天航空制造业以及电子产品制造业。pcd材料是加工有色金属及其合金的理想刀具材料，重要的是pcd材料能够承担高速切削加工的任务。汽车发动机变速箱壳体内台阶面与孔的加工成型一直是汽车生产过程中的加工制造难点，普通刀具与加工方式效率低、刀具寿命短，是汽车制造业面临的现实问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种交叉结构铣削pcd复合刀具，加工效率高、加工工件质量稳定、刀具寿命长。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
4.一种交叉结构铣削pcd复合刀具，包括刀体，刀体前端设有切削部，后端设有加持部，切削部包括两对沿轴向交叉排列的排屑槽，排屑槽内固定有pcd刀片，刀体内设置有主冷却液孔，排屑槽内设置有内冷孔，内冷孔与主冷却液孔连通。
5.在一些实施例中，排屑槽包括a型排屑槽、b型排屑槽、c型排屑槽和d型排屑槽，a型排屑槽位于切削部的最前端，与正轴向呈5
°
角；b型排屑槽紧靠a型排屑槽之后且与a型排屑周向呈25
°
角，与负轴向呈
‑5°
角；c型排屑槽排在b型排屑槽之后且与b型排屑对称，与正轴向呈5
°
角；d型排屑槽处在切削部的后端且与c型排屑周向呈25
°
角，与负轴向呈
‑5°
角。
6.在一些实施例中，a型排屑槽、b型排屑槽、c型排屑槽和d型排屑槽均为沿切削部周向均匀设置的四个，每个a型排屑槽、b型排屑槽、c型排屑槽和d型排屑槽内都固定有pcd刀片。
7.在一些实施例中，每个a型排屑槽、b型排屑槽、c型排屑槽和d型排屑槽内均开设有开口朝向pcd刀片的内冷孔。
8.在一些实施例中，pcd刀片焊接固定在排屑槽内。
9.在一些实施例中，切削部材质包括高速工具钢。
10.在一些实施例中，排屑槽为圆弧形。
11.在一些实施例中，加持部与切削部通过圆弧曲面衔接。
12.在一些实施例中，排屑槽内设置有刀片槽，pcd刀片焊接于刀片槽内。
13.在一些实施例中，刀片槽形状为圆弧衔接直线型。
14.相对于现有技术，本实用新型所述的交叉结构铣削pcd复合刀具具有以下优势：
15.刀体的排屑槽的这种交叉排列设计结构，使得刀具排屑空间大，切屑可以及时顺利排出，不会刮伤工件造成加工表面质量不合格而且刀具在切削加工过程中各切削刃互不影响，将加工不同位置的刀片复合在一起而不产生切削共震，具有很好的防震性。这种设计结构也最大限度的确保了刀具的加工刚性，刀体给予刀片足够的切削支撑。本实用新型产品一次性可以加工孔以及孔的正反两面，省去了加工孔的专用刀具，节省刀具数量与成本，提高了加工效率。
附图说明
16.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的结构示意图。
18.图2为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的主视图。
19.图3为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的切削部剖视图。
20.图4为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的排屑槽轴向角示意图一。
21.图5为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的排屑槽周向角示意图一。
22.图6为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的排屑槽周向角示意图二。
23.图7为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的排屑槽轴向角示意图二。
24.图8为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的加工零件部位示意图。
25.图9为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的零件加工示意图一。
26.图10为本实用新型一种交叉结构铣削pcd复合刀具的零件加工示意图二。
27.附图标记说明：
[0028]1‑
切削部，2
‑
夹持部，10
‑
排屑槽，101
‑
pcd刀片，102
‑
内冷孔；103
‑
堵钉，104
‑
主冷却液孔。
具体实施方式
[0029]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]
下面将参考附图并结合实施例，对本实用新型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。
[0031]
下面参考图1至图10并结合实施例描述本实用新型实施例的交叉结构铣削pcd复合刀具。
[0032]
一种交叉结构铣削pcd复合刀具，包括刀体，刀体前端设有切削部1，后端设有加持部2，切削部1包括两对沿轴向交叉排列的排屑槽10，排屑槽10内固定有pcd刀片101，刀体内设置有主冷却液孔104，排屑槽10内设置有内冷孔102，内冷孔102与主冷却液孔104连通。
[0033]
切削部1材质采用高速工具钢，夹持部2类型依据机床接口来选用，如hsk刀柄、bt刀柄、sk刀柄等类型。
[0034]
本实施例以hsk刀柄为例来进行阐述，其刀柄形式可灵活设计为bt刀柄类型或sk刀柄等等其他形式。参照图1，本实用新型提供了一种交叉结构铣削pcd复合刀具，包括刀柄夹持部2和切削部1，切削部1位于刀柄夹持部2前端，此例刀柄类型为hsk
‑
a63。刀柄夹持部2分由加持端空心圆锥曲面和换刀卡槽构成，通过圆弧曲面与切削部1衔接。采用圆弧曲面设计增强了刀具加工的刚性，避免了应力集中，提高了工件的加工稳定性。沿刀柄夹持部分芯部设有一条连通切削部分的主冷却液孔104，输送冷却液。
[0035]
结合图2和图3，切削部分包括pcd刀片101、a型排屑槽、b型排屑槽、c型排屑槽、d型排屑槽和内冷孔102、冷却液孔通道端部堵钉103和主冷却液孔104等结构，其中主冷却液孔104连接刀柄一端孔径略大于连接切削刃一端主冷却液孔104孔径。所有内冷孔102的截面面积之和不得大于主冷却液孔104的截面面积，这样才能确保冷却液不泄压，满足机床所要求的水压压力值。
[0036]
结合图4、图5、图6和图7，切削部1的a型排屑槽处在刀具的最前端，采用正轴向角5
°
，沿圆周均匀分布4个排屑槽，相互间隔90
°
，其每个排屑槽內顺势镶焊有pcd刀片；b型排屑槽紧靠a型排屑槽之后且与a型排屑周向呈25
°
角，采用负轴向角
‑5°
，沿圆周均匀分布4个排屑槽，相互间隔90
°
，其每个排屑槽內顺势镶焊有pcd刀片；c型排屑槽挨着b型排屑槽之后且与b型排屑对称排列角，采用正轴向角5
°
，沿圆周均匀分布4个排屑槽，相互间隔90
°
，其每个排屑槽內顺势镶焊有pcd刀片；d型排屑槽处在切削部分的下端且与c型排屑周向呈25
°
角，采用负轴向角
‑5°
，沿圆周均匀分布4个排屑槽，相互间隔90
°
，其每个排屑槽內顺势镶焊有pcd刀片。排屑槽交叉结构增大了容屑空间，使得加工过程中排屑顺畅，不会残留碎屑；而且确保了刀体的支撑刚性，在pcd刀片切削过程中，刀体后背支撑具有很高的强度、刚度、稳定性。这样的设计结构可使各切削刃发挥出最佳加工优势，不易因共振而引起震刀。
[0037]
切削部分pcd刀片101，利用钎焊技术镶焊于各排屑槽10设置的刀片槽内，刀片槽型设计为圆弧衔接直线型，增加了刀片的焊接强度。pcd刀片101依排屑槽10轴向方向牢固的镶焊在刀具本体上，而各类型排屑槽之间互不影响，故pcd刀片101可依据其切削工况采用高中心或低中心、异向轴向角度设计。镶焊于a型排屑槽、b型排屑槽和c型排屑槽内的pcd刀片设计为低中心，使得刀具切削锋利，提高了加工效率，完全可以满足现代高速切削工艺的加工要求；镶焊于d型排屑槽内的pcd刀片设计为高中心，并在pcd刀片刃口上设计有圆柱刃带，以增加其耐磨性，提高刀具使用寿命，优化加工工件内孔表面质量。
[0038]
切削部分的内冷孔102，设置在每个pcd刀片101下方的排屑槽10内，内冷孔102口对准pcd刀片101切削刃，使冷却液流过pcd刀片101前刀面，降低刀片加工温度，减缓刀片的加工磨损，从而延长刀具使用寿命，大大降低零部件加工的刀具成本。
[0039]
结合图8、图9和图10，阐述该实用新型产品的加工过程。旋转的刀具以孔中心定位下刀，快速进入已加工孔，停在适当位置，如图9所示。此时采用插补铣削方式对待加工部位（孔两侧平面）进行切削加工，同时加工孔的两侧平面，如图10所示。虽同时加工孔两侧平面，切削面积大，但本实用新型专利产品采用特殊角度结构设计，能将切削阻力分散开来，避免了阻力集中，使得本实用新型产品能够轻松完成工件的加工。
[0040]
刀柄夹持部2与切削部1进行倒圆曲线过渡衔接，避免刀具可能产生应力集中，也呈现出刀具设计的人体工学美感。
[0041]
相对于现有技术，本实用新型的交叉结构铣削pcd复合刀具具有以下优势：
[0042]
本实用新型针对汽车发动机变速箱壳体内台阶面与孔的加工提供了特殊的结构设计方案，使得本专利产品加工效率高、加工工件质量稳定、刀具寿命长。该种复合成型pcd刀具槽型异向交叉排列，结构独特，可使切屑分散开，不会产生堵屑、划伤工件的情况，加工质量优良，高速切削加工金属去除率高，大大提高了加工效率，节约了企业的制造成本。
[0043]
本实用新型独特的设计结构，使刀具每个切削刃加工过程中互不影响，避免因共振而引起震刀的现象；同时各排屑槽交叉排列，排屑空间大、不赌屑；采用正负不同的轴向角度，增强了刀具的加工刚性和加工稳定性。本实用新型产品一次性可以加工孔以及孔的正反两面，省去了加工孔的专用刀具，节省刀具数量与成本，提高了及效率。
[0044]
本实用新型槽型设计呈流线型，结构紧凑、空间大、刚性好，各排屑槽交替错开排列，降低加工过程中pcd刀片的受力强度，消除因共振而引起加工震刀现象，提高工件表面加工质量和加工效率，延长刀具使用寿命，满足高速切削加工要求。
[0045]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。
[0046]
此外，术语“第一”、“第二”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。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。
[0047]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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，也可以是电连接或可以互相通讯；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。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。
[0048]
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。