一种适用于加工叶轮类陶瓷粉体内腔的斜面T型刀具的制作方法

一种适用于加工叶轮类陶瓷粉体内腔的斜面t型刀具
技术领域
1.本实用新型涉及刀具技术领域，尤其是涉及一种适用于加工叶轮类陶瓷粉体内腔的斜面t型刀具。


背景技术：

2.随着陶瓷材料的性能和加工技术的日益发展，陶瓷产品从最早的工艺品渐渐发展成现在的具有各种特定工业性能的特种陶瓷。与金属材料相比，陶瓷材料的耐高温、耐磨、抗腐蚀、硬度高、无金属污染、绝缘等特性在各种设备中发挥着优异的效果。随着陶瓷材料的广泛应用，一些原先是金属材料的零件逐渐替换为陶瓷材料，但是陶瓷材料具有脆性，加工难度远大于金属材料，加工过程中容易产品缺口和裂纹，导致加工难度大，甚至有些结构无法加工。尤其是加工陶瓷素胚时，一旦出现实体和孔槽交替或悬空特征时一定会出现缺口，且缺口大小无法估计，这样导致一些只能在素胚阶段完成的特征无法加工。目前用于加工陶瓷内腔的t型刀具的刀刃延伸方向通常与旋转方向垂直，刀刃与产品形成线接触或面接触，接触面大；同时刀刃施力方向与运动方向一致，因此对产品施力较大，易对产品造成损伤。
3.例如，一种在中国专利文献上公开的“t型刀具”，其公开号cn206662364u，包括刀杆和切削部，刀杆的一端连接于切削部，刀杆与切削部呈t形，切削部包括六个螺旋周齿、六个前端齿和六个后端齿，螺旋周齿连接于前端齿与后端齿之间。其不足之处是，螺旋轴齿刀刃延伸方向与刀具轴向一致，即与旋转方向垂直，易出现刀具施力过大，接触面过大，导致产品尤其是带孔槽交替或悬空特征的陶瓷类产品造成损伤。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了克服现有技术的加工时对陶瓷类产品造成缺口、裂纹等损伤的问题，提供一种适用于加工叶轮类陶瓷粉体内腔的斜面t型刀具，在加工陶瓷类产品时不易造成缺口、裂纹等损伤。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种适用于加工叶轮类陶瓷粉体内腔的斜面t型刀具，包括t型刀座和刀片，所述刀片固定在t型刀座上，在旋转加工时所述刀片的刀刃形成以旋转轴为对称轴的圆柱面，所述刀片的刀刃长度方向与旋转方向之间设有锐角或钝角。
7.本实用新型的特点在于改变了刀刃的延伸方向，使得刀刃长度方向与刀片运行方向之间形成不等于90
°
的夹角，该倾斜设置的刀片在旋转加工时，刀刃上的点随着刀片的移动依次与产品加工面形成点接触，大幅减少接触面；同时刀片施加的合力垂直于刀刃延伸方向，而在刀片旋转方向上对产品仅施加一个上述合力的分力，减小了产品加工面的所受到的最大力，避免了对陶瓷内腔进行加工时易产生缺口、裂纹等损伤的问题；为了保证陶瓷产品内腔特征合格，刀片刀刃在旋转时形成以转轴为中心对称轴的圆柱面，刀片通常选用pcd刀片。
8.作为优选，还包括支撑基体，所述支撑基体固定在t型刀座上，所述刀片固定在支撑基体上。
9.通过对支撑基体进行单独加工，改变支撑基体的形状，实现对刀片角度的改变，无需对t型刀座整体进行加工，节省成本；支撑基体外侧面在旋转时应形成以转轴为中心对称轴的圆柱面。
10.作为优选，所述支撑基体上设有与刀片旋转方向形成夹角的斜面，所述刀片固定在该斜面上。
11.可先在支撑基体上加工出一个用于固定刀片的平面，再根据所需斜面的倾斜角将支撑基体倾斜一定角度后与t型刀座固定，保证刀片与支撑基体固定时的倾斜角度。
12.作为优选，所述t型刀座包括刀柄和刀头，所述刀头一端固定在刀柄端部，所述刀头另一端向远离刀柄方向延伸并固定有支撑基体。
13.刀柄作为刀具的旋转轴，与加工中心连接，刀头与刀柄连接的一端较宽，保证刀头强度，另一端较窄，避免影响刀片加工。
14.作为优选，所述刀头共设置至少两个，刀头以刀柄为旋转轴中心对称。
15.多个刀头共同加工，保证动平衡，提升加工效率。
16.作为优选，所述支撑基体与t型刀座焊接固定。
17.作为优选，所述支撑基体与刀片焊接固定。
18.在制造该t型刀具时，先将刀柄与刀头焊接，再将加工好的支撑基体焊接在刀头上，最后将刀片与支撑基体焊接后再对刀片进行进一步加工，保证刀刃形状符合要求。
19.因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）通过对刀片进行倾斜设置，减小加工接触面，减小产品受力，解决了在加工陶瓷实体与孔槽交替出现的特征产生缺口和裂纹的问题；（2）刀刃形状保证产品特征合格；（3）加工效率高，精度高。
附图说明
20.图1是本实用新型的一种结构示意图。
21.图2是图1的右视图。
具体实施方式
22.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
23.如图1、图2所示的实施例中，一种适用于加工叶轮类陶瓷粉体内腔的斜面t型刀具，包括刀柄1、刀头2、刀片3和支撑基体4。刀柄1为圆柱体，刀头2焊接在刀柄1底部，刀头2共设有两个，两个刀头一体化设置，形成一个以刀柄1为旋转轴的中心对称的s型结构，每个刀头2远离刀柄1的一端焊接有支撑基体4，支撑基体4外表面为曲面，该曲面沿旋转轴旋转时形成以旋转轴为中心对称轴的圆柱面，支撑基体4上靠近旋转方向的一侧设有斜面，该斜面法向与刀片3旋转方向形成锐角，斜面底部朝向旋转方向倾斜。刀片3为pcd刀片，焊接在斜面上。刀片3刀刃设置在支撑基体4外侧，刀刃在旋转时形成以转轴为中心对称轴的圆柱面。该倾斜设置的刀片在旋转加工时，刀刃上的点随着刀片的移动依次与产品加工面形成点接触，大幅减少接触面；同时刀片施加的合力垂直于刀刃延伸方向，而在刀片旋转方向上对产品仅施加一个上述合力的分力，减小了产品加工面的所受到的最大力，避免了对陶瓷
内腔进行加工时易产生缺口、裂纹等损伤的问题。
24.本实施例中，加工刀具时先将刀柄1焊接在刀头2上，修正刀头2的形状，保证刀柄1旋转后位于刀头2的中心位置。如图2所示，再将支撑基体4按照一定的角度焊接在刀头2上，再通过加工中心加工，保证两侧支撑基体4的角度一致，大小形状一致。根据三维模型模拟的pcd刀片的外轮廓形状，使用线切割机将pcd刀片3轮廓加工出来，再焊接在支撑基体4上，焊接后保证pcd刀片3伸出约2~3mm，再通过磨床加工到最终形状和刀具避空。加工完成后，旋转模拟旋转体的形状，并修理pcd刀片直至达到形成圆柱面的要求。再检测刀具的跳动度和动平衡，根据检测结果对刀具做最终的调整，直至跳动小于0.02mm，不平衡量小于0.1g。
25.作业时，按照以下步骤加工产品：
26.1.材料准备：将加工好侧窗特征的叶轮半成品素胚固定在机床平台上；
27.2.刀具安装：将刀柄1安装到加工机床的主轴上，将刀具旋转起来，使用万分表测试刀具的跳动度并调整到0.02mm以内；
28.3.计测中心，使用万分表计测产品中心；
29.4.对刀：使用手轮将刀具移动到产品的内径处，手动旋转刀具，并将刀具移动到内径最近处，一边移动一边旋转刀具，直至刀具碰到产品内径，再退回1mm，此为加工的零点；
30.5.加工：根据编写的程序，设置好加工参数，启动机床，待程序完成后，取下刀具和产品；
31.6.刀具修理：如果发现产品发生缺口和裂纹，检查刀具的磨损情况并及时修理，防止产生报废。