一种刀具的制作方法

1.本发明属于深孔内腔底部端面槽加工技术领域，尤其涉及一种刀具。


背景技术：

2.目前，对于高温合金等难加工材料的深孔内腔底部端面槽的加工，大部分采用刀杆截面为圆形的刀杆，细长圆刀杆伸入深孔内腔，以实现在不干涉孔壁的情况下加工成型端面槽。
3.这类截面为圆形的细长刀杆总体来说其刚性不足，容易出现因刚性不足导致的振刀现象，从而引发刀具崩刃，工件表面光洁度不高，尺寸精度不够等现象。另由于工件材料为高温合金，属于难加工材料，端面槽又处于深孔内腔的底部，在扎槽时，综合考虑槽底表面质量和加工效率，槽刀主切削刃刃宽的选用尤为关键。
4.可见，目前迫切需要本领域技术人员提供一种用于难加工材料的深孔内腔底部加工的专用刀具，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明实施例提供了一种刀具，刀杆上刀片卡槽外端面与刀杆有轴向偏角a，刀片外端面与轴向夹角可有效实现刀杆与孔壁的避让，解决常规方刀杆对孔壁的干涉以及圆刀杆刚性差的弊端。
6.为了解决上述技术问题，本发明公开了一种刀具，其中，所述刀具包括：刀片、刀杆、压片、锁紧螺钉以及刀片卡槽；所述刀片卡槽设置于所述刀杆上，所述刀片安装在所述刀片卡槽上，所述压片和锁紧螺钉用于压紧所述刀片，刀杆与机床主轴上刀座相连接，所述刀座可伸出第一尺寸，与所述刀杆一起伸入深孔内腔；刀片卡槽外端面与刀杆的轴向偏角a，所述刀片外端面与轴向夹角为
7.可选的，所述刀片在卡槽裸露端的表面为离散化曲面，所述离散化曲面与轴向夹角为
8.可选的，所述刀片材料为硬质合金类材料。
9.可选的，所述刀片上设置有涂层。
10.可选的，所述刀片包括以下至少之一：内孔刀片、槽刀片或外圆刀片。
11.可选的，所述内孔刀片刃倾角λ1为0
°
，主偏角kr1为95-98
°
，前角γ1为8-10
°
，后角α1为8-10
°
。
12.可选的，所述槽刀片刃倾角λ2为0
°
，主偏角kr2为90
°
，前角γ2为8-10
°
，后角α2为8-10
°
。
13.可选的，所述外圆刀片刃倾角λ3为0
°
，主偏角kr3为82-85
°
，前角γ3为8-10
°
，后角α3为8-10
°
。
14.可选的，所述轴向偏角a大于等于10
°
。
15.可选的，所述刀片涂层厚度4.5μm。
16.本发明实施例提供刀具，主要用于航天运载火箭发动机关键零件上高温合金材料的深孔内腔底部的端面槽加工，适用于立式车床，刀座与刀杆以顶紧螺栓紧固，主轴刀座配合刀杆向下伸入深孔内腔，刀杆截面为方形，刀具沿刀杆轴向进给。刀杆上刀片卡槽外端面与刀杆有轴向偏角a，刀片外端面与轴向夹角可有效实现刀杆与孔壁的避让，可解决常规方刀杆对孔壁的干涉以及圆刀杆刚性不好的弊端，既可增强刀具系统的稳定性、又可保证加工质量、提升加工效率。
附图说明
17.图1为本发明实施例所提供的刀具的主视图；
18.图2为本发明实施例所提供的刀具的俯视图；
19.图3为本发明实施例所提供的刀具的左视图；
20.图4为本发明实施例所提供的刀具的刀杆结构示意图；
21.图5为本发明实施例所提供的刀片与刀杆安装后的整体轴测图；
22.图6为本发明实施例所提供的刀具的内孔刀片的结构示意图；
23.图7为本发明实施例所提供的刀具的槽刀片的结构示意图；
24.图8为本发明实施例所提供的刀具的外圆刀片的结构示意图；
25.图9为本发明实施例所提供的刀具的内孔刀片的轴测图；
26.图10为本发明实施例所提供的刀具的槽刀片的轴测图；
27.图11为本发明实施例所提供的刀具的外圆刀片的轴测图。
具体实施方式
28.下面根据具体的实施例，结合附图针对本发明进行详细说明。应当理解，此处所述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
29.图1、图2以及图3分别为本发明实施例所提供的刀具的主视图、俯视图以及左视图，图4为本发明实施例所提供的刀具的刀杆结构示意图。图5为本发明实施例所提供的刀片与刀杆安装后的整体轴测图。
30.结合图1至图4所示，本技术实施例提供的刀具包括：刀片1、刀杆2、压片4、锁紧螺钉3以及刀片卡槽5。如图4所示，刀片卡槽5设置于刀杆2上，刀片1安装在刀片卡槽5上，压片4和锁紧螺钉3用于压紧刀片1，刀杆2与机床主轴上刀座相连接，刀座可伸出第一尺寸，与刀杆2一起伸入深孔内腔，使得刀具整体呈现出较好的刚性，其中，刀片与刀杆安装后的整体轴测图如图5所示。
31.如图2所示，刀片卡槽5外端面与刀杆2的轴向偏角a，可有效避让刀杆2对加工过程的干涉。如图3所示，刀片1外端面与轴向夹角为可实现刀片作业时的避让。本发明提供的刀具，可实现航天运载火箭发动机关键零件上深孔内腔的端面槽有效加工。
32.可选地，刀片1在卡槽裸露端的表面为离散化曲面，离散化曲面与轴向夹角为
33.可选地，刀片1材料为硬质合金类材料，刀片1上设置有涂层。涂层可以为tialn涂层，刀片涂层厚度4.5μm，具有较高的高温稳定性，正适合于高温合金材料的加工时切削温度高的切削特性。需要说明的是，刀片上的涂层材质并不局限于tialn，涂层材质可由本领
域技术人员灵活设置，在此不做具体限制。涂层的厚度也不局限于4.5μm，也可以由本领域技术人员灵活设置。
34.可选地，刀片1包括以下至少之一：内孔刀片、槽刀片或外圆刀片。
35.其中，图6为本发明实施例所提供的刀具的内孔刀片的结构示意图；图7为本发明实施例所提供的刀具的槽刀片的结构示意图；图8为本发明实施例所提供的刀具的外圆刀片的结构示意图。图9为本发明实施例所提供的刀具的内孔刀片的轴测图；图10为本发明实施例所提供的刀具的槽刀片的轴测图；图11为本发明实施例所提供的刀具的外圆刀片的轴测图。
36.本发明实施例提供的刀具经实验验证，最终选定刀具的优选尺寸参数方案可以如下：内孔刀片1-1刃倾角λ1为0
°
，主偏角kr1为95-98
°
，前角γ1为8-10
°
，后角α1为8-10
°
。槽刀片1-2刃倾角λ2为0
°
，主偏角kr2为90
°
，前角γ2为8-10
°
，后角α2为8-10
°
。外圆刀片1-3刃倾角λ3为0
°
，主偏角kr3为82-85
°
，前角γ3为8-10
°
，后角α3为8-10
°
。刀尖伸出长度s为10-12mm，刀杆2上刀片卡槽5外端面与刀杆2轴向偏角a不低于10
°
，槽刀1-2的主切削刃刃宽4-5mm。
37.内孔刀片1-1、槽刀片1-2和外圆刀片1-3的刀尖伸出长度为s，扎槽时所用槽刀的主切削刃刃宽为wb。在工件为难加工材料的实际工况下，如果主切削刃太宽，在切削参数不变时，切削力就会增加，从而易引起振刀，相应的切削面会产生震纹，导致工件表面光洁度降低。当振动力大到使得刀具刚性不足时，刀具会产生崩刃。主切削刃太窄，会增加走刀次数，加工效率会很低。因此切削刃刃宽的合理设置直接决定加工效率。
38.本发明实施例提供的刀具，可实现航天运载火箭发动机关键零件上深孔内腔的端面槽有效加工，刀座与刀杆以顶紧螺栓紧固，主轴刀座配合刀杆向下伸入深孔内腔，刀杆截面为方形，刀具沿刀杆轴向进给。刀杆上刀片卡槽外端面与刀杆有轴向偏角a，刀片外端面与轴向夹角可有效实现刀杆与孔壁的避让。可解决常规方刀杆对孔壁的干涉以及圆刀杆刚性不好的弊端，既可增强刀具系统的稳定性、又可保证加工质量、提升加工效率。
39.需要说明的是，以上说明仅是本发明的优选实施方式，应当理解，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术构思的前提下还可以做出若干改变和改进，这些都包括在本发明的保护范围内。
40.本说明中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
41.以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
42.本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。