CN113351947B - 一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，涉及加工刀具技术领域，其技术方案要点是：其包括安装部、切削部和冷却部，切削部和冷却部分别安装在安装部上，安装部上还设有可供加工时产生的线形金属屑集中缠绕的缠绕部以及可供粒形金属粒排出的排屑部。具有解决小管径螺纹加工过程中排屑困难，避免出现刀具崩刃、刀具磨损加快、产品光洁度下降情况的效果。

Description

一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具
技术领域
本发明涉及加工刀具技术领域，更具体地说，它涉及一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具。
背景技术
小管径的定义：需要加工螺纹的被加工件管径为3.5英寸及以下管径为小管径。
在小管径精密螺纹成型加工中，由于管径小、铁屑在产生过程中会螺旋卷曲加之铁屑不易断屑，造成铁屑会在管内卷曲缠绕成团，致使螺纹加工完成后，铁屑堆积管内的情况，所以就会出现加工过程中排屑困难的情况。所以导致容易出现刀具崩刃、刀具磨损加快、产品光洁度下降的情况。并且堆积管内的铁屑，在螺纹加工完成后需要使用工具由人工从螺纹管中拖出，此过程容易刮伤已成型的螺纹，影响螺纹质量。螺纹损伤是管件发生泄漏的主要原因，对管件使用和人员安全等都有影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，解决小管径螺纹加工过程中排屑困难的问题，从而避免出现刀具崩刃、刀具磨损加快、产品光洁度下降的情况，还能提升螺纹质量，保证螺纹使用的安全性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，包括安装部、切削部和冷却部，切削部和冷却部分别安装在安装部上，安装部上还设有可供加工时产生的线形金属屑集中缠绕的缠绕部以及可供粒形金属粒排出的排屑部。
本方案的原理：1、具有一定压力和流速的冷却液经凸台处的向后喷射通道以及卡屑槽下部的并排正向喷射通道，直接喷射至刀具切削区域进行作用。在两个方向的冷却液作用下，刚加工成型的铁屑前端接触冷却液部分的温度相对铁屑后端还未大面积接触冷却液部分的温度稍低一些，此温度差有利于辅助铁屑规则卷屑。并且冷却液的向后喷射，会对铁屑产生向后的辅助作用力，有一定的防止铁屑朝向管内排屑的作用，并且极少部分铁屑在此辅助作用力以及刀具轴向导屑槽的共同作用下直接向后排出管外。
2、其余极大部分铁屑会自行在管内缠绕成混乱状。由于管径小，铁屑在产生过程中会螺旋卷曲加之铁屑不易断屑，该部分铁屑生成后会缠挂在卡屑槽内。卡屑槽外形类似铁钩，在螺纹加工完成后，刀具退出的过程中卡屑槽将铁屑拉出管外。
本方案的优点：1.结构简单可靠，带有冷却液的机床使用该发明产品效果最佳。2.支持的安装环境多样性。本发明仅仅为刀具头部区域，刀具柄部可根据加工设备接口改变，以适用于不同的加工设备。3.本产品在解决排屑难的同时，刀具切削刃口因铁屑堆积管内造成崩刃的情况减少，提升了刀具使用寿命。
进一步，所述安装部包括刀柄，切削部包括刀片，冷却部包括冷却通道。刀柄端部可以根据加工设备接口改变，以适用于不同的加工设备，刀片紧固件便于将刀片安装紧固在刀具上，冷却液通道可接入冷却液提升刀具使用效果。
进一步，缠绕部包括卡屑槽和凸台，且二者靠近刀片设置。螺纹加工过程中排出的铁屑可由卡屑槽和凸台形成阻挡，防止铁屑在管径内堆积。
进一步，排屑部包括第一冷却通孔、第二冷却通孔和容屑槽，且三者靠近刀片设置；第一冷却通孔和第二冷却通孔均连通冷却通道，冷却通道沿刀柄轴向设置。刀具加工过程产生的细碎铁屑需要一定的容纳空间，第一冷却通孔和第二冷却通孔通入的冷却液喷出时具有一定的冲击力，此时，容纳在容屑槽的铁屑可以被冷却液冲出管外，减少铁屑在管内的堆积。
进一步，卡屑槽包括第一平台和第一斜面，且两者依次连接，第一斜面与刀体中心线之间的夹角为20°—90°,且第一平台的长度为15mm—50mm；第一平台靠向刀片的侧壁设有第一冷却通孔。卡屑槽是由挡屑台、第一平台和第一斜面共同形成的空间构成，外形类似弯钩，挡屑效果更加显著，同时方便退刀时将缠绕在刀具上的铁屑拉出；由于卡屑槽的长度过长会影响刀具刚性，当被加工件过长，则可以通过第一斜面来增大卡屑槽的容屑空间。
进一步，所述缠绕部还包括挡屑台，凸台与卡屑槽的间距为0mm—12mm，且挡屑台的上表面在水平方向上低于刀具头部的外周面，挡屑台和卡屑槽为一体结构且其连接处圆弧过度；挡屑台靠近第一平台的一侧为卡屑面，卡屑面与第一平台之间的夹角为30°—90°。挡屑台与第一平台共同形成的弯钩状结构，弯钩的角度可以按照具体所需进行调节，进而调节卡屑槽的容屑面积，适应不同被加工件的需求。
进一步，凸台靠近刀片的侧壁设有第二冷却通孔，且第一冷却通孔与第二冷却通孔的半径为1.5mm—8mm。冷却通孔越大冷却效果越好，冷却通孔为1.5mm能够保证最低的冷却效果，根据具体需求可以自行调整通孔半径。
进一步，容屑槽包括第二平台和第二斜面，两者依次连接，第二平台另一端连接凸台。第二平台给螺纹加工过程中产生的细小铁屑提供了容纳空间，螺纹加工过程中极少没有缠绕的铁屑可通过第二斜面排出管外，凸台可组成容屑槽的挡屑面。
进一步，第一平台与第二平台之间的距离为3mm—12mm。第一平台和第二平台之间的距离过低会影响冷却液出口的加工，过高会影响卡屑槽面积。
进一步，第二斜面与刀体中心轴的夹角为10°—85°。第二斜面对极少没有缠绕的铁屑进行导向，需要形成导向通道，此时，设定第二斜面与刀体中心轴之间具有一定的夹角，就可以实现导屑作用。
附图说明
图1是本发明实施例1的整体结构示意图；
图2是本发明实施例1的右视图；
图3是本发明实施例1的俯视图。
图中：1、安装部；2、刀柄；3、刀具头部；4、凸台；5、挡屑台；6、第一斜面；7、第二斜面；8、第一平台；9、第二平台；10、第一冷却通孔；11、第二冷却通孔；12、刀片；13、刀片紧固件；14、冷却液通道
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
实施例一
一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，如图1、图2、图3所示，包括安装部、切削部和冷却部，切削部和冷却部分别安装在安装部上，安装部包括刀柄,刀柄的形状和结构可根据加工设备接口改变，以适用于不同的加工设备，切削部包括刀片、刀片安装槽和刀片紧固件，刀片通过刀片紧固件安装在刀片安装槽内，刀片安装槽可以根据刀片结构做对应调整，冷却部包括冷却通道，冷却通道沿刀柄轴向设置，安装部上还加工有可供加工时产生的线形金属屑集中缠绕的缠绕部以及可供粒形金属粒排出的排屑部。本实施例结构一体成型。
缠绕部包括卡屑槽、挡屑台和凸台，且三者靠近刀片设置，螺纹加工过程中排出的铁屑可由卡屑槽、挡屑台和凸台形成阻挡，铁屑会在卡屑槽内缠绕，防止铁屑在管径内堆积。卡屑槽包括第一平台和第一斜面，且两者依次连接，第一斜面与刀体中心线之间的夹角为40°，夹角越大，卡屑槽的容屑体积越小，夹角越小，卡屑槽的容屑体积随之增大；第一平台靠向刀片的侧壁设有第一冷却通孔，卡屑槽是由挡屑台、第一平台和第一斜面共同形成的空间构成，外形类似弯钩，挡屑效果更加显著，同时方便退刀时将缠绕在刀具上的铁屑拉出；由于卡屑槽的长度过长会影响刀具刚性，当被加工件过长，则可以通过第一斜面来增大卡屑槽的容屑空间。凸台与卡屑槽的间距为1mm，挡屑台的上表面在水平方向上低于刀具头部的外周面，挡屑台和卡屑槽一体结构且其连接处圆弧过度；挡屑台靠近第一平台的一侧为卡屑面，卡屑面与第一平台之间的夹角为60°，挡屑台与第一平台共同形成的弯钩状结构，弯钩的角度可以按照具体所需进行调节，进而调节卡屑槽的容屑面积，适应不同被加工件的需求。凸台靠近刀片的侧壁加工有第二冷却通孔，且第一冷却通孔与第二冷却通孔的半径为4mm，冷却通孔越大冷却效果越好，冷却通孔为4mm能够实现最优的冷却效果，根据具体需求可以自行调整通孔半径。凸台外形还可以是椭圆、三角形、正方形等，在不影响螺纹加工的前提下，只要能提供一个空间加工出水孔和构成挡屑面均可达到同样效果，所以凸台不用加工过厚，避免浪费材料，增加成本。
排屑部包括第一冷却通孔、第二冷却通孔和容屑槽，且三者靠近刀片设置；第一冷却通孔和第二冷却通孔均连通冷却通道，第一冷却通孔为三个，三个第一冷却通孔并排设置，第二冷却通孔为一个且第二冷却通孔与冷却通道之间具有一定的倾斜角度，从第二冷却通孔喷出的冷却液与从第一冷却通孔喷出的冷却液刚好切削部交汇，达到最佳冷却效果。刀具加工过程产生的细碎铁屑需要一定的容纳空间，第一冷却通孔和第二冷却通孔通入的冷却液喷出时具有一定的冲击力，此时，容纳在容屑槽的铁屑可以顺势被冷却液冲出被加工件外，减少铁屑在被加工件内的堆积。容屑槽包括第二平台和第二斜面，两者依次连接，第二平台另一端连接凸台，凸台同时垂直于第一平台和第二平台设置。第二平台给螺纹加工过程中产生的细小铁屑提供了容纳空间，螺纹加工过程中极少没有缠绕的铁屑可通过第二斜面排出管外，凸台可组成容屑槽的挡屑面。第一平台与第二平台之间的距离为7.5mm，第一平台和第二平台之间的距离过低会影响冷却液出口的加工，过高会减小卡屑槽容屑面积。第二斜面与刀体中心线的夹角为30°，第二斜面对极少没有缠绕的铁屑进行导向，需要形成导向通道，此时，设定第二斜面与刀体中心轴之间具有一定的夹角，夹角过大就会反向作用，第二斜面就会形成具有挡屑作用的面，夹角过小则会增大刀具刚性并且延长了导屑槽长度，同样也不利于导屑。
实施例二
与实施例一的区别在于：第一平台的长度为32mm，第一平台过小会影响勾屑效果，过大则影响刀具刚性，此时可以既保证刀具刚性，又能确保卡屑槽的勾屑效果最佳，达到平衡。
实施例三
与实施例1的区别在于：凸台与卡屑槽的间距为0mm，凸台就是挡屑台，凸台靠近第一平台的一侧为卡屑面，卡屑面与第一平台之间的夹角为90°，凸台与卡屑槽共同形成一个直角槽结构，同样可以实现勾屑的功能。
实施例四
与实施例1的区别在于：卡屑面与第一平台之间的夹角为30°。设定30°为卡屑面与第一平台夹角的最小值，若卡屑面与第一平台的夹角小于30°，则卡屑槽的卡屑功能效果不佳。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，包括安装部、切削部和冷却部，切削部和冷却部分别安装在安装部上，其特征是：安装部上还设有可供加工时产生的线形金属屑集中缠绕的缠绕部以及可供粒形金属粒排出的排屑部；
所述安装部包括刀柄，切削部包括刀片，冷却部包括冷却通道；
所述缠绕部包括卡屑槽、凸台，且二者靠近刀片设置；
所述排屑部包括第一冷却通孔、第二冷却通孔和容屑槽，且三者靠近刀片设置；第一冷却通孔和第二冷却通孔均连通冷却通道，冷却通道沿刀柄轴向设置；
所述卡屑槽包括第一平台和第一斜面，且两者依次连接，第一斜面与刀体中心线之间的夹角为20°—90°，且第一平台的长度为15mm—50mm；第一平台靠向刀片的侧壁设有第一冷却通孔；
所述缠绕部还包括挡屑台，凸台与卡屑槽的间距为0mm—12mm，且挡屑台的上表面在水平方向上低于刀具头部的外周面，挡屑台和卡屑槽一体结构且其连接处圆弧过度；挡屑台靠近第一平台的一侧为卡屑面，卡屑面与第一平台之间的夹角为30°—90°；
所述凸台靠近刀片的侧壁设有第二冷却通孔。
2.根据权利要求1所述的一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，其特征是：第一冷却通孔与第二冷却通孔的半径为1.5mm—8mm。
3.根据权利要求1所述的一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，其特征是：所述容屑槽包括第二平台和第二斜面，两者依次连接，第二平台另一端连接凸台。
4.根据权利要求3所述的一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，其特征是：所述第一平台与第二平台之间的距离为3mm—12mm。
5.根据权利要求3所述的一种新型小管径螺纹加工排屑的刀具，其特征是：所述第二斜面与刀体中心线的夹角为10°—85°。
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