CN203621530U - 在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具 - Google Patents

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仇晓梅
皮跃
郝小宇
盖勇
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Abstract

本实用新型涉及一种在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具。该刀具刀头部分包括主切削刃和弧度切削刃以及安全斜刃；主切削刃设为纵向垂直的刀刃，弧度切削刃的起始点于主切削刃的上端点，安全斜刃的起始点于弧度切削刃的终点，安全斜刃与水平面形成夹角。主切削刃的设计能够将被加工件切断为单独外形尺寸，弧度切削刃的设计能够完全满足精确弧面的设计要求，安全斜刃Z3与弧度切削刃Z2之间的完好过渡设计，使加工出的工件正表面弧面部分与平面部分完好交接，而且没有交接痕迹。参与切削的刀头部分采用PCD材料，当被加工件弧面部分水平长度远大于刀柄半径时，仍可一刀成型，实现了被加工件弧面没有加工刀痕的光滑效果。

Description

在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具
技术领域
本实用新型涉及CNC数控机床所用的非标刀具，尤其涉及一种在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具。
背景技术
诸如加工手机装饰等部件，由于产品高精度的尺寸和其特殊的外观效果要求，只能用CNC数控机床所用的非标刀具来完成。目前，行业内为了实现2.5D弧面光滑外观效果，有在玻璃材料上应用及借用注塑工艺实现，但在玻璃材料上实现2.5D弧面效果，无论从原材料还是加工成本均过于高昂，而注塑工艺虽可以实现弧面效果，但产品表面性能、一些特殊装饰效果及精度又往往达不到客户要求。在原材料切割中，如塑胶板材的手机透镜及装饰结构件所用的数控刀具通常为成型切割立面、平面及斜角，主要目的是切割出产品形状，而难以通过此种刀具加工来实现特殊弧度效果的外观面，即在塑胶材料上无法加工出没有刀纹且有一定光泽效果的弧度外观面。
随着手机行业竞争的日趋激烈，越来越多的手机设计者将视角聚焦于能够设计出外观更为个性化，价格更为低廉的装饰部件。因此，在更具价格优势的塑胶原材料上实现2.5D弧面效果，则成为很多手机设计者的选择。尽快开发出一种高效率的、能够一次成型加工出所需2.5D弧面效果的CNC刀具势在必行。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，经技术人员多次实验，最终成功研制出一种在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具。 本设计成功实现了在塑胶板材上加工带2.5D弧面效果的一次成型。在当今时代，手机市场的竞争非常激烈，为了展现各自的优势，其款式不断翻新，档次不断提高，成本不断降低，相应的制造难度也就越来越大。本设计为手机研发人员开发设计提供了新的解决方案。
本实用新型采取的技术方案是：一种在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具，包括镶嵌在刀体中的刀头部分G，其特征在于，所述刀头部分G包括用于被加工件的主切削刃Z1和弧度切削刃Z2以及安全斜刃Z3；主切削刃Z1设为纵向垂直的刀刃，刀刃的上端点为D，弧度切削刃Z2的起始点于主切削刃Z1的上端点D，结束于终点E，安全斜刃Z3的起始点于弧度切削刃Z2的终点E，结束于终点F，安全斜刃Z3与水平面形成夹角A。
本设计具有以下优点：主切削刃Z1的设计能够将被加工件切断为单独外形尺寸（侧向横断面的切割，如图2所示的切割后工件纵向垂直面的位置），弧度切削刃Z2的设计加工出表面2.5D弧形轮廓能够完全满足精确弧面的设计要求（如图2所示的切割后工件弧面位置），安全斜刃Z3与弧度切削刃Z2之间的完好过渡设计，使加工出的工件正表面弧面部分与平面部分完好交接，而且没有交接痕迹。参与切削的刀头部分G采用PCD材料进行镶件处理，实现了当被加工件弧面部分水平长度远大于刀柄半径时，仍可一刀成型，实现了被加工件弧面没有加工刀痕的光滑效果。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型被加工件示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
参照图1和图2，主切削刃Z1用于切割被加工件纵向垂直面1；弧度切削刃Z2用于切割被加工件弧面2（2.5D弧面）。本实用新型如果将被加工件弧面起始点设为B，弧面终点设为C，弧度切削刃Z2的终点E距中心线O的距离LOE与主切削刃Z1的上端点D距中心线O的距离LOD、被加工件弧面起始点B距弧面终点C水平方向的距离LBC 之间有如下关系式：LOE = LOD + LBC 。
本实用新型的安全斜刃Z3的终点F距中心线O的距离LOF与弧度切削刃Z2的终点E距中心线O的距离LOE有如下关系式：LOF= LOE+0.6mm，其中0.6mm为刀削痕及刀具平滑过渡余量。其目的为自然让出过渡刃部分，而不伤及被加工件。
本实用新型的安全斜刃Z3的终点F距刀尖J的竖直方向的距离HJF与主切削刃Z1的刃长LZ1、被加工件弧面起始点B距弧面终点C竖直方向的距离HBC有如下关系式：HJF= LZ1 + HBC+0.6×tgA。
本实用新型的安全斜刃Z3与水平面形成夹角A为3°至5°，其目的是为了保证被加工件弧面BC部分与平面CI部分的交接处更加平滑（如图2所示），同时也是对刀具的一种保护。
本实用新型的刀头部分G采用聚晶金刚石刀具（PCD）材料加工制成，最后将刀头部分G镶嵌入合金刀体中。
主弧形切削刃Z2最大半径R Z2 = R Z1 + LBC，其中R Z1是主切削刃半径；LBC是被加工件弧面起始点B距弧面终点C水平方向的距离。
安全斜刃Z3最大半径RZ3=R Z2 +0.6mm，其中R Z2是弧形切削刃Z2最大半径。
实施例：当切割产品的厚度为2mm, 非弧面部分L1 总高度为1.2mm, 刀具主切削刃直径选Ø2mm，刀柄直径Ø6 mm，主切削刃Z1长度一般选择为LZ1 =1.25mm（刀具会扎入保护膜一定深度，即从切割件的底平面为基准向下的Y方向的深度，范围在0.05~0.1mm），弧形切削刃Z2完全与被加工件弧面2的轮廓线重合。如果安全斜刃Z3与水平面形成夹角A为4°（避空过渡角），目的为加工出更平滑的曲面而不出现刀具痕迹；被加工件弧面起始点B距弧面终点C水平方向的距离LBC 为4mm,；被加工件弧面起始点B距弧面终点C竖直方向的距离HBC 为0.5mm，通过上述数据，根据公式可计算出弧形切削刃Z2最大半径R Z2 = R Z1 + LBC=5mm, 安全斜刃Z3最大半径RZ3=R Z2 +0.6mm=5.6mm，安全斜刃Z3终点F距刀尖J的竖直方向的距离HJF= LZ1 + HBC+0.6×tgA =1.78mm。
主切削刃直径Z1一般是根据产品印刷排版间距以及产品的大小而定，通常为Ø1.5~2mm； 刀柄直径根据机床夹头规格而定，通常为Ø4mm、Ø6mm或Ø8mm，刀刃排屑槽构造为开半式。
注意点：因刀头部分为PCD材质，刀尖较尖，材料底部需覆一层0.1~0.15mm厚度的Pe保护膜, Z方向对刀时需确保刀尖在保护膜中部，以免入刀时损伤刀尖。

Claims (6)

1.一种在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具，包括镶嵌在刀体中的刀头部分G，其特征在于，所述刀头部分G包括用于被加工件的主切削刃Z1和弧度切削刃Z2以及安全斜刃Z3；主切削刃Z1设为纵向垂直的刀刃，刀刃的上端点为D，弧度切削刃Z2的起始点于主切削刃Z1的上端点D，结束于终点E，安全斜刃Z3的起始点于弧度切削刃Z2的终点E，结束于终点F，安全斜刃Z3与水平面形成夹角A。
2.如权利要求1所述的在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具，其特征在于，所述的被加工件弧面起始点为B，弧面终点为C，弧度切削刃Z2的终点E距中心线O的距离LOE与主切削刃Z1的上端点D距中心线O的距离LOD、被加工件弧面起始点B距弧面终点C水平方向的距离LBC 之间有如下关系式：LOE = LOD + LBC 。
3.如权利要求1所述的在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具，其特征在于，所述的安全斜刃Z3的终点F距中心线O的距离LOF与弧度切削刃Z2的终点E距中心线O的距离LOE有如下关系式： LOF= LOE+0.6mm，其中0.6mm为刀削痕及刀具平滑过渡余量。
4.如权利要求1所述的在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具，其特征在于，所述的安全斜刃Z3的终点F距刀尖J的竖直方向的距离HJF与主切削刃Z1的刃长LZ1、被加工件弧面起始点B距弧面终点C竖直方向的距离HBC有如下关系式：HJF= LZ1 + HBC+0.6×tgA。
5.如权利要求1所述的在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具，其特征在于，所述的安全斜刃Z3与水平面形成夹角A为3°至5°。
6.如权利要求1所述的在塑胶板材上加工带弧面的一次成型组合刀具，其特征在于，所述的刀头部分G采用聚晶金刚石刀具材料加工制成。
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