CN209998480U - 一种对焊式小直径pcd螺旋铰刀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀,包括刀柄和刀杆，所述刀杆的后端与所述刀柄连接，所述刀杆的前端设置有切削部，在所述切削部上焊接有PCD刀片，所述PCD刀片上设置有铰刀刀刃，其特征在于，所述PCD刀片与所述切削部之间的焊接面由两个与所述刀杆的中心轴线成25～45°的斜面构成。优点在于：加工孔的精度长径比不大于5～10倍能稳定达到IT6级，表面粗糙度Ra≤0.4‑0.2μm；使用寿命长，换刀时间减少，生产效率高，加工质量稳定，降低生产成本十分显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及金刚石刀具领域，尤其涉及一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀。
背景技术
在航空航天、汽车、医疗器械、仪器仪表、光电子、计算机、传感器、精密机械、雷达、火箭陀螺、光学、模具、通信等现代制造领域中对小孔的加工要求越来越高，特别是GFRP、CFRP、MMC、FRM(SiC/AL)、钛合金、铝合金、钛铝合金等难加工材料上的小孔加工，目前常用二种方法加工小孔：(1) 孔径≥3mm的小孔用高速钢、硬质合金及其涂层的铰刀，主要缺点是磨损快，寿命短，精度差，效率低，成本高；(2)孔径≤1mm的小孔一般是用电火花、激光、等离子、超声波等非刀具切削加工方法，缺点是孔的圆度与直线度差、孔表面的微观金相组织受到损伤容易产生疲劳源，并且很难加工不通孔。而传统的PCD刀具的制造工艺是采用刀片焊接的方法，由于小直径铰刀的焊接面积太小，因此传统的制造方法一直无法实现小直径PCD铰刀的制造。
为此本实用新型进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀,包括刀柄和刀杆，所述刀杆的后端与所述刀柄连接，所述刀杆的前端设置有切削部，在所述切削部上焊接有PCD刀片，所述PCD刀片上设置有铰刀刀刃，其特征在于，所述PCD刀片与所述切削部之间的焊接面由两个与所述刀杆的中心轴线成25～45°的斜面构成。
在本实用新型的一个优选实施例中，两个与所述刀杆的轴线成25～45°的斜面交汇于所述刀杆的中心轴线上。
在本实用新型一个优选实施例中，在所述刀杆上开设有螺旋排屑槽。
在本实用新型一个优选实施例中，所述螺旋排屑槽为左螺旋排屑槽或右螺旋排屑槽；当所述螺旋排屑槽为左螺旋排屑槽时，所述铰刀刀刃为左铰刀刀刃，当所述螺旋排屑槽为右螺旋排屑槽时，所述铰刀刀刃为右铰刀刀刃。
在本实用新型一个优选实施例中，所述螺旋排屑槽的螺旋角β为 10-15°。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述铰刀刀刃的直径大于所述刀杆的直径。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述铰刀刀刃包含切削刃、过渡刀刃、校准部刀刃以及倒锥部，其中所述切削刃位于所述铰刀刀刃的最前端，所述过渡刀刃位于所述切削刃的后侧，所述校准部刀刃位于所述过渡刀刃的后侧，所述倒锥部位于校准部刀刃的后侧。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述切削刃主偏角Kr为20-30°，所述过渡刀刃的偏角Krε为2-3°，所述倒锥部的倒锥角ω为2-3°。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述刀柄为直柄或莫氏锥柄或7:24 锥柄或高速切削刀柄1:10短锥空心柄。
由于采用了如上的技术方案，本实用新型的有益效果在于：
1.本实用新型用真空焊接的方法将PCD焊接在刀杆的切削部位，焊接面呈二个25～45°斜面，非常牢固，铰刀刀刃直接对准难加工材料小孔(孔径Ф≥1mm)进行切削加工。因为PCD材料是在高温(1560℃)高压(16GPa) 下，不但形成了金刚石微晶，而且由金属Co、Ni等粘接烧结成一体，硬度可达到HV6000～8000，耐热性可达800℃，在加工中心上允许的切削速度比硬质合金高3～10倍，并且由机床软件控制自动对刀和进给，生产效率非常高；并且对非金属和有色金属难加工复合材料铰削时相对高速钢和硬质合金铰刀磨损要慢得多，刀具的耐用度可提高5～10倍，节约了换刀时间，降低了生产成本；一般高速钢和硬质合金铰刀加工孔的精度是7～8级。
(2)本实用新型由于独特的螺旋切削刃形和合理的几何参数，在机床精度和刚性足够的情况下，孔的加工表面粗糙度不但可达Ra≤0.4～0.2μm，孔的圆度与直线度≤5μm，孔的尺寸精度能稳定达到IT6级，而且还能平稳切削加工轴向有缺口或带键槽的小孔。提高综合生产能力至少8～10倍。
(3)由于磨削小规格刀具的五轴联动数控工具磨床已相当普及，磨削PCD 材料的金刚石砂轮性能也较稳定，特别是七轴数控五轴联动的激光刃口处理机床(例如德国DMGMORI激光机)的出现，更使各种对焊式PCD螺旋铰刀的加工变得容易实现。
(4)本实用新型的对焊式小直径PCD铰刀最小直径可达到≤0.5～1mm, 因此本发明对现代制造业中小直径孔的精密加工技术的进步具有非常重要的意义。
(5)本实用新型能适用于各种刀柄结构(直柄、7:24锥柄、莫氏锥柄和 HSK高速切削刀柄等)，以满足各种机床主轴接口的需要；
(6)本实用新型可设计成右螺旋排屑槽或左螺旋排屑槽，右铰刀刀刃的切屑由右螺旋排屑槽往上排屑，适合加工不通孔；左铰刀刀刃的切屑由左螺旋排屑槽往下排屑，适合加工通孔；
(7)PCD刀片与所述切削部之间的焊接面由两个与所述刀杆的中心轴线成25～45°的斜面构成，增大了焊接面积，提高了焊接强度，能满足高速高精度切削，提高生产效率；
(8)本实用新型的螺旋排屑槽的槽型可根据工件材料性质设计出不同的槽型，排屑顺畅；
(9)本实用新型的的PCD材料可根据工件的硬度、强度、韧性、导热系数等物理力学性能灵活选用金刚石晶粒直径的大小。
(10)本实用新型的的几何参数可根据工件材料合理设计，由七轴数控五轴联动激光刃口加工机的软件支持加工。
(11)本实用新型能加工钛合金，铝及其合金、铜及其合金、GFRP(玻璃纤维增强材料)、CFRP(碳纤维复合材料)、MMC(金属基体复合材料)、FRM (纤维增强金属，例如SiC/Al,Al2O3/Al等)等难加工材料小孔的加工。
(12)实用新型能在刚性足够的加工中心、组合机床上应用；
(13)实用新型能能加工轴向有缺口或有键槽的小孔；
(14)实用新型能加工孔的精度长径比不大于5～10倍能稳定达到IT6 级，表面粗糙度Ra≤0.4～0.2μm；
(15)实用新型能寿命长，换刀时间减少，生产效率高，加工质量稳定，降低生产成本十分显著。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀的结构示意图。
图2为本实用新型一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀的PCD刀片放大后的示意图。
图3为本实用新型的螺旋排屑槽为左螺旋排屑槽的一种对焊式小直径 PCD螺旋铰刀的示意图。
图4为本实用新型的螺旋排屑槽为右螺旋排屑槽的一种对焊式小直径 PCD螺旋铰刀的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本实用新型。
参见图1和图2，图中所示的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀,包括刀柄 100和刀杆200，刀杆200的后端与刀柄100的前端连接，刀杆200的前端设置有切削部210，在切削部210上采用真空方法焊接有PCD刀片300，PCD刀片300上设置有铰刀刀刃310。
本实用新型的特点在于：PCD刀片300与切削部210之间的焊接面由两个与刀杆200的中心轴线220成25～45°的斜面410、420构成。优选为45°，这样增大了焊接面积，提高了焊接强度，能满足高速高精度切削，提高生产效率；
两个与刀杆200的轴线成25～45°的斜面410、420交汇于刀杆200的中心轴线220上。
在刀杆200上开设有螺旋排屑槽230，螺旋排屑槽的螺旋角β为10-15°，以利于排屑。
螺旋排屑槽230为左螺旋排屑槽或右螺旋排屑槽；参见图3，当螺旋排屑槽230为左螺旋排屑槽时，铰刀刀刃310为左铰刀刀刃，左铰刀刀刃的切屑由左螺旋排屑槽往下排屑，适合加工通孔；参见图4，当螺旋排屑槽230为右螺旋排屑槽时，铰刀刀刃310为右铰刀刀刃,右铰刀刀刃的切屑由右螺旋排屑槽往上排屑，适合加工不通孔。
铰刀刀刃310的直径A大于刀杆200的直径,为1～3mm,铰刀刀刃310包含切削刃a、过渡刀刃b、校准部刀刃c以及倒锥部d，其中切削刃a位于铰刀刀刃310的最前端，过渡刀刃b位于切削刃a的后侧，校准部刀刃c位于过渡刀刃b的后侧，倒锥部d位于校准部刀刃c的后侧。切削刃主偏角Kr为 20-30°，过渡刀刃的偏角Krε为2-3°，倒锥部d的倒锥角ω为2-3°。
本实用新型的刀柄100为直柄或莫氏锥柄或7:24锥柄或高速切削刀柄 1:10短锥空心柄。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀,包括刀柄和刀杆，所述刀杆的后端与所述刀柄连接，所述刀杆的前端设置有切削部，在所述切削部上焊接有PCD刀片，所述PCD刀片上设置有铰刀刀刃，其特征在于，所述PCD刀片与所述切削部之间的焊接面由两个与所述刀杆的中心轴线成25～45°的斜面构成。
2.如权利要求1所述的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀，其特征在于，两个与所述刀杆的轴线成25～45°的斜面交汇于所述刀杆的中心轴线上。
3.如权利要求1所述的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀，其特征在于，在所述刀杆上开设有螺旋排屑槽。
4.如权利要求3所述的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀，其特征在于，所述螺旋排屑槽为左螺旋排屑槽或右螺旋排屑槽；当所述螺旋排屑槽为左螺旋排屑槽时，所述铰刀刀刃为左铰刀刀刃，当所述螺旋排屑槽为右螺旋排屑槽时，所述铰刀刀刃为右铰刀刀刃。
5.如权利要求3所述的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀，其特征在于，所述螺旋排屑槽的螺旋角β为10-15°。
6.如权利要求1所述的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀，其特征在于，所述铰刀刀刃的直径大于所述刀杆的直径。
7.如权利要求1所述的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀，其特征在于，所述铰刀刀刃包含切削刃、过渡刀刃、校准部刀刃以及倒锥部，其中所述切削刃位于所述铰刀刀刃的最前端，所述过渡刀刃位于所述切削刃的后侧，所述校准部刀刃位于所述过渡刀刃的后侧，所述倒锥部位于校准部刀刃的后侧。
8.如权利要求7所述的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀，其特征在于，所述切削刃主偏角Kr为20-30°，所述过渡刀刃的偏角Krε为2-3°，所述倒锥部的倒锥角ω为2-3°。
9.如权利要求1所述的一种对焊式小直径PCD螺旋铰刀，其特征在于，所述刀柄为直柄或莫氏锥柄或7:24锥柄或高速切削刀柄1:10短锥空心柄。
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