专利名称：一次成型修边倒角刀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械制造业中所用的新型非标刀具，特别为一种 用于解决军工、航空、汽车船舶工业上用的高压液压阀、气阀、电磁阀及各种组合复杂体通孔、半通孔的双面倒角和去毛刺而设计的旋转体刀具。
技术背景在现代机械零件加工中，要求必须过孔加工的零件，组合件，复杂机 体常用镗床过孔倒角。但孔径一般都相对较大；车床也可采用较长的刀杆 加工一些可装夹旋转体零件的倒角，但这些方法很难实现在部件机体内去 完成各种小孔径的一次成型修边倒角。在现有的各种机械加工用的刀具中，不论是旋转刀具还是非旋转体刀 具，都属于刚性切削。刚性切削要求刀具体具有较高的强度，在切削受力 时不能产生弯曲变形，这就要求镗刀车刀等刀具的刀杆不可过长，否则将 产生弹性让刀。即随着切削力的增加刀杆会随之产生弹性变形而弯曲。随着机械制造技术的发展，要求工程技术人员能解决各种机械制作难 题，对倒角、修边、去毛刺也不断的提出新的需求，把他们的功能结合在 一起，形成组合刀具，成为国内外企业单位制作刀具的一个方向。而且在以前阀体内孔修毛刺，只能依靠高级技工手工修磨；随着高速 工具钢和旋转体刀具的发展，对高速工具钢与刀具的认识越来越深刻，双 面倒角在技术上也逐渐成为可能。发明内容本实用新型的目的在于解决零件孔内端无法倒角的难题，提供一种集 倒角、修边、去毛剌功能于一体的组合刀具。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现一次成型修边倒角刀，包括主体刀杆，弹性闭合槽，锥度槽，切削刀 片和导弧；所述的弹性闭合槽和锥度槽设置在主体刀杆前端使主体刀杆大 致成叉型，且锥度槽设置在弹性闭合槽的前端；主体刀杆的前端是导弧，而其外侧设置有至少一个切削刀片。所述的切削刀片为一个或两个。所述的切削刀片包括有前端切削刃和后端切削刃。所述的前端切削刃角度为45 度，后端切削刃角度为33度。所述的主体刀杆为一等直径的圆杆或设有一台阶的圆杆。 所述的一次成型修边倒角刀的材料为高速工具钢M42。 制造上述的一次成型修边倒角刀的方法，按顺序包括以下主要工序 线切割断料、车外圆、平两头端面、打中心孔、热处理、研磨中心孔、磨 外圆、刀片成型、精磨刀片前后角、倒前角、精切平头定长度、精磨外端 刀刃、精磨内端刀刃、精磨导弧、柄部倒角、粗抛光、线切割弹性槽口、 去除线切割槽口周遍尖锐角与毛刺、精抛光。所述的热处理工序后，切削刀片硬度为HRC65-67;弹性闭合槽尾部 硬度为HRC48-62;主体刀柄硬度为HRC40以上。所述的热处理工序包括先整体淬火至1230-1250摄氏度，然后在弹性 闭合槽部分增加回火温度570摄氏度进行回火。本实用新型的有益效果体现在本实用新型设计科学合理，结构简单， 制造方便，性能优越，能够一次性完成孔两端的倒角与去毛刺，适合使用 在各种精密设备，数控设备，大型设备和尖端设备上各种孔的倒角与去毛 刺，也更容易为军工、航空、汽车船舶工业上用的高压液压阀、气阀、电 磁阀及各种组合复杂体通孔、组合孔、半通孔的双面倒角和去毛刺。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明 图h本实用新型第一实施例的正视图；图2:本实用新型第二实施例的正视图; 图3:本实用新型第三实施例的正视图; 图4:本实用新型的工作过程示意图。 g中1主体刀杆2弹性闭合槽3锥度槽4切削刀片41前端切削刃42后端切削刃5导弧A后段切削刃角度B前端切削刃角度具体实施方式
本实用新型揭示了一种一次成型修边倒角刀，如图1所示，包括主体刀杆l，弹性闭合槽2，锥度槽3，切削刀片4和导弧5;所述的弹性 闭合槽2和锥度槽3设置在主体刀杆1前端使主体刀杆1大致成叉型， 且锥度槽3设置在弹性闭合槽2的前端；主体刀杆1的前端是导弧5， 而其外侧设置有两个切削刀片4。主体刀杆1便于各种设备装夹可制作 成直柄，削平面型，莫氏锥型；本实施例中为直柄。切削刀片4设有前端切削刃41和后端切削刃42，前端切削刃角度 B为45。，后端切削刃角度A为33。。本实施例中刀片除了内外端的33。 与45。切削刃，还有构成切削刃的前后角，也称前后面，切削刃的前角 为圆弧面，后角为10。角构成合理的切削刃。刀背20。角起始于槽口，刀 片的圆周转向前角倒角度0.1MM*30°，是避免刀片过孔时损伤孔壁。弹性闭合槽2的长度及槽口宽度决定刀片切削弹性强度和在过孔时 闭合的弹性性能的关键，确定合理的尺寸范围，使一次成型修边倒角刀 备良好的实用性能。在弹性闭合槽2的基础上前端再增加6。的锥度槽3的目的是使刀体 在通过孔产生闭合后刀片的外径尺寸略小于刀杆的外径，能顺利过孔，不切削孔壁。前端导弧5的作用是便于顺利导向入孔，入孔后中心定位 确保倒角质量。本实用新型所使用的材料为高速工具钢M42，该钢号含有8%的钴 元素，红硬性和耐磨性都优于普通鸨系和钼系高速工具钢，且弹性性能 达到要求，在切削、弹性性能、硬度上比较合适于制作一次成型修边倒 角刀。刀体必须具备通过孔后进行倒角切削的功能。而一次成型修边倒角 刀的切削原理正是基于刀具材料的弹性性质，与常规刀具的切削原理相背。实现双面倒角，刀体和刀片必须具备两项功能弹性切削与入孔闭合功能，而弹性的性能必须保证刀体与刀片具有一定的切削强度完成切 削且过孔时闭合不损伤孔的内壁为基准，过孔后又能再次切削，从而双 面切削倒角，修边，去毛刺。图2中的第二实施例与第一实施例的区别仅在于主体刀杆1的外侧设置有且只有一个切削刀片4。图3中的第三实施例与第二实施例的区别仅在于主体刀杆l为一设有一台阶的圆杆，而非前两个实施例中 的等直径的圆杆，这样设计也是为了满足其他设备的装夹。图4揭示了本实用新型的工作过程，即倒角修边的过程。当前端导 弧5进入孔内中心定位后，45。角前刃刀片4完成倒角切削，倒角后弹性 入孔，弹性闭合槽2闭合时由于刀片外径前刃倒角，不会对孔壁产生损 伤；过孔后33。角后端刀刃闭合完成倒角切削，33°转化为45°角，这样 双面倒角度都为45°。一次成型修边倒角刀的加工工序较多，无法通过自动设备实现快速 加工，只能通过专门的专用机床与特制的工夹具分解工序加工，具体工 序如下1、线切割断料；2、车外圆，平两头端面；3、打中心孔；4、热处 理；5、研磨中心孔；6、粗磨外圆；7、精磨外圆；8、刀片成型(磨削分割)；9、精磨圆(刀片间的圆柱体与杆径同)；10、精磨刀片前后角(前 面7。角后面20。角)；11、倒前R角0.2MM (避免刀片过孔时改变损坏孔径)；12、精切平头定长度；13、精磨外端刀刃45。角(后角为10。)；14、精磨内端刀刃33°角(后角为10°); 15、精磨头部导弧；16、柄部 倒角；17、粗抛光(去除在分割刀片和精磨圆工序时产生的不同方向的 磨削痕迹)；18、磨刀片前面圆弧，即开前刃角；19、线切割弹性槽口与 6°角；20、去除线切割槽口周遍尖锐角与毛刺；21、精抛光；22、激光 打标志；23、包装。从以上工序流程可以看出，有多道工序难以加工，要实现规模化生 产能力，必须设计出适合各工序的专用工夹具。以下针对典型工序进行说明车外圆工序，双面倒角刀的刀杆细而长，刀片必须在圆棒料体上加 工成型，但车加工难度就比较大的，机械加工细长杆必须用合金导向模 具与车刀一体随动刀架在简易的小仪表车上依次加工完成。外圆磨削工序，小规格细长杆全部采用砂磨长柄加工，刀片部位与 前部导引部位采用靠模具在磨床上加工。刀片成型的磨削是根据构成刀片的圆周角度设计出可旋转分度定位 和可支撑调整的工夹具，夹具体分度角为70°角与110。角构成。在成型 定位时刀片的前面8。角和后面的20。角都是通过这套工夹具完成。刀片前后圆柱体采用砂轮修内圆弧顺刀杆方向精磨圆的方法。与前 后段相吻合，再经过粗抛光即可符合要求。外端刀片45。角与其后角10。角是根据不同的规格外径选用相近的 螺旋导程及砂轮修磨成对应的角度来加工；内端刀片33。角与其后角10° 角的加工方法相同，只是选用的螺旋导程为左旋。刀片的前面圆弧面，是45。切削刃与33。切削刃的共用前角面，为主 切削刃，根据刀片尺寸的大小选择不同的砂轮加工完成。线切割槽，线切割每次切割以单只为最佳，保证定位准确，成型槽 切割的方法，保证切割精度在0.1MM以内。热处理，因为一次成型修边倒角刀需要良好的弹性，要求热处理不同的区位段具有不同的硬度刀片切削部分硬度为HRC65-67;弹性槽 尾部分硬度为HRC48-62;柄部硬度HRC40以上。经过实验，我们选择 先整体淬火(1230°C- 1250°C )，然后在弹性槽部分增加回火温度(570°C) 进行回火降低硬度的办法，实现各区段的不同硬度要求，最终满足刀具 对硬度，韧性，强度，弹性要求。以上所述仅是本实用新型的应用范例，应当指出，对于本领域的普 通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干 改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一次成型修边倒角刀，其特征在于包括主体刀杆(1)，弹性闭合槽(2)，锥度槽(3)，切削刀片(4)和导弧(5)；所述的弹性闭合槽(2)和锥度槽(3)设置在主体刀杆(1)前端使主体刀杆(1)大致成叉型，且锥度槽(3)设置在弹性闭合槽(2)的前端；主体刀杆(1)的前端是导弧(5)，而其外侧设置有至少一个切削刀片(4)。
2. 根据权利要求1所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于所述 的切削刀片(4)为一个或两个。
3. 根据权利要求2所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于所述的切削刀片(4)包括有前端切削刃(41)和后端切削刃(42)。
4. 根据权利要求3所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于所述 的前端切削刃角度(B)为45度，后端切削刃角度(A)为33度。
5. 根据权利要求1所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于所述 的锥度槽(3)的锥度为6度。
6. 根据权利要求1所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于所述 的主体刀杆(1)为一等直径的圆杆或设有一台阶的圆杆。
7. 根据权利要求1所述的一次成型修边倒角刀，其特征在于所述的一次成型修边倒角刀的材料为高速工具钢M42。
专利摘要本实用新型提供了一种一次成型修边倒角刀。该修边倒角刀的结构包括主体刀杆、弹性闭合槽、锥度槽、切削刀片和导弧，主体刀杆的前端是导弧，其外侧设置有至少一个切削刀片。本实用新型设计科学合理，结构简单，制造方便，性能优越，能够一次性完成孔两端的倒角与去毛刺，适合使用在各种精密设备、数控设备、大型设备和尖端设备上各种孔的倒角与去毛刺，是解决双面倒角及修边的新型刀具，具有良好的市场前景和实用价值。
文档编号B23B27/06GK201157912SQ20082003153
公开日2008年12月3日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者王建波 申请人:王建波