一种活塞环槽加工刀具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种活塞环槽加工刀具，包括刀体和刀头，所述刀头镶嵌在刀体的前端，所述刀头上设有PCD刀片，在PCD刀片的侧面刀尖上设有副偏角，该角角度范围是10′～20′；在所述PCD刀片端面两侧设有副后角，该角角度范围为2°～3°；在PCD刀片与刀体之间的刀头部位上还设有卷屑凹槽，在环槽加工过程中产生的切屑会随着刀面滑动，然后经过卷屑凹槽在离心力的作用下被甩出环槽外；所述PCD刀片材质为聚晶金刚石，其刃口比较锋利，且其刀面研磨抛光至镜面程度，表面粗糙度可达0.01μm，使得切屑能够沿前刀面顺利排出，减少槽内的积屑，进而提高加工工件的表面质量。本实用新型适用于铝活塞环槽的精加工。
【专利说明】一种活塞环槽加工刀具
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械加工制造【技术领域】，具体地说涉及一种加工活塞环槽的刀具。
【背景技术】
[0002]活塞是内燃机的关键部件，主要由活塞顶部、头部和裙部组成。在活塞头部上设有数道凹槽，通常称之为活塞环槽，用于安装活塞环，起密封作用。柴油机的活塞有三道环槽，其中上面的两道凹槽为气环槽，最后一道凹槽为油环槽，并在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环从气缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳。活塞环槽的质量对活塞环的密封性和活塞的使用寿命有很大影响，活塞环槽过宽，活塞环边间隙过大，不但起不了刮油的作用，而且使得内燃机成为机油泵，造成烧机油；活塞环槽过窄，活塞环放进去后由于间隙小，导致活塞环卡死，无法弹性膨胀，起不到密封的作用。因此活塞环槽的加工精度要求较高，进而也进一步严格要求了加工所采用的刀具。
[0003]目前，活塞环槽的加工工艺所采用的加工刀具存在主要问题有，一方面存在安装不牢固，加工过程中容易产生振动，进而在环槽的上下端面形成径向振纹，造成环槽与活塞环之间的密封性较差；另一方面，刀具的刀刃材料多选用硬质合金，其耐磨性较差，导致刀具在加工过程中磨损厉害，使用寿命较短，据统计，一把活塞环槽加工刀具的耐用度为400?500件。虽然大部分活塞生产厂家在活塞环槽的精车加工过程中采用两道工序，包括半精车和精车两工步，半精车工步的目的是减少精车工步的加工余量并使精车工步两侧余量均匀，以提高精车刀具的使用寿命，但是采用此种方式是在增加生产成本的基础上辅助性地延长了刀具的寿命，并未从根本上解决加工刀具寿命短的问题。鉴于现有技术中存在的技术问题，因此，迫切的需要一种加工精度高且使用寿命长的环槽加工刀具解决上述技术问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种安装稳定性好、使用寿命长、成本低且加工精度高的活塞环槽加工刀具。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种活塞环槽加工刀具，包括刀头和刀体，所述刀体的下表面部分设计成锯齿状结构，所述刀体与机床夹具通过此结构咬合连接，所述刀头镶嵌在刀体的前端，所述刀头上设有PCD刀片，在所述PCD刀片的侧面刀尖上设有副偏角，所述副偏角的角度范围是10'?20'，并在所述PCD刀片端面两侧设有副后角，所述的副后角的角度范围为2°?3°，在所述的PCD刀片与刀体之间的刀头部位上还设有卷肩凹槽。整个技术方案设计巧妙实用，所述PCD刀片材质为聚晶金刚石，其刃口锯齿峰值小于5 μπι，因而刃口比较锋利，且其刀面研磨抛光至镜面程度，表面粗糙度可达
0.01 μπι，使得切肩能够沿前刀面顺利排出，减少槽内的积肩，进而提高加工工件的表面质量。
[0006]作为本实用新型的一种改进，所述刀体的材料选用硬质合金或者高速钢。当刀具的厚度在3mm以内时，所述刀体的材料选用硬质合金；而当刀具的宽度尺寸大于或等于3mm时，所述刀体的材料则选用高速钢。
[0007]作为本实用新型的一种改进，所述刀头的前角取值为0°，后角的取值为9°，并且所述刀头的前端设计成斜面，所述PCD刀片的刀尖与该斜面形成切削后角。由于本实用新型所提出的刀具主要运用于数控机床或半自动排刀机床，刀具的前角较小可保障刀具尺寸公差范围的使用寿命及工作稳定性；刀具的后角越小，后刀面与过度表面之间的摩擦接触长度越大，而后角越大，切削刃口就越锋利，并且增大后角可延长刀具的使用寿命。按照常规的方法，取后角为9°比较理想。所述PCD刀片的刀尖与所述刀头前端斜面所形成切削后角能避免刀具与被加工件之间产生干涉，从而提高刀具切削的效率。
[0008]相对于现有技术，本实用新型的刀具结构能够克服普通刀具装夹不稳、槽侧面质量差的缺点，在保证对己加工表面足够的挤压的同时，最大限度地减小了后刀面与己加工表面之间的磨擦，因此具有切削轻快、刀具磨损较慢，己加工表面质量较好等优点。采用本实用新型所提出的加工刀具加工活塞环槽，其耐用度可达10000?15000件，明显提高了刀具的使用寿命，同时也节约了活塞的生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图。
[0010]图2为本实用新型的左视图。
[0011]图3为本实用新型的俯视图。
[0012]图中:1-刀体，2-刀头，3-刀片，4-卷肩凹槽。
【具体实施方式】
[0013]为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。
[0014]实施例1:如图1一图3，一种活塞环槽加工刀具，包括刀体I和刀头2，所述刀体I的下表面部分设计成锯齿状结构，所得所述刀体I与机床夹具通过此结构咬合连接，提高刀具装夹地稳固性，并能够保证刀具高速运转的过程中不会产生振动现象，减少在环槽端面上所形成的振动纹；所述刀头2镶嵌在刀体I的前端，所述刀头2上设有PCD刀片3，在所述P⑶刀片3的侧面刀尖上设有副偏角，所述副偏角的角度范围是1(V?2(V，优选的，所述副偏角的角度为15 ^ ;并在所述PCD刀片3端面两侧设有副后角，所述的副后角的角度范围为2°?3°，优选的，所述的副后角的角度为2° ;在所述的PCD刀片3与刀体I之间的刀头2部位上还设有卷肩凹槽4，在环槽加工过程中产生的切肩会随着所述PCD刀片3的刀面滑动，然后经过卷肩凹槽4在离心力的作用下被甩出环槽外；所述PCD刀片3材质为聚晶金刚石，其刃口锯齿峰值小于5 μ m，因而刃口比较锋利，且其刀面研磨抛光至镜面程度，表面粗糙度可达0.01 μ m，使得切肩能够沿前刀面顺利排出，减少槽内的积肩，进而提高加工工件的表面质量。
[0015]实施例2:如图1一图3，作为本实用新型的一种改进，所述刀体I的材料选用硬质合金或者高速钢。当刀具的厚度在3mm以内时，所述刀体I的材料选用硬质合金；而当刀具的宽度尺寸大于或等于3_时，所述刀体I的材料则选用高速钢。优选的，所述刀体I采用硬质合金制成。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0016]实施例3:如图1一图3，作为本实用新型的一种改进，所述刀头2的前角取值为0°，后角的取值为9°，所述刀头2的的长度L2为8mm，并且所述刀头2的前端设计成斜面，所述PCD刀片3的刀尖与该斜面形成切削后角。由于本实用新型所提出的刀具主要运用于数控机床或半自动排刀机床，刀具的前角较小可保障刀具尺寸公差范围的使用寿命及工作稳定性；刀具的后角越小，后刀面与过度表面之间的摩擦接触长度越大，而后角越大，切削刃口就越锋利，并且增大后角可延长刀具的使用寿命。按照常规的方法，取后角为9°比较理想。所述PCD刀片3的刀尖与所述刀头2前端斜面所形成切削后角能避免刀具与被加工件之间产生干涉，从而提高刀具的切削效率。优选的，所述切削后角的角度为30°，并且所述斜面的垂直高度LI为5_。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0017]本实用新型还可以将实施例2、3所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。
[0018]需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。
【权利要求】
1.一种活塞环槽加工刀具，包括刀体(I)和刀头(2)，其特征在于:所述刀体(I)的下表面部分设计成锯齿状结构，所述刀头(2)镶嵌在刀体(I)的前端，所述刀头(2)上设有PCD刀片(3)，在所述PCD刀片(3)的侧面刀尖上设有副偏角，所述副偏角的角度范围是1(V?20'，并在所述P⑶刀片(3)端面两侧设有副后角，所述的副后角的角度范围为2°?3°，在所述的P⑶刀片(3 )与刀体(I)之间的所述刀头(2 )部位上还设有卷肩凹槽(4 )。
2.如权利要求1所述的一种活塞环槽加工刀具，其特征在于，所述刀体(I)的材料选用硬质合金或者高速钢。
3.如权利要求1或2所述的一种活塞环槽加工刀具，其特征在于，所述刀头(2)的前角取值为0°，后角的取值为9°，并且所述刀头(2)的前端设计成斜面，所述PCD刀片(3)的刀尖与该斜面形成切削后角。
【文档编号】B23B27/14GK204234764SQ201420619525
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】袁晓婷, 袁晓麒, 张元侃, 钱正荣 申请人:无锡华星机电制造有限公司