一种刀具的制作方法

本发明涉及一种数控机床加工技术领域，特别是数控机床的刀具。

背景技术：

目前许多电子产品（如手机、平板电脑，电子阅读器等）的壳体采用金属件（如铝合金或者不锈钢等）作为主体材质，并采用数控机床（CNC）进行加工以提高精度。在加工过程中，数控机床的刀具则是影响加工精度的重要因素。

现有的刀具包括圆轴状的刀杆、固紧于刀杆下部的圆盘状的刀盘、对称设于刀盘底壁的条状刀粒和平衡件、及设于刀粒的聚晶金刚石刀片（PCD刀片），其中，所述刀粒和平衡件均水平设置（即刀粒和平衡件的长度方向与刀杆的轴线垂直）。现有的刀具加工厚度及表面强度均匀的金属件时，能较好地保证加工精度。但对于电子产品的金属壳体来说，由于电子产品的金属壳体具有插孔和/或金属塑料结合部（如铝塑结合部），这部分区域的金属的厚度和/或强度略小，而刀粒和平衡件水平设置的刀具，需将刀盘的直径设置得较大（刀盘的直径一般达65MM）以完全安装水平设置的刀粒和平衡件。因此，在加工过程中，刀具会因其刀盘直径较大而产生过大切削力且更容易出现震动，同时刀具转速不能超过5000转每分钟，其往往会在加工过程中，强力挤压金属件，并造成厚度和/或强度较小的插孔和/或金属塑料结合部区域变形和/或产生振刀纹。产生的变形或者振刀纹在后续工序利用各种打磨手段都难以克服，严重影响金属件的合格率。同时，加工过程，金属件对刀具的反作用力，会对刀具以及数控机床的主轴产生较大的损害，并降低刀具及数控机床的主轴的使用寿命（一般而言，平均一个刀具仅可加工300个金属件）。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种刀具，旨在提高加工精度以及刀具和数控机床主轴的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提出一种刀具，包括刀杆，所述刀杆的径向一侧设有刀粒，所述刀粒上设有刀片，所述刀杆的径向另一侧设有平衡件，以使所述刀杆径向的所述两侧保持动平衡，所述刀粒和所述平衡件沿所述刀杆的轴向固持。

本发明技术方案将刀粒和平衡件以沿所述刀杆的轴向固持（即刀粒和平衡件以长度方向与刀杆的轴线平行的方式固持于刀杆的径向两侧）的方式设于刀杆的径向两侧，使刀具可以在保证刀粒和平衡件均完全安装的情况下，将刀杆的直径设置更小（如25MM），以大幅减小刀具的切削力以及震动幅度，并可将刀具的转速提高。从而在加工过程中，大幅降低刀具挤压金属件的作用力，并避免厚度和/或强度较小的插孔或者金属塑料结合部区域变形和/或产生振刀纹，减少后续打磨的工作量，并提高金属件的合格率。同时，金属件对刀具的反作用力也会大幅度降低，因此，可相应提高刀具和数控机床主轴的使用寿命（平均一个刀具可加工600个金属件）。

优选地，所述刀杆的底壁开设有多个动平衡调节孔，部分所述动平衡调节孔设有动平衡调节件，以调节动平衡。

优选地，所述动平衡调节孔为螺孔且均匀设置于所述刀杆的底壁，所述动平衡调节件根据刀具的动平衡失衡情况旋接于相应的所述动平衡调节孔上。

优选地，所述刀杆下部的径向两侧分别开有第一限位槽和第二限位槽，所述刀粒和所述平衡件卡于所述第一限位槽和所述第二限位槽内，并与所述刀杆相连。

优选地，所述第一限位槽和所述第二限位槽呈方形条状，其下部向下贯穿所述刀杆的底壁，所述刀粒和所述平衡件与所述第一限位槽和所述第二限位槽相适配。

优选地，所述刀杆下部的径向两侧分别开设第一螺钉孔和第二螺钉孔，所述刀粒和所述平衡件上开有第一螺钉过孔和第二螺钉过孔，所述第一螺钉过孔和所述第二螺钉过孔分别设有第一螺钉和第二螺钉，所述第一螺钉和所述第二螺钉的杆部穿过所述第一螺钉过孔和所述第二螺钉过孔后与所述第一螺钉孔和所述第二螺钉孔旋接，以将所述刀粒和所述平衡件可拆卸连接于所述刀杆的径向两侧。

优选地，所述第一螺钉孔和所述第二螺钉孔通连形成螺纹通孔。

优选地，所述刀杆为台阶轴状结构，包括上段和下段，上段的直径小于下段，上段用于插入数控机床主轴的相应装配孔内。

优选地，所述刀片焊接、铆接或者可拆卸连接于所述刀粒，所述刀片的底壁低于所述刀杆的底壁，且与所述刀粒的底壁平齐。

优选地，所述刀粒与所述平衡件在所述刀杆的径向两侧对称设置，且所述平衡件的形状、质量与所述刀粒相适配。

附图说明

图1为本发明刀具的主视图；

图2是本发明刀具的仰视图；

图3是本发明刀具的立体示意图；

图4是本发明刀具的分解示意图；

图5是刀杆的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种刀具。

在本发明实施例中，如图1至图5所示，该刀具包括刀杆1，刀杆1为圆轴状结构，其直径优选小于或等于25MM，当然，也可根据设置得相对稍微大些。刀杆1的径向一侧设有刀粒2，刀粒2优选设于刀杆1下部的径向一侧；刀粒2上设有刀片4，该刀片4优选设于刀粒2下部的外侧壁上；刀杆1的径向另一侧设有平衡件3，以使刀杆1的径向的两侧保持动平衡，刀粒2和平衡件3沿所述刀杆的轴向固持（即刀粒2和平衡件3以长度方向与刀杆的轴线平行的方式固持于刀杆的径向两侧）。使刀具可以在保证刀粒2和平衡件3均完全安装的情况下，将刀杆1的直径设置更小（如25MM），以大幅减小刀具的切削力以及震动幅度，并可将刀具的转速提高（如从现有刀具的最高不超过5500转每分钟提高到本发明的最高8000转每分钟）。从而在加工过程中，大幅降低刀具挤压金属件的作用力，并避免厚度和/或强度较小的插孔或者金属塑料结合部区域变形和/或产生振刀纹，减少后续打磨的工作量，并提高金属件的合格率。同时，金属件对刀具的反作用力也会大幅度降低，因此，可相应提高刀具和数控机床主轴的使用寿命（平均一个刀具可加工600个金属件）。

具体地，如图1、图4所示，刀粒2与平衡件3在刀杆1的径向两侧对称设置，且平衡件3的形状、质量与刀粒2相适配。并且刀粒2和平衡件3的顶壁和底壁可设置为分别平齐，此设置方式能较好地保障刀具的动平衡。但是，应当说明的是，在能保障刀具动平衡度的情况下，刀粒2和平衡件3的形状、质量以及高度也可以设置为不同。

在本发明实施例中，刀粒2的形状和构造有多种方式，例如可以为长方形、棱形或者椭圆形的块状结构。

在本发明实施例中，如图2、图3所示，刀杆1的底壁开设有多个动平衡调节孔11，部分动平衡调节孔11设有动平衡调节件（未图示），以调节刀具的动平衡。具体地，动平衡调节孔11为螺孔且均匀设置于刀杆1的底壁，动平衡调节件可根据刀具的动平衡失衡情况旋接于相应的动平衡调节孔11上，以克服刀具的动平衡失衡问题，保证刀具运转更为平稳，并提高加工精度。平衡调节件的个数、重量以及设置在哪个或哪些动平衡调节孔11上需根据刀具运转可能出现的失衡情况而定，以能保证刀具运转平稳为准。应该说明的是，动平衡调节孔11也可以为盲孔，动平衡调节件通过间隙或者过盈配合插装于动平衡调节孔11。

进一步地，如图3、图4所示，刀杆1下部的径向两侧分别开有第一限位槽12和第二限位槽13，刀粒2和平衡件3卡于第一限位槽12和第二限位槽13内，并与刀杆1相连。具体地，第一限位槽12和第二限位槽13呈方形条状，其下部向下贯穿刀杆1的底壁，第一限位槽12和/或第二限位槽13的顶面优选圆弧面，以方便加工。刀粒2和平衡件3与第一限位槽12和第二限位槽13相适配，其顶壁同样为圆弧面。

在本发明实施例中，刀粒2和平衡件3可以通过焊接、铆接或者通过多种可拆卸连接结构与刀杆1相连，例如，镙钉、锁扣等可拆卸连接结构。

在一较佳实施例中，如图3至图5所示，刀粒2和平衡件3通过螺钉结构与刀杆1相连，具体地，刀杆1下部的径向两侧分别开设第一螺钉孔14和第二螺钉孔15，刀粒2和平衡件3上开有第一螺钉过孔21和第二螺钉过孔31，第一螺钉过孔21和第二螺钉过孔31分别设有第一螺钉（未图示）和第二螺钉（未图示），第一螺钉和第二螺钉的杆部穿过第一螺钉过孔21和第二螺钉过孔31后与第一螺钉孔14和第二螺钉孔15旋接，以将刀粒2和平衡件3可拆卸连接于刀杆的1径向两侧。应当说明的是，刀粒2和或/平衡件3也可以与刀杆1一体成型，一体成型的方式结构稳定，加工方便。

更具体地，如图5所示，第一螺钉孔14和第二螺钉孔15为相互独立的个体，其分别开设于刀杆1的侧壁的径向的两侧。但为了便于加工以及提高平衡性，第一螺钉孔14和第二螺钉孔15通连成螺纹通孔。

在本发明实施例中，如图3、图4所示，刀片4可采用多种材料制成，例如聚晶金刚石（PCD）、高速钢或者硬质合金等。刀片4可以通过焊接、铆接或者通过多种可拆卸连接结构与刀粒2相连，例如，镙钉、锁扣等可拆卸连接结构。应当说明的是，刀片4也可以与刀粒2一体成型，一体成型的方式，具有结构稳定的优点。但由于刀片所采用的材料价格昂贵，所以一体成型的方式对应的成本较高，一般较少采用。可以理解地，设置后，刀片4的底壁低于刀杆1的底壁，以保证加工时，刀杆不与夹具（未图示）或者金属件（未图示）之间发生干涉，而为保证刀片4的结构稳定性，刀片4的底壁可设为与刀粒2的底壁平齐。

进一步的，如图5所示，刀杆1为台阶轴状结构，包括上段16和下段17，上段16的直径小于下段17，装配后，上段16插入数控机床主轴（未图示）的相应装配孔内，而上段16和下段17之间的台阶面则与数控机床主轴的相应部位相抵，这种结构便于将刀杆1安装于数控机床的主轴上，且能更好地保证刀具的装配精度。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。