碟型类零件快速加工刀具的制作方法

本实用新型涉及金属切削刀具，特别是切削碟形零件的刀具。

背景技术：

碟形零件是一种较难进行加工的特殊零件，表现为体积的胀大或缩小，同时伴随着弯曲、扭曲、椭圆、翘曲等变形。影响薄壁零件加工的因素主要有两方面：一是由于工件壁薄，导致整个切削系统刚性较差，在装夹工件时易产生变形，切削加工中易产生切削振动，从而影响工件的尺寸精度、形状位置精度和表面粗糙度；二是因工件较薄，切削加工中产生的切削力对其影响较大，热胀冷缩引起工件产生变形，从而使工件尺寸难以控制。

对于装夹问题，一般是靠卡盘直接对碟形零件进行夹紧，然后再对其进行加工，但是这样的装夹方法存在着很多的问题和隐患，首先待加工零件装夹不便，其次装夹后在加工过程中，容易导致碟形零件的车削变形量很大，同时操作麻烦且生产效率低，工人的劳动强度高， 其次废次品率也高，无法满足现有的生产产能。于是，技术人员设计了加工碟形零件的专用夹具，例如，“一种碟形零件的车削夹具，201510263215.7，”本发明公开了一种碟形零件的车削夹具，碟形零件包括待车削基体、固定设置在待车削基体上的连接轴和贯穿于待车削基体与连接轴的安装孔，夹具包括定位轴和夹紧套筒，连接轴端部与定位轴端部对接；夹紧套筒套接在定位轴与连接轴的上方，其中处于连接轴上方的夹紧套筒内孔为圆锥形孔；在连接轴上设有环形凹槽；在环形凹槽上设有弹簧圈；弹簧圈处于圆锥形孔内。本发明能够快速装夹、自动定心，定心精度高、结构紧凑、工作平稳，提高工件加工效率，保证加工质量，满足了实际生产的需求，适用于进行大规模的运用。

而对于切削加工中产生的切削力对零件影响较大的问题，并未见报道，且碟形零件的内、外面必须分次加工，导致变形量加大。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供一种切削阻力小，操作方便且加工效率高、表面精度好的车削碟形零件的刀具，解决目前碟形零件薄壁部位难加工，需要内、外表面分次加工，加工时间长、效率低的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碟型类零件快速加工刀具，碟形零件包括待车削基体1，固定设置在待车削基体1上的台阶轴2和贯穿于待车削基体1的工件通孔3，车削基体1的材料为45＃钢。加工刀具包括用于加工碟形零件外表面的外刀4和加工内表面的内刀5。内刀和外刀刀柄部分材料为45＃钢，刀头部分材料均为YT15硬质合金材料。

所述外刀4包括刀柄A401和刀头A402；所述刀柄A401副后刀面A403的一侧设有矩形导轨槽404，所述导轨槽404的槽宽为10.05～10.10mm，槽深为4mm，在导轨槽404中间的底部设有两个M8内螺纹孔405,用于松紧两刀前后移动，调节内刀5和外刀4之间的间歇。

所述刀头A402设置在刀柄A401的一端端部，刀头 A402包括前刀面A406、主切削刃A409、主后刀面A408、副后刀面 A403以及副切削刃A407，所述前刀面A406、副后刀面 A403和主后刀面A408 形成锥形的刀头 A402。所述刀头A402的前刀面A406上与主后刀面A408邻接处设置有圆弧式断屑槽410，所述断屑槽410槽面宽度LBn 2.15～2.22mm，槽深CBn为0.28～0.32 mm，负倒棱宽度b为0.2mm。所述刀头A402上设有2 ～5°的第一前角 γo，3 ～5°的第一后角 αo，92 ～96°的第一主偏角 Kr，15～20°的第一副偏角 Kr’和2 ～5°的第一刃倾角λo。

为了减轻刀具的重量，刀柄A401的另一端设为斜面411。

所述内刀5包括刀柄B501和刀头部分B502；所述刀柄B501副后刀面B503背面的一侧设有与刀柄A401上导轨槽404配合滑动的凸槽506, 所述凸槽506宽为10～9.95 mm，高度为3.5mm，刀柄B501的一侧设有安装沉孔507，可使的凸槽506在沿刀柄A401的导轨槽404滑动调节内外两刀间隙后再固定位置。

所述刀柄A401上导轨槽404与刀柄B501上的凸槽506配合后宽度间隙为0.05～0.1 mm，上下间隙为0.5mm, 外刀4和内刀5之间的加工间隙调整范围为3.40～4.60mm。

所述刀柄B501与刀头B502连接，刀头B502包括相互连接的避让段508和刀刃B ，所述避让段508依次为角度为163°、150°和135°的过渡圆弧。避让段508可以避免加工内锥面时刀具与已加工的表面发生干涉，实现了同时加工蝶形零件内、外表面，更好地保证加工表面的圆跳动及表面粗糙度。

所述刀刃B包括前刀面 B509、主切削刃B510、主后刀面B、副后刀面 B503以及副切削刃B511。刀刃B上设有3 ～6°的第二前角γo，2 ～5°的第二主后角αo，91 ～93°的第二主偏角 Kr，15～20°的第二副偏角 Kr’ 和2 ～5°的第二刃倾角λo。所述刀刃B的前刀面 B509上设置有圆弧式第二主断屑槽512。

外刀4中部的矩形导轨槽404与内刀凸槽506配合，可以起到调整两刀之间加工间隙的作用，这个间隙精度可以达到0.01mm，也就是碟型零件±0.02mm的壁厚精度，一旦调整好后可以高效批量加工。

有益效果：①本实用新型结合碟形零件机加工时装夹困难、加工中振动大、加工薄壁碟型处后变形大等特点，并且还存在生产效率低、材料浪费大等问题，合理设置内刀和外刀的前角γo，前角经过试验和生产检验确定取值较小，既能保证刀片在连续切削时切削刃的强度和具有一定的散热体积，又能保证保持切削刃的锐利；合理设置刀具的后角αo，后角经过试验和生产检验确定取值同样也是较小，不仅能减小后刀面与加工表面之间的摩擦，保证刀片必要的散热体积，以保证切削刃强度及耐磨性，又能保证切削刃的锋利，从而保证刀片使用寿命和加工效率的最优结果。创造性的设置内刀和外刀相结合，并且内刀和外刀之间的距离可通过导轨槽404来调节，以满足碟形零件不同壁厚要求。因此，本实用新型具有结构简单、强度高、耐磨性好、切削阻力小、断屑及时和可靠的特点。

②本实用新型外刀4中部的矩形导轨槽404主要与内刀凸槽506配合，可以起到调整两刀之间加工间隙的作用，这个间隙精度可以达到0.01mm，也就是碟型零件壁厚精度，一旦调整好后可以高效批量加工。

③本实用新型内刀上设有避让段508，可以避免加工内锥面时刀具与已加工的表面发生干涉，实现了同时加工内、外表面，一次成型，更好地保证加工表面的圆跳动及表面粗糙度。避让段还兼顾了刀具的刚性和强度，切削效果比较好，能更好的保证零件表面粗糙度，提高产品的表面质量及尺寸精度，大幅提高产品合格率。

附图说明

图1为本实用新型刀具加工碟型零件示意图。

图2为本实用新型外刀立体结构示意图。

图3为本实用新型外刀主视图。

图4为本实用新型外刀俯视图。

图5为本实用新型外刀左视图。

图6为本实用新型外刀局部放大示意图。

图7为本实用新型内刀立体结构示意图。

图8为本实用新型内刀主视图。

图9为本实用新型内刀俯视图。

图10为本实用新型内刀仰视图。

图中：车削基体1，台阶轴2，工件通孔3，外刀4，内刀5，刀柄A401，刀头A402，副后刀面A403，导轨槽404，内螺纹孔405，前刀面A406，副切削刃A407，主后刀面A408，主切削刃A409，断屑槽410，斜面411，刀柄B501，刀头部分B502，副后刀面B503，凸槽506，安装沉孔507，避让段508，前刀面 B509，主切削刃B510，副切削刃B511，第二主断屑槽512。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图1-10所示，一种碟型类零件快速加工刀具，碟形零件包括待车削基体1，固定设置在待车削基体1上的台阶轴2和贯穿于待车削基体1的工件通孔3。加工刀具包括用于加工碟形零件外表面的外刀4和加工内表面的内刀5。

所述外刀4包括刀柄A401和刀头A402；所述刀柄A401副后刀面A403的一侧设有矩形导轨槽404，所述导轨槽404的槽宽为10.05～10.10mm，槽深为4mm，在导轨槽404中间的底部设有两个M8内螺纹孔405,用于松紧两刀前后移动，调节内刀5和外刀4之间的间歇。

所述刀头A402设置在刀柄A401的一端端部，刀头 A402包括前刀面A406、主切削刃A409、主后刀面A408、副后刀面 A403以及副切削刃A407，所述前刀面A406、副后刀面 A403和主后刀面A408 形成锥形的刀头 A402。所述刀头A402的前刀面A406上与主后刀面A408邻接处设置有圆弧式断屑槽410，所述断屑槽410槽面宽度LBn 2.15～2.22mm，槽深CBn为0.28～0.32 mm，负倒棱宽度b为0.2mm。所述刀头A402上设有2 ～5°的第一前角 γo、3 ～5°的第一后角 αo、92 ～96°的第一主偏角 Kr和15～20°的第一副偏角 Kr’。

所述内刀5包括刀柄B501和刀头部分B502；所述刀柄B501副后刀面B503背面的一侧设有与刀柄A401上导轨槽404配合滑动的凸槽506, 所述凸槽506宽为10～9.95 mm，高度为3.5mm，刀柄B501的一侧设有安装沉孔507，可使的凸槽506在沿刀柄A401的导轨槽404滑动调节内外两刀间隙后再固定位置。

所述刀柄B501与刀头B502连接，刀头B502包括相互连接的避让段508和刀刃B ，所述避让段508依次为角度为163°、150°和135°的过渡圆弧。避让段508可以避免加工内锥面时刀具与已加工的表面发生干涉，实现了同时加工蝶形零件内、外表面，更好地保证加工表面的圆跳动及表面粗糙度。

所述刀刃B包括前刀面 B509、主切削刃B510、主后刀面B、副后刀面 B503以及副切削刃B511。刀刃B上设有3 ～6°的第二前角γo、2 ～5°的第二主后角αo、91 ～93°的第二主偏角 Kr和15～20°的第二副偏角 Kr’。所述刀刃B的前刀面 B509上设置有圆弧式第二主断屑槽512。

外刀4中部的矩形导轨槽404与内刀凸槽506配合，可以起到调整两刀之间加工间隙的作用，这个间隙精度可以达到0.01mm，也就是碟型零件±0.02mm的壁厚精度，一旦调整好后可以高效批量加工。

实施例2

一种碟型类零件快速加工刀具，碟形零件包括待车削基体1，固定设置在待车削基体1上的台阶轴2和贯穿于待车削基体1的工件通孔3，车削基体1的材料为45＃钢。加工刀具包括用于加工碟形零件外表面的外刀4和加工内表面的内刀5。内刀和外刀刀柄部分材料为45＃钢，刀头部分材料均为YT15硬质合金材料。

所述外刀4包括刀柄A401和刀头A402；所述刀柄A401副后刀面A403的一侧设有矩形导轨槽404，所述导轨槽404的槽宽为10.05～10.10mm，槽深为4mm，在导轨槽404中间的底部设有两个M8内螺纹孔405,用于松紧两刀前后移动，调节内刀5和外刀4之间的间歇。

所述刀头A402设置在刀柄A401的一端端部，刀头 A402包括前刀面A406、主切削刃A409、主后刀面A408、副后刀面 A403以及副切削刃A407，所述前刀面A406、副后刀面 A403和主后刀面A408 形成锥形的刀头 A402。所述刀头A402的前刀面A406上与主后刀面A408邻接处设置有圆弧式断屑槽410，所述断屑槽410槽面宽度LBn 2.15～2.22mm，槽深CBn为0.28～0.32 mm，负倒棱宽度b为0.2mm。所述刀头A402上设有2 ～5°的第一前角 γo、3 ～5°的第一后角 αo、92 ～96°的第一主偏角 Kr和15～20°的第一副偏角 Kr’。

为了减轻刀具的重量，刀柄A401的另一端设为斜面411。

所述内刀5包括刀柄B501和刀头部分B502；所述刀柄B501副后刀面B503背面的一侧设有与刀柄A401上导轨槽404配合滑动的凸槽506, 所述凸槽506宽为10～9.95 mm，高度为3.5mm，刀柄B501的一侧设有安装沉孔507，可使的凸槽506在沿刀柄A401的导轨槽404滑动调节内外两刀间隙后再固定位置。

所述刀柄A401上导轨槽404与刀柄B501上的凸槽506配合后宽度间隙为0.05～0.1 mm，上下间隙为0.5mm, 外刀4和内刀5之间的加工间隙调整范围为3.40～4.60mm。

所述刀柄B501与刀头B502连接，刀头B502包括相互连接的避让段508和刀刃B ，所述避让段508依次为角度为163°、150°和135°的过渡圆弧。避让段508可以避免加工内锥面时刀具与已加工的表面发生干涉，实现了同时加工蝶形零件内、外表面，更好地保证加工表面的圆跳动及表面粗糙度。

所述刀刃B包括前刀面 B509、主切削刃B510、主后刀面B、副后刀面 B503以及副切削刃B511。刀刃B上设有3 ～6°的第二前角γo、2 ～5°的第二主后角αo、91 ～93°的第二主偏角 Kr和15～20°的第二副偏角 Kr’。所述刀刃B的前刀面 B509上设置有圆弧式第二主断屑槽512。

外刀4中部的矩形导轨槽404与内刀凸槽506配合，可以起到调整两刀之间加工间隙的作用，这个间隙精度可以达到0.01mm，也就是碟型零件±0.02mm的壁厚精度，一旦调整好后可以高效批量加工。