一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具的制作方法

本实用新型属于车削刀具技术领域，更具体地说，涉及一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具。

背景技术：

近年来，随着我国建筑、冶金、印染、造纸、印刷、包装等行业的飞速发展，胶辊制品行业，特别是巨型胶辊的发展也呈现出勃勃生机。橡胶胶辊是以金属或其他材料为芯，外覆橡胶经硫化而制成的辊状制品，按表面形态可分为平辊和花纹胶辊。为冶金工业配套生产的胶辊长度可达12.5米，直径达2.5米，巨型造纸胶辊长度达8米，直径达4米。

目前，硬橡胶已被广泛用作工业产品的零部件使用材料，这种大弹性材料具有机械强度高、耐磨性能好、耐溶剂、洁度高等特性，且其拉伸强度高达45MPa，拉断伸长率达660％。其中，传输硬橡胶胶辊在钢型材的输送工序中用量较大，因待输送型材的形状、尺寸及传输要求不同，对传输辊工作表面的形状、尺寸也就相应地具有不同要求。有的传输辊表面要求具有浅沟槽、有的要求有花纹、有的则要求非常平整等。因此，对这种大弹性材料车削加工所用的刀具就有一些特殊的要求。

在切削大弹性材料时，由于存在较大的弹性变形，橡胶的粘着力很大，在切削过程中极易发生变形，因此难以保证其尺寸精度和形状精度；同时，由于输送型钢的大尺寸传输胶辊具有长度、直径都很大的特点，若刀具锋利但不兼顾其耐磨性，往往在加工路径较短时因刀具磨损而不能正常切削，甚至在一根辊子没有车削完毕时就要换刀，使得工件表面出现接刀痕，影响刀具整体质量。因此，如何避免切削过程中橡胶材料易发生弹性变形对其尺寸精度和形状精度的影响，并减小切削刀具与橡胶之间的摩擦是大尺寸硬橡胶胶辊车削加工过程中需要解决的主要问题。

目前，现有技术中通常是采用高速钢或硬质合金材料的车削刀具来加工大尺寸硬橡胶胶辊的，且车削刀具多采用大前角、大后角、小楔角、小刃倾角的结构设计，难以有效解决大弹性橡胶材料切削加工存在的以上问题。此外，虽然高速钢刀具可以将刃磨得很锋利，但其耐磨性相对较差，在使用过程中刀具耐用度低；而硬质合金刀具的耐磨性虽然较高，但其刀刃钝圆半径较大，在切削过程中存在切削力大、工件回弹大等问题。

如，中国专利申请号：201020583389.4，申请日：2010年10月29日，发明创造名称为：用于胶辊车削的专用刀具，该申请案的刀具包括刀头、刀头上的切削刃、刀柄，所述刀头前角为45°～55°、后角为10°～15°、楔角为20°～30°、刃倾角为10°～20°，所述刀头尾部设置有与其一体成型的刀杆，刀杆沿轴向为等截面且刀头和刀杆两者连接处的截面一致；所述刀杆通过可拆卸连接结构安装在刀柄上，所述刃倾角由切削刃与刀柄顶面之间的夹角构成。刀杆和刀头部分刃倾角为零，采用组合式结构，通过刀杆和刀柄的配合实现构成实际刃倾角，从而在一定程度上提高了加工效率和胶辊的表面质量，且其拆卸后，磨刃方便。但采用该申请案的刀具对胶辊进行切削时产生的切削变形及刀具的磨损仍较严重，刀具的使用寿命及耐用度有待进一步提高。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服采用现有车削刀具加工大尺寸硬橡胶胶辊时，难以保证材料的尺寸精度和形状精度，刀具与工件之间摩擦严重，刀具使用寿命相对较短的不足，提供了一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具。采用本实用新型的聚晶金刚石环形刀具对大尺寸硬橡胶胶辊进行车削加工时，能够有效克服胶辊材料易发生弹性变形的影响，保证材料的尺寸精度和形状精度，且刀具与胶辊之间的摩擦较小，刀具的耐用度得到提高。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具，包括刀杆、刀座、刀垫和刀片，其中，所述刀座位于刀杆的一端，且与刀垫一起围绕形成安装刀片的刀槽，所述的刀片为圆环形结构，其材质为聚晶金刚石。

更进一步的，所述的刀座由完全对称的第一夹持部和第二夹持部组成，第一夹持部与第二夹持部之间形成弹性夹头结构，通过第一夹持部与第二夹持部的夹持作用将刀片夹紧固定在刀槽内。

更进一步的，所述刀杆与刀座相连的一端加工有夹紧螺孔，夹紧螺孔内安装有夹紧螺栓，通过调节夹紧螺栓实现弹性夹头夹持力的调节。

更进一步的，所述刀座的上方还设有压板，通过压板压住刀片的非切削弧段。

更进一步的，所述的压板及刀座上分别加工有相互对应的第二固定螺孔与第一固定螺孔，通过压板螺丝将压板安装于刀座上方。

更进一步的，所述的刀杆、刀座及刀垫一体制造而成。

更进一步的，所述的刀杆、刀座及刀垫均采用弹簧钢材质。

更进一步的，所述的刀垫为圆环形结构，其圆环直径与刀片直径相匹配，且刀垫内孔与刀片内孔相连通。

更进一步的，所述的刀座及压板均为半圆环形结构，且压板的尺寸与刀座尺寸相匹配。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具，包括刀杆、刀座、刀垫和刀片，所述刀片加工为圆环形结构，其材质为聚晶金刚石，摩擦系数小，切削刃可以磨得很锋利，从而可以克服胶辊弹性变形对加工精度的影响，能够在顺利切除加工余量的同时使材料的回弹量最小，进而保证材料的尺寸精度和形状精度；同时，采用本实用新型的刀具对大尺寸硬橡胶胶辊进行切削时能够有效减小切削力和切削变形，并提高刀具的耐用度。

(2)本实用新型的一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具，刀座由完全对称的第一夹持部和第二夹持部组成，第一夹持部与第二夹持部之间形成弹性夹头结构，通过第一夹持部与第二夹持部的夹持作用将刀片夹紧固定在刀槽内，从而保证切削过程中刀片的牢固性，防止刀片发生晃动，有利于保证切削质量。而当环形刀片切削部位磨钝后，将环形刀片调整一个角度重新定位、夹紧即可，调节方便，能够显著提高刀具的耐用度和使用寿命。

(3)本实用新型的一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具，所述刀座的上方还设有压板，通过压板压住刀片的非切削弧段，从而可以有效平衡环形刀片的切削力，减小刀片变形，进一步提高刀片固定的牢固性。

(4)本实用新型的一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具，所述的刀垫为圆环形结构，其圆环直径与刀片直径相匹配，且刀垫内孔与刀片内孔相连通，在切削过程中，橡胶切屑可以从刀片及刀垫中间的环形内孔流出。

附图说明

图1是本实用新型的大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具的爆炸图；

图2是本实用新型的聚晶金刚石环形刀具的组装结构示意图。

图中的标号说明：1、刀杆；101、夹紧螺孔；102、第一固定螺孔；2、夹紧螺栓；3、刀座；301、第一夹持部；302、第二夹持部；4、刀垫；5、刀片；6、压板；601、第二固定螺孔；7、压板螺丝。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，现结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例的一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具，包括刀杆1、刀座3、刀垫4和刀片5，其中，所述刀座3位于刀杆1的一端，且与刀垫4一起围绕形成安装刀片5的刀槽，所述的刀片5为圆环形结构，由聚晶金刚石烧结而成，从而可以显著提高刀具的硬度和耐磨性，克服胶辊弹性变形对加工精度的影响，能够在顺利切除加工余量的同时使材料的回弹量最小，进而保证材料的尺寸精度和形状精度；同时，本实施例的刀片易于刃磨得很锋利，因此能够有效减小对大尺寸硬橡胶胶辊进行切削时的切削力和切削变形，并提高刀具的耐用度。

本实施例采用超硬、耐磨、低摩擦系数、锋利的环形聚晶金刚石刀片，相对于现有大前角、大后角、小楔角、小刃倾角结构设计的刀片，能够有效满足大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的要求，大大提高了加工效率及产品的质量，且刀片易于加工，刀刃磨钝后进行磨刃操作简单，加工成本低。

实施例2

如图1、图2所示，本实施例的一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具，包括刀杆1、刀座3、刀垫4和刀片5，其中，所述刀座3位于刀杆1的一端，且与刀垫4一起围绕形成安装刀片5的刀槽，所述的刀片5为圆环形结构，其材质为聚晶金刚石。本实施例中刀杆1、刀座3及刀垫4均采用弹簧钢材质，所述刀垫4也加工为圆环形结构，其圆环直径与刀片5直径相匹配，且刀垫4内孔与刀片5内孔相连通，从而便于将切削过程中产生的橡胶切屑由上述内孔流出，圆环形刀片5的外部是后刀面，与胶辊的已加工表面相对。

结合图1，本实施例的刀座3由完全对称的第一夹持部301和第二夹持部302组成，第一夹持部301与第二夹持部302之间形成弹性夹头结构，通过第一夹持部301与第二夹持部302的夹持作用将刀片5夹紧固定在刀槽内，从而保证切削过程中刀片5的牢固性，防止刀片5发生晃动，有利于保证切削质量。当环形刀片切削部位磨钝后，将环形刀片调整一个角度重新定位、夹紧即可，调节方便，能够显著提高刀具的耐用度和使用寿命。所述刀座3的上方还设有压板6，通过压板6压住刀片5的非切削弧段，从而可以有效平衡环形刀片5的切削力，减小刀片5变形，进一步提高刀片5固定的牢固性。上述刀座3及压板6均为半圆环形结构，且压板6的尺寸与刀座3尺寸相匹配。上述环形刀片5的直径、高度可以根据切削深度不同烧结多种规格。

实施例3

本实施例的一种大尺寸硬橡胶胶辊车削加工的聚晶金刚石环形刀具，其结构基本同实施例2，其区别在于：本实施例中刀杆1、刀座3及刀垫4一体制造而成，且刀杆1与刀座3相连的一端加工有夹紧螺孔101，夹紧螺孔101内安装有夹紧螺栓2，在夹紧螺栓2的作用下可将环形刀片5夹紧在刀槽中。所述的压板6及刀座3上分别加工有相互对应的第二固定螺孔601与第一固定螺孔102，通过压板螺丝7将压板6安装于刀座3上方。当环形刀片切削部位磨钝后，松开夹紧螺栓2和压板螺丝7，将环形刀片重新调整位置，然后再调节夹紧螺栓2与压板螺丝7，将刀片5重新夹紧、压紧即可。而整个环形切削刃都磨损后，则可以将环形刀片5拆卸下来进行整体重新刃磨，从而能够提高刀片的利用率，减少拆卸与刃磨工作，有利于提高加工效率。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。