一种具有退刀结构的切削刀具的制作方法

本发明涉及切削加工，尤其涉及一种具有退刀结构的切削刀具。

背景技术：

在金属切削加工行业中，切削刀具的稳定性显得越来越重要，尤其是切削刀具的精加工和特殊加工中涉及到机械动作的情况下，稳定性和可靠性直接影响着刀具的使用直观情况以及加工最终的结果好坏。而目前我们常见的动作机械结构会为了主要的加工目标而放弃一部分的机械性能，也因为机械制造本身的精度原因导致高稳定性和高精度的动作机械结构对于加工的要求极其苛刻，例如为了高精度的加工要求而使得机械机构稳定性能下降。此类型的刀具在一般加工中其实影响不大，但是在一些对加工要求和机械性能都要求很高的场所则会出现不必要的损失。尤其是涉及到机械结构与其他结构相关联的时候，加工要求和机械性能都同等重要，此时一个拥有高稳定性高可靠性且能保证高精度的动作机械结构就显得尤为重要了。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有纯机械式退刀结构，刀具加工孔径后，在退刀过程中避免划伤已加工的孔表面，通过机械退刀结构进行刀片收缩，在进行刀片收缩之后需要刀片完全回位，且直径尺寸不能有变化继而进行第二次加工的具有退刀结构的切削刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种具有退刀结构的切削刀具，包括刀体、芯杆、刀夹、刀片、第一升降销钉和第二升降销钉，所述刀体周向面上设有刀槽，所述刀夹装设于刀槽内，且刀夹的侧壁与刀槽的侧壁之间设有铰接结构，所述铰接结构在刀夹的前端与后端之间，所述刀夹的前端底面与刀槽底面之间具有间隙且刀夹后端底面与刀槽底面之间具有间隙，所述刀片固定在刀夹的前端顶面上，所述刀体设有内腔，所述芯杆可轴向移动的设于内腔内，所述内腔在刀体的前端具有开口，所述开口处设有限位端座，所述芯杆的周向面上设有第一导向斜面和第二导向斜面，第一导向斜面与芯杆轴线之间的夹角为α，第二导向斜面与芯杆轴线之间的夹角为-β，所述刀槽的底面设有第一直孔和第二直孔，第一直孔、第二直孔均与内腔连通，所述第一导向斜面与第一直孔对应，第二导向斜面与第二直孔对应，所述第一升降销钉一端穿过第一直孔与第一导向斜面接触，另一端与刀夹后端的底面接触，第二升降销钉一端穿过第二直孔与第二导向斜面接触，另一端与刀夹前端的底面接触。

作为上述技术方案的进一步改进，α＝β。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二升降销钉靠近刀夹的一端设有调节螺钉，所述调节螺钉的头部与刀夹前端的底面接触，调节螺钉的尾部与第二升降销钉螺纹连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二升降销钉的周向面上设有止转平面，所述第二直孔的孔壁设有可与止转平面配合的限位平面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一升降销钉与第一导向斜面接触的端部为弧面，所述第二升降销钉与第二导向斜面接触的端部为弧面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一升降销钉第一导向斜面接触点与铰接结构之间的距离为l1，第二升降销钉与第二导向斜面接触点与铰接结构之间的距离为l2，l1＝l2。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一导向斜面包括第一陡斜面和第一缓斜面，所述第一陡斜面与芯杆轴线之间的夹角为α1，第一缓斜面与芯杆轴线之间的夹角为α2，α1＞α2，所述第二导向斜面包括第二陡斜面和第二缓斜面，所述第二陡斜面与芯杆轴线之间的夹角为-β1，第二缓斜面与芯杆轴线之间的夹角为-β2，α1、α2、β1和β2均为锐角，所述第一缓斜面在远离第二导向斜面的一侧，第二缓斜面在远离第一导向斜面的一侧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述芯杆的周向面上对应第一直孔和第二直孔的位置设有第一v形凹槽和第二v形凹槽，所述第一v形凹槽远离第二v形凹槽的侧壁上设有第一固定件，所述第一导向斜面设于第一固定件上，所述第二v形凹槽远离第一v形凹槽的侧壁上设有第二固定件，所述第二导向斜面设于第二固定件上；所述第一固定件与芯杆的材质不同，第二固定件与芯杆的材质不同。

作为上述技术方案的进一步改进，所述芯杆在第一v形凹槽和第二v形凹槽之间的部分为第一定位周面，第一定位周面与内腔接触，所述芯杆前端的周向面为第二定位周面，第二定位周面与内腔接触。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述铰接结构下方的刀夹的底面为弧形底面，所述铰接结构为销轴，所述刀槽的一个侧壁上设有销孔，所述销轴一端与刀夹的一个侧壁固定，另一端位于销孔内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述刀夹的底面设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一升降销钉的一端部位于所述第一凹槽内，所述第二升降销钉的一端部位于第二凹槽内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述切削刀具还包括压紧楔块，所述压紧楔块通过紧固件固定在刀槽内，所述压紧楔块前端与刀夹后端接触，压紧楔块的后端与刀槽后壁面楔紧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述压紧楔块前端与刀夹接触的面为与芯杆轴线垂直的平面，所述刀夹后端与压紧楔块接触的面为弧形面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述限位端座包括盖板和芯杆调节螺栓，所述盖板与刀体的前端面固定连接，所述盖板上设有阶梯通孔，所述芯杆调节螺栓头部位于阶梯通孔内，尾部与芯杆前端螺纹连接，所述阶梯通孔的大孔靠内，且大孔与刀体前端面之间形成限位凹槽，所述芯杆调节螺栓头部周向面设有限位凸部，所述限位凸部可轴向移动的设于限位凹槽内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的具有退刀结构的切削刀具，第一升降销钉、第二升降销钉、第一导向斜面、第二导向斜面和铰接结构构成退刀结构。该退刀结构为纯机械式结构。具有纯机械式退刀结构的切削刀具，刀具加工孔径后，在退刀过程中避免划伤已加工的孔表面，通过机械退刀结构进行刀片收缩，在进行刀片收缩之后需要刀片完全回位，且直径尺寸不能有变化继而进行第二次加工。本发明利用机械结构原理使得动作机械结构动作流畅，无论动作的发生及动作的恢复均可以依靠本身的机械结构，杜绝了动作机械结构即使在比较恶劣的加工环境下存在的机械卡死现象以及动作无法恢复到位的情况发生，拥有高稳定性和高可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例1的具有退刀结构的切削刀具切削状态的结构示意图。

图2是本发明实施例1的具有退刀结构的切削刀具退刀状态的结构示意图。

图3是本发明实施例1中芯杆的结构示意图。

图4是本发明实施例1的具有退刀结构的切削刀具的立体结构示意图。

图5是本发明实施例1中刀夹与芯杆的立体结构示意图。

图6是本发明实施例1中第二升降销钉的结构示意图。

图7是本发明实施例2的具有退刀结构的切削刀具切削状态的结构示意图。

图8是本发明实施例2的具有退刀结构的切削刀具退刀状态的结构示意图。

图9是本发明实施例2的具有退刀结构的切削刀具的立体结构示意图。

图中各标号表示：

1、刀体；11、刀槽；111、第一直孔；112、第二直孔；12、内腔；2、芯杆；21、第一导向斜面；211、第一陡斜面；212、第一缓斜面；22、第二导向斜面；221、第二陡斜面；222、第二缓斜面；23、第一v形凹槽；24、第二v形凹槽；25、第一固定件；26、第二固定件；27、第一定位周面；28、第二定位周面；3、刀夹；31、弧形底面；32、第一凹槽；33、第二凹槽；34、弧形面；4、刀片；5、第一升降销钉；6、第二升降销钉；61、调节螺钉；62、止转平面；7、铰接结构；8、限位端座；81、盖板；82、芯杆调节螺栓；83、阶梯通孔；84、限位凹槽；85、限位凸部；9、楔块；91、紧固件；92、平面。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图6所示，本实施例的具有退刀结构的切削刀具，包括刀体1、芯杆2、刀夹3、刀片4、第一升降销钉5和第二升降销钉6。刀体1周向面上设有刀槽11，优选的，刀槽11设置多个，沿轴向间隔分布。每个刀槽11内装夹一个刀夹3。且刀夹3的侧壁与刀槽11的侧壁之间设有铰接结构7，铰接结构7在刀夹3的前端与后端之间，类似于跷跷板的结构，刀夹3的前端底面与刀槽11底面之间具有间隙且刀夹3后端底面与刀槽11底面之间具有间隙，便于刀夹3绕铰接结构7转动。刀片4固定在刀夹3的前端顶面上，刀夹3的顶面相对刀槽11是朝外的。刀片4固定在刀夹3的前端顶面上。

刀体1设有内腔12，芯杆2可轴向移动的设于内腔12内，内腔12在刀体1的前端具有开口，开口处设有限位端座8。芯杆2后端与机床主轴连接，可以通过机床主轴给芯杆2一个外力使芯杆2轴向移动。芯杆2的周向面上设有第一导向斜面21和第二导向斜面22，第一导向斜面21与芯杆2轴线之间的夹角为α(即正α)，α为锐角，第二导向斜面22与芯杆2轴线之间的夹角为-β(即负β)，β为锐角，即第一导向斜面21与第二导向斜面22倾斜方向相反，刀槽11的底面设有第一直孔111和第二直孔112，第一直孔111、第二直孔112均与内腔12连通，所第一导向斜面21与第一直孔111对应，第二导向斜面22与第二直孔112对应，第一升降销钉5一端穿过第一直孔111与第一导向斜面21接触，另一端与刀夹3后端的底面接触，第二升降销钉6一端穿过第二直孔112与第二导向斜面22接触，另一端与刀夹3前端的底面接触。

图1为切削状态示意图。此时，刀片4上翘伸出刀槽11外，进行孔加工。此状态下，第一升降销钉5在第一导向斜面21的中部，第二升降销钉6在第二导向斜面22右端。

当切削完成之后，需要退刀时，芯杆2收到一个外在机械力(机床主轴给予)的情况下，向右移动，第一导向斜面21向右移动驱动第一升降销钉5上升，第二导向斜面22向右移动，第二升降销钉6在重力作用下下降，第一升降销钉5顶起刀夹3使刀夹3绕铰接结构7转动，刀夹3的前端下沉，后端上翘，从而使前端的刀片4向刀槽11内收缩，至芯杆2被限位端座8限位后，第一升降销钉5在第一导向斜面21的左端，第二升降销钉6在第二导向斜面22的中部，如图2所示，该图展示了退刀的状态。不管是切削状态还是退刀的状态，刀夹3均不会超出刀槽11，防止其与加工孔内壁接触。

其中，第一升降销钉5、第二升降销钉6、第一导向斜面21、第二导向斜面22和铰接结构7构成退刀结构。该退刀结构为纯机械式结构。具有纯机械式退刀结构的切削刀具，刀具加工孔径后，在退刀过程中避免划伤已加工的孔表面，通过机械退刀结构进行刀片收缩，在进行刀片收缩之后需要刀片完全回位，且直径尺寸不能有变化继而进行第二次加工。本发明利用机械结构原理使得动作机械结构动作流畅，无论动作的发生及动作的恢复均可以依靠本身的机械结构，杜绝了动作机械结构即使在比较恶劣的加工环境下存在的机械卡死现象以及动作无法恢复到位的情况发生，拥有高稳定性和高可靠性。

本实施例中，第二升降销钉6靠近刀夹3的一端设有调节螺钉61，调节螺钉61的头部与刀夹3前端的底面接触，调节螺钉61的尾部与第二升降销钉6螺纹连接。调节螺钉61可以调节刀夹3前端的高度。由于刀体1上的刀夹3设置多个。多个刀夹3由于制造误差和装配误差的存在，导致刀夹3在刀槽11内的高度会不一致，从而导致刀片4的高度(径向高度)不一致，从而影响加工孔内壁的精度。通过调节螺钉61调节刀夹3前端的高度，从而调节刀片4的高度。

由于调节螺钉61与第二升降销钉6之间是螺纹调节，当进行调节螺钉61旋转时，会带动第二升降销钉6旋转，从而起不到调节作用。为此，第二升降销钉6的周向面上设有止转平面62，第二直孔112的孔壁设有可与止转平面62配合的限位平面。止转平面62可以限制第二升降销钉6相对第二直孔112旋转。同理，为了避免移动会导致第一升降销钉5旋转，第一升降销钉5上也设置止转平面62。

本实施例中，α与β取值相等。在此基础上，第一升降销钉5第一导向斜面21接触点与铰接结构7之间的距离为l1，第二升降销钉6与第二导向斜面22接触点与铰接结构7之间的距离为l2，l1＝l2。第一导向斜面21与第二导向斜面22角度一致(一正一负)，这样使机械结构在经过调节螺钉61的尺寸调节之后，使机械结构一直处于无空行程的状态，机械结构在动作的发生和回复过程中各个部件均可以持续保持紧密的配合。

本实施例中，第一升降销钉5与第一导向斜面21接触的端部为弧面，优选为球面第二升降销钉6与第二导向斜面22接触的端部为弧面，优选为球面，第一升降销钉5与第一导向斜面21的接触为点接触，第二升降销钉6与第二导向斜面22接触为点接触，在移动过程中，保证所有升降销钉在对应的导向斜面上的移动距离一致，保证所有刀夹3的转动幅度一致，从而使所有刀片4的径向高度一致，不影响加工表面质量。升降销钉与导向斜面为点接触(或者线接触，弧面为线接触)，不会造成机械卡死，机械结构状态动作的发生及状态动作的回复过程均为机械式的结构，不会造成状态动作回复不及时和不到位的情况，在环境比较恶劣的条件下，仍然可以很好地完成状态动作的发生和回复。

本实施例中，在铰接结构7下方的刀夹3的底面为弧形底面31，铰接结构7为销轴，刀槽11的一个侧壁上设有销孔，销轴一端与刀夹3的一个侧壁固定，另一端位于销孔内。弧形底面31时刀夹3支撑在刀槽11的底面，同时有不会影响刀夹3的旋转。需要说明的是，在其他实施例中，也可以是，刀夹3的两个侧壁上均有销轴，或者一个销轴贯穿刀夹3的两个侧壁并伸出。

本实施例中，刀夹3的底面设有第一凹槽32和第二凹槽33，第一升降销钉5的一端部位于第一凹槽32内，调节螺钉61(第二升降销钉6)的一端部位于第二凹槽33内。第一凹槽32略大于第一升降销钉5的头部，防止第一升降销钉5上升与第一凹槽32卡死，同理第二凹槽33略大于调节螺钉61的头部。

本实施例中，第一导向斜面21包括第一陡斜面211和第一缓斜面212，第一陡斜面211与芯杆2轴线之间的夹角为α1，第一缓斜面212与芯杆2轴线之间的夹角为α2，α1＞α2，第二导向斜面22包括第二陡斜面221和第二缓斜面222，第二陡斜面221与芯杆2轴线之间的夹角为-β1，第二缓斜面222与芯杆2轴线之间的夹角为-β2，α1、α2、β1和β2均为锐角，β1＝α1＞β2＝α2。第一缓斜面212在远离第二导向斜面22的一侧，第二缓斜面222在远离第一导向斜面21的一侧。在图1中的切削状态下，第二升降销钉6在右边的第二缓斜面222上，第二缓斜面222的坡度小，第二升降销钉6不易沿该坡移动，从而实现了自锁，防止第二升降销钉6具有向下移动的趋势带动芯杆2移动。在图2的退刀状态，第一升降销钉5在左边的第一缓斜面212上，第一缓斜面212的坡度小，第一升降销钉5不易沿该坡移动，从而实现了自锁，防止第一升降销钉5具有向下移动的趋势带动芯杆2移动。

本实施例中，芯杆2的周向面上对应第一直孔111和第二直孔112的位置设有第一v形凹槽23和第二v形凹槽24，第一v形凹槽23远离第二v形凹槽24的侧壁上设有第一固定件25，第一导向斜面21设于第一固定件25上，第二v形凹槽24远离第一v形凹槽23的侧壁上设有第二固定件26，第二导向斜面22设于第二固定件26上。第一v形凹槽23和第二v形凹槽24的设置，使第一升降销钉5和第二升降销钉6轴向移动具有移动空间。通过该结构，第一固定件25与芯杆2的材质不同，第二固定件26与芯杆2的材质不同。第一固定件25和第二固定件26选择比芯杆2更耐磨的强度更好的材质，以应对升降销钉的摩擦。

芯杆2在第一v形凹槽23和第二v形凹槽24之间的部分为第一定位周面27，第一定位周面27与内腔12接触，芯杆2前端的周向面为第二定位周面28，第二定位周面28与内腔12接触。芯杆2通过第一定位周面27和第二定位周面28与内腔12接触，保证了芯杆2与内腔12同轴精度，防止第一导向斜面21和第二导向斜面22径向高度发生变化。

本实施例中，切削刀具还包括压紧楔块9，压紧楔块9通过紧固件91固定在刀槽11内，压紧楔块9前端与刀夹3后端接触，压紧楔块9的后端与刀槽11后壁面楔紧(刀槽11后壁面为楔紧斜面)。紧固件91优选为双头螺栓，一头螺纹与压紧楔块9连接，另一头螺纹与刀槽11底面连接。

压紧楔块9前端与刀夹3接触的面为与芯杆2轴线垂直的平面92，刀夹3后端与压紧楔块9接触的面为弧形面34。这样在刀夹3与平面92为点接触或者线接触，在刀夹3后端上翘或者下降时不会受到影响。弧形面34优选为球面。

本发明具有退刀结构的切削刀具，纯机械退刀结构稳定性更强，退刀结构中部件之间的间隙可以通过调节螺钉61的调节大大减小机械运动的空行程，部件之间的连接采用刚性直接连接，连接部位采用圆弧点、线连接，大大提高机械运动的稳定性，对于可移动的部件在多个方向均采用可调节的零件进行定位补充，同样大大的提高了运动部件在可移动的过程中拥有足够的刚性进行机械加工，稳定性更强。各零件之间的连接均采用刚性直接连接且连接部分均为圆弧点、线连接，不会造成机械卡死，机械结构状态动作的发生及状态动作的回复过程均为机械式的结构，不会造成状态动作回复不及时和不到位的情况，在环境比较恶劣的条件下，仍然可以很好地完成状态动作的发生和回复。

实施例2

如图7至图9所示，本实施例的具有退刀结构的切削刀具，与实施例1的区别在于：

本实施例中，限位端座8包括盖板81和芯杆调节螺栓82，盖板81与刀体1的前端面固定连接，盖板81上设有阶梯通孔83，芯杆调节螺栓82头部位于阶梯通孔83内，尾部与芯杆2前端螺纹连接，阶梯通孔83的大孔靠内，且大孔与刀体1前端面之间形成限位凹槽84，芯杆调节螺栓82头部周向面设有限位凸部85，限位凸部85可轴向移动的设于限位凹槽84内。

图7为切削状态图，此状态下，限位凸部85在限位凹槽84的最左边。图8为退刀状态图，此状态下，限位凸部85在限位凹槽84的最右边。通过限位凸部85和限位凹槽84来限定芯杆2的移动。芯杆调节螺栓82可以调节芯杆2的轴向位移，调节第一导向斜面21和第二导向斜面22。

其余未述之处，与实施例1基本一致，此处不再赘述。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。