一种带齿纹结构的石材雕刻刀的制作方法

1.本实用新型涉及石材加工刀具技术领域，特别是涉及一种带齿纹结构的石材雕刻刀。


背景技术：

2.传统的人工石材雕刻主要有浮雕、线雕、刻字等，由于体力劳动繁重，工作强度大，作业环境恶劣，人工石材雕刻行业后继乏人，因此，传统的人工石材雕刻已不能满足现代经济社会的需求，特别是人们对个性化、精细化产品的需求。
3.近年来，随着电脑雕刻机、激光雕刻机等新产品的推出，运用高科技手段实现了机械化、自动化雕刻作业，满足了现代化石材雕刻的需要，在石材行业得到非常广泛的应用。然而在实际应用中，与雕刻机配合使用的石材加工刀具一般为硬质合金刀片，在材质较软的大理石、石膏等上进行浮雕还能胜任，但在硬度高的花岗石上做浮雕就存在加工精度不高、生产效率低下，刀具使用寿命短等问题。这些问题不仅大大增加了花岗石浮雕的制作成本，而且致使其质量得不到保证，成为阻碍花岗石浮雕加工的拦路虎。
4.聚晶金刚石(pcd)是一种人工合成产品，是以金刚石粉末为原料在高温、高压下烧结而成的，其硬度可达hv4000～10000。采用聚晶金刚石制作的石材雕刻刀具有足够的硬度，但是，聚晶金刚石刀坯与刀杆的固定效果却可能达不到足够的强度，导致刀坯容易脱落。
5.例如，授权公告号为cn202378596u的中国专利公开了石材加工的聚晶金刚石雕刻刀，由硬质合金刀柄和焊接在硬质合金刀柄一端的刀片构成，刀片为聚晶金刚石制作的切削刃为单刃或切削刃为多刃的刀片。但是，该方案中无论是采用单刃还是采用多刃的刀片，刀片与刀柄连接面均是平面结构，聚晶金刚石刀片与刀柄的固定效果可能达不到足够的强度，导致刀片容易由刀柄上脱落。
6.另外，授权公告号为cn214724599u的中国专利公开了加工平面亚克力立体花纹的pcd雕刻刀，包括刀柄和pcd复合片，刀柄前端部设置有切削部位且pcd复合片安装在切削部位内，pcd复合片包括刀尖和切削刃。该方案中pcd复合片与刀柄连接面同样只是采用了平面结构，pcd复合片与刀柄的固定效果可能不佳，容易造成pcd复合片脱离刀柄的情况发生，
7.因此，如何能够提供一种刀坯固定效果好的石材雕刻刀是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种带齿纹结构的石材雕刻刀，以解决上述现有技术存在的问题，通过设置安装部来安装刀坯，把刀坯的连接底面以及与之对应的安装部的承接底面设置成齿纹形的嵌合结构，能够增大刀坯与基体的焊接面积，并形成限位结构，进而能够增强刀坯与基体的连接强度，降低刀坯脱落基体的容易程度。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
10.本实用新型提供一种带齿纹结构的石材雕刻刀，包括基体和刀坯，所述基体的端
部设置有用于安装所述刀坯的安装部，所述刀坯包括呈齿纹形的连接底面，所述安装部包括与所述连接底面对应的呈齿纹形的承接底面，所述连接底面与所述承接底面嵌合并焊接连接。
11.优选地，刀具前刀面高于刀具中心0.2-0.5mm。
12.优选地，所述刀坯包括连接侧面，所述安装部包括承接侧面，所述连接侧面与所述承接侧面在焊接之前存在间隙。
13.优选地，所述刀坯的端刃宽度为0.2mm-2mm，第一后角为25
°‑
35
°
，倒棱角为25
°‑
35
°
。
14.优选地，所述刀坯采用聚晶金刚石复合片，所述基体采用硬质合金或钢质材料。
15.优选地，所述连接底面和所述承接底面的齿纹形为具有等标准螺距的啮合齿。
16.优选地，所述刀坯的主切削刃与所述基体的轴线的夹角为22.5
°‑
60
°
，所述刀坯的副切削刃与所述基体的轴线的夹角小于所述主切削刃与所述基体的轴线的夹角5
°
。
17.优选地，所述基体包括刀柄和设置在所述刀柄的端部的刀头，所述刀坯安装在所述刀头上，所述刀头的直径大于或等于所述刀柄的直径。
18.优选地，所述基体设置有通向所述刀坯的表面的冷却孔，所述冷却孔沿所述基体的轴心设置。
19.优选地，所述主切削刃与所述基体的轴线的夹角为22.5
°‑
60
°
，所述刀坯的副切削刃与所述基体的轴线的夹角小于所述主切削刃与所述基体的轴线的夹角5
°
。
20.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
21.（1）本实用新型通过设置安装部来安装刀坯，把刀坯的连接底面以及与之对应的安装部的承接底面设置成齿纹形的嵌合结构，能够增大刀坯与基体的焊接面积，并形成限位结构，进而能够增强刀坯与基体的连接强度，降低刀坯脱落基体的容易程度；
22.（2）本实用新型刀坯的连接侧面与安装部的承接侧面在焊接之前存在间隙，由于刀坯和基体的材质不同、热膨胀系数不同，在焊接时会产生变形量不一致的情况，通过间隙的设置，能够改善这一状况，避免变形挤压而影响焊接效果；
23.（3）本实用新型在基体的轴心位置设置有通向刀坯表面的冷却孔，通过向冷却孔内通入冷却介质，可以对刀坯进行高效冷却，保证刀坯的切削强度，避免刀坯和基体受热膨胀不一而导致开焊脱落。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型一实施例结构示意图；
26.图2为图1主视图；
27.图3为图1中m处局部放大图；
28.图4为图1俯视图；
29.图5为图4中n处局部放大图；
30.图6为本实用新型刀坯与基体的连接结构示意图；
31.图7为本实用新型另一实施例示意图；
32.图8为图7主视图；
33.图9为图7中m’处局部放大图；
34.图10为图7俯视图；
35.图11为图10中n’处局部放大图；
36.其中，11、第一刀坯；111、第一主切削刃；112、第一副切削刃；113、第一连接底面；114、第一端刃；12、第一基体；121、冷却孔；122、第一承接底面；
37.21、第二刀坯；211、第二主切削刃；212、第二副切削刃；213、第二连接底面；214、第二端刃；22、第二基体；221、第二承接底面。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.本实用新型的目的是提供一种带齿纹结构的石材雕刻刀，以解决现有技术存在的问题，通过设置安装部来安装刀坯，把刀坯的连接底面以及与之对应的安装部的承接底面设置成齿纹形的嵌合结构，能够增大刀坯与基体的焊接面积，并形成限位结构，进而能够增强刀坯与基体的连接强度，降低刀坯脱落基体的容易程度。
40.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
41.如图1~11所示，本实用新型提供一种带齿纹结构的石材雕刻刀，包括基体和刀坯，基体作为安装刀坯的刀柄，可以安装在专用设备或工具上，一般的，基体可以采用圆柱体或长方体等结构，未安装刀坯的一端的端面设置有倒角，圆柱体或长方体结构的直径/宽度可以在6mm-16mm之间，安装刀坯后的总长度可以为40mm-45mm。基体可以为包含刀头和刀柄的第一基体12，也可以为只包含刀柄的第二基体22。刀坯整体为扁平结构，设计有切削刃口。在基体的端部设置有用于安装刀坯的安装部，刀坯包括连接底面和连接侧面，安装部包括承接底面和承接侧面。连接底面呈齿纹形，承接底面呈与连接底面对应的齿纹形，连接底面的齿纹形与承接底面的齿纹形进行嵌合并焊接连接。从而将刀坯焊接连接在基体上，形成刀坯和基体的整体结构。刀坯的主切削刃凸出基体，此时，副切削刃一般不凸出基体（或凸出基体但偏角与主切削刃不同），在基体旋转时，带动刀坯旋转，形成只是利用主切削刃切削或雕刻石材的作用。本实用新型通过设置安装部来安装刀坯，把刀坯的连接底面以及与之对应的安装部的承接底面设置成齿纹形的嵌合结构，能够增大刀坯与基体的焊接面积，并形成限位结构，进而能够增强刀坯与基体的连接强度，降低刀坯脱落基体的容易程度。
42.刀具前刀面高于刀具中心0.2-0.5mm，当刀具作为雕刻刀用于雕刻大理石或其它坚硬的石头时，需要刀具具有更加强韧的结构和更加耐磨的刃口，前刀面高于刀具中心使得刀具在旋转使用时具有更高的强度，不易崩缺。此外，在端刃和副切削刃上均可以增加倒棱，通过倒棱的设置能够消除干涉，在刀具旋转时避免对主切削刃的切削造成影响。
43.刀坯的连接侧面和与其对应的安装部的承接侧面在焊接之前可以存在间隙，也就是说，刀坯的连接侧面与安装部的承接侧面之间在焊接前并不是直接贴合，因为，刀坯的连接底面已经与安装部的承接底面通过齿纹形结构嵌合连接，如果连接侧面再与承接侧面进行贴合可能因为过定位或变形不一致而影响焊接质量。由于刀坯和基体的材质不同、热膨胀系数不同，在焊接时会产生变形量不一致的情况，通过间隙的设置，能够改善这一状况，避免变形挤压而影响焊接效果。
44.刀坯的端刃宽度可以为0.2mm-2mm，形成端刃的两侧面（下侧面和上侧面）相对于刀坯的径向截面的倾角分别为第一后角和倒棱角，其中，第一后角可以为25
°‑
35
°
，倒棱角可以为25
°‑
35
°
，二者角度大小可以相等也可以不同。端刃的两端分别连接主切削刃和副切削刃，其中，主切削刃用于起到主要的切削作用，副切削刃正常情况下不起到切削作用。刀具（特别是直径较大的刀具）旋转时，若副切削刃参与切削容易与主切削刃发生干涉，因此，只有一个切削刃参与切削更容易保证轮廓形状，更适应直径较大的刀具。
45.刀坯可以采用聚晶金刚石复合片，聚晶金刚石(pcd)是一种人工合成产品，以金刚石粉末为原料在高温、高压下烧结而成的，其硬度可达hv4000～10000。基体可以采用硬质合金或钢质材料，提供对于刀坯的稳定支撑。
46.结合图6所示，刀坯的连接底面（第一连接底面113和第二连接底面213）和安装部的承接底面（第一承接底面122和第二承接底面221）的齿纹形可以为具有等标准螺距的啮合齿，例如，可以为但不局限于以下参数，啮合齿的外凸圆弧半径为0.2mm，内凹圆弧半径为0.15mm，等标准螺距（相邻两个最低点或相邻两个最高点之间的间距）为0.75mm、1mm、1.25mm或1.5mm。由此，齿纹形的加工可以通过设置成啮合齿进行标准化，便于推广和应用。
47.如图1~6所示，本实用新型提供一具体的实施例，如图5所示，第一刀坯11的第一端刃114的宽度为b，b值范围可以为0.2mm-2mm。如图3所示，形成第一端刃114的两侧面相对于第一刀坯11的径向截面的倾角，即第一后角和倒棱角分别为α1和α2，α1值范围可以为25
°‑
35
°
，α2值范围可以为25
°‑
35
°
，优选α1=α2=30
°
，两侧面相交能够形成第一端刃114。
48.如图4所示，第一刀坯11的第一主切削刃111与第一基体12的轴线的夹角为β，β值的范围可以为22.5
°‑
60
°
。第一刀坯11的第一副切削刃112与第一基体12的轴线的夹角小于β值5
°
，即第一刀坯11的第一副切削刃112与第一基体12的轴线的夹角为β-5
°
。
49.如图1、2和图4所示，第一基体12可以包括刀柄和设置在刀柄端部的刀头，刀柄的直径大小可以在6mm-16mm，刀头的直径大小可以为6mm-24mm。刀头与刀柄均作为第一基体12的一部分，可以采用同种材料一同加工，刀头的直径大于或等于刀柄的直径，第一刀坯11安装在刀头上。直径大的刀头的设置是为了能够承载更大的第一刀坯11，此时的第一刀坯11增大了第一主切削刃111的长度或偏角。
50.第一基体12设置有通向第一刀坯11表面的冷却孔121，冷却孔121沿第一基体12的轴心设置，通过向冷却孔121内通入冷却介质，可以对第一刀坯11进行高效冷却，保证第一刀坯11的切削强度，避免第一刀坯11和第一基体12受热膨胀不一而导致开焊脱落。冷却孔121的直径大小根据刀柄的直径大小相应设置，可以设置为1.5mm-4mm。
51.如图6~11所示，本实用新型还提供另一具体的实施例，该实施例中除了以下说明的具体区别外，其余所有特征均可以采用与前一实施例相同的结构。具体的，该实施例中采用的是第二刀坯21，第二刀坯21安装在第二基体22上。第二主切削刃211、第二端刃214和第
二副切削刃212顺次连接。
52.如图11所示，第二刀坯21的第二端刃214的宽度为b’，b’值范围可以为0.2mm-2mm。如图9所示，形成第二端刃214的两侧面相对于第二刀坯21的径向截面的倾角，即第一后角和倒棱角分别为α1’
和α2’
，α1’
值范围可以为25
°‑
35
°
，α2’
值范围可以为25
°‑
35
°
，优选α1’
=α2’
=30
°
，两侧面相交能够形成第二端刃214。
53.如图10所示，第二刀坯21的第二主切削刃211与第二基体22的轴线的夹角为β’，β’值的范围可以为22.5
°‑
60
°
。第二刀坯21的第二副切削刃212与第二基体22的轴线的夹角小于β’值5
°
，即第二副切削刃212与第二基体22的轴向的夹角为β
’‑5°
。
54.如图7、8和图10所示，第二基体22可以只包括刀柄，没有凸出的刀头，刀柄的直径大小可以为6mm-15mm。
55.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。