变齿距高效避振耐用旋转锉的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种变齿距高效避振耐用旋转锉，包括刀头、刀柄，刀头连接刀柄，刀头上分布有数组刀齿组，每组刀齿组可以是混合刀齿，也可以是单一刀齿，混合刀齿分别由大齿、中齿、细齿依序排列组成一组混合刀齿，也可以是大齿、中齿、细齿种的任一两个组合形成一组混合刀齿，本实用新型在金属及非金属加工中，能有效抑制切削振动，提高刀具进给率，可同时获得高效率的切削和精细的加工表面，且提高了刀具的使用寿命。
【专利说明】变齿距高效避振耐用旋转锉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变齿距高效避振耐用旋转锉，可用于金属及非金属的打磨切削加工，属于机械加工用刀具类
【背景技术】
[0002]旋转锉是钳工机械化不可缺少的工具，用途广泛，在航空、汽车、船舶、化工、机械、工艺雕刻等工业领域使用效果显著，极大部分工作上可取代带柄陶瓷砂轮，工效提高近十倍，耐用度提高200倍以上，且无粉尘污染，极大地减轻劳动强度，改善工作环境，大大提高经济效益，综合加工成本可降低数十倍。
[0003]现有技术中，旋转锉已有国家标准，有很多的型号规格，刀齿在旋转锉头部圆周上均为等分排列，其齿距相等；按照齿距的大小，依次划分为粗齿、中齿和细齿。粗齿具有较大的容屑槽，可大余量加工，一般用于粗加工，加工出的表面光洁度粗糙，适合加工较软的材料；中齿为常用齿距，适合通常的加工需求；细齿齿距细密，适合小余量加工，加工出的表面光洁度精细。对于不同的加工对象及加工要求，需相应选择不同齿距的旋转锉。
[0004]旋转锉通常需配合高速气磨或电磨等手持式动力工具使用，亦可在机床上使用，属于高速回转刀具，其使用过程为连续(从宏观角度)和断续(从微观角度)同时存在的、较为复杂的切削加工过程；由于每条刀齿切入和切出时切削力突变，等齿距的结构导致动力工具-夹具-刀具-工件组成的系统受到周期性冲击，从而产生受迫振动，这种振动会导致旋转锉刀刃破裂，磨损增加，缩短寿命，恶化被加工表面质量，并变得难于操控等诸多不良后果及不安全隐患。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种兼具单一粗齿、中齿、细齿的特点，同时能抑制加工时的受迫振动为目的，且能提高加工效率的变齿距高效避振耐用旋转銼。
[0006]实现上述目的的技术方案如下:
[0007]变齿距高效避振耐用旋转锉，包括刀头、刀柄，刀头连接刀柄，其特征在于:刀头上分布有数组刀齿组，每组刀齿组为混合刀齿，每组混合刀齿包括大齿、中齿、细齿，其中大齿、中齿、细齿依序或间隔排列形成一组混合刀齿，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照大齿、中齿、细齿的顺序依序或间隔排列；
[0008]或者每组混合刀齿由大齿、中齿、细齿中的任意两个刀齿进行组合形成一组混合刀齿，且刀头上的每组混合刀齿都相同，其中刀齿组与刀头相同截面上的刀齿排列与组成刀齿组的刀齿排列顺序一致；
[0009]其中每组混合刀齿中的大齿或中齿或细齿至少为一个。例如每一组混合刀齿的组合可以是为大齿-中齿-细齿/……
[0010]优选的，每组刀齿组和刀头相同截面上，刀齿与刀头中心之间的夹角分别为α，其中大齿与刀头中心夹角为α 3，中齿与刀头中心夹角为α 2，细齿与刀头中心夹角为α?，同时α1<α2<α3;α角度在9°?45。之间。
[0011]变齿距高效避振耐用旋转锉，包括刀头、刀柄，刀头连接刀柄，其特征在于:刀头上分布有数组刀齿组，每组刀齿组为混合刀齿，每组混合刀齿包括数个大齿、中齿、细齿，
[0012]其中数个大齿依序或间隔排列形成大齿区，数个中齿依序或间隔排列形成中齿区、数个细齿依序或间隔排列形成细齿区，按照大齿区、中齿区、细齿区的顺序依序或间隔排列形成一组混合刀齿，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照大齿区、中齿区、细齿区的顺序依序或间隔排列；
[0013]或者每组混合刀齿由大齿区、中齿区、细齿区中的任意两个刀齿区进行组合形成一组混合刀齿，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照组成刀齿组的刀齿顺序依序或间隔的排列；
[0014]其中每组混合刀齿中的大齿区或中齿区或细齿区至少为一组。
[0015]优选的，同组刀齿中相邻刀齿之间的夹角均相等，每组刀齿组和刀头相同截面上，刀齿与刀头中心之间的夹角分别为α，其中大齿与刀头中心夹角为α3，α 3的角度在10°?22°之间；中齿与刀头中心夹角为α 2，α 2的角度在12°?30°之间；细齿与刀头中心夹角为α 1，α I的角度在8。?16°之间。
[0016]优选的，所述组成大齿区、中齿区、细齿区的刀齿至少为两个。
[0017]优选的，当混合刀齿由大齿区和细齿区组成时，其中每组刀齿组和刀头相同截面上具有三个粗齿，四个细齿。
[0018]变齿距高效避振耐用旋转锉，包括刀头、刀柄，刀头连接刀柄，其特征在于:刀头上分布有数组刀齿组，所述刀齿组分别为大齿组、中齿组、细齿组，其中数个大齿依序排列形成大齿组；
[0019]数个中齿依序排列形成中齿组；
[0020]数个细齿依序排列形成细齿组；
[0021]同时按照大齿组、中齿组、细齿组的排列方式平行设置在刀头上；
[0022]其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照大齿、中齿、细齿的顺序依序或间隔排列；
[0023]或者大齿组、中齿组、细齿组中的任意两组组合依序排列形成刀齿组，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照组合成刀齿组的刀齿依序或间隔排列；
[0024]其中每组混合刀齿中的大齿或中齿或细齿至少为一个。
[0025]优选的，所述刀头形状为任意的几何形状，每组刀齿顶端连线与刀头形状适配。
[0026]优选的，所述刀头形状为弧形、平面结构、三角形、梯形、圆柱形、柱形球头、球形、锥形、锥形圆头、弧形尖头、弧形圆头、椭圆形、火炬形、倒锥形、锯片形。
[0027]优选的，每组刀齿与刀柄轴向方向之间形成0-90度的夹角，每组刀齿的连线为直线。
[0028]本实用新型在金属及非金属加工中，能有效抑制切削振动，提高刀具进给率，可同时获得高效率的切削和精细的加工表面，且提高了刀具的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为实施例一整体示意图
[0030]图2为实施例一整体示意图
[0031]图3为图1的K向示意图
[0032]图4为图1B-B向示意图
[0033]图5为图1N-N向放大示意图
[0034]图6为实施例二主视图
[0035]图7为图6的K向放大示意
[0036]图8为实施例二中当选取四组细齿、三组大齿时的周向示意图
[0037]图9为图8的N-N向放大示意图
[0038]附图序号说明:刀头1、刀柄2、大齿3、中齿4、细齿5、分屑齿6、大齿区3_1、细齿区5-1
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本实用新型做详细的说明。
[0040]现有技术中加工齿组一般都是由同一个加工精度的的数个加工齿组成，这样的旋转锉只能完成一个精度的加工，而且每一个加工齿的齿距都是由大逐渐变小。
[0041]实施例一
[0042]图1-图5为实施例一的示意图。
[0043]变齿距高效避振耐用旋转锉，包括刀头1、刀柄2，刀头I连接刀柄2，刀头截面形状可以是任意的几何形状，例如弧形、圆形、平面结构的几何形状，优选刀头的形状为圆锥形、圆柱形等形状。当然刀头的形状不限于弧形、圆形等结构，可以是圆柱形、圆柱形端齿、柱形球头、球形、锥形、锥形圆头、弧形尖头、弧形圆头、椭圆形、火炬形、倒锥形、锯片形等各种形状。
[0044]本实施例中优选刀头的截面形状为圆形，刀头上分布有数组刀齿组，每组刀齿组为混合刀齿，每组混合刀齿包括大齿3、中齿4、细齿5，且刀头上的每组混合刀齿都相同，其中大齿、中齿、细齿依序或者间隔排列形成一组混合刀齿，例如一组混合刀齿的组合排列方式为大齿、中齿、细齿，其中大齿、中齿、细齿可以是数个，大齿3、中齿4、细齿5的顶部连线与刀头的截面圆形为同心圆。
[0045]每组混合刀齿和刀头相同截面上，刀齿与刀头中心之间的夹角分别为α，其中大齿与刀头中心夹角为α 3，中齿与刀头中心夹角为α 2，细齿与刀头中心夹角为α 1，同时α I < α 2 < α 3 ； α角度在9°?45。之间。
[0046]由于选用了截面形状为圆形的刀头，所以每组加工齿组一般都是以螺旋线的形状盘旋在刀头的圆周上，且每条螺旋线都是平行的，因此每组刀齿与刀柄轴向方向之间形成0-90度的夹角，每组刀齿的连线为直线。
[0047]当刀头为平面结构，例如刀头为长方体结构时，数组刀齿分别分布在长方体的一个或多个平面上，本实施例中每条大齿、中齿、细齿之间的排列都会有一定的距离，也可以是大齿、中齿、细齿的首尾依序相连，这和现有技术刀头上单一排列大齿(中齿或细齿)的结构一致。
[0048]简单说来，实施例一的每一组的混合刀齿可以是这样的:大齿一中齿一细齿/......大齿一中齿一细齿/......
[0049]如果以A、B、C分别代表大齿、中齿、细齿(下同)，本实施例中刀齿在刀头周向截面的排列方式是八、8、(:/^、8、(:/......，例如图4、5所示。
[0050]每一组中的齿数可以根据刀头的大小调整数量(下同)。
[0051]实施例二
[0052]实施例二与实施例一的区别在于混合刀齿可以是大齿、中齿、细齿中的任一两个刀齿进行组合形成一组混合刀齿，例如以大齿、中齿的排列方式形成一组混合刀齿，也可以是大齿、细齿或者中齿、细齿的排列方式形成混合刀齿，当然，一组混合刀齿中的大齿、中齿、细齿的个数可以是数个。
[0053]简单说来，实施例二的每一组的混合刀齿可以是这样的:大齿一中齿/大齿一中齿/……；即是A、B/A、B/……
[0054]或者是大齿一细齿/大齿一细齿/......;即是八、0 —A、C/......
[0055]或者是中齿一细齿/中齿一细齿/......;即是B、C/B、C/......
[0056]以大齿一中齿/大齿一中齿/……的组合顺序形成一组混合刀齿为例，其中刀齿组与刀头相同截面(即周向)上的刀齿排列也为大齿一中齿/大齿一中齿/……既是说刀齿组与刀头相同周向截面上的刀齿排列与组成刀齿组的刀齿的排列顺序一致；
[0057]又例如以中齿一细齿/中齿一细齿/……的组合顺序形成一组混合刀齿为例，其中刀齿组与刀头相同截面(即周向)上的刀齿排列也为中齿一细齿/中齿一细齿/……
[0058]其中每组混合刀齿中的大齿或中齿或细齿至少为一个。
[0059]实施例三
[0060]图6-图9为实施例三的示意图。本实施例中刀头优选截面形状依然为圆形的弧形结构。
[0061]实施例三的每组刀齿组也是混合刀齿，本实施例中每组的混合刀齿包括数个大齿、中齿、细齿，
[0062]其中数个大齿依序或间隔排列形成大齿区，数个中齿依序或间隔排列形成中齿区、数个细齿依序或间隔排列形成细齿区，按照大齿区、中齿区、细齿区的顺序依序或间隔排列形成一组混合刀齿，或者每组混合刀齿由大齿区、中齿区、细齿区中的任意两个刀齿区进行组合形成一组混合刀齿。
[0063]本实施例中细齿的深度较浅(0.12mm?0.40mm)、中齿的深度较深(0.25mm?
0.58mm)、粗齿的深度更深(0.40mm?0.70mm)。
[0064]同组刀齿中相邻刀齿之间的夹角均相等，每组刀齿组和刀头相同截面上，刀齿与刀头中心之间的夹角分别为α，其中大齿与刀头中心夹角为α 3，α 3的角度在10°?22°之间；中齿与刀头中心夹角为α 2，α 2的角度在12°?30°之间；细齿与刀头中心夹角为α I, α I的角度在8°?16°之间。
[0065]本实施例中的混合刀齿与实施例一中的混合刀齿只是每种刀齿的选择数量不同，例如，每一组中大齿、中齿、细齿可以各选择两个，相同的刀齿排列形成各自对应的刀齿区
(即AA—BB一CC/AA一BB一CC/......)，之后再按照大齿区、中齿区、细齿区的排列方式依序或间隔的排列形成一组混合刀齿。
[0066]再以图6所示为例，图6所示其中优选个两个大齿依序排列形成大齿区3-1、三个细齿依序排列形成细齿区5-1，大齿区与细齿区再收尾相连或间隔的形成一组混合刀齿。其中刀齿组与刀头相同截面(即周向)上的刀齿排列也为大齿区一细齿区/大齿区一细齿区/……
[0067]以图8、9周向截面示意结构为例，再优选三个大齿依序排列形成大齿区、四个细齿依序排列形成细齿区，大齿区与细齿区再收尾相连或间隔的形成一组混合刀齿，而在周向截面上，刀齿组与刀头相同截面(即周向)上的刀齿排列也为大齿区一细齿区/大齿区一细齿区/......
[0068]其中每组混合刀齿中的大齿区或中齿区或细齿区至少为一组。
[0069]实施例四
[0070]上述几个实施例中每组的刀齿组都是以混合刀齿的形式存在，而无论哪种混合形式都应该包含在本申请范围内，当然每组刀齿组也可以是单一的刀齿组合后再进行排列，例如刀头上分布有数组刀齿组，所述刀齿组分别为大齿组、中齿组、细齿组，其中数个大齿依序排列形成大齿组；数个中齿依序排列形成中齿组；数个细齿依序排列形成细齿组；
[0071]同时按照大齿组、中齿组、细齿组的排列方式平行设置在刀头上；
[0072]其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照大齿组、中齿组、细齿组的顺序依序或间隔排列；
[0073]或者大齿组、中齿组、细齿组中的任意两组或两组以上依序排列组合形成刀齿组，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照任意组合刀齿组的顺序依序或间隔排列。
[0074]其中每组混合刀齿中的大齿或中齿或细齿至少为一个。
[0075]无论哪个实施例，本发明在使用过程中，刀齿部分为齿距和齿深按一定规律成周期性变化的数条刀齿在旋转銼头部本体I圆周表面间隔排列分布组成，由于变齿距高效避振耐用旋转銼头部(即刀头)圆周刀齿具有按一定规律成周期性变化的齿距和齿深，可改变工作中冲击的节拍，有效抑制周期共振，大大降低切削振动，最大限度地让刀具实现安定切削，增加了刀具的使用寿命和被加工工件的表面光洁度；
[0076]旋转锉头部圆周刀齿中大齿距的刀齿具有较大的容屑槽，可大余量切削，能较好地排屑，提升加工速度，而较小齿距的刀齿具有较小的齿深，强度较好，可加工较硬的材料，并同时起到逐步精细加工的作用，可逐步修光被加工表面，从而获得光洁的加工表面，变齿距的刀齿兼具了单一粗齿、中齿、细齿的特点，提高了刀具进给率，在进行大余量切削的同时还能获得精细的加工表面，操作更方便，运行更平稳，加工效果更出色，应用更有效。
[0077]以上仅为本实用新型实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型实施例，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围内。
【权利要求】
1.变齿距高效避振耐用旋转锉，包括刀头、刀柄，刀头连接刀柄，其特征在于:刀头上分布有数组刀齿组，每组刀齿组为混合刀齿，每组混合刀齿包括大齿、中齿、细齿，其中大齿、中齿、细齿依序或间隔排列形成一组混合刀齿，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照大齿、中齿、细齿的顺序依序或间隔排列； 或者每组混合刀齿由大齿、中齿、细齿中的任意两个刀齿进行组合形成一组混合刀齿，且刀头上的每组混合刀齿都相同，其中刀齿组与刀头相同截面上的刀齿排列与组成刀齿组的刀齿排列顺序一致； 其中每组混合刀齿中的大齿或中齿或细齿至少为一个。
2.根据权利要求1所述的变齿距高效避振耐用旋转锉，其特征在于:每组刀齿组和刀头相同截面上，刀齿与刀头中心之间的夹角分别为α，其中大齿与刀头中心夹角为α3，中齿与刀头中心夹角为α 2,细齿与刀头中心夹角为α?，同时α1< α 2 < α 3 ； α角度在9。?45。之间。
3.变齿距高效避振耐用旋转锉，包括刀头、刀柄，刀头连接刀柄，其特征在于:刀头上分布有数组刀齿组，每组刀齿组为混合刀齿，每组混合刀齿包括数个大齿、中齿、细齿， 其中数个大齿依序或间隔排列形成大齿区，数个中齿依序或间隔排列形成中齿区、数个细齿依序或间隔排列形成细齿区，按照大齿区、中齿区、细齿区的顺序依序或间隔排列形成一组混合刀齿，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照大齿区、中齿区、细齿区的顺序依序或间隔排列； 或者每组混合刀齿由大齿区、中齿区、细齿区中的任意两个刀齿区进行组合形成一组混合刀齿，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照组成刀齿组的刀齿顺序依序或间隔的排列； 其中每组混合刀齿中的大齿区或中齿区或细齿区至少为一组。
4.根据权利要求3所述的变齿距高效避振耐用旋转锉，其特征在于:同组刀齿中相邻刀齿之间的夹角均相等，每组刀齿组和刀头相同截面上，刀齿与刀头中心之间的夹角分别为α，其中大齿与刀头中心夹角为α 3，α 3的角度在10°?22°之间；中齿与刀头中心夹角为α 2，α 2的角度在12°?30°之间；细齿与刀头中心夹角为α 1，α I的角度在8。?16°之间。
5.根据权利要求3所述的变齿距高效避振耐用旋转锉，其特征在于:所述组成大齿区、中齿区、细齿区的刀齿至少为两个。
6.根据权利要求3所述的变齿距高效避振耐用旋转锉，其特征在于:当混合刀齿由大齿区和细齿区组成时，其中每组刀齿组和刀头相同截面上具有三个粗齿，四个细齿。
7.变齿距高效避振耐用旋转锉，包括刀头、刀柄，刀头连接刀柄，其特征在于:刀头上分布有数组刀齿组，所述刀齿组分别为大齿组、中齿组、细齿组，其中数个大齿依序排列形成大齿组； 数个中齿依序排列形成中齿组； 数个细齿依序排列形成细齿组； 同时按照大齿组、中齿组、细齿组的排列方式平行设置在刀头上； 其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照大齿、中齿、细齿的顺序依序或间隔排列； 或者大齿组、中齿组、细齿组中的任意两组组合依序排列形成刀齿组，其中刀齿组与刀头相同截面上，每一组混合刀齿的截面按照组合成刀齿组的刀齿依序或间隔排列； 其中每组混合刀齿中的大齿或中齿或细齿至少为一个。
8.根据权利要求1或3或7所述的变齿距高效避振耐用旋转锉，其特征在于:所述刀头形状为任意的几何形状，每组刀齿顶端连线与刀头形状适配。
9.根据权利要求8所述的变齿距高效避振耐用旋转锉，其特征在于:所述刀头形状为弧形、平面结构、三角形、梯形、圆柱形、柱形球头、球形、锥形、锥形圆头、弧形尖头、弧形圆头、椭圆形、火炬形、倒锥形、锯片形。
10.根据权利要求1或3或7所述的变齿距高效避振耐用旋转锉，其特征在于:每组刀齿组与刀柄轴向方向之间形成0-90度的夹角，每组刀齿组的连线为直线。
【文档编号】B23D71/00GK203918109SQ201420232630
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】王宏嘉 申请人:上海钰工机电有限公司