一种高效高精度数控刀具镗孔刀杆的制作方法

本发明涉及一种高效高精度数控刀具镗孔刀杆，属于金属切削工具技术领域。

背景技术：

镗孔刀具在机械加工里广泛应用于金属工件的孔加工，随着标准化、智能化生产线的建设和使用，对刀具的要求越来越高，为了提高生产效率，减少换刀时间，提高刀具重复定位精度，开始推广机夹成型刀具。另外，为了提高产品质量的稳定性，要求刀具耐磨、寿命长，减少换刀频次，于是开始使用金属高速切削pcbn刀片。提高刀具定位精度、刀具寿命、刀具的切削效率等，对刀杆的结构设计提出了新的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效高精度数控刀具镗孔刀杆，具体方案为：

一种高效高精度数控刀具镗孔刀杆，包括杆身，杆身的一端具有用于与刀塔连接的底座，杆身的另一端具有用于安装刀具的头部，所述头部沿杆身的轴线两侧设有两个安装槽，两个安装槽按固定旋转方向设有同向的刀具定位面，刀具定位面沿杆身的轴线方向间隔设置有多个刀具槽，刀具槽用于固定刀具；所述杆身内部设有水冷通道，水冷通道前端分别贯穿至两个安装槽。

进一步的，两个刀具定位面的外沿与杆身轴线处于同一基准面。

进一步的，刀具定位面与所述基准面相交，且夹角为5~14°。

进一步的，所述刀具定位面设有与各个刀具槽对应的压板。

在上述镗孔刀杆的基础上，本发明进一步提供了一种高效高精度数控镗孔刀具，包括上述的高效高精度数控刀具镗孔刀杆，其中一侧的刀具定位面的各个刀具槽内均安装有粗镗刀，另一侧的刀具定位面的各个刀具槽内均安装有精镗刀；多个粗镗刀的刀刃高度沿杆身头部至底座的方向依次增加，多个精镗刀的刀刃高度沿杆身头部至底座的方向依次减少。

进一步的，所述粗镗刀和精镗刀均为pcbn刀片。

进一步的，相邻粗镗刀的刀刃高度差值为1-2mm。

进一步的，相邻精镗刀的刀刃高度差值为0.15-0.5mm。

本发明还提供了一种镗孔方法，是使用上述的高效高精度数控镗孔刀具，并包括以下步骤：

1）保持镗孔刀具不动，工件旋转，旋转的工件沿刀具轴线进行正向移动，由粗镗刀进行粗镗；

2）粗镗完成后，镗孔刀具整体向精镗刀的一侧移动，旋转的工件沿刀具轴线进行反向移动，由精镗刀进行精镗。

本发明中的镗孔刀杆沿头部两侧设有刀具定位面，可用于安装粗镗刀和精镗刀，在对工件进行镗孔时，可以不用更换刀具一次性完成粗镗和精镗，减少换刀时间，提高生产效率。

pcbn刀片具有接近金刚石的硬度和抗压强度，又因为其是由n、b原子所组成，因此具有比金刚石更高的热稳定性和化学惰性，在进行金属切削加工时，可实现高速切削，pcbn刀片与刀具基体的固定强度和定位精度是影响刀具使用寿命和加工精度的重要因素，本发明的刀杆结构沿刀具定位面设计有多个刀具槽，刀具槽根据刀片尺寸而定，可进行精确定位，另外，采用设置于刀具定位面上的压板对单个刀片进行压紧，可进一步提高刀片的固定强度，延长刀具使用寿命。为实现精确和高速切削，本发明提供的镗孔刀具将pcbn刀片设置有高度差，结合本发明的提供的镗孔方法，可以实现在一次性粗镗和精镗过程中的阶梯切削，可降低刀片切削时的受到的冲击力，延长刀具寿命，并提高加工质量。

附图说明

图1为镗孔刀具的结构示意图；

图2为镗孔刀具的左视示意图；

图3为镗孔刀具的主视示意图；

图4为镗孔刀具的剖面示意图；

图5为实施例3中粗镗示意图；

图6为实施例3中精镗示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1至4所示的一种高效高精度数控刀具镗孔刀杆，包括杆身1，作为一种具体设计，杆身是采用柱形结构。杆身1的一端具有用于与刀塔连接的底座2，底座可采用常规连接结构，本实施例中，底座设有锯齿结构的装夹面。杆身的另一端具有用于安装刀具的头部3，头部3沿杆身的轴线两侧设有两个安装槽，两个安装槽按固定旋转方向设有同向的刀具定位面4，刀具定位面4沿杆身的轴线方向间隔设置有多个刀具槽11，刀具槽用于固定刀具，刀具槽的宽度和深度根据刀具的尺寸确定；所述杆身内部设有水冷通道5，水冷通道前端分别贯穿至两个安装槽。水冷通道的后端可连通至底座的端面的进水口，在安装槽的表面设有多个与水冷通道相连通的水冷孔6，水冷孔6设于刀具槽11，直接对刀具槽内的刀具进行冷却。

作为优选方案，两个刀具定位面的外沿与杆身轴线处于同一基准面。在固定刀具后，两侧刀刃处于杆身的直径方向，在进行切削时，刀具受到的冲击力与杆身径向垂直，可避免杆身震动引起的加工精度降低。

作为优选方案，所述刀具定位面4设有与各个刀具槽对应的压板7。刀具在固定时，既通过螺钉与杆身连接，同时通过压板进行压紧，可保证刀具的固定强度。

作为优选方案，刀具定位面4与所述基准面相交，且夹角为5~14°。通过多次试验结果，刀具定位面4在该夹角范围内，通过在刀具定位面设置压板，可以提高压板对刀具的装夹强度，延长使用寿命。

另外，在本实施例中，每个刀具定位面设置有两个刀具槽。

实施例2

在上述镗孔刀杆的基础上，本发明进一步提供了一种高效高精度数控镗孔刀具，包括上述的高效高精度数控刀具镗孔刀杆，其中一侧的刀具定位面的各个刀具槽内均安装有粗镗刀8，另一侧的刀具定位面的各个刀具槽内均安装有精镗刀9；多个粗镗刀的刀刃高度沿杆身头部至底座的方向依次增加，多个精镗刀的刀刃高度沿杆身头部至底座的方向依次减少。另外，精镗刀的刀刃高度应不高于粗镗刀的刀刃高度。

作为优选方案，所述粗镗刀8和精镗刀9均为pcbn刀片。

作为优选方案，相邻粗镗刀8的刀刃高度差值为1-2mm。

作为优选方案，相邻精镗刀9的刀刃高度差值为0.15-0.5mm。

实施例3

如图5、6所示，在实施例2提供的镗孔刀具的基础上，本实施例提供了一种镗孔方法。是使用上述的高效高精度数控镗孔刀具，工件10顺时针旋转，左侧的刀具是粗镗刀，先参与切削，粗镗刀8不动，工件10从上向下移动，同时顺时针旋转，上面的刀具先切削，上面刀具的切削刃比下面的切削刃低1毫米，相当于第一片刀具先切削1-2毫米加工余量，第二片刀具在第一片刀具的基础上再切削1毫米。这种加工方式叫做阶梯式切削加工，降低了第一片刀具的加工余量，从而减少了刀具的切削力，可以有效防止刀具崩刃或破碎。当左侧的两片刀具镗孔切削结束时，刀具到达工件的最上端。这时工件10向左移动，按程序设定，到达右侧的精镗刀处，工件开始从下向上移动，同时顺时针旋转，同理，精镗刀片9的下面的刀具先参与切削，上面的刀具切削刃比下面的切削刃低0.2毫米，相当于第一片刀具先切削0.2毫米加工余量，第二片刀具在第一片刀具的基础上再切削0.2毫米，精镗切削余量分散，减少了刀具的切削力，提高表面加工质量。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种高效高精度数控刀具镗孔刀杆，包括杆身，杆身的一端具有用于与刀塔连接的底座，杆身的另一端具有用于安装刀具的头部，所述头部沿杆身的轴线两侧设有两个安装槽，两个安装槽按固定旋转方向设有同向的刀具定位面，刀具定位面沿杆身的轴线方向间隔设置有多个刀具槽，刀具槽用于固定刀具；所述杆身内部设有水冷通道，水冷通道前端分别贯穿至两个安装槽。为实现精确和高速切削，本发明提供的镗孔刀具将PCBN刀片设置有高度差，结合本发明的提供的镗孔方法，可以实现在一次性粗镗和精镗过程中的阶梯切削。

技术研发人员：陶宏均;李杰;孙睿
受保护的技术使用者：中原内配集团鼎锐科技有限公司
技术研发日：2018.06.29
技术公布日：2018.11.16