可转位硬质合金单齿锁扣成形刀具的制作方法

本发明涉及一种主要用于哈里伯顿闭锁锁扣环、石油工业中油气田打井封隔器、打捞工具闭锁环、机加工中检测棒等机械行业中加工有关刀具系统。

背景技术：

哈里伯顿闭锁锁扣环、完井封隔器等石油机械产品中双向锁扣螺纹的加工的配套刀具目前还是空白。锁扣螺纹牙形由于刀尖较小，为获得更长的刀具寿命，对刀具刃口质量的要求较高。

解决小刀尖圆弧，特别是在刀尖半径处，加剧磨损而导致刀具寿命缩短的原因。根据可转位小刀尖圆弧螺纹刀片加工特点，采用立装双面锥孔结构优化设计，双面锥孔结构整合了锁扣刀系列产品规格数量，立装结构设计提高了刀片在刀柄上的稳定性与刚性，采用特别的方法抵消施加在切削刃上的径向切削力的影响，获得更长的刀具寿命，才能稳定获得高质量的加工结果。

目前国内的大部分刀具厂多使用传统的焊接刀具。由于焊接刀具靠手工刃磨完成，因此造成刃磨出的刀具角度一致性很差，误差较大，且刀尖圆角极不标准，在实际加工中被加工产品尺寸超差现象时常发生，粗糙度也不能保证；焊接刀具的刃磨工艺对工人专业技术要求较高，同时焊接裂纹和虚焊情况也很难避免；有的企业虽然已在部分使用可转位刀具，但都是单一工序加工，刀具刃磨时间长，加工精度及效率极低，无法满足大批量生产加工。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种成本低，使用寿命长，排屑容易，加工精度高，定位牢固，加工效率高的复合可换硬质合金锁扣成形刀具。

本发明是这样实现的：

硬质合金刀片2通过刀具孔、定位锁紧螺钉3固定于刀杆1的刀片定位槽中，进行压紧。

硬质合金刀片采用内接圆φ12.7毫米三角形刀片，立式双面锥孔结构安装，提高了刀片在刀柄上的稳定性与刚性，整合了锁扣刀系列产品规格数量，刀片有三个刀尖转位使用。刀片齿形采用单齿结构。刀片齿形后角为10°±20′，刀片齿形前角为0°。

刀片切削刃口包括齿顶圆弧r0.08±0.02、齿形半角60°±15′（齿顶圆r0.065±0.015、齿形半角70°±15′）、齿底圆弧与修光过渡圆弧小于r0.08、刀齿中心到倒角距离0.2±0.03。

刀具加工时，刀片安装在相应刀杆的刀片槽中，使得刀片齿形加工前角为0°，刀片齿形加工后角为10°。

本发明高效复合可换硬质合金成形刀具系统，该系统加工效率高、精度高、排屑较好，加工成本明显降低，使用寿命和切削性能都有很大的提高。

本发明具有如下优点：

1.刀具采用立式双面锥孔安装结构，安装定位牢固，加工刚性好，对于单齿刀具通用性强，齿形成形精度高。本发明定位牢固，通用性强，能实现右旋、左旋加工一体及通过更换刀体外螺纹、内螺纹部位加工一体。

2.刀具采用机夹可转位设计，刀片的一致性和互换性等特点大大提高了锁扣牙形的生产效率和产品精度。

3.相对于整体焊接刀具，本发明使用一个刀尖失效后，只需要转位60°即可重新使用，刀片有三个刀尖转位使用。可以避免整体焊接刀具柄部材料的浪费，降低了生产成本。

附图说明：

图1为本发明的结构图。

图2为图1的俯视图。

图3为硬质合金成形刀片的正视图。

图4为图3的左视图。

图5为图3的齿形参数放大图之一。

图6为图3的齿形参数放大图之二。

具体实施方式：

实施例1：

可转位硬质合金单齿锁扣成形刀具，硬质合金刀片2通过刀具孔、定位锁紧螺钉3固定于刀杆1的刀片定位槽中，进行压紧，硬质合金刀片为内接圆φ12.7毫米正三角形刀片，有对称的双面锥孔用于立式安装，刀片以三个角作为三个刀尖转位使用，刀片齿形采用单齿结构。刀片齿形后角为10°，刀片齿形前角为0°。

刀片实现锁扣楔槽一次加工，切削刃口齿形参数：

1）齿形整角60°0′±15′，齿形联接过度圆弧r0.08±0.02，

2）齿底与修光过渡圆弧小于r0.08，

3）刀齿中心到倒角距离0.2±0.03。

本发明为高效复合可换硬质合金单齿锁扣成形刀具系统。其中的刀柄采用40cr,其定位槽加工采用数控铣床设备对刀杆定位槽及空刀槽预加工，热处理后硬度38～48hrc，然后数控铣床精铣而成，以保证其精度。可换硬质合金成形刀片齿形采用150#铜基结合剂金刚石成形砂轮在成型磨上磨制而成。

实施例2：

可转位硬质合金单齿锁扣成形刀具，其特征在于：硬质合金刀片2通过刀具孔、定位锁紧螺钉3固定于刀杆1的刀片定位槽中，进行压紧，硬质合金刀片为内接圆φ12.7毫米正三角形刀片，有对称的双面锥孔用于立式安装，刀片以三个角作为三个刀尖转位使用，刀片齿形采用单齿结构。刀片齿形后角为10°，刀片齿形前角为0°。

刀片实现锁扣楔槽一次加工，切削刃口齿形参数：

1）齿形整角70°0′±15′，齿形联接过度圆弧r0.065±0.015；

2）齿底与修光过渡圆弧小于r0.08；

3）刀齿中心到倒角距离0.2±0.03。

技术特征：

技术总结
本发明为可转位硬质合金单齿锁扣成形刀具。解决锁扣环及封隔器刀具加工成本高、效率低、排屑困难、精度差的问题。硬质合金刀片通过刀具孔、定位锁紧螺钉固定于刀杆的刀片定位槽中，进行压紧，硬质合金刀片为正三角形刀片，有对称的双面锥孔用于立式安装，刀片以三个角作为三个刀尖转位使用，刀片齿形采用单齿结构，刀片齿形后角为10°，刀片齿形前角为0°。本发明定位牢固，通用性强，能实现右旋、左旋加工一体及通过更换刀体外螺纹、内螺纹部位加工一体。

技术研发人员：牟仲德
受保护的技术使用者：成都工具研究所有限公司
技术研发日：2018.11.27
技术公布日：2019.01.25