一种高精度中小型内腔加工用插刀的制作方法

本实用新型属于机械加工刀具，具体涉及一种高精度中小型内腔加工用插刀。

背景技术：

在生产多型号激光惯组的台体、基座、及箱体加工过程中，由于激光陀螺安装在内型腔内，因此安装位置的形位公差，一般平面度要求0.006mm 以内，与各基准的平行度、垂直度要求0.008mm以内。由于安装凸台距离内腔侧壁间距为5-6mm，加工深度为120-160mm之间，这就对加工提出了苛刻的要求。

现有技术中，使用非标圆柱铣刀Ф10*180mm的刀具在数控铣床加工中心加工，很难保证设计要求的形位公差，并且采用铣刀加工，对刀具的圆柱度、锋利度、刚性以及机床主轴的径向跳动均要求较高，同时，刀头与被加工面之间为面接触，导致被加工面和刀头均易受切削力的影响而发生变形，因此返修率较高。

若是使用插床加工，一方面，由于插床的结构，难以对某些特定的腔体进行加工；另一方面，由于现有技术中的插刀均为一体成形，即刀身整体所使用的材料与刀头相同，在刀具磨损后需要对整个刀具进行更换，成本高昂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决采用现有技术会导致被加工面和刀头均易变形，返修率较高的不足之处，提供了一种高精度中小型内腔加工用插刀。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术解决方案是：

一种高精度中小型内腔加工用插刀，其特殊之处在于，包括刀杆，位于所述刀杆一端的圆柱形刀柄，和位于所述刀杆另一端的刀头；所述刀柄、刀杆和刀头同轴设置；所述刀头的切削刃与所述刀柄的轴向垂直；所述刀头切削刃的径向尺寸大于刀杆的径向尺寸。

进一步地，所述导杆上设置有刀头安装部，使得刀杆与刀头为可拆卸式连接，方便更换刀头，降低加工成本，当然也可以采用现有技术中其他可拆卸式连接方式，比如压块压紧式；或者在为了保证切削效果而不计较加工成本的情形下，也可以将刀杆和刀头设置为一体式结构。

进一步地，所述刀头安装部包括安装凹槽和螺纹孔，所述安装凹槽的形状与刀头形状相适配，可限制限制刀头的轴向运动或径向旋转；所述刀头上设有安装孔，刀头通过紧固螺钉安装在刀头安装部上；便于刀头拆装。

进一步地，所述刀头的切削刃为碗形(即刀头上设置有圆周形切削刃)、菱形、正方形或三角形；根据不同的加工件和被加工面可选择不同的刀头。

进一步地，为了使整个插刀的制造工艺更加简单方便，所述刀杆为圆柱形，即与刀柄均为圆柱形，同时也提升了产品的美观度。

进一步地，在高速旋转以及正常的切削作业中，所述刀柄与刀杆设置为一体式结构，更加有利于切削工作的稳定进行。

进一步地，为了满足加工需要，所述刀杆的长度为100mm～260mm，优选180mm。

本实用新型的优点是：

本实用新型在进行高精度中小型内腔加工时，可采用直线往复运动，与现有的面加工方式不同的是，该方式中刀头与被加工面之间为点接触，被加工面与刀具的主切削力为轴向受力，降低了由切削力产生的刀头变形和工件变形；由于是轴向线性加工，对刀具的几何精度几乎没有要求，只需要刀具锋利即可加工，且机床主轴径向跳动也不会对加工产生影响；因此，使用本实用新型插刀进行加工，可充分满足加工精度的要求，同时也增加了高精度中小型内腔加工方法的种类。

附图说明

图1为本实用新型插刀采用碗形刀头的剖视图；

图2为采用本实用新型加工的其中一种零件；

图3为菱形刀头的结构示意图；

图4为菱形刀头与刀杆的安装示意图；

附图标记：

1-刀杆；11-刀头安装部；2-刀柄；3-刀头；31-切削刃；32-安装孔；4- 被加工工件；41-被加工面；5-紧固螺钉。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步的详细描述：

仅仅出于方便的原因，在以下的说明中，使用了特定的方向术语，是以对应的附图为参照的，并不能认为是对本实用新型的限制，当图面的定义方向发生改变时，这些词语表示的方向应当解释为相应的不同方向。

如图1所示，一种高精度中小型内腔加工用插刀，包括刀杆1，位于刀杆1一端的圆柱形刀柄2，和位于刀杆1另一端且切削刃31垂直于刀柄2轴向的刀头3；其中，刀柄2、刀杆1及刀头3同轴设置。

对于铣加工中心，通常配有铣刀、镗刀等刀具，其结构包括刀体和用于将刀体固连至加工中心主轴的刀柄2。通过本实用新型提供的插刀，能够便捷地将刀柄2固连至加工中心主轴上与刀柄2相配合的安装槽中，并使得插刀的刀柄2与加工中心的主轴同轴。加工过程中，通过操作铣加工中心，使得主轴沿轴向往复运动，并通过本实用新型所提供的插刀的刀头3，实现对被加工面41(如图2所示)的插削动作。

实际加工中，由于加工过程中对切削刃31会产生磨损，磨损后若继续使用会对被加工工件4所要求的加工精度有所影响，因此，在加工一定量后，需要更换刀具以保证加工精度，这一工艺操作繁杂，成本较高。而采用本实用新型的插刀，可克服上述缺点，在本实施例中，刀头3可选用具有碗形切削刃31的刀头3，通过对铣加工中心的主轴旋转一定角度的方式，使得碗形切削刃31上未被磨损的部分旋转至被加工面41处继续加工，从而节省了更换刀具并且重新找正的工序，大大地提高了效率、节约了大量的时间、减少了加工成本；也可采用如图3所示的菱形刀头；需要说明的是，刀头3也可根据实际加工要求，采用其他形状的标准件(例如，三角形、正方形等)。

为了便于插刀的生产加工，刀杆1为与刀柄2一体式结构的圆柱形，由于插削过程需要使切削刃31沿加工中心主轴轴向往复运动实现，因此，需要刀杆11的表面相较于切削刃31远离加工表面。对于具有碗形切削刃31的刀头3而言，则需要圆柱形刀杆1的直径小于刀头3碗形切削刃的直径。需要说明的是，刀杆1的形状，在其他可能的实施方式中，还可为L形或其他回转体形状，以使切削刃31能够接触到特定的加工表面，从而进行插削。该刀杆1的长度为180mm，可满足深度为120-160mm之间的加工面需求。

刀杆1的端部设置有刀头安装部11，通过可拆卸式的连接方式将刀杆1 与刀头3连接为一体，且刀头3的切削刃31垂直于刀柄2的轴向。在插削工序进行一段时间后，只需要将磨损的刀头3进行更换，即可继续进行加工，比较方便。可选地，在本实施方式中，刀头安装部11包括安装凹槽和螺纹孔；该安装凹槽与刀头的形状相适配，能够在刀头3固连至刀杆1后限制刀头3的轴向运动或径向旋转，保证插削加工时的稳定性，比如，图1中的碗形刀头，该安装凹槽与刀头相适配，可限制刀头3的轴向运动；或者，如图 4中的菱形刀头，该安装凹槽与刀头相适配，可同时限制刀头3的轴向运动和径向旋转；在实际工况中，采用碗形刀头加工的插削次数要少于菱形刀头加工的插削次数。另一方面，通过刀杆1上的螺纹孔，能够快速稳定的实现刀头3的拆装与更换。需要说明的是，本实用新型并不限定刀片固连至刀杆 1的方式，在其他可能的实施方式中，还可以通过现有的其他方式(如压块压紧式、楔块紧固式)实现连接。

在加工制造插刀时，首先根据被加工面41的表面特征，选择市面上现有的标准刀头，再根据标准刀片的尺寸，加工具有相应尺寸的刀杆1与刀柄 2。通过这种方式，一方面，避免了由于更换整个刀具而造成的浪费，从而进一步节约了成本；另一方面，所使用的刀头可以选用现有的标准刀头，减少了研发与加工费用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。