瓶胚注塑模型加工刀具及其加工模型的方法与流程

本发明涉及一种模型加工刀具，特别是一种加工型腔深处球头的车床刀具及其加工模型的方法。

背景技术：

瓶坯注塑模型腔在整套瓶坯注塑模中是非常重要的零件，尤其是内部成型部分，精度要求高，结构特殊，加工时间长。

现有技术中在半精加工成型部分时，由于其特殊的结构和精度要求，加工受到限制，主要的加工难度在型腔深处的球头部分，型腔深而小，标准内孔车刀只能加工前半部分，根本到不了球头部分，虽然现在市面上有很多仿形车刀可以加工球头，比如山特维克的医疗用镗杆、三菱的阻尼镗刀杆等标准刀具，但是其中的一些刀具只能加工大于球径φ25mm球头，不符合我们的要求，另一些刀具可以加工小球径，但刀具长度不够，只能加工球头的一部分，不能完成整个球头部分的车削。同时所有可选用的刀具都有刀杆与工件内壁产生干涉，刀具的后刀面与球面残留余量产生干涉等等多种问题。如图1所示是山特维克a16k-sdxcr07-r标准刀具车削型腔示意图，可车削最小球径r16，可是刀体与工件内壁a处产生干涉，无法完全车出球头部分。因此现有的加工球头的方式是通过加工中心完成第二道铣削球头的加工。这种方式虽然能完成球头的加工，但是两道工序两次装夹导致同轴度误差较大，使得后续的万能磨的加工余量增加，也无形中的增加了加工的工时。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种能直接在车床上完成型腔深处的加工，并保证加工精度及使用寿命的瓶胚注塑模型加工刀具及其加工模具的方法。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种瓶胚注塑模型加工刀具，包括依次连接的夹持部、悬伸部、刀头和刀片，所述的夹持部为截面为圆，直径为16mm长度为70mm，所述的悬伸部的截面为长轴15mm短轴10.5mm的椭圆，悬伸部的最大长度为55mm，由悬伸部的末端到刀片前端的距离为80mm，悬伸部的前端焊接刀头，刀头的前端安装刀片，刀片的刀尖到刀具轴线的距离为5.25mm。

进一步的方案是，所述的夹持部和悬伸部的中心线同心，刀片的刀尖靠近在刀具截面上的投影靠近悬伸部的短轴顶部端点。

进一步的方案是，所述的夹持部、悬伸部采用硬质合金，刀头采用3cr13材质。

一种使用上述瓶胚注塑模型加工刀具的模型加工方法，包含以下步骤：

a)将被加工模型夹持在车床上，并通过标准车刀完成型腔部分的车削部分加工；

b)用合金钻在型腔底部钻出底孔；

c)再用瓶胚注塑模型加工刀具完成型腔底部的球头加工。

进一步的方案是，所述的瓶胚注塑模型加工刀具的进刀线路为沿球头弧线由外向内循环进刀。

与现有技术相比，本发明设计的瓶胚注塑模型加工刀具，根据瓶胚注塑模具的结构进行了针对性的设计。分析了瓶胚注塑模型的球头部分，球径r9.28mm，尺寸比较小，球头部分又在整个型腔的最底部，球心到端面的距离是68.18mm，车刀车到球头最底部的尺寸为68.18+9.28=77.46mm，也就是说车刀悬伸在刀柄外面的尺寸必须大于77.46mm，再算上刀柄的夹持部分，如果要将整个型腔用一把刀车下来，刀具的总长必须在120mm以上，而且要考虑到在车削时的发震问题、刀柄与工件的干涉问题。如果刀杆直径过大，就导致刀杆与工件产生干涉，如果直径过小，刀具的刚性不够。根据这些要求，设计刀具，具有夹持部主要用于与车床装夹连接，设置了悬伸部能使得刀头深入到工件的型腔内，同时考虑到震动、刚性以及与型腔形成干涉的问题，将悬伸部的截面设计成椭圆形，以避免与型腔的干涉。更需要注意的是，本发明设计的悬伸部结构不但确定了椭圆形的长轴和短轴从而确定了椭圆形的结构，还设计了刀片刀尖的轴向投影与椭圆形的短轴上顶点对应，从而确定了截面为椭圆形的悬伸部与夹持部以及刀头的连接形态。保证了刀具的刚性，并避免了震动。通过使用本发明所设计的加工刀具，能将整个型腔的球头部分用这把车刀完全车出，从而省去加工中心加工的工序，大大节省加工时间。也可以减少两次装夹所产生的同轴度误差（精度为0.005mm），进一步减少精加工时万能磨的磨削余量，减少工序的同时节省了加工时间，减少了刀具消耗的成本，从而提高整个工艺过程的效率。

附图说明

图1是使用现有技术中的普通刀具加工球头干涉示意图。

图2是实施例1刀具结构示意图。

图3是实施例1刀具结构a-a处剖视图。

图4是实施例1刀具工作时左视图。

图5是实施例1刀具切削示意图。

图6是实施例1刀具切削轨迹示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1。

如图2、图3、图4所示，本实施例描述一种瓶胚注塑模型加工刀具，包括依次连接的夹持部1、悬伸部2、刀头3和刀片4，所述的夹持部1为截面为圆，直径为16mm长度为70mm，所述的悬伸部2的截面为长轴15mm短轴10.5mm的椭圆，悬伸部2的最大长度为55mm，由悬伸部2的末端到刀片4前端的距离为80mm，悬伸部2的前端焊接刀头3，刀头3的前端安装刀片4，刀片4的刀尖7到刀具轴线的距离为5.25mm。如图4所示，所述的夹持部1和悬伸部2的中心线同心，刀片4的刀尖7靠近在刀具截面上的投影靠近悬伸部2的短轴顶部端点。其中所述的夹持部1、悬伸部2采用硬质合金，刀头3采用3cr13材质。

一种使用上述瓶胚注塑模型加工刀具的模型加工方法，包含以下步骤：

a)将被加工模型5夹持在车床上，并通过标准车刀完成型腔部分的车削部分加工；

b)用合金钻在型腔底部钻出底孔6，如图5所示，其中b处为球头的余量残留区；

c)再用瓶胚注塑模型加工刀具完成型腔底部的球头加工。

如图6所示，所述的瓶胚注塑模型加工刀具的进刀线路为沿球头弧线由外向内循环进刀。

技术特征：

1.一种瓶胚注塑模型加工刀具，包括依次连接的夹持部、悬伸部、刀头和刀片，其特征是所述的夹持部为截面为圆，直径为16mm长度为70mm，所述的悬伸部的截面为长轴15mm短轴10.5mm的椭圆，悬伸部的最大长度为55mm，由悬伸部的末端到刀片前端的距离为80mm，悬伸部的前端焊接刀头，刀头的前端安装刀片，刀片的刀尖到刀具轴线的距离为5.25mm。

2.根据权利要求1所述的瓶胚注塑模型加工刀具，其特征是所述的夹持部和悬伸部的中心线同心，刀片的刀尖靠近在刀具截面上的投影靠近悬伸部的短轴顶部端点。

3.根据权利要求1或2所述的瓶胚注塑模型加工刀具，其特征是所述的夹持部、悬伸部采用硬质合金，刀头采用3cr13材质。

4.一种使用权利要求2所述的瓶胚注塑模型加工刀具的模型加工方法，其特征是包含以下步骤：

将被加工模型夹持在车床上，并通过标准车刀完成型腔部分的车削部分加工；

用合金钻在型腔底部钻出底孔；

再用瓶胚注塑模型加工刀具完成型腔底部的球头加工。

5.根据权利要求4所述的瓶胚模型加工方法，其特征是所述的瓶胚注塑模型加工刀具的进刀线路为沿球头弧线由外向内循环进刀。

技术总结
本发明所设计的一种瓶胚注塑模型加工刀具，包括依次连接的夹持部、悬伸部、刀头和刀片，所述的夹持部为截面为圆，直径为16mm长度为70mm，所述的悬伸部的截面为长轴15mm短轴10.5mm的椭圆，悬伸部的最大长度为55mm，由悬伸部的末端到刀片前端的距离为80mm，悬伸部的前端焊接刀头，刀头的前端安装刀片，刀片的刀尖到刀具轴线的距离为5.25mm。通过使用本发明所设计的加工刀具，能将整个型腔的球头部分用这把车刀完全车出，从而省去加工中心加工的工序，大大节省加工时间。也可以减少两次装夹所产生的同轴度误差（精度为0.005mm），进一步减少精加工时万能磨的磨削余量，减少工序的同时节省了加工时间，减少了刀具消耗的成本，从而提高整个工艺过程的效率。

技术研发人员：朱华平;张佳靓;刘力;钱叶波;杜秀萍;方洁男
受保护的技术使用者：松源机械制造有限公司
技术研发日：2020.09.04
技术公布日：2020.12.18