成型刀具的制作方法

1.本技术涉及刀具技术领域，具体涉及一种成型刀具。


背景技术：

2.现有技术中，对具有3d曲面的工件进行加工大多采用球刀，并且球刀沿3d曲面轮廓分多条轨迹线加工。
3.然而，上述现有技术中至少存在如下问题：由于工件的外形为曲面，要求刀路步距减小，导致球刀加工所需的时间偏长；加工后的工件表面的刀纹较重，需要高移除量的抛光才能满足加工要求，高移除量的抛光则需要较长的抛光时间才能得到符合要求的外观品质，影响3d曲面的加工效率。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提出一种成型刀具，以提高3d曲面的加工效率。
5.本技术提供一种成型刀具，包括：
6.刀杆；及
7.设于所述刀杆一端的第一刀头，所述第一刀头具有中心轴线且所述第一刀头包括第一支部，所述第一支部沿所述中心轴线向远离所述中心轴线的方向凸伸，所述第一支部具有第一切削刃，所述第一切削刃的轮廓线包括向所述中心轴线凹陷的曲线。
8.在一些实施例中，所述第一切削刃包括第一切削部及与所述第一切削部连接的第二切削部，
9.所述第一切削部和所述第二切削部的曲率半径不同。
10.在一些实施例中，所述第一切削刃上的任一点位于所述中心轴线的同一侧。
11.在一些实施例中，所述第一切削部还包括与所述第二切削部连接的第三切削部，所述第二切削部位于所述第一切削部及第三切削部之间，所述第一切削部、所述第二切削部及第三切削部的曲率半径依次增大或依次减小。
12.在一些实施例中，所述第一切削刃上具有至少第一点，经过所述第一点的切线与所述中心轴线平行。
13.在一些实施例中，所述第一支部包括第一端及与所述第一端相对的第二端，
14.所述第一切削刃位于所述第一端与所述第二端之间，
15.所述第一点位于所述第一端与所述第二端之间，
16.所述第一切削刃沿所述第一端至所述第一点的方向上的任一点至所述中心轴线的距离依次减小，
17.所述第一切削刃沿所述第二端至所述第一点的方向上的任一点至所述中心轴线的距离依次减小。
18.在一些实施例中，
19.所述第一刀头还包括第二支部，所述第二支部沿所述中心轴线向远离所述中心轴
线的方向凸伸，所述第二支部具有第二切削刃，所述第二切削刃的轮廓线包括向所述中心轴线凹陷的曲线。
20.在一些实施例中，所述第一支部与所述第二支部之间具有避位部，
21.所述避位部向所述中心轴线的方向凹陷。
22.在一些实施例中，所述刀杆与所述第一刀头一体化设置。
23.在一些实施例中，所述成型刀具还包括：
24.第二刀头，设于所述刀杆的另一端，所述第二刀头与所述第一刀头为镜像设置。
25.上述成型刀具，通过在刀头的第一支部设置轮廓线包括向中心轴线凹陷的曲线状的第一切削刃，第一切削刃与工件的3d曲面相适配，便于对工件进行加工，有利于提升3d曲面的加工效率。
26.进一步的，由于第一切削刃包括曲率半径不同的第一切削部及第二切削部，可适用于不用曲率的3d曲面的加工，因此仅用一个刀具即可实现曲面的加工，进一步提高了3d曲面的加工效率。
附图说明
27.图1是本技术第一实施例提供的成型刀具的立体结构示意图。
28.图2是图1所示的成型刀具的主视示意图。
29.图3是本技术第二实施例提供的成型刀具的主视示意图。
30.主要元件符号说明
31.成型刀具
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100、200
32.刀杆
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10
33.第一刀头
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20
34.第一支部
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21
35.第一切削刃
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211
36.第一切削部
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2111
37.第二切削部
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2112
38.第一点
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2113
39.第三切削部
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2114
40.第一端
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212
41.第二端
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213
42.中心轴线
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22
43.第二支部
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23
44.第二切削刃
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231
45.避位部
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24
46.第三支部
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25
47.第三切削刃
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251
48.第二刀头
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30
具体实施方式
49.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
50.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，需要说明的是，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
51.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
52.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平厚度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平厚度小于第二特征。
53.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
54.本技术实施例提供一种成型刀具，包括：
55.刀杆；及
56.设于所述刀杆一端的第一刀头，所述第一刀头具有中心轴线且所述第一刀头包括第一支部，所述第一支部沿所述中心轴线向远离所述刀头的中心轴线的方向凸伸，所述第一支部具有第一切削刃，所述第一切削刃的轮廓线包括向所述中心轴线凹陷的曲线。
57.上述成型刀具，通过在刀头的第一支部设置有轮廓线为凹面曲线的第一切削刃，第一切削刃与工件的3d曲面相适配，便于对工件进行加工，工件加工成型所需的加工时间较短，加工后便能得到较好的外观品质，只需轻微抛光即可达到符合要求的外观品质，有利于提升3d曲面的加工效率。
58.以下结合附图，对本技术各实施例进行详细说明。
59.请参见图1，图1示出了本技术第一实施例提供的成型刀具。成型刀具100用于对工件(图未示)进行加工以使工件成型后具有3d曲面，也可以对具有3d曲面的工件进行加工。成型刀具100包括刀杆10及设于刀杆10一端的第一刀头20。其中，第一刀头20具有一中心轴线22，该中心轴线22也穿过刀杆10，中心轴线22可以理解为成型刀具100的旋转轴线。
60.需要说明的是，在本实施例中，工件的材料为金属，本实施例所要加工的工件为具有3d曲面的工件，成型刀具100对该工件进行精铣加工，也可以理解为成型刀具100对该工件进行抛光加工。
61.可以理解地，在其他的实施例中，工件的材料也可以为硬质合金等其他硬质材料。
62.刀杆10大致为圆柱状，刀杆10用于外接于一加工装置(图未示)，加工装置用于带动成型刀具100移动，加工装置还用于带动成型刀具100沿中心轴线22转动，加工装置还用于带动成型刀具100沿工件的3d曲面轮廓运动进而改变成型刀具100与工件之间的切削区域。加工装置可以为机械手、多轴机台或cnc机台。刀杆10的材质可以为硬质合金、高速钢等。
63.本实施例中，刀杆10为直柄状，刀杆10与第一刀头20直接连接，刀杆10与刀头20可以为一体化设置。
64.可以理解地，在其他的实施例中，刀杆10与第一刀头20还可以通过焊接的方式进行连接。
65.第一刀头20包括第一支部21，第一支部21沿中心轴线22向远离中心轴线22的方向凸伸，第一支部21具有第一切削刃211。第一切削刃211背离中心轴线22，且第一切削刃211的轮廓线包括向中心轴线22凹陷的曲线。刀头20在加工装置的带动下沿中心轴线22旋转时，第一切削刃211沿中心轴线22旋转以对工件进行加工。其中，第一切削刃211上用于切削工件的刃部大致与工件的3d曲面相适配。
66.上述的成型刀具100的一实施过程大致为：首先，将成型刀具100外接于一加工装置上；接着，加工装置带动成型刀具100靠近工件；再进一步，加工装置带动成型刀具100沿中心轴线22旋转，或者加工装置带动成型刀具100沿着工件表面运动，从而使得第一切削刃211对工件进行加工。
67.请一并参见图2，本实施例中，第一切削刃211包括第一切削部2111及与第一切削部2111连接的第二切削部2112，第一切削部2111和第二切削部2112的曲率半径不同，第一切削部2111和第二切削部2112在第一切削刃211上具有差异化。如此，通过第一切削刃211上的第一切削部2111和第二切削部2112，成型刀具100可以对两种不同曲率的3d曲面进行加工；通过第一切削刃211上的第一切削部2111和第二切削部2112，还可以对同一工件上的两种不同曲率的3d曲面进行加工。需要说明的是，具有两种不同曲率的3d曲面的工件是指该工件在不同位置的截面曲率不一样，通过本实施例提供的成型刀具100，能够对该类型的工件进行加工。在加工该类型的工件时，加工装置带动成型刀具100沿该工件的3d曲面轮廓运动；首先，成型刀具100与工件之间的切削区域从第一切削部2111平滑过渡到第二切削部2112；接着，成型刀具100与工件之间的切削区域从第二切削部2112过渡到第一切削部2111；以此类推，成型刀具100完成对该类型的工件的加工。
68.可以理解地，在其他的实施例中，同一工件还可以具有多种曲率的3d曲面，多种的含义可以为两种、三种、四种、五种或更多种，该多种曲率的3d曲面的曲率可以是连续变化
的，也可以是呈一定规律变化的，也可以是随机变化的。
69.本实施例中，第一切削刃211上的任一点位于中心轴线22的同一侧，也可以理解为第一切削部2111和第二切削部2112上的任一点均位于中心轴线22的同一侧。如此，第一切削刃211与传统的螺旋形刀刃不同，便于本实施例提供的成型刀具100对具有多种曲率的3d曲面的工件进行加工。
70.可以理解地，在其另一实施例中，第一支部21上至少有两点分别位于中心轴线22的两侧。如此，第一支部21的第一切削刃211仍然能够对具有3d曲面的工件进行加工。
71.本实施例中，第一切削刃211上至少存在一第一点2113，经过该第一点2113的切线与中心轴线22平行。第一点2113可以位于第一切削部2111，也可以位于第二切削部2112，还可以位于第一切削部2111与第二切削部2112的连接处。
72.本实施例中，第一支部21包括第一端212及与第一端212相对的第二端213。第一端212与刀杆10连接。第一切削刃211位于第一端212与第二端213之间，第一点2113位于第一端212与第二端213之间，第一切削刃211沿第一端212至第一点2113的方向上的任一点至中心轴线22的距离依次减小，第一切削刃211沿第二端213至第一点2113的方向上的任一点至中心轴线22的距离依次减小。如此，第一切削刃211的轮廓所具有的凹陷的曲线为连续变化的曲线，便于本实施例提供的成型刀具100对具有3d曲面的工件进行加工，且第一切削刃211易于加工，良品率高。
73.本实施例中，第一切削刃211还包括第三切削部2114，第二切削部2112位于第一切削部2111与第三切削部2114之间且分别与第一切削部2111和第三切削部2114连接，第一切削部2111、第二切削部2112及第三切削部2114的曲率半径依次增大或依次减小。第一点2113也可以位于第三切削部2114上，第一点2113还可以位于第二切削部2112与第三切削部2114的连接处。第一切削部2111、第二切削部2112和第三切削部2114的曲率半径均不相同。如此，成型刀具100能够对三种不同曲率的3d曲面进行加工，还可以对同一工件上的三种不同曲率的3d曲面进行加工。在加工该类型的工件时，加工装置带动成型刀具100沿该工件的3d曲面轮廓运动；首先，成型刀具100与工件之间的切削区域从第一切削部2111平滑过渡到第二切削部2112；接着，成型刀具100与工件之间的切削区域从第二切削部2112平滑过渡到第三切削部2114；再进一步，成型刀具100与工件之间的切削区域从第三切削部2114平滑过渡到第一切削部2111；以此类推，成型刀具100完成对该类型的工件的加工。
74.本实施例中，刀头20还可以包括第二支部23，第二支部23向远离刀头20的中心轴线22的方向凸伸，第二支部23具有第二切削刃231，第二切削刃231的轮廓线包括向中心轴线22凹陷的曲线。第二支部23与第一支部21的结构大致相似，第二切削刃231与第一切削刃211的结构大致相似。第一支部21和第二支部23沿中心轴线22的周向等分设置。如此，便于提高成型刀具100对工件的加工速率。
75.第一支部21和第二支部23之间具有避位部24，该避位部24向刀头20的中心轴线22的方向凹陷，避位部24可以延伸至刀杆10。该避位部24可用于排出成型刀具100在切削工件时所产生的碎屑。在切削工件时，第一切削刃211和第二切削刃231切削工件所产生的碎屑进入避位部24内，并在成型刀具100旋转切削工件所产生的向心力的作用下经避位部24排出成型刀具100。
76.本实施例中，刀头20还包括第三支部25，第三支部25向远离刀头20的中心轴线22
的方向凸伸，第三支部25具有第三切削刃251，第三切削刃251的轮廓线包括向中心轴线22凹陷的曲线。第三支部25与第一支部21的结构大致相似，第三切削刃251与第一切削刃211的结构大致相似。第一支部21、第二支部23和第三支部25沿中心轴线22的周向等分设置。如此，便于进一步提高成型刀具100对工件的加工速率。
77.第三支部25与第一支部21、第三支部25与第二支部23之间均具有避位部24，该避位部24向刀头20的中心轴线22的方向凹陷。第二支部23及第三支部25的设置，可以使得在第一支部21使用时有崩刀时快速更换成第二支部23或者第三支部25，提高了刀具的使用率。
78.本实施例提出的上述的成型刀具100的一实施过程大致为：首先，将成型刀具100外接于加工装置；接着，加工装置带动成型刀具100靠近工件并使其中一支部的第一切削部2111与工件的其中一种曲率的曲面相接触，其中，工件具有三种曲率连续变化的3d曲面；再进一步，加工装置带动成型刀具100沿着工件的3d曲面轮廓运动，使得第一切削部2111旋转切削工件；再进一步，加工装置带动成型刀具100继续沿着工件的3d曲面轮廓运动，使得成型刀具100与工件之间的切削区域从第一切削部2111平滑过渡到第二切削部2112；再进一步，加工装置带动成型刀具100继续沿着工件的3d曲面轮廓运动，使得成型刀具100与工件之间的切削区域从第二切削部2112平滑过渡到第三切削部2114；再进一步，加工装置带动成型刀具100继续沿着工件的3d曲面轮廓运动，使得成型刀具100与工件之间的切削区域从第三切削部2114平滑过渡到第一切削部2111；以此类推，成型刀具100完成对该类型的工件的加工。
79.本实施例提供的成型刀具100，使用该成型刀具100，工件加工成型所需的加工时间较短，加工后便能得到较好的外观品质，只需轻微抛光即可达到符合要求的外观品质，有利于提升3d曲面的加工效率；还能够对具有多种曲率的3d曲面的工件进行加工。相较于现有技术中球刀加工成型所需700s的用时，本技术的成型刀具100加工成型所需的时间大致为110s，3d曲面的加工效率得到明显提升。
80.请参见图3，图3示出了本技术第二实施例的成型刀具。本实施例提供的成型刀具200与第一实施例提供的成型刀具100的结构大致相似，不同之处在于：本实施例中，成型刀具200还包括第二刀头30，第二刀头30设于刀杆10远离第一刀头20的一端，第二刀头30与刀头20为镜像设置。第二刀头30与第一刀头20的结构大致相似。
81.需要说明的是，使用本实施例提供的成型刀具200时，刀杆10外接于加工装置，加工装置带动刀杆10转动，进而使刀杆10带动第一刀头20和第二刀头30同时旋转，从而能够同时对两个工件进行加工。其中，在同时对两个均具有多种曲率的3d曲面的工件进行加工时，可以通过移动工件以使工件与刀头20以及工件与第二刀头30的切削区域依第一切削部2111-第二切削部2112-第三切削部2114的类推过渡关系进行切换，从而实现成型刀具200能够同时对两个均具有多种曲率的3d曲面的工件进行加工。
82.在另一种实施方式中，加工装置也可以固定刀杆10中间的位置，使得第一刀头20中的任一支部加工，或者使得第二刀头30中的任一支部加工，从而使得某一刀头有损坏时，可以更换使用另一刀头，提高了刀具的使用率。
83.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。
84.最后应说明的是，以上实施例仅用于说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围。