一种带滚压装置的切削刀具的制作方法

本发明主要涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种带滚压装置的切削刀具。

背景技术：

1、滚压是一种无切屑的加工的加工方式，即通过高硬度的滚子对金属表面施加高压，碾平金属表面的微观凸峰，使材料表面发生弹性塑性变形，在表面形成了一定厚度的强化层，从而提高了金属表面的耐磨性，且表面粗糙度有所降低。

2、金属滚压是通过滚子将被加工表面的微观凸峰碾平到微观凹坑里，因此对滚压的余量有严格的要求：余量小，达不到滚压效果；余量大，则滚压的阻力太大，实施有困难，且会破坏表面质量。针对该问题，现有技术中通常采用如下方案：采用一个单独的切削刀盘对被加工表面进行切削加工，目的是使被加工表面干净平整，然后将切削刀盘从机床主轴上取下，更换为滚压刀盘，为了确保滚压量的合适，需要测量滚压刀盘的滚子到被加工面之间的距离，然后根据测量的结果确定合适的进刀量。由于合适的滚压量一般很小，因此需要测量的距离的值需要很准确，带来的工作也很繁琐，也很容易出错。

3、为解决上述问题，中国专利文献cn201510693100提供了一种铣滚一体刀具，在机床上同时装了两个用来带动刀盘的主轴，一个主轴装切削刀盘，一个主轴装滚压刀盘，通过事先测量两个刀盘的高度，将滚压余量输入在机床参数中，从而避免了每次测量距离的问题；中国专利文献cn205237433u提供了一种给予恒距离滚压的平面滚压刀具，即给滚压刀盘旁边装上了专门的测量装置，通过每次自动的测量滚压刀盘到被加工面间的距离，避免了繁琐的劳动；上述两个技术方案的本质是一样的，即使滚压余量保持恒定，从而保证被加工表面的粗糙度。但是，上述两个技术方案都对加工设备有要求：cn201510693100是将铣刀和滚压刀固定在同一个机床主轴上；cn205237433u则是增加了测量间隙的模块；该两种方案实施均需要配合专门的机床使用，不易于推广。

4、此外，现有技术中，一般滚压刀具的滚子由有圆柱形和圆锥型，圆柱或圆锥的母线为直线。在理论上，刀具使用时，其滚子的母线与被加工平面的法线相互垂直，随着刀具相对于工件的进给运动，被加工平面由滚子母线周滚压而成,由于母线为直线且与被加工表面相互垂直，从而加工出绝对平整的表面。而实际上，由于制造精度的限制，滚子的母线与被加工平面的法线无法绝对垂直，从而造成滚子的两端的滚压余量总是不同，滚子的一端相对于另一端的滚压余量较大，因此两端滚压出的表面会有差别，反应在被加工表面上就是有明显的纹路。而造成纹路的根本原因在于：母线为直线的滚子由于刀具制造精度有限会造成滚子母线两端的滚压量不一致，从而产生表面纹路。

5、与之相对的是，采用滚珠代替滚子滚压表面，由于滚珠的母线为圆弧，使其不受刀盘制造精度的影响，始终保持参与滚压的母线的两端滚压量的一致，从而形成良好的滚压纹路。但是，滚珠的半径有限，滚珠半径较小，只能强化被加工材料表面性能，无法降低粗糙度，还会限制了加工效率；采用大直径的滚珠能够降低粗糙度，但是大直径滚珠需要较大的刀具来安装，不方便实施，即由于滚压出的表面是由滚珠滚压形成的圆弧槽组成的，过大的进给参数会导致圆弧槽之间距离过大，导致被加工表面粗糙。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构稳定、操作方便、加工表面质量高的带滚压装置的切削刀具。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种带滚压装置的切削刀具，包括旋转刀体、多个切削装置和多个滚压装置，所述旋转刀体包括上端面和下端面，所述上端面和下端面均垂直于所述旋转刀体的旋转中心轴，多个所述切削装置设置在所述下端面上且沿所述旋转刀体的周向均匀分布，多个所述滚压装置设置在所述下端面上且沿所述旋转刀体的周向均匀分布，在所述旋转刀体的径向上，所述滚压装置与所述旋转中心轴之间的距离小于所述切削装置与所述旋转中心轴之间的距离。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述滚压装置的滚子的旋转轴位于所述旋转刀体的径向截面上。

6、在所述旋转刀体过所述旋转轴的径向截面上，所述旋转轴与所述下端面之间的夹角α等于所述滚子的锥度，且满足：1°≤α≤15°。

7、所述滚子包括内侧端面、外侧端面以及连接所述内侧端面、外侧端面的滚压侧面，所述滚压侧面呈鼓型结构，所述内侧端面、外侧端面均垂直于所述旋转轴，所述内侧端面的直径小于外侧端面的直径。

8、在过所述旋转轴的截面上，所述滚压侧面的轮廓线为圆弧，且圆弧的半径为r，应满足：100mm≤r≤500mm。

9、在过所述旋转轴的截面上，所述滚压侧面的圆弧轮廓线对应的弦ab与圆弧轮廓线之间的最大距离为h，应满足：h≥0.05mm。

10、所述滚子的锥度为β，所述内侧端面的半径为ra，所述内侧端面与所述旋转中心轴之间在所述旋转刀体的径向上的最大距离为la，应满足：ra/la＝sinβ。

11、所述下端面上开设有安装槽，所述滚压装置还包括固定压板，所述固定压板上开设有固定孔，所述滚子装设在所述安装槽并通过固定压板的固定孔限位以在所述安装槽内绕所述旋转轴自由旋转。

12、所述切削装置包括切削刀片、压块和双头螺钉，所述压块将切削刀片固定在所述下端面上的刀槽内并通过旋转双头螺钉使压块沿螺钉轴线前后移动以实现对切削刀片的压紧与放松。

13、在所述旋转中心轴方向上，所述滚压侧面的下侧位于所述切削刀片的主切削刃下方，且两者之间的距离为s，应满足：0.01mm≤s≤0.4mm。

14、与现有技术相比，本发明的优点在于：

15、本发明的带滚压装置的切削刀具，包括旋转刀体、多个切削装置和多个滚压装置，旋转刀体包括上端面和下端面，上端面和下端面均垂直于旋转刀体的旋转中心轴，多个切削装置沿旋转刀体设置在下端面上且沿旋转刀体的周向均匀分布，多个滚压装置设置在下端面上且沿旋转刀体的周向均匀分布，在旋转刀体的径向上，滚压装置与旋转中心轴之间的距离小于切削装置与旋转中心轴之间的距离，将多个切削装置和多个滚压装置同时设置在旋转刀体上并均匀分布，且切削装置相对滚压装置处于半径较大的位置，旋转刀体围绕旋转中心轴旋转，随着旋转刀体的旋转和进给，切削装置首先参与加工，对工件表面进行切削，随后滚压装置对切削过的表面进行滚压工作，本发明中，切削装置和滚压装置同时设置在一个旋转刀体上，滚压余量就是二者之间的高度差，而该高度在刀具制作时就可以准确地设置在旋转刀体上，因此精确且固定，在使用的时候避免了繁琐的测量过程，不仅结构稳定、操作方便且加工表面质量高。

技术特征：

1.一种带滚压装置的切削刀具，其特征在于：包括旋转刀体(1)、多个切削装置(2)和多个滚压装置(3)，所述旋转刀体(1)包括上端面(11)和下端面(12)，所述上端面(11)和下端面(12)均垂直于所述旋转刀体(1)的旋转中心轴(10)，多个所述切削装置(2)设置在所述下端面(12)上且沿所述旋转刀体(1)的周向均匀分布，多个所述滚压装置(3)设置在所述下端面(12)上且沿所述旋转刀体(1)的周向均匀分布，在所述旋转刀体(1)的径向上，所述滚压装置(3)与所述旋转中心轴(10)之间的距离小于所述切削装置(2)与所述旋转中心轴(10)之间的距离。

2.根据权利要求1所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：所述滚压装置(3)的滚子(31)的旋转轴(311)位于所述旋转刀体(1)的径向截面上。

3.根据权利要求2所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：在所述旋转刀体(1)过所述旋转轴(311)的径向截面上，所述旋转轴(311)与所述下端面(12)之间的夹角α等于所述滚子(31)的锥度，且满足：1°≤α≤15°。

4.根据权利要求3所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：所述滚子(31)包括内侧端面(312)、外侧端面(313)以及连接所述内侧端面(312)、外侧端面(313)的滚压侧面(314)，所述滚压侧面(314)呈鼓型结构，所述内侧端面(312)、外侧端面(313)均垂直于所述旋转轴(311)，所述内侧端面(312)的直径小于外侧端面(313)的直径。

5.根据权利要求4所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：在过所述旋转轴(311)的截面上，所述滚压侧面(314)的轮廓线为圆弧，且圆弧的半径为r，应满足：100mm≤r≤500mm。

6.根据权利要求5所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：在过所述旋转轴(311)的截面上，所述滚压侧面(314)的圆弧轮廓线对应的弦ab与圆弧轮廓线之间的最大距离为h，应满足：h≥0.05mm。

7.根据权利要求5所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：所述滚子(31)的锥度为β，所述内侧端面(312)的半径为ra，所述内侧端面(312)与所述旋转中心轴(10)之间在所述旋转刀体(1)的径向上的最大距离为la，应满足：ra/la＝sinβ。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：所述下端面(12)上开设有安装槽(121)，所述滚压装置(3)还包括固定压板(32)，所述固定压板(32)上开设有固定孔(321)，所述滚子(31)装设在所述安装槽(121)并通过固定压板(32)的固定孔(321)限位以在所述安装槽(121)内绕所述旋转轴(311)自由旋转。

9.根据权利要求8所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：所述切削装置(2)包括切削刀片(21)、压块(22)和双头螺钉(23)，所述压块(22)将切削刀片(21)固定在所述下端面(12)上的刀槽内并通过旋转双头螺钉(23)使压块(22)沿螺钉轴线前后移动以实现对切削刀片(21)的压紧与放松。

10.根据权利要求9所述的带滚压装置的切削刀具，其特征在于：在所述旋转中心轴(10)方向上，所述滚压侧面(314)的下侧位于所述切削刀片(21)的主切削刃下方，且两者之间的距离为s，应满足：0.01mm≤s≤0.4mm。

技术总结
本发明公开了带滚压装置的切削刀具，包括旋转刀体、多个切削装置和多个滚压装置，所述旋转刀体包括上端面和下端面，所述上端面和下端面均垂直于所述旋转刀体的旋转中心轴，多个所述切削装置设置在所述下端面上且沿所述旋转刀体的周向均匀分布，多个所述滚压装置设置在所述下端面上且沿所述旋转刀体的周向均匀分布，在所述旋转刀体的径向上，所述滚压装置与所述旋转中心轴之间的距离小于所述切削装置与所述旋转中心轴之间的距离，本发明具有结构稳定、操作方便、加工表面质量高等优点。

技术研发人员：赵志伟,吴丹,贺云鹏,李姣
受保护的技术使用者：株洲钻石切削刀具股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11