專利名稱：可換式一次成型修邊倒角刀及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可換式一次成型 修邊倒角刀，特別適用于各種組合復雜體通孔、組合孔、半通孔 的雙面倒角和去毛剌。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代機械零件加工中，要求必須過孔加工的零件，組合件，復雜機體常用鏜床過孔倒角。但孔徑一般都相對較大；車床也可 采用較長的刀桿加工一些可裝夾旋轉(zhuǎn)體零件的倒角，但這些方法 很難實現(xiàn)在部件機體內(nèi)去完成各種孔徑的一次成型修邊倒角。隨 著機械制造技術(shù)的發(fā)展，要求工程技術(shù)人員能解決各種機械制作 難題，對倒角，修邊，去毛刺也不斷的提出新的需求，把他們的 功能結(jié)合在一起，形成組合刀具，成為國內(nèi)外企業(yè)單位制作刀具 的一個趨勢。在以前內(nèi)孔修毛剌，只能依靠高級技工手工修磨；隨著新材 料和旋轉(zhuǎn)體刀具的發(fā)展，對新刀具材料與刀具的認識越來越深刻， 可換式雙面倒角在技術(shù)上也逐漸成為可能?，F(xiàn)有一次成型修邊倒 角刀，是依靠材料的彈性與特殊的形式達到一次成型修邊倒角的。 只具有修磨性型，不具有刀頭的可更換性。為了解決上述技術(shù)問題，人們進行了長期的探索，提出了各 種各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種加工手機透 鏡的CNC(數(shù)控機床)上的刀具[CN:200710058179. 6]，該刀具的主 切削刃至少具有第一切削刃AB、第二切削刃BC和第三切削刃CD， 第一切削刃AB與刀具縱向中心線0形成夾角Al，第三切削刃CD 與刀具X方向的基準線x形成夾角A2，夾角Al和A2分別與被切割件的上倒角Fl角度和下倒角F2角度相等，兩個切削刃BC、 CD 的Y方向長度d2和d3與兩個夾角Al和A2、被切割件的兩個倒 角F1、 F2的X向?qū)挾菴l和C2、被切割件的厚度L及工藝參數(shù)Z 分別有如下關(guān)系式d2 = L-Cl + tgA1-C2XtgA2， d3 = C2 X tgA2+Z。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是提高了加工精度和工作效率。還有人發(fā)明了一種一次成型多孔徑帶倒角刀具[CN: 200720034359.6], 具有上部的鉆頭刀柄、中部的鉆頭體和下部的鉆頭，鉆頭體包括 從下至上直徑遞增的第一鉆頭體、第二鉆頭體和第三鉆頭體，第 一鉆頭體與鉆頭直徑相等，第二鉆頭體下端環(huán)形面上分布有銑刀 頭，并具有連接第一鉆頭體的倒角刀頭，第三鉆頭體下端環(huán)形面 上分布有連接第二鉆頭體的倒角刀頭。本刀具的鉆頭體呈倒階梯 形狀，并設(shè)有多組刀頭，鉆頭體的尺寸根據(jù)需鉆制階梯孔的尺寸 而確定，這樣的刀具可以一次加工完成該階梯孔，并且同時完成 倒角加工，工序簡單， 一次成型，無需更換鉆頭和倒角刀，節(jié)約 了加工時間，降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率；由于是一次成 型，因此加工的同心度好、精度高。上述的改進方案結(jié)構(gòu)復雜， 制作出的產(chǎn)品質(zhì)量不高，刀具容易損壞，并且損害以后整體報廢， 造成資源浪費。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡 單，刀具可方便地進行更換，不會對工件造成損傷，加工出的產(chǎn) 品精度高的可換式一次成型修邊倒角刀。本發(fā)明的另一目的是針對上述問題，提供一種制造成本低， 應用范圍廣，可廣泛應用于軍工、航空、汽車船舶等領(lǐng)域上用的 高壓液壓閥、氣閥、電磁閥及各種精密設(shè)備，數(shù)控設(shè)備，大型設(shè) 備和尖端設(shè)備上各種孔的倒角與去毛剌的可換式一次成型修邊 倒角刀。本發(fā)明還有一目的是針對上述問題，提供一種加工工藝簡單， 易于加工制造，便于安裝和拆卸的可換式一次成型修邊倒角刀 制造工藝。為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案本可換式一 次成型修邊倒角刀，包括一根芯軸，安裝在芯軸上的刀具，其特 征在于，所述的刀具具有一根條狀的刀桿和位于刀桿一端的刀頭， 所述的刀頭具有前端切削刃和后端切削刃，在芯軸上開有彈性閉 合槽，刀頭設(shè)置在彈性閉合槽中，所述的芯軸和刀具的刀桿之間 設(shè)有調(diào)節(jié)機構(gòu)。在上述的可換式一次成型修邊倒角刀中，所述的芯軸上設(shè) 有與彈性閉合槽貫通的中心孔，刀桿插在中心孔內(nèi)，其端部穿出 中心孔，芯軸通過螺釘固定在適配器上，上述的調(diào)節(jié)機構(gòu)包括彈 簧和安裝在適配器上的調(diào)節(jié)螺釘，彈簧的一端作用在刀桿上，另 一端作用在調(diào)節(jié)螺釘上。作為另一種方案，在上述的可換式一次成型修邊倒角刀中， 所述的芯軸上設(shè)有與彈性閉合槽貫通的中心孔，刀桿插在中心孔 內(nèi)，上述的調(diào)節(jié)機構(gòu)包括一根彈簧和安裝在中心孔的調(diào)節(jié)螺釘， 彈簧的一端作用在刀桿上，另一端作用在調(diào)節(jié)螺釘上。還有一種方案，在上述的可換式一次成型修邊倒角刀中， 所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置在芯軸側(cè)部的調(diào)節(jié)螺釘和彈簧，彈簧的一端 作用在刀桿上，另一端作用在調(diào)節(jié)螺釘上。在上述的可換式一次成型修邊倒角刀中，所述的刀具由高 速工具鋼M42制成。在上述的可換式一次成型修邊倒角刀中，所述的彈性閉合 槽內(nèi)設(shè)有插銷，所述的刀頭與插銷相配合。在上述的可換式一次成型修邊倒角刀中，所述的前端切削 刃呈45°角傾斜，所述的后端切削刃呈33。角傾斜。在上述的可換式一次成型修邊倒角刀中，所述的前端切削刃還具有前端面，所述的后端切削刃還具有后端面；所述的前端 面為圓弧面，所述的后端面呈IO。角傾斜；所述的刀頭的刀背呈 20°角傾斜。上述的可換式一次成型修邊倒角刀是通過下述工藝制得 的可換式一次成型修邊倒角刀的制造工藝，其特征在于，該 工藝包括如下步驟a. 芯軸制作線切割斷料，將獲得的棒料車外圓并平兩頭端 面，在棒料上打中心孔，在棒料上加工出與中心孔連通的彈性閉b. 刀具成型線切割斷料，制作出刀頭和刀桿，在刀頭上加工出前端切削刃和后端切削刃；C.組裝將芯軸、刀具、調(diào)節(jié)螺釘、彈簧、銷軸組裝起來， 即得可換式一次成型修邊倒角刀。在上述的可換式一次成型修邊倒角刀的制造工藝中，將刀具進行熱處理，刀具的刀刃部硬度為HRC65-67，中間部硬度為 HRC50-60,尾部硬度為HRC35以上。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，可換式一次成型修邊倒角刀及其制造工藝的優(yōu)點在于1、設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，刀具可方便地進行更換，不會對工件造成損傷，加工出的產(chǎn)品精度高。2、能夠一次性完成孔兩端的倒角與去毛刺，適合使用在各種精密設(shè)備，數(shù)控 設(shè)備，大型設(shè)備和尖端設(shè)備上各種孔的倒角與去毛刺，也更容易 為軍工、航空、汽車船舶工業(yè)上用的高壓液壓閥、氣閥、電磁閥及各種組合復雜體通孔、組合孔、半通孔的雙面倒角和去毛剌。3、 加工工藝簡單，易于加工制造，便于安裝和拆卸。


圖1是本發(fā)明提供的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明提供的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明提供的實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，芯軸1、彈性閉合槽11、中心孔12、刀具2、刀桿21、刀頭22、前端切削刃22a、后端切削刃22b、螺釘3、適配器4、彈簧5、調(diào)節(jié)螺釘6、插銷7。
具體實施方式
實施例1:如圖1所示，可換式一次成型修邊倒角刀，包括一根芯軸 1，安裝在芯軸1上的刀具2。刀具2具有一根條狀的刀桿21和 位于刀桿21 —端的刀頭22，所述的刀頭22具有前端切削刃22a 和后端切削刃22b，在芯軸1上開有彈性閉合槽11，刀頭22設(shè)置 在彈性閉合槽11中，所述的芯軸1和刀具2的刀桿21之間設(shè)有 調(diào)節(jié)機構(gòu)。本是實施例中，芯軸1上設(shè)有與彈性閉合槽11貫通的中心孔 12，刀桿21插在中心孔12內(nèi)，其端部穿出中心孔12，芯軸l通 過螺釘3固定在適配器4上，上述的調(diào)節(jié)機構(gòu)包括彈簧5和安裝 在適配器4上的調(diào)節(jié)螺釘6，彈簧5的一端作用在刀桿21上，另 一端作用在調(diào)節(jié)螺釘6上。刀具2由高速工具鋼M42制成。在彈 性閉合槽11內(nèi)設(shè)有插銷7，刀頭22與插銷7相配合。如圖1所示，前端切削刃22a呈45。角傾斜，所述的后端切 削刃22b呈33。角傾斜。前端切削刃22a還具有前端面，所述的 后端切削刃22b還具有后端面；所述的前端面為圓弧面，所述的 后端面呈IO。角傾斜；所述的刀頭22的刀背呈20。角傾斜。本實施例中，刀背20°角起始于槽口，刀頭的圓周轉(zhuǎn)向前角 倒角度O. 1MM*30°是為了避免刀頭過孔時損傷孔壁；彈性閉合槽 的長度及槽口寬度決定刀頭切削彈性強度和在過孔時閉合的彈性 性能的關(guān)鍵，確定合理的尺寸范圍，使一次成型修邊倒角刀備良 好的實用性能。彈性閉合槽11設(shè)置6。錐度槽口，在彈性閉合槽811的基礎(chǔ)上頭端再增加6°錐角的目的是使刀頭在通過孔產(chǎn)生閉 合后刀頭的外徑尺寸略小于刀桿的外徑，能順利過孔，不切削孔 壁；前端導弧，便于順利導向入孔，入孔后中心定位確保倒角質(zhì) 量?？蓳Q式一次成型修邊倒角刀的制造工藝，其特征在于，該 工藝包括如下步驟a.芯軸制作線切割斷料，將獲得的棒料車 外圓并平兩頭端面，在棒料上打中心孔12，在棒料上加工出與中 心孔12連通的彈性閉合槽11; b.刀具成型線切割斷料，制作出刀頭22和刀桿21，在刀頭22上加工出前端切削刃22a和后端 切削刃22b; c.組裝將芯軸l、刀具2、調(diào)節(jié)螺釘6、彈簧5、 銷軸組裝起來，即得可換式一次成型修邊倒角刀。將刀具2進 行熱處理，刀具2的刀刃部硬度為HRC65-67，中間部硬度為 HRC50-60，尾部硬度為HRC35以上。 具體工序如下1、線切割斷料，2、車外圓，平兩頭端面，3、打中心孔，4、 熱處理，5、研磨中心孔，6、粗磨外圓，7、精磨外圓，8、刀頭 成型(磨削分割)，9、精磨圓(刀頭間的圓柱體與桿徑同)，10、 精磨刀頭前后角(前面7。角后面20°角)，11、倒前R角0.2MM(避 免刀頭過孔時改變損壞孔徑)，12、精切平頭定長度，13、精磨外 端刀刃45°角(后角為IO。 )， 14、精磨內(nèi)端刀刃33。角(后角 為10° )， 15、精磨頭部圓弧，16、柄部倒角，17、粗拋光(去 除在分割刀頭和精磨圓工序時產(chǎn)生的不同方向的磨削痕跡)，18、 磨刀頭前面圓弧，即開前刃角，19、線切割彈性槽口與6°角， 20、去除線切割槽口周遍尖銳角與毛剌，21、精拋光，22、激光 打標志，23、包裝。典型工序說明車外圓工序，雙面倒角刀的刀桿細而長，刀 頭必須在圓棒料體上加工成型，但車加工難度就比較大的，機械 加工細長桿必須用合金導向模具與車刀一體隨動刀架在簡易的小儀表車上依次加工完成。外圓磨削工序，小規(guī)格細長桿全部采用砂磨長柄加工，刀 頭部位與前部導引部位采用靠模具在磨床上加工。刀頭成型的磨削是根據(jù)構(gòu)成刀頭的圓周角度設(shè)計出可旋轉(zhuǎn)分度定位和可支撐調(diào)整的工夾具，夾具體分度角為70°角與 110°角構(gòu)成。在成型定位時刀頭的前面8°角和后面的20。角都是通過這套工夾具完成。刀頭前后圓柱體采用砂輪修內(nèi)圓弧順刀桿方向精磨圓的方 法。與前后段相吻合，再經(jīng)過粗拋光即可符合要求。外端刀頭45°角與其后角10°角是根據(jù)不同的規(guī)格外徑選 用相近的螺旋導程及砂輪修磨成對應的角度來加工；內(nèi)端刀頭33 °角與其后角10°角的加工方法相同，只是選用的螺旋導程為左 旋。刀頭的前面圓弧面，是45°切削刃與33°切削刃的共用前角 面，為主切削刃，根據(jù)刀頭尺寸的大小選擇不同的砂輪加工完成。線切割槽，線切割每次切割以單只為最佳，保證定位準確， 成型槽切割的方法，保證切割精度在0. 1MM以內(nèi)。熱處理，因為一次成型修邊倒角刀需要良好的彈性，要求熱 處理不同的區(qū)位段具有不同的硬度；刀頭切削部分硬度為 HRC65-67;彈性槽尾部分硬度為HRC48-62;柄部硬度HRC40以上。 經(jīng)過實驗，我們選擇先整體淬火(1230° C-1250° C)，然后在彈 性槽部分增加回火溫度(570° C)進行回火降低硬度的辦法，實 現(xiàn)各區(qū)段的不同硬度要求，最終滿足刀具對硬度，韌性，強度， 彈性要求。當前端導弧進入孔內(nèi)中心定位后，45Q角前刃刀頭完成倒角 切削，倒角后彈性入孔，彈性閉合槽閉合時由于刀頭外徑前刃倒 角，不會對孔壁產(chǎn)生損傷；過孔后33°角后端刀刃閉合完成倒角 切削，33°轉(zhuǎn)化為45°角，這樣雙面倒角度都為45。。如圖2所示，在本實施例中，芯軸1上設(shè)有與彈性閉合槽11 貫通的中心孔12，刀桿21插在中心孔12內(nèi)，上述的調(diào)節(jié)機構(gòu)包 括一根彈簧5和安裝在中心孔12的調(diào)節(jié)螺釘6，彈簧5的一端作 用在刀桿21上，另一端作用在調(diào)節(jié)螺釘6上。其余均與實施例1 類同，本文不做贅述。實施例3:如圖3所示，在本實施例中，調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置在芯軸1側(cè)部的 調(diào)節(jié)螺釘6和彈簧5，彈簧5的一端作用在刀桿21上，另一端作 用在調(diào)節(jié)螺釘6上。其余均與實施例l類同，本文不做贅述。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說 明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例 做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離 本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了芯軸1、彈性閉合槽ll、中心孔12、 刀具2、刀桿21、刀頭22、前端切削刃22a、后端切削刃22b、 螺釘3、適配器4、彈簧5、調(diào)節(jié)螺釘6、插銷7等術(shù)語，但并不 排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地 描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都 是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種可換式一次成型修邊倒角刀，包括一根芯軸(1)，安裝在芯軸(1)上的刀具(2)，其特征在于，所述的刀具(2)具有一根條狀的刀桿(21)和位于刀桿(21)一端的刀頭(22)，所述的刀頭(22)具有前端切削刃(22a)和后端切削刃(22b)，在芯軸(1)上開有彈性閉合槽(11)，刀頭(22)設(shè)置在彈性閉合槽(11)中，所述的芯軸(1)和刀具(2)的刀桿(21)之間設(shè)有調(diào)節(jié)機構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可換式一次成型修邊倒角刀，其 特征在于，所述的芯軸(1)上設(shè)有與彈性閉合槽(11)貫通的中 心孔(12)，刀桿(21)插在中心孔(12)內(nèi)，其端部穿出中心孔(12)，芯軸(1)通過螺釘(3)固定在適配器(4)上，上述的 調(diào)節(jié)機構(gòu)包括彈簧(5)和安裝在適配器(4)上的調(diào)節(jié)螺釘(6)， 彈簧(5)的一端作用在刀桿(21)上，另一端作用在調(diào)節(jié)螺釘(6) 上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可換式一次成型修邊倒角刀，其 特征在于，所述的芯軸(1)上設(shè)有與彈性閉合槽(11)貫通的中 心孔(12)，刀桿(21)插在中心孔(12)內(nèi)，上述的調(diào)節(jié)機構(gòu)包 括一根彈簧(5)和安裝在中心孔(12)的調(diào)節(jié)螺釘(6)，彈簧(5) 的一端作用在刀桿(21)上，另一端作用在調(diào)節(jié)螺釘(6)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可換式一次成型修邊倒角刀，其 特征在于，所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置在芯軸(1)側(cè)部的調(diào)節(jié)螺釘(6) 和彈簧(5)，彈簧(5)的一端作用在刀桿(21)上，另一端作用 在調(diào)節(jié)螺釘(6)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項所述的可換式一次成型修 邊倒角刀，其特征在于，所述的刀具(2)由高速工具鋼M42制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可換式一次成型修邊倒角刀， 其特征在于，所述的彈性閉合槽(11)內(nèi)設(shè)有插銷(7)，所述的 乂j頭(22)與插銷(7)相配合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的可換式一次成型修邊倒角 刀，其特征在于，所述的前端切削刃(22a)呈45°角傾斜，所 述的后端切削刃(22b)呈33°角傾斜。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可換式一次成型修邊倒角刀，其特 征在于，所述的前端切削刃(22a)還具有前端面，所述的后端切 削刃(22b)還具有后端面；所述的前端面為圓弧面，所述的后端 面呈10°角傾斜；所述的刀頭(22)的刀背呈20。角傾斜。
9. 一種可換式一次成型修邊倒角刀的制造工藝，其特征在 于，該工藝包括如下步驟a. 芯軸制作線切割斷料，將獲得的棒料車外圓并平兩頭端 面，在棒料上打中心孔(12)，在棒料上加工出與中心孔(12)連 通的彈性閉合槽(11);b. 刀具成型線切割斷料，制作出刀頭(22)和刀桿(21)， 在刀頭(22)上加工出前端切削刃(22a)和后端切削刃(22b);c. 組裝將芯軸(1)、刀具(2)、調(diào)節(jié)螺釘(6)、彈簧(5)、 銷軸(7)組裝起來，即得可換式一次成型修邊倒角刀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可換式一次成型修邊倒角刀的制 造工藝，其特征在于，將刀具(2)進行熱處理，刀具(2)的刀 刃部硬度為HRC65-67 ，中間部硬度為HRC50-60，尾部硬度為HRC35 以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可換式一次成型修邊倒角刀及其制造工藝，特別適用于各種組合復雜體通孔、組合孔、半通孔的雙面倒角和去毛刺。包括一根芯軸，安裝在芯軸上的刀具，其特征在于，所述的刀具具有一根條狀的刀桿和位于刀桿一端的刀頭，所述的刀頭具有前端切削刃和后端切削刃，在芯軸上開有彈性閉合槽，刀頭設(shè)置在彈性閉合槽中，所述的芯軸和刀具的刀桿之間設(shè)有調(diào)節(jié)機構(gòu)。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，其優(yōu)點在于1.設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，刀具可方便地進行更換，不會對工件造成損傷，加工出的產(chǎn)品精度高。2.能夠一次性完成孔兩端的倒角與去毛刺，應用范圍廣。3.加工工藝簡單，易于加工制造，便于安裝和拆卸。
文檔編號B23P15/28GK101323025SQ200810022268
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者王建波 申請人:王建波