阅读说明：本技术 一种用于环槽加工的一次成型高效pcd刀具 (A high-efficient PCD cutter of one shot forming for annular processing ) 是由 熊朝 于 2020-06-02 设计创作，主要内容包括：为解决传统环槽加工方案无法满足大批量生产需求的问题,本发明提供一种用于环槽加工的一次成型高效PCD刀具,其刀体上的四个PCD成型刀片中,两个为A型刀片,两个为B型刀片；两个A型刀片分布在同一直线上,两个B型刀片分布在同一直线上；A型刀片的排屑槽设置在A型刀片的底面上,位于内径切削刃一侧,且与内径切削刃贯穿；B型刀片的排屑槽设置在B型刀片的底面上,位于外径切削刃一侧,且与外径切削刃贯穿；A型刀片和B型刀片的底面切削刃同时作用时能够加工出完整的环形槽底形状；A型刀片和B型刀片的槽口切削刃的倾角均为2°-5°。本发明一次轴向走刀,即可全部完成环槽及相应圆角的加工,且能满足加工精度。(In order to solve the problem that the traditional annular groove processing scheme cannot meet the requirement of mass production, the invention provides a once-forming efficient PCD cutter for annular groove processing, wherein two of four PCD forming blades on a cutter body are A-type blades and two of the four PCD forming blades are B-type blades; the two A-type blades are distributed on the same straight line, and the two B-type blades are distributed on the same straight line; the chip groove of the A-shaped blade is arranged on the bottom surface of the A-shaped blade, is positioned on one side of the inner diameter cutting edge and penetrates through the inner diameter cutting edge; the chip groove of the B-shaped blade is arranged on the bottom surface of the B-shaped blade, is positioned on one side of the outer diameter cutting edge and penetrates through the outer diameter cutting edge; when the bottom cutting edges of the A-type blade and the B-type blade act simultaneously, the complete bottom shape of the annular groove can be processed; the inclination angles of the notch cutting edges of the A-type blade and the B-type blade are 2-5 degrees respectively. The invention can complete the processing of the ring groove and the corresponding fillet by one axial feed and can meet the processing precision.)

一种用于环槽加工的一次成型高效PCD刀具

技术领域

本发明涉及一种用于环槽加工的一次成型高效PCD刀具。

背景技术

各型号缓速器壳体及后盖上通常需要加工多种规格不同但结构相似的环槽(例如图1、2所示的环槽)，后续会在这些环槽内均装配O型密封圈，确保进出口油道处无渗漏油，因此对这些环槽的加工要求较高。

目前，在大批量生产中，针对上述环槽加工，行业内普遍采用的传统加工思路为：

1)采用D5立铣刀走插补；

2)设计专用刀具倒槽口圆角。

上述传统方案效率非常低，且槽口倒角大小非常难控制，在样机试制期间可采用该方案，但是不能满足大批量生产需求。

发明内容

为了解决传统环槽加工方案无法满足大批量生产需求的技术问题，本发明提供一种用于环槽加工的一次成型高效PCD刀具。

本发明的技术方案是：

一种用于环槽加工的一次成型高效PCD刀具，包括刀体；其特殊之处在于：

在所述刀体的端面上，沿同一圆周均匀设置有四个PCD成型刀片；

四个PCD成型刀片中，两个为A型刀片，两个为B型刀片；两个A型刀片分布在同一直线上，两个B型刀片分布在同一直线上；

A型刀片和B型刀片均包括内径切削刃、外径切削刃、底面切削刃、槽口切削刃和排屑槽；

A型刀片和B型刀片上各切削刃形状与待加工环形槽截面上相应位置处形状一致，各切削刃尺寸根据待加工环形槽尺寸及设计要求精度确定；

A型刀片的排屑槽设置在A型刀片的底面上，位于内径切削刃一侧，且与内径切削刃贯穿；

B型刀片的排屑槽设置在B型刀片的底面上，位于外径切削刃一侧，且与外径切削刃贯穿；

A型刀片和B型刀片的底面切削刃同时作用时能够加工出完整的环形槽底形状；

A型刀片和B型刀片的槽口切削刃的倾角均为2o-5°。

进一步地，A型刀片和B型刀片的排屑槽形状、尺寸相同。

进一步地，所述排屑槽为长方形槽。

进一步地，所述排屑槽深度为0.1-0.3mm。

进一步地，所述排屑槽最小长度为0.3mm，最大长度不超过刀片底部长度的1/3，厚度与刀片厚度一致。

本发明的优点是：

1.本发明加工过程稳定，且加工的环槽槽底粗糙度完全满足设计及后续装配要求。

2.利用本发明一次轴向走刀，即可全部完成环槽及相应圆角的加工，效率远高于传统“立铣刀+倒角刀”的加工方案，并且能够满足设计要求的加工精度。

3.在铝合金材料上加工环槽时，本发明的使用寿命可达6000件以上，能够满足缓速器壳体及后盖的大批量生产需求。

4.本发明PCD刀具的单件加工成本很低，适用于大批量加工。

5.本发明已在缓速器壳体及后盖上各种环槽结构处作了大量试加工，效果良好。

附图说明

图1是某缓速器壳体上加工的环槽的结构示意图。

图2是图1中的F处放大图。

图3是本发明PCD刀具的主视图。

图4是本发明PCD刀具的左视图。

图5是本发明PCD刀具的刀片的结构示意图。

图6是镶硬质合金刀片的复合环槽铣刀的加工效果图。

图7是本发明PCD刀具的加工效果图。

附图标记说明：

1-刀体；2-A型刀片；3-B型刀片；4-对刀点；5-环槽；6-排屑槽；7-外径切削刃；8-内径切削刃；9-底面切削刃；10-槽口切削刃。

具体实施方式

下面以在材料为ADC12的缓速器壳体上加工图1、2所示规格的环槽为例，对本发明作进一步说明。

为了提高加工效率，我们最初设计了一款镶硬质合金刀片的复合环槽铣刀，在刀体四周均匀对称设置4个相同的成型刀片，一次走刀可直接加工出图1、2要求的尺寸特征。该方案加工效率较上述传统方案显著提升，但环槽槽底粗糙度无法满足Ra1.6的要求，并且刀具加工二三百件后槽底就出现明显刀纹(加工效果如图6所示)，也会时常发生振刀现象。

在上述最初设计的复合环槽铣刀的基础上，我们最终重新设计了一种如图3、4、5所示的用于环槽加工的一次成型高效PCD刀具，经实际加工验证，不但加工过程稳定，槽底粗糙度完全满足Ra1.6要求(加工效果如图7所示)，且刀具寿命可达6000件以上，能够满足缓速器壳体大批量生产要求。

图3、4、5所示的用于环槽加工的一次成型高效PCD刀具加工参数为转速S2800、进给F400，最初设计的镶硬质合金刀片的复合环槽铣刀加工参数为转速S2000、进给F100，相比之下，图3、4、5所示的PCD刀具的加工效率提高了4倍，且加工质量更高，能满足设计图纸要求。最初设计的镶硬质合金刀片的复合环槽铣刀寿命为500件，刀具单价为700元，单件成本为1.4元/件；图3、4所示的PCD刀具寿命为6000件，刀具单价为2000元，单件成本为0.33元/件，成本下降76％。

如图3、4所示，本发明所提供的用于环槽加工的一次成型高效PCD刀具，包括刀体1和焊接在刀体上、沿同一圆周均匀分布在刀体1端面上的四个PCD成型刀片；四个PCD成型刀片中，两个为A型刀片2，其余两个为B型刀片3；两个A型刀片2设置在同一直线上，两个B型刀片3设置在同一直线上。

如图5所示，A型刀片2和B型刀片3均包括用于铣环槽内径的内径切削刃8、用于铣环槽外径的外径切削刃7、用于铣环槽底面的底面切削刃9、用于加工环形槽槽口圆角的槽口切削刃10以及用于排出切削屑的排屑槽6；A型刀片2和B型刀片3上各切削刃的形状与待加工的环形槽截面相应位置处的形状一致，各切削刃尺寸根据待加工环形槽尺寸及设计要求精度确定。

为方便描述，定义A型刀片2和B型刀片3上底面切削刃9所在端面为刀片底面，A型刀片2与B型刀片3的区别仅在于：A型刀片2的排屑槽6设置在A型刀片2的底面，位于A型刀片2的内径切削刃8一侧，且与内径切削刃8贯穿；B型刀片3的排屑槽6设置在B型刀片3的底面，位于B型刀片3的外径切削刃7一侧，且与外径切削刃7贯穿。为了保证排屑量，同时又避免加工时刀片振动，A型刀片2和B型刀片3上的排屑槽6为长方形槽，最小长度为0.3mm，最大长度不超过刀片底部长度的1/3，深度为0.1-0.3mm，厚度(即宽度)与刀片厚度一致。如此设计，增加了容屑空间，排屑更加顺畅；同时还减小了底面切削刃9的切削抗力，使得切削更平稳，A型刀片2和B型刀片3同时作用时即可加工出完整的环形槽底面形状。另外A型刀片2和B型刀片3上槽口切削刃10的倾角(槽口切削刃相对于环槽端面的角度)均为2°-5°，倒圆角效果更加良好，不会损伤环槽端面，使得倒角处精度能够满足设计要求。

利用图3、4所示PCD刀具加工图1、2所示环槽的方法：

1.在刀架上，将刀体1装于BT50-C32-110强力刀柄中；

2、以图5中对刀点4为基准，在对刀仪上测出刀长；

3、在立式加工中心中输入刀补(刀长)及切削参数，检查无误后开始加工，两个A型刀片2及两个B型刀片3同时参与切削；

4、加工完成后(换刀后首件)进行尺寸测量，保证符合图纸各项技术要求。