可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具及加工工艺
阅读说明：本技术 可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具及加工工艺 (Cutter capable of processing diamond decorative surface of locomotive columnar refitted part and processing technology ) 是由 潘星 潘爱林 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具及加工工艺,刀具包括刀柄、切削部,其特征在于,所述切削部以自身轴线为中心并沿有效切削转向依次环设有若干组切削体,所述切削体设有第一切削刃、前刀面组、补偿刀面组,所述前刀面组与补偿刀面组以第一切削刃为相交边呈钝角并朝向切削部中心轴线方向倾斜设置,所述前刀面组中部设有第二切削刃,所述加工工艺包括A1下料、A2数据准备一、A3数据准备二、A4钻石装饰面加工一、A5钻石装饰面加工二、并步骤A5以此类推直至加工完成,本发明的有益效果为：提供可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具及加工工艺,可加工钻石装饰面,加工成本低,且可实现自动化,降低人力劳动强度。(The invention relates to a cutter capable of processing a diamond decorative surface of a locomotive columnar refitted piece and a processing process, wherein the cutter comprises a cutter handle and a cutting part, and is characterized in that the cutting part takes the axis of the cutting part as the center and is sequentially and annularly provided with a plurality of groups of cutting bodies along the effective cutting direction, each cutting body is provided with a first cutting edge, a rake face group and a compensation rake face group, the rake face group and the compensation rake face group take the first cutting edge as the intersected edge to form an obtuse angle and are obliquely arranged towards the axis direction of the center of the cutting part, the middle part of the rake face group is provided with a second cutting edge, the processing process comprises A1 blanking, A2 data preparation I, A3 data preparation II, A4 diamond decorative surface processing I, A5 diamond decorative surface processing II and step A5 analogizing until the processing is finished, and the beneficial effects of the invention are that: the cutter and the processing technology can be used for processing the diamond decorative surface of the columnar modified part of the locomotive, the processing cost is low, automation can be realized, and the labor intensity of manpower is reduced.)
技术领域
本发明具体涉及一种可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具及加工工艺。
背景技术
现有机动车包括摩托车、电动车、汽车等，具有轻便灵活、迅速的特点，成为当代社会最常见也最常用的交通运输工具。上述机动车都内置有碟刹、减震系统，而此类系统中所包含的部分零部件对自身外观以及加工设计都有一定要求，尤其针对柱状的机车改装件，其需要设计并加工装饰面，一方面，从外观提高该产品的美观性与辨识度，另一方面，装饰面可便于人手以及器械操持该零部件，方便拆装、维修等。
装饰面则包含有很多种，例如与钻石表面仿形的钻石装饰面，由于其富有的美好象征以及所具有的规则外观形状都被人们所熟知，而针对此类装饰面的加工工艺则十分繁琐。
若柱状改装件的材料为塑料件，想要加工出钻石装饰面，其首先需要制定具有相应成型腔的注塑模，而后还需进行去除毛刺、精加工等工序，操作繁琐，加工周期长，不适于大批量成型，而小批量成型则会直接导致柱状改装件成本极高，经济性极地，其次，不同规格的柱状改装件必须配备不同的注塑模，故对注塑模的需求量很高，故直接增加了模具成本，进一步提高了加工成本，经济性低下。
若柱状改装件的材料为金属件，首先通过自动磨石机进行粗磨，打磨过程中，对夹持柱状改装件的夹具产生严重磨损，使夹具只能一次性使用；然后对粗磨后的柱状改装件进行清洗、质检，随后进行人工精磨得到钻石装饰面，精磨后得到钻石装饰面还需要再次进行清洗、质检，最后还需要进行人工手磨足反。从上述工序内容可知，现有钻石装饰面的加工工艺十分复杂、耗时且也需要较多的磨石人员参与，这样不仅导致时间成本、人力成本都变大，而且人工工序较多时，就较为容易出现质量问题，钻石装饰面表面粗糙度、钻石纹理等出现不稳定，最重要的是成产效率低下，不适于大批量生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具及加工工艺，可加工得出钻石装饰面，加工成本低，且可实现自动化，降低人力劳动强度，小批量与大批量的生产规模都适用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具，包括刀柄及设于刀柄端部且用以切削待加工产品的切削部，其特征在于，所述切削部以自身轴线为中心并沿有效切削转向依次环设有若干组切削体，所述切削体设有第一切削刃及分别位于第一切削刃两侧的前刀面组与补偿刀面组，所述前刀面组与补偿刀面组以第一切削刃为相交边呈钝角并朝向切削部中心轴线方向倾斜设置，所述前刀面组中部设有第二切削刃。
采用上述技术方案，提供一种刀具，可针对柱状改装件加工出钻石装饰面，相比较现有技术，无需定制模具，且无需考虑待加工产品的材料性质，不管是塑料件还是金属件，该刀具都可对其进行加工并得到相应的钻石装饰面，适配性高，加工成本低，且可实现自动化，降低人力劳动强度，小批量与大批量的生产规模都适用，进一步的加工完成后的柱状改装件表面无需人工手磨，可实现一步加工到位；其中切削部可对待加工柱状改装件进行切削加工，刀柄则便于刀具安装于相应夹具上，以实现刀具加工；进一步在切削部设置若干组环设于切削部外周的切削体，可通过改善切削体的数量，从而调节切削体加工效率，并进一步通过设置第一切削刃、前刀面组、第二切削刃，即可加工出钻石装饰面，而补偿刀面组则起到两方面作用，其一，由于柱状材料外圆形状误差、刀具、产品的安装位置误差，导致第一切削刃未加工完全时，补偿刀面组可进一步作切削，保证钻石装饰面加工完成后符合要求，其二，补偿刀面朝向切削部中心轴线方向倾斜设置，有助于排削；其中第二切削刃配合第一切削刃共同加工出钻石装饰面内部的各轮廓，进一步完善钻石装饰面加工。
上述的可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具可进一步设置为：所述前刀面组包括两组对称设置于第二切削刃两侧的前刀面，两组前刀面以第二切削刃为相交边呈钝角并朝向切削部中心轴线方向倾斜设置，所述补偿刀面组包括两组设置于前刀面组一侧并依次与前刀面相交的补偿刀面，每组补偿刀面与前刀面邻边相交并构成第一切削刃，所述补偿刀面与前刀面以第一切削刃为相交边呈钝角并朝向切削部中心轴线方向倾斜设置，两组补偿刀面邻边相交并构成第三切削刃，两组补偿刀面以第三切削刃为相交边呈钝角并朝向切削部中心轴线方向倾斜设置。
采用上述技术方案，根据上述两组前刀面、两组第一切削刃、第二切削刃、两组补偿刀面、第三切削刃的结构分布形式所设计的刀具，即可针对柱状改装件进行加工出钻石装饰面；其中两组前刀面以第二切削刃为边呈钝角且朝向切削部倾斜设置，并配合两组第一切削刃即可加工出钻石装饰面的各菱形平面，两组补偿刀面以第三切削刃为边呈钝角倾斜，有助于排削，且第一切削刃未切削完成的情况下可进一步作切削，保证钻石装饰面加工完成，并符合要求。
上述的可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具可进一步设置为：两前刀面以第二切削刃为相交边的夹角设为刃口角度，刃口角度范围为100°~170°之间。
采用上述技术方案，刃口角度决定了钻石装饰面的各钻石面的内凹程度以及形状，当刃口角度设置于100°~170°之间时，钻石装饰面的内凹程度适中，形状与钻石面相仿，才能加工出具有钻石装饰面的柱状改装件。
上述的可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具可进一步设置为：所述切削部位于每相邻两组切削体之间都设有排削结构。
采用上述技术方案，设置排削结构，有利于废屑排出，避免废屑刮伤易加工表面。
上述的可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具可进一步设置为：所述排削结构包括用以引导废屑且呈规则直线形的第一流道、与第一流道平滑连接的第二流道，所述第二流道呈弧形且一端朝向刀柄外侧延伸。
采用上述技术方案，直线形的第一流道有助于引导废屑沿着第一流道排出，呈弧形的第二流道可利用废屑自身的初始速度顺利将废屑排出刀具外，排屑效果佳且效率高。
采用上述任一项所述的可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具的钻石装饰面的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A1：下料，准备柱状待加工产品；
A2：数据准备一，量取柱状待加工产品外圆柱面直径尺寸，确定圆周表面钻石装饰面边数N，根据组数N画内接于待加工产品外圆周表面N边形，并量取N边形边长；
A3：数据准备二，定制加工刀具的刃口角度（也即两前刀面夹角），根据步骤A2中所获取的组数N确认刃口宽度（也即前刀面组两端沿刀柄中心轴线方向分量的直线距离）；
A4：钻石装饰面加工一，以步骤A2中的N边形为加工路径，并选用步骤A3中的加工刀具，该加工刀具的两组前刀面为刃口截面，沿N边型加工一周，进行加工第一圈钻石装饰面；
A5：钻石装饰面加工二，将步骤A4中已加工完成一周后的加工刀具沿Z轴方向移动一组径向位移，并沿N变形中心旋转一组周向角度位移；
A6：钻石装饰面加工三，待步骤A5中的加工刀具加工完成一周后，继续以步骤A5中的移动方式进行移动，并以此类推，直至钻石装饰面加工完毕。
采用上述技术方案，利用上述刀具并根据上述加工工艺可加工出具有排列规则、极富美观性的钻石装饰面，且整个工艺未采用模具、人工手磨等，加工成本低，人力劳动强度低，还可实现自动化，加工效率高，小批量与大批量的生产规模都适用，并进一步的，无论待加工柱状改装件是塑料材质还是金属材质，都可选用此工艺以及刀具进行加工，适配性高；其中步骤A2中首先根据外圆直径选定装饰面组数N，目的是根据待加工产品的规格类型选定合适宽度的钻石装饰面，以便于达到最佳的美观性，并根据绘制的N边形确定刀具的周向加工路径，并进一步通过选定步骤A3中刀具的刃口角度，可确定钻石装饰面每组钻石面的内凹程度，刃口宽度则是设计相应的第一切削刃的切削长度，以便于加工处完成的钻石面，步骤A4则是初始钻石装饰面的加工路径，步骤A5则是初始钻石装饰面加工完成后为加工出与钻石表面相仿的钻石装饰面，并且加工出的钻石装饰面各层之间依次插缝均匀间隔排列，并依次按照步骤A5类推，直至加工完成，即可加工出符合要求的钻石装饰面。
上述的钻石装饰面的加工工艺可进一步设置为：所述步骤A3包括以下步骤：所述刃口角度设为“α”，所述刃口宽度设为“L”，其中L＞2×｛n÷2×tan（360°÷N÷4）÷tan｛（180°-α）÷2）｝｝。
采用上述技术方案，根据上述公式可确定刃口宽度的最小值，刀具的实际刃口宽度选取值大于算出的值即可，且刃口宽度越大，可加工钻石装饰面、以及待加工产品的规格就越多，适配性越高。
上述的钻石装饰面的加工工艺可进一步设置为：所述步骤A5包括以下步骤：所述径向位移设为“H”，所述轴向位移设为“θ”，其中H = n÷2×tan（360°÷N÷4）÷tan｛（180°-α）÷2）｝mm，θ =（360°÷N÷2）°。
采用上述技术方案，其中径向位移表示刀具每加工完成一层后，要移动至下一层沿柱状产品径向移动方向的位移，可根据此公式“H = n÷2×tan（360°÷N÷4）÷tan｛（180°-α）÷2）｝mm”确定，其中轴向位移表示刀具每加工完一层后，为确保下一层钻石装饰面与上一层钻石装饰面两者依次插缝衔接，故刀具在改变初始加工位置时必须移动的角度，而移动的角度可根据该公式“θ =（360°÷N÷2）°”进行确定。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例的刀具示意图；
图2为图1中A向示意图；
图3为本发明实施例的待加工柱状产品横截面内接圆周表面N边形示意图；
图4为本发明实施例的步骤A4钻石装饰面加工一状态的正视示意图；
图5为本发明实施例的步骤A4钻石装饰面加工一状态的俯视示意图；
图6为本发明实施例的步骤A5钻石装饰面加工二状态的正视示意图；
图7为本发明实施例的步骤A4钻石装饰面加工二状态的俯视示意图；
图8为本发明实施例的步骤A6钻石装饰面加工三状态的正视示意图；
图9为本发明实施例的步骤A6钻石装饰面加工三状态的俯视示意图；
图10为本发明实施例刃口角度选取130ºN边形边长选取10mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图11为本发明实施例刃口角度选取130ºN边形边长选取10mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图12为本发明实施例刃口角度选取130ºN边形边长选取30mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图13为本发明实施例刃口角度选取130ºN边形边长选取30mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图14为本发明实施例刃口角度选取130ºN边形边长选取60mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图15为本发明实施例刃口角度选取130ºN边形边长选取60mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图16为本发明实施例刃口角度选取150ºN边形边长选取10mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图17为本发明实施例刃口角度选取150ºN边形边长选取10mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图18为本发明实施例刃口角度选取150ºN边形边长选取30mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图19为本发明实施例刃口角度选取150ºN边形边长选取30mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图20为本发明实施例刃口角度选取150ºN边形边长选取60mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图21为本发明实施例刃口角度选取150ºN边形边长选取60mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图22为本发明实施例刃口角度选取170ºN边形边长选取10mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图23为本发明实施例刃口角度选取170ºN边形边长选取10mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图24为本发明实施例刃口角度选取170ºN边形边长选取30mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图25为本发明实施例刃口角度选取170ºN边形边长选取30mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图26为本发明实施例刃口角度选取170ºN边形边长选取60mm、N边形边数选取12时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图27为本发明实施例刃口角度选取170ºN边形边长选取60mm、N边形边数选取20时所加工出来的钻石装饰面示意图；
图28为本发明实施例中刃口宽度设为“L”、径向位移设为“H”、周向角度位移设为“θ”三项求取公式代入参数后的表格示意图一；
图29为本发明实施例中刃口宽度设为“L”、径向位移设为“H”、周向角度位移设为“θ”三项求取公式代入参数后的表格示意图二；
图30为本发明实施例中刃口宽度设为“L”、径向位移设为“H”、周向角度位移设为“θ”三项求取公式代入参数后的表格示意图三；
图31为本发明实施例中刃口宽度设为“L”、径向位移设为“H”、周向角度位移设为“θ”三项求取公式代入参数后的表格示意图四；
图32为本发明实施例中刃口宽度设为“L”、径向位移设为“H”、周向角度位移设为“θ”三项求取公式代入参数后的表格示意图五。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至2所示的可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具，包括刀柄1及设于刀柄1端部且用以切削待加工产品的切削部2，所述切削部2以自身轴线为中心并沿有效切削转向依次环设有4组切削体21，其中切削体21的数量选择可根据实际情况进行变更，一般设计2至4组，所述切削体21设有第一切削刃22及分别位于第一切削刃22两侧的前刀面组与补偿刀面组，所述前刀面组与补偿刀面组以第一切削刃22为相交边呈钝角并朝向切削部2中心轴线方向倾斜设置，所述前刀面组中部设有第二切削刃25。
所述前刀面组包括两组对称设置于第二切削刃25两侧的前刀面23，两组前刀面23以第二切削刃25为相交边呈钝角并朝向切削部2中心轴线方向倾斜设置，所述补偿刀面组包括两组设置于前刀面组一侧并依次与前刀面23相交的补偿刀面24，每组补偿刀面24与前刀面23邻边相交并构成第一切削刃22，所述补偿刀面24与前刀面23以第一切削刃22为相交边呈钝角并朝向切削部2中心轴线方向倾斜设置，两组补偿刀面24邻边相交并构成第三切削刃26，两组补偿刀面24以第三切削刃26为相交边呈钝角并朝向切削部2中心轴线方向倾斜设置。
两前刀面23以第二切削刃25为相交边的夹角设为刃口角度，刃口角度范围为100°~170°之间。
4组切削体21均布以切削部2轴线为中心并沿有效切削转向均匀环设分布于切削部2外周。
所述切削部2位于每相邻两组切削体21之间都设有排削结构。
所述排削结构包括用以引导废屑且呈规则直线形的第一流道3、与第一流道3平滑连接的第二流道4，所述第二流道4呈弧形且一端朝向刀柄1外侧延伸。
采用上述任一项所述的可加工机车柱状改装件钻石装饰面的刀具的钻石装饰面的加工工艺，包括以下步骤，
A1：下料，准备柱状待加工产品；
如图3所示，A2：数据准备一，量取柱状待加工产品外圆柱面直径尺寸，确定圆周表面钻石装饰面边数N，根据组数N画内接于待加工产品外圆周表面N边形，并量取N边形边长；
A3：数据准备二，定制加工刀具的刃口角度，根据步骤A2中所获取的组数N确认刃口宽度，所述刃口角度设为“α”，所述刃口宽度设为“L”，其中N边形边长设为“n”，其中L＞2×｛ n÷2×tan（360°÷N÷4）÷tan｛（180°-α）÷2）｝｝，N表示钻石装饰面组数；
如图4-5所示，A4：钻石装饰面加工一，以步骤A2中的N边形为加工路径，并选用步骤A3中的加工刀具，该加工刀具的两组前刀面23为刃口截面，沿N边型加工一周，进行加工第一圈钻石装饰面；
如图6-7所示，A5：钻石装饰面加工二，将步骤A4中已加工完成一周后的加工刀具沿Z轴方向移动一组径向位移，并沿N变形中心旋转一组周向角度位移，所述径向位移设为“H”，所述周向角度位移设为“θ”，其中H = n÷2×tan（360°÷N÷4）÷tan｛（180°-α）÷2）｝mm，θ =（360°÷N÷2）度；
如图8-9所示，A6：钻石装饰面加工三，待步骤A5中的加工刀具加工完成一周后，继续以步骤A5中的移动方式进行移动，并以此类推，直至钻石装饰面加工完毕。
如附图28至32所示的表格内容所示，其中“α”为刃口角度；“n”为N边形边长；“N”为N边形边数；“L”为刃口宽度；“H”为径向位移；“θ”为周向角度位移。
如附图28至32所示的表格为分别选取刃口角度为“130°、150°、170°”时，并分别选取对边长度h与边数N依次为“10/12、10/20、30/12、30/20、60/12、60/20”的数值时（此句内容中的“对边长度”是指“N边形任意一组以中点为对称点的两相对边之间的最短距离”），则n=tan（360°÷N÷2）×h÷2×2，n也可在本领域技术人员利用制图软件（如CAD、UG等制图软件）直接量取获得，因此当h/N选取10/12时，n=tan（360°÷12÷2）×10÷2×2=2.6795；当h/N选取10/20时，n=tan（360°÷20÷2）×10÷2×2=1.5838；当h/N选取30/12时，n=tan（360°÷12÷2）×30÷2×2=8.0385；当h/N选取30/20时，n=tan（360°÷20÷2）×30÷2×2=4.7515；当h/N选取60/12时，n=tan（360°÷12÷2）×60÷2×2=16.077；当h/N选取60/20时，n=tan（360°÷20÷2）×60÷2×2=9.5031；利用刃口宽度计算公式、刀具径向位移公式、轴向位移公式，即可得到刀具径向位移值与轴向位移值，并参阅说明书附图10至27，可得知按照上述刀具、加工工艺、刀具路径可加工得出钻石装饰面，整个过程操作简单，且加工成本低，并适于大批量生产，且无论是塑料还是金属材质的待加工产品都可加工。
其中上述边长、边数以及待加工柱状产品的外圆直径三者仅需知道边长、边数的参数或者外圆直径的参数任意两组，其余一组即可得知，且边数可根据外圆直径进行选择，无论如何搭配组合，都可根据刀具及其上述加工工艺加工得到钻石装饰面。
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