專利名稱：一種刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及刀具技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于加工活塞上的環(huán)槽的刀具。
背景技術(shù)：
活塞的第一環(huán)槽磨損時活塞失效的重要原因，為了強化第一環(huán)槽，大多數(shù)高速增壓柴油機活塞都采用了鑲耐磨鑄鐵環(huán)槽，其強度高、耐磨性高，提高了活塞的壽命，但是對機器加工帶來很大的困難。目前，加工活塞第一環(huán)槽的刀具通常采用氮化硼車刀，現(xiàn)有的一種數(shù)控加工方法中采用的車刀的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該車刀的刀具總角β，刀具下角α，副刀刃長度a。數(shù)控加工方法依賴于高精度的數(shù)控機床，高精度的數(shù)控機床價格昂貴，但中低檔數(shù)控機床加工出來的第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量差，加工面上有明顯的刀紋。這是因為現(xiàn)有的數(shù)控加工方法采用的氮化硼車刀的刀具總角β與第一環(huán)槽上下角度相同，且刀刃長度a大于第一環(huán)槽槽深度，這樣在加工第一環(huán)槽時，刀具的左右副刀刃與槽側(cè)面全面接觸，又由于中、低檔數(shù)控機床的分辨率較低且剛性不好，當(dāng)?shù)毒呒庸さ降谝画h(huán)槽的槽底退刀瞬間，刀具受力振動，在第一環(huán)槽的側(cè)面產(chǎn)生徑向振紋，得到的第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量較差，導(dǎo)致活塞的第一環(huán)槽側(cè)面密封性差，進(jìn)而引起燒機油和竄氣現(xiàn)象，且該氮化硼車刀一次刃磨能加工 600 800件，該氮化硼車刀的使用壽命較短。所謂燒機油，是指機油進(jìn)入發(fā)動機燃燒室，參與燃?xì)庖黄鹑紵?，?dǎo)致機油消耗較高。所謂竄氣，是指汽缸中的可燃?xì)怏w逃逸出氣缸，下竄氣是指氣缸中可燃?xì)怏w通過活塞環(huán)與氣缸的密封處泄漏到曲軸箱中的現(xiàn)象，本申請中涉及的竄氣是指下竄氣。因此，現(xiàn)在急需一種合理設(shè)計的刀具，無需高精度數(shù)控機床，便能夠提高活塞第一環(huán)槽的側(cè)面加工質(zhì)量。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供一種刀具及活塞第一環(huán)槽的加工方法， 使用該刀具及該加工方法能夠提高活塞第一環(huán)槽側(cè)面的加工質(zhì)量，技術(shù)方案如下一種刀具，用于加工活塞的第一環(huán)槽，包括楔形刀頭和刀柄，所述楔形刀頭的刀具總角小于所述第一環(huán)槽的角度，且楔形刀頭的副刀刃長度小于所述第一環(huán)槽的槽深度。優(yōu)選的，所述刀具總角比所述第一環(huán)槽角度小0. 5° 1. 5°。優(yōu)選的，所述刀具總角比所述第一環(huán)槽角度小1°。優(yōu)選的，所述楔形刀頭的刀具下角比所述第一環(huán)槽下角小0.25° 0.75°。優(yōu)選的，所述楔形刀頭的副刀刃長度范圍為0. 6mm 2. 0mm。本申請實施例提供的刀具，在利用該刀具加工活塞的第一環(huán)槽時，由于其刀具總角小于第一環(huán)槽的角度，且其側(cè)面副刀刃的長度小于第一環(huán)槽的槽深度，刀具側(cè)面的副刀刃不會對第一環(huán)槽的槽壁產(chǎn)生過擠壓，并且當(dāng)?shù)毒呤芰Ψ较蚋淖兊乃查g，不會對第一環(huán)槽的側(cè)壁面產(chǎn)生振紋，從而提高了第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量，而且避免了在數(shù)控機床分辨率和剛性不足時，第一環(huán)槽的環(huán)槽側(cè)壁出現(xiàn)的徑向振紋，在加工過程中，該刀具的刀尖部分進(jìn)行切削加工，側(cè)面的副刀刃對第一環(huán)槽的槽壁側(cè)面進(jìn)行修整成型，使第一環(huán)槽的側(cè)面更加光滑， 提高第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量，進(jìn)而提高第一環(huán)槽的密封性，避免了竄氣或燒機油現(xiàn)象的發(fā)生。

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種刀具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本申請實施例一種刀具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本申請實施例一種刀具的進(jìn)刀方式示意圖圖4為本申請實施例一種刀具的楔形刀頭的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本申請實施例一種活塞第一環(huán)槽的加工方法的流程圖。
具體實施方式
為使本申請的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。請參見圖2，本申請實施例一種刀具的結(jié)構(gòu)示意圖，該刀具為氮化硼車刀，用于加工活塞的第一環(huán)槽，主要包括楔形刀頭1和刀柄2。其中，楔形刀頭1的刀具總角β 1小于第一環(huán)槽的角度，具體的，刀具總角β 可以比第一環(huán)槽的角度小0.5° 1.5°，刀具下角α 較活塞的第一環(huán)槽下角小0.25°
0.75°。副刀刃長度小于第一環(huán)槽的槽深度，具體的，副刀刃的長度a可以為0. 6mm 2mm。多次試驗的結(jié)果表明，刀具總角β 1比第一環(huán)槽的角度小0. 5° 1. 5°，副刀刃長度范圍在0. 6mm 2mm，加工得到的活塞第一環(huán)槽側(cè)面質(zhì)量和刀具的使用壽命都較好。而且，多次試驗表明，刀具總角β 1比第一環(huán)槽的角度小1°，楔形刀頭側(cè)面的副刀刃長度為
1.3mm時，利用該刀具加工得到的活塞第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量最好，且刀具的使用壽命最長。在利用本實施例提供的刀具加工活塞上的第一環(huán)槽時，切削到第一環(huán)槽的槽底退刀時，由于其刀具總角小于第一環(huán)槽的角度，且其側(cè)面副刀刃的長度小于第一環(huán)槽的槽深度，刀具側(cè)面的副刀刃不會擠壓第一環(huán)槽的槽壁，因此不會在第一環(huán)槽的側(cè)壁上產(chǎn)生振紋， 從而提高了第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量。優(yōu)選的，參見圖4所示刀具的楔形刀頭部分的局部放大示意圖，還可以將楔形刀頭的副刀刃設(shè)計成階梯狀，即靠近刀尖部分的第一副刀刃11的角度為β 1，長度為a，對第一環(huán)槽的槽壁側(cè)面進(jìn)行修整，使第一環(huán)槽的槽壁更加光滑；靠近刀柄2部分的第二副刀刃 12的角度小于β 1，在利用該刀具加工第一環(huán)槽時，該部分的第二副刀刃12不起修整加工作用。在數(shù)控機床上采用圖3所示的進(jìn)刀方式進(jìn)行加工，即刀具100沿活塞第一環(huán)槽200 的一個槽壁側(cè)向進(jìn)行切削，直到槽底，退刀再沿第一環(huán)槽的另一槽壁進(jìn)行切削。利用該刀具連續(xù)加工1350件，對加工后的工件進(jìn)行檢測，第一環(huán)槽的行位公差均能達(dá)到側(cè)面跳動 0. OlOmm-O. 03mm、平面度0. 01mm、周向30°內(nèi)直線度0. 005mm、側(cè)面粗糙度RaO. 4，以上各參數(shù)完全符合活塞第一環(huán)槽的公差要求，試驗表明，該刀具加工得到的活塞在同等條件下機油消耗量從0. 23g/Kff. h降低到0. 19g/Kff. h ；竄氣量從185L/min降低到145L/min。利用本申請實施例提供的刀具加工活塞的第一環(huán)槽，而且采用刀尖沿第一環(huán)槽槽壁側(cè)向進(jìn)行切削的方式，使被切削材料的彈性恢復(fù)、熱膨脹和刀具的彈性變形得到平衡，提高了活塞第一環(huán)槽的槽壁側(cè)面質(zhì)量，第一環(huán)槽的平面度提高了 0. Olmm ；利用該刀具無需提高數(shù)控機床的精度，就可以加工得到符合產(chǎn)品技術(shù)要求的活塞，而且加工得到的活塞的第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量更高；同時，刀具的使用壽命延長了 1倍，大大降低了換刀頻率，從而大大減小了活塞的加工成本。參見圖5，本申請實施例還提供一種活塞第一環(huán)槽的加工方法，該加工方法包括S101，利用成型刀具進(jìn)行粗加工，槽側(cè)壁的加工余量為0.08mm 0. 10mm，槽底不
留余量。該加工方法在粗加工過程中，減小了第一環(huán)槽的加工余量，而且槽底不留余量直接加工完成。因為，在進(jìn)行粗加工時，如果環(huán)槽側(cè)壁的加工余量不變，車削力較大，產(chǎn)生的壓應(yīng)力較大，使得環(huán)槽側(cè)壁的硬化層變形較大，加工得到的第一環(huán)槽的尺寸不穩(wěn)定；槽底不留余量直接加工完成，可以防止切削力方向突變對刀具產(chǎn)生振動，從而避免了對已加工的第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量產(chǎn)生影響。S102，使用本申請實施例提供的刀具進(jìn)行精加工，沿所加工第一環(huán)槽的一個側(cè)壁切削，直到刀尖距槽底0. 02mm 0. 06mm時退刀，再沿所述第一環(huán)槽的另一側(cè)壁進(jìn)行切削，利用圖2所示的刀具對第一環(huán)槽進(jìn)行精加工，進(jìn)刀方式如圖3所示，先沿所加工第一環(huán)槽的一個側(cè)壁進(jìn)行切削，直到刀具的刀尖距離槽底0. 02mm 0. 06mm時退刀，再沿第一環(huán)槽的另一槽壁進(jìn)行切削，得到的第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量較好，進(jìn)而側(cè)面的密封效果較好。由于該刀具的刀具總角小于第一環(huán)槽的角度，側(cè)面的副刀刃的長度小于第一環(huán)槽的深度，切削到第一環(huán)槽的槽底退刀時，由于其刀具總角小于第一環(huán)槽的角度，且其側(cè)面副刀刃的長度小于第一環(huán)槽的槽深度，刀具側(cè)面的副刀刃不會對第一環(huán)槽的槽壁產(chǎn)生過擠壓，并且當(dāng)?shù)毒呤芰Ψ较蚋淖兊乃查g，不會對第一環(huán)槽的側(cè)壁面產(chǎn)生振紋從而提高了第一環(huán)槽的側(cè)面 質(zhì)量。以上所述僅是本申請的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種刀具，用于加工活塞的第一環(huán)槽，包括楔形刀頭和刀柄，其特征在于所述楔形刀頭的刀具總角小于所述第一環(huán)槽的角度，且楔形刀頭的副刀刃長度小于所述第一環(huán)槽的槽深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀具，其特征在于，所述刀具總角比所述第一環(huán)槽角度小 0. 5° 1. 5°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刀具，其特征在于，所述刀具總角比所述第一環(huán)槽角度小1° O
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刀具，其特征在于所述楔形刀頭的刀具下角比所述第一環(huán)槽下角小0.25° 0.75°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的刀具，其特征在于，所述楔形刀頭的副刀刃長度范圍為 0. 6mm 2. Omm0
專利摘要本申請公開了一種刀具以及活塞第一環(huán)槽的加工方法，該刀具的刀具總角小于第一環(huán)槽的角度，且楔形刀頭的副刀刃長度小于第一環(huán)槽的槽深度。本申請?zhí)峁┑幕钊谝画h(huán)槽的加工方法，首先使用成型刀具進(jìn)行粗加工，減小第一環(huán)槽的側(cè)壁加工余量，槽底直接加工完成；再使用上述的刀具進(jìn)行精加工，沿第一環(huán)槽的一側(cè)壁切削直到刀尖距槽底0.02mm～0.06mm時退刀，再沿第一環(huán)槽的另一側(cè)壁進(jìn)行切削。利用上述刀具加工第一環(huán)槽時，由于刀具總角小于第一環(huán)槽的角度，且其副刀刃的長度小于第一環(huán)槽的槽深度，副刀刃不會對第一環(huán)槽的側(cè)壁產(chǎn)生過擠壓，而且當(dāng)?shù)毒叩氖芰Ψ较蚋淖兊乃查g，也不會在第一環(huán)槽的側(cè)壁上產(chǎn)生振紋，從而提高了第一環(huán)槽的側(cè)面質(zhì)量。
文檔編號B23B27/02GK202028785SQ20112007103
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者劉明暉, 曹湘潔, 王奕澍, 陳衛(wèi)東 申請人:湖南江濱機器(集團)有限責(zé)任公司