一種四幅拳形刃分層鉆削專用刀片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬切削刀具領(lǐng)域，特別是涉及一種四幅拳形刃分層鉆削專用刀片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)械制造向高速、高效、高精度、自動化方向發(fā)展，以及各種難加工材料的相繼出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，鉆孔效率、鉆孔質(zhì)量、鉆頭使用壽命和斷肩性能等，已經(jīng)成為評價鉆頭切削性能的主要指標(biāo)。新型鉆削刀具的出現(xiàn)，使得真正的高效孔加工成為可能。
[0003]目前，美國、瑞典、德國、日本、韓國等先進(jìn)國家對可轉(zhuǎn)位鉆頭的研宄已經(jīng)非常成熟，其產(chǎn)品在鉆削刀具市場上約占65%的份額，并且利潤高達(dá)30?45%，其核心技術(shù)對外封鎖，且相關(guān)主打鉆頭申報實(shí)用新型專利，使得其它競爭對手無法借鑒；國內(nèi)只有極少數(shù)刀具企業(yè)能獨(dú)立生產(chǎn)可轉(zhuǎn)位鉆頭，然而絕大部分是模仿借鑒標(biāo)準(zhǔn)型鉆頭設(shè)計，無法形成自己的特色技術(shù)。
[0004]此外，國內(nèi)外著名產(chǎn)商的鉆頭刀片刃形較為簡單(直線刃、單段或雙段曲線刃)，無法將寬而薄的鉆肩斷成碎而窄的鉆肩，鉆削過程中要使鉆頭排肩順暢必須要有較強(qiáng)的冷卻液壓力，同時，現(xiàn)階段可轉(zhuǎn)位鉆削刀片安裝后的定心性大部分不強(qiáng)，這就要求要有剛性較強(qiáng)的鉆體來進(jìn)行固定；而剛性強(qiáng)的鉆體加工難度較大，嚴(yán)重影響制造鉆頭的效率。
[0005]目前的鉆削刀片，在用于鋼、不銹鋼和鑄鐵等三種工件材料并且是在鉆削大直徑Φ28)淺/中深孔過程中，存在如下不足:1、刀片定心性能不足而易產(chǎn)生偏鉆；2、無法形成窄而碎的鉆肩，因鉆肩大且寬而造成的排肩不暢；3、加上現(xiàn)有鉆削刀片散熱設(shè)計有缺陷，高溫使鉆頭刀片軟化導(dǎo)致鉆頭過早磨損。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種四幅拳形刃分層鉆削專用刀片，具有預(yù)防偏心、分層鉆削功能，可產(chǎn)生薄、窄和碎的鉆肩以及具有修光孔壁等綜合性能，能夠有效地解決目前大直徑淺/中深孔高效鉆削過程中，孔精度不易保證、刀片易磨損和排肩不順暢等嚴(yán)重制約生產(chǎn)效率的技術(shù)問題；鉆削專用刀片具有使用壽命長、加工效率高以及加工精度好等特點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種四幅拳形刃分層鉆削專用刀片，包括大致呈正四邊形的刀片本體；所述刀片本體具有上表面、下表面以及連接上、下表面的側(cè)面；所述刀片本體設(shè)有一貫通上、下表面的緊固孔，所述緊固孔的周邊設(shè)有正面凸臺；所述刀片本體的上表面與側(cè)面的相交棱線形成四個主切削刃，所述四個主切削刃對應(yīng)于正四邊形的四條邊；所述主切削刃在平面的投影成拳形形狀，即握緊的拳頭狀，且相鄰的兩個主切削刃相對于緊固孔的中心軸線呈90°旋轉(zhuǎn)對稱。
[0008]所述主切削刃向正面凸臺方向延伸設(shè)有斷肩槽，所述斷肩槽為與主切削刃相對應(yīng)的拳形形狀。
[0009]所述的拳形形狀的主切削刃沿著順時針方向順序設(shè)有第一外凸部、第二外凸部、第三外凸部和第四外凸部，且第四外凸部的外凸尺寸大于第一外凸部的外凸尺寸，第三外凸部的外凸尺寸大于第四外凸部的外凸尺寸，第二外凸部的外凸尺寸大于第三外凸部的外凸尺寸。
[0010]所述斷肩槽中，在靠近刀尖處設(shè)有V形強(qiáng)化凸臺。
[0011]所述V形強(qiáng)化凸臺與正面凸臺之間設(shè)為鴨掌形內(nèi)凹曲面，且鴨掌形內(nèi)凹曲面的底端為斷肩槽槽底，V形強(qiáng)化凸臺的頂面高出斷肩槽槽底的尺寸為LI，主切削刃的頂端高出斷肩槽槽底的尺寸為L2，正面凸臺的頂面高出斷肩槽槽底的尺寸為L3，其中，Li<L2<L3。
[0012]所述斷肩槽中，沿著主切削刃的走向設(shè)有多個高出斷肩槽槽底的蛋殼形減磨凸臺，且蛋殼形減磨凸臺的頂面高出斷肩槽槽底的尺寸為Tl，主切削刃的頂端高出斷肩槽槽底的尺寸為T2，正面凸臺的頂面高出斷肩槽槽底的尺寸為T3，其中，?\< T2< T3。
[0013]所述斷肩槽中，在靠近主切削刃的中部位置設(shè)有腎形強(qiáng)化凸臺。
[0014]所述腎形強(qiáng)化凸臺與正面凸臺之間設(shè)為扇形內(nèi)凹曲面，且扇形內(nèi)凹曲面的底端高出斷肩槽槽底的尺寸為G1，腎形強(qiáng)化凸臺的頂面高出斷肩槽槽底的尺寸為G2，主切削刃的頂端高出斷肩槽槽底的尺寸為G3，正面凸臺的頂面高出斷肩槽槽底的尺寸為G4，其中，G1< G2< G3< G4o
[0015]所述刀片本體的側(cè)面形成后刀面，所述后刀面設(shè)為雙后角；所述刀尖后刀面處設(shè)為指形過度圓弧曲面。
[0016]本實(shí)用新型的一種四幅拳形刃分層鉆削專用刀片，刀片有4個主切削刃，主切削刃為握緊的拳頭狀；刀片采用雙后角設(shè)計，刀尖處后刀面設(shè)計成指形過度圓弧曲面；刀片前刀面設(shè)有四幅拳形斷肩槽，斷肩槽靠近切削刃部位設(shè)計了腎形強(qiáng)化凸臺，斷肩槽底部設(shè)計有蛋殼形減磨凸臺；斷肩槽反肩面為小傾角設(shè)計，整個刀片通過緊固螺釘固定在鉆體上。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]1、本實(shí)用新型采用了將4個主切削刃設(shè)計為拳形形狀，每邊切削刃的形狀是根據(jù)人體工程力學(xué)原理設(shè)計成緊握拳頭形，整個刀片邊沿輪廓是由單邊切削刃繞緊固螺釘孔的軸線分四幅每旋轉(zhuǎn)90°銜接而成的，從而形成四幅拳形刃，拳形刃的優(yōu)點(diǎn)是在接觸工件的時候，各個切削刃段接觸狀態(tài)不一致(接觸先后順序、接觸方向以及接觸尺寸等)，因此，就產(chǎn)生了分層切削效果，這樣能將傳統(tǒng)的直線段切削刃所產(chǎn)生的寬鉆肩斷成若干段窄小的鉆肩，同時，切削刃段的接觸狀態(tài)不一致使得刀片所承受的進(jìn)給方向的作用力載荷得到有效的分解，從而降低刀片在鉆削過程中的機(jī)械載荷強(qiáng)度，有效提高刀片使用壽命，該刀片理論切削刃數(shù)為4個，經(jīng)濟(jì)性良好；
[0019]2、本實(shí)用新型采用了在刀尖處設(shè)計有V形強(qiáng)化凸臺，對刀尖起到很好的支撐與強(qiáng)化作用，同時在刀尖處減小了斷肩槽的深度，當(dāng)采用較小切削用量時，對鉆肩能起到很好的彎折作用；同時，在V形強(qiáng)化凸臺與刀片正面凸臺銜接處設(shè)計有鴨掌形內(nèi)凹曲面，該曲面處于斷肩槽底部，不僅能有效降低刀片反肩面與V形強(qiáng)化凸臺間結(jié)合處的應(yīng)力集中，同時能很好輔助V形強(qiáng)化凸臺進(jìn)行鉆肩的卷曲與折斷，而且能有效的增加刀尖處斷肩槽底部的有效傳熱面，并具有存儲冷卻液的功能；
[0020]3、本實(shí)用新型采用了將四幅拳形刃分層鉆削專用刀片周邊斷肩槽底部沿切削刃走向設(shè)計有蛋殼形減磨凸臺，增加了斷肩槽底部的有效傳熱面，減弱鉆肩與斷肩槽底部的擠壓摩擦作用，從而降低刀片-鉆肩間的熱傳遞作用，使大量切削熱被鉆肩帶走，有效降低鉆削過程中刀片的鉆削溫度；
[0021]4、本實(shí)用新型采用了在單邊拳形刃中部前刀面設(shè)計有腎形強(qiáng)化凸臺，該腎形強(qiáng)化凸臺對拳形刃受力較大的中段起到很好的強(qiáng)化作用，不僅提高了切削刃中段的機(jī)械強(qiáng)度，而且能有效的對拳形刃從中段進(jìn)行分割，進(jìn)一步提升了刀片分層、分段鉆削性能；同時，在腎形強(qiáng)化凸臺與刀片正面凸臺銜接處設(shè)計有扇形內(nèi)凹曲面，降低了反肩面-斷肩槽-腎形強(qiáng)化凸臺之間的結(jié)合應(yīng)力，提升了刀片中間部位的機(jī)械強(qiáng)度，增加了刀片切削刃中段的有效傳熱面，不僅能輔助斷肩，而且能對左右兩端切削刃產(chǎn)生的鉆肩進(jìn)行很好的導(dǎo)向作用；
[0022]5、本實(shí)用新型采用了雙后角設(shè)計，因此在切削刃后刀面處形成雙后角后刀面；刀片刀尖后刀面處設(shè)計有指形過度圓弧曲面，從而使刀尖處大角度傾斜程度比刀片其它部位大，這樣能有效預(yù)防刀尖后刀面的過度磨損；指形過度圓弧曲面不僅提高了刀尖后刀面過度圓弧處的機(jī)械強(qiáng)度，同時使相鄰兩個后刀面間的銜接更加牢靠，提升了刀片的整體機(jī)械性能；指形過度圓弧曲面結(jié)合刀片底部，形成結(jié)構(gòu)上近似人體工程力學(xué)的指形L空間方位，從而使刀片整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，進(jìn)一步提升了鉆削過程中鉆頭的平穩(wěn)性及軸向定心性。
[0023]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本實(shí)用新型的一種四幅拳形刃分層鉆削專用刀片不局限于實(shí)施例。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型的俯視圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型的仰視圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型底部朝上的正視圖；
[0028]圖5是沿圖2中A-A線的剖視圖；
[0029]圖6是本實(shí)用新型的主切削刃的拳形形狀的示意圖；
[0030]圖7是本實(shí)用新型的主切削刃的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖8是本實(shí)用新型的對應(yīng)于刀尖部位的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9是沿圖8中B-B線的剖視圖；
[0033]圖10是本實(shí)用新型的鴨掌形內(nèi)凹曲面的示意圖；
[0034]圖11是本實(shí)用新型的對應(yīng)于主切削刃中部位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖12是沿圖11中C-C線的剖視圖；
[0036]圖13是本實(shí)用新型的扇形內(nèi)凹曲面的示意圖；
[0037]圖14是本實(shí)用新型的對應(yīng)于單邊主切削刃的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖15是沿圖14中D-D線的剖視圖；
[0039]圖16是本實(shí)用新型的刀尖后刀面的指形過度圓弧曲面的示意圖；
[0040]圖17是本實(shí)用新型的鉆削示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]實(shí)施例
[0042]參見圖1至圖17所示，本實(shí)用新型的一種四幅拳形刃分層鉆削專用刀片，包括大致呈正四邊形的刀片本體100 ;所述刀片本體100具有上表面、下表面以及連接上、下表面的側(cè)面；所述刀片本體100設(shè)有一貫通上、下表面的緊固孔8，整個刀片可以利用緊固螺釘通過緊固孔8固定在鉆體上，所述緊固孔8的周邊設(shè)有正面凸臺7 ;所述刀片本體100的上表面與側(cè)面的相交棱線形成四個主切削刃1，所述四個主切削刃I對應(yīng)于正四邊形的四條邊；所述主切削刃I在平面的投影成拳形形狀，即握緊的拳頭狀(如圖6所示)，且相鄰的兩個主切削刃I相對于緊固孔8的中心軸線呈90°旋轉(zhuǎn)對稱；下表面為刀片底面11。
[0043]所述主切削刃I向正面凸臺7方向延伸設(shè)有斷肩槽12，所述斷肩槽12為與主切削刃相對應(yīng)的拳形形狀。
[0044]如圖7所示，所述的拳形形狀的主切削刃I沿著順時針方向順序設(shè)有第一外凸部
1、第二外凸部I1、第三外凸部III和第四外凸部IV，且第四外凸部IV的外凸尺寸大于第一外凸部I的外凸尺寸，第三外凸部III的外凸尺寸大于第四外凸部IV的外凸尺寸，第二外凸部II的外凸尺寸大于第三外凸部III的外凸尺寸。以小母子方向的第四外凸部IV為參考基準(zhǔn)，第三外凸部III相對于第