[发明专利]用于加工孔壁非连续的孔的聚晶金刚石铰刀

说明书

技术领域

本发明涉及用于加工孔的铰刀，尤其是一种用于加工孔壁非连续的孔的聚晶金刚石铰刀。

背景技术

铰刀是用于金属孔表面进行最后一道工序的精加工刀具，以保证孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度。生产中常用的铰刀有整体硬质合金铰刀和高速钢铰刀；目前，在有色金属的孔加工中正在大量使用聚晶金刚石(PCD)铰刀，聚晶金刚石铰刀与整体硬质合金铰刀和高速钢铰刀相比，可以达到更小的表面粗糙度值和稳定的尺寸精度

目前，常用的硬质合金铰刀轴向工作部分长度一般为铰刀直径的0.8-3倍，校准部分长度一般为铰刀直径的0.8-1.5倍，但聚晶金刚石铰刀刃口的轴向总长度只有7mm以下长度，实际轴向工作长度(修光刃)≤5mm；因此，对孔壁非连续的孔(指被加工孔壁上有类似键槽的轴向槽或贯穿孔)进行加工时，由于孔壁非连续，当某一齿进入非连续部分(空隙部分，没有被加工金属)时，此齿的切削力骤然会降为零，铰刀可能会因此而失去平衡发生振动；而该振动在孔壁上造成的影响很难消除。另外，由于上一工序(钻、扩)后余量不均匀(对于孔壁非连续工件，极易发生余量不均匀)的影响，现有的铰刀通常设计成各个刀齿之间夹角等分布置的形式，在有刀齿进入不连续部分时，铰削工作中可能发生的振动会导致其余刀齿影响被加工孔壁部分的精度，导致出现孔倾斜和孔椭圆现象。而现有聚晶金刚石铰刀由于齿的轴向长度很短，更容易因为上述原因产生孔倾斜和孔椭圆的现象，更严重会损坏刀具。本发明希望提供能解决或缓解聚晶金刚石铰刀铰削加工孔壁非连续的孔时容易出现的孔倾斜和孔椭圆的现象。

发明内容

因此，本发明的任务是针对上述问题，提出一种用于加工非连续孔的聚晶金刚石铰刀。所述孔包括孔中心轴线和围绕该孔中心轴线限定出的孔壁，该孔壁形成有孔壁非连续空槽(或贯穿孔)部分和实体部分，所述孔壁非连续部分关于该孔中心轴线限定出孔壁非连续部分的中心角。该铰刀包括限定出铰刀中心轴线的刚性刀体、从该刀体延伸成型的平行间隔布置的至少三个齿状基部、和分别固定在各个齿状基部上的相应聚晶金刚石刀片，每片聚晶金刚石刀片包括位于轴向远端的切削刃和与该切削刃相连的修光刃；在各相邻的刀片的修光刃之间关于该铰刀中心轴线分别限定出与刀片数目相等的刀片中心夹角，中心夹角可以是非等分的，其中所述刀片中心夹角是非等分时，其最大的中心夹角与最小的中心夹角之差大于等于所述孔壁非连续部分的中心角。

通过本发明如此设置，可有效地弥补当有刀齿进入孔壁中的孔壁非连续部分而瞬间失力时造成的振动而导致其它刀齿在壁面中造成的影响。

根据一个优选实施例，所述中心夹角中任两个刀片中心夹角之差的绝对值大于所述孔壁非连续部分的中心角。

根据进一步优选的实施例，实体部分包括铰刀的所有刀片均位于实体部分时所形成的第一走刀部分和当任一片刀片行经过所述孔壁非连续部分时，位于实体部分的其余刀片在该实体部分中分别地相应形成的多个第二走刀部分；所述刀片的中心夹角如此布置从而使得所述多个第二走刀部分之间的重叠区域最小化。

根据一个特别优选的实施例，铰刀构造成在给定孔壁非连续部分的中心角为A1且给定刀片数目为n情况下，且当所述孔壁非连续部分的中心角和所述刀片数目满足(n²-n+1)A1≤360°时，多个第二走刀部分彼此之间不重叠。优选地，所述铰刀构造成当所述孔壁非连续部分的中心角和所述刀片数目满足(n²-n+1)A1＞360°时，多个第二走刀部分构造成其重叠区域的中心角之和大约等于(n²-n+1)A1减去360°的差值。

优选地，所述修光刃构造成相对于铰刀中心轴线朝远端方向是渐缩的，且倾斜角的正切值在0.06/100-0.1/100的范围内，优选大约为0.08/100。

更优选地，所述切削刃与所述铰刀中心轴线形成夹角在70°-80°之间的主偏角，且具有孔的铰削余量2倍以上的径向尺寸。

根据一个优选实施例，所述刀片具有在周向上位于该修光刃前侧的前刀面、紧跟在该修光刃之后的周向柱面刃带、紧跟在周向柱面刃带之后的一个或多个后角部，其中所述周向柱面刃带具有0.2mm-0.35mm的宽度。

更优选地，所述前刀面具有在-1°-3°之间的前角，且所述后角部包括第一和第二后角，该第二后角在12°-18°的范围内。

根据另一优选实施例，所述至少三个齿状基部布置成与该铰刀中心轴线倾斜地延伸，且具有在0°-10°范围内的螺旋倾角。

附图说明