[发明专利]一种铰挤刀

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工刀具，具体涉及一种铰挤刀。

背景技术

    目前，机械加工行业已一改上个世纪高工艺成本、高利润回报的时代。二十一世纪的机械加工厂在中国大地上如雨后春笋般蓬勃发展起来，行业面临着的就是白热化的竞争压力，机加工艺成本和技术的优劣也决定着工厂的前景与命运。最近几年因工艺优化欠妥而昙花一现的工厂也比比皆是！

在机械加工中，产品批量生产过程的成本消耗主要有：设备、刀具、夹具、量具、能源、切削液等的损耗，其中成本居高不下的就是刀具。

在精密孔加工中，铰挤刀用于对中、小尺寸孔的半精加工和精加工。传统的普通铰挤刀多为刃带相同，即刀刃既起切削作用又起挤光作用，其加工过的材料表面质量较粗糙。技术人员针对传统的铰挤刀进行了一定改进，如CN 201275648Y公开的“一种铰挤刀”，其将刀刃沿轴向分为前后三段，即前端的铰削段、中部的过度挤光段、后部的精密挤光段，所述前端的铰削段与普通铰刀的一般结构相似，具有切削刃带，其主要作用是切除加工余量中的大部分材料；所述中部的过度挤光段在沿周向上具有圆刃，其主要作用是对切削之后的材料进行第一次挤光；所述后部的精密挤光段即对挤光多的材料进行精密挤光。该铰挤刀虽然一定程度上提高了材料加工的表面质量，但是由于其切削、挤光仍旧由同一刃带完成，其刃带容易磨损，且硬质合金刀具的寿命较短，导致生产成本高。且该类型刀具只能用于加工通孔，盲孔则不能使用，且加工行程也很长，这些都很具局限性。

某些世界知名刀具厂家采用高科技成果研制出了高寿命的人造金刚石铰刀，但其高昂的费用让大多数的机械加工厂望而却步。

另外，由于传统铰挤刀采用前端锥角导向，对于位置精度要求高的孔系，容易因机床- 夹具- 刀具系统中轻微颤动而引起导向引偏，而只能采用镗刀加工，而镗刀仅适用于单件或小批量生产中，其速度比铰刀慢数倍，根本满足不了大批量生产的要求。CN 102476224 A 公开的“一种扩铰挤刀”，解决了导向引偏的问题，该扩铰挤刀包括用于精铰的铰刀段，还包括位于铰刀段前端的预铰孔刀刃段，其铰挤刀还包括后导向段，后导向段位于铰刀段的后端，所述后导向段利用自身的导向作用，避免了因机床- 夹具- 刀具系统中轻微颤动而引起导向引偏。然而，该专利所述的“扩铰挤刀”所加工出来的孔表面粗糙度也只控制在Ra1.6μm左右。

因而，需要设计一种高精度、高寿命、低成本的精密孔加工刀具。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种铰挤刀，其能够提升孔加工的位置精度以及表面质量，同时，该铰挤刀的使用寿命长、成本低。

本发明所述的一种铰挤刀，采用硬质合金材料制成，其包括刀柄以及与刀柄一体的刀头，在刀头上沿周向设有呈均匀布置的至少两组刀刃，每组刀刃包括一道切削刃和两道挤压刃，为了保证切削时有足够的容屑空间，在每道切削刃的前刀面处设有空间较大的切削刃容屑槽，同时，为了保证挤压刃在对孔进行挤压加工时有一定的容屑空间，在每道挤压刃的前刀面处设有空间较小的挤压刃容屑槽，所述挤压刃容屑槽设计为V形槽；所述切削刃直径Φ₁小于挤压刃直径Φ₂，所述切削刃直径Φ₁较挤压刃直径Φ₂小0.005～0.095mm，此差值即是本发明所述铰挤刀的挤压余量；所述切削刃端刃高于挤压刃端刃，在加工孔时，切削刃先接触孔内壁，起切削作用，挤压刃后接触孔内壁，起挤压修光作用。

由于所述切削刃端刃与切削刃周刃垂直，两者之间的连接部断面呈直角三角形，切削锋利，且不采用导向刃，所以其定心好，可提高孔的加工位置精度。

所述切削刃端刃后角α₁为3～4°，切削刃周刃后角α₂为9～11°。本发明采用的3～4°的切削刃端刃后角，能够保证足够的变速切削和大切削量的强度；采用的9～11°的切削刃周刃后角有着锋利的切削修光性能，可提升孔表面的加工质量。

所述挤压刃周刃的后刀面呈柱状弧面， 在对孔进行加工时，通过挤压刃周刃后刀面对孔壁表面进行挤压修光，孔壁表面的成形方式类似于滚挤，提高了孔壁表面的精度，而效率和工艺成本更胜于滚挤加工。为了保证本发明刀具具有足够的强度，提高刀具寿命，挤压刃周刃的刃带宽度（即挤压刃周刃的后刀面柱状弧面宽度）设计为挤压刃直径Φ₂的6～8％，所述挤压刃的刃心厚度（即挤压刃容屑槽底角顶点至刀具轴心的距离的两倍）设计为挤压刃直径Φ₂的70～85％，