[发明专利]一种基于弹性体振动的零件表面车花刀

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体是一种利用弹性体振动原理在零件表面，特别是工具类零件手握部分表面加工花纹的车削刀具。

背景技术

对于各种工具类零件的手握部分，为了增加摩擦便于握持以及外表美观，常常需在其表面上加工出各种不同的花纹。这些花纹一般是在车床上用传统的滚花刀滚压而成。滚花前，要根据工件材料的性质、工件直径和花纹模数的大小选择滚花刀。滚花时工件受力相当大，装夹要求高，对刀面与工件的垂直度、花轮中心与工件中心的同轴度都有较高要求。滚花走刀，进行走花时，还极易产生破头，即花纹滚乱，破坏花纹表面质量，严重影响滚花效果，并且一般要反复滚压数次才能达到滚花技术要求规范。

传统的滚花原理是用滚花刀挤压工件，使其表面产生塑性变形而形成花纹。滚花时滚花刀径向挤压力很大，因此滚花时，工件的转速较低，并必须保证有充分的润滑液供给冷却，以免损坏滚花刀，或因细切屑在滚花刀内的滞塞而产生乱纹，影响花纹的清晰与工整度。因此传统的滚压车花方式加工效率低，滚花刀损耗大，尤其是需滚花的工件尺寸较长时，工件容易变形，滚花困难，甚至无法滚花。另外，传统的专用滚花刀具还存在价格高，且使用寿命短的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构精巧，简单实用的利用弹性体振动原理在工具类零件手握部分表面加工花纹的车削刀具。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于弹性体振动的零件表面车花刀，包括刀体和刀片，刀体靠近刀头部分开有缝隙，该缝隙顶部为一圆孔，圆孔内设有弹性套，圆孔与弹性套呈过渡配合；刀片通过压板固定在刀头上。

上述缝隙设在刀头尾部，以达到良好的弹性振动效果，该缝隙的宽度为1-2mm。

圆孔的直径为6-12mm，经对车刀刀体和加工工件的受力分析和科学计算，圆孔中心应位于刀体宽度方向的黄金分割点上。黄金分割点是数学上一神秘点位，弹性套裝在该点位，可使车刀刀头在车削受力时，能产生最佳的弹性变形。

为了减小车花时刀片与刀头间因弹性振动产生的磨损，刀片下设有垫片，刀片采用螺钉通过压板固定在刀头上。

弹性套采用具有良好塑性的黄铜或青铜类材料制成，弹性套壁厚0.5-1mm。

为了增强弹性套与圆形孔的配合稳定性，弹性套装入圆形孔后两端轻铆。

本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

（1）本发明主要由刀体、刀头尾部的缝隙、缝隙顶部的圆孔、与圆孔呈过渡配合的弹性套、压板以及刀片组成。车花刀在车削花纹时，因缝隙和具有良好塑性弹性套的存在，在切削力的作用下，刀头会产生频率较大、振幅较小的弹性振动，从而在被加工工件表面形成花纹。改变切削用量，振动频率、振幅会随之变化，从而形成不同规格、花型的花纹。本发明对于不同型号的车床的大小不同与之相适应，能够快速拆卸和安装，设计新颖、结构简单、定位精确、制造便捷、经济实用，操作时省力、安全。

（2）本发明中的弹性套设置在中心位于刀体宽度方向黄金分割点上的圆孔内，可使车刀刀头在车削受力时，产生最佳的弹性变形，保证车出花纹的清晰与工整度。

（3）本发明中的弹性套采用具有良好塑性的黄铜或青铜类材料制成，结构简单，易于加工，可根据车床型号、车刀规格大小进行不同的尺寸选择，与机夹车刀互为一体，便于安装和拆卸。

（4）本发明改变了传统的工件表面花纹的加工方法，变挤压加工为车削加工，加工效率可提高10倍以上；特别是克服了传统滚花中长尺寸加工困难的问题，可实现长尺寸工件的高速车花，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明中弹性套的轴向剖视图。

附图标记：1-刀体；2-弹性套；3-压板；4-螺钉；5-刀片；6-垫片。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对其作进一步说明。

如图1至图3所示，一种基于弹性体振动的零件表面车花刀，包括刀体1和刀片5，刀体1上刀头尾部开有宽度为1-2mm的缝隙，该缝隙顶部为一直径为6-12mm，中心位于刀体宽度方向黄金分割点上的圆孔，该圆孔内设有采用黄铜或青铜类材料制成的壁厚为0.5-1mm的弹性套2，圆孔与弹性套2呈过渡配合；刀片5采用螺钉4通过压板3固定在刀头上，为了减小车花时刀片与刀头间因弹性振动产生的磨损，刀片5下设有垫片6。

以常用刀宽B=25mm的车刀为例，本发明在具体实施时，圆孔中心位于刀厚度方向的黄金分割点上，则根据公式A=0.618B，得到A=15.5mm。车花刀在车削花纹时，因缝隙的存在，使得车刀刀尖受力时，刀头产生让缝隙收缩的位移，同时压缩弹性套2，弹性套2在恢复弹性形变的过程中产生的扩张力使缝隙恢复尺寸，刀头又向原位置运动，从而使车刀刀尖产生频率较大而振幅较小的振动，被加工工件在车床上不断移动的过程中便会在其表面形成花纹。