層疊組合式金剛石銑刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及粉末冶金金剛石銑削工具，具體為一種層疊組合式金剛石銑刀。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)硬脆非金屬材料進(jìn)行非磨邊類的開(kāi)槽加工，常采用金剛石大螺旋升角條齒銑 刀，一般直徑小于30mm，銑刀磨削面180°與被加工材料大面積接觸，屬于大吃刀量、大磨 削熱的強(qiáng)力粗加工。
[0003] 大螺旋升角（a)條齒銑刀，采用粉末冶金金剛石條形齒，若干條齒分別呈 90°多a>45°有規(guī)則分布固結(jié)在圓柱狀基體上，在齒與齒之間的基體上，設(shè)置內(nèi)冷式通 水孔，冷卻水噴射在工件的被磨削面上。
[0004] 金剛石條形齒的固結(jié)大都采用手工或半機(jī)械化釬焊加工工藝，其操作技能要求 高，是一種高難、高溫、高危的加工方法。
[0005] 對(duì)于大螺旋升角的銑刀，由于是采用斷續(xù)磨削方式，所以加工過(guò)程中跳動(dòng)較大，易 造成崩邊或斷裂的情況，增加齒數(shù)將會(huì)緩解，但需要增加通水孔，由此銑刀的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將受 到影響。為了確保銑刀的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，齒數(shù)及通水孔的數(shù)量、大小都受到一定的限制。
[0006]由于銑刀磨削面180°大面積的參與磨削，磨削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的磨削熱，采用 通水孔噴射的方式，難以保證相對(duì)均勻的作用在工件被加工面上。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出了一種磨削效率 高、冷卻效果好、制造簡(jiǎn)單的層疊組合式金剛石銑刀。
[0008] 能夠解決上述技術(shù)問(wèn)題的層疊組合式金剛石銑刀，其技術(shù)方案包括刀桿和開(kāi)槽刃 體，所不同的是所述開(kāi)槽刃體為與刀桿的桿體同軸套裝的一個(gè)金剛石齒環(huán)或兩個(gè)以上等徑 的金剛石齒環(huán)（單層金剛石齒環(huán)的高度不足，可通過(guò)兩個(gè)以上金剛石齒環(huán)層疊組合來(lái)滿足 被加工件的厚度），所述刀桿下端旋合螺母將金剛石齒環(huán)軸向鎖緊于刀桿的桿體上（依靠 端面壓力傳遞扭矩）；所述金剛石齒環(huán)上半部分圓周均布的兩個(gè)以上（含兩個(gè)）上刀齒錯(cuò) 位相對(duì)下半部分圓周均布的兩個(gè)以上（含兩個(gè)）下刀齒（上刀齒數(shù)量與下刀齒數(shù)量相等）。
[0009] 所述的金剛石銑刀（單個(gè)金剛石齒環(huán)）工作時(shí)，圓周均布的上刀齒和下刀齒均參 與加工，由于錯(cuò)位均布的刀齒構(gòu)成一個(gè)完整的圓周磨削面，形成類似連續(xù)磨削，加工過(guò)程中 跳動(dòng)大大減輕，緩解了易造成崩邊或斷裂的情況；所述的金剛石銑刀（兩個(gè)以上金剛石齒 環(huán)）工作時(shí)，層疊組合的金剛石齒環(huán)構(gòu)成網(wǎng)格式磨削面，大大改善了加工過(guò)程的受力關(guān) 系。
[0010] 對(duì)于兩個(gè)以上金剛石齒環(huán)的層疊組合，相鄰金剛石齒環(huán)之間的連接面可設(shè)計(jì)為水 平面（與軸線垂直）；為緩解金剛石齒環(huán)層疊組合的邊界效應(yīng)，確保金剛石銑刀工作時(shí)的工 作面平整，相鄰金剛石齒環(huán)之間的連接面可優(yōu)化設(shè)計(jì)為斜面（與軸線非垂直）或優(yōu)化設(shè)計(jì) 為曲面；常規(guī)的設(shè)計(jì)，連接面（水平面、斜面和曲面）之間下齒槽對(duì)位上刀齒或下刀齒對(duì)位 上齒槽。
[0011] 進(jìn)一步的設(shè)計(jì)為，所述斜面和曲面的軸向高度不大于金剛石粒徑X6的積。
[0012] 為緩解加工過(guò)程中各金剛石齒環(huán)上、下刀齒產(chǎn)生的邊界效應(yīng)，所述金剛石齒環(huán)中， 上、下齒槽在軸向上形成重疊交匯，即上齒槽底部低于下齒槽底部、或下齒槽底部高于上齒 槽底部，上、下齒槽之間交匯部位的軸向高度不大于2_。
[0013] 為適應(yīng)金剛石銑刀的內(nèi)冷式加工，所述刀桿內(nèi)部開(kāi)設(shè)有軸向通水孔道，所述通水 孔道的進(jìn)水口通出刀桿上端，所述通水孔道的出水口徑向通出刀桿的桿體，對(duì)于金剛石齒 環(huán)的上齒槽和下齒槽，至少有一個(gè)出水口與之對(duì)應(yīng)。
[0014] 為增強(qiáng)刀桿傳遞給金剛石齒環(huán)的扭矩，所述金剛石齒環(huán)與刀桿的桿體之間軸向卡 嵌一對(duì)或兩對(duì)以上的健體和鍵槽。
[0015] 為滿足強(qiáng)度要求，各金剛石齒環(huán)中，錯(cuò)位的上、下齒槽相鄰槽面之間的距離（最大 直徑處的周向距離）優(yōu)化設(shè)計(jì)為不大于刀齒的1/2齒寬（中徑處的周向距離）；或錯(cuò)位的 上、下刀齒之間的搭接寬度（最大直徑處的周向距離）優(yōu)化設(shè)計(jì)為不大于刀齒的1/2齒寬 (中徑處的周向距離）。
[0016] 金剛石若采用上、下往復(fù)行程的加工方式，銑刀圓周表面的平整度將會(huì)得到較好 的維持，為避免冷卻水快速流失，其優(yōu)化方案是：對(duì)于單個(gè)使用的金剛石齒環(huán)，是在金剛石 齒環(huán)的上、下齒槽內(nèi)設(shè)有多小孔填充塊；對(duì)于兩個(gè)以上金剛石齒環(huán)的使用，是在最上端金剛 石齒環(huán)的上齒槽和最下端金剛石齒環(huán)的下齒槽內(nèi)設(shè)置多小孔填充塊（可采用不影響刀齒 工作的軟質(zhì)材料制作），多小孔填充塊可將出水口噴出的水分向多小孔流出，以減緩冷卻水 流失速度。
[0017] 適應(yīng)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的金剛石齒環(huán)的直徑取值范圍在8mm~30mm之間（若 制作更大或更小直徑的金剛石銑刀產(chǎn)品，其必要性和經(jīng)濟(jì)性較差，一般可采取其他的制作 方法）。
[0018] 單個(gè)使用的金剛石齒環(huán)的上、下刀齒還可選取差異性配方制作，即采取兩種差異 性配方交替制作上刀齒，采取同樣兩種差異性配方交替制作下刀齒，使得上、下不同磨削性 能的刀齒交叉布局，利用刀桿轉(zhuǎn)速、刀齒在加工過(guò)程中的作用點(diǎn)位置變化、異性配方刀齒的 磨耗差異，形成高頻率的受力交變，可達(dá)到提高排肩性能（降低粉肩摩擦熱）、實(shí)現(xiàn)高頻微 觀沖擊磨削的高效加工。
[0019] 對(duì)于單個(gè)使用的金剛石齒環(huán)，其一種變形的特殊結(jié)構(gòu)為：所述金剛石齒環(huán)包括圓 周均布的刀齒，所述刀齒的上部或下部相連，齒槽形成在相鄰刀齒之間。磨削加工時(shí)，刀齒 相連的上部或下部不參加磨削，適合跳動(dòng)要求不高的磨削加工場(chǎng)合。
[0020] 對(duì)于單個(gè)使用的金剛石齒環(huán)，其另一種變形的特殊結(jié)構(gòu)為：所述金剛石齒環(huán)包括 上端圓周均布的上刀齒和下端圓周均布的下刀齒，上齒槽形成在相鄰上刀齒之間，下齒槽 形成在相鄰下刀齒之間，上齒槽對(duì)位下刀齒且深入下刀齒內(nèi)部，下齒槽對(duì)位上刀齒且深入 上刀齒內(nèi)部，上、下齒槽在軸向上形成重疊。磨削加工時(shí)，對(duì)應(yīng)于上、下齒槽重疊部分的上、 下刀齒參加磨削，適合跳動(dòng)要求不高的磨削加工場(chǎng)合。
[0021] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0022] 1、本實(shí)用新型層疊組合式金剛石銑刀規(guī)避了高難、高溫、高危的加工制造方法，金 剛石齒環(huán)和刀桿的連接為機(jī)械固結(jié)方式，制作工藝簡(jiǎn)單，制作成本低。
[0023] 2、本實(shí)用新型采用單個(gè)金剛石齒環(huán)制作刀齒，可由異性配方的刀齒交替布局而 成，可實(shí)現(xiàn)高頻微觀沖擊磨削的高效加工。
[0024] 3、本實(shí)用新型可形成封閉冷卻水的齒槽空間，冷卻效果大大改善。
[0025] 4、本實(shí)用新型采用兩個(gè)以上的金剛石齒環(huán)層疊組合，可構(gòu)成網(wǎng)格式磨削面和網(wǎng)格 式冷卻面，大大改善了加工過(guò)程的受力關(guān)系和冷卻效果，有利于高效加工。
[0026] 5、本實(shí)用新型的金剛石齒環(huán)可依據(jù)工件的厚度對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)和層疊，刀齒磨耗后可以 更換金剛石齒環(huán)，降低了刀具成本。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1(a)為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖1(b)為本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖2(a)為圖1(a)、圖1(b)實(shí)施方式的開(kāi)槽加工示意圖I。
[0030] 圖2(b)為圖1(a)、圖1(b)實(shí)施方式的開(kāi)槽加工示意圖II。
[0031] 圖3(a)為圖1(a)、圖1(b)中刀桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖3 (b)為圖3 (a)的仰視圖。
[0033] 圖4(a)為圖1(a)、圖1(b)中金剛石齒環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖4(b)為圖4(a)的主視圖。
[0035]圖5 (a)為圖1 (a)、圖1 (b)中最上層第一個(gè)金剛石齒環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示為齒槽 內(nèi)設(shè)置多小孔填充塊。
[0036] 圖5 (b)為圖5(a)的俯視圖。
[0037] 圖6(a)為圖1(a)、圖1(b)實(shí)施方式中，單個(gè)金剛石齒環(huán)使用時(shí)的一種特殊結(jié)構(gòu)。
[0038] 圖6(b)為圖1(a)、圖1(b)實(shí)施方式中，單個(gè)金剛石齒環(huán)使用時(shí)的一種特殊結(jié)構(gòu)。
[0039] 圖號(hào)標(biāo)識(shí)：1、刀桿；2、金剛石齒環(huán)；3、進(jìn)水口；4、出水口；5、上齒槽；6、上刀齒；7、 螺母；8、多小孔填充塊；9、工件；10、層疊組合式金剛石銑刀；11、鍵槽；12、鍵體；13、下刀 齒；14、下齒槽；15、刀齒；16、齒槽。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖所示實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0041] 本實(shí)用新型層疊組合式金剛石銑刀10包括刀桿1和金剛石齒環(huán)2以及鎖緊金剛 石齒環(huán)2于刀桿1上的螺母7,如圖1(a)、圖1(b)所示。
[0042] 所述刀桿1的桿體自上而下由同軸的五部分（螺紋連接刀柄位、扳手卡位、軸階限 定位、開(kāi)槽刃體安裝位、螺紋鎖緊位）構(gòu)成，扳手卡位、軸階限定位和開(kāi)槽刃體安裝位的桿 體中心開(kāi)設(shè)通水孔道，所述通水孔道的進(jìn)水口 3于螺紋連接刀柄位桿體的中心開(kāi)設(shè)并與通 水孔道連通，通水孔道的出水口 4(不同位置的多個(gè)）于開(kāi)槽刃體安裝位的桿體上徑向開(kāi) 設(shè)，如圖2 (a)、圖2 (b)、圖3 (a)、圖3 (b)所示。
[0043] 所述金剛石齒環(huán)2 (采用粉末冶金制作）的內(nèi)徑匹配刀