一種用于機(jī)床加工的刀爪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于機(jī)床加工的刀爪。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨著加工件的日益復(fù)雜化、精度等級以及加工效率的提高，相應(yīng)地，加工用的機(jī) 床需要不斷完善自身的條件，數(shù)控機(jī)床越來越受到青睞，已成為加工業(yè)中不可缺少的設(shè)備 之一。刀庫系統(tǒng)是某一部分?jǐn)?shù)控機(jī)床中實(shí)現(xiàn)自動加工的重要組成部分，是提供自動化加工 過程中所需之儲刀及換刀需求的一種裝置。
[0003] 刀庫系統(tǒng)中的刀庫可以儲存多把不同型號、尺寸的刀具，以適應(yīng)不同加工需求，刀 具往往都是通過刀座、刀爪安裝在刀庫上，加工時可以根據(jù)需要選擇工具，并通過刀庫系統(tǒng) 中的換刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行換刀過程。
[0004] 由于整個刀庫系統(tǒng)在工作時需要不時地動作，因此需要保證刀具安裝的穩(wěn)定性， 除了需要在刀庫在輸送刀具時確保刀具的平穩(wěn)之外，還需要保證刀具的安裝連接方面的穩(wěn) 定性，便于換刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行換刀。
[0005] 刀座往往安裝在刀庫上，刀爪與刀座相連，而刀具則安裝在刀爪上，那么就需要對 刀座、刀爪自身的結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)度有一定的要求，進(jìn)而保證刀具的平穩(wěn)性。但是現(xiàn)有的刀爪自 身結(jié)構(gòu)過于簡單，連接強(qiáng)度不夠，不利于刀具的穩(wěn)定性。
[0006] 綜上所述，為解決現(xiàn)有刀爪結(jié)構(gòu)上的不足，需要設(shè)計(jì)一種設(shè)計(jì)合理、強(qiáng)度高且穩(wěn)定 性好的用于機(jī)床加工的刀爪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種設(shè)計(jì)合理、強(qiáng)度高且 穩(wěn)定性好的用于機(jī)床加工的刀爪。
[0008] 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種用于機(jī)床加工的刀爪，包括：
[0009] 連接部；
[0010] 工作部，與連接部固連，所述工作部與連接部呈夾角設(shè)置且該夾角為鈍角，在工作 部遠(yuǎn)離連接部一端開設(shè)有用于安裝刀具的半圓槽。
[0011] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，在工作部遠(yuǎn)離連接部一端對稱設(shè)置有兩支 臂，兩支臂合圍形成上述的半圓槽，每個支臂上均開設(shè)有卡孔且兩卡孔同軸設(shè)置，每個卡孔 內(nèi)均插固有卡固件。
[0012] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，所述卡固件部分穿出對應(yīng)卡孔并與刀具緊 密貼合設(shè)置，所述卡固件采用彈性材料制成。
[0013] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，在半圓槽的邊沿設(shè)置有倒角。
[0014] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，在連接部遠(yuǎn)離工作部一端對稱設(shè)置有兩連 接臂，每個連接臂上均開設(shè)有安裝孔且兩安裝孔同軸設(shè)置。
[0015] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，所述連接部與工作部連為一體且在連接部 與工作部的連接處開設(shè)有凹槽。
[0016] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，在連接部面朝工作部一側(cè)設(shè)置有固定臺 階，在固定臺階上開設(shè)有固定孔。
[0017] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，在工作部面朝連接部一側(cè)開設(shè)有若干螺紋 孔。
[0018] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，所述連接部的材料為鋁合金材料，該鋁合 金材料由以下重量份數(shù)成分組成：A1 :110-150份，Si :0. 1-0. 45份，F(xiàn)e :0. 46-0. 65份，Cu : 4. 5-8 份，Μη :0· 45-0. 8 份，Mg :15-25 份，Cr :1· 8-4. 5 份，Zn :1· 5-2. 3 份，Ti :0· 8-1. 3 份， Zr :2· 5-3. 8 份，PbS :1· 5-3 份，稀土元素：15-28 份。
[0019] 鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，其密度低，強(qiáng)度比較高，接 近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，且塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的抗氧化性。其中，Al-Mg-Si系 合金具有良好的可成型性、可焊接性、可機(jī)加工性，同時具有中等強(qiáng)度，在退火后仍能維持 較好的操作性，但是其強(qiáng)度略顯不夠，影響成品的表面質(zhì)量。
[0020] 因此，本發(fā)明優(yōu)選采用Al-Mg-Si系合金制備連接部，但是，本發(fā)明在該鋁合金的 基礎(chǔ)上，先對鋁合金的組成成分及其重量份數(shù)進(jìn)行了上述的調(diào)整，以獲得綜合性能更好的 錯合金材料。
[0021] 本案在Al-Mg-Si系鋁合金組成成分及其質(zhì)量百分比的基礎(chǔ)上，提高了 Cu元素 、Mg 元素以及Zn元素的含量，并優(yōu)選將（Cu元素+Mg元素）/Zn元素的質(zhì)量比控制在13-14. 3， 使Cu元素能配合Zn元素使鋁合金材料獲得高強(qiáng)度、強(qiáng)耐蝕性和較好的塑性等性能，Cu元 素和A1元素在合金中能形成足夠量的強(qiáng)化相CuA12,同時Mg元素和Zn元素在合金中能形 成足夠量的強(qiáng)化相MgZn2,進(jìn)一步提高鋁合金材料的強(qiáng)度。
[0022] 在本案中，還進(jìn)一步減少了 Si元素和Fe元素的含量，減少合金中難溶或不溶的 AlFeSi等脆性相的存在，從而有利于進(jìn)一步提高本發(fā)明鋁合金材料的斷裂韌性等性能。進(jìn) 一步的，在合金中還加入了能夠細(xì)化晶粒的PbS，控制冷加工如的晶粒大小，有利于提尚廣 品的疲勞強(qiáng)度。
[0023] 此外，本發(fā)明在對鋁合金的組成成分及其質(zhì)量百分比的調(diào)整中，較為明顯的是，本 發(fā)明在Al-Mg-Si系鋁合金的組成成分中添加了 Zr元素和稀土元素。
[0024] 其中：微量元素 Zr有良好的可塑性和很強(qiáng)的耐腐蝕性，添加上述微量的Zr元素可 以抑制再結(jié)晶，提高鋁合金再結(jié)晶溫度，改善鋁合金的強(qiáng)度、斷裂韌性、抗應(yīng)力腐蝕以及抗 剝落（或?qū)訝睿└g性能。
[0025] 具體的，Zr元素與A1元素生成高密度的亞穩(wěn)A13Zr，高密度的亞穩(wěn)A13Zr細(xì)小彌 散，是一種極為有效的強(qiáng)化彌散體和再結(jié)晶抑制劑，從而對合金再結(jié)晶行為具有抑制作用， 以獲得具有完全非再結(jié)晶組織的各類半成品，使變形過程中產(chǎn)生的高密度位錯和纖維組織 得以保留下來。而非再結(jié)晶組織的存在使合金半成品具有更優(yōu)良的抗腐蝕性能，A13Zr的 強(qiáng)化彌散則有利于提高合金的斷裂韌性和強(qiáng)度，因而Zr元素的添加可以有效改善鋁合金 的綜合性能。
[0026] 而由于本發(fā)明在鋁合金材料中加入了適量的Zr元素，可以部分代替Cr元素和Μη 元素，因此，本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)慕档土?Cr元素和Μη元素的質(zhì)量百分比。而降低Cr元素在 鋁合金材料中的含量可以降低AIFeCrSi相，提高合金中Mg2Si相的含量，從而也可以提高 合金的強(qiáng)度。
[0027] 在本案中，在鋁合金材料中加入了稀土元素。稀土元素的加入不僅可以起到微合 金化的作用，還能與氫等氣體和許多非金屬有較強(qiáng)的親和力，能生成熔點(diǎn)高的化合物，有一 定的除氫、精煉、凈化作用。同時，稀土元素化學(xué)活性極強(qiáng)，可以在長大的晶粒界面上選擇 性地吸附，阻礙晶粒的生長，使晶粒細(xì)化，有變質(zhì)的作用，從而提高鋁合金的強(qiáng)度、硬度和韌 性，改善加工性能、可塑性及可鍛性。
[0028] 在上述的一種用于機(jī)床加工的刀爪中，所述連接部的鋁合金材料由以下重量份數(shù) 成分組成：Al :120 份，Si :0· 2 份，F(xiàn)e :0· 5 份，Cu :6 份，Μη :0· 6 份，Mg :20 份，Cr :3 份，Zn : 1. 8 份，Ti :0. 9 份，Zr :3 份，PbS :2 份，稀土元素：23 份。
[0029] 上述鋁合金材料的技術(shù)方案是連接部鋁合金材料的優(yōu)化技術(shù)方案，通過上述優(yōu)化 配比，本案中鋁合金材料的強(qiáng)度、耐腐蝕性，表面質(zhì)量更好。
[0030] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述稀土元素為La元素和/或Ce元素和/或Nd元素 和/或Yb元素和/或Y元素和/或Sc元素。即是說，本案中增加的稀土元素優(yōu)選為選自 La元素、Ce元素、Nd元素、Yb元素、Y元素、Sc元素中的至少一種，使得組成的鋁合金具有 具有較好的機(jī)械性能和較好的成型加工性能。
[0031] 相對于現(xiàn)有的鋁合金而言，由于本案中鋁合金材料合理的組成，更由于特定稀土 元素的加入，使得由該鋁合金材料獲得了優(yōu)異的高溫抗氧化性能。
[0032] 作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述稀土元素為Yb元素。經(jīng)研究后，作為優(yōu)選方案， 在鋁合金材料中添加 Yb元素時，其鋁合金的導(dǎo)熱性能提高高達(dá)36%，而且該組成的鋁合金 的熱膨脹系數(shù)也有所改變。進(jìn)一步的，加入Yb元素后，會形成含Yb共格彌散相，基體保持 形變回復(fù)組織，基體內(nèi)未形成明顯的亞晶組織，抑制了基體再結(jié)晶，提高了韌性。
[0033] 具體的，未溶于基體的Yb主要以AlCuYb化合物形式存在，這些富稀土化合物多沿 晶界分布，該富稀土化合物在300°C環(huán)境中能穩(wěn)定存在于晶界，提高合金高溫下晶界強(qiáng)度； 而且Yb+Cr合金在熱處理過程中還會析出一些彌散相粒子，這些彌散相含有Cr、Mn等元素， 其中還有少量A120 Cr 2Yb粒子；彌散相在合金中起到彌散強(qiáng)化作用，既能阻礙合金中位 錯滑移，也能強(qiáng)化合金高溫下晶界強(qiáng)度，對提高合金室溫、高溫力學(xué)性能均有貢獻(xiàn)。
[0034] 作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述稀土元素為Yb元素和Sc元素，且Yb元素的重 量份數(shù)是Sc元素重量份數(shù)的1. 5倍-2倍。
[0035] 進(jìn)一步的，為提高穩(wěn)定性，經(jīng)研究后，在鋁合金材料中進(jìn)一步添加 Sc元素時，并且 控制Yb元素和Sc元素的重量比為1. 5-2, Sc元素能與鋁反應(yīng)形成A13Sc相，在高溫下仍與 基體保持共格關(guān)系，