[发明专利]刀头可换式金刚笔组合刀具

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合刀具，具体涉及一种用于一次对刀的小型卧式精密数控砂轮修形机床的刀头可换式金刚笔组合刀具。

背景技术

在机械加工工业中，刀具的选用及其设计是一项非常重要的工作，它是关系到被加工工件的加工质量以及生产效率的提高与否。目前对于采用金刚石刀具来进行砂轮修型的方法中，由于对砂轮进行修型时需要粗加工与精加工两道工序，两道工序所使用的金刚笔刀具不同，更换与对刀相对费时，大大降低了机床的效率，同时因为刀具的经常更换可能造成加工精度的下降，也会影响机床的使用寿命。

迄今为止，组合刀具有多种形式。常见的阶梯钻就是一种简单的组合刀具，在一次走刀中完成几把刀同一种工艺的加工。较复杂的组合刀具常常集成可完成不同工艺的几把刀，如能钻孔又能铣削的钻铣刀等组合刀具，通常要分几次走刀或在不同工位上依次完成几把刀的切削。

在目前已有专利中，专利200720086378.3《V形结构的磨床砂轮修整刀头》公布了一种修整刀头，其能一次性完成砂轮外圆、两个侧面及R角的修整。解决了现有砂轮修整刀头只能修整外圆表面，对砂轮的R角及侧面只能采用手工修整，工作效率低，修整精度差，非生产性成本增加的问题，但其左右金刚刀在同一加工平面内，加工时易产生干涉，可加工砂轮素线曲率范围较小。

专利200810089344.9《快换刀头铰刀》公布了一种可以快换刀头的铰刀，其换刀头与刀体同心地刃刃相接地连成一体，快换刀头被磨损磨钝时，可立即更换，而刀体部分可长期使用，直至刀体部分的刃齿缓慢磨损为止。但其存在缺陷，即该快换铰刀所能承受工作负载较小，且止动销容易损耗，工作寿命不长。

专利200920175649.1《双刀头数控车床刀杆》公布了一种含双刀头的刀杆，第二只刀头突出于第一只刀头，它能够将在同一加工面有较大加工量需要两刀或着需要粗车一刀，再细车、精车一刀的加工件同时一次完活。它能成倍的提高工作效率，并减轻工人劳动强度。但由于其特殊的结构制造起来较困难，且不能加工曲面。

发明内容

本发明的目的是针对小型机床换刀过程影响加工效率和加工精度不够的问题，以及普通金刚笔刀具在被加工工件素线曲率较大或斜率较大时加工易干涉的问题，提供一种可以一次对刀完成粗精加工的刀头可换式金刚笔组合刀具。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：在一个刀杆上安装两把刀具，分别为粗加工金刚石笔和精加工金刚石笔，相继进行工件的粗、精加工两个工步。其中，粗加工金刚笔安装于轴套的前端；精加工金刚笔安装于刀杆的前端；轴套嵌套于刀杆的前端，并通过尖头紧定螺钉锁紧。

所述粗加工金刚笔可以位于精加工金刚笔的前面，它们的刀尖相隔轴向距离可以为50-60mm；通过对轴套的拆装可以完成精加工与粗加工刀具的切换；在粗加工完成且换刀后，进给系统对刀尖距离进行补偿，无需再次对刀即能继续进行精加工。

所述精加工金刚笔可以由刀具头部和圆柱形导向段组成，该导向段上有一个用于与平头紧定螺钉配合的平面，以限制导向段的旋转偏移，保证刀具头部平面与水平面平行；该导向段与刀杆前端的安装孔过盈配合完成周向定位，并通过刀具头部的环向端面轴向定位。

所述精加工金刚笔的刀具头部可以为Ф3mm的圆弧，其曲率半径≤1.5mm；该刀具头部的厚度可以为12mm，其两侧为直边，长度可以为20mm。

所述粗加工金刚石笔，可以由刀具头部和圆柱形导向段组成，该导向段上有一个用于与平头紧定螺钉配合的平面，以限制导向段的旋转偏移，保证刀具头部平面与水平面平行；该导向段与轴套前端刀具内孔过盈配合完成周向定位，并通过刀具头部的环向端面轴向定位。

所述粗加工金刚石笔的刀具头部可以为Ф5mm的圆弧，其曲率半径可以≤2.5mm；该刀具头部的厚度可以为12mm，其两侧为直边，长度为20mm。

所述轴套，其前部内圆柱用于对粗加工金刚笔的定位，其后部内圆柱部分用于与刀杆的固定配合；该轴套的外圆部分有三个呈圆周分布的螺纹通孔，用于轴套与刀杆的夹紧，并且通过尖头紧定螺钉与该螺纹通孔相连以限制轴套的旋转偏移。为确保前部内圆柱与后部内圆柱的同轴度，采用一次装夹加工方法形成阶梯孔。

所述刀杆，其外圆柱部分为磨削加工，用于刀杆与轴套的配合，在第一次安装后进行配钻，生成三个与固定用尖头紧定螺钉相配的小孔，保证轴套前端粗加工金刚笔刀头平面与水平面平行。该外圆柱部分有螺纹孔，用于精加工金刚笔的夹紧与限制旋转自由度；该刀杆的前端面上有内磨孔，用于刀杆与精加工金刚笔的导向与配合。

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：