[发明专利]一种具有良好断屑与排屑性能的铝活塞环槽刀具

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属加工的刀具，特别是铝合金活塞的加工，属于机械制造领域。

背景技术

活塞是车用活塞式内燃机的重要零部件之一。为了保证活塞式内燃机的优良性能，活塞与活塞式内燃机的其它配件的配合公差尺寸要求非常严格，尤其是活塞环槽的加工尺寸。活塞环槽的形状尺寸和位置公差对内燃机汽缸的密封性能的保证起着特别重要的作用。

铝合金是制造车用活塞式内燃机的活塞的主要材料之一。活塞用的铝合金的材料韧性相对较高，且在精加工环槽时，为了保证环槽的精度，采用较小的机床进给量，导致加工过程中铝屑不容易断掉，同时部份断屑会卡在已加工好的环槽里面，无法从环槽排出。断屑困难会造成机台的集屑处填满的速度加快，集屑处需被多次及时的清理，增加工人的低效工作时间。铝屑卡在环槽里面的现象是活塞加工行业的固有问题。整机厂的要求日益严格，不允许活塞环槽里面含有任何铝屑。因此，活塞生产厂家必须对活塞环槽的清洁度进行全检。

用于制造铝活塞的铝合金中Si含量较高，使用硬质合金刀具进行铝活塞的机械加工，刀具磨损快，使用寿命低。目前，活塞环槽切削加工过程普遍采用镶嵌PCD（聚晶金刚石）的刀片进行。PCD材料具有硬度高，耐磨性好，导热性好，摩擦系数低等优点；同时， PCD材料硬而脆，目前的技术水平尚无法使用该材料加工复杂的断屑槽。

目前，业内普遍的做法是增加额外的断屑器和排屑器等装置以实现铝屑的断屑与排屑。

发明内容

本发明目的在于：在不使用断屑器和活塞环槽除屑装置的情况下，通过刀具的创造性设计，使得活塞环槽加工过程中产生的铝屑可以顺利的被切断并及时排除。

本发明用于铝活塞环槽的精加工。本发明的刀体部份采用硬质合金，切屑部份采取镶嵌PCD刀片的形式。本发明包括刀体，刀体的前刀面上设有一直线段面，刀体上设置有倾斜一定角度的PCD刀片，刀体上设有弧形的卷屑槽，倾斜设置的PCD刀片与弧形的卷屑槽共同组成了本发明的断屑槽，该断屑槽具有良好的断屑与排屑性能。本发明的刀体在主切削刃的前刀面上设有一定长度的直线段平面，且在刀体上设置了三段切削后角。

本发明的作用在于：加工过程中产生的铝屑可以轻易的成C型断屑，并且C型断屑会随着PCD刀面滑动，然后经过弧形卷屑槽，在离心力的作用下而被甩出环槽外。

本发明的优势在于：仅通过刀具的结构设计与优化，即可解决活塞加工环槽过程中的断屑困难问题和排屑困难问题。

附图说明

图1为目前活塞加工厂家普遍使用的铝活塞环槽加工刀具的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明的铝活塞环槽加工刀具的结构示意图，其中：F为刀体；C为弧形卷屑槽；E为PCD刀片；E与C共同组成了本发明的断屑槽；D3为切削后角3；Z所圈住的范围为刀具的前刀面。

图4为图3的俯视图。

图5为图3的Z处的放大图，其中：A为刀体的前端，由互成一定角度的两段刀面共同构成；B为PCD刀片的倾斜角；D1为切削后角1，D2为切削后角2。

具体实施方式

本发明的刀体部份采用硬质合金，切屑部份采取镶嵌PCD刀片的形式。

本发明的刀体在主切削刃的前刀面上设有一定长度的直线段平面，且在刀体上设置了三段切削后角D1、D2和D3。切削后角D1与前刀面上的直线段面构成主切削刃，切削后角D2与切削后角D3可避免刀具与被加工件产生干涉。

本发明包括刀体，刀体的前刀面上设有一直线段面；刀体上设置有倾斜一定角度的PCD刀片；刀体上设有弧形卷屑槽C；倾斜设置的PCD刀片E与弧形卷屑槽C共同组成了本发明的断屑槽，此断屑槽可保证加工过程具有良好的断屑性能与排屑性能。