轴承镗孔用复合刀具的制作方法

1.本发明涉及孔加工技术领域，尤其涉及一种轴承镗孔用复合刀具。


背景技术：

2.在机械零件中，带孔零件一般要占零件总数的50％～80％
，
在日常加工零件时，常需要对零件上的孔进行加工，目前常用的孔加工刀具包括铣刀、镗刀和锪刀等，如镗刀是一种镗削刀具，主要应用于加工部件的内孔加工、扩孔、仿形等操作，根据加工过程也分为粗镗刀和精镗刀，粗镗刀是为了对部件进行预加工去除金属余量，提高后期镗削效率；精镗刀是为了保证加工精度，部件表面的粗糙度等。
3.轴承是当代机械设备中一种重要零部件，主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，如图6所示，在轴承的生产中需要对轴承的上端面、台阶面和内孔进行加工，现有技术中，一般使用面铣刀对轴承平面进行粗铣及精铣，使用立铣刀对台阶平面进行粗铣及精铣、以保证平面粗糙度能够满足要求；使用镗刀对内孔先进行粗镗后进行精镗加工，从而完成该轴承加工成型，在这个过程中，需要对轴承分别进行粗镗孔、精镗孔、粗铣平面、精铣平面、粗铣台阶和精铣台阶等工艺。相适配的，需要6把刀具才能完成上述工艺，且在完成每一项工艺后，都需要更换相应的刀具，这样不仅会增加轴承的加工时间，降低加工效率，而且也会导致刀具成本较高。
4.因此，急需设计一种轴承镗孔用复合刀具，在对轴承进行孔加工时，不需要频繁更换刀具，能够有效缩减加工的步骤和时间，提高轴承孔部件的加工效率，同时降低了加工成本。


技术实现要素：

5.为克服相关技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种轴承镗孔用复合刀具，该轴承镗孔用复合刀具，能够在对轴承进行孔加工时，不需要更换刀具，有效缩减了加工的步骤和时间，提高了轴承孔部件的加工效率，同时降低了加工成本。
6.本发明的目的之一是提供一种轴承镗孔用复合刀具，包括：刀杆和刀头，还包括刀体；所述刀体包括对轴承进行不同工艺加工的第一刀体、第二刀体和第三刀体；所述第一刀体、所述第二刀体、所述第三刀体沿所述刀头至刀杆的延伸方向依次设置在刀头的侧部。
7.在本发明较佳的技术方案中，所述第一刀体、所述第二刀体、所述第三刀体与所述刀头一体成型。
8.在本发明较佳的技术方案中，所述第一刀体的刀片形状为三角形，所述第二刀体和所述第三刀体的刀片形状为方形。
9.在本发明较佳的技术方案中，所述第一刀体包括粗镗刀片、半精镗刀片和精镗刀片；所述粗镗刀片与所述半精镗刀片的旋转半径差、以及所述半精镗刀片与所述精镗刀片的旋转半径差均为第一预设值。
10.在本发明较佳的技术方案中，所述精镗刀片包括第一刀片和第二刀片；所述第一
刀片和所述第二刀片相对设置在所述刀头上，且所述第一刀片和所述第二刀片的刀尖位于同一水平线上。
11.在本发明较佳的技术方案中，所述第二刀体包括台阶平面粗铣刀片和台阶平面精铣刀片；所述台阶平面粗铣刀片和所述台阶平面精铣刀片相对设置在所述刀头的两侧，且所述台阶平面粗铣刀片和所述台阶平面精铣刀片锪平面的高度差为第二预设值。
12.在本发明较佳的技术方案中，所述第三刀体包括轴承平面粗铣刀片和轴承平面精铣刀片；所述轴承平面粗铣刀片和所述轴承平面精铣刀片相对设置在所述刀头的两侧，且所述轴承平面粗铣刀片和所述轴承平面精铣刀片锪平面的高度差为第三预设值。
13.在本发明较佳的技术方案中，所述轴承平面精铣刀片的底端与所述台阶平面精铣刀片的底端的高度差等于台阶深度，所述台阶深度为轴承的上端面与台阶面之间的距离。
14.在本发明较佳的技术方案中，所述轴承平面精铣刀片的底端与所述精镗刀片的刀尖之间的高度差等于第四预设值。
15.在本发明较佳的技术方案中，所述第四预设值大于内孔深度，且与所述内孔深度的差值的范围为2mm-5mm。
16.本发明的有益效果为：本技术提供的轴承镗孔用复合刀具，由于第一刀体、第二刀体和第三刀体沿所述刀头至刀杆的延伸方向依次设置在刀头的侧部。在对轴承进行孔加工工艺时，机床带动刀具旋转并下落，即刀头朝向所述轴承下落时，刀体在不断旋转。首先所述第一刀体在下落的过程中先接触轴承的内孔，并对轴承的内孔进行镗孔，随着刀头的下落，所述第二刀体开始接触轴承的台阶面，并对轴承的台阶面进行锪平面，紧接着所述第三刀体接触轴承面，并对轴承面进行锪平面，从而保障轴承的平面、台阶面和内孔能够满足精度要求。在这个过程中，无需频繁更换刀具，且通过合理设置刀体的位置，有效缩短了刀具移动距离，减少了空行程时间。相比现有技术中需要多次更换刀具以适配轴承不同部位的加工方式，本技术提供的方案能够有效缩减加工的步骤和时间，进而提高了轴承孔部件的加工效率，同时降低了加工成本。
附图说明
17.图1是本发明提供的轴承镗孔用复合刀具的正视示意图；
18.图2是本发明提供的轴承镗孔用复合刀具的结构示意图；
19.图3是本发明提供的轴承镗孔用复合刀具的另一结构示意图；
20.图4是本发明提供的轴承镗孔用复合刀具的另一结构示意图；
21.图5是本发明提供的轴承镗孔用复合刀具的另一结构示意图；
22.图6是本发明提供的轴承的结构示意图。
23.附图标记：
24.1、刀杆；2、刀头；31、粗镗刀片；32、半精镗刀片；33、精镗刀片；331、第一刀片；332、第二刀片；34、台阶平面粗铣刀片；35、台阶平面精铣刀片；36、轴承平面粗铣刀片；37、轴承平面精铣刀片；41、上端面；42、台阶面；43、下端面。
具体实施方式
25.下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明
的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
26.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
27.应当理解，尽管在本发明可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.目前，在对带孔零件轴承进行加工时，需要6把刀具才能完成对轴承的上端面、台阶面和内孔的加工，在完成每一项加工工艺后，都需要更换相应的刀具，这样不仅会增加轴承的加工时间，降低加工效率，而且也会导致刀具成本较高。
29.针对上述问题，本技术实施例提供一种轴承镗孔用复合刀具，能够在对轴承进行孔加工时，不需要更换刀具，缩减了加工步骤和时间，有效提高轴承孔部件的加工效率，同时降低了加工成本。
30.以下结合附图详细描述本技术实施例的技术方案。
31.实施例
32.如图1-图5所示，本实施例提供的轴承镗孔用复合刀具，包括：刀头2、刀杆1和刀体，所述刀体和所述刀头2相互连接，具体的，所述刀头2的末端与所述刀杆1的首端相连接，所述刀杆1的末端与机床的驱动轴连接，从而在所述驱动轴的驱动下，能够带动刀具进行旋转和直线往复运动。
33.所述刀体包括对轴承进行不同工艺加工的第一刀体、第二刀体和第三刀体，所述第一刀体、所述第二刀体、所述第三刀体沿所述刀头2至刀杆1的延伸方向依次设置在刀头2的侧部，若刀柄至刀头2的延伸方向为从上至下的方向，则所述第三刀体设置在所述第二刀体的上方，所述第二刀体设置在所述第一刀体的上方。
34.为了适配轴承的结构特点，所述第一刀体的刀片形状为三角形，主要用于对轴承的内孔进行加工；所述第二刀体的刀片形状为方形，主要用于对台阶面42进行加工，所述第三刀体的刀片形状为方形，主要用于对轴承面进行加工，需要说明的是，如图6所示，所述轴承面为所述轴承的上端面41，所述台阶面42为台阶与所述轴承面相平行的面，所述台阶深度为所述上端面41与所述台阶面42之间的距离，所述内孔深度为所述台阶面42与所述轴承的下端面43之间的距离。
35.在一种优选实施例中，为了逐渐提高加工精度，所述第一刀体包括粗镗刀片31和精镗刀片33，所述第二刀体和所述第三刀体包括粗铣刀片和精铣刀片。
36.具体的，所述第一刀体包括粗镗刀片31、半精镗刀片32和精镗刀片33；所述粗镗刀片31、所述半精镗刀片32和精镗刀片33沿刀头2的延伸方向从下往上依次设置，为了满足开
粗与精加工余量要求，所述粗镗刀片31与所述半精镗刀片32的旋转半径差、以及所述半精镗刀片32与所述精镗刀片33的旋转半径差均为第一预设值，所述第一预设值的范围为0.1-0.5mm，优选的，所述第一预设值设为0.3mm，即若所述粗镗刀片31的旋转半径为r1，所述半精镗刀片32的旋转半径为r2，所述精镗刀片33的旋转半径为r3，则r1-r2＝0.3mm，r2-r3＝0.3mm。由于粗镗孔一般进给为精镗孔的2倍，为了在不影响加工效率的前提下，确保加工精度，所述精镗刀片33包括第一刀片331和第二刀片332；所述第一刀片331和所述第二刀片332相对设置在所述刀头2上，且所述第一刀片331和所述第二刀片332的刀尖位于同一水平线上，即所述第一刀片331和所述第二刀片332呈180度设置，能够有效保证机床在正常切削中实现扭力互相抵消，从而保证机床在额定载荷范围内运行。
37.所述第二刀体包括台阶平面粗铣刀片34和台阶平面精铣刀片35；所述台阶平面粗铣刀片34和所述台阶平面精铣刀片35相对设置在所述刀头2的两侧，即从上往下看，所述台阶平面粗铣刀片34和所述台阶平面精铣刀片35呈180度设置，有利于相互抵消扭力，进一步确保刀具切削时的平衡稳定性，且所述台阶平面粗铣刀片34和所述台阶平面精铣刀片35锪平面的高度差为第二预设值，所述第二预设值的范围为0.1-0.5mm，优选的，所述第二预设值设为0.3mm，以满足粗、精加工的余量要求，即若通过所述台阶平面粗铣刀片34对台阶面42进行锪平面后的内孔深度为h1，所述台阶平面精铣刀片35对台阶面42进行锪平面后的内孔深度为h2，则h1-h2＝0.3mm。
38.所述第三刀体包括轴承平面粗铣刀片36和轴承平面精铣刀片37；所述轴承平面粗铣刀片36和所述轴承平面精铣刀片37相对设置在所述刀头2的两侧，即从上往下看，所述轴承平面粗铣刀片36和所述轴承平面精铣刀片37呈180度设置，有利于相互抵消扭力，进一步确保刀具切削时的平衡稳定性，且所述轴承平面粗铣刀片36和所述轴承平面精铣刀片37锪平面的高度差为第三预设值，所述第三预设值的范围为0.1-0.5mm，优选的，所述第三预设值设为0.3mm，以满足粗、精加工的余量要求，即若通过所述轴承平面粗铣刀片36对轴承面进行锪平面后的轴承侧面高度为h3，所述轴承平面精铣刀片37对轴承面进行锪平面后的轴承侧面高度为h4，则h3-h4＝0.3mm。
39.在一种优选实施例中，为了确保所述第一刀体、所述第二刀体和所述第三刀体相互之间不受干扰，所述轴承平面精铣刀片37的底端与所述台阶平面精铣刀片35的底端的高度差等于台阶深度；所述轴承平面精铣刀片37的底端与所述精镗刀片33的刀尖之间的高度差等于第四预设值，具体的，所述第四预设值大于内孔深度，且与所述内孔深度的差值的范围为2mm-5mm。
40.在一种优选实施例中，所述第一刀体、所述第二刀体、所述第三刀体与所述刀头2一体成型，以确保刀具在切削过程中的稳定性，进一步提高了轴承的同轴度要求和垂直度要求。
41.本技术提供的轴承镗孔用复合刀具，具体加工过程如下：
42.在对已有预铸孔的轴承进行孔加工工艺时，轴承放置在所述刀具的下方，机床带动刀具旋转并下落，即刀头2朝向所述轴承下落时，刀体在不断旋转，首先粗镗刀片31接触到所述内孔，并对内孔进行粗镗加工，然后半精镗刀片32接触到所述内孔，并对内孔进行半精镗加工，再然后精镗刀片33接触到所述内孔，并对内孔进行精镗加工，随着刀具的不断下落，台阶平面粗铣刀片34接触到台阶面42，并对台阶面42进行粗铣加工(锪平面)，随之，台
阶平面精铣刀片35接触到台阶面42，并对台阶面42进行精铣加工(锪平面)，然后，轴承平面粗铣刀片36接触到轴承面，并对轴承面进行粗铣加工(锪平面)，最后，轴承平面精铣刀片37接触到轴承面，并对轴承面进行精铣加工(锪平面)，从而完成轴承孔部件的一次性成型加工。
43.需要说明的是：为了在保证金属切削稳定性的同时，确保力学性能和加工精度能满足要求，本技术提供的轴承镗孔用复合刀具采用热处理工艺和表面发黑工艺进行处理，具体为：将刀具置入具有活性渗碳介质中，加热到900-950摄氏度的单相奥氏体区，保温一段时间，让渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而使刀具表层高碳、心部仍保持原有成分的特点，所述渗碳包括低碳钢或低合金钢。通过热处理工艺，可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度，使其达到设计的硬度要求，保证非标定制刀柄的强度与耐磨性能，通过表面发黑工艺实现一定程度的防锈处理，有效提高刀具的使用寿命。
44.本技术实施例提供的轴承镗孔用复合刀具，由于第一刀体、第二刀体和第三刀体沿所述刀头至刀杆的延伸方向依次设置在刀头的侧部，在对轴承进行孔加工工艺时，机床带动刀具旋转并下落，即刀头朝向所述轴承下落时，刀体在不断旋转，首先所述第一刀体在下落的过程中先接触轴承的内孔，并对轴承的内孔进行镗孔，随着刀头的下落，所述第二刀体开始接触轴承的台阶面，并对轴承的台阶面进行锪平面，紧接着所述第三刀体接触轴承面，并对轴承面进行锪平面，从而保障轴承的平面、台阶面和内孔能够满足精度要求，在这个过程中，无需频繁更换刀具，且通过合理设置刀体的位置，有效缩短了刀具移动距离，减少了空行程时间，相比现有技术中需要多次更换刀具以适配轴承不同部位的加工方式，本技术提供的方案能够有效缩减加工的步骤和时间，进而提高了轴承孔部件的加工效率(加工效率将近提升了4倍)，同时降低了加工成本(成本降低了三分之二)。
45.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
46.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下
方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
47.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轴承镗孔用复合刀具，包括：刀杆(1)和刀头(2)，其特征在于，还包括刀体；所述刀体包括对轴承进行不同工艺加工的第一刀体、第二刀体和第三刀体；所述第一刀体、所述第二刀体、所述第三刀体沿所述刀头(2)至刀杆(1)的延伸方向依次设置在刀头(2)的侧部。2.根据权利要求1所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述第一刀体、所述第二刀体、所述第三刀体与所述刀头(2)一体成型。3.根据权利要求1所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述第一刀体的刀片形状为三角形，所述第二刀体和所述第三刀体的刀片形状为方形。4.根据权利要求1所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述第一刀体包括粗镗刀片(31)、半精镗刀片(32)和精镗刀片(33)；所述粗镗刀片(31)与所述半精镗刀片(32)的旋转半径差、以及所述半精镗刀片(32)与所述精镗刀片(33)的旋转半径差均为第一预设值。5.根据权利要求4所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述精镗刀片(33)包括第一刀片(331)和第二刀片(332)；所述第一刀片(331)和所述第二刀片(332)相对设置在所述刀头(2)上，且所述第一刀片(331)和所述第二刀片(332)的刀尖位于同一水平线上。6.根据权利要求4所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述第二刀体包括台阶平面粗铣刀片(34)和台阶平面精铣刀片(35)；所述台阶平面粗铣刀片(34)和所述台阶平面精铣刀片(35)相对设置在所述刀头(2)的两侧，且所述台阶平面粗铣刀片(34)和所述台阶平面精铣刀片(35)锪平面的高度差为第二预设值。7.根据权利要求6所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述第三刀体包括轴承平面粗铣刀片(36)和轴承平面精铣刀片(37)；所述轴承平面粗铣刀片(36)和所述轴承平面精铣刀片(37)相对设置在所述刀头(2)的两侧，且所述轴承平面粗铣刀片(36)和所述轴承平面精铣刀片(37)锪平面的高度差为第三预设值。8.根据权利要求7所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述轴承平面精铣刀片(37)的底端与所述台阶平面精铣刀片(35)的底端的高度差等于台阶深度，所述台阶深度为轴承的上端面(41)与台阶面(42)之间的距离。9.根据权利要求7所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述轴承平面精铣刀片(37)的底端与所述精镗刀片(33)的刀尖之间的高度差等于第四预设值。10.根据权利要求9所述的轴承镗孔用复合刀具，其特征在于，所述第四预设值大于内孔深度，且与所述内孔深度的差值的范围为2mm-5mm。

技术总结
本发明提供了一种轴承镗孔用复合刀具，属于孔加工技术领域，该轴承镗孔用复合刀具包括：刀杆和刀头，还包括刀体；所述刀体包括对轴承进行不同工艺加工的第一刀体、第二刀体和第三刀体；所述第一刀体、所述第二刀体、所述第三刀体沿所述刀头至刀杆的延伸方向依次设置在刀头的侧部。本申请提供的方案，在对轴承进行孔加工工艺时，无需频繁更换刀具，且通过合理设置刀体的位置，有效缩短了刀具移动距离，减少了空行程时间，相比现有技术中需要多次更换刀具以适配轴承不同部位的加工方式，本申请提供的方案能够有效缩减加工的步骤和时间，进而提高了轴承孔部件的加工效率，同时降低了加工成本。成本。成本。


技术研发人员：苏斌 郭江波 陕进军 李占雷 陈玉辉 张勇
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/7