专利名称：一种卧式车床用金属屑样车削刀具的制作方法
技术领域：
本发明涉及卧式车床用车削刀具，尤其是指，适用于加工制取化学分析用金属屑样的车削刀具。该车削刀具制取的金属屑样可应用于各类金属材料元素成分化学分析领域。
背景技术：
化学分析用金属屑样，是对成品金属材料实施元素含量分析时常用的试样品种。为了不影响实验分析的准确性，加工过程中需要确保所收集的金属颗粒纯净无杂质；而且对不同材质的成品规格有严格的规定碳钢的厚度< 0. 2mm,长度< 1_ ;有色金属的平均粒径< 0. 01mm。现用技术中的制取方法多以普通车刀高转速、低进给量车削为主，由于采用一把车刀对金属轴类试样进行车削，所加工的有金属屑样断屑能力差，容易产生长卷状样屑，这种屑样由于规格不符合实验分析要求，必须再用剪刀剪断进行二次破碎处理以符合 试样的规定，所以加工效率低下；而且加工后的金属颗粒落料后水平飞溅，造成收集困难，成品纯度亦无法得到保证，严重影响了试样分析的准确性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种卧式车床用金属屑样车削刀具，它所加工的金属屑样在确保质量和精度符合实验分析要求的同时，而且加工效率大大提高。本发明所要解决的技术问题由以下技术方案实现一种卧式车床用金属屑样车削刀具，其特征在于包括刀具本体、端盖、刀柄组件和盛料皿；所述刀具本体包括基座，所述基座由套环和固设在套环一端的阶梯轴组成，所述套环上具有高压气体管接头，所述阶梯轴外圆上并排套设有两个深沟球轴承，两个深沟球轴承的外圈装配有调节环，所述阶梯轴的轴端具有3个沿端面径向均匀分布的卡槽，阶梯轴内部具有一空腔，阶梯轴的轴端中心具有与空腔相接通的槽孔，阶梯轴的端头套设具有端面螺纹的调节螺盘，所述调节螺盘与调节环相连接，3个卡槽内分别安装后端面具有螺纹的螺盘卡爪刀架，所述螺盘卡爪刀架的螺纹与调节螺盘的端面螺纹相吻合，当调节螺盘旋转时，3个螺盘卡爪刀架能够沿卡槽径向同步伸缩；所述端盖固接在阶梯轴的轴端上，所述端盖中部具有与阶梯轴端头形状相匹配的开口，端盖上开设有与卡槽相对应的径向槽；所述刀柄组件连接在刀具本体的后端；所述盛料皿与阶梯轴的轴端固定连接。采用上述结构，在对金属屑样进行加工时，首先将上述车削刀具安装于机床卡盘内，然后将所要加工的金属轴棒固定在夹紧刀具内，同时对车床参数设定至进给量f=0. 03r/mm ;转速n=300rpm,中拖板走刀实施加工。加工过程中经3个螺盘卡爪刀架上的刀刃铰削，破碎的金属颗粒经盛料皿的尾座精确滑落至料皿本体内。由于阶梯轴的轴端中心具有与空腔相接通的槽孔，切削工件可由此槽孔穿入，确保连续作业，提高了工作效率，加工长度最大可达40mm。旋转调整环，与调整环连接的调节螺盘随之转动，当调节螺盘旋转时，3个螺盘卡爪刀架沿卡槽径向同步伸缩，达到调整刀架的效果，以适应对不同直径的工件(金属棒轴)进行精确加工。作为进一步的改进，所述端盖上连接有挡料杯，所述挡料杯扣合在端盖上。当加工结束后，将高压气体管接头与气泵气喉扣接相连接，高压气体将粘贴在刀具本体上的余料金属颗粒通过阶梯轴轴端的槽孔吹落倒挡料杯内，实现了对金属屑样的彻底回收，而且不会影响刀具的下次正常使用。再进一步，作为优选方案，所述空腔的形状为从阶梯轴尾部向轴端逐渐缩小的楔形或圆台形。上述形状有利于对空腔内金属屑样的彻底清除。进一步，所述盛料皿包括料皿本体和尾座，所述尾座固接在槽孔内，尾座上具有与卡槽宽度一致、位置相对应的通槽，尾座后端开设有中心孔。通槽的设置保证了卡槽内的螺盘卡爪刀架的径向正常移动。中心孔的设置可以使工件从此工穿入，保证了加工的连续性。作为优选，所述卡槽形状为T形槽或燕尾槽。进一步，所述刀柄组件由刀杆和套筒组合而成，所述刀杆卡设在套筒内。这种结构便于拆卸和安装，便于携带。所述刀杆具有莫氏锥度，套筒内腔与刀杆的形状相一致。进一步，所述调节螺盘和深沟球轴承之间设有用于限位的轴承外卡簧和轴承内卡簧，两个深沟球轴承之间设有轴承隔环。其中，轴承外卡簧用于对轴承外圈轴肩进行限位，轴承内卡簧用于对内圈进行限位。作为第一种优选方案，所述螺盘卡爪刀架为合金车刀刀架，合金车刀刀架由合金车刀刀架本体与固接在合金车刀刀架本体上的合金车刀组成。用于加工高强度钢种。作为第二种优选方案，所述螺盘卡爪刀架为高速钢车刀刀架，所述高速钢车刀刀架由高速钢车刀刀架本体和与它固接的高速钢车刀组成。用于加工中、低碳钢及有色金属。综上所述，本发明的有益效果是，使用可伸缩式3刃口刀具实施屑样加工，可大幅强化落料破碎性能，细化颗粒尺寸，优化加工品质，提升加工效率。中部安装可拆卸式盛料皿，落料后直接集料，屑样纯度得到保证，成品收得率高；本发明对工件的加工效率高；实现了对金属屑样全部回收，各部件能够拆卸，可以将各部件放置在工具箱内，便于携带。
图I是本发明的外观结构示意图。图2是本发明的部件分解示意图。图3是本发明刀具本体的零件分解立体示意图。图4是本发明刀具本体的全剖视图。图5是本发明刀片径向调节方法立体示意图。图6是本发明刀具本体基座立体示意图。图7是本发明刀具本体接通气源后对屑样进行吹扫的示意图。图8是本发明刀具本体与挡料杯的配合示意图。图9是本发明盛料皿的立体示意图。、
图10是本发明刀具本体与盛料皿的配合示意图。图11是本发明刀柄组件的零件分解示意图。图12是本发明所采用的合金车刀刀架的零件分解示意图。图13是本发明所采用的高速钢车刀刀架的零件分解示意图。图14是本发明安装合金车刀刀架的结构示意图。图15是本发明安装高速钢车刀刀架的结构示意图。图16是本发明各部件拆卸后的收纳立体示意图。图17是本发明机床装夹示意图。
图18是本发明工件切削示意图。图19是本发明从刀具本体前方看到的工件切削示意图。图20是本发明端盖的结构示意图。图中I是挡料杯，2是端盖，2a是开口，2c是径向槽，3是刀具本体，3a是基座，3a-la是套环,3a_lb是阶梯轴，3a_lc是卡槽，3a_ld是镜像槽，3b是调节环，3c是深沟球轴承，3d是轴承隔环，3e是连接螺钉，3f是螺盘卡爪刀架，3f-la是合金车刀刀架本体，3f-2a是紧固螺钉，3f-3a是合金车刀；3f-lb是高速车刀刀架本体，3f-2b是刀片压板，3f-3b是高速钢车刀，3g是油封，3h是调节螺盘，3i-l是轴承外卡簧，3i-2是轴承内卡簧，3j是高压气体管接头，3k是限位螺钉，31是空腔，3n是槽孔,4是刀柄组件，4a是刀杆,4b是套筒，5是盛料皿，5a是料皿本体，5b是压簧，5c是压杆，5d是压紧螺母，5e是通槽，5f是中心孔，5g是尾座，6是工件，7是刀架。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的详细说明如图2至图4所示，一种卧式车床用金属屑样车削刀具，包括刀具本体3、端盖2、刀柄组件4和盛料皿5 ;所述刀具本体3包括基座3a，基座由套环3a_la和固设在套环一端的阶梯轴3a_lb组成，所述套环3a_l具有高压气体管接头3j，高压气体管接头3j固定在基座3a底部，使用时将其与气泵气喉扣接。所述阶梯轴3a_2外圆上并排套设有两个深沟球轴承3c，两个深沟球轴承之间放置隔环3d，轴向以外卡簧3i配合外圆轴肩进行限位，两个轴承的外圈上装配有调节环3b，两个深沟球轴承的外圈以过渡方式配合于调节环3b内圆。所述阶梯轴的轴端具有3个沿端面径向均匀分布的卡槽3a-lc。如图6所示，所述卡槽形状为T形槽。当然卡槽形状也可以采用燕尾槽。从图4可以看出，阶梯轴内部具有一空腔31，作为优�。隹涨坏男巫次咏滋葜嵛膊肯蛑岫酥鸾ニ跣〉男ㄐ位蛟蔡ㄐ巍＝滋葜岬闹岫酥行木哂杏肟涨�31相接通的槽孔3n，在切削过程中，工件可由此槽孔穿入并逐渐进入空腔，确保连续作业，加工长度最大可达40mm。阶梯轴的端头套设具有端面螺纹的调节螺盘3h，所述调节螺盘与调节环3b之间通过4枚高强度螺钉3e相连接，所述调节螺盘3h和深沟球轴承3c之间设有用于对轴承外圈和内圈限位的轴承外卡簧3i-l和轴承内卡簧3i-2。3个卡槽内分别安装后端面具有螺纹的螺盘卡爪刀架3f，所述螺盘卡爪刀架3f的螺纹与调节螺盘3h的端面螺纹相吻合，调节螺盘的内圈安装有毛毡油封3g，旋转调节时可有效防止轴承润滑油渗漏。
如图5所示，当调节螺盘旋转时，3个螺盘卡爪刀架能够沿卡槽径向同步伸缩，以适应不同轴径金属试样的切削需要①2. 5 ①10。所述端盖2固接在阶梯轴的轴端上，如图20所示，端盖中部具有与阶梯轴端头形状相匹配的开口 2a，端盖上开设有与卡槽3a_lc相对应的径向槽2c。所述刀柄组件4连接在刀具本体3的后端；所述盛料皿5与阶梯轴的轴端固定连接。如图8所示，所述端盖上连接有挡料杯1，所述挡料杯扣合在端盖上。结合图7，当加工结束后，将高压气体管接头与气泵气喉扣接相连接，高压气体将粘贴在刀具本体上的余料金属颗粒通过阶梯轴轴端的槽孔吹落倒挡料杯内，实现了对金属屑样的彻底回收，而且不会影响刀具的下次正常使用。如图9所示，所述盛料皿5包括料皿本体5a和尾座5g，所述尾座固接在阶梯轴轴端的槽孔3n内，尾座上具有与卡槽宽度一致、位置相对应的通槽5e，尾座后端开设有中心孔5f。为了便于装配，可沿所述阶梯轴端头槽孔3n壁上开设有三个镜像槽3a-ld，3个镜像槽间隔分布于相邻的卡槽3a-lc之间，在尾座上开设凸台内孔，在孔内安装压簧5b，套入压 杆5c后使用螺母5d压紧在镜像槽3a-ld内。如图11所示，所述刀柄组件4由刀杆4a和套筒4b组合而成，所述刀杆卡设在套筒内。便于拆装和携带。如图12所示，所述螺盘卡爪刀架为合金车刀刀架，所述合金车刀刀架由合金车刀刀架本体3f_la与固接在合金车刀刀架本体上的合金车刀3f_3a组成。如图13所示，所述螺盘卡爪刀架为高速钢车刀刀架，所述高速钢车刀刀架由高速钢车刀刀架本体3f-lb和与它固接的高速钢车刀3f-3b组成。如图16所示，本发明的切削刀具，可以在拆装后用工具箱进行收纳。便于携带。结合图17至19，利用本发明实施屑样加工时，首先将刀具安放于机床刀架内，然后对中心高度进行调节，直至3刀片刃口与试样轴心目视共线。随后夹紧刀具，将车床参数设定至进给量f=0. 03r/mm ;转速n=300rpm,中拖板走刀实施加工。加工过程中经3刀刃铰削破碎的金属颗粒经盛料皿的尾座精确滑落至料皿本体内。由于阶梯轴的轴端中心具有与空腔相接通的槽孔，切削工件可由此槽孔穿入，确保连续作业，提高了工作效率，加工长度最大可达40_。旋转调整环，与调整环连接的调节螺盘随之转动，当调节螺盘旋转时，3个螺盘卡爪刀架沿卡槽径向同步伸缩，达到调整刀架的效果，确保了刀架对工件金属棒轴的精确加工。
权利要求
1.一种卧式车床用金属屑样车削刀具，其特征在于 包括刀具本体(3 )、端盖(2 )、刀柄组件(4 )和盛料皿(5 ); 所述刀具本体(3)包括基座(3a)，所述基座由套环(3a_la)和固设在套环一端的阶梯轴(3a_lb)组成，所述套环(3a_la)具有高压气体管接头(3j)，所述阶梯轴(3a_lb)外圆上并排套设有两个深沟球轴承(3c)，两个深沟球轴承(3c)的外圈上装配有调节环(3b)，所述阶梯轴的轴端具有3个沿端面径向均匀分布的卡槽(3a-lc)，阶梯轴内部具有一空腔(31)，阶梯轴的轴端中心具有与空腔(31)相接通的槽孔(3n)，阶梯轴的端头套设具有端面螺纹的调节螺盘(3h)，所述调节螺盘与调节环(3b)相连接，3个卡槽内分别安装后端面具有螺纹的螺盘卡爪刀架(3f)，所述螺盘卡爪刀架(3f)的螺纹与调节螺盘(3h)的端面螺纹相吻合，当调节螺盘旋转时，3个螺盘卡爪刀架能够沿卡槽径向同步伸缩； 所述端盖(2)固接在阶梯轴的轴端上，所述端盖中部具有与阶梯轴端头形状相匹配的开口(2a)，端盖上开设有与卡槽(3a-lc)相对应的径向槽(2c); 所述刀柄组件(4)连接在刀具本体(3)的后端； 所述盛料皿(5)与阶梯轴的轴端固定连接。
2.如权利要求I所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述端盖上连接有挡料杯(I )，所述挡料杯扣合在端盖上。
3.如权利要求I所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述空腔(31)的形状为从阶梯轴尾部向轴端逐渐缩小的楔形或圆台形。
4.如权利要求I所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述盛料皿(5 )包括料皿本体(5a)和尾座(5g)，所述尾座固接在槽孔(3n )内，尾座上具有与卡槽宽度一致、位置相对应的通槽(5e)，尾座后端开设有中心孔(5f)。
5.如权利要求I所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述卡槽形状为T形槽或燕尾槽。
6.如权利要求I所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述刀柄组件(4)由刀杆(4a)和套筒(4b)组合而成，所述刀杆卡设在套筒内。
7.如权利要求6所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述刀杆(4a)具有莫氏锥度，套筒内腔与刀杆的形状相一致。
8.如权利要求I所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述调节螺盘(3h)和深沟球轴承(3c)之间设有用于限位的轴承外卡簧(3i-l)和轴承内卡簧(3i-2)，两个深沟球轴承之间设有轴承隔环(3d)。
9.如权利要求I所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述螺盘卡爪刀架为合金车刀刀架，所述合金车刀刀架由合金车刀刀架本体(3f_la)与固接在合金车刀刀架本体上的合金车刀(3f_3a)组成。
10.如权利要求I所述的金属屑样车削刀具，其特征在于 所述螺盘卡爪刀架为高速钢车刀刀架，所述高速钢车刀刀架由高速钢车刀刀架本体(3f-lb)和与它固接的高速钢车刀(3f-3b)组成。
全文摘要
本发明涉及一种卧式车床用金属屑样车削刀具，包括刀具本体(3)、端盖(2)、刀柄组件(4)和盛料皿(5),所述刀具本体(3)包括基座(3a),基座由套环(3a-1a)和阶梯轴(3a-1b)组成，阶梯轴的外圆上套设有两个深沟球轴承(3c)，两个深沟球轴承的外圈上装配有调节环(3b)，阶梯轴的轴端具有3个卡槽(3a-1c)，阶梯轴的端头套设具有端面螺纹的调节螺盘(3h)，调节螺盘与调节环相连接，3个卡槽内安装后端面具有螺纹的螺盘卡爪刀架(3f)，当调节螺盘旋转时，3个螺盘卡爪刀架能够沿卡槽径向同步伸缩。使用本发明进行屑样加工，可大幅强化落料破碎性能，细化颗粒尺寸，优化加工品质，屑样纯度得到保证，满足了实验分析的要求。
文档编号G01N1/04GK102728861SQ20121017228
公开日2012年10月17日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者俞平舟, 江伟, 王惠林 申请人:宝钢发展有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
