高硬度合成刀杆制造技术

本发明专利技术提供一种使用高硬度合成材料制造以提高机械加工性能的加工刀杆。根据本发明专利技术，所述刀杆包括与驱动装置连接的转接器１１０，安装刀具的主体１２０以及由工件支撑的凸片１３０，所述主体１２０安装有一把或多把刀具，其中，所述转接器１１０和凸片１３０是由金属材料做成；所述主体１２０是由具有高硬度的合成材料做成；所述合成材料构成的主体１２０围绕至少部分的转接器１１０和部分的凸片１３０；并且所述金属材料做成的转接器１１０和凸片１３０和所述合成材料做成的主体１２０在其相互邻接的内表面紧密结合。本发明专利技术的刀杆具有比现有刀杆高的硬度、自然频率和阻尼比率，从而在加工时可以提高切割速度和提高加工精度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加工刀杆，例如用于扩大和实现钻孔的镗杆或铰刀杆，特别涉及一种高硬度合成刀杆，其由高硬度金属材料以及具有特定高硬度和吸震能力的合成材料制成，从而在进行开凿操作时，防止由于震动带来的弯曲现象，防止在器件待加工表面产生的噪音，以及提高机械加工的性能。
技术介绍
用于安装刀具的刀杆用于拉长及拉细以加工深孔，如大多现有的镗杆和铰刀杆。由于这种结构可导致低弯曲强度和硬度，在进行开凿操作时，可能产生弯曲现象，使得加工精度降低，并且由于较低的自然频率在加工器件表面会产生噪音。因此，切削速度和进料速度的上限很低，并且不可能加工深孔。所以，为了克服这种缺陷，出现了各种形状的刀具和用于安装所述刀具的刀杆，并且在发达国家，出现了很多其他用于安装刀具的、用具有十分优异的硬度和刚度特性的硬质合金和工具钢制造的刀杆。然而，因为很难加工烧结硬质合金，使得制造具有最佳性能的刀杆具有制造成本十分高昂的缺陷。而且，由于硬质合金和工具钢的高密度导致镗杆或铰刀杆的自然频率较低，从而限制了刀具的切削速度的提升。
技术实现思路
因而，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种使用高硬度合成材料做成的、可以取代现有的用硬质合金和工具钢做成的镗杆和铰刀杆的高硬度合成刀杆。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案在于，提供一种刀杆，包括与驱动装置连接的转接器，用于安装刀具的主体以及由工件支撑的凸片。所述主体安装一个或多个刀具，其中所述转接器和凸片由金属材料做成，所述主体由具有高硬度的合成材料做成，由合成材料做成的主体围绕至少部分的转接器和部分的凸片，并且所述金属材料做成的转接器和凸片和所述合成材料做成的主体在其相互邻接的内表面紧密结合。另外，依照本专利技术，提供了一种用于加工工件的装有刀具的刀杆，包括占据所述刀杆一部分长度的金属杆，占据所述刀杆另一部分长度的合成杆，以及围绕所述金属杆和合成杆圆周面的并将所述金属杆和合成杆相互固定的连接组件。本专利技术的刀杆具有比现有刀杆高的硬度、自然频率和阻尼比率，从而在加工时可以提高切割速度和提高加工精度。此外本专利技术的刀杆的切割稳定度、切割速度以及加工精度得到提高，从而能够形成深孔。另外，由本专利技术刀杆加工的工件的表面状况也优于使用常规硬质合金和工具钢的刀杆加工的表面。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的部分刀杆的透视图。图2是图1所示刀杆的纵向剖视图。图3是图1所示刀杆的主体的轴向剖视图。图4是图1所示刀杆的分解透视图。图5是根据本专利技术第二实施例的部分刀杆的透视图。图6是图5所示刀杆的主体的轴向剖视图。图7是根据本专利技术第三实施例的部分刀杆的透视图。图8是图7所示刀杆的分解透视图。图9是与图8相似的视图，其中，在加工程序中使用的薄垫片与刀杆一起示出。图10是根据本专利技术第四实施例的部分刀杆的透视图。图11是本专利技术第五实施例具有硬度梯度的加工刀杆的剖视图。图12是图11所示加工刀杆的组件间的组装关系示意图。图13是本专利技术第六实施例具有硬度梯度的加工刀杆的剖视图。图14是图13所示加工刀杆的组件间的组装关系的示意图。图15是金属杆、合成杆和连接组件的示意图，其中，阶梯部用于保证图13所示的加工刀杆的金属杆、合成杆和连接组件之间的连接可靠。具体实施例方式通过阅读下面的结合附图的本专利技术的最佳实施例的描述，本专利技术的目的、特征以及优点可以得到更好体现。图1至图4示出了本专利技术的第一实施例的刀杆。如图1所示，刀杆100从功能上分为与驱动装置连接的转接器110，用于安装刀具的主体120，以及通过工件支撑的凸片130。所述主体120可与多个刀具组装。这里，给出了刀杆100的例子，所述刀杆100可以与五把刀具T01～T05在所述主体120的纵向轴上组装。本实施例的所述刀杆100的转接器110和凸片130是由工具钢制成，所述主体120具有高硬度的碳素纤维合成材料制成。然而，刀杆100的转接器110和凸片130的材料不限于工具钢，也可以使用其它只要具有适当硬度和刚度的金属材料。另外，所述主体120的材料也不限于碳素纤维合成材料，也可以使用其它具有相同性能(包括在固化状态下的硬度、刚度和密度)的合成材料。如图2所示，所述转接器110和凸片130分别具有接合突起111，113。所述转接器110的接合突起111在所述主体120的一端插入所述主体120，并且用合成材料可靠接合，从而连结所述主体120。所述凸片130的接合突起113在所述主体120的另一端插入所述主体120，用合成材料可靠接合，从而连结所述主体120。如图3所示，所述主体120的内部122由合成材料构成，并且在所述主体表面涂上一层铬或镍合金的加强硬度的涂层123。这样的涂层123的设置增加了合成材料的表面硬度，并且防止湿气渗入所述的合成材料中。所述主体120开凿有十个用于安装前面所述的十把刀具的孔洞121。刀具T01至T05可以安装至主体上，例如，通过将刀具的末端从孔洞一侧的入口插入到对应的孔洞中，在将螺钉B01至B05从孔洞的另一侧的入口插入到孔洞中，然后将螺钉拧入刀具末端形成的螺母中。如图2和图4所示，除了上紧刀具T01至T05末端的第一排螺钉B01至B05外，所述刀具还进一步通过与第一排螺钉相差90°设置的第二排螺钉来上紧。从而，若刀具通过两个方向的螺钉紧固，那么即使刀具T01至T05的直径与孔洞120的直径差异很大，刀具T01至T05也可以没有晃动地安装在孔洞内。除了上述的方法外，也可以使用其他不同的安装方法。然而，因为此类安装方法并不是本专利技术所要解决的问题，所以这里不作详细描述。在本实施例的刀杆100的生产过程中，所述分别具有接合突起111，131的转接器110和凸片130以主体120总长度为间距的第一间隔相互分开，使得接合突起111，131相对设置，并且主体120的两侧包裹所述接合突起111，131，并在其中使用未焊接的合成材料形成适当厚度层。在固化过程中，所述合成材料紧密连接所述接合突起111，131的表面。然而，如果所述接合突起111，131的表面粗糙、粘附物或者可以增加合成材料的接合作用的材料附加在其表面，则它们之间的接合强度会得到提高。关于所述主体120的成型方法，主要用到将卷筒装置上卷折合成材料薄片的方法。关于固化弯折后的合成材料的方法，主要用到真空包成型方法。因为这些成型方法在使用合成材料形成构造框架的方法已经被广泛的认识，所以在这里省略其详细描述。接着，所述固化后的主体120打磨得比所述凸片130薄，在所述主体的第一排方向开凿设置五个孔洞121，并且在与第一排相差90°的第二排方向开凿设置五个孔洞，并且有需要的时候在孔洞内设置用于螺栓连接的螺纹。通过在所述已经打磨得比所述凸片130薄的主体120的表面涂上一层铬或镍基的合金，完成涂层后的主体120，使得涂层后的主体具有与所述凸片130相同的直径。图5和图6示出了本专利技术第二实施例的刀杆200。本实施例的刀杆200除了所述转接器210和凸片230为一体成型的，并通过工具钢做成的长杆224相连之外，具有与第一实施例的刀杆100相同的结构。在图5和图6中，指定元器件的引用标号的最后两位与图1至图4中第一实施例刀杆100的相同元器件的最后两位相同。在下文中，省略了与第一实施例的刀杆100的相同的元器件的描述。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硬度合成刀杆，其特征在于，包括与驱动装置连接的转接器、安装刀具的主体以及由工件支撑的凸片，所述主体安装有一把或多把刀具，其中，所述转接器和凸片是由金属材料制成；所述主体是由具有高硬度的合成材料制成；所述合成材料 构成的主体围绕至少部分的转接器和部分的凸片；并且所述金属材料制成的转接器和凸片和所述合成材料制成的主体在其相互邻接的内表面紧密结合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李大吉，金镇国，黄熙允，尹英沼，金相坤，
申请(专利权)人：韩国科学技术院，视创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]