一种机夹式电机壳大孔加工超硬刀具

技术领域

本发明涉及机加工刀具领域，尤其涉及一种机夹式电机壳大孔加工超硬刀具。

背景技术

随着机加工技术的不断进步，机加工刀具的种类和结构形式越来越多，但是对于一些特殊形状和特殊加工要求的零部件，目前仍没有专用刀具进行机加工。例如对于当前用量较大的新能源汽车所用的驱动电机的电机壳，这种电机壳具有中心孔以及环绕中心孔设置的环槽，在制造时，需要对中心孔的内孔壁以及环槽的内周面槽壁进行机加工，而且在加工电机壳时还对内孔壁和内周面槽壁具有较高的同轴度要求。由于没有专用的加工刀具，目前的加工方式是分别对内孔壁和内周面槽壁通过单刃镗刀进行加工，加工效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时加工两个同轴内周面的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具，用以解决现有的加工方式加工效率低的问题。

本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具包括：

刀柄、中心刀头以及外刀头，中心刀头以及外刀头均连于刀柄上；

中心刀头包括与刀柄同轴布置的中心刀盘，中心刀盘的外周具有至少一个刀片安装结构；

外刀头包括外刀盘，外刀盘具有处于中心刀盘的径向外侧的外盘体部分，且所述外盘体部分的外周具有至少一个刀片安装结构；

外盘体部分和中心刀盘之间具有避让工件的避让间隔。

本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具具有中心刀头和外刀头，中心刀头和外刀头上均可安装刀片，且使两个刀头上的刀片在径向上间隔布置，如此在使用时径向间隔的刀片能够同步进行进给切削，实现在工件上一次加工出两个同轴的内周面，大大提高了加工效率。

进一步的，所述中心刀盘为圆盘形，且具有两个以上刀片安装结构。通过两个以上刀片安装结构能够在中心刀盘上安装更多的刀片，有助于提高加工效率。

进一步的，所述外刀盘为U形架体，U形架体相对间隔的架体部分构成所述外盘体部分。外刀盘采用U形架体结构，且U形架体结构相对间隔的架体部分构成外盘体部分，这样在外刀盘上安装的刀片能够中心对称，在加工时，外刀盘径向受力相互抵消，不会因单侧受力而使外刀盘在加工过程中发生径向跳动而影响加工质量。

进一步的，所述外盘体部分绕中心刀盘弧形延伸，且外盘体部分上具有至少两个刀片安装结构。这样能够增多外刀盘上能够安装的刀片数量，进一步提高加工效率。

作为一种优化的方案，中心刀头和外刀头均可拆连接于刀柄上，这样便于在外刀头和中心刀头的一个受损时进行单独更换和维修，降低了刀具的使用成本。

进一步的，所述刀柄的一端具有刀头连接端，刀头连接端的端部与中心刀头通过止口结构定位配合，且通过轴向延伸的连接螺钉固定连接。这样的结构定位准确可靠，拆装方便。

进一步的，所述刀柄上于刀头连接端的背向端面的一侧具有连接法兰，所述外刀盘为U形架体，U形架体相对间隔的架体部分构成所述外盘体部分，U形架体的中部设有供刀头连接端适配穿过的中心穿孔，U形架体通过中心穿孔的孔沿与连接法兰固定连接。采用这样的结构，将外刀头和中心刀头与刀柄的连接独立开，保证两个刀头与刀柄准确可靠的连接。

进一步的，所述刀柄内设有轴向延伸至刀头连接端的冷却液流道，刀头连接端的外周面上设有环槽，冷却液流道通过第一径向流道与所述环槽连通，外刀盘内设有一端延伸至中心穿孔的内壁面、另一端延伸至切削位置的外刀头流道，外刀盘套装在刀头连接端上后，冷却液流道通过环槽与外刀头流道连通。通过在刀柄以及外刀盘内设置流道能够实现对外刀头切削位置进行冷却，保证外刀头的加工质量和使用寿命，而且这种形式的流道结构简单，制造方便，外刀头上的各冷却液出口能够较为均匀的喷出冷却液。

而且，所述刀柄内设有轴向延伸至刀头连接端的冷却液流道，刀头连接端的端部设置有与中心刀头上的凸止口配合的凹止口，刀头连接端内还设有与冷却液流道连通的第二径向流道，第二径向流道连通有在轴向上呈一定倾角的倾斜过渡流道，倾斜过渡流道延伸至刀头连接端的端面，中心刀盘内设有一端延伸至凸止口所在端面、另一端延伸至切削位置的中心刀盘流道，中心刀盘在固定连接在刀头连接端后，倾斜过渡流道与中心刀盘流道对接。通过在刀柄以及中心刀盘内设置流道能够实现对中心刀头切削位置进行冷却，保证中心刀头的加工质量和使用寿命，而且这种形式的流道结构在刀柄上分布均匀，第二径向流道以及倾斜过渡流道长度相对较短，加工难度较低，加工质量更容易保证。

此外，外刀头和/或中心刀头上在刀片安装槽的切削旋转方向的后侧安装有支撑导条，支撑导条的外侧面在径向上低于刀片的切削刃，用于与被加工内孔之间形成径向定位。支撑导条与被加工内孔的内周面之间具有由润滑液形成的液膜，且通过液膜实现了与内加工的内周面之间的径向定位，避免刀头径向跳动，保证了内周面的加工精度。

附图说明

图1为本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具的实施例一的结构示意图；

图2为本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具的实施例一的分解图；

图3为刀柄的立体图；

图4为中心刀头的结构示意图；

图5为中心刀头的立体图；

图6为外刀头的结构示意图；

图7为外刀头的立体图。

图中：1、刀柄；10、冷却液流道；100、螺纹连接孔；101、倾斜过渡流道；102、第二径向流道；104、环槽；105、第一径向流道；11、连接法兰；110、连接穿孔；12、刀头连接端；14、凹止口；20、中心刀盘；200、中心盘面部分；201、环形外缘；21、连接孔；24、凸止口；3、外刀盘；300、U形架体；301、圆台结构；302、外盘体部分；30、连接螺孔；31、中心穿孔；4、支撑导条；5、刀片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具的具体实施例一：

本实施例中，以能够用于加工新能源汽车的驱动电机电机壳的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具为例展开描述。其中，驱动电机的电机壳为环体结构，环体的环截面为U形槽状，电机壳的加工需要对环体的中心孔的内周面以及环体U形槽的内周面进行加工，且需要保证两个被加工的内周面具有较高的同轴度。当然，本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具并不仅限于加工电机壳，在其他零部件具有需要加工同轴的两个内周面时，同样可以使用本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具。

本实施例的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具的具体结构如图1-7所示，包括刀柄1，刀柄1的一端为用于与机床固定连接的机床连接端，另一端连接有中心刀头和外刀头。

其中，刀柄1的结构可从图2、3中较为清楚的看出，包括柄轴，柄轴的一端具有用于与机床固定连接的连接结构，为机床连接端，另一端具有刀头连接端12。具体地，刀头连接端12为直径大于柄轴直径的大径轴段，其端面的中部位置开设有沉槽，沉槽与端面形成凹止口14，端面上在沉槽的外围设有四个螺纹连接孔100。柄轴上在刀头连接端12的背向端面的一侧设有连接法兰11，连接法兰11上设有四个连接穿孔110，四个连接穿孔110周向均布。

中心刀头包括中心刀盘20，中心刀盘20为与刀柄1同轴设置的圆盘形结构，包括中部盘面部分200以及处于中部盘面部分200的外边缘、向轴向一侧延伸的环形外缘201，环形外缘201的外周具有四个刀片安装结构，即刀片安装槽，四个刀片安装槽在中心盘体的圆周方向上均匀间隔布置，用于分别安装刀片5。中心盘面部分200上设有四个轴向贯穿的连接孔21，四个轴向贯穿的连接孔21处于同一圆周上，用以供连接螺钉穿过并与刀头连接端12的螺纹连接孔100连接。中心盘面部分200的背向环形外缘的一侧设有凸柱，凸柱处于四个连接孔21所在圆之内，凸柱与中心盘面部分200的端面形成凸止口24，用于与刀头连接端12的凹止口14定位对接。

外刀头包括外刀盘3，外刀盘3整体为U形架体300，U形架体300的相对间隔的两架体部分为外盘体部分302，两外盘体部分302均呈弧形延伸，两外盘体部分302所在圆与中心刀盘20同心，两外盘体部分302的外周分别设有两个刀片安装结构，即刀盘安装槽，用以安装刀片5。U形架体300的连接两外盘体部分的中部在背向外盘体部分的一侧一体成型有圆台结构301，圆台结构301和U形架体300的中部的中心位置设有中心穿孔31，中心穿孔31内径与刀头连接端12的外径相适配，U形架体300套装在刀头连接端12上且通过圆台结构301的一侧端面与连接法兰11贴合，圆台结构301的围绕中心穿孔31的端面作为中心穿孔31的孔沿，其上设有四个连接螺孔30，连接螺钉从连接法兰11的一侧穿过连接法兰11上的连接穿孔110并与连接螺孔30螺纹连接，进而实现外刀盘3与刀柄1的固定连接。

如上所示，在外刀头和中心刀头连接于刀柄1上后，外刀头的外盘体部分和中心刀盘20之间具有避让电机壳的U形槽内槽沿的避让间隔。在机夹式电机壳大孔加工超硬刀具使用时，外刀头上的刀片5和中心刀头上的刀片5能够同时加工电机壳的需要加工的两同轴外周面。

而且，本实施例中，为了保证机夹式电机壳大孔加工超硬刀具的刀头在切削加工时的稳定性，中心刀头以及外刀头上在刀片安装槽的周向后侧均安装有支撑导条4，支撑导条4在轴向延伸，支撑导条4的外侧面在径向上略低于刀片安装槽中安装的刀片5的切削刃。在加工过程中，支撑导条4与被加工的内周面之间具有由润滑液形成的液膜，支撑导条4保证了刀头与内加工的内周面之间的径向定位，避免刀头径向跳动，保证了内周面的加工精度。支撑导条以及刀片均为超硬材料，具有较高的硬度和较高的耐磨性能。

此外，如图2所示，刀柄1内设有轴向延伸至刀头连接端的冷却液流道10，刀头连接端12的外周面上设有环槽104，冷却液流道10通过第一径向流道105与环槽104连通，外刀盘3内设有一端延伸至中心穿孔31的内壁面、另一端延伸至切削位置的外刀头流道，外刀盘3套装在刀头连接端12上后，冷却液流道10通过环槽104与外刀头流道连通。通过在刀柄以及外刀盘内设置流道能够实现对外刀头切削位置进行冷却，保证外刀头的加工质量和使用寿命，而且这种形式的流道结构简单，制造方便，外刀头上的各冷却液出口能够较为均匀的喷出冷却液。

而且，刀头连接端12的端部设置有与中心刀头上的凸止口24配合的凹止口14，刀头连接端12内还设有与冷却液流道10连通的第二径向流道102，第二径向流道102由从刀头连接端12的外周面向内钻孔得到，第二径向流道102的外端通过旋装螺堵封堵。第二径向流道102的中部连通有在轴向上呈一定倾角的倾斜过渡流道101，倾斜过渡流道101避开凹止口14并延伸至刀头连接端12的端面。中心刀盘20内设有中心刀盘流道，中心刀盘流道一端延伸至凸止口24所在的端面、另一端延伸至切削位置，中心刀盘20在固定连接在刀头连接端12上后，倾斜过渡流道101与中心刀盘流道对接。通过在刀柄以及中心刀盘内设置流道能够实现对中心刀头切削位置进行冷却，保证中心刀头的加工质量和使用寿命，而且这种形式的流道结构在刀柄上分布均匀，第二径向流道以及倾斜过渡流道长度相对较短，加工难度较低，加工质量更容易保证。

通过以上对本实施例的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具的介绍可知，本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具通过结构设计，配置两个刀头，能够同时加工两个同轴的内周面，大大提高了机加工的效率。

当然，本发明的机夹式电机壳大孔加工超硬刀具并不仅限于上文介绍的实施例，基于本发明的构思，还可以有多种变形实施例。

例如在其他实施例中，与上文介绍的实施例一不同的是，中心刀头与刀柄一体成型，外刀头与刀柄可拆连接；或者，外刀头与刀柄一体成型，中心刀头与刀柄可拆连接；再或者，中心刀头与外刀头均与刀柄一体成型。

例如在其他实施例中，与上文介绍的实施例一不同的是，中心刀盘为包括中心连接部分和从中心连接部分向外辐射的辐条的架体结构，辐条的外端设置所述刀片安装结构，辐条的数量有一个或两个以上。

再例如，在其他实施例中，与上文介绍的实施例一不同的是，外刀盘为圆盘形，圆盘形外刀盘的外边缘设有向一侧延伸的围沿，围沿的外周面设置有刀片安装结构。

或者在其他实施例中，与上文介绍的实施例一不同的是，外刀头和中心刀头的其中一个固定连接于另一个上，且另一个与刀柄固定连接，即一个刀头与刀柄直接连接，另一个刀头与刀柄间接连接。

再或者在其他实施例中，外刀头和中心刀头均具有套体结构，两刀头通过套体结构套装在刀柄上，并通过径向穿过套体结构的连接螺钉与刀柄固定连接。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。