CN101927376A - 一种高强度铝合金深孔加工刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度铝合金深孔加工刀具，整体为长条形，包括刀柄、切削部和钻尖，所述切削部具有两条沿周向均布的螺旋形切削周齿，钻尖中心部位具有一条横刃，其特点在于，所述刀具切削部的芯部直径为刀具直径的60%，刀具切削部的周齿前角为3°~5°；所述刀具切削部的周齿偏心后角为8°，刀具切削部前端至后端的直径流畅过渡至增大0.05mm；刀具钻尖处底齿的顶角角度为160°；钻尖中心部位横刃的宽度为0.3mm；刀具的主切削刃第一后角为10°，宽度为0.8mm，主切削刃第二后角为20°。本发明具有加工深孔的长径比大，加工出的深孔上下误差小，加工精度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及深孔加工刀具，尤其是一种高强度铝合金深孔加工刀具。
背景技术
高强度铝合金，是指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金，主要是压力加工铝合金中防锈铝合金类、硬铝合金类、超硬铝合金类、锻铝合金类、铝锂合金类。一般可用于航空材料等领域应用。
在高强度铝合金上，做深孔加工时，一般采用具有钻削功能的键槽铣刀进行加工，这种键槽铣刀整体为长条形，顶部为具备钻削功能的钻尖，钻尖后方由沿周向均布设置的两条螺旋切削周齿形成切削部，切削部后方为刀柄，所述钻尖和切削部共同形成刀具的工作部。
普通的键槽铣刀，其钻尖部位的底齿通常采用-1.5°内倾度数，相当于刀具顶角为183°，其刀具的工作部长径比小于3倍，当钻削长径比小于2倍的浅孔时，刀具刚性较好，被加工孔容易满足技术要求。所述长径比为长度与直径的比值。还有一种加长键槽铣刀，所述加长键槽铣刀是指刀具刃部长度与直径的比值≥3的键槽铣刀，可以加工相对较深的孔，但仍然存在对更深的深孔难以加工的不足。
申请人发现，当待加工孔长径比超过3倍时，即使采用加长键槽铣刀钻削，由于刀具无定心能力和刀具刚性较差，加工出的孔径超差仍然在0.5mm以上，且被加工孔呈上大下小的喇叭状。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对上述不足而提供一种加工深孔的长径比大，加工出的深孔上下误差小，加工精度高的高强度铝合金深孔加工刀具。
为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：
一种高强度铝合金深孔加工刀具，整体为长条形，包括刀柄、切削部和钻尖，所述切削部具有两条沿周向均布的螺旋形切削周齿，钻尖中心部位具有一条横刃，其特点在于，所述刀具切削部的芯部直径为刀具直径的60%，刀具切削部的周齿前角为3°~5°；所述刀具切削部的周齿偏心后角为8°，刀具切削部前端至后端的直径流畅过渡至增大0.05mm；刀具钻尖处底齿的顶角角度为160°；钻尖中心部位横刃的宽度为0.3mm；刀具的主切削刃第一后角为10°，宽度为0.8mm，主切削刃第二后角为20°。
具体地说，本刀具是在加长键槽铣刀的基础上，再按照以下要求加工得到：
a、使刀具切削部的芯部直径为刀具直径的60%，刀具切削部的周齿前角按3°~5°磨削得到螺旋容屑槽；
b、刀具切削部的周齿偏心后角为8°，使刀具切削部前端至后端的直径流畅过渡至增大0.05mm，呈倒置的锥度；所述前端指钻尖所在方向；
c、刀具钻尖处底齿的顶角角度为160°（所述底齿的顶角即指钻尖两主切削刃之间的角度），使得刀具具有良好的定心能力（即打钻时保持中心稳定的能力）；钻尖中心部位横刃的宽度为0.3mm；
d、刀具的主切削刃第一后角磨削成10°，宽度为0.8mm，主切削刃第二后角磨削成20°。
其中，作为基础的加长键槽铣刀，其结构为包括刀柄、带周齿的切削部和中心内凹1.5°的底齿的钻尖（本发明中改设为中心外凸160°的底齿）；切削部具有两条沿周向均布的螺旋形切削周齿，钻尖上具有两条主切削刃，钻尖中心部位具有一条横刃，其切削部和钻尖形成的工作部长径比为5-8倍，刀具直径范围5~10mm。
本发明中，所述刀具切削部的芯部直径为刀具直径的60%，这样可以在保证刀具有足够刚性的同时保持合理的容屑槽，防止切屑阻塞并减小切削扭矩。所述刀具周齿前角为3°~5°，周齿偏心后角为8°，这是因为本发明中将刃部增长后，易出现振动、卷刃和崩刃，为了避免该现象需要提高切削刃的强度，即增大楔角，为减少背切现象，所以采取了减小前角(3°~5°)增大后角(偏心后角为8°)的方式来提高切削刃的强度。所述刀具切削部前端至后端的直径流畅过渡至增大0.05mm，呈倒置的锥度，这样可以有以下两个好处，一是防止钻削深孔加工过程中铝合金孔“回缩”抱死刀具，减少刀具与被加工孔的摩擦，同时保护已加工孔的表面质量；二是因为铣削侧壁时由于刀具螺旋角会对垂直度产生误差，加之刀具悬伸大、刀具刚性差，加工的侧壁会出现倾斜，倒置的锥度正好补偿对垂直度的误差。刀具钻尖处底齿的顶角角度为160°，可以使其具有更加优良的定心能力。钻尖中心部位横刃的宽度为不大于0.3mm；可以减少轴向阻力。刀具的主切削刃第一后角为10°，这样可以保证主切削刃楔角有足够的刚性，同时防止刀刃磨损过快、保证刀具寿命。主切削刃宽度为0.8mm，第二后角为20°；这样可以进一步避免主切削刃产生背切现象。
本发明的刀具，通过对现有的加长键槽铣刀各部分结构进行改进和优化，使得刀具最终工作部长径比可以达到7.3倍，刀具直径范围5~10cm，可以适合长径比为6倍以内的深孔加工，并可以对深孔周边侧壁进行铣削。可以在不更换刀具的情况下直接实现深孔钻削功能。加工的深孔具有精度高、误差小的优点。
附图说明
图1为本发明具体实施例的结构示意图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3为图1的C-C剖面图。
图4是图1的B向视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时，如图1至图4所示，一种高强度铝合金深孔加工刀具，整体为长条形，包括刀柄1、切削部2和钻尖3，所述切削部2具有两条沿周向均布的螺旋形切削周齿7，钻尖处具有两条主切削刃4和一条横刃5，所述刀具切削部2的芯部直径6为刀具直径的60%，刀具切削部2的周齿前角8为3°~5°；所述刀具切削部2的周齿偏心后角9为8°，刀具切削部2前端直径10至后端直径11流畅过渡至增大0.05mm，具体地说切削部2前端直径10为7.08mm，切削部2后端直径11为7.03mm；刀具钻尖处底齿的顶角12角度为160°；钻尖中心部位横刃5的宽度13为0.3mm；刀具的主切削刃4第一后角14为10°，宽度15为0.8mm，主切削刃4第二后角16为20°。本具体实施方式中的加工刀具，刀具工作部长径比为7.3倍，适用于长径比为6倍以内的孔的加工，具有加工精度高的特点。
Claims (1)
1.一种高强度铝合金深孔加工刀具，整体为长条形，包括刀柄、切削部和钻尖，所述切削部具有两条沿周向均布的螺旋形切削周齿，钻尖中心部位具有一条横刃，其特征在于，所述刀具切削部的芯部直径为刀具直径的60%，刀具切削部的周齿前角为3°~5°；所述刀具切削部的周齿偏心后角为8°，刀具切削部前端至后端的直径流畅过渡至增大0.05mm；刀具钻尖处底齿的顶角角度为160°；钻尖中心部位横刃的宽度为0.3mm；刀具的主切削刃第一后角为10°，宽度为0.8mm，主切削刃第二后角为20°。
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2010
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