CN102451938B - 一种数铣加工螺纹刀具的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数铣加工螺纹刀具及其加工方法，该刀具包括铣刀头、铣刀杆和铣刀柄，铣刀柄为柱体结构，铣刀柄和铣刀头分别设置于铣刀杆的两端，铣刀杆的最大直径小于铣刀柄的直径，铣刀头包括一个前刀面、一个主后面、一个副后面和一个刀尖角，主后面和副后面之间的夹角为29°～90°。本发明为单齿螺纹刀，不受齿间固有螺距的限制，能加工多种尺寸的螺纹,保证刀具切削顺利，排屑顺畅，替代进口刀具,节约刀具费用和生产准备时间。该方法能够保证该数铣加工螺纹刀具在制造中刀前面、主后面、副后面和铣刀杆的精度，达到使该刀具满足螺纹加工的要求。
Description
技术领域
本发明涉及螺纹加工工具领域,特别是一种适用于螺纹加工的数铣加工螺纹刀具及其加工方法。
背景技术
目前，螺纹铣刀有两种，一种是整体式，另一种是刀片式。这两种螺纹铣刀均可加工螺纹。螺纹铣削加工是一种可以很好地降低成本的新工艺，可以充分发挥数铣加工柔性制造的特点，是替代传统螺纹切削和螺纹挤压加工的一种有效方式。但是如果螺纹铣刀由国外进口，普通的硬质螺纹铣刀价格在900元左右，并且是多齿铣刀，其齿间螺距固定；如果螺纹螺距改变必须重新购买适合螺距的刀具，增加企业的刀具成本。
常见的螺纹铣刀是整体硬质合金螺纹铣刀和机架刀片式螺纹铣刀，具有5-7齿刀尖螺纹,可以一次加工完成螺纹。图1是普通多齿螺纹铣刀。多齿螺纹铣刀的一般加工流程是，螺纹铣刀的切削刃上布满螺纹加工齿,通过数控机床的三轴联动,利用成形螺纹铣刀进行螺旋插补形成螺纹,刀具沿螺旋线加工一周即可完成螺纹加工，也可以多旋转几周达到螺纹要求深度。螺纹铣刀加工效率高,螺纹质量高,可以在任何螺纹公差带内加工。但是多齿螺纹铣刀占用加工间多，排屑不顺，容易造成刀具的磨损，降低刀具是使用寿命，同时也降低了刀具加工螺纹的效率。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种可加工多种螺纹螺距、降低加工成本且可提高加工效率的数铣加工螺纹刀具及该刀具的加工方法。
本发明的目的是通过采用如下技术方案实现的：
一种数铣加工螺纹刀具，包括铣刀头、铣刀杆和铣刀柄，所述铣刀柄为柱体结构，所述铣刀柄和铣刀头分别设置于铣刀杆的两端，所述铣刀杆的最大直径小于铣刀柄的直径，其特征在于，所述铣刀头包括一个刀前面、一个主后面、一个副后面和一个刀尖角，所述主后面和副后面之间的夹角为29°～90°。
所述铣刀柄的直径范围为Φ4～Φ20mm。
所述铣刀杆为锥体或柱体结构。
所述主后面和副后面突出于铣刀杆。
所述主后面和副后角之间的夹角中心线与铣刀杆的中心线垂直。
主后面和副后面之间的夹角为30°、45°或60°。
所述刀前面的表面为水平面。
所述铣刀头和铣刀杆之间相接处倒圆角。
一种数铣加工螺纹刀具的加工方法，包括如下步骤：
1）通过精确计算螺纹理论高度H=0.866t及排屑间隙0.2mm，使数铣螺纹刀具刀尖角位于铣刀杆的最高点，计算刀尖角与铣刀杆之间的距离为L=0.866×t+0.2mm；
2）将折断报废的硬质合金刀具刀柄用万能工具磨床或自制磨头磨小刀柄,磨出如T型刀类似刀头,刀头长度为要加工螺纹长度；
3）由慢走丝加工螺纹刀尖角,找平铣刀柄的外圆,直线度0.02,在刀头宽度上切出主后面和副后面之间的夹角的角度，所述夹角中心线与铣刀柄的中心线垂直；
4）磨出刀具前刀面；
5）在铣刀头和铣刀杆之间相接处磨出圆弧面，磨去刀头宽度除刀尖角以外部分的外圆,与已经磨削过的铣刀柄接平；
6）用油石油光刀刃面达0.8粗糙度；
7）用万能工具显微镜检测刀具螺纹角度、垂直度；
8）试切削螺纹,保证螺纹刀顶部不会碰撞到内螺纹端面,并进行修磨刀顶部长度；
9）由螺纹塞规检测螺纹精度；
10）以刀套夹持数铣加工螺纹刀具找正加工内孔中心，以刀具端面与零件表面设为零点。
所述铣刀柄的外圆直径直线度为0.02。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.单齿螺纹刀无齿间螺距，可以加工从0.25mm到10mm以上各种螺距和M4到M100尺寸的内外螺纹，根据加工螺纹的螺旋升角修正螺纹的后角,保证刀具切削顺利。
2.单齿螺纹刀占用加工间少,排屑顺畅。
3.单齿螺纹刀修改刀前部和刀后部后可以加工多头螺纹和梯形螺纹。
4.单齿螺纹铣刀可以替代进口刀具,节约刀具费用和生产准备时间。将磨损报废的硬质合金刀具刀柄重新加工成单齿螺纹铣刀，至少节约70%以上螺纹铣刀费用。
附图说明
图1是普通多齿螺纹铣刀结构示意图。
图2是实施例一结构主视图。
图3是图2俯视图。
图4是实施例二结构主视图。
图5是图4俯视图。
附图标记：1是洗刀头，1-1是前刀面,1-2是主后面，1-3是刀尖角，1-4是副后面，2是铣刀杆，3是铣刀柄。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
实施例一
如图2～图4所示，一种数铣加工螺纹刀具，包括制成一体结构的铣刀头1、铣刀杆2和铣刀柄3，铣刀柄3为柱体结构，其直径范围为Φ4～Φ20mm,铣刀柄3和铣刀头1分别设置于铣刀杆2的两端，铣刀杆2为柱体结构，其直径小于铣刀柄3的直径。铣刀头1包括一个前刀面1-1、一个主后面1-2、一个副后面1-4和一个刀尖角1-3，主后面1-2和副后面1-4之间的夹角为29°～90°，主后面1-2和副后面1-4之间的夹角中心线与铣刀杆2的中心线垂直。主后面1-2和副后面1-4形成的结构突出于铣刀杆2。前刀面1-1的表面为水平面。铣刀头1和铣刀杆2之间相接处倒圆角。
实施例二
如图5所示，铣刀杆2为锥体结构，其最大直径小于铣刀柄3的直径，刀前面1-1为水平面或弧形面。其余结构与实施例一中的结构相同。
本发明中，主后面1-2和副后面1-4之间的夹角可以优选为30°、45°或60°。
一种数铣加工螺纹刀具的加工方法，包括如下步骤：
1）通过精确计算螺纹理论高度H=0.866t及排屑间隙0.2mm，使数铣螺纹刀具刀尖角1-3位于铣刀杆2的最高点，计算刀尖角1-3与铣刀杆2之间的距离为L=0.866×t+0.2mm。例如，对于M5×0.5-6H螺纹,那么刀尖角1-3与铣刀杆2之间的距离为L=0.866×0.5+0.2=0.633mm；
2）将磨损报废的硬质合金刀具刀柄用万能工具磨床或自制磨头磨小刀柄,磨出如T型刀类似刀头,刀头长度为要加工螺纹长度。例如，对于M5×0.5-6H螺纹,刀头宽度2mm，Φ4刀柄直径磨小0.6×2=1.2mm，余下直径Φ2.8mm；
3）由慢走丝加工螺纹刀尖角1-3,找平铣刀柄3的外圆,直线度0.02,在刀头宽度上切出主后面1-2和副后面1-4之间的夹角的角度，夹角中心线与铣刀柄3的中心线垂直。例如，由慢走丝加工螺纹60°刀尖,找平铣刀柄3的外圆,直线度0.02,在刀头宽度上切出60°。对于M5×0.5-6H螺纹,从步骤2）中的直径Φ2.8mm根部为起点,切出0.2mm直线后,向外切60°角,60° 角中心线与铣刀柄3的中心线垂直,垂直度0.02；
4）磨出刀具前刀面1-1。例如，对于M5×0.5-6H螺纹，用带表卡尺寸测量前刀面1-1到铣刀头1底面的距离为铣刀柄3直径的一半，采用Φ4刀柄前刀面与刀柄外圆尺寸为2±0.02mm；
5）在铣刀头1和铣刀杆2之间相接处磨出圆弧面，磨去刀头宽度除刀尖角以外部分的外圆,与已经磨削过的铣刀柄3接平；
6）用油石油光刀刃面达0.8粗糙度；
7）用万能工具显微镜检测刀具螺纹角度、垂直度；
8）试切削螺纹,保证螺纹刀顶部不会碰撞到内螺纹端面,并进行修磨刀顶部长度；
9）由螺纹塞规检测螺纹精度；
10）以刀套夹持数铣加工螺纹刀具找正加工内孔中心，以刀具端面与零件表面设为零点。
上述数铣加工螺纹刀具的加工方法中，同样适宜于加工出主后面1-2和副后面1-4之间的夹角为29°～90°的数铣加工螺纹刀具，根据需要加工的螺纹角度自行选择，其中，主后面1-2和副后面1-4之间的夹角为30°、45°或60°为最优刀具。同样，本发明中，铣刀柄3的直径范围在Φ4～Φ20mm之间的数铣加工螺纹刀具均可采用上述加工方法进行加工。对于实施例二中具有锥体结构铣刀杆2的加工也适用于上述方法。
Claims (1)
1.一种数铣加工螺纹刀具的加工方法，待加工刀具包括铣刀头（1）、铣刀杆（2）和铣刀柄（3），所述铣刀柄（3）为柱体结构，所述铣刀柄（3）和铣刀头（1）分别设置于铣刀杆（2）的两端，所述铣刀杆（2）的最大直径小于铣刀柄（3）的直径，所述铣刀头（1）包括一个前刀面（1-1）、一个主后面（1-2）、一个副后面（1-4）和一个刀尖角（1-3），所述主后面（1-2）和副后面（1-4）之间的夹角为29°～90°，其特征在于，包括如下步骤：
1）通过精确计算螺纹理论高度H=0.866t及排屑间隙0.2㎜，使数铣螺纹刀具刀尖角（1-3）位于铣刀杆（2）的最高点，计算刀尖角（1-3）与铣刀杆（2）之间的距离为L=0.866×t+0.2㎜，其中，t表示螺距；
2）将折断报废的硬质合金刀具刀柄用万能工具磨床或自制磨头磨小刀柄,磨出如T型刀类似刀头, 刀头长度为要加工螺纹长度；
3）由慢走丝加工螺纹刀尖角（1-3）,找平铣刀柄（3）的外圆,直线度0.02,在刀头宽度上切出主后面（1-2）和副后面（1-4）之间的夹角的角度，所述夹角中心线与铣刀柄（3）的中心线垂直；
4）磨出刀具前刀面（1-1）；
5）在铣刀头（1）和铣刀杆（2）之间相接处磨出圆弧面，磨去刀头宽度除刀尖角（1-3）以外部分的外圆,与已经磨削过的铣刀柄（3）接平；
6）用油石油光刀刃面达0.8粗糙度；
7）用万能工具显微镜检测刀具螺纹角度、垂直度；
8）试切削螺纹,保证螺纹刀顶部不会碰撞到内螺纹端面,并进行修磨刀
顶部长度；
9）由螺纹塞规检测螺纹精度；
10）以刀套夹持数铣加工螺纹刀具找正加工内孔中心，以刀具端面与零件表面设为零点。
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