CN102837053A - 立铣刀以及使用该铣刀的铣削压缩机涡旋的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立铣刀，包括刀体和刀齿，其特征在于，所述的刀齿为多刃螺旋刃，且硬质合金刀刃与聚晶六方氮化硼刀刃间隔设置，可以同时铣削工件的侧壁与底面。在生产过程中采用本发明的立铣刀可以降低生产成本并获得质量优良的产品。同时本发明还提出一所述的立铣刀铣削压缩机涡旋零件的方法，主要包括以下步骤：采用波纹粗铣刀对车好的压缩机涡旋零件进行半精铣；采用上述权利要求中的立铣刀精铣所述半精铣后的压缩机涡旋零件；完成所述压缩机涡旋零件的铣削过程。

Description

立铣刀以及使用该铣刀的铣削压缩机涡旋的方法

技术领域

本发明涉及一种铣刀，尤其是指一种用于球墨铸铁材料铣削过程中的立铣刀以及使用该铣刀铣削压缩机涡旋零件的方法，在生产过程中采用本发明的立铣刀可以降低生产成本并获得质量优良的产品。

背景技术

在一般的机加工过程中，铣削是必不可少的步骤之一。通常铣削是指使用旋转的多刃刀具切削工件，是高效率的加工方法，刀具(也就是铣刀，milling cutter)被固定在机床上，在铣削工作时，刀具旋转作主运动，待加工工件移动作进给运动，实际在生产过程中，工件也可以固定，但此时旋转的刀具还必须要移动来同时完成主运动和进给运动。其中铣刀在铣削过程中是一个重要的部件，在机加工中，铣刀是加工过程中最重要的部分，铣刀的材料有很多种，其中常用的有耐磨刀具材料或者硬质合金材料，硬质合金材料制成的刀具比CBN(聚晶六方氮化硼)制成的刀具锋利，但其使用寿命要比CBN刀具短，并且在粗糙度上也不如CBN材料制成的刀具。

尤其对于加工涡旋压缩机中的涡旋部分，渐开线壁(涡旋的侧壁)要求在加工过程中没有变形，而渐开线底面(涡旋的底面)需要有良好的粗糙度，因此基于这样的需求，一般渐开线壁以及渐开线底面采用不同的两个独立的刀具来加工，加工渐开线壁的时候需要采用硬质合金材料的刀具来减少加工过程中造成的变形，而加工渐开线底面时，就采用其他的刀具以获得较好的表面质量。

现有的球墨铸铁涡旋零件的加工步骤如下：

采用波纹粗铣刀对车好的压缩机涡旋零件进行半精铣；

采用硬质合金立铣刀精铣所述半精铣后的压缩机涡旋零件的侧壁；

再采用硬质合金端铣刀精铣所述半精铣后的压缩机涡旋零件的底面

完成所述压缩机涡旋零件的铣削过程。

其中现有球墨铸铁涡旋的加工参数如下：

采用现在的这种加工方式，刀具也只能加工8-9个部件并且因为加工步骤的限制使加工周期也比较长，并且底面的粗糙度也不能达到要求，影响了涡旋零件的质量，进而也会影响涡旋压缩机的工作效率。另外，由于涡旋零件结构中的渐开线壁和渐开线底面采用不同的刀具加工，加工过程中渐开线壁与渐开线底面会出现毛刺，当毛刺较大超出规范时，需要更换刀具，因此也会降低工具的使用寿命，所以我们需要一种使用可靠可以减小切割时间，并且可以达到底面粗糙度要求，同时还能提高使用寿命的刀具来加工具有较高底面粗糙度要求和侧壁轮廓度要求的工件。

采用现有技术中的刀具在加工具有底面粗糙度要求的工件时，加工中一般需要至少对工件铣削两次，例如涡旋压缩机的涡旋部分。这样使加工步骤冗长，间接的降低了工作效率，因此一种可以提高工作效率的加工工艺是为业界所需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种多刃立铣刀以及采用该铣刀加工涡旋的方法，具有加工时间短，使用寿命长，并且保证良好的加工质量。

本发明的目的是这样实现的，一种立铣刀，包括刀体和刀齿，其特征在于，所述的刀齿为多刃螺旋刃，且硬质合金刀刃与聚晶六方氮化硼刀刃间隔设置，可以同时铣削待加工工件的侧壁与底面。

优选的，所述的聚晶六方氮化硼刀刃在轴向比所述的硬质合金刀刃高，而在径向上比所述的硬质合金刀刃低。

优选的，所述的聚晶六方氮化硼刀刃在轴向上比所述的硬质合金刀刃高0.01mm到0.03mm，所述的聚晶六方氮化硼刀刃在径向上比所述的硬质合金刀刃低0.01mm到0.03mm。

优选的，所述的刀体与所述的刀齿钎焊连接在一起，所述的刀体为复合硬质合金，所述的刀齿为六刃螺旋刃。

优选的，所述的刀齿部分的长度至少为待加工工件的侧壁切削深度。

优选的，所述的待加工工件为压缩机涡旋零件。

优选的，所述的刀齿的螺旋刃与刀体轴向的角度为25到35度。

优选的，所述的刀齿上的刀刃的前角为4到6度，所述刀刃的后角为9到13度。

另外本发明还提出一种采用所述的立铣刀铣削压缩机涡旋零件的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

采用波纹粗铣刀对车好的压缩机涡旋零件进行半精铣；

采用上述权利要求中的立铣刀精铣所述半精铣后的压缩机涡旋零件；

完成所述压缩机涡旋零件的铣削过程。

优选的，所述的立铣刀一次铣削所述涡旋的侧壁以及底面达到加工要求，其中由所述立铣刀的硬质合金刀刃铣削所述压缩机涡旋零件的侧壁，由所述立铣刀的聚晶六方氮化硼刀刃铣削所述压缩机涡旋零件的底面。本发明的铣刀采用硬质合金和CBN材料构成，在刀刃设置上采用了更为合理的角度，可以同时对侧壁和底面进行铣削，并且可以避免侧壁和底面交汇处的毛刺的出现，将硬质合金材料的锋利和CBN材料的耐磨性集于一身，同时满足了侧壁对于形状的要求和底面对于粗糙度的要求，大大的延长了刀具寿命和减少了切削时间，并且因为这种铣刀同时具有硬质合金和CBN材料的优点以及本发明的结构，所以本发明的铣刀在进行加工时可以达到更好的质量要求。

附图说明

图1为本发明的铣刀结构示意图；

图2为本发明的铣刀的刀头的平面示意图；

图3为本发明的铣刀的使用状态示意图；

图4为采用图1所示的铣刀的铣削加工流程图。

具体实施方法

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。

本发明提供一种立铣刀，如图1以及图2所示，所述的包括刀体1和刀齿2，本发明中所述的刀齿2可为多刃螺旋刀，在本实施例中以为六刃螺旋刃为例进行说明，且硬质合金刀刃21与聚晶六方氮化硼(CBN)刀刃22间隔设置，在进行铣削加工的时候，可以同时对待加工工件的侧壁与底面一次性进行加工，并且可以达到要求的加工工艺。

本发明所示的立铣刀的结构，如图1及图2所示，其中硬质合金刀刃以及CBN刀刃间隔设置，且所述的聚晶六方氮化硼(CBN)刀刃在轴向比所述的硬质合金刀刃高，而在径向上比所述的硬质合金刀刃低，这种结构特征使所述立铣刀可以同时加工工件的两个面。在实施例中，所述的聚晶六方氮化硼刀刃22在轴向上比所述的硬质合金刀刃21高0.01mm到0.03mm，所述的聚晶六方氮化硼刀刃22在径向上比所述的硬质合金刀刃21低0.01mm到0.03mm，本实施例所示的六刃螺旋刀齿中，CBN刀刃22在轴向以及径向上比硬质合金刀刃21高0.02mm。所述的刀齿2上的刀刃的前角为4到6度，后角为9到13度。

本发明所述的立铣刀的刀体1与刀齿2是钎焊连接在一起，其中的刀体部分整体为硬质合金。一般来讲，所述的刀齿部分至少为待加工工件的侧壁切削深度，在加工时候可以再加上一定量的修磨余量，如5毫米的余量，刀体部分长度为40至50毫米。所述的刀齿2的螺旋刃与刀体1轴向的角度为25到35度。

在实际生产中，也可以根据加工工件的需要设置成四刃，五刃等多刃刀齿，原理与上述的六刃铣刀相同，相关参数在上述的范围内变化，在此不再进行赘述。如图3所示为本发明所述的立铣刀在加工涡旋零件的示意图，参考图4所示采用本发明所述的立铣刀铣削涡旋压缩机的涡旋零件的流程图，将所述立铣刀的刀体固定在夹具上，将车好的涡旋零件放置在车床上，然后由刀齿对零件进行铣削加工其中该铣削加工主要包括以下步骤：

步骤401：采用波纹粗铣刀对车好的压缩机涡旋零件进行半精铣；

步骤402：采用上述权利要求中的立铣刀精铣所述半精铣后的压缩机涡旋零件；

完成所述压缩机涡旋零件的铣削过程。

在铣削过程中，所述的立铣刀一次铣削所述涡旋的侧壁以及底面达到加工要求，其中由所述立铣刀的硬质合金刀刃铣削所述压缩机涡旋零件的侧壁，由所述立铣刀的聚晶六方氮化硼刀刃铣削所述压缩机涡旋零件的底面。

采用本发明加工球墨铸铁涡旋的加工参数为：

因此由此可见，由于本发明的立铣刀的结构，即所述的CBN刀刃轴向高于所述的硬质合金的刀刃，而CBN刀刃径向低于所述的硬质合金的刀刃，基于渐开线壁(涡旋的侧壁)与渐开线底面对加工工艺的不同要求，CBN的材料具有较高的硬度和耐磨性，在高温下也不与铁族金属其反应的特征，一次在对涡旋元件铣削的时候可以保证渐开线底面具有良好的粗糙度，并且在铣削渐开线壁的时候主要是采用硬质合金刀刃，所以减少了加工中造成的变形，达到了工件的工艺要求，并且使切削刃稳定，提高刀具寿命。另外，在铣削过程中，底面和侧壁是一次铣削成型的，不会在侧壁与底面的交接处出现毛刺，进而提高了加工的质量和刀具寿命。

本发明的铣刀在加工具有较高底面粗糙度要求的工件时，加工中只需对工件铣削一次，缩短了加工步骤，直接提高了工作效率，降低了生产成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术方案的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种立铣刀，包括刀体和刀齿，其特征在于，所述的刀齿为多刃螺旋刃，且硬质合金刀刃与聚晶六方氮化硼刀刃间隔设置，同时铣削待加工工件的侧壁与底面。

2.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，所述的聚晶六方氮化硼刀刃在轴向比所述的硬质合金刀刃高，而在径向上比所述的硬质合金刀刃低。

3.根据权利要求2所述的立铣刀，其特征在于，所述的聚晶六方氮化硼刀刃在轴向上比所述的硬质合金刀刃高0.01mm到0.03mm，所述的聚晶六方氮化硼刀刃在径向上比所述的硬质合金刀刃低0.01mm到0.03mm。

4.根据权利要求1或2所述的立铣刀，其特征在于，所述的刀体与所述的刀齿钎焊连接在一起，所述的刀体为复合硬质合金，所述的刀齿为六刃螺旋刃。

5.根据权利要求4所述的立铣刀，其特征在于，所述的刀齿部分的长度至少为待加工工件的侧壁切削深度。

6.根据权利要求5所述的立铣刀，其特征在于，所述的待加工工件为压缩机涡旋零件。

7.根据权利要求4所述的立铣刀，其特征在于，所述的刀齿的螺旋刃与刀体轴向的角度为25到35度。

8.根据权利要求4所述的立铣刀，其特征在于，所述的刀齿上的刀刃的前角为4到6度，所述刀刃的后角为9到13度。

9.一种采用权利要求1所述的立铣刀铣削压缩机涡旋零件的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

采用波纹粗铣刀对车好的压缩机涡旋零件进行半精铣；

采用上述权利要求中的立铣刀精铣所述半精铣后的压缩机涡旋零件；

完成所述压缩机涡旋零件的铣削过程。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的立铣刀一次铣削所述涡旋的侧壁以及底面达到加工要求，其中由所述立铣刀的硬质合金刀刃铣削所述压缩机涡旋零件的侧壁，由所述立铣刀的聚晶六方氮化硼刀刃铣削所述压缩机涡旋零件的底面。

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