CN103357938A - 倾斜型面用高效环形铣刀 - Google Patents

Abstract

倾斜型面用高效环形铣刀。 在实际加工的过程中工艺编程人员需要用大切深、大进给的方式进行切削加工，但在调研中发现在大切深的粗加工加工工序变多、整个产品的生产周期加长。对半精加工后的工件表面质量要求高，防止精加工时背吃刀量不断变化引起的精加工表面振纹、鳞状缺陷等现象的产生。本发明的组成包括：环形刀刀头（ 1 ），所述的环形刀刀头与刀杆（ 2 ）通过螺纹连接，所述的环型刀头包括 3 个切削刃（ 3 ），所述的切削刃由中间以切线连接的两个相同曲率的圆弧斜向刃角组成，所述的切削刃具有刀头冷却通道（ 4 ），所述的刀头冷却通道与所述的刀杆上的刀杆冷却通道（ 5 ）相通。 本发明用于切削工件。

Description

倾斜型面用高效环形铣刀

技术领域：

本发明涉及一种倾斜型面用高效环形铣刀。

背景技术：

现在随着造型与制造技术的快速发展，为了提高加工效率以及生产率，在实际加工的过程中工艺编程人员需要用大切深、大进给的方式进行切削加工，但在调研中发现在进行大切深加工时存在以下问题：

1．在大切深的粗加工后，编程人员往往需要建立残留模型进行再次粗加工，以清除过大的表面残高，防止在半精加工时出现过多的空走刀或者出现过高的表面残高影响刀具的移动，使得加工工序变多、整个产品的生产周期加长。

2．对半精加工后的工件表面质量要求高，防止精加工时背吃刀量不断变化引起的精加工表面振纹、鳞状缺陷等现象的产生。

3．由于切深量较大，在切削加工的过程中极易造成切屑堆积排不出去、甚至粘刀现象，而且在大切深切削过程中，由于刀切削用量大导致了切削温度过高，会对刀具寿命及工件质量产生严重影响。

发明内容：

本发明的目的是提供一种倾斜型面用高效环形铣刀，大幅度降低表面粗糙度，也可在同样表面残高下采用更大的切深。并有效的解决采用大切深时刀具与工件表面产生的过多的热量、有效的降低了切削过程中产生粘刀的现象，大幅度的提高粗加工或半精加工的质量及效率。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种倾斜型面用高效环形铣刀，其组成包括：环形刀刀头，所述的环形刀刀头与刀杆通过螺纹连接，所述的环型刀头包括3个切削刃，所述的切削刃由中间以切线连接的两个相同曲率的圆弧斜向刃角组成，所述的切削刃具有刀头冷却通道，所述的刀头冷却通道与所述的刀杆上的刀杆冷却通道相通。

所述的倾斜型面用高效环形铣刀，所述的圆弧的半径为2~6mm，所述的刀杆的直径为10~25mm。

所述的倾斜型面用高效环形铣刀，所述的环形刀刀头上具有外螺纹，所述的刀杆上具有螺纹孔。

所述的倾斜型面用高效环形铣刀，所述的圆弧之间的竖直中心距为切深的一半，以保证对表面残高的有效降低；所述的圆弧之间的水平中心距为行距的一半，这样可保证表面残高成倍的降低，所述的圆弧之间的水平中心距的最大值不超过所述的圆弧的半径，以防止降低刀具的本身强度。

有益效果：

1．本发明的刀杆直径范围在10mm到25mm之间，以保证粗、半精加工时的高效率，在切削刃部分采用两个相同曲率的圆斜向布置、中间以切线连接的设计方案：两圆弧的曲率相同，根据切深及刀柄直径的不同采用不同的圆弧半径，半径范围在2mm到6mm之间，这样保证切削后的表面残高的属性相同。两圆的最佳竖直中心距为切深的一半，可保证原最大表面残高降低一半左右；水平中心距最佳值为行距的一半，这样可保证使用该刀具加工之后的最大表面残高不超过原残高的一半。但是最大值不超过圆弧的半径，以防止降低刀头切削刃的本身强度或者寿命；两圆之间的切线段设计的目的是使被加工后的工件表面残高更小以更趋近工件的最终表面形貌，该结构的设计同时保证了刀具切削刃的强度并降低的刀具的制备难度以及成本，利于产品的批量生产。

2．本发明在加工时冷却液通道内接通冷却液，可带走刀具切削工件时产生的过多热量，同时冷却液可充当润滑剂的作用，有效的减少切屑堆积或者粘附在球头部分排不出去的现象。刀头整体设计成三刃保证了容屑槽的容积便于切屑的排除、有效减少粘刀的现象同时又兼顾切削的效率。

3．本发明在同样切深以及其他参数条件下，本发明中的呈阶梯式设计的环形刀球头可类似数控加工中基于残留模型加工那样降低被加工工件的表面残高；或是在同样的表面残高下可应用更大的切深以获得更高的效率。为应用单位带来更高的生产效率以为其取得更高的经济效益。

4. 本发明主要是解决曲面类以及斜坡类零件进行粗加工以及半精加工时，当进行大切深时工件表面残留高度过大所造成的下一工序刀路轨迹规划难、以及切深不均匀引起的机床或者工件的颤振等问题。该发明与同样参数的环形刀（直径、前角、后角、材质等全部参数均相同）相比较，可在同样切削条件下大幅度降低表面粗糙度，也可在同样表面残高下采用更大的切深。并有效的解决采用大切深时刀具与工件表面产生的过多的热量、有效的降低了切削过程中产生粘刀的现象，大幅度的提高粗加工或半精加工的质量及效率。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1的外观图。

附图3是附图1中环形刀头的结构示意图。

附图4是附图3中切削刃的局部放大图。

附图5是附图4中切削刃的圆弧倾角示意图。

附图6是附图1中刀杆的结构示意图。

附图7是使用本发明铣刀切深1mm、被加工工件斜度24.5°时工件加工情况示意图。

附图8是使用传统铣刀切深1mm、被加工工件斜度24.5°时工件加工情况示意图。

附图9是使用本发明铣刀切深1mm、被加工工件斜度18.5°时工件加工情况示意图。

附图10是使用传统铣刀切深1mm、被加工工件斜度24.5°时工件加工情况示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种倾斜型面用高效环形铣刀，其组成包括：环形刀刀头1，所述的环形刀刀头与刀杆2通过螺纹连接，所述的环型刀头包括3个切削刃3，所述的切削刃由中间以切线连接的两个相同曲率的圆弧斜向刃角组成，所述的切削刃具有刀头冷却通道4，所述的刀头冷却通道与所述的刀杆上的刀杆冷却通道5相通。

实施例2：

根据权利要求1所述的倾斜型面用高效环形铣刀，所述的圆弧的半径为2~6mm，所述的刀杆的直径为10~25mm。

实施例3：

根据实施例1或2所述的倾斜型面用高效环形铣刀，所述的环形刀刀头上具有外螺纹，所述的刀杆上具有螺纹孔6。

实施例4：

根据实施例1或2所述的倾斜型面用高效环形铣刀，所述的圆弧之间的竖直中心距为切深的一半，以保证对表面残高的有效降低；所述的圆弧之间的水平中心距为行距的一半，这样可保证表面残高成倍的降低，所述的圆弧之间的水平中心距的最大值不超过所述的圆弧的半径，以防止降低刀具的本身强度。

实施例5：

根据实施例1或2所述的倾斜型面用高效环形铣刀，本发明为一种倾斜型面用高效环形铣刀，其外形结构属于可换切削头式铣削系统，主要创新点在于本发明在切削刃部分采用两个相同曲率的圆弧斜向布置、中间以切线连接的方案，两圆弧的最佳竖直中心距为切深的一半，以保证对表面残高的有效降低；最佳水平中心距为行距的一半，这样可保证表面残高成倍的降低，但是最大值不超过圆弧的半径，以防止降低刀具的本身强度，两圆之间的切线段设计的目的是使被加工后的工件表面残高更小以更趋近工件的最终表面形貌，该结构的设计同时保证了刀具切削刃的强度。在加工时冷却液通道内接通冷却液，可带走刀具切削工件时产生的过多热量，同时冷却液可充当润滑剂的作用，有效的减少切屑堆积或者粘附在球头部分排不出去的现象。

实施例6：

上述的倾斜型面用高效环形铣刀，下面以加工斜面类零件为例给出同样切深下，切削同样斜度的工件（同样适用于曲面）所产生的理论残高，如附图7、附图8、附图9、附图10所示。其中附图7为该刀具的最佳切削工况：即两圆弧的圆心连线与水平线之间的夹角同被切削工件表面与水平线的夹角相同，达到最佳的切削效果获得最小的表面残高，从图中可见表面残高降低高达2.54倍；当刀具参数不变，被加工工件的倾斜角度变化时切削效果会减弱，即表面残高会增大。附图8所示为被加工工件表面较附图7减小6°，但仍然达到原刀具切削后表面残高的一半。倾斜角继续变大的话表面残高会继续加大，但始终比普通环形刀加工后的表面残高低。为了保证切削后的表面残高足够低，在规划时需要根据被加工工件的表面形貌来选取刀具的两圆弧倾角，选取原则为被加工工件的绝大部分倾角变化在α±6°范围内，以此来确定刀具的α角，为了保证加工的实用性，α设置成15°、25°、35°、45°、55°、65°、75°、85°共8个角度系列。在根据实际加工的切深以及工件表面与水平面之间的夹角选取对应直径的刀具以获得最小的表面残高。

Claims (4)

1.一种倾斜型面用高效环形铣刀，其组成包括：环形刀刀头，其特征是：所述的环形刀刀头与刀杆通过螺纹连接，所述的环型刀头包括3个切削刃，所述的切削刃由中间以切线连接的两个相同曲率的圆弧斜向刃角组成，所述的切削刃具有刀头冷却通道，所述的刀头冷却通道与所述的刀杆上的刀杆冷却通道相通。

2.根据权利要求1所述的倾斜型面用高效环形铣刀，其特征是：所述的圆弧的半径为2~6mm，所述的刀杆的直径为10~25mm。

3.根据权利要求1或2所述的倾斜型面用高效环形铣刀，其特征是：所述的环形刀刀头上具有外螺纹，所述的刀杆上具有螺纹孔。

4.根据权利要求1或2所述的倾斜型面用高效环形铣刀，其特征是：所述的圆弧之间的竖直中心距为切深的一半，以保证对表面残高的有效降低；所述的圆弧之间的水平中心距为行距的一半，保证表面残高成倍的降低，所述的圆弧之间的水平中心距的最大值不超过所述的圆弧的半径，防止降低刀具的本身强度。

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