CN104001979B - 带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀及磨削方法 - Google Patents

Abstract

带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀及磨削方法。汽车覆盖件淬硬钢模具的凸、凹型面加工性质复杂，不但容易带来加工过程中刀具的震动，加剧刀具的磨损，而且会出现刀具与被加工曲面干涉的现象。本发明的组成包括：环形铣刀刀柄（1），所述的环形铣刀刀柄采用多直孔内冷棒料，所述的环形铣刀刀柄将导屑槽（4）、侧刃（3）和带有锥角的锥形切削结构（5）、带有不等齿间角的4刃平底切削结构（6）、圆角切削刃（7）通过冷却液通道（2）相连通，有利于排屑，阻抗积屑瘤。本发明用于铣削淬硬钢模具。

Description

带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀及磨削方法

技术领域：

本发明涉及一种带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，及该环形铣刀的磨削方法。

背景技术：

随着现代加工技术以及工件材料的发展，淬硬钢广泛应用于大型模具加工，并对其加工效率和加工精度提出了更高的要求。如汽车覆盖件采用淬硬模具钢加工，然而，淬硬模具钢的型面加工性质复杂，如对凸形曲面加工时，易出现加工震动的现象，对大曲率凹曲面加工时，易出现铣刀与工件干涉的现象，加剧刀具磨损，影响铣削精度，降低刀具的使用寿命及工件的表面完整性。另一方面，铣刀磨削精度已经被广泛关注，铣刀的精度不但影响加工效率，对刀具寿命以及工件表面完整性至关重要，切削性能优良的铣刀需要磨削精度加以保证，因此有效的铣刀磨削方法应得到应用和推广。

目前，针对淬硬钢类工件材料的凸、凹曲面加工应用领域中刀具震动现象及刀具与被加工表面干涉的技术难点，有必要开发一种刚度强具有减震效果、避免刀具与被加工曲面干涉现象的切削刀具。通过刃口刃型的综合设计，解决淬硬钢材料加工中刀具震动以及刀具与被加工曲面干涉的技术难题，同时提供铣刀的磨削方案，保证刀具的切削性能，降低刀具磨损，提高加工效率，在实际生产中有广泛的使用价值，对其他刀具的设计生产有指导意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀及磨削方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，其组成包括：环形铣刀刀柄，所述的环形铣刀刀柄采用多直孔内冷棒料，所述的环形铣刀刀柄将导屑槽、侧刃和带有锥角的锥形切削结构、带有不等齿间角的4刃平底切削结构、圆角切削刃通过冷却液通道相连通，有利于排屑，阻抗积屑瘤。

所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的导屑槽采用等弧直立槽结构，芯厚加大，刚度加强，在对淬硬钢凸曲面进行半精加工的情况下，减少切屑在高速铣削运动中的阻力，排屑不粘刀，切削效率高，实现环保加工。

所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的锥形切削结构带有锥度角，避免环形铣刀对大曲率凹曲面淬硬钢加工时，与工件表面干涉现象的发生，同时，根据工件的曲率半径要求，调整铣刀锥角，实现生产系列化。

所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的平底切削结构采用不等齿间角的4刃结构，避免环形铣刀加工淬硬钢凸形曲面所带来刀具与工件之间的震动现象，提高刀具使用寿命，完善工件表面质量。

一种利用所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀的磨削方法，所述的导屑槽的制备方法为选择平砂轮以棒料端部中心为起始点，确定初始点坐标，通过槽型弧度计算出终点坐标，确定磨削长度和磨削角，保证起始位置与终止位置光滑过渡，完成四个等弧度直立槽磨削，最后退出磨制过程。

所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀的磨削方法，所述的锥形切削结构磨削时，首先根据所需平底切削刃位置及径向切深，定位砂轮磨削起始点，调整砂轮磨削角度使得砂轮磨削面沿着与刀具棒料轴线成一定锥度方向进给磨削，同时刀具绕其轴线自转，完成铣刀锥度磨削，返回机床原点。

有益效果：

1.本发明中导屑槽采用等弧直立槽结构，刚度加强，导屑顺畅，等弧过渡能减轻切屑流出的阻力，降低切削热。

本发明中锥形切削结构的切削刃锥度根据被加工凹曲面的曲率设计，避免刀具与被加工件干涉的现象。

本发明中圆角切削结构采用不同齿间距的圆角切削刃参与凸曲面铣削，使得切屑排出的相位角不同，具有减轻颤振作用。

本发明中的导屑槽的磨削方法，保证了磨削的起始位置和终止位置沿渐开线圆弧过渡，降低切屑流出阻力，保证四个等弧直立槽光顺的导屑性能。

本发明中的锥形切削结构的切削刃轴向长度及锥度的磨削方案，根据被加工凹曲面的曲率实施，实现需求、设计、生产相结合的规格化生产。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的外观图。

附图3是附图2的左视图。

附图4是本发明锥形切削结构的示意图。

附图5是附图4的左视图。

附图6是本发明平底切削结构的示意图。

附图7是本发明平底切削刃不等齿分布图。

附图8是本发明锥形切削结构尺寸示意图。

附图9是本发明锥形切削结构的锥角为45度时的尺寸示意图。

附图10是本发明锥形切削结构的锥角为30度时的尺寸示意图。

附图11是本发明的平底切削刃对等齿间角分布图。

附图12是本发明的平底切削刃不等齿间角分布图。

附图13是本发明的第一种环形铣刀刀柄的示意图。

附图14是本发明的第二种环形铣刀刀柄的示意图。

附图15是本发明的第三种环形铣刀刀柄的示意图。

附图16是本发明的第四种环形铣刀刀柄的示意图。

附图17是本发明的第五种环形铣刀刀柄的示意图。

附图18是本发明的第六种环形铣刀刀柄的示意图。

附图19是本发明采用等弧直立槽结构的导屑槽磨削示意图。

附图20是本发明锥形切削结构的磨削示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，其组成包括：环形铣刀刀柄1，所述的环形铣刀刀柄内部带有冷却液通道2，所述的冷却液通道通过侧刃3和导屑槽4，与锥形切削结构5、平底切削结构6、圆角切削刃7相通，所述的侧刃与所述的锥形切削结构和所述的平底切削结构、所述的圆角切削刃通过所述的导屑槽相连接，所述的导屑槽采用等弧直立槽结构。

实施例2：

根据实施例1所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的刀柄是采用硬质合金材料的圆柱型刀柄，所述的圆柱型刀柄直径为20mm。根据环形铣刀刀柄直径D和环形铣刀刀头切削直径d的关系：当D=d时，采用图12、13的结构，当D>d时采用图14、15、16的结构，当D<d时采用图17的结构。

实施例3：

根据实施例1所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的锥形切削结构带有锥角并具体包括锥形切削结构前刀面8、锥形切削结构切削刃9、锥形切削结构的后刀面10。

实施例4：

根据实施例3所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的锥形切削结构的锥角已知（如30°、45°），刀柄直径（d2）、底部切削直径（d1）已知，所述的锥形切削结构的锥角及切削刃的轴向长度根据加工大曲率凹面的曲率及深度条件而定，避免加工干涉现象。

实施例5：

根据实施例4所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的锥形切削结构通过所述的圆角切削刃与所述的平底切削结构连接，所述的圆角切削刃的半径小于被加工曲面的最小曲率半径，避免“欠刀”现象，保证完整的加工表面。

实施例6：

根据实施例5所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的平底切削结构包括第一切削结构11、第二切削结构15、第三切削结构19、第四切削结构23，所述的第一切削结构包括第一切削前刀面12、第一切削刃13、第一切削后刀面14，所述的第一切削刃经过铣削中心；所述的第二切削结构包括第二切削前刀面16、第二切削刃17、第二切削后刀面18；所述的第三切削结构包括第三切削前刀面20、第三切削刃21、第三切削后刀面22，所述的第三切削刃经过铣削中心；所述的第四切削结构包括第四切削前刀面24、第四切削刃25、第四切削后刀面26。

实施例7：

根据实施例1或5或6所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的锥形切削刃、圆角切削刃与平底切削刃采用不等距的4刃结构，所述的不等距的4刃结构为4个刃口之间距离不等的切削刃，避免了高速加工淬硬钢模具时由于硬度较大而引起的刀具震动，提高刀具的使用寿命，改善工件表面完整性。

实施例8：

根据实施例7所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，所述的平底切削部分第一切削刃的齿间角为83°、所述的第二切削结构的齿间角为97°、所述的第三切削结构的齿间角为83°、所述的第四切削结构的齿间角为97°。

所述平底切削结构具有4个切削结构不等齿的结构，齿间角可以设计成对等齿间角和不等齿间角δ、α、ξ、θ为齿间角度，这种不等齿间角的结构避免加工硬度较大的材料时震动现象的发生，完善工件表面完整性。

实施例9：

一种带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀的磨削方法，所述的环形铣刀的磨削方法为通过调整机床坐标系统（XmYmZm）、砂轮坐标系统（XwYwZw）之间的关系，确定砂轮坐标系统在机床坐标系统的位置，选择砂轮类型，按照磨削轨迹加工环形铣刀，退出磨削过程，最后将制备的刀具通过刀具检测中心检验，验证所采用的磨削方法保证刀具结构精度。

实施例10：

根据实施例9所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀的磨削方法，所述的环形铣刀的导屑槽磨削方法为选择平砂轮以棒料端部中心为起始点，确定初始点坐标，通过槽型弧度计算出终点坐标，确定磨削长度和磨削角，砂轮中心由0w1移动到0w2，保证起始位置与终止位置光滑过渡，完成四个等弧度直立槽磨削，最后退出磨制过程。

实施例11：

根据实施例9所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀的磨削方法，所述的环形铣刀的锥形切削结构磨削时，首先根据所需平底切削刃位置及径向切深，定位砂轮磨削起始点，调整砂轮磨削角度使得砂轮磨削面沿与刀具棒料轴线成一定锥度方向进给磨削，同时刀具绕其轴线自转，完成铣刀锥度磨削，返回机床原点。

Claims (2)

1.一种带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀的磨削方法，其特征是：导屑槽的制备方法为选择平砂轮以棒料端部中心为起始点，确定初始点坐标，通过槽型弧度计算出终点坐标，确定磨削长度和磨削角，保证起始位置与终止位置光滑过渡，完成四个等弧直立槽磨削，最后退出磨制过程；

上述磨削方法制得的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀，其组成包括：环形铣刀刀柄，所述的环形铣刀刀柄采用多直孔内冷棒料，所述的环形铣刀刀柄将导屑槽、侧刃和带有锥角的锥形切削结构、带有不等齿间角的4 刃平底切削结构、圆角切削刃通过冷却液通道相连通，有利于排屑，阻抗积屑瘤；

所述的导屑槽采用等弧直立槽结构，芯厚加大，刚度加强，在对淬硬钢凸曲面进行半精加工的情况下，减少切屑在高速铣削运动中的阻力，排屑不粘刀，切削效率高，实现环保加工；

所述的锥形切削结构带有锥度角，避免环形铣刀对大曲率凹曲面淬硬钢加工时，与工件表面干涉现象的发生，同时，根据工件的曲率半径要求，调整铣刀锥角，实现生产系列化；

所述的平底切削结构采用不等齿间角的4 刃结构，避免环形铣刀加工淬硬钢凸形曲面所带来刀具与工件之间的震动现象，提高刀具使用寿命，完善工件表面质量。

2.根据权利要求1 所述的带有锥角结构的等弧直立槽环形铣刀的磨削方法，其特征是：所述的锥形切削结构磨削时，首先根据所需平底切削刃位置及径向切深，定位砂轮磨削起始点，调整砂轮磨削角度使得砂轮磨削面沿着与刀具棒料轴线成锥度方向进给磨削，同时刀具绕其轴线自转，完成铣刀锥度磨削，返回机床原点。