CN104107938A - 一种新型消失模切削加工专用刀具 - Google Patents

一种新型消失模切削加工专用刀具 Download PDF

Info

Publication number
CN104107938A
CN104107938A CN201410206234.1A CN201410206234A CN104107938A CN 104107938 A CN104107938 A CN 104107938A CN 201410206234 A CN201410206234 A CN 201410206234A CN 104107938 A CN104107938 A CN 104107938A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cutter head
knife
tool
handle
dedicated tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410206234.1A
Other languages
English (en)
Inventor
单忠德
刘丰
李艳征
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Original Assignee
Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology filed Critical Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Priority to CN201410206234.1A priority Critical patent/CN104107938A/zh
Publication of CN104107938A publication Critical patent/CN104107938A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/02—Twist drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B23C5/1009—Ball nose end mills
    • B23C5/1018—Ball nose end mills with permanently fixed cutting inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/16—Cermet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/28—Details of hard metal, i.e. cemented carbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2224/00—Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/04—Aluminium oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2228/00—Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23B2228/10—Coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/04—Angles, e.g. cutting angles
    • B23B2251/043—Helix angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/14—Configuration of the cutting part, i.e. the main cutting edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2210/00—Details of milling cutters
    • B23C2210/04—Angles
    • B23C2210/0485—Helix angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2210/00—Details of milling cutters
    • B23C2210/54—Configuration of the cutting part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23C2222/16—Cermet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23C2222/28—Details of hard metal, i.e. cemented carbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2224/00—Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23C2224/04—Aluminium oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2228/00—Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23C2228/10—Coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种新型消失模切削加工专用刀具，其结构包括刀头、刀柄，其特征包括纳米复合陶瓷材料、阶梯轴形状、空心结构、大长径比、多头对称刀刃。该发明能够减少加工中静电的产生，提高刀具的耐磨性及其使用寿命；高速切削时切削力小、振颤弱；深孔加工无干涉；刀具内轴孔出气，能够将切屑及时的、全面的吹出切削区域，特别适用于具有薄壁、深孔型腔的大型、复杂消失模高效加工的场合。

Description

一种新型消失模切削加工专用刀具
技术领域
本发明属于铸造及机械加工技术领域，具体涉及一种新型消失模切削加工的专用刀具。 
背景技术
消失模铸造，不同于传统木模、金属模等材质模样造型的铸造，是一种少无切削余量、精确成形的新工艺，尺寸精度高，可以减轻铸件的重量，减少部件的加工工序，缩短产品的生产周期，节约了金属资源的消耗及部件加工工时，降低部件的制造成本。可实现型砂重复利用率达到95%以上,零件尺寸精度达到CT6～8级。国内大型金属件采用泡沫消失模制造毛坯的方法，常常需要手工切割、粘接，从加工塑料泡沫、手工粘结模型到埋砂消失模铸造，制造周期长，环节多，不易控制制造质量，且成本较高。在这样的背景条件下，出现了消失模切削加工方法，即采用铸型切削加工成形机直接加工消失模得到模样。该方法在解决大型、复杂、薄壁、单件小批量金属件的铸型制造方面，与传统制造方法不同，得到的铸件切削余量小，几乎近净成形，表面质量和精度高，生产成本低。 
消失模切削加工的对象为铸造用消失模，不同于传统的金属切削。切削过程中，高速旋转加工的刀具直接与消失模颗粒产生碰撞，无切削液润滑，以及刀具受颗粒摩擦作用，静电现象严重，不易排屑。消失模材质较软，切削中需要刀具刃口锋利且要高速铣削，要求消失模切削加工专用刀具有锋利的刀刃和较高抗振颤性能。加工型腔复杂且有深孔的消失模，需长径比较大的刀杆，以保证刀具的正常加工，不产生干涉现象。考虑上述的原因，开发了适合消失模切削加工的新型专用刀具。 
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的静电严重、排屑困难、刀杆较短、高速加工中振动严重等不足之处，提供了一种用于消失模切削加工的新型专用刀具，旨在为大型、复杂、薄壁、单件小批量金属件的铸件消失模铸型的切削加工提供一种专用刀具。 
本发明通过下述技术方案实现： 
一种新型消失模切削加工专用刀具，为整体式立式结构，包括刀头、刀柄两部分；所述到刀头和刀柄，其材质为整体Al2O3基或Si3N4基纳米复合陶瓷材料，或者刀头表面采用Al2O3基或Si3N4基纳米复合陶瓷涂层材料，刀头基体和刀柄材料为整体式高速钢或者硬质合金材料，这样即可减少切削消失模时静电的产生，又增加了刀头表面的硬度，使刀具的耐磨性及其寿命显著提高。
所述刀头和刀柄，为阶梯杆结构，刀头与刀柄呈阶梯轴状，刀柄直径略大于刀头直径，为刀头直径的0.5～1.5倍，形成系列化产品，这样有利于提高刀具的抗振颤性能，特别是能有效降低刀具高速状态下的摆动；刀柄的夹持部分配合ER系列的弹簧夹头，统一为φ10～φ25mm。 
所述刀头和刀柄，内部为空心结构，包括轴向通孔和盲孔两种结构，轴向孔径为均刀头直径的0.2～0.5倍，轴向盲孔的空心结构，在刀头部还有若干个径向孔与盲孔相连，径向孔为刀头直径的0.1～0.3倍，加工消失模时，压缩空气流经通孔，可有效吹走加工区附件的切屑，即可提高工件表面的加工质量，又可减少切屑粘附刀具表面，特别是深孔加工时，排屑效果显著。 
所述刀头和刀柄，为细长轴大长径比结构，刀头与刀柄全长为刀头直径的10～20倍，刀头长度为刀头与刀柄全长的0.5～0.8倍，形成系列化，加工型腔复杂且有深孔的消失模时，不会产生干涉现象，满足不同的深腔加工。 
所述刀头，具有多个圆周对称分布的锋利刀刃，刀刃2～8个，刀刃锋利，楔角小，为30o～60 o，刀尖圆弧半径2～6mm刀刃形状为螺旋刃或者直刃形状，螺旋刀刃的螺旋角30 o～60 o，刀刃长度占刀头长度的60～90%，高速切削消失模时，刀具异常锋利轻便，切削力很小，特别适于复杂薄壁加工；刀头又分为平头和球头两种，分别用于粗加工及精加工。 
本发明具有下述技术效果： 
1) 该刀具专用于消失模的切削加工，并采用刀头-刀柄为整体陶瓷材料，或者采用刀头表面为陶瓷涂层材料，减少静电产生的同时，又解决了切削加工的刀具磨损问题，提高了刀具的寿命。
2) 该刀具结构采用空心阶梯杆大长径比结构，排屑效果好，抗振颤性能高，加工过程中无干涉，适于复杂型腔深孔加工。 
3) 该刀具刀头有平头和球头两种，刀刃多，对称分布，楔角小，螺旋刃式刀头螺旋角大，可满足粗加工及精加工，适于加工复杂薄壁消失模。 
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明： 
图1为本发明新型消失模切削加工专用刀具的主视图和刀头截面图
附图标记：
1—专用刀具刀柄 
2—专用刀具刀头
3—专用刀具刀刃
4—专用刀具刀尖。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行阐述。 
以3头螺旋刃头平头刀具为例，图1为本新型消失模切削加工专用刀具的主视图和刀头截面图。新型消失模切削加工专用刀具其特征在于，该刀具结构由刀柄1和刀头2组成，刀头2又包括刀刃3和刀尖4。 
专用刀具的刀头2表面采用Al2O3基纳米复合陶瓷涂层材料，刀头2基体和刀柄1材料采用整体式钨钴类硬质合金材料。 
专用刀具刀杆为阶梯轴结构，在本实施例中，如图1所示，刀柄1直径为d1，刀头2直径为d2，刀柄直径为刀头直径的1.25倍，考虑到刀柄夹持的精度及加工中的稳定性问题，刀柄1夹持部分配合ER系列的弹簧夹头，直径为d1，长度为60mm，保证在同一套刀具中刀柄长度、直径是一致的。 
专用刀具内部为通孔空心结构，刀头2与刀柄1内部有轴向通孔，在本实施例中，孔径为刀头直径的0.4倍，即为d3；专用刀具长径比为1：10，刀具全长L1，刀头长为L2，刀头长度为刀头与刀柄全长的0.6倍。 
在本实施例中，专用刀具的刀头具有4个圆周对称分布的螺旋刀刃3，刀刃楔角θ为40°，刀尖4圆弧半径r1为2mm，楔角螺旋角β为40°，刀刃长度为L3，刀刃长度占刀头长度的刀89％，占刀具全才的53％。 
尽管参考实施例对所公开的涉及一种消失模切削加工的专用刀具进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性而不是限制性的。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，进行其他实施例，均应属于本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种新型消失模切削加工专用刀具，其特征在于，包括以下方面：
a）该专用刀具为整体式立式结构，包括刀头、刀柄两部分，刀头和刀柄为整体陶瓷材料或者刀头表面是陶瓷涂层材料；
b）该专用刀具的刀头与刀柄为阶梯轴形状； 
c）该专用刀具为大长径比细长轴刀杆；
d）该专用刀具具有多头对称刀刃。
2.根据权利要求1所述的新型消失模切削加工专用刀具，其特征在于，所述的刀头和刀柄为整体式立式结构，其材质为整体陶瓷材料，或者刀头表面采用陶瓷涂层材料。
3.根据权利要求1所述的新型消失模切削加工专用刀具，其特征在于，所述的阶梯轴形状，刀头与刀柄结构呈阶梯状，刀柄直径为刀头直径的0.5～1.5倍；刀柄的夹持部分配合ER系列的弹簧夹头。
4.根据权利要求1所述的新型消失模切削加工专用刀具，其特征在于，轴向空心结构，所述空心结构包括两种，一种是刀头与刀柄内部有轴向为通孔，其孔径为刀头直径的0.2～0.5倍；另一种是刀头与刀柄内部有轴向盲孔，其孔径为刀头直径的0.2～0.5倍，并且刀头部有多个径向孔与盲孔相连，径向孔为刀头直径的0.1～0.3倍。
5.根据权利要求1所述的新型消失模切削加工专用刀具，其特征在于，所述的大长径比，专用刀具全长为刀头直径的10～20倍，刀头长度为专用刀具全长的0.5～0.8倍。
6.根据权利要求1所述的新型消失模切削加工专用刀具，其特征在于，所述多头对称刀刃，刀刃2～8头呈圆周对称分布，刀尖处刀头为平头或者球头，刀刃形状为螺旋刃或者直刃形状。
CN201410206234.1A 2014-05-16 2014-05-16 一种新型消失模切削加工专用刀具 Pending CN104107938A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410206234.1A CN104107938A (zh) 2014-05-16 2014-05-16 一种新型消失模切削加工专用刀具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410206234.1A CN104107938A (zh) 2014-05-16 2014-05-16 一种新型消失模切削加工专用刀具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104107938A true CN104107938A (zh) 2014-10-22

Family

ID=51705032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410206234.1A Pending CN104107938A (zh) 2014-05-16 2014-05-16 一种新型消失模切削加工专用刀具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104107938A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104858470A (zh) * 2015-05-27 2015-08-26 上海皮尔博格有色零部件有限公司 深孔机加工用工具及其加工方法
CN106077527A (zh) * 2016-05-11 2016-11-09 宁夏共享模具有限公司 一种消失模铸造平面加工专用刀具
CN109482950A (zh) * 2018-11-13 2019-03-19 北京星航机电装备有限公司 一种内翼类结构高精度深孔加工刀具及加工方法
CN109760455A (zh) * 2019-01-28 2019-05-17 珠海市富林科技有限公司 嵌套式刀具、生产方法及设备
CN115351333A (zh) * 2022-05-24 2022-11-18 中国第一汽车股份有限公司 一种缸体油道镶块的数控加工方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101352766A (zh) * 2007-07-26 2009-01-28 斯奈克玛 一种高速钻削复合材料的陶瓷钻头
CN201702397U (zh) * 2010-04-20 2011-01-12 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种铸型数控切削加工专用刀具
CN101959634A (zh) * 2008-02-29 2011-01-26 Osg株式会社 切屑吸收钻头
CN201931141U (zh) * 2011-02-15 2011-08-17 十堰市龙岗铸造有限公司 实型铸造泡沫件面加工用铣刀
CN202079312U (zh) * 2011-04-27 2011-12-21 江苏飞达钻头股份有限公司 变化螺旋角的麻花钻
CN202106077U (zh) * 2011-06-10 2012-01-11 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种机夹刀片内冷式r铣刀
CN102873354A (zh) * 2012-10-16 2013-01-16 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种数字化成形机专用刀具

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101352766A (zh) * 2007-07-26 2009-01-28 斯奈克玛 一种高速钻削复合材料的陶瓷钻头
CN101959634A (zh) * 2008-02-29 2011-01-26 Osg株式会社 切屑吸收钻头
CN201702397U (zh) * 2010-04-20 2011-01-12 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种铸型数控切削加工专用刀具
CN201931141U (zh) * 2011-02-15 2011-08-17 十堰市龙岗铸造有限公司 实型铸造泡沫件面加工用铣刀
CN202079312U (zh) * 2011-04-27 2011-12-21 江苏飞达钻头股份有限公司 变化螺旋角的麻花钻
CN202106077U (zh) * 2011-06-10 2012-01-11 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种机夹刀片内冷式r铣刀
CN102873354A (zh) * 2012-10-16 2013-01-16 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种数字化成形机专用刀具

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104858470A (zh) * 2015-05-27 2015-08-26 上海皮尔博格有色零部件有限公司 深孔机加工用工具及其加工方法
CN106077527A (zh) * 2016-05-11 2016-11-09 宁夏共享模具有限公司 一种消失模铸造平面加工专用刀具
CN109482950A (zh) * 2018-11-13 2019-03-19 北京星航机电装备有限公司 一种内翼类结构高精度深孔加工刀具及加工方法
CN109760455A (zh) * 2019-01-28 2019-05-17 珠海市富林科技有限公司 嵌套式刀具、生产方法及设备
CN115351333A (zh) * 2022-05-24 2022-11-18 中国第一汽车股份有限公司 一种缸体油道镶块的数控加工方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102303221B (zh) 一种大方孔凹模的加工方法
CN104107938A (zh) 一种新型消失模切削加工专用刀具
CN102179481B (zh) 一种可更换刀头的铸型加工专用刀具
CN201702397U (zh) 一种铸型数控切削加工专用刀具
CN201823993U (zh) 高速切削加工刀具
CN202411558U (zh) 粗精一体加工的金刚石铰刀
Wang et al. Effects of geometric structure of twist drill bits and cutting condition on tool life in drilling 42CrMo ultrahigh-strength steel
CN102310220A (zh) 铣床对小槽粗加工工艺
CN103056630B (zh) 一种模具组装工艺
CN205496643U (zh) Pcd螺旋钻头
CN205551499U (zh) 圆弧孔内去毛刺专用成型刀
CN104338976A (zh) 耐用型钻头
CN207952663U (zh) 一种机夹刀片式内孔车刀
CN103591194A (zh) 制动主缸的壳体制造
CN102974895A (zh) 一种用于纺织机长套筒深孔加工的减振刀杆
CN208680674U (zh) 一种可换头式铰刀
CN208495879U (zh) 一种专用于塑料瓶模具上的台阶钻
CN205996223U (zh) 一种减振浮动镗刀
CN203380410U (zh) 立式盘铣刀
CN204818292U (zh) 一种新型深孔铰刀
CN207563803U (zh) 一种用于大进给铣削的可转位刀片
CN207508305U (zh) 一种孔加工用复合刀具
CN111633225A (zh) 一种大孔径比的偏心镗刀
CN205764064U (zh) 一种用于深孔加工台阶孔锥度圆弧过渡的镗刀体
CN205128956U (zh) 深孔专用镗刀

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141022