CN104439472B - 一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法 - Google Patents

一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104439472B
CN104439472B CN201410846249.4A CN201410846249A CN104439472B CN 104439472 B CN104439472 B CN 104439472B CN 201410846249 A CN201410846249 A CN 201410846249A CN 104439472 B CN104439472 B CN 104439472B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
breaker
milling cutter
line
molded line
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.)
Active
Application number
CN201410846249.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104439472A (zh
Inventor
周伶俐
刘文泽
胡剑华
冷进明
冯斌
贠庆芳
罗刚
彭英杰
刘学云
古翔
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.)
DEC Dongfang Turbine Co Ltd
Original Assignee
DEC Dongfang Turbine Co Ltd
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 DEC Dongfang Turbine Co Ltd filed Critical DEC Dongfang Turbine Co Ltd
Priority to CN201410846249.4A priority Critical patent/CN104439472B/zh
Publication of CN104439472A publication Critical patent/CN104439472A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104439472B publication Critical patent/CN104439472B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B23C5/12—Cutters specially designed for producing particular profiles
    • B23C5/14—Cutters specially designed for producing particular profiles essentially comprising curves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/28—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
    • B23P15/34—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools milling cutters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
    • B23C2200/04—Overall shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
    • B23C2200/32—Chip breaking or chip evacuation

Landscapes

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

Abstract

本发明公开一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法，该铣刀的刃口型线是圣诞树形，具有3或4齿，铣刀的前角为10°、螺旋角为3～10°，在铣刀每一齿刃背上均有一条与刃口型线轨迹一致的断屑槽，这些断屑槽型线呈波纹状，各齿的断屑槽按铣刀螺旋方向次第交错波长/齿数；所述断屑槽型线满足如下关系：R＞r；且R=X2/（8 Z）+Z/2‑r，式中：X‑波长，Z‑波深，R‑上半波圆弧半径；r‑下半波圆弧半径。断屑槽的加工方法是用autocad绘图工具软件绘制出铣刀断屑槽型线，将其导入数控机床控制系统的num软件，自动生成断屑槽的加工程序，由机床自动加工出铣刀断屑槽。

Description

一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法
技术领域
本发明涉及金属切削刀具的加工技术，具体是一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法。
背景技术
汽轮机转子动叶片装配轮盘上的圣诞树（即枞树）形轮槽，其型线异常复杂，且对加工精度的要求很高，技术难点多，难度大。为了实现加工作业的高转速、大切深、快走刀，所采用的切削刀具为三维复杂槽型的波形刃轮槽半精铣刀。该复杂槽型铣刀的前角为10°、螺旋角为3～10°，在铣刀每一齿刃背上均有一条与刃口型线轨迹一致的断屑槽，这些断屑槽呈波纹状，且各齿的断屑槽按铣刀螺旋方向次第交错波长/齿数。由于有了断屑槽，在切削作业中，切屑立即断掉，刃口各点具有较平稳的切削条件、抑制颤振能力良好，从而具有加工效率高、减振性能好、耐用度高、使用寿命长等特点，在汽轮机转子加工行业得到了广泛使用，需求量巨大。
起断屑作用的是断屑槽的上半波，与下半波毫无关系，铣刀实际使用经验表明，若断屑槽波纹型线的波纹密（即波长短）、上半波平缓（即半径大），则抑制颤振能力强，切削平稳，断屑效果好，刃口磨损小。波纹密度与上半波平缓度是一对矛盾，不好兼顾。以往的断屑槽型线是正弦波，上、下半波半径相同，未能解决这一矛盾，使得铣刀的上述优点尚未充分发挥，有待进一步改进。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法，可使铣刀的优点发挥得更为充分，其技术解决方案是：
一种复杂槽型铣刀，该铣刀的刃口型线是圣诞树形，具有3或4齿，铣刀的前角为10°、螺旋角为3～10°，在铣刀每一齿刃背上均有一条与刃口型线轨迹一致的断屑槽，这些断屑槽型线呈波纹状，各齿的断屑槽按铣刀螺旋方向次第交错波长/齿数；其特征在于，所述断屑槽型线满足如下关系：
R＞r；且R = X2/（8 Z）+ Z/2- r
式中参数定义：
X-波长，相邻两波峰或波谷的距离；
Z-波深，上半波幅值与下半波幅值之和；
R-上半波圆弧半径；
r-下半波圆弧半径。
所述铣刀断屑槽的加工方法，用autocad绘图工具软件绘制出铣刀断屑槽型线，将其导入数控机床控制系统的num软件，自动生成断屑槽的加工程序，由机床自动加工出铣刀断屑槽，其特征在于，所述绘制出铣刀断屑槽型线的具体步骤是：
⑴、画出断屑槽理论型线；
⑵、按波长/3等分理论型线，画出等分节点；
⑶、将所有等分节点逐一连接成一条多线段；
⑷、在多线段下方再偏移出一条多线段，偏移距H=（R-sqrt（R2-（X/2）2））/2；
⑸、在两条多线段之间画圆弧，圆弧的顶点落在上方多线段的一个节点上，圆弧跨度为2个线段，圆弧的左、右端点落在下方多线段上；相邻圆弧间隔1个线段，这些圆弧就是断屑槽型线的上半波；
⑹、画圆弧左、右端点与其中心的连线，在连线上的圆弧端点处画垂线，对相邻圆弧间的两条垂线以给定半径r执行“倒圆角”命令，画出断屑槽型线的下半波；这样，就得到第一条断屑槽型线；
⑺、将理论型线截去波长/齿数，重复步骤⑵至⑹，即得到第二条断屑槽型线；
⑻、将理论型线截去2倍波长/齿数，重复步骤⑵至⑹，即得到第三条断屑槽型线；依次类推，若铣刀是4齿，则将理论型线截去3倍波长/齿数，重复步骤⑵至⑹ ，即得到第四条断屑槽型线。
本发明的有益效果：
通过放大断屑槽型线上半波的圆弧半径，缩小下半波的圆弧半径，在保持波纹密度不变的情况下，使断屑槽上半波变得平缓，抑制颤振能力更强，切削更平稳，断屑效果更好，刃口磨损更小。
附图说明
图1是断屑槽理论型线示意图
图2是图1的多线段示意图
图3是等分节点示意图
图4是偏移多线段示意图
图5是波纹型线绘制示意图
图6是第一条波纹型线示意图
图7是第二条波纹型线示意图
图8是第三条波纹型线示意图
图9是三条波纹型线拟合示意图
图10是刀具刃口加工型线示意图
图11是断屑槽特征参数示意图。
具体实施方式
本铣刀专门用于加工汽轮机转子动叶片装配轮盘上的圣诞树（即枞树）形轮槽，该铣刀的刃口型线是圣诞树形，具有3或4齿，铣刀的前角为10°、螺旋角为3～10°，在铣刀每一齿刃背上均有一条与刃口型线轨迹一致的断屑槽，这些断屑槽型线呈波纹状，各齿的断屑槽按铣刀螺旋方向次第交错波长/齿数；参见图11，所述断屑槽型线满足如下关系：
R＞r；且R = X2/（8 Z）+ Z/2- r
式中参数定义：
X-波长，相邻两波峰或波谷的距离；
Z-波深，上半波幅值与下半波幅值之和；
R -上半波圆弧半径；
r -下半波圆弧半径。
上述铣刀断屑槽的加工方法，用autocad绘图工具软件绘制出铣刀断屑槽型线，将其导入数控机床控制系统的num软件，自动生成断屑槽的加工程序，由机床自动加工出铣刀断屑槽。
所述绘制出铣刀断屑槽型线的具体步骤是：
A、先根据图纸画出刀具理论线，再将刀具理论线用autocad命令“编辑多线段”连成一整条线，得到理论型线，见图1。
B、对理论型线进行定距等分，无论是3个齿还是4个齿，定距等分的距离均是波长/3，画出等分节点，见图2。
C、在autocad中用“多线段命令”将所有节点连接成一条多线段，见图3（仅截取整个型线很小的一部分放大示出）。
D、在多线段L下方再偏移一条多线段L1，偏移距H=（R-sqrt（R2-（X/2）2））/2；见图4。
E、在两条多线段L、L1之间画圆弧，圆弧的顶点落在上方多线段L的一个节点上，圆弧跨度为2个线段，圆弧的左、右端点落在下方多线段L1上；相邻圆弧间隔1个线段，这些圆弧就是断屑槽型线的上半波；具体方法是：利用三点画圆弧命令对第一条多线段L、第二条多线段L1上的各点画圆弧（即圆弧123、圆弧456、圆弧789……….），然后标出圆弧123、圆弧456、圆弧789……….的圆心（o1、o2、o3………），连接圆心到各点的连线（即o13、o24、o26、o37、o39…..），然后画o13、o24……..的垂线ab、cd……，并将ab、cd……移动到点3、点4处（a与点3重合，c与点4重合），然后对ab、cd…..执行“倒圆角”命令（设定半径例如R=0.5mm，可根据需要设定）得到下半圆弧ac…..。重复此步骤，直到第一条波线画完，见图5。
图6示出了所画出的第一条给定参数的波线L3。
F、将理论型线截去波长/3（齿数=3，1.5/3=0.5）或波长/4（齿数=4，1.5/4=0.375），本例以3个齿为例即将理论截去波长/3（即1.5/3=0.5），再将此型线按波长/3定距等分，重复B、C、D、E得到第二条波线L4，见图7。
G、将理论截去（波长/3）×2（即齿数=3，（1.5/3）×2=1）或（波长/4）×2（齿数=4，（1.5/4）×2=0.75），本例以3个齿为例即将理论截去（波长/3）×2（即（1.5/3）×2=1），再将此型线按波长/3定距等分，重复B、C、D、E得到第三条波线L5，见图8。
H、将第一、二、三条波线拟合在一起就是复杂型线铣刀需要的3条波线，见图9。
I、将每一条波线与理论型线都复制到坐标圆点（0，0），将画好的波线与理论型线对比，加工不到的地方用理论型线代替，得到刀具刃口加工型线，见图10，然后将此型线打散，导入机床控制系统的num软件，即可进行刀具断屑槽加工程序编辑。

Claims (2)

1. 一种复杂槽型铣刀，该铣刀的刃口型线是圣诞树形，具有3或4齿，铣刀的前角为10°、螺旋角为3～10°，在铣刀每一齿刃背上均有一条与刃口型线轨迹一致的断屑槽，这些断屑槽型线呈波纹状，各齿的断屑槽按铣刀螺旋方向次第交错波长/齿数；其特征在于，所述断屑槽型线满足如下关系：
R＞r；且R = X2/（8 Z）+ Z/2- r
式中参数定义：
X-波长，相邻两波峰或波谷的距离；
Z-波深，上半波幅值与下半波幅值之和；
R -上半波圆弧半径；
r -下半波圆弧半径。
2.权利要求1所述铣刀断屑槽的加工方法，用autocad绘图工具软件绘制出铣刀断屑槽型线，将其导入数控机床控制系统的num软件，自动生成断屑槽的加工程序，由数控机床自动加工出铣刀断屑槽，其特征在于，所述绘制出铣刀断屑槽型线的具体步骤是：
⑴、画出断屑槽理论型线；
⑵、按波长/3等分理论型线，画出等分节点；
⑶、将所有等分节点逐一连接成一条多线段；
⑷、在多线段下方再偏移出一条多线段，偏移距H=（R-sqrt（R2-（X/2）2））/2；
⑸、在两条多线段之间画圆弧，圆弧的顶点落在上方多线段的一个节点上，圆弧跨度为2个线段，圆弧的左、右端点落在下方多线段上；相邻圆弧间隔1个线段，这些圆弧就是断屑槽型线的上半波；
⑹、画圆弧左、右端点与其中心的连线，在连线上的圆弧端点画垂线，对相邻圆弧间的两条垂线以给定半径r执行“倒圆角”命令，画出断屑槽型线的下半波；这样，就得到第一条断屑槽型线；
⑺、将理论型线截去波长/齿数，重复步骤⑵至⑹，即得到第二条断屑槽型线；
⑻、将理论型线截去2倍波长/齿数，重复步骤⑵至⑹，即得到第三条断屑槽型线；依次类推，若铣刀是4齿，则将理论型线截去3倍波长/齿数，重复步骤⑵至⑹，即得到第四条断屑槽型线。
CN201410846249.4A 2014-12-31 2014-12-31 一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法 Active CN104439472B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410846249.4A CN104439472B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410846249.4A CN104439472B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104439472A CN104439472A (zh) 2015-03-25
CN104439472B true CN104439472B (zh) 2016-10-05

Family

ID=52886657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410846249.4A Active CN104439472B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104439472B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111546138B (zh) * 2020-05-13 2021-11-09 昆山朝业精密刀具有限公司 一种改刀方法
CN111538288A (zh) * 2020-06-09 2020-08-14 新代科技(苏州)有限公司 多轴驱动断屑控制系统及其控制方法
CN114472996B (zh) * 2022-02-23 2024-02-20 四川工程职业技术学院 一种非标复杂型线铣刀及其断屑槽的加工方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2853244Y (zh) * 2005-12-22 2007-01-03 哈尔滨第一工具有限公司 正前角斜沟轮槽半精铣刀
CN201030451Y (zh) * 2007-05-31 2008-03-05 嘉兴恒锋工具有限公司 汽轮机轮槽波刃成型铣刀
CN201300239Y (zh) * 2008-06-03 2009-09-02 哈尔滨第一工具制造有限公司 波形刃轮槽半精铣刀
CN201455380U (zh) * 2009-07-31 2010-05-12 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 圆弧波形刃轮槽半精铣刀
JP2010240818A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Hitachi Tool Engineering Ltd ニック付きエンドミル
CN202162437U (zh) * 2011-06-14 2012-03-14 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种纵树形成型铣刀

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2853244Y (zh) * 2005-12-22 2007-01-03 哈尔滨第一工具有限公司 正前角斜沟轮槽半精铣刀
CN201030451Y (zh) * 2007-05-31 2008-03-05 嘉兴恒锋工具有限公司 汽轮机轮槽波刃成型铣刀
CN201300239Y (zh) * 2008-06-03 2009-09-02 哈尔滨第一工具制造有限公司 波形刃轮槽半精铣刀
JP2010240818A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Hitachi Tool Engineering Ltd ニック付きエンドミル
CN201455380U (zh) * 2009-07-31 2010-05-12 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 圆弧波形刃轮槽半精铣刀
CN202162437U (zh) * 2011-06-14 2012-03-14 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种纵树形成型铣刀

Also Published As

Publication number Publication date
CN104439472A (zh) 2015-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104439472B (zh) 一种复杂槽型铣刀及其断屑槽的加工方法
CN104007697B (zh) 五轴多行侧铣加工刀位规划方法
CN102184276B (zh) 一种切削加工中进给速度的优化方法
CN104625193B (zh) 一种复杂槽型铣刀断屑槽的加工方法
CN202091252U (zh) 用于涡轮分子泵的固定叶片
CN204053052U (zh) 一种三刃成型刀
CN103355374A (zh) 一种面条切割装置
CN2568346Y (zh) 等螺旋角锥形铣刀
CN204818221U (zh) 一种实现无毛刺浅槽铣削的铣刀
CN205324819U (zh) 错齿刀
CN203407420U (zh) 一种面条切割装置
CN103116312B (zh) 一种数控系统进行加工的方法及加工装置
CN204183046U (zh) 带圆角燕尾退刀槽剃齿刀
CN204075338U (zh) 尖角齿形的成型铣刀
CN206952291U (zh) 一种新型错齿台阶成型刀
CN203636043U (zh) 一种可转位的插补铣刀
CN104908500A (zh) 一种钢丝纹理加工装置的雕刻轮
CN201030451Y (zh) 汽轮机轮槽波刃成型铣刀
CN205735379U (zh) 一种基于三刀片结构的高速钢刀片形刀
CN203156883U (zh) 加工木质面板成形槽用倒角面板刀
CN204234851U (zh) 一种波形刃指形粗铣刀
CN212469931U (zh) 一种塑胶加工用硬质合金铣刀
CN203565995U (zh) 多切削刃具
CN108573091A (zh) 一种刀具波形刃设计方法
CN204934700U (zh) 刀具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant