CN105081433A - 开式整体叶盘盘铣开槽专用立装错齿可调切宽刀具 - Google Patents

Abstract

开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具，属于金属切削加工刀具技术领域。以解决现有的开式整体叶盘开槽存在加工效率低，刀具易磨损，排屑差，刀具寿命短，成本高等问题。中心衬套固定在刀体中心，刀体外圆周上均匀加工有12个排屑槽，排屑槽由两个斜面以及一个圆弧构成，一个斜面上加工有刀槽，相邻的两个刀槽采用错齿结构，刀槽内设计有两个定位槽，刀片固定在刀槽内，刀片、调整垫块通过紧固螺钉固定在刀槽内，通过更换调整垫块使刀片单边偏移0.5、1.0或1.5mm，从而实现刀具的可调切宽切削加工。本发明主要用于开式整体叶盘的流道开槽。

Description

开式整体叶盘盘铣开槽专用立装错齿可调切宽刀具

技术领域

本发明涉及一种开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具，属于金属切削加工刀具技术领域。

背景技术

开式整体叶盘的加工一般周期长、效率低，从毛坯到成型的加工过程所去除的材料达到90%左右，叶盘毛坯一般采用钛合金、高温合金等难加工材料，加工难度大。目前，开式整体叶盘流道开粗主要以侧铣和插铣为主，加工效率低，并且加工过程中刀具磨损严重，刀具寿命短，因此降低了生产效率并且增加了生产成本。因盘铣刀（三面刃铣刀）在开槽加工中效率高而得到广泛应用，常用的盘铣刀主要有焊接式和可转位式两种，焊接式三面刃铣刀，刀具磨损后将无法再使用，从而提高了加工成本，不符合粗加工的基本原则。而可转位式不仅提高了刀片的使用率，而且延长了刀盘的使用寿命，因而提高加工效率。针对钛合金开式整体叶盘，对可转位盘铣刀及刀片进行优化设计，从而提高了钛合金开式整体叶盘流道开粗效率，并且提高刀具使用寿命。

发明内容

本发明目的是提供一种新型开式整体叶盘流道开槽刀具，主要应用在钛合金开式整体叶盘流道开槽过程中，改善加工过程中效率低等问题，通过调整刀具，实现在不更换刀具的条件下，加工不同宽度的槽，更换、调整刀片操作方便简单，而且定位精准，从而提高加工质量和效率，有效降低生产成本。本刀具设计了钛合金加工的常用角度，方便操作者的使用。依据开式整体叶盘以及刀具尺寸，并且在开粗加工过程中切削力及振动较大，因此刀片设计成立装形式；刀片设计有五个切削刃，提高刀片使用率，延长刀具使用寿命。从刀具的制备到工件的加工可使成本降低，并且可提高加工效率以及质量。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：它主要包括刀体和12个刀片，所述刀体中心开有通孔，中心衬套设计于中心通孔中，中心衬套内设计有轴向键槽，刀体的外圆周上均与加工有12个排屑槽，12个排屑槽沿轴向贯穿刀体；其特征在于：所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具还包括三个调整垫块，分别是调整垫块一，调整垫块一和调整垫块一；每个排屑槽由两个斜面和一个圆弧面组成，在刀体平面内斜面与径向夹角为30°，每个排泄槽的斜面顶端一侧设计有刀槽，每个刀槽内设计有两个定位槽，相邻的两个刀槽设计成错齿结构。

每个调整垫块设计有螺纹孔，调整垫块通过紧固螺钉和定位槽固定在刀槽内；当刀片位于初始位置时，刀片穿入紧固螺钉通过刀片上的定位螺钉孔以及刀体上的定位槽固定在刀槽内；

当刀片单边偏移0.5mm时，刀片底端与刀槽之间设计有调整垫块一，调整垫块一通过紧固螺钉和定位槽固定在刀槽内，刀片和调整垫块一穿入紧固螺钉通过刀体上的定位槽固定在刀槽内；

当刀片单边偏移1.0mm时，刀片底端与刀槽之间设计有调整垫块二，调整垫块二通过紧固螺钉和定位槽固定在刀槽内，刀片和调整垫块二穿入紧固螺钉通过刀体上的定位槽固定在刀槽内；

当刀片单边偏移1.5mm时，刀片底端与刀槽之间设计有调整垫块三，调整垫块三通过紧固螺钉和定位槽固定在刀槽内，刀片和调整垫块三穿入紧固螺钉通过刀体上的定位槽固定在刀槽内。

刀槽设计由两个斜面和一个圆弧面构成，斜面在刀具垂直面内沿径向的夹角为30°，且两个斜面沿轴向的夹角为3°~5°，倾斜方向与安装刀片方向相同；刀槽设计有两个定位槽，垂直于刀槽底部设计有螺纹孔。

开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具所述刀片的为正五边形，刀片的外接圆直径为20mm，厚度为12mm，刀片的前刀面设计有排屑槽，排屑槽采用斜面与圆弧连接结构，在刀尖至定位螺钉孔间设计有凸棱。

本发明与现有技术相比有意的效果是：

1、由于盘铣刀制备成本比较高，在保证刀体强度的前提下，刀体材料为42CrMo，本发明刀具可实现变切宽切削，设计四个单侧可变参数，即：0mm，1.5mm，1.0mm，1.5mm，不使用调整垫块或更换相应的调整垫块既可以实现，本发明主要针对开式整体叶盘流道开槽，开槽宽度分别为20mm、21mm、22mm、23mm，装配、更换刀具的过程方便，减少调整的时间，垫块制备简单，精度容易保证，使得加工的误差小。

2、本发明采用错齿立装可转位结构，两个切削齿交互切削，提高刀具切削效率，并且能够有效延长道具使用寿命；通过键槽对刀具进行轴向定位，提高定位精度，减小加工过程中刀具旋转时因扭矩过大而损坏刀具。

3、刀槽设计有钛合金加工常用的预装角度，可使用前角0°的刀片直接安装，并可根据不同材料刃磨前角，使得盘铣刀使用更加灵活，降低加工的成本；刀槽内设计有定位槽既能够对刀片及调整垫块进行定位，又具有保护刀尖的作用，避免安装后刀具与刀槽的干涉以及加工过程中刀尖与刀体的摩擦，避免刀片的二次破坏。

4、刀体排屑槽底部设计有圆弧凹槽及斜面，斜面与刀片平面间的夹角约125°，并且斜面与刀具轴向夹角约3°，易于切屑的卷曲、折断、排出，避免加工过程中因排屑不良而导致加工误差，以及减小对刀具的磨损。

5、刀片材料为硬质合金，其具有良好的耐磨性、强度，能够提高刀具使用寿命，刀片设计为可转位五边形刀片，提高了可用切削刃数量，使得切削效率提高，刀片外接圆直径为20mm，厚度为12mm，后角15°；刀片设计有凸棱，可以增加刀尖强度，增大刀片散热面积，提高刀具使用寿命；刀片排屑槽能稳定的断屑、排屑，有效的对切屑进行导向，从而使切屑的排出更稳定和有方向性，减少切屑与前刀面的摩擦；刀片定位螺钉孔，采用内凹式结构，使刀片定位精准，并且有良好的固定效果。

综上，本发明主要用于开式整体叶盘流道开槽加工中，改善了加工过程中存在的问题，而且可以在不更换刀具的前提下，进行刀具切削宽度的调整，提高加工效率20%左右，延长刀具使用寿命30%左右，降低加工成本25%左右。

附图说明

图1为本发明的整体结构装配图主视图，图2是图1的右视图，图3是紧固螺钉、刀片以及调整垫块的分解图，图4是刀槽的局部放大图，图5是刀片的结构图

附图中的涉及的标号如下：1-刀体；2-中心衬套；3-键槽；4-排屑槽；5-紧固螺钉；6-刀片；7-调整垫块一；8-定位槽；9-螺纹孔；10-刀槽；11-凸棱；12-定位螺钉孔；13-刀片排屑槽，14-调整垫块二，15-调整垫块三。

具体实施方式

结合具体附图说明本发明的具体实施方式如下。

具体实施方式一：结合图1-图4说明，本实施方式的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具，本刀具采用可转位错齿立装结构，保证在加工过程中刀具的平稳性，有利于减少加工过程的振动，主要包括刀体1和12个刀片，刀体1材料为42CrMo，增加刀体强度，刀体直径为200mm，所述刀体1中心加工有中心通孔，中心通孔直径为50mm，中心通孔中设计有中心衬套2主要用于将铣刀连接到刀柄上，并且能够增加刀具强度；中心衬套2内设计有轴向键槽3进行轴向定位，提高定位精度，减小加工过程中刀具旋转时因扭矩过大而损坏刀具；

刀体1的外圆周上均与加工有12个排屑槽4，12个排屑槽4沿轴向贯穿刀体1；其特征在于：所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具还包括三个调整垫块，分别是调整垫块一7，调整垫块一14和调整垫块一15。

具体实施方式二：结合图1-图4说明，本实施方式的每个排屑槽4由两个斜面和一个圆弧面组成，在刀体平面内斜面与径向夹角为30°，且两个斜面沿轴向的夹角为3°~5°，倾斜方向与安装刀片方向相同，易于切屑的卷曲、折断、排出，避免加工过程中因排屑不良而导致加工误差，以及减小对刀具的磨损；

每个排泄槽4的斜面顶端一侧设计有刀槽10，每个刀槽10内设计有两个定位槽8，相邻的两个刀槽4设计成错齿结构。

具体实施方式三：结合图1-图4说明，本实施方式的每个调整垫块7设有螺纹孔，调整垫块7通过紧固螺钉5和定位槽8固定在刀槽4内，定位简单准确；

当刀片6位于初始位置时，刀片6穿入紧固螺钉5通过刀片上的定位螺钉孔以及刀体上的定位槽8固定在刀槽4内；

当刀片6偏移0.5mm时，刀片6底端与刀槽4之间设计有调整垫块一7，调整垫块一7通过紧固螺钉5和定位槽8固定在刀槽4内，刀片6和调整垫块一7穿入紧固螺钉5通过刀体上的定位槽8固定在刀槽4内，当刀片6偏移1.0mm、1.5mm时，与上述实施方式相同，只是将调整垫块更换为调整垫块二或调整垫块三，盘铣刀为定尺寸刀具，由于盘铣刀制造成本较高，为了保证刀具强度，根据垫块尺寸，刀具可切槽宽为20mm、21mm、22mm、23mm，使得刀具的在1~3mm的变量范围内可进行微调，降低加工成本，提高生产效率。

具体实施方式四：结合图1-图4说明，本实施方式所述的刀槽4设计有预安装角度：即轴向前角为3°~5°，径向前角为7°~9°，轴向后角为19°~21°径向后角为17°~19°；可用前角0°的刀片直接安装，并可根据不同材料刃磨前角，使得盘铣刀使用更加灵活，降低加工的成本；所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具的安装角度：即轴向前角为3°~5°，径向前角为7°~9°，轴向后角为19°~21°径向后角为17°~19°。

具体实施方式五：结合图1-图4说明，本实施方所述的刀槽4设计有两个定位槽8，定位槽8具有保护刀尖的作用，避免安装后刀具与刀槽的干涉以及加工过程中刀尖与刀体的摩擦，避免刀片的二次破坏，垂直于刀槽4底部设计有螺纹孔9，将刀片与垫块固定在刀体上，定位简单准确。

具体实施方式六：结合图5说明，本实施方式所述刀片6材料为硬质合金，其具有良好的耐磨性、强度，能够提高刀具使用寿命，刀片设计为可转位五边形刀片，提高了可用切削刃数量，使得切削效率提高，的为正五边形，刀片的外接圆直径为20mm，厚度为12mm，刀片根据结构10刀槽的特点，设计有后角15°。

具体实施方式六：结合图5说明，本实施方式所述刀片6的前刀面设计有排屑槽13，排屑槽13采用斜面与圆弧连接结构，能稳定的断屑、排屑，有效的对切屑进行导向，从而使切屑的排出更稳定和有方向性，减少切屑与前刀面的摩擦；在刀尖至定位螺钉孔12间设计有凸棱11，可以增加刀尖强度，增大刀片散热面积，提高刀具使用寿命。

具体实施方式七：结合图5说明，本实施方式所述刀片6定位螺钉孔，采用内凹式结构，使刀片定位精准，并且有良好的固定效果。

Claims (5)

1.一种开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具，主要包括刀体（1）和12个刀片（6），所述刀体（1）中心加工有中心通孔，中心衬套（2）设计于中心通孔中，中心衬套（2）内设计有轴向键槽（3），刀体（1）的外圆周上均与加工有12个排屑槽（4），12个排屑槽（4）沿轴向贯穿刀体（1）；其特征在于：所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具还包括三个调整垫块，分别是调整垫块一（7），调整垫块一（14）和调整垫块一（15）；

每个排屑槽（4）由两个斜面和一个圆弧面组成，在刀体平面内斜面与径向夹角为30°，每个排屑槽（4）的斜面顶端一侧设计有刀槽（10），每个刀槽（10）内设计有两个定位槽（8），相邻的两个刀槽（4）设计成错齿结构；

每个调整垫块（7）设有螺纹孔，调整垫块（7）通过紧固螺钉（5）和定位槽（8）固定在刀槽（4）内；

当刀片（6）位于初始位置时，刀片（6）穿入紧固螺钉（5）通过刀片上的定位螺钉孔以及刀体上的定位槽（8）固定在刀槽（4）内；

当刀片（6）偏移0.5mm时，刀片（6）底端与刀槽（4）之间设计有调整垫块一（7），调整垫块一（7）通过紧固螺钉（5）和定位槽（8）固定在刀槽（4）内，刀片（6）和调整垫块一（7）穿入紧固螺钉（5）通过刀体上的定位槽（8）固定在刀槽（4）内；

当刀片（6）偏移1.0mm时，刀片（6）底端与刀槽（4）之间设计有调整垫块二（14），调整垫块二（14）通过紧固螺钉（5）和定位槽（8）固定在刀槽（4）内，刀片（6）和调整垫块二（14）穿入紧固螺钉（5）通过刀体上的定位槽（8）固定在刀槽（4）内；

当刀片（6）偏移1.5mm时，刀片（6）底端与刀槽（4）之间设计有调整垫块三（15），调整垫块三（15）通过紧固螺钉（5）和定位槽（8）固定在刀槽（4）内，刀片（6）和调整垫块三（15）穿入紧固螺钉（5）通过刀体上的定位槽（8）固定在刀槽（4）内。

2.根据权利要求1所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具，其特征在于：所述的刀槽（4）设计有预安装角度：即轴向前角为3°~5°，径向前角为7°~9°，轴向后角为19°~21°径向后角为17°~19°；所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具的安装角度：即轴向前角为3°~5°，径向前角为9°~11°，轴向后角为19°~21°径向后角为17°~19°。

3.根据权利要求1所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具，其特征在于：所述的刀槽（4）设计有两个定位槽（8），垂直于刀槽（4）底部设计有螺纹孔（9）。

4.根据权利要求1或2或4所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具，其特征在于：所述的刀槽（4）的两个斜面在刀具垂直面内沿径向的夹角为30°，且两个斜面沿轴向的夹角为3°~5°，倾斜方向与安装刀片（6）方向相同。

5.根据权利要求1所述的开式整体叶盘盘铣开槽专用立装可调切宽刀具，其特征在于：所述刀片（6）的为正五边形，刀片的外接圆直径为20mm，厚度为12mm，刀片（6）的前刀面设计有排屑槽（13），排屑槽（13）采用斜面与圆弧连接结构，在刀尖至定位螺钉孔（12）间设计有凸棱（11）。