CN107755770A - 一种硬质合金加工球头铣刀 - Google Patents

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王必永
吕显豹
张峰
马炼航
李特
过金军
李亮
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开一种硬质合金加工球头铣刀，包括刀体，其特征是，所述刀体，包括直刀柄、带有锥度的切削结构，所述带有锥度的切削结构包括前刀面、后刀面、圆弧切削刃、断屑槽；所述刀体前端设有圆弧切削刃，所述切削结构由四个不等分的螺旋切削刃组成，所述螺旋切削刃分布在同一圆周上，所述切削刃的第一刃、第三刃经过所述球头铣刀的球心，并所述切削刃圆弧部分的第一刃、第三刃设有绕轴线旋转不重叠的断屑槽；所述第二刃高度比第一刃高度在轴线方向低，第四刃高度比第三刃高度在轴线方向低。本发明能有效降低切削时的振动，能满足高速切削过程中断屑的要求，能在同一把刀实现粗、精加工工艺，提高加工效率。

Description

一种硬质合金加工球头铣刀
技术领域
本发明属于机械加工切削工具技术领域，具体地涉及一种硬质合金加工球头铣刀。
背景技术
叶轮是燃气轮机、涡轮增压器的核心部件，它在汽车工业、航空航天、化工冶金等行业起到关键作用。但由于其叶片壁薄、曲面复杂、表面加工精度、光洁度要求高，使其成为特别难加工的零件。由于叶片壁薄，在铣削过程中容易产生振纹，影响叶片表面粗糙度进而导致叶轮实际工作过程中的振动。整体式叶轮往往由整件铝合金或不锈钢铣削而来，导致其加工过程中材料去除余量大、要求加工刀具易断屑、易排屑。
目前，对于叶轮的加工，一般采用一把粗加工刀加一把精加工刀共同完成，这种方式增加了生产成本，且频繁换刀降低了加工精度。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，针对上述问题，提供了一种硬质合金加工球头铣刀，能有效提高叶轮的加工效率，降低铣削过程中的震动，降低生产成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种硬质合金加工球头铣刀，包括刀体，所述刀体包括直刀柄101、带有锥度的切削结构100，所述切削结构包括前刀面4、后刀面、圆弧切削刃、断屑槽；所述刀体前端设有圆弧切削刃1，所述切削结构由四个不等分的螺旋切削刃组成，所述螺旋切削刃分布在同一直径为10的圆周上，所述螺旋切削刃的第一刃、第三刃经过所述球头铣刀的球心，并所述螺旋切削刃圆弧部分的第一刃、第三刃设有绕轴线旋转不重叠的断屑槽5；所述第二刃高度、第四刃高度比第一刃高度、第三刃高度在轴线方向低，所述球头切削刃与锥度切削刃圆滑相切过渡。
优选的，在本发明一个较佳实例中，所述四个不等分的螺旋切削刃所在角度依次为0°、98°、180°、278°。
优选的，在本发明一个较佳实例中，所述刀体切削结构锥度为4°，芯厚锥度为1.3°。
优选的，在本发明一个较佳实例中，所述切削刃前角均为6°，所述切削刃第一刃后角均为13°，所述切削刃第二刃后角均为25°。
优选的，在本发明一个较佳实例中，所述第二刃高度和第四刃高度相同，第一刃高度和第三刃高度相同。
优选的，在本发明一个较佳实例中，所述第二刃、第四刃比第一刃、第三刃在轴线方向低1.5mm。所述刀体球头半径为10mm，所述刀体柄部外径为16mm。
与现有技术相比较，本发明具有如下的有益效果：
本发明的有益效果为：通过设置不等分切削刃，降低了切削过程中的振动，提高了表面加工质量；通过设置长齿一、三齿断屑槽，使高速切削过程中更易断屑；通过设置切削刃高度差，能实现粗、精加工刀具一体化，减少了换刀次数，提高了加工效率和加工精度；通过设置切削刃与芯厚的锥度差，在保证刀具刚度的前提下，增加了刀槽的容屑空间，使高速切削过程中排屑顺畅。
附图说明
图1为本发明硬质合金加工球头铣刀的主视图；
图2为本发明硬质合金加工球头铣刀的左视图；
图3为图2所示球头铣刀头部断屑槽的局部放大示意图；
图4为图2所示球头铣刀的切削刃高度差的局部放大示意图；
图5为本发明硬质合金加工球头铣刀的切削刃前刀面主视图；
附图中各部件简要标记如下：100、切削结构；101、直刀柄；1、圆弧切削刃；2、第一后刀面；3、第二后刀面；4、前刀面；5、断屑槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-4所示，一种硬质合金加工球头铣刀，包括刀体，所述刀体包括直刀柄101、带有锥度的切削结构100，所述切削结构包括前刀面4、后刀面、圆弧切削刃1、断屑槽5；后刀面有第一后刀面2和第二后刀面3组成。所述刀体前端设有直径10mm的圆弧切削刃1，所述切削结构由四个不等分的螺旋切削刃组成，所述螺旋切削刃分布在同一直径为10mm的圆周上，所述螺旋切削刃的第一刃、第三刃经过所述球头铣刀的球心，并所述螺旋切削刃圆弧部分的第一刃、第三刃设有绕轴线旋转不重叠的断屑槽5；所述第二刃高度、第四刃高度比第一刃高度、第三刃高度在轴线方向低。
在本发明一个较佳实例中，所述四个不等分的螺旋切削刃所在角度依次为0°、98°、180°、278°。
在本发明一个较佳实例中，所述刀体的切削结构锥度为4°，芯厚锥度为1.3°。所述切削刃的螺旋角为40°，此螺旋角为刀具的刃倾角，是刀具的几何角度之一。
在本发明一个较佳实例中，所述切削刃前角均为6°，所述切削刃第一刃后角均为13°，所述切削刃第二刃后角均为25°。
在本发明一个较佳实例中，所述第二刃高度和第四刃高度相同，第一刃高度和第三刃高度相同；所述第二刃、第四刃比第一刃、第三刃在轴线方向低1.5mm。
在本发明一个较佳实例中，所述球头切削刃与锥度切削刃圆滑相切过渡，上述刀具切削刃长度为22mm，所述刀体总长为190mm。所述刀体球头半径为10mm，所述刀体柄部外径为16mm。
本发明的设计理念在于：1、通过设置切削刃不等分分布，降低了高速切削过程中的振动，提高了表面加工质量，提升了被加工工件精度；2、通过设置长齿切削刃的断屑槽，有益于切削过程中的排屑，并将高速切削产生的切屑分成小段，防止大块切屑划伤已加工工件表面；3、设置长齿、短齿的高度差，粗加工时主要使用长齿切削；半精加工时将刀具偏摆一定角度，使短齿为主要切削刃，做到粗加工与半精加工使用同一把刀完成，减少换刀次数，提升加工效率；4、所述刀具切削刃锥度为4°，刀具芯厚为1°，在保证刀具刚度的前提下，增加了刀槽的容屑空间；5、通过设置大直径圆弧(D10)切削刃，有效降低了切削载荷，增大了切削刃的散热面积，并提高了切削效率。
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种硬质合金加工球头铣刀，包括刀体，其特征是，所述刀体包括直刀柄(101)、带有锥度的切削结构(100)，所述带有锥度的切削结构包括前刀面(4)、后刀面、圆弧切削刃(1)、断屑槽(5)；所述刀体前端设有圆弧切削刃(1)，所述切削结构由四个不等分的螺旋切削刃组成，所述螺旋切削刃分布在同一圆周上，所述螺旋切削刃的第一刃、第三刃经过所述球头铣刀的球心，并所述螺旋切削刃圆弧部分的第一刃、第三刃设有绕轴线旋转不重叠的断屑槽5；所述第二刃高度、第四刃高度比第一刃高度、第三刃高度在轴线方向低，所述球头切削刃与锥度切削刃圆滑相切过渡。
2.根据权利要求1所述的一种硬质合金加工球头铣刀，其特征在于：所述四个不等分的螺旋切削刃所在角度依次为0°、98°、180°、278°。
3.根据权利要求1所述的一种硬质合金加工球头铣刀，其特征在于：所述刀体的切削结构的锥度为4°，芯厚锥度为1.3°。
4.根据权利要求1所述的一种硬质合金加工球头铣刀，其特征在于：所述切削刃前角均为6°，所述切削刃第一刃后角为13°，所述切削刃第二刃后角为25°。
5.根据权利要求1所述的一种硬质合金加工球头铣刀，其特征是：所述第二刃高度和第四刃高度相同，第一刃高度和第三刃高度相同。
6.根据权利要求1或5所述的一种硬质合金加工球头铣刀，其特征是：所述第二刃、第四刃比第一刃、第三刃在轴线方向低1.5mm。
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