CN107999845A - 一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构 - Google Patents

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Abstract

一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构，属于机械加工刀具技术领域，本发明为了解决在铣削加工中由于刀具与工件的接触时间极短，切削热来不及向外传导，会导致刀具局部温度过高，刀具磨损严重，使用寿命短以及排屑困难的问题。铣刀片包括第一刀片和第二刀片；所述第一刀片和第二刀片十字交叉且相互堆叠，第一刀片和第二刀片均为带有圆弧形的台体，台体两侧的梯形平面为定位面，两个台体上的定位面底边的交点为为刀尖，台体两侧弧形面的圆弧底边为切削刃，台体的顶面上开有贯穿的中心定位孔。本发明的一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构能提高刀具寿命，加强刀具的减摩抗磨能力，增强排屑性能，提高加工质量的作用。

Description

一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构
技术领域
本发明涉及一种铣刀结构，具体涉及一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构，属于机械加工刀具技术领域。
背景技术
钛合金作为一种新兴材料，由于具有高强度，强耐蚀性，高耐热性等优秀的物理和化学性质，近几十年来被大量开发利用，广泛用于航空航天领域以及火箭和卫星的关键零部件。但钛合金优秀的物理和化学性质也为钛合金的切削加工带来了很大的困难。由于钛合金强度高，变形系数小，导热率小，在铣削加工中由于刀具与工件的接触时间极短，切削热来不及向外传导，会导致刀具局部温度过高，刀具磨损严重，使用寿命短。使用本发明则可以合理的改善这些问题所带来的影响，本发明设计了独特的球头铣刀片以及铣刀，利用球头铣刀的内壁夹持铣刀片，实现对铣刀片的精准定位，同时，本发明的铣刀片由两个小刀片堆叠形成，达到了一个铣刀片四个刀尖两组切削刃的效果。从而使刀具寿命得到成倍的提高，同时在上述铣刀片上还排布有不同形状的微织构，增强了刀片的润滑、断屑、收集切屑的能力，从而进一步提高刀片的使用寿命和减摩抗磨能力。降低加工成本，提高加工质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构，以解决在铣削加工中由于刀具与工件的接触时间极短，切削热来不及向外传导，会导致刀具局部温度过高，刀具磨损严重，使用寿命短以及排屑困难的问题。
一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构包括铣刀片和刀柄；
铣刀片包括第一刀片和第二刀片；所述第一刀片和第二刀片十字交叉且相互堆叠，第一刀片和第二刀片均为带有圆弧形的台体，台体两侧的梯形平面为定位面，两个台体上的定位面底边的交点为为刀尖，台体两侧弧形面的圆弧底边为切削刃，台体的顶面上开有贯穿的中心定位孔，台体的底面上对称设有微织构，微织构贴近于切削刃；
刀柄的一端开有铣刀安装槽，铣刀安装槽的槽口两侧均设有安装壁，铣刀安装槽的槽底设有安装配合面，安装壁和安装配合面均与定位面相配合；铣刀安装槽两侧的端头上设有倾斜端面，倾斜端面与铣刀片相配合；铣刀安装槽两侧的端头上开有销轴孔，销轴孔与中心定位孔相配合；
铣刀片通过定位销安装在刀柄上的铣刀安装槽内。
优选的：安装壁为带有倾斜角度的斜面，斜面角度为30°～60°。
优选的：微织构包括同心圆形微织构、矩形微织构和圆形微织构，同心圆形微织构、矩形微织构和圆形微织构由外到内依次排列。
优选的：同心圆形微织构中填充有石墨和二硫化钼的混合物。
优选的：第一刀片和第二刀片为整体刀片。
一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀片，包括铣刀片；
所述铣刀片包括第一刀片和第二刀片；所述第一刀片和第二刀片十字交叉且相互堆叠，第一刀片和第二刀片均为带有圆弧形的台体，台体两侧的梯形平面为定位面，两个台体上的定位面底边的交点为为刀尖，台体两侧弧形面的圆弧底边为切削刃，台体的顶面上开有贯穿的中心定位孔，台体的底面上对称设有微织构，微织构贴近于切削刃。
本发明与现有产品相比具有以下效果：使用本发明进行钛合金的切削加工时，本发明中的多刃微织构球头铣刀片可以实现一个刀片两组切削刃，成倍提高刀具的使用寿命，刀片上排布的微织构可以在加工中起到对刀具的润滑吸热作用，同时还能进行断屑并且储存切屑，提高工件的加工质量并且减轻刀具前刀面的磨损与划伤。同时刀片定位面、刀架安装配合面、刀体安装壁紧密贴合，与中央定位销共同作用，实现铣刀片与刀架的精准定位，从而有效地减轻了钛合金加工过程中刀具的震动现象。从而达到在钛合金的切削加工中提高加工质量与降低加工成本的效果。
附图说明
图1是本发明所述的一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构的结构示意图；
图2是刀柄的结构示意图；
图3是刀柄的侧视图；
图4是铣刀片的结构示意图；
图5是图4的仰视图；
图6是微织构的结构示意图。
图中：1-铣刀片、111-定位面、112-刀尖、113-切削刃、2-刀柄、211-倾斜端面、212-安装壁、213-安装配合面、11-第一刀片、12-第二刀片、13-中心定位孔、14-微织构、141-同心圆形微织构、142-矩形微织构、143-圆形微织构、23-销轴孔。
具体实施方式
下面根据附图详细阐述本发明优选的实施方式。
实施例1，如图1至图6所示，本发明所述的一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构包括铣刀片1和刀柄2；
铣刀片1包括第一刀片11和第二刀片12；所述第一刀片11和第二刀片12十字交叉且相互堆叠，第一刀片11和第二刀片12均为带有圆弧形的台体，台体两侧的梯形平面为定位面111，两个台体上的定位面111底边的交点为为刀尖112，台体两侧弧形面的圆弧底边为切削刃113，台体的顶面上开有贯穿的中心定位孔13，台体的底面上对称设有微织构14，微织构14贴近于切削刃113；
刀柄2的一端开有铣刀安装槽，铣刀安装槽的槽口两侧均设有安装壁212，铣刀安装槽的槽底设有安装配合面213，安装壁212和安装配合面213均与定位面111相配合；铣刀安装槽两侧的端头上设有倾斜端面211，倾斜端面211与铣刀片1相配合；铣刀安装槽两侧的端头上开有销轴孔23，销轴孔23与中心定位孔13相配合；
铣刀片1通过定位销安装在刀柄2上的铣刀安装槽内。
进一步：安装壁212为带有倾斜角度的斜面，斜面角度为30°～60°。
进一步：微织构14包括同心圆形微织构141、矩形微织构142和圆形微织构143，同心圆形微织构141、矩形微织构142和圆形微织构143由外到内依次排列。
进一步：同心圆形微织构141中填充有石墨和二硫化钼的混合物。
进一步：第一刀片11和第二刀片12为整体刀片。
在刀片的切削刃附近，沿刀片径向依次排布着同心圆形、矩形、圆形，三种微织构，其中，同心圆形微织构141中填充有石墨和二硫化钼的混合物，当刀具在进行切削加工时，工件与刀具接触产生切削热使同心圆形织构中的混合物融化，从同心圆形微织构中流出，与刀和工件接触，起到吸收切削热并对刀具和工件表面产生润滑的作用，矩形微织构142在同心圆形微织构141下方，当切屑产生时，切屑与矩形微织构142接触，切屑的一部分进入矩形微织构中，一部分留在矩形微织构外，随着切削加工的进行，刀屑接触面积逐渐增大，矩形微织构中的切屑受到的由刀与工件摩擦和挤压产生的挤压应力就越大，导致应力集中在矩形微织构的边缘，导致切屑在矩形微织构边缘处受到的剪切应力越来越大，最终将切屑切断，起到断屑的作用，切屑被切断后进入矩形微织构142下侧的圆形微织构143中，在刀具与工件的接触压力的作用下受到压应力作用，最终储存在圆形微织构143中，达到储藏切屑，减少前刀面的划伤的作用。
球头铣刀包括铣刀片1以及刀柄2，该刀柄2的前端有一组安装壁212，刀片放置在两个安装壁之间，两个安装壁为有一定倾角的斜面，而且斜面的倾斜角度与铣刀片的两个等腰梯形安装面111的倾斜角度相同，使得刀片装在刀柄中时能与刀柄完全贴合，同时刀片的前刀面与刀架的安装配合面213接触，起到对刀片周向定位的作用，在刀体中部有一个安装孔23与刀片上的安装孔13相对应，通过定位销实现刀片与刀体的轴向定位，在刀片定位面，刀架安装配合面，刀体安装壁以及中央定位销的共同作用下，本发明的铣刀片与刀体可以实现精确配合，能显著改善该铣刀在加工钛合金时的震动现象，达到提高钛合金加工质量的效果。
实施例2，如图4和图5所示，一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀片，该铣刀片1是由两个圆台形小刀片沿大底面堆叠而成的，沿其中的一个小刀片两侧贯穿上下底面进行斜面切割，产生两个全等的梯形斜面111，且两个等腰梯形的底边是平行的，同理，在另一个小刀片两侧进行斜面切削，产生两个与梯形斜面111全等的梯形斜面111，并且切割产生的两条梯形大底线平行，将两个小刀片以大底面重合的方式堆叠在一起，并保证两组大底线垂直，这样四条大底线相交产生的四个交点即为四个刀尖112，四条圆弧边即为四条切削刃，形成多刃球头铣刀片，四个等腰梯形斜面111就是刀片的定位面，同时，在刀片中部有一个贯穿刀片的中心定位孔13。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (6)

1.一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构，其特征在于：包括铣刀片(1)和刀柄(2)；
所述铣刀片(1)包括第一刀片(11)和第二刀片(12)；所述第一刀片(11)和第二刀片(12)十字交叉且相互堆叠，第一刀片(11)和第二刀片(12)均为带有圆弧形的台体，台体两侧的梯形平面为定位面(111)，两个台体上的定位面(111)底边的交点为为刀尖(112)，台体两侧弧形面的圆弧底边为切削刃(113)，台体的顶面上开有贯穿的中心定位孔(13)，台体的底面上对称设有微织构(14)，微织构(14)贴近于切削刃(113)；
所述刀柄(2)的一端开有铣刀安装槽，铣刀安装槽的槽口两侧均设有安装壁(212)，铣刀安装槽的槽底设有安装配合面(213)，安装壁(212)和安装配合面(213)均与定位面(111)相配合；所述铣刀安装槽两侧的端头上设有倾斜端面(211)，倾斜端面(211)与铣刀片(1)相配合；所述铣刀安装槽两侧的端头上开有销轴孔(23)，销轴孔(23)与中心定位孔(13)相配合；
所述铣刀片(1)通过定位销安装在刀柄(2)上的铣刀安装槽内。
2.根据权利要求1所述的一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构，其特征在于：所述安装壁(212)为带有倾斜角度的斜面，斜面角度为30°～60°。
3.根据权利要求1所述的一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构，其特征在于：所述微织构(14)包括同心圆形微织构(141)、矩形微织构(142)和圆形微织构(143)，同心圆形微织构(141)、矩形微织构(142)和圆形微织构(143)由外到内依次排列。
4.根据权利要求3所述的一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构，其特征在于：所述同心圆形微织构(141)中填充有石墨和二硫化钼的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀结构，其特征在于：所述第一刀片(11)和第二刀片(12)为整体刀片。
6.一种切削钛合金的多刃微织构球头铣刀片，其特征在于：包括铣刀片(1)；
所述铣刀片(1)包括第一刀片(11)和第二刀片(12)；所述第一刀片(11)和第二刀片(12)十字交叉且相互堆叠，第一刀片(11)和第二刀片(12)均为带有圆弧形的台体，台体两侧的梯形平面为定位面(111)，两个台体上的定位面(111)底边的交点为为刀尖(112)，台体两侧弧形面的圆弧底边为切削刃(113)，台体的顶面上开有贯穿的中心定位孔(13)，台体的底面上对称设有微织构(14)，微织构(14)贴近于切削刃(113)。
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Inventor after: Zhang Yuhua

Inventor after: Li Qiang

Inventor after: Cui Jiangtao

Inventor before: Yang Shucai

Inventor before: Cui Jiangtao

Inventor before: Zhang Yuhua

Inventor before: Li Qiang

Inventor before: Wang Xianliang

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