CN108262508A - 小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明为小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀，解决目前小径丝杠螺母滚道加工中整体硬质合金刀具成本高、刀片在加工过程中存在过切现象，可换性差、卷排屑差等问题。整体硬质合金刀杆的端面通过焊接焊料连接钢件的一端，钢件的另一端面有一个三角形的定位凹槽与相对应的刀片的端面的三角形的凸台配合，定位凹槽的侧面与凸台的侧面相贴，钢件的端面与硬质合金刀片的端面相贴，定位凹槽的底部有螺纹孔与压紧螺钉配合，压紧螺钉将硬质合金刀固定在钢件上，刀片的顶角有曲线刃口，该曲线在x、y轴构成的直角坐标系中，曲线上任意一点的坐标为x0、y0，x0=r2‑r1cost、y0=r1sint。

Description

小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀
技术领域
本发明与丝杠螺母滚道铣削加工刀具有关。
背景技术
已有的小径丝杠螺母滚道铣削加工中存在以下几个问题：
1.整体硬质合金刀具成本高昂，整体硬质合金刀个当刀具刃口处磨损或破坏后整个刀具就无法再继续使用，整个刀具所用到的硬质合金就造成很大浪费，大批量生产中刀具成本居高不下。
2.刀片在加工过程中由于螺旋线的影响存在过切现象，使用中在工件上不能切削出工件所要求的几何特征。
3.刀杆一般为钢件等材料制成，其弹性模具远不如硬质合金刀杆高，由于小径丝杠螺母内径小，其加工时所用的刀杆尺寸有限，加工中极易出现加工振纹和由于刚性差导致的刀具设计型线在使用时与实际型线尺寸有差异。
4.随着现代铣削加工技术不断向高速铣削发展，刀具在使用时多采用高转速、快走刀、小吃刀深度的切削参数，对刀具的制作精度有很高的要求，现有刀片与刀杆的连接精度较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种考虑加工过切现象的型线设计，使用中在工件上切削出工件所要求的几何特征，高刚性、互换性好、卷排屑效果好的小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀。
本发明是这样实现的：
小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀，适合于丝杠螺母中径为r2为12mm-50mm，丝杠螺母滚道半径r1为0.5mm-11mm的丝杠螺母加工，由整体硬质合金刀杆1、钢件2、压紧螺钉3、硬质合金刀片4组成，整体硬质合金刀杆1的端面通过焊接焊料5连接钢件2的一端，钢件2的另一端面有一个正多边形的定位凹槽6与相对应的刀片4的端面的正多边形凸台7配合，定位凹槽的侧面与凸台的侧面相贴，钢件的端面与的硬质合金刀片的端面相贴，定位凹槽的底部有螺纹孔8与压紧螺钉3配合，压紧螺钉通过硬质合金刀4上的孔将其固定在钢件2上，硬质合金刀片4为正多边形，其顶角的一侧面为弧面，另一侧面为平面，两侧面相交构成曲线刃口，该曲线在x、y轴构成的直角坐标系中，曲线上任意一点的坐标为x0、y0，x0=r2-r1cost、y0=r1sint，t为曲线上任意一点的原点连线与y轴的夹角，这条曲线刃口在刀具使用中在中径为r2的丝杠螺母上切削出半径为r1的滚道。
凸台、定位凹槽为正三角形，硬质合金刀片4为正三角形。
所述质合金刀片4为正多边形，其顶角的一侧面为弧面，弧面的弦平面与正多边形的边所在的平面的夹角为钝角，其顶角另一侧面为平面，该平面低于正多边形的边所在的平面。
本发明的主要优点有如下几个方面：
1.利用硬质合金材料做刀杆，提高了整个刀具系统的刚性。由于整个系统刀刚性要求很高，一般硬质合金的弹性模量是钢材的2倍，故用硬质合金做刀杆可大大提高刚性。硬质合金材料在刀杆中的使用大大地提高了整个刀具系统的刚性，加工中不会出现振纹尺寸差异。
2.刀杆头部的钢件采用焊接的方式来固定于硬质合金刀杆上，通过焊料将其两者连接在一起，减少了连接机构，从而使刀具在加工中减小了因多次连接造成的误差。
3.刀片采用三角形凸台加一个平面与刀杆相连接，其定位原理为过定位，过定位很好的刀片在装夹中能无穷接近设计值，做到误差最小；过定位也保证了刀具在使用用力后位置变化值最小。
4.刃口设计将过切部分与刀具正常设计型线相结合，在刃口型线设计时通过模拟刀具实际加工运动轨迹的方法，找出刀具在使用中与工件的过切点，得到的一条不规则曲线，这条不规则曲线在刀具使用中在工件上切削出工件所要求的几何特征。
5. 采用可转位刀具时当刀片刃口有磨损或破坏时只需要换一个新的刀片后就可以继续工作，刀杆部分还可继续使用，减少了材料浪费。
6.利用高转速的方式来进行铣削加工，其在刀具系统中每次加工量小，产生的铁屑也很小，铁屑在冷却液或其加介质的作用力下很容易排出。
附图说明
图1 为本发明的结构图。
图2为本发明装配示意图。
图3为曲线刃口示意图。
图4为刃口曲线方程参数说明。
图5为本发明的刀片三角形凸台正视图。
图6为本发明的刀杆三角形凹槽正视图。
具体实施方式
小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀，适合于丝杠螺母中径为r2为12mm-50mm，丝杠螺母滚道半径r1为0.5mm-11mm的丝杠螺母加工，由整体硬质合金刀杆1、钢件2、压紧螺钉3、硬质合金刀片4组成，整体硬质合金刀杆1的端面通过焊接焊料5连接钢件2的一端，钢件2的另一端面有一个正多边形的定位凹槽6与相对应的刀片4的端面的正多边形凸台7配合，定位凹槽的侧面与凸台的侧面相贴，钢件的端面与的硬质合金刀片的端面相贴，定位凹槽的底部有螺纹孔8与压紧螺钉3配合，压紧螺钉通过硬质合金刀4上的孔将其固定在钢件2上，硬质合金刀片4为正多边形，其顶角的一侧面为弧面，另一侧面为平面，两侧面相交构成曲线刃口，该曲线在x、y轴构成的直角坐标系中，曲线上任意一点的坐标为x0、y0，x0=r2-r1cost、y0=r1sint，t为曲线上任意一点的原点连线与y轴的夹角，这条曲线刃口在刀具使用中在中径为r2的丝杠螺母上切削出半径为r1的滚道。
凸台、定位凹槽为正三角形，硬质合金刀片4为正三角形，其顶角的一侧面为弧面，弧面的弦平面与正多边形的边所在的平面的夹角为钝角，其顶角另一侧面为平面，该平面低于正多边形的边所在的平面。
硬质合金刀片4的刃口型线设计是通过模拟刀具实际加工运动轨迹的方法，找出刀具在使用中与工件的过切点，得到的一条不规则曲线，这条不规则曲线在刀具使用中在工件上切削出工件所要求的几何特征。通过机床旋转带动刀具旋转通过一定的走刀轨迹来完成小径丝杠螺母滚道加工。

Claims (3)

1.小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀，其特征在于适合于丝杠螺母中径为r2为12mm-50mm，丝杠螺母滚道半径r1为0.5mm-11mm的丝杠螺母加工，由整体硬质合金刀杆（1）、钢件（2）、压紧螺钉（3）、硬质合金刀片（4）组成，整体硬质合金刀杆（1）的端面通过焊接焊料（5）连接钢件（2）的一端，钢件（2）的另一端面有一个正多边形的定位凹槽（6）与相对应的刀片（4）的端面的正多边形凸台（7）配合，定位凹槽的侧面与凸台的侧面相贴，钢件的端面与的硬质合金刀片的端面相贴，定位凹槽的底部有螺纹孔（8）与压紧螺钉（3）配合，压紧螺钉通过硬质合金刀（4）上的孔将其固定在钢件（2）上，硬质合金刀片（4）为正多边形，其顶角的一侧面为弧面，另一侧面为平面，两侧面相交构成曲线刃口，曲线在x、y轴构成的直角坐标系中，曲线上任意一点的坐标为x0、y0，x0=r2-r1cost、y0=r1sint，t为曲线上任意一点的原点连线与y轴的夹角，这条曲线刃口在刀具使用中在中径为r2的丝杠螺母上切削出半径为r1的滚道。
2.根据权利要求1 所述的小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀，其特征在于凸台、定位凹槽为正三角形，硬质合金刀片（4）为正三角形。
3.根据权利要求1 所述的小径丝杠螺母滚道加工用可转位铣刀，其特征在于所述质合金刀片（4）为正多边形，其顶角的一侧面为弧面，弧面的弦平面与正多边形的边所在的平面的夹角为钝角，其顶角另一侧面为平面，该平面低于正多边形的边所在的平面。
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