CN109277618B - 一种用于大圆弧直纹面加工的数控刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于大圆弧直纹面加工的数控刀具，涉及机械加工制造技术领域，刀具包括可快速更换接口刀体和PCD刀片，刀体为优质合金材料，整体经过动平衡设计，能够实现高速切削，采用的可快速更换接口通用性强，过中心刀片轴向前角和径向前角双0°，两片外侧刀片轴向前角和径向前角双正角4°，其他刀片轴向前角正角4°和径向前角0°，从而增加过中心刀片的抗崩性和其他刀片的锋利性，而且刀具具有内冷功能。本发明的刀具可实现大圆弧直纹面的高效和高质量加工。

Description

一种用于大圆弧直纹面加工的数控刀具
技术领域
本发明涉及机械加工制造技术领域，具体涉及一种用于大圆弧直纹面加工的数控刀具。
背景技术
现在机械加工领域中，大圆弧面的加工比较常见，而且加工刀具一般为高速钢刀体，镶嵌硬质合金刀片的圆弧刀具，接口一般为侧固夹紧。该类刀具的回转精度不高，切削线速度受硬质合金材料本身特性限制低于1000m/min，加工效率不高，加工质量难以保证。大圆弧直纹面一般是通过圆弧插补实现加工，加工步距取决于刀具直径，而且刀具中心无切削力，导致出现大量接刀痕，因此如何高效率高质量地完成大圆弧曲面加工是机械加工领域内一直探索的技术问题。虽然五轴数控加工中心相对于三轴数控加工中心的加工效率和质量都有所提升，但数控加工刀具仍是较大的制约因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于大圆弧直纹面加工的数控刀具，用于大圆弧直纹面的五轴数控加工中心精加工，可以配合机床实现内冷和高速切削功能，大大提高加工效率，表面光洁度可达Ra1.6以上，可完全削除切削加工后的人工打磨工序。
一种用于大圆弧直纹面加工的数控刀具包括可快速更换接口刀体和PCD刀片，刀体设有内流道，具有内冷功能。
刀体外圆周上端有四个用于装卸刀具的内凹一字直槽，一字直槽下端有六个用于调节动平衡的可调节螺钉，可实现高速切削加工，刀体下端有三个具有内冷流道的V形排屑槽，可有效提高切削加工效率和表面质量。
刀具的切削部位有六个刀片，全部为PCD材料，每两片刀片组成一个切削刃，镶嵌在刀体切削端同一侧的刀片槽内，每组刀片的切削刃共线且延长线都经过刀具中心，刀片稍高于刀体，并且两片刀片之间具有间隔，防止加工过程发生挤屑。每组刀片距刀体中心的距离由远及近不等分布，并且每组两片刀片之间的间隔也不等，从而保证了六个刀片能够完整切削一个大圆弧直纹面。
最内侧刀片尖点位置超过圆弧中心，轴向前角和径向前角均为0°，与之成直线排列的外侧刀片轴向前角正角为4°和径向前角为0°，并且外侧刀片外端不在刀体圆周；最外侧两个刀片具有R1-R6圆角，轴向前角和径向前角双正角4°，与之成直线排列的内侧两个刀片轴向前角正角4°和径向前角0°，在轴向方向六片刀片成圆弧状拼接，即可加工圆弧特征。一片刀片过中心，其它刀片不过中心，可以避免刀具中心点切削速度为0。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，通用性强，可实现高速和内冷切削加工，还可以在ISO、HSK等不同接口的机床上使用，能够大大提高加工效率和质量。
附图说明
图1为本发明的数控刀具结构示意图；
图2为刀片径向前角示意图；
图3为刀片轴向前角示意图；
图4为刀片轴向前角放大示意图；
1-刀体，2-过刀具底端中心PCD刀片，3-最外侧R圆角PCD刀片，4-其余PCD刀片，5-动平衡调节螺钉，6-装卸刀槽，7-双孔内流道。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段和创新特征易于理解，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。
如图1所示，一种用于大圆弧直纹面加工的数控刀具包括可快速更换刀体1和六片PCD刀片2、3、4，刀片镶嵌在刀体上，刀体直径材料为硬质合金。
刀体采用先进三维软件设计，精确计算刀体动平衡，合理优化结构，并设计了六个M6动平衡调节螺钉5，为高速铣削动平衡奠定良好基础，有利于减少加工过程的振动，提高加工表面光洁度。刀体外圆周设计了四个内凹一字直槽6，用于装卸刀具。刀体内部设计一条直径为的双孔内流道7，内冷压力一般小于30bar，切削液从一端进入，从三个排屑槽高速喷出，可以有效及时的排除切屑。
如图2所示，最内侧刀片2的轴向前角和径向前角均为0°，从而增加过中心刀片的抗崩性。如图3所示，两片外侧R6刀片3的轴向前角和径向前角双正角均为4°，如图4所示，其他刀片4的轴向前角正角和径向前角均为0°，从而增加切削刃的锋利性，减小切削力。六片刀片呈与被切圆弧曲率相同精度的圆弧状拼接，而且位于排屑槽同一侧，刀片高出刀体0.5mm，从而能够加工大圆弧直纹面类零件。刀具加工过程中，主轴偏转一定角度，避免中心刃口切削线速度为0，从而有效避免工件表面刀具中心部位的直线刀痕。
以上详述了本发明的主要特征、基本原理和优点，应当指出，本行业的技术人员在基于本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变化，但这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于大圆弧直纹面加工的数控刀具，其特征在于：包括可快速更换接口刀体和PCD刀片，刀体采用可快速更换接口，材料为优质合金，刀体设有双孔内流道，外圆周有六个可调节螺钉，多个刀片组成空间圆弧，刀体切削端有三个V形排屑槽，且周向不均等分布，除V形排屑槽外刀体为刀体切削端，刀体切削端上有刀片槽，刀片槽在刀体切削端的同一侧；六片刀片，全部为PCD材料，每两片刀片组成一个切削刃，镶嵌在刀体切削端的刀片槽内，每组两片刀片的切削刃共线且延长线都经过刀具中心，刀片稍高于刀体，两片刀片之间留有空隙，三个刀刃空隙位置不在同一圆上，最内侧刀片尖点位置超过圆弧中心，轴向前角和径向前角均为0°，与之成直线排列的外侧刀片轴向前角正角为4°和径向前角为0°，并且外侧刀片外端不在刀体圆周；最外侧两个刀片具有R1-R6圆角，轴向前角和径向前角双正角4°，与之成直线排列的内侧两个刀片轴向前角正角4°和径向前角0°，六片刀片呈与被切圆弧曲率相同精度的圆弧状拼接，一片刀片过中心，其它刀片不过中心。
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