CN109500439A - 一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法 - Google Patents

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盛永刚
李健
邓旬
王发豪
周代忠
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Abstract

一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，包括刀杆和刀头，所述刀头安装在刀杆上，所述刀杆为锥度刀杆，采用重金属材料制成，刀杆通过热胀接口与机床的刀柄连接，所述刀头的主偏角为2°‑3°，所述刀具的长径比为7‑8；本发明通过刀具及加工方法的全面优化，实现某不锈钢零件深腔型槽铣加工工序效率提升76.7％，同时刀具的消耗显著减少，解决了不锈钢零件深腔铣削加工工序效率低、刀具消耗量大的问题。

Description

一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法。
背景技术
航空发动机中机匣类零件材料种类繁多，其中不锈钢类零件占有一定比重，深腔型槽作为机匣零件典型特征之一，由于加工部位开敞性差，加工中通常采用长悬伸、弱刚性刀具系统通过径向或轴向分层实现工序加工，效率较低，一直是制约产品交付的短板。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法，技术方案如下：
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，包括刀杆和刀头，所述刀头安装在刀杆上，所述刀杆为锥度刀杆，采用重金属材料制成，刀杆通过热胀接口与机床的刀柄连接，所述刀头的主偏角为2°-3°，所述刀具的长径比为7-8。
所述刀头的主偏角具体为2.5°。
所述刀具的长径比具体为7.81。
所述重金属材料具体为碳素结构合金钢。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，采用前述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于：
一、在刀具进刀时，通过螺旋线圆弧进刀、边缘倒圆处理实现刀具轨迹平滑化；
二、采用小切深、大进给的方式实现加工余量的快速去除。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，所述小切深、大进给具体为每层切深0.25mm、加工进给速度1350mm/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过刀具及加工方法的全面优化，实现某不锈钢零件深腔型槽铣加工工序效率提升76.7％，同时刀具的消耗显著减少，解决了不锈钢零件深腔铣削加工工序效率低、刀具消耗量大的问题。
附图说明
图1为本发明刀具的立体结构示意图；
图2为本发明刀具切削时受力分析示意图；
图3为现有刀具切削时受力分析示意图。
其中：1、刀头；2刀杆；3刀柄。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明提供了一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，包括刀杆2和刀头1，所述刀头1螺纹连接安装在刀杆2上，所述刀杆2为锥度刀杆2，采用重金属材料制成，刀杆2通过热胀接口与机床的刀柄3连接，所述刀头1的主偏角为2°-3°，所述刀具的长径比为7-8。
高效加工首先需要降低刀具长径比，本发明通过刀具系统结构优化，采用热装刀柄3配合重金属刀杆2的方式，将刀具系统长度由415mm降低至325mm，刀具悬伸由150mm降低至125mm，铣刀长径比可由9.375降低至7.81，刀具系统刚性显著加强。
同时采用重金属刀杆2代替普通碳素结构合金钢刀具，进一步提升刀具系统抗振性。
如图2所示，传统的碳素结构合金钢刀具一般为了保证锋利度都通常采用35度以上的主偏角，当应用于长悬伸刀具系统进行大进给方肩铣削时，由于主偏角较大，承受的径向力也就更大，造成刀具磨损的加剧甚至损坏。
如图3所示，优化刀具结构，采用改进后的刀具系统采用了一种主偏角较小(2.5度)，由刀头1、刀杆2、刀柄3组合形成的高进给刀具，由于采用了较小的主偏角，切削过程径向分力较小，承受的轴向力大大增加，不容易引起振动，反而适合于余量较大的、悬伸较长的粗加工过程，相应的可以得到较高的加工进给，刀具消耗也显著降低。
所述重金属材料具体为碳素结构合金钢。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，采用前述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于：
一、在刀具进刀时，通过螺旋线圆弧进刀、边缘倒圆处理实现刀具轨迹平滑化；
具体的，采用螺旋线渐进进刀方案，保证了进刀过程平稳性，避免加工余量突变导致的刀具受力变化。
二、采用小切深、大进给的方式实现加工余量的快速去除。
加工过程采用每层切深0.25mm、加工进给速度1350mm/min的小切深、大进给高速端刃铣削策略进行工序余量去除。转角R部位通过圆弧过渡，避免拐角部位刀具全包络导致的余量突变，从而实现加工余量的高效去除。

Claims (6)

1.一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于，包括刀杆和刀头，所述刀头安装在刀杆上，所述刀杆为锥度刀杆，采用重金属材料制成，刀杆通过热胀接口与机床的刀柄连接，所述刀头的主偏角为2°-3°，所述刀具的长径比为7-8。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于，所述刀头的主偏角具体为2.5°。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于，所述刀具的长径比具体为7.81。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于，所述重金属材料具体为碳素结构合金钢。
5.一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，采用如权利要求1所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于：
一、在刀具进刀时，通过螺旋线圆弧进刀、边缘倒圆处理实现刀具轨迹平滑化；
二、采用小切深、大进给的方式实现加工余量的快速去除。
6.根据权利要求5所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，其特征在于，所述小切深、大进给具体为每层切深0.25mm、加工进给速度1350mm/min。
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