CN109732130A - 一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀 - Google Patents

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岳彩旭
刘鑫
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Abstract

本发明是一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，包括立铣刀的主体、刀柄部、刀柄一端的铣削部。所述立铣刀的主体内部设有4个冷却液供给孔，刀柄一端的铣削部包括设置在铣削部圆柱面的四个侧切削刃和端面的四个底切削刃。该立铣刀的侧切削刃采用变螺旋角结构，底切削刃为圆弧结构，相邻的两个端齿刀刃之间采用不等齿距结构，相邻底切削刃与侧切削刃之间设有螺旋的排屑槽。本发明提高了刀具的耐崩刃性和耐磨性，进而延长刀具的使用寿命，在加工过程中减小刀具的振动，增加刀冷却速度，减少加工过程中的铣削热和铣削力，提高工件的表面质量，排屑效果明显。

Description

一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀
技术领域
本发明涉及机械加工刀具设计领域，具体涉及一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀。
背景技术
铣刀是加工生产中非常重要的工具之一，现在社会的发展对于铣刀提出了新的要求。现有对钛合金材料进行加工时，传统的立铣刀，螺旋角是固定值，再加工过程中以固定的频率敲击工件从而导致工件在加工过程中因谐振产生震颤，导致刀具产生较大的震动，造成刀具毁坏，加工表面质量较低，进而影响了加工产品的质量。
在铣削加工过程中刀具耐用度和加工工件的表面质量等方面都与铣刀的结构有直接关系。立铣刀的主体前端部沿圆周方向交替形成有长底刃和短底刃时，为了使长底刃延伸至轴心附近，形成有在立铣刀旋转方向后方侧与长底刃相邻的短底刃的中心槽只能形成至远离轴心的位置。因此，不得不限制通过中心槽排出切屑的切屑排出用型腔的尺寸，可能在中心槽容易产生切屑堵塞。在此背景下提出此发明铣刀，对高效切削加工起到积极促进作用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的问题，提供一种带结构简单、加工成本降低的立铣刀，以提高立铣刀切削刃强度和工件的表面加工质量、增加刀的冷却速度，减少加工过程中的铣削热和铣削力，减小刀具磨损、增加刀具的使用寿命和提高切削加工性能。为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，包括有立铣刀的主体（1）、刀柄部（3）、刀柄一端的铣削部（4），所述立铣刀具有前角、主后角、副后角；其中前角为7°-12°，主后角为4°-9°，副后角为12°-16°，该角度结构设计可以使切削刃更加锋利，提高刀具的寿命。所述立铣刀的侧切削刃（5）之间的夹角采用变螺旋角结构，应用遗传算法进行变螺旋角立铣刀的螺旋角的全域优化，优化结果为第一齿螺旋角θ1和第三齿螺旋角θ3为40°，第二齿螺旋角θ2和第四齿螺旋角θ4为43°，所述的立铣刀的底切削刃（7）相邻的两个端齿刀刃之间采用不等齿距结构其为圆弧结构（8），相邻两个底切削刃（7）之间的夹角不相等，对角线的两个底切削刃（7）之间的夹角相等，立铣刀的底切削刃（7）相邻的两个端齿刀刃的角度分别为α和β，相邻底切削刃（7）与侧切削刃（5）之间设有螺旋的排屑槽（6），所述立铣刀的主体（1）内部设有4个冷却液供给孔（10）与（2），每个冷却液供给孔按照每条螺旋线的旋向分别延伸至底切削刃的端部。
本发明立铣刀的优点：
1）立铣刀设有四个侧切削刃和四个底切削刃，提高了刀片的利用率和工件的表面加工质量，此外还加强了立铣刀切削刃的强度。
2）采用变螺旋可以使铣刀工作平稳，加工效率较高，而且有效降低了切削过程中较高的震颤进而减小了切削力，采用不等齿距可以破坏切削力的周期性和单调性，减小切削震动，容易得到良好的加工表面。
3）相邻底切削刃与侧切削刃之间设有螺旋的排屑槽（6），减少了切屑与刀具之间的摩擦，有利于断屑和控制切屑的卷曲与切屑的流出。
4)立铣刀的主体内部设有4个冷却液供给孔，该结构增加了刀的冷却速度，减少加工过程中的铣削热和铣削力，提高了切削加工的效率。
附图说明
图1是本发明立铣刀的结构示意图。
图2是本发明立铣刀的端面不等齿距变螺旋结构示意图。
图3是本发明立铣刀的侧视图。
具体实施方式
实施例1：
结合图1所示，一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，包括立铣刀的主体（1）、刀柄部（3）、以及刀柄一端的铣削部（4），立铣刀具有前角、主后角、副后角；其中前角为7°-12°，主后角为4°-9°，副后角为12°-16°，立铣刀的主体（1）内部设有4个冷却液供给孔（10）与（2），每个冷却液供给孔按照每条螺旋线的旋向分别延伸至底切削刃的端部，刀柄部（3）设置在刀尾，刀柄一端的铣削部（4）包括设置在铣削部圆柱面的四个侧切削刃（5）和端面的四个底切削刃（7），立铣刀的侧切削刃（5）采用变螺旋角结构，应用遗传算法进行变螺旋角立铣刀的螺旋角的全域优化，优化结果为第一齿螺旋角θ1和第三齿螺旋角θ3为41°、第二齿螺旋角θ2和第四齿螺旋角θ4为44°，立铣刀的底切削刃（7）相邻的两个端齿刀刃之间采用不等齿距结构，底切削刃（7）其为圆弧结构（8），相邻两个底切削刃（7）之间的夹角不相等，对角线的两个底切削刃（7）之间的夹角相等，相邻底切削刃（7）与侧切削刃（5）之间设有螺旋的排屑槽（6），立铣刀的底切削刃（7）相邻的两个端齿刀刃的角度分别为α和β，相对于等齿距铣刀每个齿的正确位置，偏离不超过10°，通过改变底切削刃的扭转角度，可以避免谐振的发生，能增加被加工部件表面光洁度，实现较好的抗震效果。

Claims (6)

1.一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，该立铣刀包括立铣刀的主体（1）、刀柄部（3）、刀柄一端的铣削部（4），其特征在于：立铣刀的主体（1）内部设有4个冷却液供给孔（10）与（2），刀柄部（3）设置在刀尾，刀柄一端的铣削部包括设置在铣削部圆柱面的四个侧切削刃（5）和端面的四个底切削刃（7），相邻底切削刃（7）和侧切削刃(5)之间设有螺旋的排屑槽（6）。
2.根据权利要求1所述的一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，其特征在于：所述的立铣刀的四个侧切削刃（5）采用变螺旋角结构，应用遗传算法进行变螺旋角立铣刀的螺旋角的全域优化，优化结果为第一齿螺旋角θ1和第三齿螺旋角θ3为40°和第二齿螺旋角θ2和第四齿螺旋角θ4为43°。
3.根据权利要求1所述的一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，其特征在于：所述的一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀具有前角、主后角、副后角；其中前角为7°-12°，主后角为4°-9°，副后角为12°-16°，该角度结构设计可以保证刀具强度，致使切削刃更加锋利，还可以降低切削力和切削热，进而提高刀具的寿命。
4.根据权利要求1所述的一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，其特征在于：所述的立铣刀的底切削刃（7）为圆弧结构（8），采用圆弧刃，可以减小加工过程中的切削力，提高铣刀的加工效率。
5.根据权利要求1所述的一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，其特征在于：相邻的两个端齿刀刃之间采用不等齿距结构，底切削刃（7）相邻的两个端齿刀刃之间的角度相对于等齿距铣刀每个端齿刀刃的正确位置，偏离不超过10°，相邻两个底切削刃端刃（7）的夹角不相等，对角线的两个底切削刃（7）的夹角相等，且底切削刃（7）相邻的两个端齿刀刃的角度分别为α和β，α与β之和为180°；相邻底切削刃（7）和侧切削刃(5)之间设有螺旋的排屑槽（6），此结构有利于断屑和控制切屑的卷曲与切屑的流出。
6.根据权利要求1所述的一种带冷却孔与变螺旋不等齿距的四刃立铣刀，其特征在于：立铣刀的主体（1）内部设有4个冷却液供给孔（10）与（2），每个冷却液供给孔按照每条螺旋线的方向分别延伸至底切削刃的端部，该结构可以使冷却效果更加充分。
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