CN110315120A - 一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片，属于金属切削加工用刀技术领域。刀盘顶部设有主紧固螺栓孔，通过螺栓将刀盘与动力传动轴连接，并且通过键槽进行定位，使刀盘较好安装固定在主轴上，减小加工振动。在刀盘外周围均匀设有多个立装刀夹的刀槽，通过锁紧螺钉将刀夹锁紧在刀槽内。每个刀夹上都设有安装专用刀片的刀座，通过压紧螺钉将专用刀片固定在刀座内，并可通过偏心调节销对专用刀片轴向切削深度进行调节。专用刀片及刀夹均采用立式安装方式，操作简单方便，能够延长刀具使用寿命，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明为一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片，属于金属切削加工用刀技术领域。
背景技术
诸如汽车、飞机、核电站等大型设备关键零部件在切削加工过程中，由于工件材料硬度高、结构形状不规则以及加工表面存在缺陷等，在切削加工时容易产生振动，使固定切削刀具的压紧螺钉变松，进而加剧刀片振动，并且铣削是一种断续切削，刀尖和刀刃承载频繁的循环冲击载荷，同时还承受快速热-机械交变载荷，容易造成刀具在切削区形成热-机械疲劳裂纹，导致刀片产生崩刃和切削刀盘出现磨损和破损现象，使刀具使用寿命降低，加工效率受限，加工成本提高。在刀具制造行业中铣刀常采用卧式装配刀片，这种刀片在受力方向上实体薄弱，在机加时有断刃现象出现，不易大切深切削，并且在高速加工过程中，刀片与被加工工件摩擦产生大量热，导致刀片加工能力下降，最终损坏刀片。因此针对水室封头零件的切削余量大，刀片承受较大的热-机械冲击载荷等特点，将刀片采用立式装配方式安装在刀盘上，可实现大切深加工方式对零件进行高效加工，降低切削过程产生的热量，提高刀具使用寿命和加工效率。
发明内容
本发明为一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片，主要解决在粗加工过程中工件几何形状不规则导致刀盘易磨损，切削力和切削振动大造成刀具易破损；切削速度高导致切削温度高，使刀片使用寿命降低等问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：为提高刀具使用寿命和加工效率，降低切削过程产生的热量，以及使铣削刀具能够承受较大的冲击载荷作用，在刀盘外周围设有立式安装刀夹的凹槽，通过锁紧螺钉将其固定；在刀夹上设有立式安装专用刀片的刀座，使用双头压紧螺钉将其固定，通过旋转偏心调节销使专用刀片在刀夹的刀座内实现轴向尺寸调整，增大切削深度，降低切削过程产生的热量，使用双头压紧螺钉将专用刀片固定在刀座上；其专用刀片本体为菱形，宽度方向为主切削刃，长度方向为副切削刃，主切削刃和副切削刃均采用负倒棱切削刃，并且在主副切削刃交接处采用圆弧刃过渡，可避免因切深过大刀片崩刃导致的加工效率低。
本发明的有益效果为：
1、所述刀盘顶部中心设有主紧固螺栓孔和键槽，通过紧固螺栓将刀盘固定安装在动力转轴上；在主紧固螺栓孔周围设有从安装孔组，使刀盘更好的与动力转轴进行连接固定；可避免切削振动导致刀盘与动力转轴连接松动，从而提高刀具使用寿命。
2、所述刀盘外周围设有多个凹槽，在凹槽底部上设有锁紧螺钉孔，通过锁紧螺钉将刀夹固定在凹槽内；刀夹上设有调整专用刀片切削深度的偏心调节销，该调整结构简单、便于拆装，可以直接在机床上对刀片切削深度进行调节，不需要将整个刀具从机床上卸下，可节省刀具调整时间，减小刀具拆卸时带来的装夹误差，延缓刀具定位面装卸磨损，提高刀具使用寿命和加工效率。
3、所述偏心调节销能够调节专用刀片的切削深度，可根据加工需要设定专用刀片的切削深度；在其他切削条件不变情况下，对切削用量中切削深度的调整可有效减小切削过程产生的热量，避免因切削温度过高导致刀-屑粘结失效。
4、所述菱形立式专用刀片设有四个切削刃，并采用反对称结构设计；在切削过程中，当其中一个切削刃有磨损或破损时，将其旋转180°，使用其它切削刃继续加工，可缩短辅助加工工时，提高加工效率。
5、所述专用刀片的主切削刃和副切削刃均采用负倒棱切削刃设计方式，能够使切削更加平稳，降低切削过程中产生的振动，加强切削刃强度和增大传热能力；在主副切削刃交接处采用圆弧刃过渡，可增强刀尖强度；在刀夹的刀座内设有压紧螺钉滑槽，当通过偏心调节销调节专用刀片的切削深度时，使双头压紧螺钉对专用刀片进行固定，并使双头压紧螺钉在压紧螺钉滑槽内实现固定。
6、所述专用刀片采用立式安装方式安装在刀座内，使得专用刀片径向实体尺寸增大，芯部强度增大，耐冲击，这种安装方式适用于大切深高效切削加工。
7、所述专用刀片材料为硬质合金材料，具有较好的抗弯强度和冲击韧性，在粗加工中产生的切削力大，切削温度高，刀具采用小前角能够承受较大的切削力，采用小后角会使切削刃强度和传热能力增大，因此专用刀片前角设计为9°-15°，后角为7°-20°。
8、所述专用刀片前刀面上设计有排屑槽，排屑槽采用梯形结构设计，可以保证在切削时，切屑的卷曲、折断、排出，有效对切屑进行导向，使切屑的排出更稳定和有方向性，避免加工过程中因排屑不良而导致对刀具的磨损。
9、所述刀盘的凹槽两侧面与刀夹两侧面接触，在刀槽顶角处设有起夹槽和退夹槽，进行切削加工时，专用刀片上产生转动的扭矩通过双头压紧螺钉分解到刀夹侧面上，产生缓冲力，实现刀具减振功能，防止切削振动引起专用刀片产生破裂或破碎，避免破坏已加工工件。
10、所述本发明一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片结构简单，既能减小切削振动，又能提高铣削刀具的适用范围和使用寿命；采用立式安装的专用刀片具有更高的耐冲击性，适合用于大余量的粗铣高效加工。
附图说明：
图1为本发明一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片的装配图；
图2为本发明刀盘主视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本发明刀夹主视图；
图5为本发明专用刀片主视图；
图6为图5的左视图；
图7为本发明偏心调节销主视图；
图8为本发明锁紧螺钉主视图；
图9为本发明双头压紧螺钉主视图。
图中标记为：
1-从安装孔组；2-键槽；3-刀夹；4-专用刀片；5-主紧固螺栓孔；6-刀盘；7-偏心调节销；8-锁紧螺钉；9-双头压紧螺钉；10-起夹槽；11-凹槽；12-弧形排屑槽；13-锁紧螺钉孔；14-退夹槽；15-偏心调节销孔；16-压紧螺钉滑槽；17-刀座；18-锁紧螺钉孔；19-退刀槽；20-压紧螺钉孔；21-凸台；22-排屑槽；23-负倒棱切削刃；24-副切削刃；25-主切削刃；26-圆弧刃。
具体实施方式：
1、具体实施方式一：结合图1、图2、图3所示，本发明为一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片，所述刀盘(6)顶部中心设有主紧固螺栓孔(5)和键槽(2)，通过紧固螺栓将刀盘(6)固定安装在动力转轴上；在主紧固螺栓孔(5)周围设有从安装孔组(1)，使刀盘更好的与动力转轴进行连接固定；可避免切削振动导致刀盘(6)与动力转轴连接松动，从而提高刀具使用寿命。
2、具体实施方式二：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本实施方式所述刀盘(6)外周围设有多个凹槽(11)，在凹槽(11)底部上设有锁紧螺钉孔(13)，通过锁紧螺钉(8)将刀夹(3)固定在凹槽(11)内；刀夹(3)上设有调整专用刀片(4)切削深度的偏心调节销(7)，该调整结构简单、便于拆装，可以直接在机床上对刀片切削深度进行调节，不需要将整个刀具从机床上卸下，可节省刀具调整时间，减小刀具拆卸时带来的装夹误差，延缓刀具定位面装卸磨损，提高刀具寿命和加工效率。
3、具体实施方式三：结合图1、图2、图4、图5、图6、图8所示，本实施方式所述偏心调节销(7)能够调节专用刀片(4)的切削深度，可根据加工需要设定专用刀片(4)的切削深度；在其他切削条件不变情况下，对切削用量中切削深度的调整可有效减小切削过程产生的热量，避免因切削温度过高导致刀-屑粘结失效。
4、具体实施方式四：结合图1、图2、图4、图5、图6所示，本实施方式所述菱形立式专用刀片(4)设有四个切削刃，并采用反对称结构设计；在切削过程中，当其中一个切削刃有磨损或破损时，将其旋转180°，使用其它切削刃继续加工，可缩短辅助加工工时，提高加工效率。
5、具体实施方式五：结合图1、图2、图4、图5、图6、图8、图9所示，本实施方式所述专用刀片(4)的主切削刃(25)和副切削刃(24)均采用负倒棱切削刃(23)，能够使切削更加平稳，降低切削过程中产生的振动，加强切削刃强度和增大传热能力；在主副切削刃交接处采用圆弧刃(26)过渡，可增强刀尖强度；在刀夹刀座(17)内设有压紧螺钉滑槽(16)，当通过偏心调节销(7)调节专用刀片(4)的切削深度时，使双头压紧螺钉(9)对专用刀片(4)进行固定，并使双头压紧螺钉(9)在压紧螺钉滑槽(16)内实现固定。
6、具体实施方式六：结合图1、图2、图3、图4、图5所示，本实施方式所述专用刀片(4)采用立式安装方式安装在刀座(17)内，使得专用刀片(4)径向实体尺寸增大，芯部强度增大，耐冲击，这种安装方式适用于大切深高效切削加工。
7、具体实施方式七：结合图1、图2、图5、图6所示，本实施方式所述专用刀片(4)材料为硬质合金材料，具有较好的抗弯强度和冲击韧性，在粗加工中产生的切削力大，切削温度高，刀具采用小前角能够承受较大的切削力，采用小后角会使切削刃强度和传热能力增大，因此专用刀片(4)前角设计为9°-15°，后角为7°-20°。
8、具体实施方式八：结合图1、图2、图5、图6所示，本实施方式所述专用刀片(4)前刀面上设计有排屑槽(22)，排屑槽(22)采用梯形结构设计，可以保证在切削时，切屑的卷曲、折断、排出，有效对切屑进行导向，使切屑的排出更稳定和有方向性，避免加工过程中因排屑不良而导致对刀具的磨损。
9、具体实施方式九：结合图1、图2、图4、图5、图6所示，本实施方式所述刀盘(6)的凹槽两侧面与刀夹(3)两侧面接触，在刀槽顶角处设有起夹槽(10)和退夹槽(14)，进行切削时，专用刀片(4)上产生转动的扭矩通过双头压紧螺钉(9)分解到刀夹(3)侧面上，产生缓冲力，实现刀具减振功能，防止切削振动引起专用刀片(4)产生破裂或破碎，避免破坏已加工工件。
10、具体实施方式十：结合图1、图2、图4、图5、图6所示，所述本发明一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片，其结构简单，既能减小切削振动切削温度，又能提高铣削刀具的适用范围和使用寿命；采用立式安装的专用刀片(4)具有更高的耐冲击性，适合用于大余量的粗铣高效加工。
11、上述只是本发明的较佳实施方式，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述的技术内容做出许多与本发明等效的实施效果；因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实例所做的任何简单变动及修饰，均应落在本发明技术方案保护范围内。
Claims (3)
1.一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片，其特征在于：刀盘（6）顶部设有与主轴连接的主紧固螺栓孔（5），以及底部设有与主轴连接的从安装孔组（1）；在刀盘（6）外周围设有安装刀夹（3）的凹槽（11），且刀夹（3）上设有锁紧螺钉孔（13）；在刀夹（3）上设有安装专用刀片（4）的刀座（17），使用双头压紧螺钉（9）将专用刀片（4）固定，通过旋转偏心调节销（7）使专用刀片（4）在刀夹（3）的刀座（17）内实现轴向尺寸调整，使用双头压紧螺钉（9）将专用刀片（4）固定在刀座（17）内。
2.根据权利要求1所述的一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片，其特征在于：所述刀夹（3）的刀座（17）内壁设有退刀槽（19）以及刀盘（6）的凹槽（11）内设有起夹槽（10）和退夹槽（14）。
3.根据权利要求1所述的一种高效立装铣削加工刀盘及专用刀片，其特征在于：所述专用刀片（4）本体为菱形，宽度方向为主切削刃（25），长度方向为副切削刃（24），主切削刃和副切削刃均采用负倒棱切削刃（23），并且在主副切削刃交接处采用圆弧刃（26）过渡，专用刀片（4）前角为9°-15°，后角为7°-20°。
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