CN111975075A - 一种不等齿变后角立铣刀 - Google Patents

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郑敏利
徐世成
聂婉莹
于海滨
卞天晨
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Abstract

本发明涉及一种三齿不等齿距立铣刀，包括刃部及柄部。所述刃部包括螺旋切削刃和端刃。由于不等齿距立铣刀齿间角不等，刀具结构存在偏心，抑制了刀具的使用性能，从而达不到要求的表面质量。所述三齿不等齿距立铣刀每条螺旋切削刃第一后角和第二后角皆不相等，可以优化不等齿距立铣刀刀具结构，改善刀具端面偏心问题。保证转子旋转时的惯性主轴和回转轴相一致，优化由于质量偏心而产生的离心惯性力和惯性力偶矩，使转子的惯性力系达到平衡。从而提高刀具加工零部件的表面质量和尺寸精度，提高刀具的使用寿命。

Description

一种不等齿变后角立铣刀
技术领域
本发明涉及一种加工淬硬刚模具不等齿立铣刀，属于铣刀领域。
背景技术
随着数控加工中心的逐渐普及，切削加工正在向高效、高精度、绿色生产方向不断发展。淬硬刚材料等各种难加工材料的应用，对刀具的高速切削性能提出了更高的要求。传统的等齿距立铣刀由于齿间角相等，铣削力是以转过一个齿距的时间为周期的周期函数，在频域内铣削力谱线全部等间隔集中排在特定频率上，由于其激振能量高度集中，因此容易激起加工系统产生谐振。采用不等齿距分布刀齿，则可改变切削力波形，各刀齿的铣削力波形不再保持一致。即分散了激振能量，这样就减弱了工艺系统的振动、能有效地抑制颤振，提高被加工表面质量。但由于不等齿距立铣刀齿间角不等，刀具结构存在偏心，抑制了刀具的使用性能而达不到要求的表面质量。因此有必要优化不等齿距立铣刀偏心而导致加工过程中振动的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决不等齿距立铣刀由于偏心引起的不平衡量，从而抑制了刀具的使用性能而达不到要求的表面质量。通过使每条切削刃的第一后角和第二后角不等，调节端面偏心，减小刀具振动。不但可以提高刀具的使用寿命，还能提高工件的加工精度和表面质量。
本发明技术方案如下：
所述不等齿距立铣刀包括刃部及柄部，刃部包括螺旋切削刃和端刃。不等齿距立铣刀每条螺旋切削刃第一后角和第二后角皆不相等。
所述不等齿距立铣刀为3齿刀刃，螺旋角为45°，前角为12°，铣刀齿间距分别为118°、120°、122°。
所述不等齿距立铣刀选用YT30硬质合金刀具材料。
所述不等齿距立铣刀外径为16mm，芯厚为8mm，槽张角为100°，中心凹槽半径为0.5mm。
所述不等齿距立铣刀径向截面槽形曲线由一段直线和三段圆弧组成，其尺寸分别为1.2mm的直线，三段相切圆弧半径分别为2.5mm、 3mm、6mm。
所述每个螺旋刀刃的第一后角和第二后角不等，每个螺旋刀刃的第一后角和第二后角分别为14°和18°、11°和17°、18°和22°。
本发明的有益效果为：本发明适用于不等齿距立铣刀高速铣削时由于质量偏心引起的加工质量差等一系列问题。通过每条切削刃的第一后角和第二后角不等，优化不等齿距立铣刀端面偏心的问题。在一定程度上减小不平衡量，提高加工精度和加工质量。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图
图2为本发明不等齿距立铣刀第一后角和第二后角相等时径向截面槽形曲线示意图
图3为本发明不等齿距立铣刀各切削刃第一后角和第二后角不相等时示意图
图面标号说明：刃部1、柄部2、切削刃3、端刃4、第一后刀面5、第二后刀面6、中心凹槽7、切削刃8、切削刃9、切削刃10
具体实施方式
如图1所述的立铣刀，包括刃部1和柄部2，所述刃部包括螺旋切削刃3和端刃4。其中的第一后刀面5和第二后刀面6置于螺旋切削刃上，其余两条切削刃上分别置于与此不等的第一后刀面和第二后刀面。中心凹槽7位于三条端刃交线中心处。所述每个螺旋刀刃的第一后角和第二后角分别为14°和18°、11°和17°、18°和22°。
如图2所述不等齿距立铣刀，刀头槽型曲线由一段直线和三段圆弧组成，其中第二段圆弧R2与芯厚Wt相切。其直线尺寸L为1.2mm，三段相切圆弧半径分别对应圆弧R1为2.5mm、圆弧R2为3mm、圆弧 R3为6mm。铣刀齿间角θ1为118°、齿间角θ2为120°、齿间角θ3为122°。其中刀具前角γ0为12°，中心凹槽半径r为0.5mm，刀具芯厚Wt直径为8mm，槽张角γ为100°。
如图2所述不等齿距立铣刀，三条切削刃第一后角α1皆为11°、第二后角α2皆为17°。通过测量质心得出X＝-0.0302mm，Y＝0.0388mm，从而得出偏心量Z＝0.049mm。
如图3所述不等齿距立铣刀，其中切削刃8第一后角β1为11°、第二后角β2为17°，切削刃9第一后角β3为14°、第二后角β4为18°，切削刃10第一后角β5为18°、第二后角β6为22°。通过测量质心得出X＝-0.0135mm，Y＝0.0092mm，从而得出偏心量Z＝0.016mm。优化过后的质心点位置明显优于各条切削刃第一后角和第二后角皆相等的情况，从而改善由于不等齿距立铣刀结构偏心的问题，提高了加工淬硬刚材料的工作效率。
本发明适合用不等齿距立铣刀高速铣削台阶面、沟槽等，通过3组不等的第一后角和第二后角，优化了由于不等齿距带来的质量偏心而产生的离心惯性力和惯性力偶矩，使转子的惯性力系达到平衡，一定程度上减小不平衡量引起的加工质量和加工精度等问题。从而延长刀具寿命，提高加工效率。

Claims (7)

1.一种铣刀，包括刃部及柄部，所述刃部包括螺旋切削刃和端刃，其特征在于：所述三齿不等齿距立铣刀每条螺旋切削刃第一后角和第二后角皆不相等。
2.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于：所述铣刀为3齿刀刃，螺旋角为45°，前角为12°。
3.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于：所述铣刀外径为16mm，芯厚为8mm，槽张角为100°。
4.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于：所述铣刀中心凹槽半径为0.5mm。
5.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于：所述不等齿距立铣刀径向截面槽形曲线由一段直线和三段圆弧组成，其尺寸分别为1.2mm的直线，三段相切圆弧半径分别为2.5mm、3mm、6mm。
6.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于：所述铣刀齿间距分别为118°、120°、122°。
7.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于：所述每个螺旋刀刃的第一后角和第二后角不等，每个螺旋刀刃的第一后角和第二后角分别为14°和18°、11°和17°、18°和22°。
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