CN205237167U - 金属切削铣刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了金属切削铣刀，其包括刀柄和设置在刀柄的端部、且与刀柄一体成型的切削部分；切削部分包括切削本体和若干设置在切削本体上由切削本体顶端至刀柄方向延伸、且沿刀柄中轴线C旋转呈伞状的成形切削刃；成形切削刃沿切削部分顶端至刀柄方向布局有每处宽度均相等的刃口部和与刃口部处的刀尖连接的后刀面；刃口部上所有任一点处的前角γ均相等。由于本方案的刃口部在成形切削刃上的宽度设计成处处相等，同时述刃口部上所有任一点处的前角γ均相等，能够使刃口部依次切削，刃口部受力无突变点且刃口部每处的受力均相等。

Description

金属切削铣刀

技术领域

本实用新型涉及机械加工和粉末冶金领域，具体涉及民用蒸汽轮机或燃气轮机叶片叶根或转子轮槽装夹位的半精铣与精铣用的金属切削铣刀。

背景技术

在工业应用中，燃气轮机因体积小、重量轻、启动快、安装快，用水少或不用水，能使用多种液体和气体燃料，其主要应用于大型火力发电厂、原子能发电站中，目前全世界大约80%的发电厂都使用蒸汽轮机，以及大中型民用船舶。而叶片是蒸汽轮机或燃气轮机的关键零件之一，它在高温条件下高速旋转，承受离心力、气动力等循环交变载荷与动载荷作用，它的工作状态、工作环境、结构行为十分复杂，容易产生振动，叶片的损害事故中，绝大部分是由于振动引起的，因此在铣加工时提高叶片叶根装夹位的外形精度和表面质量是十分必要的。目前对蒸汽轮机或燃气轮机的叶片进行加工的铣刀由于其切削部位的尺寸设计不合理，在进行铣加工时铣刀每处的受力不均匀，致使加工出来的叶片每处的精度不一致，承受的外力不均匀。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的金属切削铣刀将刃口部在成形切削刃上的宽度处处相等，从而保证了被加工产品的加工精度。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种金属切削铣刀，其包括刀柄和设置在刀柄的端部、且与刀柄一体成型的切削部分；切削部分包括切削本体和若干设置在切削本体上由切削本体顶端至刀柄方向延伸、且沿刀柄中轴线C旋转呈伞状的成形切削刃；成形切削刃沿切削部分顶端至刀柄方向布局有每处宽度均相等的刃口部和与刃口部处的刀尖连接的后刀面；刃口部上所有任一点处的前角γ均相等。

根据一个特定应用，成形切削刃呈螺旋形。

在本实用新型的一个实施例中，成形切削刃还包括与刃口部远离刀尖的侧边连接的前支撑壁和与后刀面远离刀尖的侧边连接的后支撑壁。

根据本实用新型的一个优选实施例，后刀面包括与刀尖连接、且向着切削本体方向延伸的第一后刀面和与第一后刀面连接、且向着切削本体方向延伸的第二后刀面；第一后刀面与第二后刀面相交。

在本实用新型的一个优选应用中，第一后刀面与切削平面之间的第一后角δ的取值为5°<δ<11°；第二后刀面与切削平面之间的第二后角ε的取值为20°<ε<30°。

优选地，相邻的成形切削刃之间的腔体形成用于断削的卷屑槽。

实施时进一步优选前支撑壁邻近刃口部的侧边与刃口部远离刀尖的侧边之间还设置有一连接面。

在本实用新型的一个优选应用中，每个成形切削刃与刀柄之间均设置有退刀槽。

在本实用新型的一个实施例中，当金属切削铣刀用于精加工时，前角γ为正前角。

在本实用新型的另一个实施例中，当金属切削铣刀用于半精加工时，前角γ为负前角。

本实用新型的有益效果为：由于本方案的刃口部在成形切削刃上的宽度设计成处处相等，同时刃口部上所有任一点处的前角γ均相等，刃口部设计成切削参数一致，铣刀在旋转铣加工时，能够使刃口部依次切削，刃口部受力无突变点且刃口部每处的受力均相等，从而使被加工产品每处加工的一致性好，大幅度地提高了被铣加工产品的精度。

附图说明

图1为金属切削铣刀的立体图。

图2为金属切削铣刀一个视角的侧视图。

图3为金属切削铣刀另一个视角的侧视图。

图4为沿图3中线A-A方向的剖视图。

图5为沿图3中线B-B方向的剖视图。

图6为图5中A部一个实施例的放大图。

图7为图5中A部另一个实施例的放大图。

图8为金属切削铣刀的前角γ为正前角时的切削示意图。

其中，1、刀柄；11、倒角；12、T型槽；2、退刀槽；3、切削部分；31、成形切削刃；32、刃口部；33、凸起部；34、第二后刀面；35、卷屑槽；36、连接面；37、前支撑壁；38、后支撑壁；39、第一后刀面；310、刀尖；4、刃口部延伸面。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

参考图1，图1示出了金属切削铣刀的立体图；如图1所示，该金属切削铣刀包括刀柄1和设置在刀柄1的端部、且与刀柄1一体成型的切削部分3。其中，刀柄1在靠近其自由端处设置有至少一个T型槽12。铣削之前对铣刀进行装夹时，刀柄1装入刀套后，通过指头螺钉使刀柄1与刀套夹紧固定，T型槽12的主要作用在于给指头螺钉提供了一个平整的定位面，T型槽12的个数越多，铣刀安装时其定位越准确。

刀柄1的自由端优选设置有倒角11或者倒圆，设置倒角11或者倒圆后的刀柄1更容易装入刀套内，同时倒角11或者倒圆还可以避免刀柄1意外伤人。刀柄1整体可以采用圆柱形，且圆柱的表面可以根据要求磨削，便于刀柄1与刀套配合紧密，同时使成形切削刃31与刀柄1同心度更好，能使被加工产品的成形面精度更高。

如图1至图3所示，切削部分3包括切削本体和若干设置在切削本体上由切削本体顶端至刀柄1方向延伸、且沿刀柄1中轴线C旋转呈伞状的成形切削刃31；成形切削刃31沿切削部分3顶端至刀柄1方向布局有每处宽度均相等的刃口部32和与刃口部32处的刀尖310连接的后刀面，刃口部32与后刀面之间的交点形成刀尖310。

在本实用新型的一个实施例中，刃口部32的宽度W的取值范围可以为1mm<W<3mm。刃口部32是切削时直接受力部分，如果宽度W小于1mm，刃口强度不足，易蹦裂，造成铣刀寿命偏低；如果宽度W大于3mm，切削阻力大，铣刀振动大，被加工表面出现振纹，使被加工表面质量差，以及轮廓精度差，同时切削阻力大后，切削点温度更高，会降低铣刀使用寿命。

如图5至图7所示，刃口部32上所有任一点处的前角γ均相等，即以刃口部32上任一点与切削部分3轴心点B之间的连线作为半径画圆，该圆过上述的刃口部32上任一点形成的切线与刃口部延伸面4之间形成一前角γ，刃口部32上所有的点以上述方式形成的所有前角γ的角度均相等。

如图1至图3所示，成形切削刃31由切削部分3的顶端向刀柄1方向由若干凸起部33和凹槽部交替组成，也即成形切削刃31由切削部分3的顶端向刀柄1方向大致呈波浪形。

为了便于产品的铣加工，优选成形切削刃31呈螺旋形，使用时可以根据机床主轴的旋转方向设置成成形切削刃31的旋向，即由切削本体顶端向刀柄1方向看呈顺时针螺旋或逆时针螺旋；成形切削刃31设置呈顺时针螺旋（具体参考图4和图5）仅针对机床主轴正转时使用，成形切削刃31设置呈逆时针螺旋时仅针对机床主轴反转时使用。由于拥有独特的螺旋刃，刃口部32依次切削时，能降低切削阻力，增加铣刀使用寿命。

此时，成形切削刃31的螺旋角为β°，优选25°<β<35°；β°角度的独特设置，使成形切削刃31在依次切削时，降低切削阻力，切削阻力小能提高轮廓精度，同时增加铣刀使用寿命。如果β°角度太小即小于25度，螺旋线的弯曲度不够，同一成形切削刃31上依次切削的效果较差或不能达到依次切削的效果；如果β°角度太大即大于35度，成形切削刃31的尾端会超过下一成形切削刃31的顶端，即通过沿刀柄1中轴线C的截面上成形切削刃31有重叠部分，同一时刻有较多的成形切削刃31受力，这样就不能达到降低切削阻力的作用。

如图3所示，成型切削刃上所有凸起部33的最高点的连线与刀柄1中轴线C之间形成一夹角α°，优选15°<α<25°。为了保证金属切削铣刀有较高的加工精度，优选切削本体由其顶部至刀柄1方向，其断面宽度逐渐变大，优选在切削本体的外表面上均布有四个或更多个螺旋成型切削刃。

α°角度是产品外形设计角度（既零件设计角度），包括齿形的旋转轮廓都是跟随产品外形决定的，这样设计可使受力面多，（类似多个T形结构从大到小依次叠加在一起）切削部分3做成伞状时，对于部分叶片根部也是伞状，结构上更结实。

如图6和图7所示，成形切削刃31还包括与刃口部32远离刀尖310的侧边连接的前支撑壁37和与后刀面远离刀尖310的侧边连接的后支撑壁38，前支撑壁37和后支撑壁38能有效容屑和排屑。同时去除不必要的部分使铣刀重量减轻，降低生产成本。后刀面包括与刀尖310连接、且向着切削本体方向延伸的第一后刀面39和与第一后刀面39连接、且向着切削本体方向延伸的第二后刀面34；第一后刀面39与第二后刀面34相交。

如图6和图7所示，第一后刀面39与切削平面之间的第一后角δ的取值为5°<δ<11°，第一后角δ的高度H1的取值范围可以为2mm<H1<4mm；第二后刀面34与切削平面之间的第二后角ε的取值为20°<ε<30°，第二后角ε的高度H2的取值范围可以为5mm<H2<10mm。

其中的第一后角δ<第二后角ε，H1<H2，这样设置的主要目的在于既能有效的支撑刃口的切削力、避免蹦刃，有效地避让后角与工件的干涉。

如图1至图3所示，相邻的成形切削刃31之间的腔体形成用于断削的卷屑槽35。卷屑槽35的设置，有利于铁屑卷曲，细小的铁屑更容易排出。前支撑壁37邻近刃口部32的侧边与刃口部32远离刀尖310的侧边之间还设置有一连接面36。每个成形切削刃31与刀柄1之间均设置有退刀槽2。退刀槽2作用在于磨削刀柄1和成形切削刃31时能有效避让。整个刀柄1都需要磨削，磨削时砂轮沿铣刀轴向往复运动，并且为了磨削精度，砂轮轴向行程都会超过刀柄1磨削面，而在靠近切削部分一端有成形切削刃31阻碍，如果没有退刀槽避让，高速旋转的砂轮碰到较大余量或者受力较大时，砂轮会碎裂飞溅伤人。

如图6和图8所示，当金属切削铣刀用于精加工时，前角γ为正前角（锐角）；正前角能使刃口更锋利，降低切削阻力，而等刃带宽度（刃口部32每处的宽度相等）和等正前角（刃口部32上所有任一点处的前角γ均相等），能使刃口部32依次切削时，刃口部32受力相同，同时使切削更平稳，提高了外形精度和被加工表面质量。

如图7所示，当金属切削铣刀用于半精加工时，前角γ为负前角（钝角）。对于半精加工而言，负前角能使刃口部32抗冲击能力增强，等刃带宽度（刃口部32每处的宽度相等）和等负前角（刃口部32上所有任一点处的前角γ均相等），刃口部32任意点半径的切线与刃口部32连接面36的夹角为钝角；能使刃口部32依次切削时，刃口部32切削参数一致，无受力突变点，刃口部32不易崩缺。

在本实用新型的一个实施例中，正前角的取值范围为78°<γ<85°；负前角的取值范围为93°<γ<100°。正前角的取值范围为78°<γ<85°对于精加工而言，余量较小，而且均匀，以及需要表面光洁度较高，选取角度在该取值范围内，刃口部32前角为正前角，在切削时刃口部32相对锋利，切削阻力较小，同时考虑刃口部32强度，角度不宜偏小，角度偏大则刃口部32相对较钝，阻力增加。

负前角的取值范围为93°<γ<100°，对于半精加工而言，余量较多或者不均，表面光洁度要求不高，选取角度在该取值范围内，刃口部32前角为负前角，即刃带为负倒棱，该前角结构能提高抗冲击能力，避免崩刃，提高铣刀使用寿命。角度不宜偏小，偏小后抗冲击能力降低，强度不够易崩刃，角度偏大则刃口部32相对更钝，阻力增加，铣刀会因阻力增加，铣刀切削点温度升高，较高的切削温度会改变铣刀材质特性，产生塑性变形等，影响铣刀寿命。

综上所述，由于本方案的刃口部32在成形切削刃31上的宽度设计成处处相等，同时述刃口部32上所有任一点处的前角γ均相等，能够使刃口部32依次切削，刃口部32受力无突变点且刃口部32每处的受力均相等。

Claims (10)

1.金属切削铣刀，包括刀柄和设置在所述刀柄的端部、且与所述刀柄一体成型的切削部分；其特征在于：所述切削部分包括切削本体和若干设置在所述切削本体上由切削本体顶端至刀柄方向延伸、且沿刀柄中轴线C旋转呈伞状的成形切削刃；所述成形切削刃沿切削部分顶端至刀柄方向布局有每处宽度均相等的刃口部和与所述刃口部处的刀尖连接的后刀面，所述刃口部上所有任一点处的前角γ均相等。

2.根据权利要求1所述的金属切削铣刀，其特征在于：所述成形切削刃呈螺旋形。

3.根据权利要求1所述的金属切削铣刀，其特征在于：所述成形切削刃还包括与所述刃口部远离所述刀尖的侧边连接的前支撑壁和与所述后刀面远离刀尖的侧边连接的后支撑壁。

4.根据权利要求1-3任一所述的金属切削铣刀，其特征在于：所述后刀面包括与所述刀尖连接、且向着切削本体方向延伸的第一后刀面和与所述第一后刀面连接、且向着切削本体方向延伸的第二后刀面；所述第一后刀面与第二后刀面相交。

5.根据权利要求4所述的金属切削铣刀，其特征在于：所述第一后刀面与切削平面之间的第一后角δ的取值为5°<δ<11°；所述第二后刀面与切削平面之间的第二后角ε的取值为20°<ε<30°。

6.根据权利要求1所述的金属切削铣刀，其特征在于：相邻的成形切削刃之间的腔体形成用于断削的卷屑槽。

7.根据权利要求3所述的金属切削铣刀，其特征在于：所述前支撑壁邻近所述刃口部的侧边与所述刃口部远离刀尖的侧边之间还设置有一连接面。

8.根据权利要求1、2、3、5、6或7所述的金属切削铣刀，其特征在于：每个所述成形切削刃与所述刀柄之间均设置有退刀槽。

9.根据权利要求8所述的金属切削铣刀，其特征在于：当所述金属切削铣刀用于精加工时，所述前角γ为正前角。

10.根据权利要求8所述的金属切削铣刀，其特征在于：当所述金属切削铣刀用于半精加工时，所述前角γ为负前角。