CN207086999U - 加工铝合金用整体合金高速铣刀 - Google Patents

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李阳
陈振琪
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Abstract

本实用新型一种加工铝合金用整体合金高速铣刀的结构,包括刀柄和切削部,切削部为对称设计的两齿结构,每一个刀齿沿端面设置有端齿,沿外周设置有周齿,端齿与周齿的连接处为刀尖,两周齿之间为导屑槽。本实用新型的有益效果是,解决了现有铣刀中存在的不能实现铝合金材料高速高进给加工的问题。该高速铣刀进行了减振设计、变径槽形、刃口刃形设计、刀尖螺旋gashing设计及表面光洁度处理,使其可满足铝合金零件加工转速超过20000rpm、进给10m/min的使用要求,能够进行铝合金薄壁整体件大余量切削,高速大进给小切深,低切削力热变形小,易获得高效率、高质量、高稳定性的效果,在飞机结构件、薄壁件铣削中广泛应用。

Description

加工铝合金用整体合金高速铣刀
技术领域
本实用新型属于金属切削加工技术领域,涉及加工铝合金用整体合金高速铣刀。
背景技术
随着国防建设的加强,航空型号工程的增多,铝合金材料由于具有轻质、高强度、抗疲劳、耐腐蚀等众多优点,被大量应用于飞机、导弹、卫星、运载火箭等大型结构及整体结构件上,特别是波音飞机铝合金材料比重达到 80%,其它飞机铝合金材料比重达到50%左右,在被使用的众多铝合金材料中,7050、7075应用最为广泛。
但是,该类材料强度高、硬度相对高、加工难度相对较大等特点,在切削加工过程中,因切削温度高、刀具易磨损、残余应力大,普通切削工具难以满足加工需求,目前我国主机厂使用的加工铝合金材料的高速刀具主要依赖进口,进口刀具的价格是国内同类产品的3~4倍,甚至十几倍。各主机厂在实施进口刀具国产化过程中,迫切需要加工铝合金用整体硬质合金高速铣刀系列实现国产化。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供加工铝合金用整体合金高速铣刀,解决了现有铣刀中存在的不能实现铝合金材料高速高进给加工的问题。
本实用新型所采用的技术方案是,一种加工铝合金用整体合金高速铣刀,包括刀柄和切削部,切削部为对称设计的两齿结构,每一个刀齿沿端面设置有端齿,沿外周设置有周齿,端齿与周齿的连接处为刀尖,两周齿之间为导屑槽。
本实用新型的特征还在于,
其中刀尖设置有15°的刀尖第一后角和20°的刀尖第二后角,刀尖与铣刀端面的侧隙为4°,刀尖与端齿设有0.5mm的修光刃,在刀尖的圆角处设有 0.5×5°的螺旋gashing。
其中端齿设置有10°的端齿前角,端齿设置有15°的端齿第一后角、20°的端齿第二后角和35°的端齿第三后角。
其中周齿沿外周的螺旋线分布,周齿的螺旋角为30°,周齿尾部设有回转面。
其中周齿靠近刀尖处的周齿径向后角为15°,周齿中部的周前角为15°,周齿中部的周齿法向后角为15°,两个周齿之间的导屑槽的槽角为105°。
其中两端齿之间的端齿槽角为100°。
其中刀柄为直形柄。
其中刀柄与切削部通过圆弧连接。
其中切削部各部分的径向、斜向及端面跳动为0.01,端齿、周齿和刀尖后刀面设置有0.08×1.5°的减振刃带。
其中切削部的刃径为3~20mm,芯径为1.8~10mm,悬长直径为 2.6~19mm,悬长为11~60mm。
本实用新型的有益效果是,解决了现有铣刀中存在的不能实现铝合金材料高速高进给加工的问题。该高速铣刀进行了平衡安全设计、减振设计、变径槽形、刃口刃形设计、刀尖螺旋gashing设计以及表面光洁度处理,使其可满足铝合金零件加工转速超过20000rpm、进给10m/min的使用要求,能够进行铝合金薄壁整体件大余量切削,高速大进给小切深,低切削力热变形小,易获得高效率、高质量、高稳定性的效果,在飞机结构件、薄壁件铣削中广泛应用。
附图说明
图1是本实用新型加工铝合金用整体合金高速铣刀的主视图;
图2是本实用新型加工铝合金用整体合金高速铣刀的左视图;
图3是本实用新型加工铝合金用整体合金高速铣刀中刀尖的局部放大图;
图4是图1的A-A剖视图;
图5是图1的B-B剖视图;
图6是图1的C-C剖视图;
图7是图2的D-D剖视图。
图中,1.刀柄,2.切削部,3.刀尖,4.端齿,5.周齿,6.刀尖第一后角, 7.刀尖第二后角,8.侧隙,9.螺旋角,10.周齿径向后角,11.周前角,12.周齿法向后角,13.槽角,14.端齿前角,15.端齿第一后角,16.端齿第二后角,17. 端齿第三后角,18.芯径,19.端齿槽角。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型加工铝合金用整体合金高速铣刀的主视图和左视图,如图1 和2所示,包括刀柄1和切削部2,切削部2为对称设计的两齿结构,平衡等级为G2.5,每一个刀齿沿端面设置有端齿4,沿外周设置有周齿5,端齿 4与周齿5的连接处为刀尖3,两周齿5之间为导屑槽。刀柄1为直形柄。刀柄1与切削部2通过圆弧连接。切削部2各部分的径向、斜向及端面跳动为0.01,端齿4、周齿5和刀尖3后刀面设置有0.08×1.5°的减振刃带。切削部2的刃径为3~20mm,芯径18为1.8~10mm,悬长直径为2.6~19mm,悬长为11~60mm。
本实用新型加工铝合金用整体合金高速铣刀的刀尖的局部放大图,如图 3所示,刀尖3设置有15°的刀尖第一后角6和20°的刀尖第二后角7,刀尖 3与铣刀端面的侧隙8为4°,刀尖3与端齿4设有0.5mm的修光刃,刀尖3 与端齿4设有0.5°~5°的圆角,在刀尖3的圆角处设有0.5×5°的螺旋gashing。
本实用新型加工铝合金用整体合金高速铣刀图1的A-A、B-B和C-C的剖视图,如图4、5和6所示,周齿5沿外周的螺旋线分布,周齿5的螺旋角9为30°,周齿5尾部设有回转面。周齿5靠近刀尖3处的周齿径向后角 10为15°,周齿5中部的周前角11为15°,周齿5中部的周齿法向后角12 为15°,两个周齿5之间的导屑槽的槽角13为105°。两端齿4之间的端齿槽角19为100°。
本实用新型加工铝合金用整体合金高速铣刀图2的D-D剖视图,如图7 所示,端齿4设置有10°的端齿前角14,端齿4设置有15°的端齿第一后角 15、20°的端齿第二后角16和35°的端齿第三后角17。
其使用方法为,将该铣刀的刀柄1与铣床主轴相连,进行对铝合金材料相关零部件加工。
按以上参数制备高速铣刀Φ16R2,经多次试验,续切削时间为20min,共走刀116m,去除量37000cm3,刀尖磨损宽度为0.012mm,切削过程中,切削参数逐渐增大(转速22000r/min,走刀速度11000mm/min),切削过程平稳,切屑呈螺旋状,排屑顺畅,刀具无异常,在走刀结束后,刀具可继续使用。与现有刀具相比,高速铣刀切削速度高,加工效率高,切削轻快,使用寿命长,刀具不易产生崩豁。
该铣刀的两齿结构的设计,是刀具具有足够的容屑空间,能够避免因积屑而发生的打刀现象。
刀尖后角采取双重后角,即刀尖第一后角为15°和刀尖第二后角为20°,利于高速切削,同时提高了刀具寿命。
刀齿尾端的圆角设计及刀柄1与切削部2之间通过圆弧转接,有利于消除应力集中,且圆弧处及颈部的跳动为0.01,有利于保持平衡。
高速铣刀各部分的径向、斜向跳动及端面跳动为0.01,倒锥度为0.01,满足了高速切削对平衡性的要求,同时能够提供被加工零件的表面质量。
周齿5、端齿4及刀尖3后刀面的减振刃带的设计,保护刃口及获得较好的工件表面质量;刀尖3圆角处的螺旋gashing的设计,加强刀尖强度,防止刀尖3发生崩刃。
另外,该铣刀的工作部分光洁度的处理,能够提高产品的精度。
该铣刀的切削速度能够达到900~1400m/min,每齿进给量能够达到 0.1~0.25mm/Z,铣削宽度能够达到D-2R-(3~4)mm,铣削深度能够达到5mm。
本实用新型加工铝合金用整体合金高速铣刀,解决了现有铣刀中存在的不能实现铝合金材料高速高进给加工的问题。该高速铣刀进行了平衡安全设计、减振设计、变径槽形、刃口刃形设计、刀尖螺旋gashing设计以及表面光洁度处理,使其可满足铝合金零件加工转速超过20000rpm、进给10m/min 的使用要求,能够进行铝合金薄壁整体件大余量切削,高速大进给小切深,低切削力热变形小,易获得高效率、高质量、高稳定性的效果,在飞机结构件、薄壁件铣削中广泛应用。

Claims (10)

1.一种加工铝合金用整体合金高速铣刀,包括刀柄(1)和切削部(2),其特征在于,所述切削部(2)为对称设计的两齿结构,每一个刀齿沿端面设置有端齿(4),沿外周设置有周齿(5),端齿(4)与周齿(5)的连接处为刀尖(3),两周齿(5)之间为导屑槽。
2.根据权利要求1所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述刀尖(3)设置有15°的刀尖第一后角(6)和20°的刀尖第二后角(7),刀尖(3)与铣刀端面的侧隙(8)为4°,刀尖(3)与端齿(4)设有0.5mm的修光刃,在刀尖(3)的圆角处设有0.5~2×5°的螺旋gashing。
3.根据权利要求2所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述端齿(4)设置有10°的端齿前角(14),端齿(4)设置有15°的端齿第一后角(15)、20°的端齿第二后角(16)和35°的端齿第三后角(17)。
4.根据权利要求3所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述周齿(5)沿外周的螺旋线分布,周齿(5)的螺旋角(9)为30°,周齿(5)尾部设有圆角回转面。
5.根据权利要求4所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述周齿(5)靠近刀尖(3)处的周齿径向后角(10)为15°,周齿(5)中部的周前角(11)为15°,周齿(5)中部的周齿法向后角(12)为15°,两个周齿(5)之间的导屑槽的槽角(13)为105°。
6.根据权利要求5所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述两端齿(4)之间的端齿槽角(19)为100°。
7.根据权利要求5所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述刀柄(1)为直形柄。
8.根据权利要求5所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述刀柄(1)与切削部(2)通过圆弧连接。
9.根据权利要求5所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述切削部(2)各部分的径向、斜向及端面跳动为0.01,端齿(4)、周齿(5)和刀尖(3)后刀面设置有0.08×1.5°的减振刃带。
10.根据权利要求9所述的加工铝合金用整体合金高速铣刀,其特征在于,所述切削部(2)的刃径为3~20mm,芯径(18)为1.8~10mm,悬长直径为2.6~19mm,悬长为11~60mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108581629A (zh) * 2018-04-28 2018-09-28 重庆长安汽车股份有限公司 一种排屑刀具
CN113333837A (zh) * 2020-09-07 2021-09-03 厦门金鹭特种合金有限公司 一种高效整体立铣刀

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