CN210387714U - 一种双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具，其包括刀具本体、弹簧垫片、轴向推力轴承、轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置、径向或轴向进给量调整螺母。所述的刀具本体包括刃部、颈部和柄部，其中刃部为圆锥刃立铣刀结构。刃部包括主切削刃和圆弧形转接切削刃，本实用新型提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具在保证了不损伤非化铣边缘的其他表面的前提下，极大地提高了铝合金蒙皮化铣边缘加工的效率、降低了操作者的劳动强度及加工操作的危险性，同时，也降低铝合金蒙皮化铣边缘加工的成本及其制造周期。

Description

一种双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具

技术领域

本实用新型属于机械加工的技术领域，具体涉及一种双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具。

背景技术

虽然飞机蒙皮镜像铣削技术已经广泛地被应用在国外先进的飞机制造业，但是，由于与机械加工方法相比具有生产效率高、变形小、适应性强等不可替代的优势，因此，传统的化学铣切工艺还仍然保留在飞机制造业。目前，国内还是采用传统的化学铣切工艺(简称化铣)，按照设计要求，化铣后其边缘法剖面上的形状应为一条直线，但是，由于化铣时腐蚀溶液的均匀性和稳定性难以控制，因而造成了蒙皮化铣后其边缘的结构尺寸达不到飞机蒙皮设计的技术要求，需要对蒙皮化铣后的边缘进行手工处理。由于没有合理的处理方法及工具，因此，存在蒙皮化铣后边缘处理难度大、效率低、质量差等问题，尤其是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘的加工，很难满足飞机蒙皮化铣的技术要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具，以解决现有技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案为：

一种双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具包括刀具本体、弹簧垫片10、轴向推力轴承11、轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12、径向或轴向进给量调整螺母13。

其中，所述的轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12除与蒙皮化铣后的边缘2相接触的一面是由圆柱面和圆锥面组成，其余5个面均为平面，且圆锥面与圆柱面的轴线重合；在轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12的底面设置有一通孔，该通孔为由2个圆柱面组成的台阶孔，靠近刃部9的端面的大孔直径大于相邻的小孔的直径。

所述的刀具本体包括刃部9、颈部和柄部14，其中刃部9为圆锥刃立铣刀结构；颈部包括与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12相配合的部分和与径向或轴向进给量调整螺母13相配合的部分，柄部14设置于颈部后端。

所述的弹簧垫片10、轴向推力轴承11依次设置于刀具本体的颈部的与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12相配合的部分前端，共同容纳于轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12的大孔中，刀具本体的颈部的与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12相配合的部分后端容纳于小孔中，所述的弹簧垫片10用于消除刀具本体与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12之间轴向间隙，轴向推力轴承11用于提高刀具本体与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12之间的动配合效果；径向或轴向进给量调整螺母13设置有两个，与刀具本体的颈部的与径向或轴向进给量调整螺母13相配合的部分螺纹连接，用于固定双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的各部件，并且使刃部9的端面至蒙皮化铣后的表面1具有保护距离15。

刃部9包括主切削刃和圆弧形转接切削刃，主切削刃的切削刃数量为16～24个，螺旋角为0°～5°，前角为0°，后角为40°～75°，主切削刃与刀具端部之间带有半径0.2～0.4mm的圆弧形转接切削刃，圆弧形转接切削刃的后角为10°～12°。

本实用新型的效果和益处是：

由于该双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工的设计巧妙，且通过系统的切削试验优化了该加工方法及其加工工具的结构参数，如将铝合金蒙皮化铣边缘加工工具上的刀具的主切削刃与刀具端部之间带有0.2～0.4mm的圆弧形转接切削刃，主切削刃应设计为具有0°～5°螺旋角的右旋右切或左旋左切刃等，因此，在保证了不损伤非化铣边缘的其他表面的前提下，极大地提高了铝合金蒙皮化铣边缘加工的效率、降低了操作者的劳动强度及加工操作的危险性，同时，也降低铝合金蒙皮化铣边缘加工的成本及其制造周期。

附图说明

图1是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘的设计结构。

图2是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘的实际加工所出现的第一种结构。

图3是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘的实际加工所出现的第二种结构。

图4是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘的实际加工所出现的第三种结构。

图5是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工示意图。

图6是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的主视图。

图7是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的左视图。

图8是本实用新型实施例中提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的弹簧垫片的主视图。

图9是本实用新型实施例中提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的弹簧垫片的左视图。

图10是本实用新型实施例中提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的刃部的主视图。

图11是本实用新型实施例中提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的刃部的左视图。

图12是图10中Ⅰ处的放大图。

图13是本实用新型实施例中提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的径向或轴向进给量调整螺母的主视图。

图14是本实用新型实施例中提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的径向或轴向进给量调整螺母的左视图。

图15是本实用新型实施例中提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置的主剖视图。

图16是本实用新型实施例中提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置的左视图。

图中：1蒙皮化铣后的表面；2蒙皮化铣后的边缘；3未化铣后的蒙皮部分；4蒙皮化铣后的呈现凹形的边缘；5蒙皮化铣后的呈现凸形的边缘；6蒙皮化铣后的呈现凹凸不均匀形状的边缘；7双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具；8被加工的率铝合金蒙皮化铣边缘；9刃部；10弹簧垫片；11轴向推力轴承；12轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置；13径向或轴向进给量调整螺母；14柄部；15保护距离；16圆柱面半径。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本实用新型的具体实施方式。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本实用新型的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本实用新型的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图6是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的主视图。参见图6，双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具包括刀具本体、弹簧垫片10、轴向推力轴承11、轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12、径向或轴向进给量调整螺母13。

在本实施例中，轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12除与蒙皮化铣后的边缘2相接触的一面是由圆柱面和圆锥面组成，且圆锥面与圆柱面的轴线重合，其余5个面均为平面；在轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12的底面设置有一通孔，该通孔为由2个圆柱面组成的台阶孔，靠近刃部9的端面的大孔直径大于相邻的小孔的直径。

刀具本体包括刃部9、颈部和柄部14，其中刃部9为圆锥刃立铣刀结构；颈部包括与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12相配合的部分和与径向或轴向进给量调整螺母13相配合的部分，柄部14设置于颈部后端。

弹簧垫片10、轴向推力轴承11依次设置于刀具本体的颈部的与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12相配合的部分前端，共同容纳于轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12的大孔中，刀具本体的颈部的与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12相配合的部分后端容纳于小孔中，弹簧垫片10用于消除刀具本体与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12之间轴向间隙，轴向推力轴承11用于提高刀具本体与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12之间的动配合效果，径向或轴向进给量调整螺母13设置有两个，与刀具本体的颈部的与径向或轴向进给量调整螺母13相配合的部分螺纹连接，用于固定双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具各部件，并且使刃部9的端面至蒙皮化铣后的表面1具有保护距离15，以免在蒙皮化铣边缘加工时伤及蒙皮化铣后的表面。

刃部9包括主切削刃和圆弧形转接切削刃，主切削刃的切削刃数量为16～24个，螺旋角为0°～5°，前角为0°，后角为40°～75°，主切削刃与刀具端部之间带有半径0.2～0.4mm的圆弧形转接切削刃，圆弧形转接切削刃的后角为10°～12°，圆弧形转接切削刃螺旋角、前角参数与主切削刃相同。

实施例

本实施例是加工化铣边缘法剖面线与化铣表面夹角为45°的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘的加工。所采用工具的结构及主要尺寸如图8至图16所示。该工具刃部切削刃的数量为20，以下详述该工具的其他技术要求。

图15和图16分别是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置的主视图和左视图，轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12除与蒙皮化铣后的边缘2相接触的一面是由圆柱面和圆锥面组成，其余5个面均为平面，这6个面组成了一个近似的长方体，且圆锥面与圆柱面的轴线重合，轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12的长度L1为40mm、宽度W1为30mm、高度H1(沿刀具轴线方向)为25mm，轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12与蒙皮化铣后的边缘2相接触的圆柱面半径16为400mm，圆锥面的锥度半角δ1为45°。在轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12的底面(即在刀具装配孔轴线方向靠近圆锥面的面)制一通孔，该通孔为由2个圆柱面组成的台阶孔，靠近刃部9的端面的孔直径为

长度L2为15mm，另一个小圆柱面的直径为

长度为10mm，如图15所示的轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置的主剖视图中，圆锥面与底面相交处到轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12的端面圆柱面通孔轴线的距离d1为2.3±0.1mm。

图8和图9分别是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的弹簧垫片的主视图和左视图。弹簧垫片10的外径D1为

内径D2为

宽度W2为2mm，在弹簧垫片上开一个宽度W3为1mm且与其端面成夹角δ2为45°的缝隙。

图10是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的刃部(为圆锥刃立铣刀结构)的主视图。刀具刃部9的外径D3为

端面直径D4为

长度L4为8mm、切削刃与其端面的夹角δ3为45°，刀具的颈部为与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12配合且直径D5为

长度为16mm和与径向或轴向进给量调整螺母13配合且直径D6为M8、长度L3为11mm两个部分组成，刀具柄部14直径D7为

长度为15mm，刀具总长L5为50mm，其中刃部9与颈部的总长度L6为35mm。其中主切削刃的数量为18～25，螺旋角为0°，前角为0°，后角为40°～75°。

图11是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的刃部(为圆锥刃立铣刀结构)的左视图，在本实施例中，刀具的刃部9的切削刃数量为20。

图12是图10中Ⅰ处的放大图，刀具的刃部9端面向内磨制向心角δ4为1～3°凹形圆锥面，且在刀具的主切削刃与刀具端部之间制有半径r为0.3mm的圆弧形转接切削刃，且其后角为10°～12°。

图13、图14分别是双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的径向或轴向进给量调整螺母的主视图和左视图，在本实施例中，径向或轴向进给量调整螺母13的外径D8为

内径D9为M8×1、宽度W4为4mm。

装配双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具时，将弹簧垫片10、轴向推力轴承11、轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置12从刀具的柄部14安装到刀具本体上，然后，再通过径向或轴向进给量调整螺母13(2个)将其固定，并保证化铣边缘加工工具刃部9的端面到蒙皮化铣后的表面具有一个保护距离15，以免在蒙皮化铣边缘加工时伤及蒙皮化铣后的表面。

本实用新型提供的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具主要技术要求如下：

(1)该工具进行铝合金蒙皮化铣边缘加工时，应保证不损伤非化铣边缘的其他表面。

(2)该工具可以通过2个径向或轴向进给量调整螺母13实现轴向和径向切削用量的调整。

(3)该工具的刃部9的端面的直径应不大于8mm。

(4)切削刃数量Z＝16～24。

(5)工具上的刀具的主切削刃与刀具端部之间带有0.2～0.4mm的圆弧形转接切削刃，主切削刃应设计为具有0°～5°螺旋角的右旋右切或左旋左切刃。

(6)该工具进行铝合金蒙皮化铣边缘加工时，应保证切削的平稳性与可操控性。

该高效双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工程序是，首先，调整好工具具有轴向和径向切削用量(轴向切削用量实际是负值0.03～0.1mm，以保护化铣后的蒙皮表面)，其次，将工具轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置以化铣后蒙皮的表面定位，最后，即可开始铝合金蒙皮化铣边缘的加工。

该实施例在实际双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘的加工过程中，加工效率比传统的手工打磨等方法提高至少3～5倍，而且，还提高了化铣边缘的加工精度与表面粗糙度，更好地满足双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘的设计要求。

以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本实用新型的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本实用新型限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本实用新型的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本实用新型的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (1)

1.一种双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具，其特征在于，所述的双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具包括刀具本体、弹簧垫片(10)、轴向推力轴承(11)、轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)、径向或轴向进给量调整螺母(13)；其中，

所述的轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)除与蒙皮化铣后的边缘(2)相接触的一面是由圆柱面和圆锥面组成，其余5个面均为平面，且圆锥面与圆柱面的轴线重合；在轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)的底面设置有一通孔，该通孔为由2个圆柱面组成的台阶孔，靠近刃部(9)的端面的大孔的直径大于相邻的小孔的直径；

所述的刀具本体包括刃部(9)、颈部和柄部(14)，其中刃部(9)为圆锥刃立铣刀结构；颈部包括与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)相配合的部分和与径向或轴向进给量调整螺母(13)相配合的部分，柄部(14)设置于颈部后端；

所述的弹簧垫片(10)、轴向推力轴承(11)依次设置于刀具本体的颈部的与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)相配合的部分前端，共同容纳于轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)的大孔中，刀具本体的颈部的与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)相配合的部分后端容纳于小孔中；所述的弹簧垫片(10)用于消除刀具本体与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)之间轴向间隙，轴向推力轴承(11)用于提高刀具本体与轴向定位及化铣表面保护及工具定位装置(12)之间的动配合效果；

所述的径向或轴向进给量调整螺母(13)设置有两个，与刀具本体的颈部的与径向或轴向进给量调整螺母(13)相配合的部分螺纹连接，用于固定双向小曲率铝合金蒙皮化铣边缘加工工具的各部件，并且使刃部(9)的端面至蒙皮化铣后的表面(1)具有保护距离(15)；

所述的刃部(9)包括主切削刃和圆弧形转接切削刃，主切削刃的切削刃数量为16～24个，螺旋角为0°～5°，前角为0°，后角为40°～75°，主切削刃与刀具端部之间带有半径0.2～0.4mm的圆弧形转接切削刃，圆弧形转接切削刃的后角为10°～12°。

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