CN218253073U - 一种小直径电镀平行铣刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种小直径电镀平行铣刀,包括基体以及基体轴，还包括多个螺旋式磨削环；多个螺旋式磨削环以间隔排列方式沿基体轴的轴向开设在基体轴的外周面上，多个螺旋式磨削环的表面形成凹凸的网状结构，各个螺旋式磨削环上的各个凹面呈多头螺纹式分布，各个凹面均镀覆有金刚石，满足所选粒度号粒径的金刚石的出露量为大于0且小于或等于35％的金刚石粒径。螺旋式磨削环能够提高锋利度状态下的有效寿命；极好的冷却和快速排屑，可大大提高工效；金刚石工作面分布均匀；金刚石工作时受力承受点由一部分基体材料承担，金刚石受力脱落率下降，降低了对镀覆层的强度要求及对镀覆层与基体结合力的要求；产品高性能条件下的性价比大幅度提升。

Description

一种小直径电镀平行铣刀

技术领域

本实用新型涉及磨具技术领域，具体涉及一种小直径电镀平行铣刀。

背景技术

现有技术小直径电镀金刚石平行铣刀，在圆柱状基体表面镀覆一层金刚石，属于表镶金刚石保形磨具，由于电镀类金刚石磨具，一般只有单层金刚石(多层则保形功能随层次增多而降低)，有氧环境700℃左右金刚石就将会开始发生碳化现象，在冷却条件不佳的条件下，易出现金刚石尖角受磨削热影响加速磨耗钝化；金刚石浓度通常可达到体积浓度50％左右，金刚石多为近球体形的多面体，随着磨耗，其工作面积以平方级数增长，相对单粒工作压强降低，磨削能力减弱，磨削过程中的刻取需要的压强需要增大压力来解决，这大大增加了磨削负载，呈现出磨具钝化的特征并伴随着压力增大引发的一些负面影响，比如工件崩边甚至崩溃、磨削热加大等等。现有技术降低浓度的手段可以缓解涉及压强的问题，诸如混入细粒金刚石、掺入非金刚石颗粒，但难以保证金刚石分布的均匀性，以至于应用受到局限；小直径电镀铣刀，在主轴无内冷结构时，外冷的冷却效果受限大，效果难有突破。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种开槽电镀铣刀。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种小直径电镀平行铣刀，包括基体以及安装在所述基体前端的基体轴，还包括多个螺旋式磨削环；多个所述螺旋式磨削环以间隔排列方式沿所述基体轴的轴向开设在所述基体轴的外周面上，多个所述螺旋式磨削环的表面形成凹凸的网状结构，各个所述螺旋式磨削环上的各个凹面呈多头螺纹式分布，所述螺旋式磨削环的各个凹面均镀覆有金刚石。

本实用新型的有益效果是：螺旋式磨削环能够提升高锋利度状态下的有效寿命，极好的冷却和快速排屑，可大大提高工效，金刚石分布在工作面的凹面内，分布均匀，金刚石工作时受力承受点由一部分基体材料承担，金刚石受力脱落率下降，降低了对镀覆层的强度要求以及对镀覆层与基体结合力的要求，产品高性能条件下的性价比大幅度提升。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述金刚石通过电镀方式镀覆在凹面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：在开刃前，金刚石通过电镀方式镀覆在基体凹面内，选择金刚石完全被镀层覆盖住，以确保金刚石完全镶嵌在镀层中，再通过开刃方式去掉整个表面的少量镀覆层，又使金刚石重新出露出来，从而使金刚石有效的工作。

进一步，所述凹面的半径R与金刚石的粒径b的关系满足：b＜2*R；所述凹面的深度h与金刚石的粒径b的关系满足：0.2*b＜h≤0.4*b。优化值为h＝0.35*b。

采用上述进一步方案的有益效果是：使金刚石在镀覆时，能够较稳定的落在凹面上，形成有序排列的形态，使金刚石可更有效的工作。

进一步，各个所述凹面轴向上的螺旋升角为α，其中，45°＜α＜90°。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够使得凹面的螺纹呈轴向向上的螺纹效果，使基体凹面对金刚石构成受力支撑作用，金刚石受力脱落率下降，降低了对镀覆层的强度要求以及对镀覆层与基体结合力的要求，且能够根据需要实现调整金刚石浓度的效果。

进一步，轴向等高点的相邻凹面的轴线距离B的取值范围为：b＜B≤[(2*R/sinα)+(B₀/sinα)]，其中，b为金刚石的粒径，R为凹面的半径，α为轴向螺旋升角，B₀为相邻凹面在基体轴外圆面上的宽度。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够控制两条相邻轴向螺纹之间的距离，控制金刚石排布的密度(即浓度)，调整铣刀受力状态，适合不同设备、工况的产品磨削/铣加工。

进一步，所述基体轴的直径为Φ₁，镀覆有金刚石的基体轴的直径为Φ₂，Φ₁和Φ₂的关系满足：1.2*(Φ₁-2*h+2*b)≥Φ₂≥(Φ₁-2*h+2*b)，其中，h为凹面的深度，b为金刚石的粒径。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够限定初始基体轴的直径以及镀覆金刚石后整个基体轴的直径，以便消除掉镀覆中偏离凹面底部上较多的金刚石，确保工作面的金刚石浓度处于偏离设计数值较小的范围。

进一步，相邻两个所述螺旋式磨削环之间形成螺旋式凹槽，所述螺旋式凹槽为螺旋槽结构，所述螺旋式凹槽的螺旋升角为θ，0°＜θ＜45°，所述基体轴的内部设有通水通道，所述螺旋式凹槽上周向间隔的开设有多个通水槽，且各个所述通水槽均与所述通水通道连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：开设的通水槽与通水通道连通，使冷却水更精准地流至金刚石工作面处。

进一步，所述螺旋式凹槽的深度H与金刚石的粒径b的关系满足：H≥h+0.5*b，其中，h为凹面的深度，b为金刚石的粒径。

采用上述进一步方案的有益效果是：螺旋式凹槽的深度H大于h，使得螺旋式凹槽内的镀覆金刚石不参与磨削工作，调整螺旋式凹槽宽度B₁，即可调镀覆有金刚石的工作面面积，从而实现调整铣刀总浓度的效果，即可调整铣刀受力状态，适合不同设备、工况的产品磨削/铣加工，凹槽内的金刚石不参与磨削工作，但可起到保护凹槽部位镀覆层不被快速磨耗的作用。

进一步，所述通水通道的外壁呈γ角度的喇叭状，其中，0°＜γ＜90°，优化的γ为45°。

采用上述进一步方案的有益效果是：使得进入蓄水区的水在离心力的作用下，有轴向向端面磨具内腔方向的分力作用，加大冷却水进入到端面磨具内腔的流速和流量。

进一步，镀覆在所述凹面的金刚石，满足所选粒度号粒径的金刚石的出露量为δ，0＜δ≤0.35*b，b为金刚石的粒径。

采用上述进一步方案的有益效果是：在开刃前，金刚石通过电镀方式镀覆在基体凹面内，选择金刚石完全被镀层覆盖住，以确保金刚石完全镶嵌在镀层中，再通过开刃方式去掉整个表面的少量镀覆层，又使金刚石重新出露出来，从而使金刚石有效的工作。

利用基体表面形态，使镀覆时的金刚石被约束在凹面及凹槽中，镀覆完成时，金刚石即形成有序排列的状态，有序排列的金刚石，有利于降低金刚石无谓磨削比例，有利于降低金刚石浓度来降低铣刀加工时的总负载，实现轻载加工。

应理解地是，上述凹槽、凹面、凹凸的网状结构均指磨削环部位的基体表面状态，即金刚石镀覆面的基体状态；当镀覆了金刚石之后，经开刃工序处理后，上述状态将不能显现或显现不够明显。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的小直径电镀平行铣刀的整体示意图；

图2为图1中G处的放大图；

图3为本实用新型实施例提供的螺旋式凹槽的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的小直径电镀平行铣刀的剖视图；

图5为图4中F处的放大图；

图6为本实用新型实施例提供的含有通水槽的小直径电镀平行铣刀的整体示意图；

图7为图6中J处的放大图；

图8为本实用新型实施例提供的含有通水槽的小直径电镀平行铣刀的剖视图；

图9为本实用新型实施例提供的螺旋式磨削环上金刚石的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、基体；101、基体轴；

2、螺旋式磨削环；201、凹面；202、金刚石；

3、螺旋式凹槽；

4、通水槽；

5、镀覆金属层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1：

有内冷结构：

如图1-5、9所示，一种小直径电镀平行铣刀，包括基体以及安装在所述基体前端的基体轴，还包括多个螺旋式磨削环；多个所述螺旋式磨削环以间隔排列方式沿所述基体轴的轴向开设在所述基体轴的外周面上，多个所述螺旋式磨削环的表面形成凹凸的网状结构，各个所述螺旋式磨削环上的各个凹面呈多头螺纹式分布，所述螺旋式磨削环的各个凹面均镀覆有金刚石。

镀覆在所述凹面201的金刚石，满足所选粒度号粒径的金刚石的出露量为δ，0＜δ≤0.35*b，b为金刚石202的粒径。

应理解地，多头螺纹式分布是指各个凹面201的螺纹呈轴向向上的螺纹分布形态，使得金刚石工作受力时，基体能形成较好的背靠依托，减少金刚石脱落比率。采用多头螺纹式分布，才能使基体凹面201对金刚石形成背靠的作用，即凹面201轴线成近竖直的方向。

上述实施例中，螺旋式磨削环能够提升高锋利度状态下的有效寿命，极好的冷却和快速排屑，可大大提高工效，金刚石分布在工作面的凹面内，分布均匀，金刚石工作时受力承受点由一部分基体材料承担，金刚石受力脱落率下降，降低了对镀覆层的强度要求以及对镀覆层与基体结合力的要求，产品高性能条件下的性价比大幅度提升。

镀覆工艺要求：

镀覆金刚石，其包镶程度大于凹面内金刚石粒径的100％。

镀覆金属：镍或镍钴合金。

整形开刃处理工艺要求：

采用电火花/或磨削方式，整形至直径满足设计要求。

采用开刃方式，使所选粒度号粒径的金刚石出露量δ满足：0＜δ≤0.35*b，b为金刚石202的粒径，即满足所选粒度号粒径的金刚石的出露量为大于0且小于或等于35％的金刚石粒径。

在开刃前，金刚石通过电镀方式镀覆在基体凹面内，选择金刚石完全被镀层覆盖住，以确保金刚石完全镶嵌在镀层中，再通过开刃方式去掉整个表面的少量镀覆层，又使金刚石重新出露出来，从而使金刚石有效的工作。

具体地，所述凹面201的半径R与金刚石202的粒径b的关系满足：b＜2*R；所述凹面201的深度h与金刚石202的粒径b的关系满足：0.2*b＜h≤0.4*b。优化值为h＝0.35*b。

使金刚石在镀覆时，能够较稳定的落在凹面上，形成有序排列的形态，使金刚石可更有效的工作。

如图7所示，具体地，各个所述凹面201轴向上的螺旋升角为α，其中，45°＜α＜90°。

能够使得凹面的螺纹呈轴向向上的螺纹效果，使基体凹面对金刚石构成受力支撑作用，金刚石受力脱落率下降，降低了对镀覆层的强度要求以及对镀覆层与基体结合力的要求，且能够根据需要实现调整金刚石浓度的效果。

具体地，轴向等高点的相邻凹面201的轴线距离B的取值范围为：b＜B≤[(2*R/sinα)+(B₀/sinα)]，其中，b为金刚石202的粒径，R为凹面201的半径，α为轴向螺旋升角，B₀为相邻凹面201在基体轴101外圆面上的宽度。

能够控制两条相邻轴向螺纹之间的距离，控制金刚石排布的密度(即浓度)，调整铣刀受力状态，适合不同设备、工况的产品磨削/铣加工。

具体地，所述基体轴101的直径为Φ₁，镀覆有金刚石202的基体轴101的直径为Φ₂，Φ₁和Φ₂的关系满足：

1.2*(Φ₁-2*h+2*b)≥Φ₂≥(Φ₁-2*h+2*b)，其中，h为凹面201的深度，b为金刚石202的粒径。

能够限定初始基体轴的直径以及镀覆金刚石后整个基体轴的直径，以便消除掉镀覆中偏离凹面底部上较多的金刚石，确保工作面的金刚石浓度处于偏离设计数值较小的范围。

在实施例1的基础上，实施例2：

外转内模式：

如图6-8所示，相邻两个所述螺旋式磨削环2之间形成螺旋式凹槽3，所述螺旋式凹槽为螺旋槽结构，所述螺旋式凹槽的螺旋升角为θ，0°＜θ＜45°，所述基体轴101的内部设有通水通道，所述螺旋式凹槽3上周向间隔的开设有多个通水槽4，且各个所述通水槽4均与所述通水通道连通。

外转内的通水槽，采用激光加工方法；

通水槽数量：密集式；最少不低于：满足铣刀和工件加工时的任意瞬间磨削接触线长内，有大于0的通水槽；

通水槽可以为直槽/或斜槽；

每一通水槽可以为虚线式的，以确保铣刀的强度；当基体刚性确保的情况下，通水槽可以是整体式的。

上述实施例中，开设的通水槽与通水通道连通，使冷却水更精准地流至金刚石工作面处。

如图3所示，所述螺旋式凹槽3的宽度为B₁，宽度B₁可根据工况条件设定，例如，螺旋式凹槽3的螺旋槽道增宽，则对应工作面(即螺旋式磨削环的数量减少)，对应的金刚石工作量的浓度即降低一些；反之，螺旋式凹槽3的螺旋槽道变窄，则对应工作面(即螺旋式磨削环的数量增加)，对应的金刚石工作量的浓度即提高一些。

具体地，所述螺旋式凹槽3的深度H与金刚石202的粒径b的关系满足：H≥h+0.5*b，其中，h为凹面201的深度，b为金刚石202的粒径；

上述实施例中，螺旋式凹槽3的深度H大于h，使得螺旋式凹槽3内的镀覆金刚石不参与磨削工作，调整螺旋式凹槽3宽度B₁，即可调镀覆有金刚石的工作面面积，从而实现调整铣刀总浓度的效果，即可调整铣刀受力状态，适合不同设备、工况的产品磨削/铣加工，螺旋式凹槽3内的金刚石不参与磨削工作，但可起到保护凹槽部位镀覆层不被快速磨耗的作用。

如图8所示，所述通水通道的外壁呈γ角度的喇叭状，其中，0°＜γ＜90°，优化的γ为45°。

上述实施例中，使得进入蓄水区的水在离心力的作用下，有轴向向端面磨具内腔方向的分力作用，加大冷却水进入到端面磨具内腔的流速和流量。

利用基体表面形态，使镀覆时的金刚石被约束在凹面及凹槽中，镀覆完成时，金刚石即形成有序排列的状态，有序排列的金刚石，有利于降低金刚石无谓磨削比例，有利于降低金刚石浓度来降低铣刀加工时的总负载，实现轻载加工。

应理解地是，上述凹槽、凹面、凹凸的网状结构均指磨削环部位的基体表面状态，即金刚石镀覆面的基体状态；当镀覆了金刚石之后，经开刃工序处理后，上述状态将不能显现或显现不够明显。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小直径电镀平行铣刀，其特征在于，包括基体(1)以及安装在所述基体(1)前端的基体轴(101)，还包括多个螺旋式磨削环(2)；多个所述螺旋式磨削环(2)以间隔排列方式沿所述基体轴(101)的轴向开设在所述基体轴(101)的外周面上，多个所述螺旋式磨削环(2)的表面形成凹凸的网状结构，各个所述螺旋式磨削环(2)上的各个凹面呈多头螺纹式分布，所述螺旋式磨削环(2)的各个凹面(201)均镀覆有金刚石(202)。

2.根据权利要求1所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，所述金刚石通过电镀方式镀覆在凹面(201)上。

3.根据权利要求1所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，所述凹面(201)的半径R与金刚石(202)的粒径b的关系满足：b＜2*R；所述凹面(201)的深度h与金刚石(202)的粒径b的关系满足：0.2*b＜h≤0.4*b。

4.根据权利要求3所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，各个所述凹面(201)轴向上的螺旋升角为α，其中，45°＜α＜90°。

5.根据权利要求3所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，轴向等高点的相邻凹面(201)的轴线距离B的取值范围为：b＜B≤[(2*R/sinα)+(B₀/sinα)]，其中，b为金刚石(202)的粒径，R为凹面(201)的半径，α为轴向螺旋升角，B₀为相邻凹面(201)在基体轴(101)外圆面上的宽度。

6.根据权利要求3所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，所述基体轴(101)的直径为Φ₁，镀覆有金刚石(202)的基体轴(101)的直径为Φ₂，Φ₁和Φ₂的关系满足：1.2*(Φ₁-2*h+2*b)≥Φ₂≥(Φ₁-2*h+2*b)，其中，h为凹面(201)的深度，b为金刚石(202)的粒径。

7.根据权利要求1至6任一项所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，相邻两个所述螺旋式磨削环(2)之间形成螺旋式凹槽(3)，所述螺旋式凹槽(3)为螺旋槽结构，所述螺旋式凹槽(3)的螺旋升角为θ，0°＜θ＜45°，所述基体轴(101)的内部设有通水通道，所述螺旋式凹槽(3)上周向间隔的开设有多个通水槽(4)，且各个所述通水槽(4)均与所述通水通道连通。

8.根据权利要求7所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，所述螺旋式凹槽(3)的深度H与金刚石(202)的粒径b的关系满足：H≥h+0.5*b，其中，h为凹面(201)的深度，b为金刚石(202)的粒径。

9.根据权利要求7所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，所述通水通道的外壁呈γ角度的喇叭状，其中，0＜γ＜90°。

10.根据权利要求1所述的小直径电镀平行铣刀，其特征在于，镀覆在所述凹面(201)的金刚石，满足所选粒度号粒径的金刚石的出露量为δ，0＜δ≤0.35*b，b为所选粒度号金刚石(202)的粒径。

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