CN218836209U - 一种高效率断屑切削pcd刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效率断屑切削PCD刀具，包括刀头以及设于所述刀头的多个刀片，所述刀片的排屑面开设有断屑槽，所述断屑槽包括断屑斜面a、断屑弧面b，所述断屑斜面a的底部连接于所述断屑弧面b的底部。本实用新型使用寿命长，断屑效果好，排屑效率高，可以通过高压冷却液，使产生的片状废屑从加工区域快速排出，可大余量、高效率去除废屑。

Description

一种高效率断屑切削PCD刀具

技术领域

本实用新型涉及超硬精密刀具加工制造领域，具体是一种高效率断屑切削PCD刀具。

背景技术

在航空零部件加工领域，为了保证零件的强度，在飞机的骨架和飞机舱门等主要部件，大多数采用高强度铝合金，整体铣削加工，减少焊接和装配应力点，由整体毛坯铣削加工成需要的零部件，加工去除量达到了90％以上，这种大余量的去除加工，对于断屑效率和废屑的及时排除，一直是困扰高效加工的难点。

目前国内大多采用硬质合金铣刀进行加工，但是硬质合金刀具在大余量进行加工时候，换刀比较频繁，加工进给速度也不能很高，严重的影响了零件的加工成本。最重要的是，目前的硬质合金刀具多为螺旋抛物线的沟槽设计，无断屑槽设计，刀具在加工中，产生的废屑为丝状长条，这种废屑非常容易变形和扭曲，堵塞在刀具的螺旋沟槽内，造成闷刀，失去切削能力，如果不能及时发现，会造成机床和零件受损。

实用新型内容

为解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种高效率断屑切削PCD刀具，本实用新型使用寿命长，断屑效果好，排屑效率高，可以通过高压冷却液，使产生的片状废屑从加工区域快速排出，可大余量、高效率去除废屑。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：一种高效率断屑切削PCD刀具，包括刀头以及设于所述刀头的多个刀片，所述刀片的排屑面开设有断屑槽，所述断屑槽包括断屑斜面a、断屑弧面b，所述断屑斜面a的底部连接于所述断屑弧面b的底部。

进一步地，所述断屑弧面b为圆滑的波浪线型。

进一步地，所述断屑弧面b自所述断屑斜面a的底部倾斜向外，使得所述断屑槽为扩口形式。

进一步地，所述断屑斜面a与所述断屑弧面b圆滑连接。

进一步地，所述断屑斜面a与所述断屑弧面b之间夹角为钝角。

进一步地，所述刀片包括至少一个长刃刀片和至少一个短刃刀片。

进一步地，所述刀头还设置有出油部，所述出油部向所述断屑槽输送高压冷却液。

进一步地，所述出油部采用开设于所述刀头的出油孔。

综上所述，本实用新型取得了以下技术效果：

本实用新型将刀片设置为长刃短刃结合的方式，既能够保证切屑力度，又能够减小切屑阻力，能够提高加工效率；

本实用新型设置断屑槽为斜面和弧面结合的方式，并将弧形设置为波浪线结构，代替原有的直线、直面结构，提高断屑的效率，能够适应大余量废屑的加工。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种高效率断屑切削PCD刀具立体示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是刀头安装槽示意图；

图4是刀片示意图；

图5是图2中A－A方向剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

如图1和图2所示，一种高效率断屑切削PCD刀具，包括刀柄1、刀头2以及设于刀头2的多个刀片，本实施例中刀片的数量为3个，实际使用可以是其他数量。

如图3所示，刀头2开设有A、B、C三个安装槽，用于安装第一刀片3、第二刀片4、第三刀片5，安装后状态如图1所示。

其中，刀片包括至少一个长刃刀片和至少一个短刃刀片，本实施例中是一个长刃刀片和两个短刃刀片，具体的，结合图4，第一刀片3是长刃刀片，第二刀片4、第三刀片5是短刃刀片，刀头2开设长刃侧口101、长刃限位口102、长刃固定口103，长刃侧口101、长刃限位口102、长刃固定口103形成安装槽A，而第一刀片3呈现L型，安装于安装槽A中。

本实施例中，将多个刀片设置为长短刃结合的方式，利用长刃保证切削的力度，利用短刃降低切屑的阻力，使得刀片的使用寿命更长，使得切削时更加的方便，阻力小。

如图4所示，每一个刀片的排屑面均开设有断屑槽，结合图5，断屑槽包括断屑斜面a、断屑弧面b，断屑斜面a是倾斜面由外部想内部底端倾斜，图5中是向左上方倾斜，使得断屑槽是下沉的倾斜槽，结合图4，断屑弧面b为圆滑的波浪线型，波浪线型能够加强废屑的受力，使得断屑时更加快速、方便，不会堵料，不会缠绕，实现高效率去除废料的目的。

断屑斜面a的底部连接于断屑弧面b的底部，断屑弧面b自断屑斜面a的底部倾斜向外，使得断屑槽为扩口形式，扩口的形式方便断屑和排屑。

断屑斜面a与断屑弧面b圆滑连接，提高排屑的顺滑性。

断屑斜面a与断屑弧面b之间夹角为钝角，使得断屑更加方便，阻力小，断裂的废屑便于排屑。

断屑斜面a的外壁设置平面c，能够顺利接收废屑。断屑斜面a与断屑弧面b的外边为平齐的平面，使得刀片的表面整体为平面，加强强度，美观，不易藏废屑。

断屑槽为L型，能够在两个侧面断屑。其中，长刃刀片为L型，也就是说，第一刀片3的断屑槽的长度较长，而第二刀片4、第三刀片5为直线型，断屑槽的长度较短。

本实用新型的断屑槽能够将废屑断开成为片状，片状不会不易变形扭曲，便于排出。

刀头还设置有出油部，出油部向所述断屑槽输送高压冷却液。

进一步地，本实施例中，出油部采用开设于所述刀头的出油孔6，每一个安装槽均开设有出油孔6，长刃刀片对应2个，短刃刀片对应1个，通过高压冷却液可以快速将废屑排出加工区域，防止堵塞。

本实用新型选用了PCD材料作为刀具的刃口，焊接在硬质合金刀杆上面，并且在PCD的前刀面上使用激光进行了断屑槽的镭雕刻蚀。PCD材料是聚晶金刚石(polycrystalline diamond)的英文简称，PCD是金刚石颗粒的高温高压聚合物，金刚石是目前最硬的物质，金刚石的硬度是硬质合金硬度的8－12倍，所以选用了金刚石作为刀具刃口，极大的提高了刀具的使用寿命，可以使刀具在切削过程的刃口保持更加持久，从而保证了被加工零件的特征要求。对于大余量切削来说，有效的减少了更换刀具的时间。

本实用新型提高了航空行业高强度铝合金的加工效率，在国内航空工业高速发展的过程有着非常广阔的应用。项目的主要研发内容包括PCD材料种类的选用、PCD片材和硬质合金刀杆的高强度焊接、PCD刀具的刃口后角的高质量加工、断屑槽的模型的三维设计和镭雕刻蚀。并且本实用新型将刃口放大300倍，崩口小于2um，焊接强度的剪切力强度达到50Mpa，刀具的刃径尺寸保证在0.01mm以内。

本实用新型选用了25个微米颗粒度的PCD材料作为刀具的主要刃口，这种粗颗粒的PCD材料有着非常优异的耐磨损特性；选用了真空钎焊，在十的负七次方的真空腔体内部进行加热焊接，完成钎焊以后，焊接强度达到了50Mpa，这种高质量的焊接强度，保证了在加工中的刀具刚性，不会脱片；采用纳秒激光进行刃口多层次的精磨加工得到刃口小于2um的崩缺，高质量的刃口是刀具切削过程中高寿命的基本条件；通过三维软件模拟进行断屑槽的绘制和仿真切削加工，得到了最优的断屑槽，然后通过激光精密刻蚀加工的方式，完成了刀具前刀面断屑槽的形貌刻蚀；经过特殊断屑设计的刀具有着非常好的刃口和断屑控制能力，使刀具在切削加工中的阻力和断屑形状得以控制，极大的提高了刀具的寿命，并且有了断屑槽的刀具，切削阻力小，排屑快，可以提高刀具的加工进给，提高加工效率。

本实用新型刀具的后刀面面粗糙达到了Ra0.1um以内，刀具的加工进给比传统硬质合金刀具提高了20％，高耐磨的刃口使得刀具寿命是硬质合金刀具的200％，在航空领域高强度铝合金的加工领域，加工成本可以降低20％以上。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种高效率断屑切削PCD刀具，其特征在于：包括刀头(2)以及设于所述刀头(2)的多个刀片，所述刀片的排屑面开设有断屑槽，所述断屑槽包括断屑斜面a、断屑弧面b，所述断屑斜面a的底部连接于所述断屑弧面b的底部。

2.根据权利要求1所述的一种高效率断屑切削PCD刀具，其特征在于：所述断屑弧面b为圆滑的波浪线型。

3.根据权利要求2所述的一种高效率断屑切削PCD刀具，其特征在于：所述断屑弧面b自所述断屑斜面a的底部倾斜向外，使得所述断屑槽为扩口形式。

4.根据权利要求3所述的一种高效率断屑切削PCD刀具，其特征在于：所述断屑斜面a与所述断屑弧面b圆滑连接。

5.根据权利要求4所述的一种高效率断屑切削PCD刀具，其特征在于：所述断屑斜面a与所述断屑弧面b之间夹角为钝角。

6.根据权利要求5所述的一种高效率断屑切削PCD刀具，其特征在于：所述刀片包括至少一个长刃刀片和至少一个短刃刀片。

7.根据权利要求1所述的一种高效率断屑切削PCD刀具，其特征在于：所述刀头还设置有出油部，所述出油部向所述断屑槽输送高压冷却液。

8.根据权利要求7所述的一种高效率断屑切削PCD刀具，其特征在于：所述出油部采用开设于所述刀头的出油孔。

Images