[發明專利]雙后角內冷式抗振側銑專用刀具

無效

• 申請號: 201410283373.4
• 申請日: 2014-06-21
• 公開（公告）號: CN104043863A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 程耀楠;左殿閣;張悅;陳天啟;馮新敏
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B23C5/00
• 分類號: B23C5/00;B23C5/02;B23C5/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種側銑專用刀具，屬于銑削加工刀具技術領域。

背景技術

整體葉盤是航空發動機的重要零件，整體葉盤結構復雜、葉片扭曲度大，毛坯一般采用鈦合金、高溫合金等難加工材料鍛造而成，制造技術難度大，鈦合金是典型的難加工材料，整體葉盤的葉片加工普遍采用側銑，側銑主要以球頭銑刀為主，其中球頭銑刀加工鈦合金整體葉盤主要存在以下問題：

1、葉盤葉片實際多軸加工中，由于葉片型面復雜，通道開敞性差，刀軸方向不斷的變化，加之加工空間深度較深且十分狹窄，加工過程中極易發生刀具干涉碰撞現象；

2、鈦合金的導熱性差。切削加工時，切屑與前刀面的接觸面積很小，特別容易引起薄壁件的熱變形，刀具在高溫下工作，受熱沖擊比較大，就會造成刀具的過早失效，直接影響加工效果。高速切削時切削溫度高，鈦合金親和性大，切屑及被切層容易與刀具材料咬合，產生嚴重的粘刀現象；

3、鈦合金彈性模量小，彈性變形大。切削時接近后刀面處的回彈量大，導致已加工表面與后刀面的接觸面積顯著增大，造成加工工件幾何形狀和精度差、表面粗糙度大、刀具磨損嚴重。

球頭銑刀在整體葉盤葉片側銑加工中應用最為廣泛且不可或缺的刀具。因此，針對以上問題，刀具結構和幾何參數的設計就顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙后角內冷式抗振側銑專用刀具，主要應用在鈦合金整體葉盤葉片側銑過程中，以解決鈦合金整體葉盤在加工過程中刀具與鈦合金整體葉盤易發生碰撞、切削過程導熱差、切削表面質量差的問題。本發明可有效的提高刀具壽命和加工效率、有利于切削熱的導出、改善工件表面質量及降低加工成本。

本發明解決上述問題采取的技術方案是：

本發明的雙后角內冷式抗振側銑專用刀具，所述的刀具為整體式結構，刀具的材質為硬質合金，刀具依次由球頭、錐形刀體和圓柱形刀柄構成，所述的球頭表面相對于刀具的軸線對稱加工有兩個球頭切削刃，所述的錐形刀體的側面上相對于刀具的軸線對稱加工有兩個等螺旋切削刃，等螺旋切削刃的后刀面具有周刃雙后角，兩個球頭切削刃與兩個等螺旋切削刃一一相連，每個等螺旋切削刃上沿等螺旋線方向分別加工多個散熱減震槽，所述的圓柱形刀柄至球頭之間沿軸向加工有兩個內冷卻通孔。

本發明相對于現有技術的有益效果是：

1、本發明的刀具為鈦合金葉盤側銑加工高效內冷式銑削刀具，該刀具采用整體對稱式結構能保證刀具在高速下的動平衡性，此結構方便生產加工，有利于降低成本，提高切削性能，有利于減少加工過程的振動，保證在加工過程中刀具的平穩性。刀具材質為硬質合金，適合加工難加工材料，使刀具具有優良的切削性能。

2、刀具的前端為球頭結構，適合加工整體葉盤的狹窄空間曲面葉片，球頭半徑小于加工曲面的曲率半徑，能避免球頭刀刃產生干涉。

3、在錐形刀體的側面上加工有兩個等螺旋切削刃，由于每個等螺旋切削刃上各點處的螺旋角相等，并不隨著錐形刀體直徑的變化而變化，穩定的切削角度和均勻的負荷，保證加工過程的穩定，減小刀具磨損，提高加工效率20％左右。

4、由于鈦合金導熱性差，散熱減震槽可有效的提高鈦合金加工過程中的散熱，有效的減小刀具振動，減小粘刀，改善表面質量，提高刀具壽命25％左右。

5、由于鈦合金彈性模量小，彈性變形大，切削時接近后刀面處的回彈量大，雙后角結構能夠減少刀具后刀面劃傷已加工表面，提高加工工件精度、改善表面粗糙度、減小刀具磨損。

6、采用內凹式螺旋排屑槽，由于采用內凹形圓弧結構，增大了排屑空間以及刀具的散熱面積，使切屑容易進行卷曲，并且有利于切屑的快速排出，減小摩擦，尤其對于加工具有封閉曲面特征的零部件，更能有效降低切削熱，提高刀具耐用度，減少切削過程振動。

7、針對精密葉片狹窄的加工空間問題，錐形刀體能夠避免加工中的干涉碰撞問題，同時在側銑中具有精度高、效率高的特點，錐形刀體的設計能提高刀具的強度10％～15％和耐用度。

8、刀具內沿軸向加工內冷卻通孔，可改善切削區域的潤滑、冷卻及排屑，并且使材料和刀具不易發生粘結，同時便于切削熱被切屑和冷卻液帶走。

綜上所述，本發明的刀具結構能保證刀具在高速下的動平衡性，減少振動，此結構方便生產加工，有利于降低成本，改善表面質量，提高切削性能。

附圖說明

圖1是本發明的雙后角內冷式抗振側銑專用刀具的整體結構示意圖；

圖2是圖1的K向視圖；

圖3是圖1的右視圖；

圖4是圖1的A-A截面放大圖。