CN203171049U - 整体叶盘防干涉锥形球头铣刀 - Google Patents

Abstract

整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，属于车铣加工用刀具技术领域。以解决现有球头铣刀在加工整体叶盘叶片时，加工效率低，切削稳定性差，加工过程中极易发生刀具干涉问题。硬质合金球头铣刀的球头为四刃球头，四刃球头的直径为4mm，硬质合金球头铣刀由前至后依次由切削刀杆、圆锥形刀杆及圆柱形刀杆一体加工而成，且切削刀杆、圆锥形刀杆及圆柱形刀杆三者同轴设置，切削刀杆外壁上设有四条等螺旋角切削刃，相邻两条等螺旋角切削刃之间形成的螺旋槽为螺旋排屑槽，圆锥形刀杆的大直径端与圆柱形刀杆一端相邻设置，圆锥形刀杆的大直径端的直径小于圆柱形刀杆的直径，圆锥形刀杆与圆柱形刀杆之间形成防干涉阶梯。本实用新型主要用于整体叶盘叶片铣削加工。

Description

整体叶盘防干涉锥形球头铣刀

技术领域

本实用新型属于车铣加工用刀具技术领域，尤其涉及一种整体叶盘防干涉锥形球头铣刀。

背景技术

整体叶盘是高推重比航空发动机的重要零件，其中自由曲面叶片的数控多轴联动加工普遍采用球头铣刀，采用此刀具在使用中存在以下问题：1、由于零件材料多为难加工材料，使得刀具耐用度较低和切削加工性较差，刀具磨损严重造成加工误差严重，进而影响工件的加工精度和表面质量，同时增加刀具成本；2、由于整体叶盘数控加工的金属去除量较大，传统的加工方法加工效率较低，导致加工成本和加工工时增加，高效率的加工方法也对刀具提出了相应的要求；3、由于叶片形状的复杂性，在叶盘的多轴联动加工过程中刀具将快速的摆动，同时机床转台也将联合转动，并且叶片曲面成型过程中实际处于变切深加工，十分容易产生工件和刀具振动，比如出现加工振纹，导致叶片表面质量下降，很难满足叶片较高的加工精度要求；4、叶片实际多轴加工中，由于叶片型面复杂，通道开敞性差，刀轴方向不断的变化，加之加工空间深度较深且十分狭窄，加工过程中极易发生刀具干涉问题；4、虽然近年来在非球头铣刀加工方面取得了很多的理论研究成果，但由于其中的算法复杂，相应的数控编程很难实现，投入成本较高，而球头铣刀由于其简单易用的优点，依然是整体叶盘叶片加工中应用最为广泛，特别在精加工中是不可或缺的刀具。因此，针对以上问题，整体叶盘加工用刀具的结构和几何参数的设计就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，以解决现有球头铣刀在加工整体叶盘叶片时存在加工效率低，切削稳定性差，加工过程中极易发生刀具干涉的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

本实用新型的整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，所述球头铣刀为硬质合金球头铣刀，所述硬质合金球头铣刀的球头为四刃球头，所述四刃球头的直径为4mm，硬质合金球头铣刀由前至后依次由切削刀杆、圆锥形刀杆及圆柱形刀杆一体加工而成，且切削刀杆、圆锥形刀杆及圆柱形刀杆三者同轴设置，切削刀杆外壁上设有四条等螺旋角切削刃，相邻两条等螺旋角切削刃之间形成的螺旋槽为螺旋排屑槽，圆锥形刀杆的大直径端与圆柱形刀杆一端相邻设置，且圆锥形刀杆的大直径端的直径小于圆柱形刀杆的直径，圆锥形刀杆与圆柱形刀杆之间形成的阶梯为防干涉阶梯。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用整体结构，保证在加工过程中刀具的平稳性，有利于减少加工过程的振动。

2、刀具材料采用硬质合金，适合加工难加工材料，使刀具具有了优良的加工性能。

3、本实用新型的球头铣刀，适合加工整体叶盘的狭窄空间曲面叶片，球头半径小于加工曲面的曲率半径，避免了球头刀刃产生干涉。

4、采用四刃球头，即兼顾了金属去除率，保证了较高的效率，同时也具有较高的切削稳定性，特别是对于难加工材料，刀具振动小，有助于提高工件的表面光洁度。

5、螺旋排屑槽的设计，有利于切屑的快速稳定排出，减小切削过程振动，并快速的导出刀头部分切削热，减少刀具磨损，提高刀具寿命。

6、螺旋形切削刃采用等螺旋角设计，由于每个刀刃上各点处的螺旋角相等，并不随着圆锥形刀杆直径的变化而变化，稳定的切削角度和均匀的刀刃负荷，保证加工过程的稳定，减少刀具磨损，提高了加工效率。

7、针对精密叶片狭窄的加工空间，圆锥形刀杆能够避免加工中的干涉，在侧铣中具有精度高，效率高的特点。

8、防干涉阶梯设计进一步适应较深和较狭窄的加工空间，有效的防止干涉问题的产生，同时增加了刀具运动空间，有利于数控程序的编制。

综上，本实用新型应用在整体叶盘叶片的半精加工和精加工过程中，既能适应叶片的端铣加工，又适用于叶片的侧铣加工，减少刀具磨损，防止狭窄空间的干涉，降低了高速铣削中的不平稳性，有效的提高刀具寿命、零件表面质量和加工效率，进一步降低零件的加工成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体叶盘防干涉锥形球头铣刀的主视图，图2是图1的A-A剖视放大图，图3是四刃球头的结构示意图。

硬质合金球头铣刀1、四刃球头2、切削刀杆3、圆锥形刀杆4、圆柱形刀杆5、等螺旋角切削刃6、螺旋排屑槽7、防干涉阶梯8。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1-图3所示，本实施方式的整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，所述球头铣刀为硬质合金球头铣刀1，所述硬质合金球头铣刀1的球头为四刃球头2，所述四刃球头2的直径为4mm，硬质合金球头铣刀1由前至后依次由切削刀杆3、圆锥形刀杆4及圆柱形刀杆5一体加工而成，且切削刀杆3、圆锥形刀杆4及圆柱形刀杆5三者同轴设置，切削刀杆3外壁上设有四条等螺旋角切削刃6，相邻两条等螺旋角切削刃6之间形成的螺旋槽为螺旋排屑槽7，圆锥形刀杆4的大直径端与圆柱形刀杆5一端相邻设置，且圆锥形刀杆4的大直径端的直径小于圆柱形刀杆5的直径，圆锥形刀杆4与圆柱形刀杆5之间形成的阶梯为防干涉阶梯8。

具体实施方式二：本实施方式所述硬质合金球头铣刀1的前角=8°。小前角有助于减小铣削力及延长刀具的耐用度。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式所述圆锥形刀杆4的锥度为3.5°。如此设计，提高了刀具的强度和耐用度。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式所述圆柱形刀杆5的直径为10mm。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一或三相同。

具体实施方式五：本实施方式所述等螺旋角切削刃6的螺旋角为40°。保证了较大的实际前角，有利于减少叶片表面变形。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式定义为切削平面与第一后刀面之间的夹角为第一后角，第一后角用α表示，α=13°；定义为切削平面与第二后刀面之间的夹角为第二后角，第二后角用β表示，β=21°。较大的后角设计有助于减小铣削力及延长刀具的耐用度。第一后刀面是这样定义的：从图2中的前刀面顺时针看的第一个后刀面为第一后刀面；第二后刀面是这样定义的：从图2中的前刀面顺时针看的第二个后刀面为第二后刀面。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述防干涉阶梯8的交界面为且圆弧过渡面。此结构设计增强了刀具锥度工作部分的刚度，进一步增加刀具耐用度。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

Claims (7)

1.一种整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，所述球头铣刀为硬质合金球头铣刀（1），其特征在于：所述球头铣刀为硬质合金球头铣刀（1），所述硬质合金球头铣刀（1）的球头为四刃球头（2），所述四刃球头（2）的直径为4mm，硬质合金球头铣刀（1）由前至后依次由切削刀杆（3）、圆锥形刀杆（4）及圆柱形刀杆（5）一体加工而成，且切削刀杆（3）、圆锥形刀杆（4）及圆柱形刀杆（5）三者同轴设置，切削刀杆（3）外壁上设有四条等螺旋角切削刃（6），相邻两条等螺旋角切削刃（6）之间形成的螺旋槽为螺旋排屑槽（7），圆锥形刀杆（4）的大直径端与圆柱形刀杆（5）一端相邻设置，且圆锥形刀杆（4）的大直径端的直径小于圆柱形刀杆（5）的直径，圆锥形刀杆（4）与圆柱形刀杆（5）之间形成的阶梯为防干涉阶梯（8）。

2.根据权利要求1所述整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，其特征在于：所述硬质合金球头铣刀（1）的前角=8°。

3.根据权利要求1所述整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，其特征在于：所述圆锥形刀杆（4）的锥度为3.5°。

4.根据权利要求1或3所述整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，其特征在于：所述圆柱形刀杆（5）的直径为10mm。

5.根据权利要求1或2所述整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，其特征在于：所述等螺旋角切削刃（6）的螺旋角为40°。

6.根据权利要求5所述整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，其特征在于：定义为切削平面与第一后刀面之间的夹角为第一后角，第一后角用α表示，α=13°；定义为切削平面与第二后刀面之间的夹角为第二后角，第二后角用β表示，β=21°。

7.根据权利要求1所述整体叶盘防干涉锥形球头铣刀，其特征在于：所述防干涉阶梯（8）的交界面为且圆弧过渡面。

Images