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