CN207806727U - 一种薄壁零件加工专用铣刀及铝合金外壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种薄壁件加工专用铣刀及铝合金外壳，涉及一种机加工刀具技术领域；能够克服薄壁件在加工过程中的切削震颤及消除或至少部分消除铝合金外壳表面阳极化处理后的色差问题。所述专用铣包括刀体及设于所述刀体周向上、沿刀体轴向螺旋延伸的切削刃，所述切削刃刃口设有消振棱或面结构。所述铝合金外壳，由所述的专用铣刀加工的铝合金薄壁件制成。本实用新型适用于薄壁件机加工、尤其适用于3C产品铝合金外壳切削加工中。

Description

一种薄壁零件加工专用铣刀及铝合金外壳

技术领域

本实用新型涉及一种机加工刀具技术领域，尤其涉及一种薄壁零件加工专用铣刀及铝合金外壳。

背景技术

随着近几年信息家电产业的发展及消费者追求产品品质化的要求，信息家电产品，尤其是高端3C产品(所谓″3C产品″，就是计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(Consumer Electronics)三者的统称，亦称″信息家电″。由于3C产品的体积一般都不大，所以往往在中间加一个″小″字，故往往统称为″3C小家电″。)广泛采用以铝合金材质为主的金属外壳。生产厂家为了提高产品外观美观度，会增加至少一道表面处理工艺，即在铝合金外壳毛坯经切削加工后需要进行阳极化等精饰处理。

但是，在铝合金外壳阳极化处理工艺中，普遍存在阳极氧化后壳体表面出现带状色差的问题，直接影响产品外观质量。研究证明，切削加工过程中产生的表面硬化层的不均匀性，是引起加工表面阳极氧化膜色差的主要原因之一。而锯齿、刃口半径不均匀、后刀面粗糙度大等刃口质量缺陷和切削震颤是影响加工表面硬化层不均匀的主要因素，其中切削震颤对薄壁件的影响尤其严重。

为了解决铝合金外壳阳极化后表面的色差问题，如何消除加工过程中引起的工件表面硬化层的不均匀性就是其中一项亟待解决的技术问题；而为了解决薄壁件加工表面硬化层不均匀性，就要提高切削刃的刃口质量，并消除或抑制薄壁件加工过程中的切削震颤。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种薄壁件加工专用铣刀及铝合金外壳，能够消除或抑制薄壁件在加工过程中的切削震颤，并解决或至少基本解决薄壁件加工表面硬化层不均匀的问题，进一步地，消除或部分消除包括铝合金外壳在内的薄壁件后续表面阳极化处理中的色差问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供一种薄壁件加工专用铣刀，包括：刀体及设于所述刀体周向上、沿刀体轴向螺旋延伸的切削刃，所述切削刃刃口设有消振棱或面结构。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，还包括：在与所述切削刃相邻的后刀面上设有所述消振棱。

结合第一方面，第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，所述消振棱为一条相对于切削面为零后角或负后角的倒棱边形成的。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述负后角为-5°～-1°，所述棱宽为0.05mm～0.5mm。

结合第一方面、第一方面的第一至第三任一种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，所述切削刃为多条，并且各相邻切削刃在圆周方向的间距不相等。

结合第一方面，第一方面的第一至第四任一种实施方式，在第一方面的第五种实施方式中，所述切削刃刃口采用钝化处理。

结合第一方面的第五种实施方式，在第一方面的第六种实施方式中，所述切削刃刃口锯齿深度不大于3um，刃口圆弧半径不大于5um，后刀面粗糙度不大于Ra0.1。

结合第一方面的第五种实施方式，在第一方面的第六种实施方式中，所述切削刃刃口锯齿深度为1.0um，刃口圆弧半径为2.5um，后刀面粗糙度为Ra0.03。

第二方面，本实用新型实施例提供一种铝合金外壳，由第一方面任一所述的专用铣刀加工的铝合金薄壁件制成。

结合第二方面，在第二方面的第一种实施方式中，所述铝合金薄壁件表面采用阳极化处理。

本实用新型实施例一种薄壁件加工专用铣刀，包括：刀体及设于所述刀体周向上、沿刀体轴向螺旋延伸的切削刃，所述切削刃刃口设有消振棱。在整体结构保持基本相同的前提下，通过至少对铣刀的切削刃刃口局部微观结构进行改进，并在切削刃刃口设置消振棱，在工件切削时增大了切削刃与工件的接触面积，能够消除或抑制薄壁件在加工过程中的切削震颤，从而解决或至少基本解决薄壁件加工表面硬化层不均匀性的问题。

进一步地，由于采用上述专用铣刀加工的薄壁件制作的铝合金外壳，解决了薄壁件加工中表面硬化层不均性的问题，能消除或部分消除铝合金外壳在后续表面阳极氧化处理工艺后的色差问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例一种薄壁件加工专用铣刀结构示意图；

图2为图1所述铣刀的切削刃刃口的局部剖视放大图；

图3为图1中的断面结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型直接应用或所属技术领域技术人员或其他公众能够根据本文公开的技术内容就能够实现本实用新型技术方案，实现本发明创造的目的，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，本文中所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

参看图1及图2所示，本实用新型实施例一种薄壁件加工专用铣刀，适用于各种薄壁件加工，尤其适用于铝合金薄壁件的加工，需要说明的是，图2中α为后角，γ为前角，D为基面，Z为切削面；其特征在于，包括：刀体1及设于所述刀体周向上、沿刀体轴向螺旋延伸的切削刃2，所述切削刃刃口上设有消振棱3。

可以理解的是，铣刀：一种机加工用金属切削刀具，是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。在各刀齿依次间歇地切除薄壁件的加工过程中，薄壁工件由于刚度不足而产生振颤，从而影响工件表面的质量。

可以理解的是，所述消振棱可以通过研磨或磨削等加工方式在切削刃刃口或其附近设置，消振棱属于微观结构，宽度尺寸很小，尽管根据具体工况，其宽度尺寸和角度可一定范围内调整，但所述消振棱肉眼下看就是一条棱边；虽然从严格意义上看，消振结构是一个细窄平面，习惯上仍称其为消振棱，但不排除消振面的用语，技术创新点是不变的，而且消振棱，消振面用语都是特定情境下的相应较为形象的用词，能够使本实用新型的表述更为清楚、准确。

参看图1及图2所示，本实用新型实施例一种薄壁件加工专用铣刀，在保持现有的铣刀整体结构不变的情况下，仅对其局部微观结构作了改进，通过在切削刃刃口设置消振棱结构，能增加刀具切削刃与薄壁工件之间的接触面积，从而消除或抑制薄壁件在加工过程中的切削震颤，进而解决或至少基本解决薄壁件加工表面硬化层不均匀性的问题。

需要说明的是，本实用新型新型实施例的创新点至少在于提供了一种解决薄壁件切削加工过程中的切削震颤问题的消振结构，对现有铣刀微观结构进行改进，其采用在刃口上设置消振棱或面结构，至于刀刃是以组合式，例如将刀刃焊接在刀体上的结构，还是一体化结构，即将刀刃与刀体做成一体，或者整体铣刀结构是否为现有技术、或者是一种新的技术、或者具体采用何种结构或实现方式，本实施例对此不作限定，但是，凡是采用本实用新型在刃口或其附近设置消振棱或面结构的，即包含在本发明创造的基本精神及技术创新理念之中。

本实施例中，进一步地，通过采用上述专用铣刀加工的薄壁件制作的铝合金外壳，解决了薄壁件加工中表面硬化层不均性的问题，能消除或部分消除铝合金外壳在后续表面阳极氧化处理工艺后的色差问题。

本实施例中，作为一可选实施例，在与所述切削刃相邻的后刀面4上设有所述消振棱或面结构3。通过在与切削刃相邻的后刀面上设置所述消振棱或面结构3，能进一步增大铣刀与薄壁工件的接触面积，从而进一步抑制切削加工中产生的切削振颤。

本实施例中，所述薄壁件包括各种在3mm以下的金属件，例如，铝合金毛坯件；优选地，所述薄壁件厚度在1mm以下，在有些产品应用中，甚至为0.5mm 以下，比如“3C产品”铝合金外壳，所述“3C产品”就是计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(ConsumerElectronics)三者结合，亦称″信息家电″。由于3C产品的体积一般都不大，所以往往在中间加一个″小″字，故往往统称为″3C小家电″，像电脑、平板电脑、移动电话(包括智能手机)、数码相机、随身听、电子辞典、影音播放之硬件设备等。

本实施例中，作为一优选实施例，所述消振棱或面结构为一条相对于切削平面为零后角或负后角的倒棱边形成的。通过采用零后角或负后角ψ倒棱作为消振结构，增加刀具切削刃与薄壁工件之间的接触面积，从而消除或抑制薄壁件在加工过程中的切削震颤，进而解决或至少基本解决薄壁件加工表面硬化层不均匀性的问题。当消振棱或面结构为零后角倒棱形成时，相当于消振棱与切削平面重合；优选地，所述负后角ψ为-5°～-1°，所述消振棱边3长度为 0.05mm～0.5mm。

为了更清楚地说明本实用新型技术方案及有益效果，现结合某手机铝合金外壳的加工详细说明如下：

在某手机铝合金代加工厂中，历来采用铣刀对铝合金薄壁件进行加工，然后由于在铣削加工过程中，切削震颤一直是影响铝合金外壳表面质量的一个因素，由于该因素导致的铝合金外壳加工件成品率低，严重影响了成品的合格率。

当采用本实用新型实施例的铣刀技术方案，通过钝化工艺使原有(通用) 的铣刀刃口质量提高至锯齿深度不大于3um，刃口圆弧半径不大于5um，后刀面粗糙度不大于Ra0.1；并在后刀面上磨削除一条消振棱，根据其加工的工件的尺寸，合理地选择该消振棱边与切削面Z的夹角为-1°，消振棱边的长度为0.1mm，增大了铣刀与工件的接触面积，有效地解决了薄壁件加工中切削震颤的技术问题，从而使得其加工的工件的成品率及合格率都有效得到改善，取得了良好的经济效益。优选地，在工艺条件许可的情况下，所述切削刃刃口锯齿深度最好为1.0um，刃口圆弧半径为2.5um，后刀面粗糙度为Ra0.03。

可以理解的是，在薄壁件的切削加工中，铣刀刀齿的间歇性切入与切出使切削力发生突变进而使薄壁工件受到周期性冲击，从而也会产生切削振颤，为了解决该切削情况下产生的切削震颤，本实施例中，作为另一可选实施例，所述切削刃为多条，并且各条切削刃在圆周方向呈不等距分布。

参看图3所示，本实施例中，作为一可选地实施例，所述切削刃为多条，并且各相邻切削刃在圆周方向的间距不相等。也就是，通过将各条切削刃在圆周方向的分布位置设置成不等齿间角(图示β及θ标识的角)，从而能有效抑制周期性振动波的正反馈放大机制，避免引起共振。

参看图2所示，本实施例中，为了进一步提升工件表面加工质量，相应地，加工工件所用的铣刀切削刃应具有刃口光滑、均匀、锋利及较高的耐磨性，优选地，所述切削刃刃口采用钝化处理。通过对所述铣刀切削刃进行表面钝化处理，不仅可以去除磨削后刃口微小的崩口，降低后刀面的粗糙度，还能提高刃口的耐磨性，从而进一步提高工件加工质量。优选地，所述切削刃刃口锯齿深度不大于3um，刃口圆弧半径不大于5um，后刀面粗糙度不大于Ra0.1。例如，某铝合金外壳代加工厂通过选用该实施例钝化后的工艺参数标准：所述切削刃刃口锯齿深度为1.0um，刃口圆弧半径R为2.5um，后刀面4粗糙度为Ra0.03，通过提高刃口质量，有效避免了刃口缺陷对加工表面的刻印和不均匀挤压，耐磨性也得到提高，采用该钝化工艺参数标准下的铣刀加工的铝合金件，表面光滑平整，大大提高了薄壁铝合金件的表面质量。

本实用新型通过在保证现有铣刀整体结构不变的前提下，对铣刀的局部几何参数、刃口结构及制造工艺作了一系列改进，能够解决切削震颤和加工表面硬化层的不均匀性的技术问题，进一步可以在现有铣刀的基础上进行改进，不浪费资源，节约生产成本，而且能显著提高薄壁件加工的合格率。

实施例二

本实用新型实施例提供一种铝合金外壳，由实施例一所述的实用新型实施例专用铣刀加工的铝合金薄壁件制成。

本实用新型实施例一种铝合金外壳，由于采用实施例一所述专用铣刀加工的薄壁件制作的铝合金外壳，解决了薄壁件加工中由于切削震颤导致的表面硬化层不均性的问题，能消除或部分消除铝合金外壳在后续表面阳极氧化处理工艺后的色差问题。

本实施例中，作为一可选地实施例，所述铝合金薄壁件表面采用阳极化处理。由于该铝合金薄壁件是通过实施例一所述专用铣刀加工获得的，加工后的铝合金薄壁件表面硬化层不均匀性问题得以改善，再采用阳极化处理后，不会产生带状色差，能增加外观质量，也给人以视觉美感。

为了更清楚地说明本实用新型技术方案及有益效果，现结合某显示器铝合金外壳生产厂商采用该实用新型的专用铣刀的实际情景为例详细说明如下：

在某显示器铝合金外壳生产加工中，常常困扰生产商的一个问题就是铝合金薄壁件在毛坯加工后会增加一道表面阳极化处理的工艺，但是采用阳极化处理后的铝合金外壳普遍存在的一个问题是，壳体阳极氧化后表面经常出现带状色差，直接影响产品外观质量和合格率。经过相关技术人员研究分析发现，铝合金毛坯件在切削加工后表面硬化不均匀性是产生该问题的主要因素，而产所述表面硬化不均匀性的主要因素就是切削加工中产生切削振颤及刀具刃口质量，针对于此，该厂技术人员分析上报后，经批准在原有的刀具上进行了局部相应改进，通过采用实施例一中改进的专用铣刀再次进行加工实验，结果铝合金毛坯件在切削加工后的表面硬化不均匀性得到了有效改善，阳极化色差现有也得到部分消除，提高了产品的合格率，取得了良好的经济效益。

本实用新型实施例铝合金外壳，适用于各种电子产品的制造加工中，包括手机、笔记本电脑、显示器、平板电脑、家用电器(电磁炉、电冰箱、洗衣机、空调等)，复读机、学习机等产品。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。另外，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种薄壁件加工专用铣刀，其特征在于，包括：刀体及设于所述刀体周向上、沿刀体轴向螺旋延伸的切削刃，所述切削刃刃口设有消振棱或面结构。

2.根据权利要求1所述的专用铣刀，其特征在于，在与所述切削刃相邻的后刀面上设有所述消振棱或面结构。

3.根据权利要求1或2所述的专用铣刀，其特征在于，所述消振棱或面结构为一条相对于切削面为零后角或负后角的倒棱边形成的。

4.根据权利要求3所述的专用铣刀，其特征在于，所述负后角为-5°～-1°，所述棱边长度为0.05mm～0.5mm。

5.根据权利要求1、2或4所述的专用铣刀，其特征在于，所述切削刃为多条，并且各相邻切削刃在圆周方向的间距不相等。

6.根据权利要求1、2或4所述的专用铣刀，其特征在于，所述切削刃刃口采用钝化处理。

7.根据权利要求6所述的专用铣刀，其特征在于，所述切削刃刃口锯齿深度不大于3um，刃口圆弧半径不大于5um，后刀面粗糙度不大于Ra0.1。

8.一种铝合金外壳，其特征在于，由权利要求1至7任一所述的专用铣刀加工的铝合金薄壁件制成。

9.根据权利要求8所述的铝合金外壳，其特征在于，所述铝合金薄壁件表面采用阳极化处理。