CN212665005U - 球头铣刀 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种球头铣刀，涉及机加工用铣刀技术领域，包括刀柄部和铣削部，铣削部包括若干条螺旋状设置的周刃，周刃延伸至铣削部端部的球头部位，相邻周刃之间设置有刀槽，刀槽沿周刃呈螺旋状，刀槽沿螺旋方向设有锥度，铣削部的芯径从球头部位向刀柄部依次增加，若干周刃之间沿铣削部的周向非等夹角布置。本申请能够解决现有技术中存在的加工汽轮机叶片过程中易产生共振、影响工件加工质量以及切削能力低的技术问题，达到提高切削性能和提高加工质量的效果。
Description
技术领域
本申请涉及机加工用铣刀技术领域，尤其是涉及球头铣刀。
背景技术
汽轮机叶片是汽轮机的关键零件，又是最精细、最重要的零件之一。它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。因此对汽轮机叶片的几何形状以及表面粗糙度要求非常严格。
汽轮机叶片的机加工一般采用球头铣刀，汽轮机叶片的材质一般采用镍基合金、钛合金，材质硬度较高，在进行大量切削时，刀具和工件之间会产生共振、切削能力降低，共振会影响工件表面的加工质量，产生共振后导致无法提高加工速度，并且产生共振后会降低刀具的使用寿命。
针对上述中的相关技术，发明人认为普通的球头铣刀加工汽轮机叶片时易产生共振、切削能力差，影响工件的表面质量，降低加工速度，使刀具的使用寿命缩短 。
实用新型内容
为了改善球头铣刀加工汽轮机叶片过程中易产生共振、影响工件加工质量以及切削能力低的问题，本申请提供一种球头铣刀。
本申请提供一种球头铣刀，采用如下的技术方案：
球头铣刀，包括刀柄部和铣削部，所述铣削部包括若干条螺旋状设置的周刃，所述周刃延伸至所述铣削部端部的球头部位，相邻所述周刃之间设置有刀槽，所述刀槽沿所述周刃呈螺旋状，所述刀槽沿螺旋方向设有锥度，所述铣削部的芯径从球头部位向刀柄部依次增加，若干所述周刃之间沿所述铣削部的周向非等夹角布置。
通过采用上述技术方案，4条周刃的布置采用了非对称式的周向布置，4条周刃将铣削部的周向360°不等分割，相邻周刃之间的形成的夹角不相等，使得周刃两两互补，提高了周刃的错位切割性，有利于在切削过程中平衡受力，使铣削部与工件表面的受力更均匀、平稳，减小刀与工件之间的共振，提升刀的切削性能；另外，刀槽从球头部位向下延伸至侧周部位过程中，刀槽设有锥度，即铣削部的芯径逐渐增加，铣削部的外部整体呈锥状，上述设计提高了刀具的刚性，并且能够改善排屑性能；周刃的非对称式设计与周刃芯径的锥度设计结合，使得刀具与工件之间受力更平稳，有利于减少共振，提升刀具的切削性能，进而提高工件表面加工质量。
优选的，所述铣削部还包括位于球头部位的端刃；所述端刃数量与所述周刃数量一致，所述端刃位于相邻所述周刃之间。
通过采用上述技术方案，在铣削部的球头部位增加设置端刃，相邻两个周刃之间设置一个端刃，端刃位于球头部位的最前端，在进行切削加工时，保证铣削部前端具有足够的锋利度，与周刃配合使用，能够提升刀具的切削性能，进而提高工件表面加工质量。
优选的，所述端刃的前刀面角度为3°﹣4°，所述端刃的切削角度为2°﹣3°。
通过采用上述技术方案，上述端刃的前刀面角度和切削角度的参数设计，能够保证端刃的锋利度，并同时保证端刃具有一定的刚度和强度，使切削加工过程受力均衡，加工过程更加平稳，保证工件表面的加工质量。
优选的，所述锥度为3°﹣5°。
通过采用上述技术方案，锥度的设计有利于增强刀具的刚度和强度，有利于改善铣削部铣削过程的共振，加工过程更加平稳，保证工件表面的加工质量。
优选的，所述周刃的数量为4，相邻所述周刃之间的夹角的差值为-5°﹣+5°。
通过采用上述技术方案，周刃之间的夹角的设计，使得周刃在切削的过程中，两两互补，平衡受力，减小共振，夹角之间的差值在±5°之间，周刃之间互补、平衡受力效果最佳。
优选的，所述周刃的螺旋角角度为30°﹣40°。
通过采用上述技术方案，周刃的螺旋角角度参数的设计，有利于保证周刃的锋利度和切削性能，且有利于排屑，保证工件表面的加工质量。
优选的，所述周刃的周刃第一后角为9°﹣12°；所述周刃的周刃第二后角为24°﹣30°。
通过采用上述技术方案，周刃分为位于前部的第一周刃和位于第一周刃后部的第二周刃，周刃第一后角为9°﹣12°，周刃第二后角为24°﹣30°，上述角度参数设计，能够保证周刃具有足够的锋利度，保证工件表面加工质量，另外第一周刃过渡至第二周刃，角度设计合理，使第一周刃与第二周刃相辅相成，保证足够的切削性能。
优选的，所述刀槽的刀槽前刀面角度为6°﹣9°，所述刀槽的刀槽后刀面角度为8°﹣12°。
通过采用上述技术方案，刀槽的前刀面角度和后刀面角度的参数设计，能够保证刀槽对周刃具有足够的支撑力，增强结构刚性，保证周刃的锋利度和切削性能，并且使刀槽3具有更好的排屑性能，保证工件表面的加工质量。
优选的，所述周刃第一后角的刃宽为所述周刃的刃宽的30%-45%。
通过采用上述技术方案，周刃第一后角的刃宽的参数设计，有利于提高周刃的锋利度，并且保证第二周刃对第一周刃的足够的支撑力，调高周刃的刚性，保证刀具的具有更高的切削性能。
优选的，所述刀槽设有槽背，位于所述球头部位端部的所述槽背表面设有刀尖间隙面，所述刀尖间隙面的高度低于原所述槽背表面的高度。
通过采用上述技术方案，刀尖间隙面的形成是在刀槽整体成型后，位于球头部位端部的槽背表面通过单独工序打磨制备而成，刀尖间隙面的高度小于该位置原槽背表面的高度；上述刀尖间隙面的设计一方面有利于提高排屑性能，另一方面使球头部位的周刃具有更好的支撑力，有利于提高切削性能。
附图说明
图1是本申请实施例提供的球头铣刀的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的球头铣刀的球头部位的结构示意图。
图中：1、端刃，2、刀尖间隙面，3、刀槽，4、周刃，5、刀柄部。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开的球头铣刀，请一并参照图1-2所示，球头铣刀包括刀柄部5和与刀柄部5一端连接的铣削部，铣削部设有位于端部的球头部位和侧周部位，铣削部包括4条螺旋状设置的周刃4，周刃4从铣削部的侧周部位延伸至铣削部端部的球头部位，相邻周刃4之间设置有刀槽3，刀槽3沿周刃4呈螺旋状，刀槽3亦称作螺旋槽，刀槽3沿螺旋方向设有锥度，即铣削部的芯径从球头部位向刀柄部5依次增加，4条周刃4之间沿铣削部的周向非等夹角布置，即相邻周刃4之间形成的夹角不相等，参照图2所示，相邻周刃4之间形成的夹角分别为a和β，a和β的数值大小不相等。
本实施例中4条周刃4的布置采用了非对称式的周向布置，4条周刃4将铣削部的周向360°不等分割，相邻周刃4之间的形成的夹角不相等，使得周刃4两两互补，提高了周刃4的错位切割性，有利于在切削过程中平衡受力，使铣削部与工件表面的受力更均匀、平稳，减小刀与工件之间的共振，提升刀的切削性能；另外，刀槽3从球头部位向下延伸至侧周部位过程中，刀槽3设有锥度，即铣削部的芯径逐渐增加，铣削部的外部整体呈锥状，上述设计提高了刀具的刚性，并且能够改善排屑性能；周刃4的非对称式设计与周刃4芯径的锥度设计结合，使得刀具与工件之间受力更平稳，有利于减少共振，提升刀具的切削性能，进而提高工件表面加工质量。
请参照图2所示，作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，铣削部还包括位于球头部位的端刃1；端刃1数量与周刃4数量一致，为4个，端刃1位于相邻周刃4之间，端刃1的后部连接至周刃4上。
本实施例中，在铣削部的球头部位增加设置端刃1，相邻两个周刃4之间设置一个端刃1，端刃1位于球头部位的最前端，在进行切削加工时，保证铣削部前端具有足够的锋利度，与周刃4配合使用，能够提升刀具的切削性能，进而提高工件表面加工质量。
请一并参照图1-2所示，作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，端刃1的前刀面角度为3°﹣4°，端刃1的切削角度为2°﹣3°。
本实施例中，上述端刃1的前刀面角度和切削角度的参数设计，能够保证端刃1的锋利度，并同时保证端刃1具有一定的刚度和强度，使切削加工过程受力均衡，加工过程更加平稳，保证工件表面的加工质量。
作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，所述锥度为3°﹣5°，即铣削部的芯径的锥度为3°﹣5°。
本实施例中，锥度的设计有利于增强刀具的刚度和强度，有利于改善铣削部铣削过程的共振，加工过程更加平稳，保证工件表面的加工质量。
请参照图2所示，作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，相邻所述周刃4之间的夹角的差值为-5°～+5°，即相邻所述周刃4之间的夹角a和β的差值范围为-5°～+5°，优选的相邻周刃4之间的夹角依次为89°、91°、89°和91°。
本实施例中周刃4之间的夹角的设计，使得周刃4在切削的过程中，两两互补，平衡受力，减小共振，夹角之间的差值在±5°之间，周刃4之间互补、平衡受力效果最佳。
请参照图1所示，作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，周刃4的螺旋角角度为30°-40°，优选采用35°；所述刀槽3的螺旋角度为30°﹣40°。
本实施例中周刃4的螺旋角角度参数的设计，有利于保证周刃4的锋利度和切削性能，且有利于排屑，保证工件表面的加工质量。
请参照图1所示，作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，所述周刃4的周刃第一后角为9°﹣12°；所述周刃4的周刃第二后角为24°﹣30°。
本实施例中周刃4分为位于前部的第一周刃和位于第一周刃后部的第二周刃，周刃第一后角为9°﹣12°，周刃第二后角为24°﹣30°，上述角度参数设计，能够保证周刃4具有足够的锋利度，保证工件表面加工质量，另外第一周刃过渡至第二周刃，角度设计合理，使第一周刃与第二周刃相辅相成，保证足够的切削性能。
请参照图1所示，作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，刀槽3的刀槽前刀面角度为6°﹣9°，刀槽3的刀槽3后刀面角度为8°﹣12°。
本实施例中刀槽3的前刀面角度和后刀面角度的参数设计，能够保证刀槽3对周刃4具有足够的支撑力，增强结构刚性，保证周刃4的锋利度和切削性能，并且使刀槽3具有更好的排屑性能，保证工件表面的加工质量。
请参照图1所示，作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，所述周刃第一后角的刃宽为所述周刃4的刃宽的30%-45%，需要说明的是，周刃第一后角的刃宽指的就是上述中的第一周刃的刃宽。
本实施例中周刃第一后角的刃宽的参数设计，有利于提高周刃4的锋利度，并且保证第二周刃对第一周刃的足够的支撑力，调高周刃4的刚性，保证刀具的具有更高的切削性能。
请参照图1所示，作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，刀槽3设有槽背，位于球头部位端部的槽背表面设有刀尖间隙面2，刀尖间隙面2的高度低于原槽背表面的高度。
本实施例中的刀尖间隙面2的形成是在刀槽3整体成型后，位于球头部位端部的槽背表面通过单独工序打磨制备而成，刀尖间隙面2的高度小于该位置原槽背表面的高度；上述刀尖间隙面2的设计一方面有利于提高排屑性能，另一方面使球头部位的周刃4具有更好的支撑力，有利于提高切削性能。
作为本申请提供的球头铣刀的一种具体实施方式，铣削部表面设有表面镀层；表面镀层材质采用超精细纳米硬质合金。
本实施例中通过在铣削部表面增设超精细纳米硬质合金表面镀层，增强了铣削部的耐磨性和耐用性，在加工硬度较高的工件时，能够提高刀刃的抗崩裂性能，提高刀具的使用寿命。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.球头铣刀，包括刀柄部（5）和铣削部，其特征在于：所述铣削部包括若干条螺旋状设置的周刃（4），所述周刃（4）延伸至所述铣削部端部的球头部位，相邻所述周刃（4）之间设置有刀槽（3），所述刀槽（3）沿所述周刃（4）呈螺旋状，所述刀槽（3）沿螺旋方向设有锥度，所述铣削部的芯径从球头部位向刀柄部（5）依次增加，若干所述周刃（4）之间沿所述铣削部的周向非等夹角布置。
2.根据权利要求1所述的球头铣刀，其特征在于：所述铣削部还包括位于球头部位的端刃（1）；所述端刃（1）数量与所述周刃（4）数量一致，所述端刃（1）位于相邻所述周刃（4）之间。
3.根据权利要求2所述的球头铣刀，其特征在于：所述端刃（1）的前刀面角度为3°﹣4°，所述端刃（1）的切削角度为2°﹣3°。
4.根据权利要求1-3任一项所述的球头铣刀，其特征在于：所述锥度为3°﹣5°。
5.根据权利要求1所述的球头铣刀，其特征在于：所述周刃（4）的数量为4，相邻所述周刃（4）之间的夹角的差值为-5°﹣+5°。
6.根据权利要求5所述的球头铣刀，其特征在于：所述周刃（4）的螺旋角角度为30°﹣40°。
7.根据权利要求6所述的球头铣刀，其特征在于：所述周刃（4）的周刃第一后角为9°﹣12°；所述周刃（4）的周刃第二后角为24°﹣30°。
8.根据权利要求7所述的球头铣刀，其特征在于：所述刀槽（3）的刀槽前刀面角度为6°﹣9°，所述刀槽（3）的刀槽后刀面角度为8°﹣12°。
9.根据权利要求8所述的球头铣刀，其特征在于：所述周刃第一后角的刃宽为所述周刃（4）的刃宽的30%-45%。
10.根据权利要求1所述的球头铣刀，其特征在于：所述刀槽（3）设有槽背，位于所述球头部位端部的所述槽背表面设有刀尖间隙面（2），所述刀尖间隙面（2）的高度低于原所述槽背表面的高度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021450632.5U CN212665005U (zh) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | 球头铣刀 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021450632.5U CN212665005U (zh) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | 球头铣刀 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN202021450632.5U Active CN212665005U (zh) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | 球头铣刀 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN212665005U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115464194A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-12-13 | 哈尔滨理工大学 | 一种钛合金叶片铣削用不对称减振锥形球头铣刀 |
| CN116765489A (zh) * | 2023-08-25 | 2023-09-19 | 长春工业大学 | 一种抑制叶片加工颤振的球头铣刀 |
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2020
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115464194A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-12-13 | 哈尔滨理工大学 | 一种钛合金叶片铣削用不对称减振锥形球头铣刀 |
| CN116765489A (zh) * | 2023-08-25 | 2023-09-19 | 长春工业大学 | 一种抑制叶片加工颤振的球头铣刀 |
| CN116765489B (zh) * | 2023-08-25 | 2023-11-03 | 长春工业大学 | 一种抑制叶片加工颤振的球头铣刀 |
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