变曲率鼓形铣刀制造技术

本发明专利技术涉及一种变曲率鼓形铣刀，包括刀柄部和切削部，所述的切削部包括用于叶片精铣的球头切削刃和用于叶片粗铣去余量的鼓形切削刃，所述的球头切削刃位于鼓形铣刀刀尖部；以所述球头切削刃刀刃端点为原点O，球头切削刃母线S1在刀刃端点的切线为X轴，所述柄部的中轴线O

【技术实现步骤摘要】
变曲率鼓形铣刀


[0001]本专利技术涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种鼓形铣刀。

技术介绍

[0002]叶片和整体叶轮是涡轮式发电机、涡轮增压发动机、涡扇发动机的核心零部件，它在能源动力、航空航天、石油化工等行业均有广泛应用。叶片型面的加工精度、加工表面质量和加工效率直接影响发动机的空气动力性能和机械效率，对发动机性能有决定性的影响。叶片型面一般有两种，分别是直纹面叶片和复杂曲面叶片，无论哪种型面叶片，均需五轴加工中心配合专用刀具加工，目前较先机的专用刀具为鼓形铣刀。
[0003]授权公告号CN1186157C公开了一种鼓锥形刀具及其加工复杂曲面离心叶轮的方法，刀具切削部分是回转面，母线是一段半径为R的圆弧刀具底部无切削刃，该鼓形刀具比球头铣刀加工效率高，又比锥度铣刀有更大的旋转灵活性，可方便地避免加工中可能出现的过切和碰撞。主要缺陷是底部无切削刃，无法一次性完成粗、精加工。
[0004]申请公布号CN110695426A公布了一种高效鼓形仿形立铣刀，其切削部分分为圆周切削刃和球头切削刃，其圆周切削刃轮廓由两段对称圆弧，底部切削刃为球头切削刃。该鼓形铣刀可大幅度提高工件半精加工、精加工效率、可加工狭窄工件、强度高、使用寿命长的优点。
[0005]申请公布号CN107243668A公开了一种鼓形合金铣刀，其刀体的侧面为圆弧形铣削刃，圆弧形铣削刃为回转面，母线是一段半径为R的圆弧，该圆弧的圆心位于过该圆弧中点且垂直于刀杆轴心线的平面上。
[0006]申请公布号CN114888342A公开了一种采用鼓形刀加工整体叶盘叶片的方法，所述的鼓形刀的切削刃由一个弧度半径为R1的刀尖和一个弧度半径为R2的侧刃构成。
[0007]这些鼓形铣刀侧刃均是由一段圆弧或者多段圆弧构成，均存在刃形调整参数范围小的问题，可调参数只有圆弧半径R，曲率半径固定，在加工中，若出现干涉、过切现象，很难调整，限制了鼓形铣刀加工效率的进一步提升。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于避免现有技术的不足提供一种能够调整鼓形切削刃上不同位置处的曲率半径，避免铣削叶片时出现干涉、过切现象，可以一次性完成粗、精加工，刃口强度高，刀具寿命长的变曲率鼓形铣刀。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种变曲率鼓形铣刀，包括刀柄部和切削部，所述的切削部包括用于叶片精铣的球头切削刃和用于叶片粗铣去余量的鼓形切削刃，所述的球头切削刃位于鼓形铣刀刀尖部；
[0010]由球头切削刃的母线S1绕柄部的中轴线O
‑
O旋转得到所述的球头切削刃，由鼓形切削刃的母线S2绕柄部中轴线O
‑
O旋转得到所述的鼓形切削刃，且所述球头切削刃的母线S1和鼓形切削刃的母线S2相切，用于减少过度圆弧，并保证整个切削部无尖点，减少应力集
中，提升刃口强度和刀具寿命；
[0011]以所述球头切削刃刀刃端点为原点O，球头切削刃母线S1在刀刃端点的切线为X轴，所述柄部的中轴线O
‑
O为Y轴，建立平面坐标系，在所述的坐标系中鼓形切削刃的母线S2满足三次抛物线方程：
[0012]y＝ax3+bx2+cx+d，
[0013]其中a，b，c，d均为常数，且a∈(
‑
5，0)，b∈(
‑
50，0)，c∈(
‑
200，
‑
20)，d∈(
‑
200，
‑
20)，用于根据不同叶片曲面形状，使柄径为12～20mm的变曲率鼓行铣刀所在铣削叶片时不发生干涉、过切。
[0014]所述的鼓形切削刃包括绕所述柄部的中轴线O
‑
O螺旋旋转形成的至少两个螺旋刀刃，在所述的两个螺旋刀刃之间设有容屑槽，容屑槽也是绕所述柄部的中轴线O
‑
O旋转，并随着两个螺旋刀刃连续延伸而成的螺旋容屑槽。
[0015]进一步的，所述的容屑槽由所述球头切削刃的后方延伸至鼓形切削刃的末端，所述容屑槽的螺旋角度为10
°
～45
°
。
[0016]进一步的，所述鼓形切削刃的直径由刀刃顶端部至柄部逐渐增大。
[0017]进一步的，所述球头切削刃中心位于所述柄部的中轴线O
‑
O上。
[0018]进一步的，所述鼓形铣刀切削部和柄部材质均为整体硬质合金，其中切削部表面附着Ti
‑
Al
‑
N或Ti
‑
Al
‑
Si
‑
N或Al
‑
Cr
‑
N涂层。
[0019]进一步的，所述的硬质合金为钨钴类硬质合金或钨钴钛类硬质合金或通用硬质合金。
[0020]进一步的，所述刀柄部(3)直径为20mm，所述球头切削刃的半径为4mm，则所述鼓形切削刃母线S2满足方程y＝
‑
0.4952x3‑
9.0253x2‑
57.1091x
‑
111.5981。
[0021]进一步的，所述刀柄部(3)直径为12mm，所述球头切削刃的半径为2.4mm，则所述鼓形切削刃母线S2满足方程y＝
‑
2.524x3‑
27.6595x2‑
98.3775x
‑
108.4305。
[0022]进一步的，所述刀柄部(3)直径为16mm，所述球头切削刃的半径为4mm，则所述鼓形切削刃母线S2满足方程y＝
‑
0.8611x3‑
12.9428x2‑
66.9503x
‑
106.4261。
[0023]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的鼓形铣刀的鼓形切削刃母线S2是三次抛物线的一部分，因此可以根据不同叶片曲面形状，调整抛物线的四个常数a，b，c，d，从而调整鼓形切削刃上不同位置处的曲率半径，避免铣削叶片时出现干涉、过切现象。
[0024]其次，鼓形切削刃用于叶片粗铣去余量，球头切削刃用于叶片精铣，一把刀即可完成叶片的粗、精加工，减少换刀时间，提升加工效率；
[0025]此外，球头切削刃和鼓形切削刃的母线S1和S2直接相切，一方面减少了过度圆弧，简化了鼓形铣刀结构，另一方面保证整个切削部无尖点，减少应力集中，有利于提升刃口强度，提高刀具寿命。
附图说明
[0026]图1本专利技术一种变曲率鼓形铣刀结构图；
[0027]图2是本专利技术一种变曲率鼓形铣刀切削部母线示意图；
[0028]图3是本专利技术一种变曲率鼓形铣刀母线S1和S2在坐标系中位置。
[0029]图中标号：
[0030]1、切削部；2、容屑槽；3、柄部；11、球头切削刃；12、鼓形切削刃。
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变曲率鼓形铣刀，其特征在于，包括刀柄部(3)和切削部(1)，所述的切削部(1)包括用于叶片精铣的球头切削刃(11)和用于叶片粗铣去余量的鼓形切削刃(12)，所述的球头切削刃(11)位于鼓形铣刀刀尖部；由球头切削刃(11)的母线S1绕柄部(3)的中轴线O
‑
O旋转得到所述的球头切削刃(11)，由鼓形切削刃(12)的母线S2绕柄部(3)中轴线O
‑
O旋转得到所述的鼓形切削刃(12)，且所述球头切削刃(11)的母线S1和鼓形切削刃(12)的母线S2相切，用于减少过度圆弧，并保证整个切削部(1)无尖点，减少应力集中，提升刃口强度和刀具寿命；以所述球头切削刃(11)刀刃端点为原点O，球头切削刃(11)母线S1在刀刃端点的切线为X轴，所述柄部(3)的中轴线O
‑
O为Y轴，建立平面坐标系，在所述的坐标系中鼓形切削刃(12)的母线S2满足三次抛物线方程：y＝ax3+bx2+cx+d，其中a，b，c，d均为常数，且a∈(
‑
5，0)，b∈(
‑
50，0)，c∈(
‑
200，
‑
20)，d∈(
‑
200，
‑
20)，用于根据不同叶片曲面形状，使柄径为12～20mm的变曲率鼓行铣刀所在铣削叶片时不发生干涉、过切。2.如权利要求1所述的变曲率鼓形铣刀，其特征在于，所述的鼓形切削刃(12)包括绕所述柄部(3)的中轴线O
‑
O螺旋旋转形成的至少两个螺旋刀刃，在所述的两个螺旋刀刃之间设有容屑槽(2)，容屑槽(2)是绕所述柄部(3)的中轴线O
‑
O旋转，并随着两个螺旋刀刃连续延伸而成的螺旋容屑槽。3.如权利要求2所述的变曲率鼓形铣刀，其特征在于，所述的容屑槽(2)由所述球头切削刃(11)的后方延伸至鼓形切削刃(12)的末端，所述容屑槽(2)的螺旋角度为10
°
～45
°
。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王羽中，史耀耀，倪高明，齐申，
申请(专利权)人：株洲钻石切削刀具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：