The invention provides a milling cutter and a design method for improving the processing accuracy of helical milling, which belongs to the field of mechanical processing, including a tool handle and a processing part. The processing part includes a finishing section, a reaming section and a rough processing section. The helical milling test is carried out with the initially selected milling cutter, and the measured radial direction is recorded. Force, calculating the average value of radial force, getting the cutter deformation by finite element simulation software, designing new milling cutter according to the cutter deformation, using the newly designed milling cutter to carry out helical milling test, checking whether the hole diameter obtained from the test meets the accuracy requirements, if not, redesigning the milling cutter and design. The method eliminates the aperture error caused by tool deformation due to the influence of radial force in helical milling process. Finally, the measured aperture meets the accuracy requirements, and enables the milling cutter to complete roughing and finishing twice by one milling, thus improving the milling accuracy and processing efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀及设计方法
本专利技术属于机械加工领域,具体涉及一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀及设计方法。
技术介绍
随着航空航天技术的飞速发展,具有良好性能的新型材料被广泛应用于飞机的零部件中,这些新型材料满足了飞机所需求的高精度、高可靠性、轻质等性能要求。如广泛用于航空工业中的钛合金,其密度约为4500kg/m,其密度小,强度却大,且耐高温、耐腐蚀。然而钛合金硬度大,导致加工过程中刀具会受较大的切削力影响而产生变形,影响加工精度,属于典型的难加工材料。传统的加工钛合金的加工方式为钻削,钻孔加工属于半封闭式加工,导致切削产生的热量不能及时排出,降低钻头的切削性能,加快刀具的磨损。且在钻孔时,切屑不能及时排出,会导致已加工表面划伤,影响加工精度。螺旋铣制孔是一种利用铣削原理的新型加工方式,是用一把小于孔径的刀具通过自身的自传以及绕着孔的中心以一定的偏心距公转的制孔工艺。螺旋铣孔工艺使刀具通过单次进给即可完成钻—扩—铰的操作,提高了加工效率,且有利于切屑的排出,缓解了加工温度过高的问题,减少了切屑对已加工表面的划伤,提高了刀具的寿命和孔壁的质量。因此对于螺旋铣削的深入研究十分必要,目前存在的问题是:螺旋铣削较小的孔径时,所使用的铣刀直径也很小,在铣削过程中会受到较大的径向力,使刀具产生偏向孔径中心的变形,使得加工出的孔径偏小且加工精度不能满足要求。因此,修复螺旋铣削过程中因刀具受径向力影响产生变形导致的孔径误差十分必要。
技术实现思路
为解决以上问题,本专利技术提出一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀,包括:刀柄和加工部分组成,所述加工部包括精加工段、扩 ...
【技术保护点】
1.一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀,其特征在于,包括:刀柄和加工部分组成,所述加工部包括精加工段、扩孔加工段以及粗加工段;刀柄与精加工段相连接,精加工段与扩孔加工段相连接,扩孔加工段与粗加工段相连接;刀柄直径与精加工段直径相等,精加工段为圆柱体,扩孔加工段为圆锥台,圆锥台大径端与精加工段连接处直径相等,圆锥台小径端与粗加工段连接处直径相等,粗加工段为圆柱体。
【技术特征摘要】
1.一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀,其特征在于,包括:刀柄和加工部分组成,所述加工部包括精加工段、扩孔加工段以及粗加工段;刀柄与精加工段相连接,精加工段与扩孔加工段相连接,扩孔加工段与粗加工段相连接;刀柄直径与精加工段直径相等,精加工段为圆柱体,扩孔加工段为圆锥台,圆锥台大径端与精加工段连接处直径相等,圆锥台小径端与粗加工段连接处直径相等,粗加工段为圆柱体。2.根据权利要求1所述一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀,其特征在于:精加工段直径为粗加工段直径与2倍的刀具变形量之和,长度为加工深度的1.2~1.6倍。3.根据权利要求1所述一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀,其特征在于:粗加工段直径为初步选定加工铣刀刀具的直径,长度为加工深度的1.2~1.6倍。4.一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀的设计方法,采用权利要求1所述的一种提高螺旋铣削加工精度的铣刀,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:选定被加工材料,确定加工孔径大小和加工深度,按照常规方法初步选定加工铣刀刀具,设定加工参数;步骤2:建立初步选定铣刀刀具的三维模型;步骤3:在设定的加工参数下进行螺旋铣削试验,使用测力仪测试出铣刀刀具铣削时受到的径向力大小,记录每次平稳切削时径向力大小;步骤4:计算平稳切削时径向力的平均值;步骤5:将建立的铣刀刀具三维模型导入有限元仿真软件中,在该仿真软件中设定刀具材料属性,将计算得到的径向力平均值施加在铣刀刀具上,进行静力分析,得到铣刀刀具变形量;步骤6:根据铣刀刀具变形量设计铣刀刀...
【专利技术属性】
技术研发人员:王奔,张凡,单宝峰,王明海,郑耀辉,
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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