加工薄壁件的精密长短刃PCBN小螺旋角立铣刀及加工方法技术

本发明专利技术公开一种加工薄壁件的精密长短刃PCBN小螺旋角立铣刀及加工方法，包括硬质合金基体和多组PCBN切削刃，多组所述PCBN切削刃均布在所述硬质合金基体的端部周向上；所述PCBN切削刃包括短刃和长刃，所述短刃和长刃间隔设置在所述硬质合金基体上，所述长刃两两相对分布，所述短刃两两相对分布，所述短刃和长刃的前刀面上分别设置有螺旋角；本发明专利技术利用小角度斜面前刀面刃磨出小螺旋角的螺旋前刀面，从而实现了PCBN螺旋立铣刀的螺旋刃的结构，加工产品时改善了让刀现象，提高加工产品表面质量和薄壁垂直度；本发明专利技术采用了控制相对切削刃极小的跳动，使螺旋切削刃在小切削深度情况下能够逐渐平稳地切入工件，实现了薄壁件的精密铣削。削。削。

Precision long and short edge PCBN small helix angle end mill for machining thin wall parts and its machining method

【技术实现步骤摘要】
加工薄壁件的精密长短刃PCBN小螺旋角立铣刀及加工方法


[0001]本专利技术属于机械加工
，尤其涉及一种加工铸铁薄壁件的精密长短刃PCBN小螺旋角立铣刀及加工方法。

技术介绍

[0002]在铸铁薄壁件的加工中，由于铸件的硬度及切削性的影响，硬质合金等现有刀具加工寿命极低；
[0003]而PCBN刀坯因为材料为平面结构的限制，很难制作具有螺旋角的刀具，所以传统的前刀面为斜面，且切削刃不能够逐渐平稳地切入工件；由于PCBN超硬材料的特性原因，现有的加工工艺很难实现在平面前刀面上加工出螺旋前刀面；现有刀具很难达到较高的产品表面质量，同时由于薄壁铸件的原因，在加工过程中很容易出现让刀变形等现象，从而加工后的工件垂直度不好；现有的刀具刃口长度均为等长，端刃数量相对较少，故刀具寿命低且加工效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种加工薄壁件的精密长短刃PCBN小螺旋角立铣刀及加工方法，旨在解决上述存在的立铣刀加工寿命低、加工效率低、加工产品表面质量差、加工产品垂直度差、加工精度低、难以满足薄壁工件高垂直度要求的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种加工薄壁件的精密长短刃PCBN小螺旋角立铣刀及加工方法，包括硬质合金基体和多组PCBN切削刃，多组所述PCBN切削刃均布在所述硬质合金基体的端部周向上；所述PCBN切削刃包括短刃和长刃，所述短刃和长刃间隔设置在所述硬质合金基体上，所述长刃两两相对分布，所述短刃两两相对分布，所述短刃和长刃的前刀面上分别设置有螺旋角。
[0006]所述加工方法包括：
[0007]S1选择硬质合金基体材料和PCBN切削刃刀坯材料；
[0008]S2通过双顶尖外圆磨加工硬质合金基体；
[0009]S3将短刃刀坯和长刃刀坯间隔焊接在硬质合金基体上；
[0010]S4对PCBN切削刃的前刀面进行磨削，刃磨出螺旋角，螺旋角为1
°
～6
°
，得到具有小螺旋角的螺旋前刀面；
[0011]S5对刃口和后刀面进行磨削，形成具有螺旋结构的螺旋后刀面，得到小螺旋角立铣刀；
[0012]其中，PCBN切削刃的端刃前角
‑
5<γ1<0，第一后角3<α1<10，刃带宽度0.2mm<B1<1mm，第二后角10<α2<20；PCBN切削刃的周刃前角2<γ2<10，第一后角3<α3<10，刃带宽度0.2mm<B2<1mm，第二后角10<α4<20，轴向锥度为顺锥0.01～0.03/100，倒锥0.01～0.03/100。
[0013]进一步的，相邻两个所述PCBN切削刃的刃口在所述硬质合金基体上的中心夹角为360
°
/(A+B)，其中，A为所述长刃设置的数量，B为所述短刃设置的数量。
[0014]进一步的，所述长刃和短刃数量A+B设置为4、6、8、10
……
50。
[0015]进一步的，所述螺旋角为1
°
～6
°
。
[0016]进一步的，所述PCBN切削刃的刃口直径为8
‑
32mm，柄部直径为8
‑
32mm。
[0017]进一步的，所述短刃长度为10
‑
40mm，长刃长度为20
‑
80mm，短刃长度小于长刃长度。
[0018]进一步的，所述长刃的相对齿径向跳动为0.001～0.005mm，端刃跳动为0.001～0.005mm；所述短刃的相对齿径向跳动为0.001～0.005mm，端刃跳动为0.001～0.005mm；所述长刃的齿直径与所述短刃的齿直径之差为0.05～1.0mm。
[0019]进一步的，所述PCBN切削刃的端刃具有前角γ1，第一后角α1，刃带宽度B1，第二后角α2；所述PCBN切削刃的周刃具有前角γ2，第一后角α3，刃带宽度B2，第二后角α4，轴向锥度为顺锥0.01～0.03/100，倒锥0.01～0.03/100；且
‑
5<γ1<0，3<α1<10，0.2mm<B1<1mm，10<α2<20，2<γ2<10，3<α3<10，0.2mm<B2<1mm，10<α4<20。
[0020]进一步的，所述硬质合金基体材料为钴含量为6％～15％的硬质合金，所述PCBN切削刃采用高含量PCBN刀坯，CBN含量为70～95％VOL。
[0021]进一步的，所述PCBN切削刃的刃口锯齿为0.002～0.02mm。
[0022]进一步的，所述PCBN切削刃端刃后刀面粗糙度为Ra1，其中0.1<Ra1<0.8；所述PCBN切削刃周刃前刀面粗糙度为Ra2，其中0.1<Ra2<0.8；所述PCBN切削刃周刃后刀面粗糙度为Ra3，其中0.1<Ra<0.8。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]在材料方面，由于铸件的硬度及切削性的影响，为了提高刀具寿命，获得良好的产品表面质量，立铣刀采用超硬PCBN材料作为切削刃，硬质合金作为基体。
[0025]在结构方面，由于PCBN刀坯为平面结构的限制，本专利技术利用对小斜度平面前刀面刃磨，实现了具有小螺旋角的螺旋前刀面和螺旋后刀面的螺旋切削刃，使螺旋切削刃在小切削深度情况下能够逐渐平稳地切入工件，加工产品时改善了让刀现象，提高加工产品表面质量和薄壁垂直度；刃口采用A和B两种长短齿两两相对的搭配的结构，增加端刃数量，在保证刚性的前提下大大的提高了刀具寿命，提高加工效率。
[0026]在工艺方面，本专利技术在工艺方面利用小角度平面前刀面刃磨出小螺旋角的螺旋前刀面，利用数控磨床磨削出螺旋后刀面，拓宽了PCBN的加工工艺，实现了PCBN立铣刀螺旋切削刃的加工；由于薄壁件易于变形的原因，难以实现精密铣削的目标，本专利技术采用了相对切削刃极小的跳动控制，刀具相对切削刃径向跳动可小于0.003mm，端刃跳动可小于0.002mm，实现了铸铁薄壁件的精密铣削。
附图说明
[0027]图1为本专利技术结构示意图；
[0028]图2为本专利技术端刃结构示意图，即图1中E处放大图；
[0029]图3为本专利技术周刃结构示意图，即图1中K处放大图；
[0030]图中：1
‑
硬质合金基体、2
‑
长刃容屑槽、3
‑
短刃、4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加工薄壁件的精密长短刃PCBN小螺旋角立铣刀及加工方法，其特征在于：包括硬质合金基体和多组PCBN切削刃，多组所述PCBN切削刃均布在所述硬质合金基体的端部周向上；所述PCBN切削刃包括短刃和长刃，所述短刃和长刃间隔设置在所述硬质合金基体上，所述长刃两两相对分布，所述短刃两两相对分布，所述短刃和长刃的前刀面上分别设置有螺旋角，所述螺旋角为1
°
～6
°
；其中，所述PCBN切削刃的端刃具有前角γ1，第一后角α1，刃带宽度B1，第二后角α2；所述PCBN切削刃的周刃具有前角γ2，第一后角α3，刃带宽度B2，，第二后角α4，轴向锥度为顺锥0.01～0.03/100，倒锥0.01～0.03/100；且
‑
5<γ1<0，3<α1<10，0.2mm<B1<1mm，10<α2<20，2<γ2<10，，3<α3<10，0.2mm<B2<1mm，10<α4<20；所述加工方法包括：S1选择硬质合金基体材料和PCBN切削刃刀坯材料；S2通过双顶尖外圆磨加工硬质合金基体；S3将短刃刀坯和长刃刀坯间隔焊接在硬质合金基体上；S4对PCBN切削刃的前刀面进行磨削，刃磨出螺旋角，螺旋角为1
°
～6
°
，得到具有小螺旋角的螺旋前刀面；S5对刃口和后刀面进行磨削，形成具有螺旋结构的螺旋后刀面，得到小螺旋角立铣刀；其中，PCBN切削刃的端刃前角
‑
5<γ1<0，第一后角3<α1<10，刃带宽度0.2mm<B1<1mm，第二后角10<α2<20；PCBN切削刃的周刃前角2<γ2<10，第一后角3<α3<10，刃带宽度0.2mm<B2<1mm，第二后角10<α4<20，轴向锥度为顺锥0.01～0.03/100，倒锥0.01～0.03/100...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇自力，吴明蒗，蒲彦斌，邱志国，
申请(专利权)人：成都戴梦迪超硬工具有限责任公司，
类型：发明
国别省市：