一种复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀制造技术

本发明专利技术公开了一种复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀，其可减少切削屑在前刀面的停留时间，可提升刀刃强度，其包括刀柄、设置于刀柄一端的刀头，刀头包括刀刃、第一容屑槽、第二容屑槽，刀刃包括设置于刀头外壁面的若干非等分分布的周刃、设置于刀头前端切削端面的端刃，各周刃沿刀头呈螺旋状延伸，并与相应端刃连接成一体，各第一容屑槽呈螺旋状延伸并与相应第二容屑槽连接成一体，前刀面顶端设置有两个复合前角：第一复合前角、第二复合前角，第一复合前角、第二复合前角所在平面为倾斜面；第二容屑槽内设置有双切齿结构，双切齿结构包括第一切齿、与第一切齿呈一定角度连接的第二切齿，第一切齿与第二切齿之间设置有齿隙加强圆弧。第一切齿与第二切齿之间设置有齿隙加强圆弧。第一切齿与第二切齿之间设置有齿隙加强圆弧。

【技术实现步骤摘要】
一种复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀


[0001]本专利技术涉及铣刀
，具体为一种复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀。

技术介绍

[0002]硬质合金铣刀是指用硬质合金为材料制成的铣刀，硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴(Co)或镍(Ni)、钼(Mo)为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
[0003]以刀刃直径为D20mm规格的铣刀为例，在转速S800转、进给速度F100mm/min、轴向切削深度Ap3.0mm、径向切削深度Ae3.0mm铣削参数条件下，铣刀铣削加工3小时左右时，刀尖(刀刃)开始破损，刀具切削寿命较短。分析加工过程中刀具刚度、排屑、切削振动等情况可知，导致铣刀寿命较短的原因在于：为提高铣削效果，制备的刀具刀刃为单刃角结构a，且相邻两个端刃之间第二容屑槽较深，例如图1所示铣刀结构，其端刃采用不等分分布且单刃角结构a的第一端刃(即底刃)、第二端刃、第三端刃、第四端刃，刀刃的前刀面开有弧形凹槽a1，采用此类铣刀铣削加工过程中，切削屑极易存储于弧形凹槽内，增加了切削屑在前刀面停留时间，并且单刃角刀刃强度较差，切削屑对刀刃产生冲击、磨损，极易导致刀尖破损，使用寿命低的问题出现。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀，其可减少切削屑在前刀面的停留时间，可提升刀刃的强度，可提高铣刀使用寿命。
[0005]一种复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀，其包括刀柄、设置于刀柄一端的刀头，所述刀头包括刀刃、第一容屑槽、第二容屑槽，所述刀刃包括设置于刀头外壁面的若干非等分分布的周刃、设置于刀头前端切削端面的端刃，所述第一容屑槽设置于相邻两个周刃之间，所述第二容屑槽设置于相邻两个端刃之间，各所述周刃沿所述刀头呈螺旋状延伸，并与相应端刃连接成一体，各所述第一容屑槽呈螺旋状延伸并与相应第二容屑槽连接成一体；
[0006]所述周刃包括周刃前刀面、周刃后刀面，所述周刃前刀面与所述周刃后刀面的连接面为周刃切削刃，其特征在于，所述前刀面顶端设置有两个复合角：第一复合角、第二复合角，所述第一复合角、第二复合角所在平面为螺旋状倾斜面，所述倾斜面的一端与所述周刃切削刃连接，另一端与所述第二容屑槽连接，在铣刀旋转中心任取一点q，点q到所述周刃切削刃的垂线作为基准线，在所述倾斜面的另一端任取一点m，点m到所述周刃切削刃的垂线与所述基准线的夹角为第一复合前角；所述垂线与所述周刃切削刃相交的点为垂点n，经过所述垂点n的周刃切削刃的横向切线与所述垂线相交于点k，点k连接点m形成的连接线与所述垂线的夹角为第二复合前角；
[0007]所述第二容屑槽内设置有双切齿结构，所述双切齿结构包括第一切齿、与第一切
齿呈一定角度连接的第二切齿，所述第一切齿、第二切齿的两端分别与相邻两个端刃前刀面、后刀面底端连接。
[0008]其进一步特征在于，
[0009]所述第一复合前角为
‑1°
，所述第二复合前角为5
°
，所述第二复合前角的侧边宽度为1.0mm；
[0010]所述周刃为变螺旋角不等分齿结构，所述周刃包括四个：第一周刃、第二周刃、第三周刃、第四周刃，所述第一周刃的分度角为0
°
起始，所述第一周刃的螺旋角度为36
°
，所述第一周刃与所述第二周刃之间的夹角为84
°
，所述第二周刃的螺旋角度为39
°
，所述第一周刃与所述第三周刃之间的夹角为180
°
，所述三周刃的螺旋角度为36
°
，所述第一周刃与所述第四周刃之间的夹角为264度，所述第四周刃的螺旋角度为39
°
；
[0011]所述第一切齿、第二切齿与所述端刃前刀面之间通过齿隙加强圆弧连接，所述齿隙加强圆弧半径为0.9mm；
[0012]所述第一切齿的齿隙角为20
°
～25
°
，所述第二切齿的齿隙角为35
°
～45
°
；
[0013]所述第一容屑槽为U型结构。
[0014]所述周刃前刀面、周刃后刀面、端刃前刀面、端刃后刀面的粗糙度均小于Ra0.15；
[0015]端刃前刀面与端刃后刀面的连接面为端刃切削刃，所述周刃切削刃呈螺旋状延伸，并与所述端刃切削刃连接为一体，所述周刃切削刃、端刃切削刃的钝化圆弧半径为0.008mm～0.010mm；
[0016]所述刀柄、刀头的材质均为硬质合金。
[0017]一种复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀加工方法，其特征在于，该方法包括：
[0018]S1、采用线切割方式对原材料进行切割，获得柱状刀体；
[0019]S2、依次采用无心磨、粗磨、精磨方式磨削加工所述刀体的外圆；
[0020]S3、采用砂轮磨削方式对柱状刀体进行开槽处理，获得第一容屑槽；
[0021]S4、采用砂轮磨削方式依次加工第一切齿、第二切齿，获得第二容屑槽；
[0022]S5、采用工具磨方式开刃，获得所述周刃、端刃；
[0023]S6、采用工具磨方式依次磨削加工第一复合前角、第二复合前角；
[0024]S7、采用喷砂工艺对周刃、端刃进行喷砂钝圆处理；
[0025]S8、在周刃、端刃的外表面做PVD涂层工艺处理。
[0026]其进一步特征在于，
[0027]所述第一容屑槽采用成型砂轮磨削获得U型结构槽型，所述砂轮的几何形状为磨削基准面夹角为50度，圆周磨削点圆弧弧度为1.4mm。
[0028]应用上述复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀加工板料的方法，将复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀安装于数控加工中心机床上，采用铣刀刀刃在板料左右两侧各铣削加工出一个型腔，其特征在于，所述铣刀端刃以中心坡铣3
°
进刀方式对所述型腔进行加工；
[0029]加工过程中，以每个小时为周期观察所述铣刀的刀尖破损状态。
[0030]其进一步特征在于，
[0031]铣削加工过程中，所述铣刀的转速为800r/min，进给速度为100mm/min，轴向切削深度3.0mm、径向切削深度3.0mm；
[0032]所述板料为航空高强度钢；
[0033]所述板料的长度、宽度、高度分别为200mm、200mm、40mm，所述型腔的长度、宽度、高度分别为180mm、87mm、30mm。
[0034]采用本专利技术上述结构可以达到如下有益效果：1、铣刀周刃的前刀面设置有两个复合前角：第一复合前角、第二复合前角，第一复合前角、第二复合前角所在平面为倾斜面，因此，采用该铣刀刀刃进行铣削加工时，切削屑能够沿倾斜面快速排出，实现了切削屑排出方向控制，从而减少了切削屑在周刃前刀面的停留时间，避免了切削屑在周刃处停留时间久而对刀刃产生冲击、磨损，导致刀刃损坏的问题出现，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀，其包括刀柄、设置于刀柄一端的刀头，所述刀头包括刀刃、第一容屑槽、第二容屑槽，所述刀刃包括设置于刀头外壁面的若干非等分分布的周刃、设置于刀头前端切削端面的端刃，所述第一容屑槽设置于相邻两个周刃之间，所述第二容屑槽设置于相邻两个端刃之间，各所述周刃沿所述刀头呈螺旋状延伸，并与相应端刃连接成一体，各所述第一容屑槽呈螺旋状延伸并与相应第二容屑槽连接成一体；所述周刃包括周刃前刀面、周刃后刀面，所述周刃前刀面与所述周刃后刀面的连接面为周刃切削刃，其特征在于，所述前刀面顶端设置有两个复合前角：第一复合角、第二复合角，所述第一复合角、第二复合角所在平面为螺旋状倾斜面，所述倾斜面的一端与所述周刃切削刃连接，另一端与所述第二容屑槽连接，在铣刀旋转中心任取一点q，点q到所述周刃切削刃的垂线作为基准线，在所述倾斜面的另一端任取一点m，点m到所述周刃切削刃的垂线与所述基准线的夹角为第一复合前角；所述垂线与所述周刃切削刃相交的点为垂点n，经过所述垂点n的周刃切削刃的横向切线与所述垂线相交于点k，点k连接点m形成的连接线与所述垂线的夹角为第二复合前角；所述第二容屑槽内设置有双切齿结构，所述双切齿结构包括第一切齿、与第一切齿呈一定角度连接的第二切齿，所述第一切齿、第二切齿的两端分别与相邻两个端刃前刀面、后刀面底端连接。2.根据权利要求1所述的复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀，其特征在于，所述第一复合前角为
‑1°
，所述第二复合前角为5
°
，所述倾斜面的宽度为1.0mm。3.根据权利要求2所述的复合前角、双切齿变螺旋硬质合金铣刀，其特征在于，所述周刃为变螺旋角不等分齿结构，所述周刃包括四个：第一周刃、第二周刃、第三周刃、第四周刃，所述第一周刃的分度角为0
°
起始，所述第一周刃的螺旋角度为36
°
，所述第一周刃与所述第二周刃之间的夹角为84
°
，所述第二周刃的螺旋角度为39
°
，所述第一周刃与所述第三周刃之间的夹角为180
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王必永，严景峰，王磊，祁亚军，韩占龙，
申请(专利权)人：国宏工具系统无锡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：