一种组合式高效超声切削圆片刀制造技术

本发明专利技术提供一种组合式高效超声切削圆片刀。本发明专利技术包括刀杆、上切削刀片、导屑环、下切削刀片和锁紧装置，所述刀杆的输入端与超声振动系统相连接，所述上切削刀片、导屑环、下切削刀片从上至下连接在刀杆上，通过所述锁紧装置将上切削刀片、导屑环、下切削刀片与刀杆固定，所述上切削刀片的底端、下切削刀片的顶端与导屑环之间均存在预设距离，形成容屑空间，所述上切削刀片和下切削刀片靠近导屑环侧设有预设的倾角，使得切削过程中的切屑进入所述容屑空间。本发明专利技术能够在短的时间内完成较大的去除量，减少了走刀次数、提升了工件的加工效率。该刀具在加工时能给予工件向下的切削分力，有效避免了构件脱粘的现象，减少了蜂窝芯构件的加工损伤。工损伤。工损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式高效超声切削圆片刀


[0001]本专利技术涉及超声切削刀具领域，尤其涉及一种组合式高效超声切削圆片刀。

技术介绍

[0002]随着航空航天事业的发展，蜂窝芯夹层结构因其具有高比强度和比刚度，被广泛应用于飞机地板、机翼等结构的制造，在保证强度情况下起到减轻重量的作用。蜂窝芯作为蜂窝夹层结构的主要组成部分，采用传统高速铣削加工外形时，容易产生毛刺和撕裂等加工损伤。超声切削技术是在传统的切削加工技术基础上，复合以超声振动实现材料去除的先进加工方法。超声切削的蜂窝芯加工表面质量好，可以有效减少加工蜂窝芯的切削力、提高材料去除率。
[0003]圆片刀是蜂窝芯超声切削的主要刀具之一。然而，采用现有结构的圆片刀切削蜂窝芯时，由于单次切削深度有限，对于大加工余量蜂窝芯的加工，需要经过多次走刀才能实现材料去除，加工时间长，加工效率难以提升。随着航空蜂窝夹层构件尺寸的增大以及数量的增多，现有结构的圆片刀难以满足日益增长的蜂窝芯高效加工需求。此外，由于加工中的蜂窝芯多采用双面胶粘贴固持方法，粘接力有限，采用现有结构的圆片刀超声切削蜂窝芯时，会对材料产生一个向上的分力，容易使蜂窝芯产生脱粘现象，造成加工损伤，影响加工质量。

技术实现思路

[0004]针对目前超声切削蜂窝芯中圆片刀切深小、加工效率受限，工件容易脱粘，影响加工质量的问题，本专利技术设计了一种可以实现大切深稳定切削的组合式高效超声切削圆片刀，提出采用同轴反向布置的多层切削刀片的刀具结构，实现蜂窝芯的高效切削，同时减小刀具作用与蜂窝芯切削时的向上切削分力，提高材料切削稳定性，加工质量好、刀具安装方便、使用简单。本专利技术采用的技术手段如下：
[0005]一种组合式高效超声切削圆片刀，包括刀杆、上切削刀片、导屑环、下切削刀片和锁紧装置，所述刀杆的输入端与超声振动系统相连接，所述上切削刀片、导屑环、下切削刀片从上至下连接在刀杆上，通过所述锁紧装置将上切削刀片、导屑环、下切削刀片与刀杆固定，所述上切削刀片的底端、下切削刀片的顶端与导屑环之间均存在预设距离，形成容屑空间，所述上切削刀片和下切削刀片靠近导屑环侧设有预设的倾角，使得切削过程中的切屑进入所述容屑空间。
[0006]进一步地，所述锁紧装置包括上切削刀片锁紧螺母，其旋于刀杆上，压持在上切削刀片上。
[0007]进一步地，所述上切削刀片具有负后角，上切削刀片和下切削刀片相对于导屑环呈同轴反向布置，上切削刀片向下压工件的力与下切削刀片向上抬起工件的力方向相反，避免工件在加工中产生脱粘现象。
[0008]进一步地，所述导屑环的外表面为圆柱面并设置纹理，所述上切削刀片和下切削
刀片刀刃位于超声振动幅度最大处，保证刀具的振动性能和切削性能，使刀具能够顺利切开蜂窝材料。
[0009]进一步地，所述上切削刀片和下切削刀片的楔角均小于45
°
，且下切削刀片直径大于等于上切削刀片。
[0010]作为其中一种可选的方案，所述刀杆为阶梯轴形式，阶梯轴中段尺寸最大，依次向两端尺寸减小，具体地，所述刀杆中段设有凸出于刀杆本体的凸起，所述下切削刀片上表面与所述刀杆中段凸起的下表面配合，所述导屑环下表面与所述刀杆中段凸起的上表面配合，所述上切削刀片的下表面设有凸台，所述导屑环上表面与所述上切削刀片的凸台配合，所述锁紧装置还包括连接螺钉，通过所述连接螺钉将下切削刀片旋于所述刀杆底部开设的螺纹孔。
[0011]作为其中另一种可选的方案，所述刀杆底端设有底座，使得下切削刀片下表面能够安装在底座上，所述下切削刀片上表面具有预设的凸起，所述导屑环下表面与所述下切削刀片上表面具凸起的上表面配合，所述上切削刀片的下表面设有凸台，所述导屑环上表面与所述上切削刀片的凸台配合。
[0012]进一步地，所述切屑分切刀片锁紧螺母选用薄型零件，使刀具整体能更好地产生超声振动。
[0013]进一步地，所述连接螺钉上开设有扳手孔，用于便于通过扳手旋紧螺钉。
[0014]进一步地，所述刀杆后半部分下段螺纹旋向与所述刀杆内部螺纹孔旋向相反，避免刀具在旋转时零部件发生脱落。
[0015]本专利技术的工作原理如下：
[0016]刀具沿着轴线进行超声振动，并且绕着轴线旋转，在进给运动的配合下，上下切削刀片首先实现材料的切断，接着，位于两切削刀片间的切屑与导屑环接触，在摩擦力作用下，沿着导屑环两侧发生变形，形成容屑空间。在切削过程中，具有负后角的上切削刀片始终对材料产生一个向下的作用力，且该作用力与下切削刀片产生的向上抬起工件的分力方向相反，可以有效避免工件脱粘现象。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]该刀具通过上下切削刀片二者对称布置，减小大切深条件下材料的切削抗力，且上下切削刀片共同参与蜂窝切削，因而可实现蜂窝芯大切削深度加工，能够在短的时间内完成较大的去除量，减少了走刀次数、提升了工件的加工效率。此外，该刀具在加工时能给予工件向下的切削分力，有效避免了构件脱粘的现象，减少了蜂窝芯构件的加工损伤。基于上述理由本专利技术可在复合材料高效加工等领域广泛推广。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术组合式高效超声切削圆片刀加工示意图。
[0021]图2是组合式高效超声切削圆片刀实施例1剖视图。
[0022]图3是组合式高效超声切削圆片刀实施例2剖视图。
[0023]图中：1、刀杆的后段上半部分螺纹段；2、刀杆的卡槽；3、刀杆；4、锁紧螺母；5、上切削刀片；6、导屑环；7、下切削刀片；8、连接螺钉；9、连接螺钉内孔；10、刀杆内部螺纹孔；11、下切削刀片上表面；12、刀杆中段下表面；13、导屑环下表面；14、刀杆中段上表面；15、导屑环上表面；16、上切削刀片凸台；17、刀杆后半部分下段；18、下切削刀片下表面；19、刀杆中段；20、刀杆下段上表面；21、下切削刀片内孔；22、导屑环内孔；23、下切削刀片凸台。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]如图1所示，本专利技术实施例公开了一种组合式高效超声切削圆片刀，包括刀杆、上切削刀片、导屑环、下切削刀片和锁紧装置，所述刀杆的输入端与超声振动系统相连接，所述上切削刀片、导屑环、下切削刀片从上至下连接在刀杆上，通过所述锁紧装置将上切削刀片、导屑环、下切削刀片与刀杆固定，所述上切削刀片的底端、下切削刀片的顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式高效超声切削圆片刀，其特征在于，包括刀杆、上切削刀片、导屑环、下切削刀片和锁紧装置，所述刀杆的输入端与超声振动系统相连接，所述上切削刀片、导屑环、下切削刀片从上至下连接在刀杆上，通过所述锁紧装置将上切削刀片、导屑环、下切削刀片与刀杆固定，所述上切削刀片的底端、下切削刀片的顶端与导屑环之间均存在预设距离，形成容屑空间，所述上切削刀片和下切削刀片靠近导屑环侧设有预设的倾角，使得切削过程中的切屑进入所述容屑空间。2.根据权利要求1所述的组合式高效超声切削圆片刀，其特征在于，所述锁紧装置包括上切削刀片锁紧螺母，其旋于刀杆上，压持在上切削刀片上。3.根据权利要求1所述的组合式高效超声切削圆片刀，其特征在于，所述上切削刀片具有负后角，上切削刀片和下切削刀片相对于导屑环呈同轴反向布置，上切削刀片向下压工件的力与下切削刀片向上抬起工件的力方向相反。4.根据权利要求1所述的组合式高效超声切削圆片刀，其特征在于，所述导屑环的外表面为圆柱面并设置纹理，所述上切削刀片和下切削刀片刀刃位于超声振动幅度最大处。5.根据权利要求1或3所述的组合式高效超声切削圆片刀，其特征在于，所述上切削刀片和下切削刀片的楔角均小于45
°
，且下切削刀片直径大于等于上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅丹，康仁科，董志刚，王铭野，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：