一种石塑复合材料铣削加工用刀具制造技术

本发明专利技术涉及一种石塑复合材料铣削加工用刀具，包括主轴、铣刀、散热装置、限位装置、和固定装置；所述铣刀、散热装置、限位装置和固定装置依次自下而上同轴安装在主轴上；所述铣刀在铣削加工时能够通过散热装置对铣刀的刀头进行降温，所述限位装置能够限制散热装置的位置，所述固定装置能够产生沿轴线方向的挤压力，能够实现通过挤压力对铣刀、散热装置的轴向限位或定位；本发明专利技术将热管、散热器和铣刀集于一体，运用主轴的旋转运动带动散热鳍片运动实现了石塑复合材料干铣削过程中低耗高效地降低铣刀刀头温度的目的，改善因刀具热劣化、热膨胀不均匀、工件软化以及积屑瘤生成造成的刀具磨损加速、稳定性降低和加工表面质量差等问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种石塑复合材料铣削加工用刀具


[0001]本专利技术涉及复合材料切削加工领域，具体是一种石塑复合材料铣削加工用刀具。

技术介绍

[0002]石塑复合材料属于环境友好的经济型材料，兼具加工性能好、强度高和可回收的优点，在建材行业的各个领域中应用广泛。
[0003]在石塑复合材料切削加工时，切削热会使刀具、切屑和加工表面温度上升，出现因刀具热劣化、热膨胀不均匀、工件软化以及积屑瘤生成造成的刀具磨损加速、稳定性降低和加工表面质量差等问题。因此有效降低石塑复合材料切削过程中的切削热具有重要意义。
[0004]目前在干切削冷却
相继出现了如低温气体冷却技术、最小量润滑MQL等先进技术。但现存干切削冷却技术中，使用额外介质作为切削加工冷却的方法仍然存在占用空间大、耗能大、不够环保、难以广泛应用的问题。热管是一种传热效率极高的人工构件，干切削加工中能够利用热管的隔离传热介质、占用空间小、耗能低等优势将切削热发散到空气中。
[0005]例如，CN101885077A公开了一种热管刀具及利用热管改善切削刀具散热的方法，该热管刀具包括刀具本体、热管和固定装置，该刀具用于金属切削领域，运用单根热管以解决切削温度过高的问题，热管刀具中的散热鳍片沿袭了传统的热管散热技术。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种石塑复合材料铣削加工用刀具，用以解决
技术介绍
中因刀具热劣化、热膨胀不均匀、工件软化以及积屑瘤生成造成的刀具磨损加速、稳定性降低和加工表面质量差的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种石塑复合材料铣削加工用刀具，包括主轴、铣刀、散热装置、限位装置、和固定装置；
[0008]所述铣刀、散热装置、限位装置和固定装置依次自下而上同轴安装在主轴上；
[0009]所述铣刀在铣削加工时能够通过散热装置对铣刀的刀头进行降温，所述限位装置能够限制散热装置的位置，所述固定装置能够产生沿轴线方向的挤压力，能够实现通过挤压力对铣刀、散热装置的轴向限位或定位。
[0010]优选的，所述铣刀包括刀体、刀齿和刀头；
[0011]所述刀体设置有中心轴孔；
[0012]所述刀体外圆周面上周向等距设置多个刀齿，所述刀齿上设置刀头，所述刀齿侧面和/或根部设置第一槽口，第一槽口用于安装热管的蒸发段，刀齿侧面设置的第一槽口紧靠刀头根部，所述第一槽口能够紧密连接热管。
[0013]所述刀体外圆周面上周向等距设置多个第二槽口；
[0014]所述刀头侧视截面呈L形，刀头上部呈梯形。
[0015]优选的，所述散热装置包括热管和散热器，所述散热器与刀齿通过热管连接。
[0016]优选的，所述热管包括蒸发段、绝热段和冷凝段，热管的蒸发段与刀齿连接，每根热管的一部分边缘紧贴刀头根部或侧面，其余边缘紧贴第一槽口内壁。每根热管从第一槽口穿出刀具底部并露出1mm左右的边缘；
[0017]热管的冷凝段与散热器连接。
[0018]优选的，所述散热器采用水平鳍片散热器，所述水平鳍片散热器包括若干片水平鳍片和第一套筒；
[0019]若干片水平鳍片为相同的水平鳍片；
[0020]所述第一套筒上部同轴设置若干片水平鳍片，若干片水平鳍片纵向等间距设置，若干片水平鳍片相互之间平行设置；
[0021]所述第一套筒下部呈圆台状，第一套筒下部纵向设置多个沟槽，沟槽用于固定热管；
[0022]所述水平鳍片上周向设置多个第一孔，所述第一孔与沟槽配合，能够实现安装与固定热管的冷凝段，并且能够实现同一散热器可以适配多把不同齿数的铣刀。
[0023]优选的，所述水平鳍片的外径大于第一套筒内径的两倍，并且小于铣刀齿根直径，在增大散热面积的同时不影响铣刀的回转运动；
[0024]相邻两片水平鳍片间隙或间距为3
‑
5mm，方便空气循环流通。
[0025]所述水平鳍片沿边缘周向等距设置至少4个第三槽口，用以提高散热效果。
[0026]所述第三槽口呈V形，第三槽口两侧壁形成20
‑
60度夹角，用以促进空气循环流通。
[0027]所述水平鳍片采用铝制材料。
[0028]优选的，所述散热器采用竖直鳍片散热器，所述竖直鳍片散热器包括若干片竖直鳍片、第二套筒、安装板；
[0029]第二套筒与安装板同轴连接，第二套筒上部外壁上呈辐射状设置若干片竖直鳍片，若干片竖直鳍片周向等角度设置，若干片竖直鳍片底部与安装板连接，安装板设置有多个第二孔，第二孔用于安装热管的冷凝段，能够实现同一散热器可以适配多把不同齿数的铣刀。
[0030]所述竖直鳍片呈矩形，相邻竖直鳍片的中心角均为360
°
/(N
‑
1)。
[0031]优选的，所述竖直鳍片散热器外径大于第二套筒内径的两倍，并且小于铣刀齿根直径，在增大散热面积的同时不影响铣刀的回转运动。
[0032]所述竖直鳍片高为50
‑
90mm，厚度为1
‑
3mm。
[0033]所述竖直鳍片采用铝制材料。
[0034]优选的，安装板底部周向等角度设置多个凸起或凸条，凸起或凸条上设置第二孔，所述第二孔的开口一致朝向圆环边缘，即热管沿第二孔从安装板周边向安装板中心装入。该结构能有效避免热管过度弯折导致传热效果不佳的问题，作用是使热管与竖直鳍片散热器紧密连接。
[0035]优选的，所述限位装置包括第三套筒、轴头套筒；
[0036]第三套筒、轴头套筒分别与主轴同轴连接，散热装置上设置第三套筒，第三套筒上设置轴头套筒。
[0037]所述主轴顶面设置有螺纹孔，所述主轴底部同轴设置连接件，连接件呈齿轮状，以便于维修时夹紧；所述连接件底部同轴设置固定件。
[0038]优选的，固定装置采用螺栓，通过旋紧螺栓能够产生沿轴线方向的挤压力，能够实现通过挤压力对铣刀、散热装置的轴向限位或定位。
[0039]优选的，水平鳍片采用圆盘状、齿轮状、风车状其中的一种。
[0040]鳍片能够有效增大散热面积，同时借助主轴的旋转运动带动周围空气运动提高散热效率。风车状散热鳍片是在圆盘状散热鳍片的基础上加工出扇形部分，然后将扇形部分绕底线弯折与圆盘基面呈一定锐角而凸起的鳍片结构，该结构能借助主轴的旋转运动带动周围空气运动提高散热效率。
[0041]优选的，所述刀齿侧面和/或根部设置的第一槽口与热管的蒸发段之间采用锡膏填补空隙，锡膏可以避免因接触不良而导致热阻过大最终造成刀头冷却效果不良的问题。
[0042]优选的，所述热管采用压平至厚度大于等于3.5mm的标准热管，压平至3.5mm以上的标准热管传热效率更高，能有效提高铣削系统的散热性能。
[0043]优选的，所述热管内部管芯采用凹槽毛细结构或烧结粉末金属毛细结构，且热管安装路径尽可能平滑流畅，以便冷凝后的工作介质利用重力回流，提高传热效率。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石塑复合材料铣削加工用刀具，其特征在于，包括主轴(1)、铣刀(2)、散热装置(3)、限位装置(4)、和固定装置(5)；所述铣刀(2)、散热装置(3)、限位装置(4)和固定装置(5)依次自下而上同轴安装在主轴(1)上；所述铣刀(2)在铣削加工时能够通过散热装置(3)对铣刀(2)的刀头进行降温，所述限位装置(4)能够限制散热装置(3)的位置，所述固定装置(5)能够产生沿轴线方向的挤压力，能够实现通过挤压力对铣刀(2)、散热装置(3)的轴向限位或定位。2.根据权利要求1所述的一种石塑复合材料铣削加工用刀具，其特征在于，所述铣刀(2)包括刀体(21)、刀齿(22)和刀头(23)；所述刀体(21)外圆周面上周向等距设置多个刀齿(22)，所述刀齿(22)上设置刀头(23)，所述刀齿(22)侧面和/或根部设置第一槽口(24)；所述刀体(21)外圆周面上周向等距设置多个第二槽口(25)；所述刀头(23)侧视截面呈L形，刀头(23)上部呈梯形。3.根据权利要求1或2所述的一种石塑复合材料铣削加工用刀具，其特征在于，所述散热装置(3)包括热管(31)和散热器，所述散热器与刀齿(22)通过热管(31)连接；所述热管(31)包括蒸发段(A)、绝热段(B)和冷凝段(C)，热管(31)的蒸发段(A)与刀齿(22)连接，热管(31)的冷凝段(C)与散热器连接。4.根据权利要求3所述的一种石塑复合材料铣削加工用刀具，其特征在于，所述散热器采用水平鳍片散热器(32)，所述水平鳍片散热器(32)包括若干片水平鳍片(32
‑
1)和第一套筒(32
‑
2)；所述第一套筒(32
‑
2)上部同轴设置若干片水平鳍片(32
‑
1)，若干片水平鳍片(32
‑
1)纵向等间距设置；所述第一套筒(32
‑
2)下部呈圆台状，第一套筒(32
‑
2)下部纵向设置多个沟槽(32
‑
3)；所述水平鳍片(32
‑
1)上周向设置多个第一孔(32
‑
4)，所述第一孔(32
‑
4)与沟槽(32
‑
3)配合，能够实现固定安装热管(31)的冷凝段(C)。5.根据权利要求4所述的一种石塑复合材料铣削加工用刀具，其特征在于，水平鳍片(32
‑
1)采用圆盘状、齿轮状、风车状其中的一种；所述水平鳍片(32
‑
1)的外径大于第一套筒(32
‑
2)内径的两倍，并且小于铣刀齿根直径；相邻两片水平鳍片(32
‑
1)间隙或间距为3
‑
5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，杨沛琪，田广军，张丰，郭晓磊，
申请(专利权)人：博深普锐高上海工具有限公司，
类型：发明
国别省市：