非共槽错齿加强型铣刀制造技术

本发明专利技术提供一种非共槽错齿加强型铣刀，包括刀体和刀片，刀体根据被加工形线设置若干组错齿刀槽，各刀槽相互独立并形成独立容屑槽，未开槽的部分为刀片的加强筋，轴向相邻的独立容屑槽在圆周方向上呈错位排布，每一独立容屑槽的底部设有刀片槽，刀片槽内安装有刀片。本发明专利技术铣刀每一刀片拥有独立的容屑槽，独立容屑槽使得各切削刃拥有自己的完全容屑空间；通过错齿布置达到各切削刃分担切削层的目的，使切削过程更加平稳；加强筋从整体上减轻重量，增强刀具刚性，适用于高速高效切削，应用前景看好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速、超硬精密刀具，尤其涉及一种非共槽错齿加强型可 换刀片或焊接刀片铣刀，属于光机电一体化

技术介绍
目前，国内外硬质合金可换刀片或焊接刀片铣刀都是采用共槽拼齿结构。金属切削刀具
所已知的国际知名公司，如SANDVIK、 SECO、 KENAMETAL、ISCAR等生产刀片式标准铣刀和非标准铣刀都为共槽拼齿型式。共槽拼齿型铣刀如图1、图2所示，共槽拼齿结构铣刀有着宽大排屑 槽，形成多齿共槽的型式。宽大排屑槽必然会降低刀体刚性，为了避免刚 性降低，则必然加粗刀体，而刀体重量增大，将降低机床效率。同时，刀 具重量增加，有可能超过换刀机械手抓力极限，造成设备事故。共槽拼齿 型铣刀长时间实际应用以来，凸现出以下缺点①由于排屑槽宽大，导致 铣刀刚性降低严重，尤其是铣刀切削刃较长或切削刃形较为复杂时，刚性 不足会严重降低铣刀使用寿命并影响工件表面质量；②共槽拼齿结构一般 只适合制造成直槽和右旋型式，直槽铣刀由于切削刃在圆周方向布置不均 匀，切削时会产生难以抑制的震动，切削质量下降；切削刃极易崩碎，刀 片夹紧松动，甚至会导致严重的打刀事故；右旋型式的铣刀在切削时会产 生使铣刀向外拉出的分力，刀具夹紧不可靠，影响工件尺寸精度；③共槽 拼齿结构铣刀，由于多齿共用同一个容屑槽，在某些切削条件下会出现切 屑缠绕产生二次切削的现象，会影响工件表面质量，降低铣刀的使用寿命。因此，设计一种新型槽齿结构的铣刀，将是一项值得研究的重大技术 课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种新型非共槽错齿 加强型铣刀。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现非共槽错齿加强型铣刀，包括刀体和刀片，其特征在于刀体根据被 加工形线设置若干组错齿刀槽，各错齿刀槽相互独立并形成有独立容屑 槽，未开槽的部分起到加强筋的作用，轴向相邻的独立容屑槽在圆周方向 上呈错位排布，每一独立容屑槽的底部设有刀片槽，刀片槽内安装有刀片。本专利技术的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现前述的非共槽错齿加强型铣刀，其中，轴向相邻的独立容屑槽其圆周 方向上的错位角度可根据直径、形状不同而有所变化。前述的非共槽错齿加强型铣刀，其中，所述刀体上开有6组错齿刀槽， 6组错齿刀槽相互独立，每组错齿刀槽上形成有3个独立容屑槽，18个刀 片槽内的18只刀片呈直槽、左旋或右旋错位排布。前述的非共槽错齿加强型铣刀，其中，不同组刀槽内的刀片其形状可 以相同也可以不相同。前述的非共槽错齿加强型铣刀，其中，所述刀片采用焊接方式固定在 刀片槽内。前述的非共槽错齿加强型铣刀，其中，所述刀片通过螺钉安装固定在 刀片槽内。前述的非共槽错齿加强型铣刀，其中，所述刀片为硬质合金刀片，或立方氮化硼刀片(CBN)，或聚晶金刚石刀片(PCD)。前述的非共槽错齿加强型铣刀，其中，刀片可以是符合ISO标准的标 准刀片，也可以是异形非标刀片。本专利技术技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在 本专利技术非共槽错齿加强型铣刀上每一刀片拥有独立的容屑槽，独立容 屑槽使得各切削刃可以拥有自己的完全容屑空间；通过错齿布置达到各切削刃分担切削层的目的，即通常所说的分屑，使切削过程更加平稳。加强 筋从整体上减轻重量，使得基体材料分配更为合理，在不增加基体重量的 条件下达到增强刀具刚性的目的。经过实践证明，非共槽错齿加强型铣刀的切削速度可提高切削速度60 90%，并且可增加单齿切削深度，提高切 削效率3 5倍。可广泛适用于高速高效切削，经济效益和社会效应显著。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明 图l、图2:现有技术共槽拼齿型铣刀的结构示意图； 图3:本专利技术非共槽错齿加强型铣刀的轴测图； 图4:图3的主视图； 图5:图3的左视图；图6 图9:不同形状刀片的结构示意图。 图中各附图标记的含义见下表附图 标记含义附图 标记含义都翠含义1刀体la第一道加强筋lb独立容屑槽lc第一组刀片2c第二组刀片3c第三组刀片4c第四组刀片5c第五组刀片6c第六组刀片具体实施方式如图3 5所示，非共槽错齿加强型铣刀，包括刀体l和刀片，刀体l 上根据加工形线设置有6组错齿刀槽，6组错齿刀槽相互独立，每组错齿 刀槽上形成有3个独立容屑槽，未开槽的部分起到加强筋的作用，每一组 独立容屑槽在圆周方向上呈三等分阵列设置，其相互间隔为120° ，而轴 向相邻的独立容屑槽在圆周方向上呈错位排布，其圆周方向上的错位角度 不相等且不特定，需根据铣刀直径与刀具形线设计，保证相邻两刀片在轴 向上相互切削过渡，每一独立容屑槽的底部设有刀片槽，刀片焊接在刀片 槽内，也可用螺钉安装在刀片槽内。从图中可清晰看出，第一组错齿刀槽 上的独立容屑槽lb、第一道加强筋la及第一组刀片lc，刀片lc、 3c、 5c 呈阶梯错列设置，刀片2c、 4c、 6c也呈阶梯错列设置，刀片lc与2c、 2c 与3c、3c与4c等等，圆周方向上的错位角度不同，6x3个刀片槽内的6 x3只刀片形成螺旋形错位排布。不同道刀槽内的刀片其形状需根据加工形 线设计，可相同也可不相同。如图6 9，该铣刀共有4种刀片，其中2c、 3c、 4c为相同刀片，lc、 5c、 6c与2c、 3c、 4c不相同。通常刀片采用硬 质合金刀片，也可以采用CBN (立方氮化硼)和PCD (聚晶金刚石)刀 片；刀片可以是符合ISO标准的标准刀片，也可以是异形非标刀片。刀片 既可以通过焊接方式固定在刀片槽内，也可以通过螺钉安装固定在刀片槽 内，满足对单个刀片的修补或更换，十分方便。可以明显看出，每一刀片拥有独立的容屑槽，独立容屑槽使得各切削 刃可以拥有自己的完全容屑空间，切削排出更为顺畅，切屑排出方向可控， 用在开放设备时还可避免一些意外伤害事故的发生。更为重要的是，能够 避免切削刃继续切削己加工硬化的切屑，从而延长铣刀的使用寿命。另外， 根据铣刀形线，可以设计出各种宽窄不一、或各种不同形状的加强筋，使 得铣刀基体强度更强、刚性更好。与此同时，在制造刀体时，不需要粗开 排屑槽，制造效率高，节省了加工时间，节约了制造成本。各刀片能够按 直槽、左旋或右旋方向任意布置，图3为左旋示例。根据具体加工条件布 置刀片可以优化铣刀的轴向抗力，减少轴向窜动，使铣刀的切削状态更为 稳定，有助于提高加工质量。以非共槽错齿结构并采用精磨刀片的铣刀， 可实现精加工。非共槽错齿加强型铣刀自身的设计制造有别于传统铣刀，其设计采用 参数化的设计方式，由于错齿加强形铣刀的切削刃分配、错齿方向、加强 筋布置、容屑空间形状等要素在结构上相互制约，采用手工计算的方法难以实现，可采用参数化设计软件来完成，比如UG、 PRO/E、 SOLIDWORK 等设计软件。通过参数化设计来优化切削刃分配，从而改变容屑空间及加 强筋的外形及相对位置关系。更可贵的是通过参数化设计可以随时调整设 计方案，并将发生的变化随时反映给设计者。参数化设计也给加工制造带 来了极大的方便，专业设计软件可直接生成数控G代码，大大简化了生产 组织的要求。另外非共槽错齿加强型铣刀对加工设备的要求并不高，四轴、 三轴半、甚至三轴和分度盘方式均可完成制造。本专利技术非共槽错齿加强型铣刀与现有技术共槽拼齿型铣刀相比，在切 削40Cr时，非共槽错齿加强型可换本文档来自技高网...

【技术保护点】
非共槽错齿加强型铣刀，包括刀体和刀片，其特征在于：刀体根据被加工形线设置若干组错齿刀槽，各错齿刀槽相互独立并形成有独立容屑槽，轴向相邻的独立容屑槽在圆周方向上呈错位排布，每一独立容屑槽的底部设有刀片槽，刀片槽内安装有刀片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，
申请(专利权)人：阿诺苏州刀具有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]