一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具及其加工裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具及其加工裝置。刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具包括刀片及硬質(zhì)合金基體，所述刀片呈雙圓弧拼接形，釬焊于硬質(zhì)合金基體的兩端，所述刀片端部具有非均勻鈍化刃口，所述非均勻鈍化刃口位于硬質(zhì)合金基體的端部，刃口半徑在刃口中間位置達(dá)到最大，刃口兩端的刃口半徑逐漸減小并且相對(duì)于中間位置對(duì)稱；刃口中間部位前刀面的鈍化長(zhǎng)度Sγ大于后刀面鈍化長(zhǎng)度Sα，刃口兩端前刀面鈍化長(zhǎng)度S’γ小于后刀面鈍化長(zhǎng)度S’α。本發(fā)明的一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具，可根據(jù)硬旋銑加工刀具刃口非均勻受載的特點(diǎn)，選擇具有全局適配性的鈍化刃口，有效防止刃口局部的早期破損，延長(zhǎng)刀具壽命，降低加工成本并提高加工質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】
一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具及其加工裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于切削加工領(lǐng)域，特別涉及一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬切削刀具經(jīng)過(guò)刃磨后，不存在嚴(yán)格意義上的鋒利刀刃，前、后刀面間會(huì)有一定的過(guò)渡區(qū)域，即所謂刀具刃口。由于砂輪磨粒和刀具材料本身的不均勻性，在刀具刃口不可避免地會(huì)在產(chǎn)生微觀缺陷。這些微小缺陷用肉眼一般無(wú)法識(shí)別，但在切削過(guò)程中卻極易擴(kuò)展，加快刀具失效，影響刀具切削性能。刃口鈍化可有效消除微觀缺陷，強(qiáng)化刃口，延長(zhǎng)刀具使用壽命。
[0003]在對(duì)刃口進(jìn)行鈍化時(shí)，鈍化參數(shù)的選擇對(duì)鈍化效果影響明顯。不同的刃型具有不同的特點(diǎn)，倒棱刀廣泛用于陶瓷、PCBN等脆性材料刀具的粗加工和半精加工，對(duì)稱型倒圓刃口適用于于精加工，而瀑布型刃口常用于有沖擊載荷的加工場(chǎng)合。同時(shí)，過(guò)小的鈍化半徑使刃口承載面積小，會(huì)降低刀具強(qiáng)度，刀具易失效;過(guò)大的鈍化半徑會(huì)降低刃口的鋒利度，加劇后刀面犁切作用和切削區(qū)塑形變形，使得切削力增大、切削溫度升高，同樣會(huì)縮短刀具壽命。在給定的加工條件下會(huì)存在一個(gè)優(yōu)化的切削厚度與刃口半徑的比值范圍以及刃型。
[0004]現(xiàn)有刃口鈍化主要以均勻性和一致性為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，未考慮刃口載荷差異進(jìn)行非均勻鈍化。CN 105081427A公開(kāi)了一種等梯度等單位切削能不等圓弧半徑的切削刃口，在截面上采用等梯度等單位切削能不等圓弧半徑的切削刃刃口作為刀刃鈍圓形狀。
[0005]硬旋銑加工通過(guò)多把刀具包絡(luò)獲得成形面，切削運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，最大切削厚度具有時(shí)變特征，切肩呈“逗號(hào)”狀。刀刃各部位瞬時(shí)切削厚度分布不均勻、實(shí)際參與切削時(shí)間不等，同時(shí)在刀刃中間位置還存在機(jī)械沖擊和較大的熱沖擊載荷。由于刀刃上載荷分布的差異，采用均勻一致鈍化的刃口使得有些部位相對(duì)于優(yōu)化值過(guò)大或過(guò)小，影響刀具的整體切削性能，刃口易局部破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有硬旋銑加工刀具均勻一致鈍化刃口易局部破損的問(wèn)題，提供一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具，以提升刀具切削性能，提高刀具的抗局部破損能力，延長(zhǎng)刀具壽命。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0008]—種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具，包括刀片及硬質(zhì)合金基體，所述刀片呈雙圓弧拼接形，釬焊于硬質(zhì)合金基體的兩端，所述刀片端部具有非均勻鈍化刃口，所述非均勻鈍化刃口位于硬質(zhì)合金基體的端部，刃口半徑在刃口中間位置達(dá)到最大，刃口兩端的刃口半徑逐漸減小并且相對(duì)于中間位置對(duì)稱;刃口中間部位前刀面的鈍化長(zhǎng)度Sy大于后刀面鈍化長(zhǎng)度S。，刃口兩端前刀面鈍化長(zhǎng)度S，r小于后刀面鈍化長(zhǎng)度S，a。
[0009]所述刀片采用PCBN刀片。
[0010]所述硬質(zhì)合金基體的中間位置開(kāi)有安裝孔。
[0011]—種用于所述刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具的加工裝置，包括磁極、鈍化容器、磁流變液出口、管道、栗及磁流變液入口；其中，磁極布置在鈍化容器內(nèi)壁上，待鈍化刀具固定在鈍化容器內(nèi)，磁極和待鈍化刀具刃口相對(duì);鈍化容器側(cè)壁上開(kāi)有至少一組磁流變液出口和磁流變液入口，每組磁流變液出口和磁流變液入口之間通過(guò)管道連接，管道中間裝有栗;
[0012]所述磁極具有仿形特征面，仿形特征面和待鈍化刀具刃口相匹配，磁極投影線和刀刃投影線之間的鈍化間隙呈中間小，兩端大；
[0013]磁極截線和刀刃截線之間的鈍化間隙和刃型相匹配；
[0014]鈍化容器內(nèi)裝有磁流變液，磁流變液沒(méi)過(guò)待鈍化刀具。
[0015]所述鈍化容器為外部圓柱形，內(nèi)部設(shè)有若干凸起底座，每個(gè)凸起底座上設(shè)有螺紋孔，螺釘穿過(guò)硬質(zhì)合金基體上安裝孔后與凸起底座上的螺紋孔螺紋連接。
[0016]所述磁流變液出口和磁流變液入口均為矩形截面，交錯(cuò)布置在鈍化容器的側(cè)壁上。
[0017]本發(fā)明刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具具有以下的技術(shù)效果:
[0018]本發(fā)明的一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具，可根據(jù)硬旋銑加工刀具刃口非均勻受載的特點(diǎn)，選擇具有全局適配性的鈍化刃口，有效防止刃口局部的早期破損，延長(zhǎng)刀具壽命，降低加工成本并提高加工質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的刀具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的刀具俯視圖；
[0021]圖3是圖2的A-A視圖；
[0022]圖4是圖2的B-B及C-C視圖；
[0023]圖5是本發(fā)明的刃口制備示意圖；
[0024I圖6是本發(fā)明的磁極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7是圖6的投影視圖；
[0026]圖8是圖6的D-D視圖；
[0027]其中，I為非均勻鈍化刃口，2為PCBN刀體，3為硬質(zhì)合金基體，4為刀具安裝孔，5為前刀面，6為后刀面，7為磁極，8為鈍化容器，9為螺釘，10為磁流變液出口，11為管道，12為栗，13為磁流變液入口，14為磁極投影線，15為刀刃投影線，16為磁極截線，17為刀刃截線。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]如圖1-2所示。本發(fā)明的一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具，包括PCBN刀體2，硬質(zhì)合金基體3，刀具安裝孔4和非均勻鈍化刃口 I;
[0030]所述PCBN刀體2呈雙圓弧拼接形，釬焊于硬質(zhì)合金基體3—端;所述硬質(zhì)合金基體3中間位置開(kāi)有圓形刀具安裝孔4;
[0031 ] 所述非均勻鈍化刃口 2位于PCBN刀體2端部，刃口半徑在中間位置最大，向兩端逐漸減小，相對(duì)于中間位置對(duì)稱；刃口中間部位采用瀑布型刃口(前刀面5鈍化長(zhǎng)度大于后刀面6鈍化長(zhǎng)度，S卩S γ >Sa)，兩側(cè)采用喇叭型刃口(前刀面5鈍化長(zhǎng)度小于后刀面6鈍化長(zhǎng)度，即S’Y<S’a);
[0032]本發(fā)明一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具采用仿形磁流變裝置實(shí)現(xiàn)；
[0033]所述仿形磁流變裝置包括磁極7，鈍化容器8，螺釘9，磁流變液出口10，管道11，栗12，磁流變液入口 13;磁極7布置在鈍化容器8內(nèi)壁上，待鈍化刀具利用螺釘9安裝在鈍化容器8底座上，磁極7和待鈍化刀具刃口相對(duì);鈍化容器8側(cè)壁上開(kāi)有兩組磁流變液出口 10和磁流變液入口 13，磁流變液出口 1和磁流變液入口 13通過(guò)管道11連接，管道中間裝有栗12。
[0034]所述磁極具有仿形特征面，仿形特征面和待鈍化刀具刃口相匹配，磁極投影線14和刀刃投影線15之間的鈍化間隙呈中間小，兩端大，使得中間去除率高，兩端去除率低，保證鈍化刃口半徑在中間位置最大，向兩端逐漸減小，磁極截線16和刀刃截線17之間的鈍化間隙和刃型相匹配。
[0035]所述鈍化容器8為外部圓柱形，內(nèi)部設(shè)有凸起底座，鈍化容器內(nèi)裝有磁流變液，沒(méi)過(guò)待鈍化刀具。
[0036]所述磁流變液出口 10和磁流變液入口 13為矩形截面，交錯(cuò)布置在鈍化容器側(cè)壁，在栗12的作用下，磁流變液由磁流變液入口進(jìn)入鈍化容器8，由磁流變液出口流入管道11，保證鈍化容器8內(nèi)磁流變液規(guī)律流動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具，包括刀片及硬質(zhì)合金基體，所述刀片呈雙圓弧拼接形，釬焊于硬質(zhì)合金基體的兩端，其特征在于，所述刀片端部具有非均勻鈍化刃口，所述非均勻鈍化刃口位于硬質(zhì)合金基體的端部，刃口半徑在刃口中間位置達(dá)到最大，刃口兩端的刃口半徑逐漸減小并且相對(duì)于中間位置對(duì)稱;刃口中間部位前刀面的鈍化長(zhǎng)度Sy大于后刀面鈍化長(zhǎng)度Sa，刃口兩端前刀面鈍化長(zhǎng)度S’Y小于后刀面鈍化長(zhǎng)度S’。。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具，其特征在于，所述刀片采用PCBN刀片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具，其特征在于，所述硬質(zhì)合金基體的中間位置開(kāi)有安裝孔。4.一種用于如權(quán)利要求1?3中任一所述刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具的加工裝置，其特征在于，包括磁極、鈍化容器、磁流變液出口、管道、栗及磁流變液入口 ；其中，磁極布置在鈍化容器內(nèi)壁上，待鈍化刀具固定在鈍化容器內(nèi)，磁極和待鈍化刀具刃口相對(duì);鈍化容器側(cè)壁上開(kāi)有至少一組磁流變液出口和磁流變液入口，每組磁流變液出口和磁流變液入口之間通過(guò)管道連接，管道中間裝有栗； 所述磁極具有仿形特征面，仿形特征面和待鈍化刀具刃口相匹配，磁極投影線和刀刃投影線之間的鈍化間隙呈中間小，兩端大； 磁極截線和刀刃截線之間的鈍化間隙和刃型相匹配； 鈍化容器內(nèi)裝有磁流變液，磁流變液沒(méi)過(guò)待鈍化刀具。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具的加工裝置，其特征在于，所述鈍化容器為外部圓柱形，內(nèi)部設(shè)有若干凸起底座，每個(gè)凸起底座上設(shè)有螺紋孔，所述鈍化容器為外部圓柱形，內(nèi)部設(shè)有若干凸起底座，每個(gè)凸起底座上設(shè)有螺紋孔，螺釘穿過(guò)硬質(zhì)合金基體上安裝孔后與凸起底座上的螺紋孔螺紋連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述刃口非均勻鈍化硬旋銑加工刀具的加工裝置，其特征在于，所述磁流變液出口和磁流變液入口均為矩形截面，交錯(cuò)布置在鈍化容器的側(cè)壁上。
【文檔編號(hào)】B23C1/00GK106001724SQ201610333668
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】宋樹(shù)權(quán), 王建林, 吳衛(wèi)東
【申請(qǐng)人】鹽城工學(xué)院