基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于加工鈦合金的整體硬質(zhì)合金立銑刀，屬于立銑刀技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈦合金具有比強(qiáng)度高、高溫強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)異性能，在航空航天、石油化工、醫(yī) 藥器械、汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是，由于鈦合金化學(xué)活性高、導(dǎo)熱系數(shù)低、彈性模量 小，切削過(guò)程中振動(dòng)現(xiàn)象嚴(yán)重、切削溫度高，容易加劇刀具磨損，對(duì)生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量產(chǎn) 生不利影響。立銑刀的結(jié)構(gòu)對(duì)切削力、振動(dòng)和溫度具有重要影響，是實(shí)現(xiàn)鈦合金高效加工的 關(guān)鍵因素。
[0003] 目前，在加工鈦合金時(shí)，一般的立銑刀很難既保證刀具強(qiáng)度高、排肩性能好，又 保證散熱性好。在設(shè)計(jì)立銑刀過(guò)程中考慮了不同數(shù)學(xué)模型改進(jìn)銑刀的槽型。專(zhuān)利文 獻(xiàn)CN201455382U公開(kāi)了一種變槽型銑刀，該銑刀采用拋物線槽型，槽型截面圖形為y = ax2+bx+c，在Ll軸向長(zhǎng)度內(nèi)，芯厚為dl ;在Ll軸向長(zhǎng)度外，芯厚為d2,且d2為dl的1.4倍。 但是，該銑刀槽型沒(méi)有具體定義參數(shù)a、b、c的取值，如果取值不當(dāng)可能導(dǎo)致齒厚小，切削刃 強(qiáng)度不夠，并且沒(méi)有考慮切削刃后刀面槽型的影響。
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)CN102303158A公開(kāi)了一種具有雙圓弧槽型的立銑刀，其容肩槽徑向剖 面由槽前刀面圓弧和后刀面圓弧構(gòu)成。槽前刀面圓弧上所有點(diǎn)坐標(biāo)滿足（x-aiF+U-bi) 2 = r/，槽后刀面圓弧上所有點(diǎn)坐標(biāo)滿足（x-a2)2+(x-b2) 2= r 22,其中巧為0. 18-0. 25倍銑刀刃 徑，1*2為2. 0-2. 5倍銑刀刃徑。該銑刀槽型具有流暢的排肩能力和一定的刀具強(qiáng)度，但是切 肩和刀具接觸長(zhǎng)度大，傳入刀具的熱量大，容易加劇刀具磨損，并且切肩不易折斷，可能導(dǎo) 致切肩纏繞刀具的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有銑刀難以兼顧刀具剛性、排肩性和散熱性的問(wèn)題，提供一種 具有良好的剛性，并且排肩和散熱性能好的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑 刀。
[0006] 本實(shí)用新型的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，采用以下技術(shù)方 案：
[0007] 該立銑刀，包括柄部和切削部，切削部包括外周切削齒和容肩槽；外周切削齒的齒 數(shù)為4,外周切削齒由第一前刀面、第二前刀面和后刀面組成，第一前刀面的徑向剖面為直 線型，第二前刀面的徑向剖面為拋物線型，其上所有點(diǎn)的坐標(biāo)滿足拋物線方程；后刀面的徑 向剖面為直線型；容肩槽包括主槽和副槽兩部分，主槽與第二前刀面連接，主槽的徑向剖面 為拋物線型，其上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足拋物線方程，副槽向外凸起，連接主槽和后刀面，副 槽的徑向剖面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程y = ax3+bx2+cx+d，其中a、b、c和d為常數(shù)，對(duì)于 每一個(gè)外周切削刃的徑向剖面，以刀具旋轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)，以旋轉(zhuǎn)中心和刀尖的連線為y軸。
[0008] 外周切削齒的螺旋角為38°?40°。
[0009] 第一前刀面的徑向剖面的直線長(zhǎng)度為1_-2_。
[0010] 第一前刀面形成的第一前角Y1S 7°?10°。
[0011] 第二前刀面形成的第二前角丫2為55°?60°。
[0012] 第二前刀面的徑向剖面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)滿足拋物線方程
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，包括柄部和切削部，切削部包 括外周切削齒和容肩槽；其特征是，外周切削齒的齒數(shù)為4,外周切削齒由第一前刀面、第 二前刀面和后刀面組成，第一前刀面的徑向剖面為直線型，第二前刀面的徑向剖面為拋物 線型，其上所有點(diǎn)的坐標(biāo)滿足拋物線方程；后刀面的徑向剖面為直線型；容肩槽包括主槽 和副槽兩部分，主槽與第二前刀面連接，主槽的徑向剖面為拋物線型，其上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均 滿足拋物線方程，副槽向外凸起，連接主槽和后刀面，副槽的徑向剖面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿 足方程y = ax3+bx2+cx+d，其中a、b、c和d為常數(shù)，對(duì)于每一個(gè)外周切削刃的徑向剖面，以 刀具旋轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)，以旋轉(zhuǎn)中心和刀尖的連線為y軸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，其特征是， 所述外周切削齒的螺旋角為38°?40°。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，其特征是， 所述第一前刀面的徑向剖面的直線長(zhǎng)度為
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，其特征是， 所述第一前刀面形成的第一前角Y1S 7°?10°。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，其特征是， 所述第二前刀面形成的第二前角丫2為55°?60°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑 刀，其特征是，所述第二前刀面的徑向剖面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)滿足拋物線方程
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，其特征是， 所述后刀面的徑向剖面的直線長(zhǎng)度為〇. 1D-0. 2D，D為立銑刀的刃徑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，其特征是， 所述后刀面形成的后角為14°?18°。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu) 的立銑刀，其特征是，所述主槽的徑向剖面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程
D為立銑刀的刃徑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀， 其特征是，所述副槽的徑向剖面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)滿足的方程y = ax3+bx2+cx+d為
刃徑。 D為立銑刀的 ，
【專(zhuān)利摘要】一種基于仿生學(xué)具有特殊槽型和微刃結(jié)構(gòu)的立銑刀，其切削部包括外周切削齒和容屑槽；外周切削齒的齒數(shù)為4，外周切削齒由第一前刀面、第二前刀面和后刀面組成，第一前刀面的徑向剖面為直線型，第二前刀面的徑向剖面為拋物線型，其上所有點(diǎn)的坐標(biāo)滿足拋物線方程；后刀面的徑向剖面為直線型；容屑槽包括主槽和副槽兩部分，主槽與第二前刀面連接，主槽的徑向剖面為拋物線型，其上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足拋物線方程，副槽向外凸起，連接主槽和后刀面，副槽的徑向剖面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程y＝ax3+bx2+cx+d。該立銑刀具有優(yōu)異的強(qiáng)度，并能夠抑制鈦合金加工時(shí)鋸齒形切屑的產(chǎn)生，使切削過(guò)程更加平穩(wěn)，提高工件表面質(zhì)量和刀具壽命。
【IPC分類(lèi)】B23C5-10
【公開(kāi)號(hào)】CN204277048
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420717528
【發(fā)明人】孫杰, 姜振喜, 李國(guó)超, 熊青春, 李衛(wèi)東
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月25日