一種鈦合金加工高強度方形銑刀片制造技術

一種鈦合金加工高強度方形銑刀片，屬于切削加工用刀具技術領域。以解決現有的銑刀片加工鈦合金時存在加工表面質量不高，刀具磨損嚴重，加工效率低的問題。銑刀片的水平截面形狀為正方形，銑刀片的幾何中心處沿厚度方向設有用于與刀桿固定連接的螺紋安裝孔；銑刀片上設有兩個刀尖，在每個刀尖的兩側設有主切削刃和修光刃，兩個主切削刃和兩個修光刃分別相對于銑刀片的幾何中心對稱設置，銑刀片的前刀面上設有兩組錐形凸起，兩組錐形凸起與兩個主切削刃相鄰設置，銑刀片上包含有主切削刃的后刀面依上至下由主切削刃后刀面及刀片基底后刀面組成，刀片基底后刀面為下部向銑刀片里側傾斜的斜面。本發明專利技術用于對鈦合金工件進行銑削加工。

A kind of high strength square milling cutter made of titanium alloy

The utility model relates to a high strength square milling cutter for processing titanium alloy, belonging to the technical field of cutting tools. The utility model solves the problems of poor quality of the machined surface, serious tool wear and low processing efficiency when the existing milling insert is used for processing titanium alloy. The level section of cutter blade is a square, at the geometric center of milling insert along the thickness direction is provided with a mounting hole is fixedly connected with the thread cutter; milling cutter is provided with two point, on both sides of each blade is provided with a main cutting edge and cutting edge, the two main cutting edge and two smoothing edge respectively. Relative to the geometric center of symmetry milling cutter set, milling insert is provided with two groups of cone convex, two groups of conical convex with two adjacent main cutting edge set, insert a knife after the main cutting edge of the surface according to the main cutting edge of the blade base and flank flank composition of the blade base flank inclined lower tilted to the side of the insert. The invention is used for milling titanium alloy workpieces.

【技術實現步驟摘要】
一種鈦合金加工高強度方形銑刀片
本專利技術涉及一種銑刀片，屬于切削加工用刀具

技術介紹
20世紀以來，航空航天工程的規模日益擴大，工程技術的復雜程度越來越高，在加速航空航天快速發展的過程中，發動機的技術創新始終是航空航天發展的核心，其主要在高溫、高壓、高轉速環境中工作，并且相關零件為了滿足使用安全性能要求，根據行業標準，對于相關重要的零件要同時保證精度與工作性能。同時由于鈦合金密度小，高的熱強性以及持久強度，對在振動載荷及沖擊載荷作用下裂紋擴展的敏感性低，并且有良好的耐蝕性，因此在發動機及殼體結構中優先采用鈦合金材料。但是在加工制造發動機時，由于鈦合金具有導熱性差，彈性模量小，彈性變形大，接近后刀面處工件表面回彈量大，約為不銹鋼的2～3倍，造成已加工表面質量不高以及刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附和粘結磨損等，此外，由于鈦合金材料的塑性低、硬度高，使剪切角增大，切屑與前刀面接觸長度較小，切削力和切削熱集中在切削刃附近，刀刃易發生破損現象，影響刀具的正常使用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出一種鈦合金加工高強度方形銑刀片，以解決現有的銑刀片加工鈦合金時存在加工表面質量不高，刀具磨損嚴重，加工效率低的問題。本專利技術的銑刀片主要應用在鈦合金銑削階段，該刀片主要針對鈦合金切削加工時刀-屑接觸長度較短，導熱性差，而且密度小，切削力和切削熱集中在切削刃附近，刃區溫度較高，導致刀具容易崩刃和磨損嚴重，同時冷硬現象嚴重，不僅降低了零件的疲勞強度，而且加劇了刀具磨損，并且彈性模量小，彈性恢復大，摩擦嚴重，同時化學親和力大，與含Ti的硬質合金粘結嚴重等問題，設計的一種鈦合金加工高強度方形銑刀片。根據鈦合金的性質和切削過程中的特點，加工時應考慮以下幾個方面：盡可能使用硬質合金刀具，如鎢鈷類硬質合金與鈦合金化學親和力小、導熱性好、強度也較高。采用較小的前角和較大的后角以增大切屑與前刀面的接觸長度，盡量減小后刀面與工件的摩擦，刀尖采用圓弧過渡刃以提高強度，避免尖角燒損，要保持刀刃鋒利，以保證排屑流暢，避免刀具粘屑崩刃。實現上述目的，本專利技術采取的技術方案如下：一種鈦合金加工高強度方形銑刀片，所述的銑刀片由硬質合金材料制成，銑刀片的頂面面積大于底面面積，銑刀片的水平截面形狀為正方形，銑刀片的幾何中心處沿厚度方向設有用于與刀桿固定連接的螺紋安裝孔；銑刀片上設有兩個刀尖，所述的兩個刀尖相對于銑刀片的幾何中心對稱設置；在每個刀尖的一側設有主切削刃，在每個刀尖的另一側設有修光刃，兩個所述的主切削刃相對于銑刀片的幾何中心對稱設置，兩個所述的修光刃也相對于銑刀片的幾何中心對稱設置，銑刀片的前刀面上設有兩組尺寸參數相同的錐形凸起，兩組所述的錐形凸起與兩個主切削刃相鄰設置，每組錐形凸起包括多個錐形凸起，所述的多個錐形凸起沿主切削刃的長度方向排布，銑刀片上包含有主切削刃的后刀面依上至下由主切削刃后刀面及刀片基底后刀面組成，所述的刀片基底后刀面為下部向銑刀片里側傾斜的斜面。本專利技術相對于現有技術的有益效果是：1.本刀片為一種鈦合金加工高強度方形銑刀片，設計有兩個主切削刃，兩個修光刃，修光刃處設計了刀片刃帶，銑刀片的外表面設有TiCN涂層，提高銑刀片的硬度，耐磨性，緩解刀片的磨損，提高刀片耐用度，銑刀片通過螺紋安裝孔固定安裝在刀桿上。2.針對鈦合金材料的切削加工特點，銑刀片的前角為8°，后角為10°，主偏角為90°，刃傾角為5°，同時銑刀片結構呈對稱性，加工成本低。3.鈦合金材料在600℃以上溫度時，表面會形成氧化硬層，對刀具有強烈的磨損作用，并且鈦合金的導熱性差，以及冷硬現象嚴重，更加劇了刀具的磨損，所以為了減緩銑刀片磨損，銑刀片的前曲面與前刀面之間形成一個V型槽，有利于斷屑及排屑，從而防止銑刀片磨損。4.由于鈦合金材料的塑性低、硬度高，使剪切角增大，切屑與前刀面接觸長度較小，切削力和切削熱集中在切削刃附近，刀刃易發生破損，因此在前刀面上設計了兩組錐形凸起，起到加強銑刀片強度、減緩銑刀片磨損以及降低切削溫度的作用。5.切削加工鈦合金材料時，由于材料的彈性模量小，彈性變形大，接近后刀面處工件表面回彈量大，約為不銹鋼的2～3倍，造成已加工表面質量不高以及刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附和粘結磨損等，所以設計主切削刃后刀面與刀片基底后刀面不在同一平面，能起到提高切削刃強度和已加工表面質量的作用。又由于設有修光刃的銑刀片在相同進給條件下，能使表面質量較普通銑刀片有較大提高，因此設計修光刃進行再次加工，起到提高工件表面質量及減緩銑刀片磨損的作用。同時修光刃后刀面與避讓面之間通過弧形連接面進行連接，能保證已加工表面質量和提高銑刀片的抗振性。6.根據刀具的加工條件，在銑刀片底面上設計了環形散熱槽，起到散熱的作用以及緩解緊固時的應力集中。該銑刀片加工成本低，安全可靠，能有效的提高銑削加工中的工作效率。綜上，本專利技術的一種鈦合金加工高強度方形銑刀片主要是為了解決切削加工鈦合金時，由于加工材料的切削加工特點，使切削力和切削熱集中在切削刃附近，刃區溫度高，導致刀具容易崩刃以及磨損嚴重等問題。本專利技術的一種鈦合金加工高強度方形銑刀片是針對切削加工鈦合金的實際工況設計的，該銑刀片有較高的加工精度，在銑削過程中，利用修光刃可提高工件的表面質量，同時減緩刀具的磨損；設計了刀片避讓面，在切削過程中起到抗振的作用；此外，又設計了環形散熱槽，在切削過程中起到降低切削溫度以及緩解緊固時應力集中的作用；在銑刀片的前刀面上設有兩組尺寸參數相同的錐形凸起，在切削過程中起到加強銑刀片強度、防止銑刀片磨損以及降低切削溫度的作用。從而在提高加工表面質量的同時能有效的提高銑刀片的使用壽命，減少頻繁換刀時間。該銑刀片的結構完整，生產成本低，能很好的適合銑削鈦合金過程的需要。附圖說明圖1是本專利技術的一種鈦合金加工高強度方形銑刀片的俯視圖；圖2是圖1的主視圖；圖3是圖2的A處局部放大圖；圖4是圖1的仰視圖；圖5是本專利技術的一種鈦合金加工高強度方形銑刀片的軸測圖。其中：主切削刃1、修光刃2、前刀面3、螺紋安裝孔4、刀尖5、錐形凸起6、切削刃后刀面7、刀片基底后刀面8、修光刃后刀面9、V型槽10、避讓面11、環形散熱槽12、底面13、前曲面14、弧形連接面15。下面結合附圖對本專利技術的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本專利技術技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本專利技術技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本專利技術的保護范圍中。具體實施方式具體實施方式一：如圖1~圖5所示，一種鈦合金加工高強度方形銑刀片，所述的銑刀片由硬質合金材料制成，銑刀片的頂面面積大于底面13面積，銑刀片的水平截面形狀為正方形（所述的銑刀片邊長為10.2mm，厚度為3.6mm），銑刀片的幾何中心處沿厚度方向設有用于與刀桿固定連接的螺紋安裝孔4；銑刀片上設有兩個刀尖5，所述的兩個刀尖5相對于銑刀片的幾何中心對稱設置（兩個刀尖5半徑均為0.5mm）；在每個刀尖5的一側設有主切削刃1，在每個刀尖5的另一側設有修光刃2，兩個所述的主切削刃1相對于銑刀片的幾何中心對稱設置，兩個所述的修光刃2也相對于銑刀片的幾何中心對稱設置（主切削刃1長度為9.5mm，修光刃2長度為2mm），銑刀片的前刀面3上設有兩組尺寸參數相同的錐形凸起，兩組所述的錐形凸起與兩個主切削本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鈦合金加工高強度方形銑刀片，所述的銑刀片由硬質合金材料制成，銑刀片的頂面面積大于底面（13）面積，銑刀片的水平截面形狀為正方形，銑刀片的幾何中心處沿厚度方向設有用于與刀桿固定連接的螺紋安裝孔（4）；銑刀片上設有兩個刀尖（5），所述的兩個刀尖（5）相對于銑刀片的幾何中心對稱設置；其特征在于：在每個刀尖（5）的一側設有主切削刃（1），在每個刀尖（5）的另一側設有修光刃（2），兩個所述的主切削刃（1）相對于銑刀片的幾何中心對稱設置，兩個所述的修光刃（2）也相對于銑刀片的幾何中心對稱設置，銑刀片的前刀面（3）上設有兩組尺寸參數相同的錐形凸起，兩組所述的錐形凸起與兩個主切削刃（1）相鄰設置，每組錐形凸起包括多個錐形凸起（6），所述的多個錐形凸起（6）沿主切削刃（1）的長度方向排布，銑刀片上包含有主切削刃（1）的后刀面依上至下由主切削刃后刀面（7）及刀片基底后刀面（8）組成，所述的刀片基底后刀面（8）為下部向銑刀片里側傾斜的斜面。

【技術特征摘要】
1.一種鈦合金加工高強度方形銑刀片，所述的銑刀片由硬質合金材料制成，銑刀片的頂面面積大于底面（13）面積，銑刀片的水平截面形狀為正方形，銑刀片的幾何中心處沿厚度方向設有用于與刀桿固定連接的螺紋安裝孔（4）；銑刀片上設有兩個刀尖（5），所述的兩個刀尖（5）相對于銑刀片的幾何中心對稱設置；其特征在于：在每個刀尖（5）的一側設有主切削刃（1），在每個刀尖（5）的另一側設有修光刃（2），兩個所述的主切削刃（1）相對于銑刀片的幾何中心對稱設置，兩個所述的修光刃（2）也相對于銑刀片的幾何中心對稱設置，銑刀片的前刀面（3）上設有兩組尺寸參數相同的錐形凸起，兩組所述的錐形凸起與兩個主切削刃（1）相鄰設置，每組錐形凸起包括多個錐形凸起（6），所述的多個錐形凸起（6）沿主切削刃（1）的長度方向排布，銑刀片上包含有主切削刃（1）的后刀面依上至下由主切削刃后刀面（7）及刀片基底后刀面（8）組成，所述的刀片基底后刀面（8）為下部向銑刀片里側傾斜的斜面。2.根據權利要求1所述的一種鈦合金加工高強度方形銑刀片，其特征在于：每組所述的錐形凸起包括五個錐形凸起（6，）所述的五個錐形凸起（6）沿主切削刃（1）的長度方向等間距排布。3.根據權利要求1所述的一種鈦合金...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程耀楠，聶婉瑩，賈煒坤，王超，楊金龍，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23