专利名称：组合式蜂窝专用铣刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转速为20000转/分至23000转/分的数控高速切削蜂窝材料工件的立铣刀。
背景技术：
蜂窝材料是由纸屑和发泡胶粘接而成的，主要用于内支撑的夹层材料。因其比强度高，而被广泛应用于航空航天等领域的非承力的夹层构件中。NOMEX纸基蜂窝芯是一种结构非常特殊的材料，蜂窝芯材料的这种特殊结构和特殊的力学性能，使其在加工过程中极易产生让刀变形，影响加工精度。目前通常的加工方法是采用组合式铣刀高速铣削，铣刀的刀片切断蜂窝材料，刀具的上部锯齿粉碎被刀片切断的蜂窝切屑。现有技术加工该材料的刀具，通常采用依次相连的圆盘刀片、粉碎切削体、刀杆和通过止动键、压紧螺钉头紧固组合而成。由于蜂窝刀具都在高速机床上使用，加工中，圆盘铣刀刀片悬伸长度等于刀片的厚度，圆盘刀片的主切削刃是沿主轴的法向将蜂窝芯铣切的。圆盘刀片的材料如果不好，直接影响刀具的切削性能、刀具的耐磨性、刀具的耐用度，如果圆盘刀片与粉碎切削体配合精度不高，会导致刀具直径偏差大，直接影响零件的结构尺寸。目前这种采用在圆盘刀片圆周上，通过紧固孔固联粉碎切削体的立铣刀，在切削蜂窝材料工件时，存在如下不足之:
现有技术采用的薄片式圆盘刀片的强度降低、在磨削时更容易产生应力，导致圆盘刀片裂纹。在实际应用中，由于刀具直径精度差，同轴度偏差大。经常出现固持力不足，蜂窝被拉起，由于使用专用扳手不能很好的压紧，导致刀片与粉碎体松开，蜂窝材料被拉起零件超差甚至报废。即圆盘刀片在粉碎切削体内安装差偏较大，在刀具旋转切削过程中圆盘刀片凸出一侧完成切除断被加工材料，另一侧则相反(圆盘刀片未凸出)，被加工材料只部分切断，从而产生蜂窝材料被拉起变形现象。在实际应用中，直径精度差，直径误差和同轴度偏差大。即圆盘刀片在粉碎切削体内安装差偏较大，在刀具旋转切削过程中圆盘刀片凸出一侧完成切除断被加工材料，另一侧则相反(圆盘刀片未凸出)，被加工材料只部分切断，从而产生蜂窝材料被拉起变形现象。在理论上，圆盘刀片可以独立完成蜂窝芯材料的切断。但是在实际加工中，不仅要将多余的蜂窝芯去除，还要保证零件的外形尺寸，因此，在实际加工中，圆盘刀片和粉碎切削体总是组合后一起加工。被加工零件的尺寸精度由刀具直径保证，蜂窝刀具是一个组合体，如果粉碎切削体1、圆盘刀片2在轴向上不固定，很难保证刀具的直径精度。由于该蜂窝刀具组合件多，径向尺寸不可控，组合后的刀具直径误差为±0.25，经常是刀具的组合精度已超出了蜂窝零件的设计精度，在加工中只能人为地调整加工程序来补偿。同轴度偏差产生的低动平衡精度，往往导致圆盘刀片在加工中产生径向窜动和震动，因而存在较大的质量隐患。现有技术刀具组合连接体装卸不便，圆盘刀片耗费大。现有结构的圆盘刀片与粉碎切削体组合时，采用在环形圆周上布局的紧固孔连接的压紧螺钉，在使用过程中，需要通过扳手，将刀具上的两个圆柱销旋紧，才能压紧圆盘刀片和粉碎切削体，由于压紧螺钉头很薄，(只有2mm)，压紧孔小，在更换圆盘刀片或粉碎切削体时，时常发生刀具装夹不紧或无法拆卸的现象，刀具圆盘刀片装夹不紧会导致无法使用，甚至存在易发生刀具飞离的安全隐患。其次是刀具的非正常破损问题严重，圆盘刀片的消耗相当大。在加工过程中，圆盘刀片的对中偏差使动平衡失调，蜂窝材料连接处的发泡胶很容易造成圆盘刀片磨损，由于拆卸困难，只能将圆盘刀片、粉碎切削体和刀杆全部整体报废，进而导致刀具使用成本居高不下。非公制尺寸蜂窝刀具使用条件受限，制造成本高。目前常用的各种刀柄几乎都是公制尺寸，而而现有技术蜂窝刀具的柄部标准品采用的英制尺寸，要装夹现有的蜂窝刀具必须使用英制刀套，或英制夹套。供货商厂家的刀具柄部若按英制生产，则要按非标产品计价，导致供货价格大幅上升。
发明内容
本发明的目的是针对现有蜂窝刀具存在的上述问题，提供一种圆盘刀片定位精准，装夹牢固，装卸方便，安全可靠，动平衡精度高，可快速更换部件，能够实现快速定位和装夹的组合式蜂窝专用铣刀。，
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种组合式蜂窝专用铣刀，具有一个与刀柄固联为一体的粉碎切削体和固联在粉碎切削体I圆柱端面上的圆盘刀片2，其特征在于，所述圆盘刀片2是一个制有背锥的圆盘锯齿刀片，该背锥的接圆盘相连一轴向套筒9，通过粉碎切削体I中心台阶孔，将背锥接圆盘8圆紧密贴合在粉碎切削体I制有圆锥斜面的端面上，定位套3内侧端面上的背锥斜面通过圆盘刀片2轴向套筒9端面上的前锥面，静配合在轴向套筒9内，轴向沉头螺栓4通过定位套3中心台阶孔同轴固联粉碎切削体I。本发明相比于现有技术具有如下有益效果。安全可靠，动平衡精度高。由于粉碎切削体I与圆盘刀片2的贴合部位和圆盘刀片2与定位套3贴合部位采用了中心对称，自动定心的圆锥斜面定位，减小了圆盘刀片在加工中产生的震动。粉碎切削体I与圆盘刀片2，圆盘刀片2与定位套3在配合面处采用圆锥斜面配合消除了径向间隙，起到了自动定心的作用，保证了高速加工对刀具动平衡的要求。由于刀具组合体的同轴度偏差小，对中精度高，提高了高速加工中良好的刀具耐用度，同时由于圆锥斜面定位起到的自动定心作用和刀具的对称性，符合高速动平衡设计原理，，安全可靠性进一步提高，而且确保了刀具组合后的直径精度，提高了主切削刃的耐磨性，特别是圆盘刀片的耐磨性，圆盘刀片耗费进一步降低。降低了生产成本。圆盘刀片定位精准，装夹牢固。本发明采用独特设计的圆锥斜面定位圆盘刀片与粉碎切削体、定位套，减小了圆盘刀片与粉碎切削体的径向窜动，且切割力小，切割精度高，切割边缘平滑，无破损碎屑，可很好地解决了蜂窝芯薄边加工技术难题和刀具的非正常破损问题严重的问题。将圆盘刀片与粉碎切削体、定位套都采用圆锥斜面自定心，定位准确可靠，通过依次穿过圆盘刀片、定位套、粉碎切削体的内六方螺栓紧固，刀具直径公差可以达到±0.05，避免了刀具装夹不紧或无法拆卸的现象，保证了刀具的配合精度和零件的加工精度。避免了切断后的带状蜂窝条阻碍刀柄的进给运动；避免了已加工部分缠绕主轴，对操作人员和设备产生威胁；防止了切断的切屑对未加工部分产生拉扯而发生变形。结构简单，装卸方便快速。本发明将粉碎切削体1、圆盘刀片2、定位套3通过内六方螺栓组合装配，结构零件数减少，装卸方便快速可靠，采用一个轴向内六方螺栓压紧圆盘刀片，既可以快速更换部件，提高生产效率，又保证了刀具的动平衡设计，良好的动平衡让刀具在高速加工中更安全。而且避免了现有技术蜂窝刀具上采用两个圆柱销旋压紧圆盘刀片和粉碎体的结构，不易拆卸和装夹不紧，会导致发生刀具飞离的安全隐患。
图1是本发明组合式蜂窝专用铣刀构造示意图。图2是图1粉碎切削体I的示意图 图3是图1圆盘刀片2的示意图
图中:I粉碎切削体，2圆盘刀片，3定位套，4轴向沉头螺栓，5刀柄，6螺旋分屑槽，8背锥接圆盘，9轴向套筒。
具体实施例方式参阅图1-图3。图中所描述组合式蜂窝专用统刀,具有一个与刀柄5固联为一体的粉碎切削体I。加工中要保持刃口锋利，必须要有足够大的前角、后角，而圆盘刀片的切削刃很薄，如果增加螺旋刃前角，圆盘刀片的强度降低、同时圆盘刀片在磨削时更容易产生应力，导致圆盘刀片裂纹，因此，圆盘刀片材料的配方中应考虑圆盘刀片要有足够的韧性和硬度，才能保证刀具的使用性能。为了提高加工效率和刀具的强度保证粉碎切削体刃口足够锋利，粉碎切削体I是一个采用粉末冶金高速钢材质制成的钴高速钢螺旋切削刃粉碎切削体。粉碎切削体I有多条前角角度小于后角的螺旋刃口和围绕刃口分布的螺旋分屑槽，即容屑沟槽，且是直径大于刀柄5直径的圆柱体。在它的圆柱面上制有沿母线方向倾斜的大螺旋角切削刃和螺旋分屑槽6。螺旋分屑槽6便于将蜂窝材料在轴向上切断和快速粉碎蜂窝材料，使材料沿圆柱面的法向飞出。由螺旋分屑槽6形成的螺旋角刃口的轴向夹角可以是30 60°，优选45°。螺旋刃后角至少大于前角2倍。粉碎切削体I主要功能是通过端面的径向铣切圆盘刀片2从底面将蜂窝芯切断后，随后通过粉碎切削体I的轴向快速切削粉碎切断蜂窝剩未部分切削柱体。粉碎切削体的另一端是圆柱直柄，为了确保刀柄有足够大的夹持力、以及刀具装夹的通用性，连接粉碎切削体I的刀柄5柄部精度为h6，直径为公制尺寸的直圆柱体。柄部的具体长度可以根据零件的实际需要设计。圆盘刀片2是一个制有圆盘背锥7及与背锥接圆盘8相连轴向套筒9的结合体，圆盘背锥7贴合粉碎切削体I轴端圆锥斜面，定位套3背锥斜面贴合轴向套筒9筒口前锥面，轴向沉头螺栓4通过定位套3中心台阶孔端面，三面一体同心配合在粉碎切削体I阶梯台阶孔内。为使圆盘刀片具有良好的韧性，便于圆盘刀片外形的磨削，圆盘刀片可以做的锋利，又可以有很高的硬度，提高刀具的耐磨性，通过定位套3中心台阶孔固联在上述粉碎切削体I圆柱端面上的圆盘刀片2是材料配方中含钴量的配比、晶粒度控制的硬质合金材料制成的。为了确保刀具直径的准确性，定位套3采用耐磨材料和高精度的间隙配合，与圆盘刀片2、粉碎切削体I和刀柄5同轴组合固联形成精密配合。所述圆盘刀片2是一个制有背锥的圆盘锯齿刀片，该背锥接圆盘8相连一轴向套筒9，轴向套筒9配合于粉碎切削体I中心台阶孔内，背锥圆盘紧密贴合于粉碎切削体I端面上的圆锥斜面，圆盘刀片2轴向套筒9端面上的前锥面通过定位套3内侧端面上的背锥斜面配合，即圆盘刀片2通过定位套3衬套肩部内侧端面上的背锥盘紧密贴合在粉碎切削体I的端面上，由定位套3中心台阶孔的轴向沉头螺栓4同轴固联于粉碎切削体I。轴向沉头螺栓4是一个制有内六方的螺栓。轴向沉头螺栓4通过定位套3中心台阶孔，轴向固联成完整的高速蜂窝刀具。它的装配关系是轴向沉头螺栓4依次穿过圆盘刀片2、定位套3、粉碎切削体1、组合成完整的高速蜂窝刀具。高速蜂窝铣粉碎切削体刀主切削刃和圆盘刀片，在切削中实现一次完成对蜂窝芯的粉碎与切断。
权利要求
1.一种组合式蜂窝专用铣刀，具有一个与刀柄固联为一体的粉碎切削体和固联在粉碎切削体(I)圆柱端面上的圆盘刀片(2)，其特征在于，所述圆盘刀片(2)是一个制有背锥的圆盘锯齿刀片，该背锥的接圆盘相连一轴向套筒(9)，通过粉碎切削体(I)中心台阶孔，将背锥接圆盘(8)圆紧密贴合在粉碎切削体(I)制有圆锥斜面的端面上，定位套(3)内侧端面上的背锥斜面通过圆盘刀片(2)轴向套筒(9)端面上的前锥面，静配合在轴向套筒(9)内，轴向沉头螺栓(4)通过定位套(3)中心台阶孔同轴固联粉碎切削体(I)。
2.如权利要求1所述的组合式蜂窝专用铣刀，其特征在于，所述圆盘刀片(2)是一个制有圆盘背锥7及与背锥接圆盘(8)相连轴向套筒(9)的结合体，圆盘套筒的前端制有用于压紧圆盘刀片的前锥面，圆盘刀片的套筒内、外圆柱面及前端锥面，三面为一体，同时三者配合面必须同心。
3.如权利要求1所述的组合式蜂窝专用铣刀，其特征在于，所述圆盘刀片(2)是一个制有圆盘背锥(7)及与背锥接圆盘(8)相连轴向套筒(9)的结合体，圆盘背锥(7)贴合粉碎切削体I轴端圆锥斜面，定位套(3 )背锥斜面贴合轴向套筒(9 )筒口前锥面，轴向沉头螺栓(4)通过定位套(3)中心台阶孔端面，三面一体同心配合在粉碎切削体(I)阶梯台阶孔内。
4.如权利要求2所述的组合式蜂窝专用铣刀，其特征在于，所述粉碎切削体(I)是一个材质为钴高速钢，圆柱面上制有沿母线方向倾斜的螺旋角切削刃和螺旋分屑槽(6)。
5.如权利要求1所述的组合式蜂窝专用铣刀，其特征在于，粉碎切削体(I)有多条前角角度小于后角的螺旋刃口和围绕刃口分布的容屑沟槽，螺旋刃后角至少大于前角2倍。
6.如权利要求1所述的组合式蜂窝专用铣刀，其特征在于，连接粉碎切削体(I)的刀柄(5)柄部是直径为公制尺寸的圆柱体。
7.如权利要求1所述的组合式蜂窝专用铣刀，其特征在于，圆盘刀片(2)的螺旋刃前角大于螺旋刃后角，螺旋刃后角至少大于螺旋刃前角2倍。
8.如权利要求1所述的组合式蜂窝专用铣刀，其特征在于，轴向沉头螺栓(4)是一个制有内六方的螺栓。
9.如权利要求1所述的组合式蜂窝专用铣刀，其特征在于，粉碎切削体(I)是一个采用粉末冶金高速钢材质制成的钴高速钢螺旋切削刃粉碎切削体。
全文摘要
本发明针对蜂窝材料特点公开的一种组合式蜂窝专用铣刀，旨在提供一种圆盘刀片定位精准，装夹牢固，装卸方便，安全可靠，动平衡精度高，可快速更换部件的立铣刀。主要包括固联在粉碎切削体(1)圆柱端面上的圆盘刀片(2)，所述圆盘刀片是一个制有背锥的圆盘锯齿刀片，该背锥的接圆盘相连一轴向套筒(9)，通过粉碎切削体(1)中心台阶孔，将背锥接圆盘(8)圆紧密贴合在粉碎切削体制有圆锥斜面的端面上，定位套(3)内侧端面上的背锥斜面通过圆盘刀片轴向套筒端面上的前锥面，静配合在轴向套筒内，轴向沉头螺栓(4)通过定位套中心台阶孔同轴固联粉碎切削体。本发明避免了刀具装夹不紧或无法拆卸的现象，解决了切屑对未加工部分产生拉扯而发生变形问题。
文档编号B23C5/02GK103203492SQ20121037470
公开日2013年7月17日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者彭尚蓉, 宋良煌 申请人:成都飞机工业(集团)有限责任公司