一种内凹的样条曲线聚晶金刚石立铣刀的制作方法

本实用新型属于立铣刀领域，具体涉及一种内凹的样条曲线聚晶金刚石立铣刀。

背景技术：

在3c电子、医疗器械、仪器仪表、电子电器、食品机械、食品包装等现代消费领域中经常遇到内表面或外表面的凸样条曲面的加工，并且精度要求越来越高。

目前常用传统的高速钢、硬质合金及其涂层刀具切削，存在的缺点是刀刃磨损快，寿命短，面形精度差，效率低，成本高。

技术实现要素：

为了克服现有技术所存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种内凹的样条曲线聚晶金刚石立铣刀。

为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：

一种内凹的样条曲线聚晶金刚石立铣刀，包括一刀柄，在刀柄的前端周向均布有两条刀片槽，在每一刀片槽内焊接有聚晶金刚石刀片，其特征在于，在每片聚晶金刚石刀片的外周设置有内凹的刀刃。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述刀刃的轴向前角为0～6°、第一后角为5～8°、第二后角为10～20°。

在本实用新型的一个优选实施例中，每片聚晶金刚石刀片的轴向伸出所述刀柄前端端面0.5～1mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，每片聚晶金刚石刀片的轴向长度为长于样条轴向长度2mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述刀柄的结构包括：直柄、莫氏锥柄、7:24锥柄、hsk高速切削刀柄中的任意一种。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述刀柄的材质包括：k20硬质合金或合金结构钢中的任意一种或多种，其中，所述的合金结构钢须经热处理后的硬度为45～48hrc。

在本实用新型的一个优选实施例中，每片聚晶金刚石刀片的前、后刀面光洁ra≤0.1μm。

本实用新型的有益效果在于：

(1)采用聚晶金刚石(pcd)制造能避免上述缺点。因为pcd材料是在高温(1560℃)高压(16gpa)下形成的金刚石微晶，并且由金属co、ni等金属粘接烧结成一体，硬度可达到hv6000～8000，耐热性可达800℃左右，在加工中心上允许的切削速度比硬质合金高3～10倍，生产效率高；相对高速钢和硬质合金刀具磨损要慢得多，刀具的耐用度至少可提高3～8倍以上，节约了换刀时间，降低了生产成本；最重要的是经过仔细研磨后的聚晶金刚石(pcd)刀具的刃口较锋利，能达到精密切削表面的要求。

(2)加工表面的面形精度较高，轮廓度误差不大于0.02mm；

(3)能加工钛合金，铝及其合金、铜及其合金、gfrp(玻璃纤维增强材料)、cfrp(碳纤维复合材料)、mmc(金属基体复合材料)、frm(纤维增强金属，例如sic/al,al2o3/al等)等难加工材料的外凸样条曲线的精密切削加工；

(4)适合在加工中心或组合机床上大批量生产；

(5)刀具寿命长，换刀时间减少，生产效率高，加工质量稳定，降低生产成本十分显著。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图。

图2为本实用新型的结构后视图。

图3为本实用新型的结构左视图。

图4为本实用新型的加工示意图。

具体实施方式

图1-4当中的参数指代如下：

轴向前角γp、第一后角αo1°、第二后角αo2、伸出刀体尺寸a、pcd轴向宽度b由样条曲线轴向尺寸c确定，一般b＝c+2(mm)。

本实用新型的主要原理在于：

因为聚晶金刚石(pcd材料)是在高温(1560℃)高压(16gpa)下形成的金刚石微晶，并且由金属co、ni等金属粘接烧结成一体，硬度可达到hv6000～8000，耐热性可达800℃左右，在加工中心上允许的切削速度比硬质合金高3～10倍，生产效率高；相对高速钢和硬质合金刀具磨损要慢得多，刀具的耐用度至少可提高3～8倍以上，节约了换刀时间，降低了生产成本；最重要的是经过仔细研磨后的聚晶金刚石(pcd)刀具的刃口较锋利，能达到精密切削表面的要求。但是由于工件样条曲面外凸，所以聚晶金刚石刀片的刀刃必须做成内凹，且为了满足加工精度，对聚晶金刚石刀片做了进一步的结构设计。

下面通过具体实施方式结合附图来进一步说明本实用新型：

参见图1-4，图片上显示的一种刀刃内凹的聚晶金刚石立铣刀，包括：

包括刀柄200，在刀柄200的前端周向均布有两条刀片槽210a、210b，在每一刀片槽210a、210b内焊接有聚晶金刚石刀片100a、100b，具体而言，是采用高频钎焊或真空焊接的方法将聚晶金刚石刀片100a、100b安装在刀柄200的刀片槽210a、210b内。

在每片聚晶金刚石刀片100a、100b的外周设置有内凹的刀刃110a、110b。

刀刃的110a、110b的轴向前角为0～6°、第一后角为5～8°、第二后角为10～20°；每片聚晶金刚石刀片100a、100b的轴向伸出刀柄200前端端面0.5～1mm。每片聚晶金刚石刀片100a、100b的轴向宽度与样条曲线轴向尺寸相适应，一般来说，每片聚晶金刚石刀片100a、100b的轴向宽度比所需加工的工件300的样条曲线轴向尺寸宽2mm左右。

采用此种角度的组合，能够有效的提高聚晶金刚石刀片的加工精度，能够加工出精度较高的工件，进一步提高了加工效率，同时降低了加工成本。

刀柄200的结构包括以下四种：

(1)直柄；

(2)莫氏锥柄；

(3)7:24锥柄；

(4)hsk高速切削刀柄(hsk1:10短锥空心柄)。

根据不同的切削场景和硬度需要，可选择不同的刀柄200的材质，比如：

采用k20硬质合金或合金结构钢制造，结构钢须经热处理后的硬度为45～48hrc。

为了进一步保证每片聚晶金刚石刀片100a、100b的加工精度，每片聚晶金刚石刀片100a、100b的前、后刀面光洁ra≤0.1μm。

由于采用了上述结构，本实用新型有如下特点：

1.结构特点：

内凹样条曲线聚晶金刚石(pcd)立铣刀能适用于各种刀柄结构(直柄、7:24锥柄、莫氏锥柄和hsk高速切削刀柄等)，以满足用户各种机床主轴接口的需要；

铣刀的几何参数根据加工工件材料的物理力学性能合理设计，由数控加工机床软件支持加工。样条曲线轮廓精度一致性保持性高。

2.应用特点：

加工表面的面形精度较高，轮廓度误差不大于0.02mm；

能加工钛合金，铝及其合金、铜及其合金、gfrp(玻璃纤维增强材料)、cfrp(碳纤维复合材料)、mmc(金属基体复合材料)、frm(纤维增强金属，例如sic/al,al2o3/al等)等难加工材料的外凸样条曲线的精密切削加工；

适合在加工中心或组合机床上大批量生产；

刀具寿命长，换刀时间减少，生产效率高，加工质量稳定，降低生产成本十分显著。