整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于铣削加工用刀具技术领域，涉及一种整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀。
【背景技术】
[0002]整体叶盘是现代航空发动机的一种新型零件，它决定着发动机推重比，随着航空发动机的不断更新换代，整体叶盘的结构也变得越来越复杂。由于整体叶盘工作环境的特点，故高性能金属材料被广泛应用于整体叶盘，如:钛合金、高温合金、钛铝化合物等，该类材料可加工性差，属于典型的难加工材料，因此对于高质量的整体叶盘来说，其加工制造问题已成为国内外主要研宄突破的技术方向。
[0003]整体叶盘的加工一般周期长、效率低，从毛坯到成型的加工过程所去除的材料达到90%左右。分层侧铣是整体叶盘流道加工的常用方式，利用刀具的侧刃对流道进行加工，可以提高加工效率，环形刀与球头铣刀是主要的侧铣加工刀具，而在切削加工过程中，刀具切削刃要承受较大的切削力及切削变形，因此加工过程中存在切削力大、加工振动严重、工件表面质量差、刀具寿命短等问题。侧铣加工环形刀的设计对整体叶盘流道的加工起着至关重要的作用，合理的刀具结构，可以有效减小切削过程中产生的切削力、振动等，从而提高刀具使用寿命，同时降低加工成本，提高生产率，改善表面质量。本专利针对整体叶盘的流道侧铣加工工艺特点设计专用刀具，为整体叶盘流道高效及高质量侧铣加工提供保障。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种整体叶盘侧铣加工新型刀具，主要应用在钛合金整体叶盘流道加工，改善目前整体叶盘加工过程中存在振动大、表面质量差等问题，优化刀具结构，提尚刀具使用寿命，提尚加工效率，有效降低生广成本。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案是:
[0006]整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其组成包括:不等距切削齿，其特征是:所述的不等距切削齿构成环形刀头，所述的环形刀头通过螺旋排肩槽等螺旋角切削刃连接到圆柱刀柄，圆柱刀柄直径为8mm，所述的螺旋排肩槽与等螺旋角切削刃构成锥形刀体；
[0007]所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:所述的不等距切削齿包括三个切削齿，其中两齿间夹角为118°，另外两组齿间夹角为121° ;
[0008]所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:所述的螺旋排肩槽为内凹式；
[0009]所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:所述的等螺旋角切削刃的等螺旋角为38°，刃口钝圆半径为0.025mm ;
[0010]所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:等螺旋角切削刃的前角为10°，后角I为10°，后角2为20° ;
[0011]所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:所述的锥形刀体结构，其锥度为4°。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013]1、本实用新型采用整体结构，方便使用过程中的装夹，并且提高刀具切削过程的平稳性，能够减少加工过程的振动，提高加工效率，改善加工质量。
[0014]2、针对整体叶盘多为钛合金高温合金等难加工材料，刀体采用硬质合金，能够改善刀具切削性能，延长刀具使用寿命。
[0015]3、不等距切削齿结构，采用三个切削齿，依据刀具尺寸，与两刃相比可提高加工效率，与四刃相比，能够增大容肩槽尺寸，使切肩更容易排出，简化刀具结构，方便于加工制造，采用不等距螺旋齿，其中两齿间夹角为118°，另外两组齿间夹角为121°，能够有效的减小刀具切削过程中的振动，使加工过程更稳定，高效。
[0016]4、环形刀头结构，刀具主要用于侧铣加工，与球头铣刀相比，不仅使刀具结构简化，而且能够避免刀具底部切削刃应力集中，提高刀齿强度；
[0017]5、螺旋排肩槽结构，排肩槽采用内凹式结构，可增加容肩空间，使切肩沿螺旋槽快速排出，减少切肩对前刀面划伤，从而提高刀具使用寿命；
[0018]6、等螺旋角切削刃结构，在切削过程中螺旋角即刀具刃倾角，采用等螺旋角结构，刀具在旋转过程中刃倾角不随刀具变化，能够提高切削过程的稳定性，设计前角为10°，较大的前角有利于钛合金的加工，螺旋角设计为38°，适当的螺旋角保证了较大的实际前角，设计了两个后角结构，后角I为10°，后角2为20°，较大的后角可以减少刀具划伤已加工表面，以提高表面质量，设计刃口钝圆半径为0.025mm，以增加切削刃强度，提高刀具寿命；
[0019]7、锥形刀体结构，在整体叶盘流道分层侧铣加工过程中，空间狭窄，叶片曲率大，设计锥度为4°，锥形结构既能加工大曲率曲面，又能够避免切削刃划伤已加工表面，而且可以增大刀具加工空间，减少切削余量及走刀次数，提高加工效率；
[0020]综上，本实用新型应用于钛合金整体叶盘流道半精加工及精加工过程中，既能用于叶片的分层侧铣，又能用于流道的清根，减少刀具振动，提高工件表面质量，使加工过程更加平稳，减小刀具磨损，提高刀具使用寿命，提高加工效率，从而降低生产成本。
【附图说明】
[0021]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0022]附图2是附图1中B-B的截面图。
[0023]附图3是附图1的A向视图。
[0024]附图标记:不等距切削齿1、环形刀头2、螺旋排肩槽3、等螺旋角切削刃4、锥形刀体5、圆柱刀柄6。
【具体实施方式】
[0025]【具体实施方式】一:如图1~图3所示，本实施方式的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，所述的环形刀为不等距切削齿1，所述的不等距切削齿I构成环形刀头2，所述的环形刀头2通过螺旋排肩槽3等螺旋角切削刃4连接到圆柱刀柄6，所述的螺旋排肩槽3与等螺旋角切削刃4构成锥形刀体5，锥形刀体5与圆柱刀柄相连构成整体硬质合金环形铣刀。
[0026]【具体实施方式】二:本实施方式采用三个切削齿，依据刀具尺寸，与两刃相比提高加工效率，与四刃相比，增大容肩槽尺寸，使切肩更容易排出，简化刀具结构，方便加工制造，并提高切削刃强度。
[0027]【具体实施方式】三:如图3所示，本实施方式采用不等距螺旋齿，其中两齿间夹角为118°，另外两组齿间夹角为121°，能够有效的减小刀具切削过程中的振动，使加工过程更稳定，尚效。
[0028]【具体实施方式】四:本实施方式采用环形刀头结构，刀具主要用于侧铣加工。简化刀具结构，可以减小刀具底部切削刃应力集中，提高刀齿强度。
[0029]【具体实施方式】五:本实施方式采用螺旋排肩槽结构，使切肩沿螺旋槽快速排出，减少切肩对前刀面划伤。
[0030]【具体实施方式】六:本实施方式采用等螺旋角切削刃结构，在切削过程中螺旋角即刀具刃倾角，采用等螺旋角结构，刀具在旋转过程中刃倾角不随刀具变化，能够提高切削过程的稳定性；前角设计为10°，较大的前角有利于钛合金的加工；螺旋角设计为38°适当的螺旋角保证较大的实际前角，。
[0031]【具体实施方式】七:本实施方式设计两个后角结构，后角I为10°，后角2为20°，可以减少刀具划伤已加工表面，改善表面质量；设计刃口钝圆半径为0.025mm，可增加切削刃强度，以提尚刀具寿命。
[0032]【具体实施方式】八:本实施方式锥形刀体结构，在整体叶盘流道分层侧铣加工过程中，空间狭窄，叶片曲率大，设计锥度为4°，锥形结构既能加工大曲率曲面，又能够避免切削刃划伤已加工表面，而且增大刀具加工空间，减少切削余量与走刀次数，提高加工效率。
【主权项】
1.整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其组成包括:不等距切削齿，其特征是:所述的不等距切削齿构成环形刀头，所述的环形刀头通过螺旋排肩槽等螺旋角切削刃连接到圆柱刀柄，圆柱刀柄直径为8mm，所述的螺旋排肩槽与等螺旋角切削刃构成锥形刀体。
2.根据权利要求1所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:所述的不等距切削齿包括三个切削齿，其中两齿间夹角为118°，另外两组齿间夹角为121。。
3.根据权利要求1所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:所述的螺旋排肩槽为内凹式；所述的等螺旋角切削刃的等螺旋角为38°，刃口钝圆半径为0.025mm。
4.根据权利要求1或3所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:等螺旋角切削刃的前角为10°，后角I为10°，后角2为20°。
5.根据权利要求1所述的整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，其特征是:所述的锥形刀体结构，其锥度为4°。
【专利摘要】整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀，环形刀与球头铣刀是主要的侧铣加工刀具，在切削加工过程中，刀具切削刃要承受较大的切削力及切削变形，因此加工过程中存在切削力大、加工振动严重、工件表面质量差、刀具寿命短等问题。侧铣加工刀具的设计对整体叶盘流道的加工起着至关重要的作用，合理的刀具结构，可以有效减小切削过程中产生的切削力、振动等，从而改善表面质量，提高刀具使用寿命，提高生产率。本实用新型的刀具为整体结构，刀具材料为硬质合金，其组成包括：不等距切削齿(1)，所述的不等距切削齿构成环形刀头(2)，所述的环形刀头通过螺旋排屑槽(3)等螺旋角切削刃(4)连接到圆柱刀柄(6)，所述的螺旋排屑槽与等螺旋角切削刃构成锥形刀体(5)。本实用新型主要用于侧铣加工钛合金整体叶盘。
【IPC分类】B23C5-10
【公开号】CN204565247
【申请号】CN201520260294
【发明人】程耀楠, 左殿阁, 卢真真, 吴明阳, 韩禹, 陈天启
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月28日