一种具有自冷却润滑结构的旋风铣刀的制作方法

本发明涉及一种机械加工刀具，具体涉及一种具有自冷却润滑结构的旋风铣刀。

背景技术：

切削加工过程按加工类型主要分为：车削、钻削、铣削、镗削以及磨削加工；

车削是指利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸；钻削是指利用刀具在工件上加工孔的工艺方法；铣削是指将毛坯固定，利用旋转的多刃刀具在毛坯上走刀，将工件切出需要的形状和尺寸；镗削是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的切削工艺；磨削是指用磨料切除工件上多余材料的加工方法，属于机械加工的精加工；

螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。螺纹指的是在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹；按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹，按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹。

传统螺纹加工主要采用模具、滚压、螺纹铣削、车削等方式实现，而外螺纹以及螺杆往往采用车削、滚压加工而成。当前一些大直径外螺纹以及螺柱的加工一般采用旋风铣刀进行加工。

旋风铣刀加工过程都会对铣刀进行冷却，传统的冷却方式是主要采用浇注式(外冷)的方式，这种方式采用大量切削液浇注在切削区域保证实际加工需要，但是此种润滑冷却方式会出现润滑液无法冷却到的加工区域，且这种冷却润滑往往由于润滑液使用量大，导致加工成本高以及高精度外螺纹精度有所影响。

技术实现要素：

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种冷却润滑液能直接作用于切削区域，且冷却均匀性好、冷却成本低一种具有自冷却润滑结构的旋风铣刀。

本发明的基本原理是：

本发明基于3d打印技术，在进行铣削加工制造过程中在旋风铣刀基体内部制造出多条冷却润滑液流道，从而在确保了多个螺纹铣刀片能够在适宜的温度下进行加工，同时大大提升了加工的螺纹精度以及旋风铣刀的使用寿命。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种具有自冷却润滑结构的旋风铣刀，包括旋转基体以及多个螺纹铣刀片；旋转基体上沿中轴线设置有大通孔；旋转基体上沿圆周方向设有多个基体连接螺孔；旋转基体的一个端面沿圆周方向安装多个螺纹铣刀片；

其改进之处是：

还包括设置在旋转基体内与螺纹铣刀片数量相同的多条冷却润滑液流道；冷却润滑液流道的入口位于旋转基体的外圆表面，且远离螺纹铣刀片；冷却润滑液流道的出口设置在旋转基体的内圆表面，且靠近螺纹铣刀片；一条冷却润滑液流道的出口正对一个螺纹铣刀片的刀尖；

所述旋转基体、冷却润滑液流道均采用3d打印的方式加工成型。

进一步地，所述螺旋铣刀片通过螺钉固定安装在旋转基体上。

同时，本发明还提供了一种数控铣床，包括固定安装在数控铣床加工平台上的上述的旋风铣刀。

进一步地，由于为了简化冷却润滑液流道的结构，本发明提供了另外一种具有自冷却润滑结构的旋风铣刀，包括旋转基体以及多个螺纹铣刀片；旋转基体上沿中轴线设置有大通孔；旋转基体上沿圆周方向设有多个基体连接螺孔；旋转基体的一个端面沿圆周方向安装多个螺纹铣刀片；

其改进之处是：还包括一个冷却润滑主流道、中间环形冷却润滑液流道以及多个冷却润滑副流道；

冷却润滑主流道沿轴向方向远离螺纹铣刀片设置，且与中间环形冷却润滑液流道连通；多条冷却润滑副流道沿轴向方向靠近螺纹铣刀片设置；多条冷却润滑副流道的入口均与中间环形冷却润滑液流道连通，多条冷却润滑副流道的出口分别对应一个螺纹铣刀片的刀尖；

所述旋转基体、冷却润滑主流道、中间环形冷却润滑液流道以及冷却润滑副流道均采用3d打印的方式加工成型。

为了提高各个冷却润滑液副流道中流出的冷却润滑液更加均匀，上述旋风铣刀还包括冷却润滑液暂存区；所述冷却润滑液暂存区包括设置在中间环形冷却润滑液流道中的基体，基体上设有由其中心向全部外表面连通多个孔隙，多个孔隙将冷却润滑主流道和多个冷却润滑副流道连通；所述基体通过3d打印的方式成型，且基体的材质与所述旋转基体的材质一致。

进一步地，所述螺旋铣刀片通过螺钉固定安装在旋转基体上。

同时，本发明还提供了一种数控铣床，包括固定安装在数控铣床加工平台上的上述的旋风铣刀。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用3d打印技术制造出一种在内部设有多条冷却润滑液流道的旋风铣刀，多条冷却润滑液流道分别对多个螺纹铣刀片进行冷却，不仅降低了铣刀加工过程的冷却润滑成本，并且该冷却润滑机构能直接作用于切削区域，冷却均匀，同时还减低了冷却润滑过程各种的环境污染。

2、本发明还设计了一个冷却润滑主流道、中间环形冷却润滑液流道以及多个冷却润滑副流道构成的冷却润滑机构，仅需一个入口(即一处供给冷却润滑液)就能实现对多个螺纹铣刀片的冷却润滑，大大简化了了冷却润滑结构的同时还能确保良好的冷却润滑效果。

3、本发明的还设置了冷却润滑液暂存区，使得冷却润滑液在刀具准备切削之前冷却润滑液能够在该位置进行暂存，刀具开始进行切削后冷却润滑液在压力与离心力的作用下能够通过多条冷却润滑副流道向外流出，且每个冷却润滑副流道流出的冷却润滑液流量一致，进一步地提升了冷却均匀性，确保了冷却效果。

附图说明

图1为本发明旋风铣刀的立体结构示意图。

图2为实施例1的剖视图。

图3为实施例2不带有冷却润滑液暂存区的剖视图。

图4为实施例2带有冷却润滑液暂存区的剖视图。

附图标记如下：

1-旋转基体、2-螺纹铣刀片、3-大通孔、4-基体连接螺孔、5-冷却润滑液流道、6-冷却润滑主流道、7-中间环形冷却润滑液流道、8-冷却润滑副流道、9-冷却润滑液暂存区、91-基体、10-螺钉。

具体实施方式

下面利用两个实施例以及附图对本发明提供的铣刀做进一步的介绍。

实施例1

如图1和图2所示，一种具有自冷却润滑结构的旋风铣刀，包括旋转基体1以及多个螺纹铣刀片2；旋转基体1上沿中轴线设置有大通孔3；旋转基体1上沿圆周方向设有多个基体连接螺孔4；旋转基体1的一个端面沿圆周方向安装多个螺纹铣刀片2；在旋转基体1内设置有与螺纹铣刀片2数量相同的多条冷却润滑液流道5；冷却润滑液流道5的入口位于旋转基体1的外圆表面，且远离螺纹铣刀片2；冷却润滑液流道的出口设置在旋转基体1的内圆表面，且靠近螺纹铣刀片2；一条冷却润滑液流道5的出口正对一个螺纹铣刀片2的刀尖；旋转基体1、冷却润滑液流道5均采用3d打印的方式加工成型。

工作时，冷却润滑液通过每条冷却润滑液流道的入口进入，从出口流出，实现了螺纹铣刀片的冷却润滑。

实施例2

如图3所示，在实施例1的基础上，本发明还给出了另外一种设计：一种具有自冷却润滑结构的旋风铣刀，包括旋转基体1以及多个螺纹铣刀片2；旋转基体1上沿中轴线设置有大通孔3；旋转基体上沿圆周方向设有多个基体连接螺孔4；旋转基体的一个端面沿圆周方向安装多个螺纹铣刀片2；还包括至少一个冷却润滑主流道6(图3中冷却润滑主流道6和冷却润滑副流道8数量一致)、中间环形冷却润滑液流道7以及多个冷却润滑副流道8；

冷却润滑主流道6沿轴向方向远离螺纹铣刀片2设置，且与中间环形冷却润滑液流道7连通；多条冷却润滑副流道8沿轴向方向靠近螺纹铣刀片2设置；多条冷却润滑副流道8的入口均与中间环形冷却润滑液流道7连通，多条冷却润滑副流道8的出口分别对应一个螺纹铣刀片2的刀尖；

旋转基体1、冷却润滑主流道6、中间环形冷却润滑液流道7以及冷却润滑副流道8均采用3d打印的方式加工成型。

如图4所示，为了使每个冷却润滑副流道的流量均匀一致，该旋风铣刀在旋转基体1内设置有冷却润滑液暂存区9，冷却润滑液暂存区9包括设置在中间环形冷却润滑液流道中的基体91，基体91上设有由其中心向全部外表面连通多个孔隙，多个孔隙将冷却润滑主流道和多个冷却润滑副流道连通；冷却润滑液通过冷却润滑主流道流入冷却润滑液暂存区，使得冷却润滑液在刀具准备切削之前冷却润滑液能够在该位置进行暂存，待加工件开始旋转后螺纹铣刀片开始进行切削后冷却润滑液在压力与离心力的作用下能够通过多个冷却润滑副流道流向各个螺纹铣刀片，实现旋风铣刀的冷却润滑。这种设计的目的是：1、使得多个冷却润滑副流道流出的冷却润滑液流量更加均匀，提升冷却效果。2、减少刀具的质量。

为了保证铣刀的整体稳定性，基体的材质与旋转基体的材质一致。

上述两个实施例当中，螺纹铣刀片2均通过螺钉10按照在旋转基体1上。

本发明的铣刀在制造时采用3d打印技术，主要包括以下步骤：

【1】利用三维建模软件对旋转基体进行三维建模设计；

【2】利用流体等仿真软件对多条冷却润滑液流道或冷却润滑入口、多个冷却润滑副流道以及中间环形冷却润滑液流道的参数进行设计优化；保证润滑冷却流道在刀具加工过程中，润滑冷却液流量满足刀具的整体冷却要求，能够将润滑冷却液顺利输送至刀具切削加工区域；

【3】采用切片处理软件对旋转基体的模型进行分层切片处理，并对冷却润滑液暂存区域添加支撑，保证旋转基体整体刚性的同时，润滑冷却液能够顺利进入、流出暂存区域，后导入到3d打印设备中，利用3d打印技术对旋转基体进行制造。

【4】再将螺纹铣刀片通过螺钉安装到旋转基体上。