一种用于加工曲线筒的组合式铣刀的制作方法

本实用新型涉及光学加工领域，具体涉及一种用于加工曲线筒的组合式铣刀。

背景技术：

在光学镜头的制造过程中，为了使变倍后的像面维持相对稳定，需要使用到开设有曲线槽的曲线筒，引导变倍组和补偿组按照预定的运动曲线进行运动。例如，VX9102-920曲线筒是一款变焦镜头的重要零件之一，其上多条曲线槽的加工是关键。

目前，每一条曲线槽需要经过开圆孔、粗铣槽孔、精铣槽孔、槽内倒角和槽外倒角5步完成，每一步对应一种刀具，每一条曲线槽加工过程中需要换4次刀具。单个曲线槽的加工时间为45～50秒，其中由于更换刀具占用较多时间，加工效率较低。同时，刀具数量多也增加了成本。

另外，频繁的更换刀具也容易出现定位误差，不利于提高曲线槽的加工精度。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于加工曲线筒的组合式铣刀，可以只用一把铣刀完成之前需要五把铣刀才能完成的曲线槽加工任务，提高了加工效率和降低了刀具成本。

一种用于加工曲线筒的组合式铣刀，加工所述曲线筒的曲线槽，包括刀柄和切削刃，所述切削刃沿刀柄径向分为直径不同的三段，依次为圆孔切削刃、粗铣切削刃和精铣切削刃，其中粗铣切削刃直径最小、圆孔切削刃直径最大；所述圆孔切削刃和所述粗铣切削刃之间为45度斜面，该斜面兼作所述曲线槽的内倒角切削刃；所述精铣切削刃和所述刀柄之间为45度斜面，该斜面兼作所述曲线槽的外倒角切削刃。

通过合理分配铣刀轴向空间，将五种铣刀集成在一把铣刀上，构成本申请的用于加工曲线筒的组合式铣刀。本申请的五个切削刃的布置顺序与现有技术中五把铣刀的使用顺序相对应。在每一条曲线槽的加工过程中，通过沿轴向移动铣刀完成不同的加工步骤，中途不需要更换刀具。

通过减少刀具数量，将刀具成本降低至原来的2/3以下。

通过省略换刀动作，单个曲线槽的加工时间缩短了5～15秒，加工效率明显提升。

不仅如此，采用本申请的组合式铣刀的不同部位进行加工，也避免了换刀过程中出现的定位误差，提高了曲线槽的加工精度。

作为优选，所述用于加工曲线筒的组合式铣刀为双刃右旋铣刀。

采用双刃铣刀可以保证槽孔侧壁的光洁度。

作为优选，所述用于加工曲线筒的组合式铣刀的螺旋升角为25度～30度。

待加工的曲线筒通常为切削性能良好的铝合金材料，例如A5056高镁铝合金，采用上述螺旋升角可以利于排屑，提高加工速度。

作为优选，所述精铣切削刃比所述粗铣切削刃的直径大0.15mm～0.3mm。

采用以上结构可以获得合适的单边余量，提高加工效率的同时保证精铣的加工精度。

作为优选，所述精铣切削刃的刀刃带宽为0.04mm～0.06mm。

采用以上结构可以提高精铣切削刃的抗磨损能力，延长刀使用寿命，保证精加工曲线槽面的光洁度。

作为优选，所述圆孔切削刃、粗铣切削刃和精铣切削刃沿所述刀柄径向的长度比所述曲线筒的筒壁厚度大0.3～0.7mm。

作为优选，所述精铣切削刃的前角为5度～10度，后角为1～5度。

对于铝合金材质的曲线筒，采用以上前角可以保证切削效率。

作为优选，所述圆孔切削刃、粗铣切削刃、精铣切削刃和刀柄为一体的硬质合金。

本实用新型通过将五把铣刀的切削刃集成在一把铣刀的不同区段，减少刀具数量，节约成本，同时提高了曲线槽的加工效率。各切削刃的几何参数根据曲线筒材料及曲线槽尺寸设计，保证切削效率和切削精度。

附图说明

图1为待加工的曲线筒的剖视图；

图2为待加工的曲线筒的筒壁展开成平面的结构示意图；

图3为图2中的曲线槽A处截面示意图；

图4为现有技术中加工曲线槽所用五把铣刀的结构示意图；

图5为本实用新型用于加工曲线筒的组合式铣刀的结构示意图。

图中附图标记说明如下：1、圆孔；2、槽身；3、槽内倒角；4、槽外倒角；5、刀柄；6、圆孔切削刃；7、粗铣切削刃；8、精铣切削刃；9、内倒角切削；10、外倒角切削刃；11、螺旋槽；12、筒壁；。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

如图1、图2、图3、图4所示，待加工的曲线筒型号为VX9102-920，是变焦镜头的重要零件。采用现有技术加工曲线槽时，首先使用1#铣刀(如图4所示)铣圆孔1(如图2所示)，再用2#铣刀粗铣槽身2，再用3#铣刀精铣槽身2，再用4#铣刀铣槽内倒角3(如图3所示)；再用5#铣刀铣槽外倒角4(如图3所示)。整个加工过程需要4次换刀，共耗时45～50秒，其中较多时间用于更换刀具。

为了精简刀具数量，提高加工效率，根据曲线槽加工尺寸要求合理布局，将以上五把铣刀的功能集中到一把铣刀，得到一种用于加工曲线筒的组合式铣刀。

如图5所示，一种用于加工曲线筒的组合式铣刀，加工曲线筒的曲线槽，包括刀柄5和切削刃，切削刃沿刀柄径向分为直径不同的三段，依次为圆孔切削刃6、粗铣切削刃7和精铣切削刃8，其中粗铣切削刃7直径最小、圆孔切削刃6直径最大；圆孔切削刃6和粗铣切削刃7之间为45度斜面，该斜面兼作曲线槽的内倒角切削刃9；精铣切削刃8和刀柄5之间为45度斜面，该斜面兼作曲线槽的外倒角切削刃10。

由于待加工的曲线筒采用的是切削性能良好的A5056高镁铝合金，综合考虑加工精度、切削效率和排屑问题，本用于加工曲线筒的组合式铣刀采用双刃右旋铣刀，如图5所示，螺旋槽11的螺旋升角为25度～30度。圆孔切削刃6、粗铣切削刃7、精铣切削刃8和刀柄5为一体的硬质合金。精铣切削刃的前角为5度～10度，后角为1～5度。为延长刀具使用寿命，保证精铣质量，精铣切削刃的刀刃带宽为0.04mm～0.06mm。

如图5所示，圆孔切削刃6、粗铣切削刃7和精铣切削刃8沿刀柄5径向的长度比曲线筒的筒壁12厚度大0.3～0.7mm。在优选的实施方式中，根据如图1所示曲线筒的筒壁12厚度2.2mm，加上0.3mm的冗余，设计圆孔切削刃6、粗铣切削刃7和精铣切削刃8的轴向长度为2.5mm。

如图5所示，精铣切削刃比粗铣切削刃的直径大0.15mm～0.3mm。在优选的实施方式中，根据如图2、图3所示曲线槽的槽身2的宽度4.4mm，加上0.1mm的单边加工余量，设计粗铣切削刃7的直径为4.2mm，精铣切削刃8的直径为4.4mm。

使用本实用新型加工曲线槽时，只需沿刀具轴向上下移动，利用沿刀具轴向布置的五处切削刃依次切削曲线筒的筒壁12，就可实现一条槽的全部加工，快速高效。具体过程如下：

首先用圆孔切削刃6下刀得到直径5mm的圆孔1；刀具轴向移动，用粗铣切削刃7粗铣曲线槽，得到宽度4.2mm的槽身2；刀具轴向移动，用精铣切削刃8精铣曲线槽，得到宽度4.4mm的槽身2；刀具轴向移动，用内倒角切削刃9铣槽内倒角3，得到直角边长为0.1mm～0.2mm的槽内倒角3；刀具轴向移动，用外倒角切削刃10铣槽外倒角4，得到直角边长为0.1mm～0.2mm的槽外倒角4。

经过大量加工试验，证明此刀具结构设计完全达到零件加工要求，现已用于大批量生产中。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。