一种用于不锈钢加工的整体双头成型槽铣刀的制作方法

本发明涉及铣刀结构的技术领域，具体为一种用于不锈钢加工的整体双头成型槽铣刀。

背景技术：

不锈钢、钛合金及高温合金作为典型的难加工材料，因具有热强度高、抗腐蚀性好、耐热性强等良好的机械特性，被广泛应用于航空航天、汽车制造及医疗器械等领域。但也由于其材料导热性差，弹性模量小，塑性变形大致使其切削力大，化学活性强导致其易与刀具材料产生化学反应，加工硬化、切削温度高导致刀具磨损严重，加工效率低。

铣刀作为一种多刃刀具，由于同时参加切削的齿数多、切削刃长，并能采用较高的切削速度，故生产效率较高。应用不同铣刀可以加工平面、沟槽、台阶等，也可以加工齿轮、螺纹、花键轴的齿形及各种成形表面。

现有通用铣刀为单头加工，刀具失效磨损后更换较为频繁，刀具材料成本浪费严重；同时由于同类型刀具规格单一，使用多规格刀具致使备库成本增加；此外，对于特定成型轮廓尺寸的加工，往往需采用多把铣刀交替加工，尤其是对于难加工材料的成型加工，由于其材料性能，通用铣刀磨损较快，刀具使用寿命较低，而刀具的重复装夹、定位则易导致工件的加工尺寸、精度偏差，且换刀费时、生产效率低下。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种用于不锈钢加工的整体双头成型槽铣刀，其适用于典型难加工材料的成型槽加工，减少刀具使用量，提高切削效率及延长刀具使用寿命，降低刀具更换及备库成本。

一种用于不锈钢加工的整体双头成型槽铣刀，其特征在于：其包括刀杆，所述刀杆的长度方向一端设置有粗铣刃部，所述刀杆的长度方向另一端设置有精铣刃部，所述粗铣刃部的刀刃起始端呈扩口梯形结构，所述精铣刃部的刀刃起始端呈扩口梯形结构，所述粗铣刃部的环布切削刃的数量小于所述精铣刃部的环布切削刃数量，铣刀的材料为整体硬质合金。

其进一步特征在于：所述粗铣刃部的环布的切削刃的数量为2～3个；

所述精铣刃部的环布的切削刃的数量为4～8个；

所述粗铣刃部的端刃的刃径d1小于所述精铣刃部的端刃的刃径d2，以防止加工过切，尺寸超差，确保后续加工的切削余量；

所述粗铣刃部的刀尖r角的半径r为0.2mm～0.5mm，以提高切削刃部刀尖强度，使其在高温高速切削不锈钢等难加工材料时不容易崩碎，延长了刀具寿命；

粗铣刃部和精铣刃部的切削刃均包括端刃和成型侧刃，所述成型侧刃的成型角度2φ为90°～140°、用于切削加工形成成型梯形槽，确保了成型轮廓的完整性及尺寸精度；

切削刃的前角γo为4°～6°，在保证刀具刚性的同时增加了铣刀刃口切削的锋利性；

所述切削刃的刃部后刀面为直后刀面，由一个或多个后刀面组成，其具有一个或多个后角，从而在提高刀具刚性的同时，减小了刀具与工件已加工表面间的摩擦，所述的端刃第一后角α1为6°～8°，所述成型侧刃第一后角αo1为9°～12°；

整体刀具的螺旋角β角度为30°～35°，以增大容屑空间，防止切屑堵塞；

所述精铣刃部的切削刃采用不等分设计，切削时将产生交变的切削频率，不易与机床发生共振，从而也就能有效抑制切削中刀具的振动。

采用本发明后，成型铣刀的切削刃廓形是根据工件廓形而设计的，确保了刀具切削难加工材料工件特定成型形状的完整性与一致性，以及尺寸精度和位置精度；头粗精一体的刀具结构设计，同时也提高了成型切削加工的效率，增加了工件加工的表面精度，并延长了刀具的使用寿命，同时也有效降低了刀具更换成本及备库空间。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的粗铣刃部的立体图结构示意图；

图3为本发明的粗铣刃部的端面结构示意图；

图4为本发明的成型侧刃的局部剖视结构示意图；

图中序号所对应的名称如下：

刀杆1、粗铣刃部2、精铣刃部3、排屑槽4、.容屑槽5、.前刀面6、直后刀面7、端刃8、刀尖r角9、成型侧刃10。

具体实施方式

一种用于不锈钢加工的整体双头成型槽铣刀、见图1-图4：其包括刀杆1，刀杆1的长度方向一端设置有粗铣刃部2，刀杆1的长度方向另一端设置有精铣刃部3，粗铣刃部2的刀刃起始端呈扩口梯形结构，精铣刃部3的刀刃起始端呈扩口梯形结构，粗铣刃部2的环布切削刃的数量小于精铣刃部3的环布切削刃数量，铣刀的材料为整体硬质合金，刀具总长l为刀杆1、粗铣刃部2及精铣刃部3的长度之和，其用于切削不锈钢难加工材料的梯形成型槽。

粗铣刃部2和精铣刃部3均包含排屑槽4，刀具的螺旋角β角度为30°～35°，排屑槽4内设有容屑槽5，容屑槽5设有槽底面和出刀面，容屑槽4和排屑槽5与刀具实体部分的交线形成若干切削刃；粗铣刃部2的环布的切削刃的数量为2～3个；精铣刃部3的环布的切削刃的数量为4～8个；

粗铣刃部2的端刃的刃径d1小于精铣刃部3的端刃的刃径d2，以防止加工过切，尺寸超差，确保后续加工的切削余量；

切削刃设有前刀面6和直后刀面7；

前刀面6与加工工件接触具有前角γo，铣刀前角γo的大小决定了切削刃的强度，同时还决定了其切削刃的锋利程度，它对切削过程有着非常重要影响；增大铣刀的前角γo可以减小切屑变形，减小加工过程中的切削力、切削热和切削功率消耗，提高铣刀的耐用度；然而，增大前角γo会使铣刀的楔角减小，易致使铣刀的刀刃强度降低，容易造成崩刃，因此刀具的前角γo太大也会使刀具的耐用度降低；切削刃部的前角γo为4°～6°。

直后刀面7由一个或多个后刀面组成，因而具有一个或多个后角，从而提高了刀具刚性，减小了刀具与工件已加工表面间的摩擦。

切削刃由端刃8和成型侧刃10组成，其中，成型侧刃10的成型角度2φ为90°～140°，以用于切削加工形成成型梯形槽；此外，粗铣刃部的端刃8和侧刃10由刀尖r角9连接，刀尖r角9的半径r为0.2mm～0.5mm；刀尖r角9极大程度提高了端刃8和侧刃10连接处的刀尖强度，使其在高温高速切削不锈钢等难加工材料时不容易崩碎，提高了刀具寿命。

切削刃部的端刃8第一后角α1为6°～8°，成型侧刃10第一后角αo1为9°～12°。

粗铣刃部2的若干端刃8、侧刃10和刀尖r角9相对于切削刃部的前端面中心径向呈均匀分布；精铣刃部3的若干端刃8与侧刃10相对于切削刃部的前端面中心径向呈不均匀分布；而多刃铣刀采用不等分设计，切削时将产生交变的切削频率，不易与机床发生共振，从而也就能有效抑制切削中刀具的振动。

成型槽铣刀粗加工时，为了改善切屑卷曲情况，增大容屑空间，防止切屑堵塞，粗铣刃部2的刀齿数量比较少，容屑槽圆弧半径则较大；而精加工时，精铣刃部3的刀齿则相对较密，同时参加切削的刀齿数多，工作平稳，加工中能获得较小的表面粗糙度，而在每齿进给量一定时，增加齿数也可有效提高铣削效率。

此外，由于成型槽铣刀的切削形式为满刀切削，因此在切削过程中将同时存在顺铣和逆铣两种加工工艺方式。经试验证明：逆铣侧的毛刺长度普遍低于顺铣侧的毛刺，而且逆铣的质量明显优于顺铣。这是因为逆铣侧刀具切削时，厚度逐渐增加，且切削合力方向有利于切屑的塑性变形和排出；顺铣时，由于刀具先从最厚的地方入刀，然后厚度逐渐减小，生成的切屑，尤其是长切屑，很容易被推挤到顶端形成大毛刺。同时，由于逆铣侧是逐渐吃刀，不易出现滑动，切削状态更稳定，切削刃的磨损更小，生成的切屑尺寸一致性更好。而顺铣通常是从最厚的边缘切入，受边缘不平度的影响更大，尤其是在微细切削中，切削用量较小，表面不平度的影响更加明显，会加剧顺铣过程的不平稳性，使生成的毛刺大小不一致，形态也发生相应的变化。

因此，为了消除或避免上述成型槽切削加工后工件毛刺的产生，在精铣切削加工后，刀具按原刀路径返回并进行空走切削，进一步去除工件表面的残留毛刺，从而提高工件的表面质量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。