用于小尺寸喷口球面加工的刀具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种精密机械加工用的刀具，尤其是一种可用于航空发动机小尺寸喷嘴的精密加工的刀具，特别涉及一种用于小尺寸喷口球面加工的刀具。
【背景技术】
[0002]航空发动机离心喷嘴的喷口的结构特点是内腔型面为变截面，且变截面与微小尺寸喷油孔相连，尺寸精度高，各型面之间和外圆、端面之间相互都有很高的技术要求，采用常规加工工艺中的车、铣、磨、钳、研磨、抛光等多道工序都很难加工，特别是因为喷口尺寸小，零件的定位面和夹持面尺寸也很小，不好装夹，多次装夹零件的尺寸和技术条件难以保证，极易使零件报废。另外，喷油孔和内腔型面表面质量要求高，表面粗糙度一般为0.4?0.2，微型刀具一但刚性不好产生振刀，就会严重影响表面质量。而表面质量的好坏直接影响离心喷嘴的流量试验性能参数。传统方法是通过手工研磨内腔保证粗糙度，而手动研磨对工人的操作水平高，加工效率低，工作量大，尺寸和技术条件难以控制。再者，因喷口内部型面结构复杂且尺寸小，铁肩不易排出，稍微的拉钩、划伤、划痕、毛刺、缺口直接影响离心喷嘴喷雾角度和燃油不均匀度。因此需要提供一种改良的加工工艺，并设计特殊形状结构的刀具，以提尚加工效率，保证广品质量。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种用于小尺寸喷口球面加工的刀具，以减少或避免前面所提到的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于小尺寸喷口球面加工的刀具，所述刀具用于对航空发动机离心喷嘴的变截面喷口的喷油孔以及与所述喷油孔连接的球面的内腔型面进行加工，所述喷油孔的直径为A，所述球面的半径为R1，所述喷油孔和所述球面之间具有一个半径为R的过渡圆弧，所述刀具由刀杆、刀体、刀尖组成，其中，刀尖位于所述刀体的末端，所述刀体位于所述刀尖与所述刀杆之间，且所述刀体的投影面位于所述刀杆的投影面的内部并偏置于所述刀杆的投影面的中心的一侧。
[0005]优选地，所述刀体的横截面具有一个上弧面和一个下弧面，所述上弧面和所述下弧面的圆弧半径相同。
[0006]优选地，所述上弧面和所述下弧面的圆弧半径为1.5mm。
[0007]优选地，所述刀尖具有一个刀尖前角和一个刀尖后角，所述刀尖前角为所述刀尖向其加工方向前倾的角度，所述刀尖后角为所述刀尖背离其加工方向后倾的角度，其中所述刀尖前角为5°，所述刀尖后角为15°。
[0008]优选地，所述刀尖沿其纵向具有一个与垂直方向呈15°的主偏角和一个与水平方向呈15°的锲角。
[0009]优选地，所述刀尖的最大厚度Η等于调整系数ΚΧ (所述直径Α/2+所述球面的半径 R1)。
[0010]优选地，所述调整系数K的数值范围为0.6-0.9。
[0011]优选地，所述刀体和所述刀杆之间设置有第二过渡锥面，所述第二过渡锥面的最大锥角为40°。
[0012]优选地，所述刀具的加工方向为从所述喷油孔的直径为A的截面处沿所述半径为R的过渡圆弧向所述球面进给。
[0013]优选地，所述刀具加工时所述刀尖向下。
[0014]本发明的刀具采用了偏心设置的刀体结构，不但为铁肩排出和冷却液输送提供了更大的空间通道，而且可以获得更大的刀体厚度，提高了刀具的刚度，易保证加工质量，相对现有技术提供了 5-10倍的加工寿命，可基本满足批量生产的需要，降低了加工成本和废品率。
【附图说明】
[0015]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0016]图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的航空发动机离心喷嘴的剖视图；
[0017]图2显示的是根据本发明的一个具体实施例的刀具应用于图1所示航空发动机离心嗔嘴的加工的不意图；
[0018]图3显示的图2所示刀具的左侧轴向的投影视图；
[0019]图4显示的是根据本发明的一个具体实施例的刀具的刀体的加工示意图；
[0020]图5显示的是图3中刀尖局部的投影放大图；
[0021]图6显示的是图2中刀尖局部的放大图。
【具体实施方式】
[0022]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。其中，相同的部件采用相同的标号。
[0023]正如【背景技术】部分所述，本发明涉及的用于小尺寸喷口球面加工的刀具可用于对航空发动机离心喷嘴的变截面喷口进行精密加工，由于现有技术采用的刀具加工这种类型的喷口时特别容易断刀，且铁肩不易排出，废品率很高，基本上无法应用于大批量生产，因而本发明提供了一种改进的刀具。
[0024]具体来说，本发明提出的改进的刀具特别适用于图1所示类型的航空发动机离心喷嘴的喷口的喷油孔1的以及与喷油孔1连接的球面2的内腔型面进行加工，。
[0025]图1中的航空发动机离心喷嘴的喷口的特点是具有一个喷油孔1以及与喷油孔1连接的球面2，喷油孔1的直径为A，所述球面的半径为R1，喷油孔1和球面2之间具有一个半径为R的过渡圆弧3。在一个具体实施例中，直径A的尺寸范围为0.1-lmm之间，半径R1的尺寸范围为1-2_之间，本领域技术人员据此可以想象整个需要加工的零件区域的尺寸非常小，常规工艺的刀具非常难以触及这些区域，即便能够触及，通常状态的刀具基本上都是同心结构，就是类似于一根细针，加工时刀具的刚性不好，加工中易折断易振刀，一把刀通常仅仅只能加工1-2个零件，性价比低，基本上无法应用于大批量生产。
[0026]基于本发明需要加工的零件的特点，本发明提供了一种改进设计的刀具100，图2显示的是根据本发明的一个具体实施例的刀具100应用于图1所示航空发动机离心喷嘴的加工的不意图，图3显不的图2所不刀具100的左侧轴向的投影视图，为显不清楚，图3中未显示图2中的航空发动机离心喷嘴。
[0027]如图2-3所示，刀具100由刀杆11、刀体12、刀尖13组成，其中，刀尖13位于刀体12的末端，刀体12位于刀尖13与刀杆11之间，且刀体12的投影面位于刀杆11的投影面的内部并偏置于刀杆11的投影面的中心的一侧。亦即，与现有常规技术惯常采用的同心结构的刀具不同，本发明的刀具采用了偏心设置的刀体结构，不但为铁肩排出和冷却液输送提供了更大的空间通道，而且可以获得更大的刀体厚度，提高了刀体12的刚度，易保证加工质量，一把刀具能够加工10个零件，可以相对现有技术提供5-10倍的加工寿命，可基本满足批量生产的需要，降低了加工成本和废品率。详细来说，如果刀体12采用同心结构，则为了让出足够铁肩排出和冷却液输送的空间，则刀体只能采用很细的截面，刚度很小。而从图2可以明显看出，采用了偏心结构的刀体12，刀体12的下部可以空出全部的孔径下部空间，为铁肩排出和冷却液输送提供了更大的空间通道，不容易由于铁肩阻塞、高温无法冷却导致刀具断裂。同时从图3也可以看出，刀体12的上部结构基本上填充了大部分的孔径上部空间，大大提高了刀体12的刚度，从而可以极大提高刀体乃至整个刀具的寿命。
[0028]为便于上述偏心结构的刀体12的加工成型，图4显示的是根据本发明的一个具体实施例的刀具的刀体的加工示意图，如图4所示，刀体12的横截面具有一个上弧面112和一个下弧面113，上弧面112和下弧面113的圆弧半径相同。在一个具体实施例中，所述上弧面112和下弧面113的圆弧半径为1.5_。即，加工的时候，采用两个相交的圆形加