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CN109500439A - 一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法 - Google Patents

一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法 Download PDF

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CN109500439A
CN109500439A CN201811442673.7A CN201811442673A CN109500439A CN 109500439 A CN109500439 A CN 109500439A CN 201811442673 A CN201811442673 A CN 201811442673A CN 109500439 A CN109500439 A CN 109500439A
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CN
China
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stainless steel
cutter
shape slot
cavity shape
deep cavity
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Pending
Application number
CN201811442673.7A
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English (en)
Inventor
盛永刚
李健
邓旬
王发豪
周代忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Original Assignee
AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2210/00—Details of milling cutters
    • B23C2210/04—Angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23C2222/84—Steel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，包括刀杆和刀头，所述刀头安装在刀杆上，所述刀杆为锥度刀杆，采用重金属材料制成，刀杆通过热胀接口与机床的刀柄连接，所述刀头的主偏角为2°‑3°，所述刀具的长径比为7‑8；本发明通过刀具及加工方法的全面优化，实现某不锈钢零件深腔型槽铣加工工序效率提升76.7％，同时刀具的消耗显著减少，解决了不锈钢零件深腔铣削加工工序效率低、刀具消耗量大的问题。

Description

一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法。
背景技术
航空发动机中机匣类零件材料种类繁多，其中不锈钢类零件占有一定比重，深腔型槽作为机匣零件典型特征之一，由于加工部位开敞性差，加工中通常采用长悬伸、弱刚性刀具系统通过径向或轴向分层实现工序加工，效率较低，一直是制约产品交付的短板。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具及方法，技术方案如下：
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，包括刀杆和刀头，所述刀头安装在刀杆上，所述刀杆为锥度刀杆，采用重金属材料制成，刀杆通过热胀接口与机床的刀柄连接，所述刀头的主偏角为2°-3°，所述刀具的长径比为7-8。
所述刀头的主偏角具体为2.5°。
所述刀具的长径比具体为7.81。
所述重金属材料具体为碳素结构合金钢。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，采用前述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于：
一、在刀具进刀时，通过螺旋线圆弧进刀、边缘倒圆处理实现刀具轨迹平滑化；
二、采用小切深、大进给的方式实现加工余量的快速去除。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，所述小切深、大进给具体为每层切深0.25mm、加工进给速度1350mm/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过刀具及加工方法的全面优化，实现某不锈钢零件深腔型槽铣加工工序效率提升76.7％，同时刀具的消耗显著减少，解决了不锈钢零件深腔铣削加工工序效率低、刀具消耗量大的问题。
附图说明
图1为本发明刀具的立体结构示意图；
图2为本发明刀具切削时受力分析示意图；
图3为现有刀具切削时受力分析示意图。
其中：1、刀头；2刀杆；3刀柄。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明提供了一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，包括刀杆2和刀头1，所述刀头1螺纹连接安装在刀杆2上，所述刀杆2为锥度刀杆2，采用重金属材料制成，刀杆2通过热胀接口与机床的刀柄3连接，所述刀头1的主偏角为2°-3°，所述刀具的长径比为7-8。
高效加工首先需要降低刀具长径比，本发明通过刀具系统结构优化，采用热装刀柄3配合重金属刀杆2的方式，将刀具系统长度由415mm降低至325mm，刀具悬伸由150mm降低至125mm，铣刀长径比可由9.375降低至7.81，刀具系统刚性显著加强。
同时采用重金属刀杆2代替普通碳素结构合金钢刀具，进一步提升刀具系统抗振性。
如图2所示，传统的碳素结构合金钢刀具一般为了保证锋利度都通常采用35度以上的主偏角，当应用于长悬伸刀具系统进行大进给方肩铣削时，由于主偏角较大，承受的径向力也就更大，造成刀具磨损的加剧甚至损坏。
如图3所示，优化刀具结构，采用改进后的刀具系统采用了一种主偏角较小(2.5度)，由刀头1、刀杆2、刀柄3组合形成的高进给刀具，由于采用了较小的主偏角，切削过程径向分力较小，承受的轴向力大大增加，不容易引起振动，反而适合于余量较大的、悬伸较长的粗加工过程，相应的可以得到较高的加工进给，刀具消耗也显著降低。
所述重金属材料具体为碳素结构合金钢。
一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，采用前述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于：
一、在刀具进刀时，通过螺旋线圆弧进刀、边缘倒圆处理实现刀具轨迹平滑化；
具体的，采用螺旋线渐进进刀方案，保证了进刀过程平稳性，避免加工余量突变导致的刀具受力变化。
二、采用小切深、大进给的方式实现加工余量的快速去除。
加工过程采用每层切深0.25mm、加工进给速度1350mm/min的小切深、大进给高速端刃铣削策略进行工序余量去除。转角R部位通过圆弧过渡，避免拐角部位刀具全包络导致的余量突变，从而实现加工余量的高效去除。

Claims (6)

1.一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于，包括刀杆和刀头，所述刀头安装在刀杆上，所述刀杆为锥度刀杆，采用重金属材料制成，刀杆通过热胀接口与机床的刀柄连接，所述刀头的主偏角为2°-3°，所述刀具的长径比为7-8。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于，所述刀头的主偏角具体为2.5°。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于，所述刀具的长径比具体为7.81。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于，所述重金属材料具体为碳素结构合金钢。
5.一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，采用如权利要求1所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工刀具，其特征在于：
一、在刀具进刀时，通过螺旋线圆弧进刀、边缘倒圆处理实现刀具轨迹平滑化；
二、采用小切深、大进给的方式实现加工余量的快速去除。
6.根据权利要求5所述的一种不锈钢机匣深腔型槽高效铣加工方法，其特征在于，所述小切深、大进给具体为每层切深0.25mm、加工进给速度1350mm/min。
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