一種復(fù)雜槽型銑刀及其斷屑槽的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種復(fù)雜槽型銑刀及其斷屑槽的加工方法，該銑刀的刃口型線是圣誕樹形，具有3或4齒，銑刀的前角為10°、螺旋角為3～10°，在銑刀每一齒刃背上均有一條與刃口型線軌跡一致的斷屑槽，這些斷屑槽型線呈波紋狀，各齒的斷屑槽按銑刀螺旋方向次第交錯波長/齒數(shù)；所述斷屑槽型線滿足如下關(guān)系：R＞r；且R=X2/（8Z）+Z/2-r，式中：X-波長，Z-波深，R-上半波圓弧半徑；r-下半波圓弧半徑。斷屑槽的加工方法是用autocad繪圖工具軟件繪制出銑刀斷屑槽型線，將其導(dǎo)入數(shù)控機床控制系統(tǒng)的num軟件，自動生成斷屑槽的加工程序，由機床自動加工出銑刀斷屑槽。
【專利說明】一種復(fù)雜槽型銑刀及其斷屑槽的加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬切削刀具的加工技術(shù)，具體是一種復(fù)雜槽型銑刀及其斷屑槽的加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]汽輪機轉(zhuǎn)子動葉片裝配輪盤上的圣誕樹(即揪樹)形輪槽，其型線異常復(fù)雜，且對加工精度的要求很高，技術(shù)難點多，難度大。為了實現(xiàn)加工作業(yè)的高轉(zhuǎn)速、大切深、快走刀，所采用的切削刀具為三維復(fù)雜槽型的波形刃輪槽半精銑刀。該復(fù)雜槽型銑刀的前角為10°、螺旋角為3?10°，在銑刀每一齒刃背上均有一條與刃口型線軌跡一致的斷屑槽，這些斷屑槽呈波紋狀，且各齒的斷屑槽按銑刀螺旋方向次第交錯波長/齒數(shù)。由于有了斷屑槽，在切削作業(yè)中，切屑立即斷掉，刃口各點具有較平穩(wěn)的切削條件、抑制顫振能力良好，從而具有加工效率高、減振性能好、耐用度高、使用壽命長等特點，在汽輪機轉(zhuǎn)子加工行業(yè)得到了廣泛使用，需求量巨大。
[0003]起斷屑作用的是斷屑槽的上半波，與下半波毫無關(guān)系，銑刀實際使用經(jīng)驗表明，若斷屑槽波紋型線的波紋密(即波長短)、上半波平緩(即半徑大)，則抑制顫振能力強，切削平穩(wěn)，斷屑效果好，刃口磨損小。波紋密度與上半波平緩度是一對矛盾，不好兼顧。以往的斷屑槽型線是正弦波，上、下半波半徑相同，未能解決這一矛盾，使得銑刀的上述優(yōu)點尚未充分發(fā)揮，有待進一步改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對以上問題，本發(fā)明提供一種復(fù)雜槽型銑刀及其斷屑槽的加工方法，可使銑刀的優(yōu)點發(fā)揮得更為充分，其技術(shù)解決方案是:
一種復(fù)雜槽型銑刀，該銑刀的刃口型線是圣誕樹形，具有3或4齒，銑刀的前角為10 °、螺旋角為3?10°，在銑刀每一齒刃背上均有一條與刃口型線軌跡一致的斷屑槽，這些斷屑槽型線呈波紋狀，各齒的斷屑槽按銑刀螺旋方向次第交錯波長/齒數(shù)；其特征在于，所述斷屑槽型線滿足如下關(guān)系:
R > r ;且 R = X2/ (8 Z) + 1/2- r
式中參數(shù)定義:
X-波長，相鄰兩波峰或波谷的距離；
Z-波深，上半波幅值與下半波幅值之和；
R-上半波圓弧半徑； r-下半波圓弧半徑。
[0005]所述統(tǒng)刀斷屑槽的加工方法，用autocad繪圖工具軟件繪制出統(tǒng)刀斷屑槽型線，將其導(dǎo)入數(shù)控機床控制系統(tǒng)的num軟件，自動生成斷屑槽的加工程序，由機床自動加工出銑刀斷屑槽，其特征在于，所述繪制出銑刀斷屑槽型線的具體步驟是:
(I)、畫出斷屑槽理論型線； ⑵、按波長/3等分理論型線，畫出等分節(jié)點；
⑶、將所有等分節(jié)點逐一連接成一條多線段；
⑷、在多線段下方再偏移出一條多線段，偏移距H= (R-sqrt (R2- (X/2)2))/2 ；
(5)、在兩條多線段之間畫圓弧，圓弧的頂點落在上方多線段的一個節(jié)點上，圓弧跨度為2個線段，圓弧的左、右端點落在下方多線段上；相鄰圓弧間隔I個線段，這些圓弧就是斷屑槽型線的上半波；
(6)、畫圓弧左、右端點與其中心的連線，在連線上的圓弧端點處畫垂線，對相鄰圓弧間的兩條垂線以給定半徑R執(zhí)行“倒圓角”命令，畫出斷屑槽型線的下半波；這樣，就得到第一條斷屑槽型線；
(7)、將理論型線截去波長/齒數(shù)，重復(fù)步驟⑵至(6)，即得到第二條斷屑槽型線；
(8)、將理論型線截去2倍波長/齒數(shù)，重復(fù)步驟⑵至(6)，即得到第三條斷屑槽型線；依次類推，若銑刀是4齒，則將理論型線截去3倍波長/齒數(shù)，重復(fù)步驟⑵至(6)，即得到第四條斷屑槽型線。
[0006]本發(fā)明的有益效果:
通過放大斷屑槽型線上半波的圓弧半徑，縮小下半波的圓弧半徑，在保持波紋密度不變的情況下，使斷屑槽上半波變得平緩，抑制顫振能力更強，切削更平穩(wěn)，斷屑效果更好，刃口磨損更小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是斷屑槽理論型線示意圖圖2是圖1的多線段示意圖
圖3是等分節(jié)點示意圖圖4是偏移多線段示意圖圖5是波紋型線繪制示意圖圖6是第一條波紋型線示意圖圖7是第二條波紋型線示意圖圖8是第三條波紋型線示意圖圖9是三條波紋型線擬合示意圖圖10是刀具刃口加工型線示意圖圖11是斷屑槽特征參數(shù)示意圖。

【具體實施方式】
[0008]本銑刀專門用于加工汽輪機轉(zhuǎn)子動葉片裝配輪盤上的圣誕樹(即揪樹)形輪槽，該銑刀的刃口型線是圣誕樹形，具有3或4齒，銑刀的前角為10°、螺旋角為3?10°，在銑刀每一齒刃背上均有一條與刃口型線軌跡一致的斷屑槽，這些斷屑槽型線呈波紋狀，各齒的斷屑槽按銑刀螺旋方向次第交錯波長/齒數(shù)；參見圖11，所述斷屑槽型線滿足如下關(guān)系:
R > r ;且 R = X2/ (8 Z) + 1/2- r
式中參數(shù)定義:
X-波長，相鄰兩波峰或波谷的距離； Z-波深，上半波幅值與下半波幅值之和；
R-上半波圓弧半徑； r -下半波圓弧半徑。
[0009]上述銑刀斷屑槽的加工方法，用autocad繪圖工具軟件繪制出銑刀斷屑槽型線，將其導(dǎo)入數(shù)控機床控制系統(tǒng)的num軟件，自動生成斷屑槽的加工程序，由機床自動加工出銑刀斷屑槽。
[0010]所述繪制出銑刀斷屑槽型線的具體步驟是:
A、先根據(jù)圖紙畫出刀具理論線，再將刀具理論線用autocad命令“編輯多線段”連成一整條線，得到理論型線，見圖1。
[0011 ] B、對理論型線進行定距等分，無論是3個齒還是4個齒，定距等分的距離均是波長/3，畫出等分節(jié)點，見圖2。
[0012]C、在autocad中用“多線段命令”將所有節(jié)點連接成一條多線段，見圖3 (僅截取整個型線很小的一部分放大示出)。
[0013]D、在多線段L下方再偏移一條多線段LI，偏移距H= (R-sqrt (R2- (X/2)2))/2 ；見圖4。
[0014]E、在兩條多線段L、LI之間畫圓弧，圓弧的頂點落在上方多線段L的一個節(jié)點上，圓弧跨度為2個線段，圓弧的左、右端點落在下方多線段LI上；相鄰圓弧間隔I個線段，這些圓弧就是斷屑槽型線的上半波；具體方法是:利用三點畫圓弧命令對第一條多線段L、第二條多線段LI上的各點畫圓弧(即圓弧123、圓弧456、圓弧789..........)，然后標(biāo)出圓弧
123、圓弧456、圓弧789..........的圓心(ol、o2、o3.........)，連接圓心到各點的連線(即ol3、
o24、o26、o37、o39…..),然后畫 ol3、o24........的垂線 ab、cd......,并將 ab、cd......移動到點3、點4處(a與點3重合，c與點4重合)，然后對ab、cd.....執(zhí)行“倒圓角”命令(設(shè)定半徑例如R=0.5mm，可根據(jù)需要設(shè)定)得到下半圓弧ac….。重復(fù)此步驟，直到第一條波線畫完，見圖5。
[0015]圖6示出了所畫出的第一條給定參數(shù)的波線L3。
[0016]F、將理論型線截去波長/3 (齒數(shù)=3，1.5/3=0.5)或波長/4 (齒數(shù)=4，1.5/4=0.375)，本例以3個齒為例即將理論截去波長/3 (即1.5/3=0.5)，再將此型線按波長/3定距等分，重復(fù)B、C、D、E得到第二條波線L4，見圖7。
[0017]G、將理論截去(波長/3) X 2 (即齒數(shù)=3，(1.5/3) X 2=1)或(波長/4) X 2 (齒數(shù)=4，( 1.5/4 ) X 2=0.75 )，本例以3個齒為例即將理論截去(波長/3 ) X 2 (S卩(1.5/3 ) X 2=1)，再將此型線按波長/3定距等分，重復(fù)B、C、D、E得到第三條波線L5，見圖8。
[0018]H、將第一、二、三條波線擬合在一起就是復(fù)雜型線銑刀需要的3條波線，見圖9。
[0019]1、將每一條波線與理論型線都復(fù)制到坐標(biāo)圓點(0，0)，將畫好的波線與理論型線對比，加工不到的地方用理論型線代替，得到刀具刃口加工型線，見圖10，然后將此型線打散，導(dǎo)入機床控制系統(tǒng)的num軟件，即可進行刀具斷屑槽加工程序編輯。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜槽型銑刀，該銑刀的刃口型線是圣誕樹形，具有3或4齒，銑刀的前角為10°、螺旋角為3?10°，在銑刀每一齒刃背上均有一條與刃口型線軌跡一致的斷屑槽，這些斷屑槽型線呈波紋狀，各齒的斷屑槽按銑刀螺旋方向次第交錯波長/齒數(shù)；其特征在于，所述斷屑槽型線滿足如下關(guān)系:
R > r ;且 R = X2/ (8 Z) + 1/2- r
式中參數(shù)定義: X-波長，相鄰兩波峰或波谷的距離； Z-波深，上半波幅值與下半波幅值之和； R-上半波圓弧半徑； r -下半波圓弧半徑。
2.權(quán)利要求1所述銑刀斷屑槽的加工方法，用autocad繪圖工具軟件繪制出銑刀斷屑槽型線，將其導(dǎo)入數(shù)控機床控制系統(tǒng)的num軟件，自動生成斷屑槽的加工程序，由數(shù)控機床自動加工出銑刀斷屑槽，其特征在于，所述繪制出銑刀斷屑槽型線的具體步驟是: ⑴、畫出斷屑槽理論型線； ⑵、按波長/3等分理論型線，畫出等分節(jié)點； ⑶、將所有等分節(jié)點逐一連接成一條多線段； ⑷、在多線段下方再偏移出一條多線段，偏移距H= (R-sqrt (R2- (X/2)2))/2 ； (5)、在兩條多線段之間畫圓弧，圓弧的頂點落在上方多線段的一個節(jié)點上，圓弧跨度為2個線段，圓弧的左、右端點落在下方多線段上；相鄰圓弧間隔1個線段，這些圓弧就是斷屑槽型線的上半波； (6)、畫圓弧左、右端點與其中心的連線，在連線上的圓弧端點畫垂線，對相鄰圓弧間的兩條垂線以給定半徑R執(zhí)行“倒圓角”命令，畫出斷屑槽型線的下半波；這樣，就得到第一條斷屑槽型線； (7)、將理論型線截去波長/齒數(shù)，重復(fù)步驟⑵至(6)，即得到第二條斷屑槽型線； (8)、將理論型線截去2倍波長/齒數(shù)，重復(fù)步驟⑵至(6)，即得到第三條斷屑槽型線；依次類推，若銑刀是4齒，則將理論型線截去3倍波長/齒數(shù)，重復(fù)步驟⑵至(6)，即得到第四條斷屑槽型線。
【文檔編號】B23P15/34GK104439472SQ201410846249
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】周伶俐, 劉文澤, 胡劍華, 冷進明, 馮斌, 贠慶芳, 羅剛, 彭英杰, 劉學(xué)云, 古翔 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司