本實用新型屬于機械領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于加工大型圓筒類零件的新型自適應(yīng)限制接觸刀具。

背景技術(shù)：

跟普通刀具相比，限制接觸刀具具有以下優(yōu)點：切削液更容易接近切削區(qū)，主切削力降低15％～25％，進給力降低50％～60％，切削溫度至少降低100℃，生產(chǎn)效率提高30％等。但一般結(jié)構(gòu)的限制接觸刀具具有以下不足：限制接觸刀具普遍主切削刃強度低，易崩刃，盡管當(dāng)其長度lc(限制接觸長度)減少到一定值時，能有效減少切削力，降低切削溫度；但當(dāng)lc進一步減少時，由于刀尖的強度低，刀具會發(fā)生嚴(yán)重的磨損，使切削力突然猛增，刀具壽命變短。并且傳統(tǒng)的限制接觸刀具，大都局限于矩形等等限制接觸長度或V形、梯形，圓弧形等非限制性長度。

在大型落地銑床加工圓筒類零件時，由于圓筒零件(長度10米以上，直徑5米以上)尺寸較大，受到夾具及整個機床的靜剛度、動剛度、及模態(tài)特性的影響，為了保證加工精度及表面質(zhì)量，切削力與溫度等值均不能超過允許值，傳統(tǒng)的刀具及限制性長度與非限制性長度的刀具均難以滿足加工要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型提供了一種適用于加工大型圓筒類零件的新型自適應(yīng)限制接觸刀具。本實用新型通過實時改變刀具前刀面與切屑接觸長度，能大幅度減少切削力，降低切削溫度的功能。與傳統(tǒng)刀具或等限制接觸刀具相比，此新型具有非等限制接觸長度的刀具，它能控制切屑的卷曲方向，可以避免切屑刮花已加工表面，提高已加工表面的表面質(zhì)量。由于其實時調(diào)整接觸長度的功能，提高了主切削刃強度與切削力的最優(yōu)匹配，保證了切削力最小，提高了加工精度。且其變圓弧狀利于切削液接近切削區(qū)，進一步降低切削溫度，因 而使得刀具具有更長的使用壽命。

為達到上述技術(shù)效果，本實用新型的技術(shù)方案是：

一種適用于加工大型圓筒類零件的新型自適應(yīng)限制接觸刀具，包括刀具，刀具通過扭力彈簧鉸接在刀體上，刀具的前刀面設(shè)有限制刀具2與切屑接觸長度的凹槽；凹槽與刀具的兩個主切削刃之間的限制接觸長度均為連續(xù)變化的函數(shù)曲線，所述函數(shù)曲線的公式為：

Y＝(898-5675X+16305X²-16699X³+8681X⁴-2459X⁵+362X⁶-22X⁷)/σ和/或Y＝(161+236X+4984X²-5166X³+1939X⁴-252X⁵)/σ；其中Y表示主切削刃的長度，X表示限制接觸長度，σ表示刀具材料的屈服強度。

進一步的改進，所述凹槽的外周由兩個相同的函數(shù)曲線圍合而成，兩個函數(shù)曲線相對限制刀具的中軸軸對稱。

進一步的改進，所述前刀面上設(shè)有兩個凹槽，所述凹槽的外周由兩個不同的函數(shù)曲線圍合而成，一個函數(shù)曲線的公式為：

Y＝(898-5675X+16305X²-16699X³+8681X⁴-2459X⁵+362X⁶-22X⁷)/σ；另一個的函數(shù)曲線的公式為：

Y＝(161+236X+4984X²-5166X³+1939X⁴-252X⁵)/σ。

進一步的改進，所述刀具材料的屈服強度σ的大小為400到960MPa。

進一步的改進，所述限制接觸長度X的大小范圍為0.05mm～4mm。

進一步的改進，所述前刀面的臺階高度為1～3mm。

進一步的改進，所述刀體上設(shè)有固定刀具的環(huán)槽；刀具上設(shè)有與環(huán)槽配合的柱狀凸塊，柱狀凸塊上設(shè)有通孔；柱狀凸塊外套有扭力彈簧，螺釘穿過通孔將刀具鉸接固定在刀體上。

進一步的改進，所述刀具通過3D打印技術(shù)一體成型。

本實用新型通過實時改變刀具前刀面與切屑接觸長度，能大幅度減少切削力，降低切削溫度的功能；與傳統(tǒng)刀具或等限制接觸刀具相比，此新型具有非等限制接觸長度的刀具，它能控制切屑的卷曲方向，可以避免切屑刮花已加工表面，提高已加工表面的表面質(zhì)量；由于其實時調(diào)整接觸長度的功能，提高了主切削刃強度與切削力的最優(yōu)匹配，保證了切削力最小，提高了加工精度；且其變圓弧狀利于切削液接近切削區(qū)，進一步降低切削溫度，因而使得刀具具有更長的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為刀體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為刀具的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為刀具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實施例1中的函數(shù)曲線示意圖；

圖7為實施例2中的函數(shù)曲線示意圖。

具體實施方式

以下通過具體實施方式并且結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案作具體說明。

實施例1

如圖1-3所示的一種適用于加工大型圓筒類零件的新型自適應(yīng)限制接觸刀具，包括刀具2，刀具2通過扭力彈簧6鉸接在刀體1上，刀具2的前刀面3設(shè)有限制刀具2與切屑接觸長度的凹槽4；凹槽4 即凹槽的外周邊界與刀具2的兩個主切削刃5之間的限制接觸長度均為連續(xù)變化的函數(shù)曲線，所述函數(shù)曲線的公式為：

Y＝(898-5675X+16305X²-16699X³+8681X⁴-2459X⁵+362X⁶-22X⁷)/σ，函數(shù)曲線如圖6所示；其中Y表示主切削刃5的長度，X表示限制接觸長度，σ表示刀具材料的屈服強度。

扭力彈簧6和限制接觸長度的變化曲線的設(shè)置，使得刀具2隨收到壓力的變化進行旋轉(zhuǎn)從而調(diào)整限制接觸長度，使限制接觸長度能隨著切削工況實時調(diào)整，達到最好的切削效果并延長刀具的使用壽命。

凹槽的外周由兩個相同的函數(shù)曲線圍合而成，兩個函數(shù)曲線相對限制刀具的中軸軸對稱。

刀具材料的屈服強度σ的大小為400到960MPa。限制接觸長度X的大小范圍為0.05mm～4mm。

前刀面3的臺階高度為1～3mm。

如圖3-5所示，所述刀體1上設(shè)有固定刀具2的環(huán)槽7；刀具2上設(shè)有與環(huán)槽7配合的柱狀凸塊9，柱狀凸塊9上設(shè)有通孔10；柱狀凸塊9外套有扭力彈簧6，螺釘8穿過通孔10將刀具2鉸接固定在刀體1上。

刀具2通過3D打印技術(shù)一體成型。

實施例2

在其余設(shè)置與實施例1相同的情況下，函數(shù)曲線的公式修改為Y＝(161+236X+4984X²-5166X³+1939X⁴-252X⁵)/σ，函數(shù)曲線如圖7所示。

實施例3

在其余設(shè)置與實施例1相同的情況下，凹槽4與刀具2的兩個主切削刃5之間的限制接觸長度均為連續(xù)變化的函數(shù)曲線，其中，一個函數(shù)曲線的公式為：

Y＝(898-5675X+16305X²-16699X³+8681X⁴-2459X⁵+362X⁶-22X⁷)/σ；另另一個函數(shù)曲線的公式為：

Y＝(161+236X+4984X²-5166X³+1939X⁴-252X⁵)/σ。

上述僅為本實用新型的一個具體導(dǎo)向?qū)嵤┓绞?，但本實用新型的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本實用新型進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本實用新型的保護范圍的行為。