本實(shí)用新型屬于銑削加工刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及刀具結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，特別涉及到一種具有適用于難加工材料具有分屑功能的插銑刀具。

背景技術(shù)：

插銑加工的一大特點(diǎn)是刀具沿軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，使得刀具徑向切削力小，允許的刀具懸伸長(zhǎng)度較大，非常適合深腔、深溝槽、以及帶有薄壁特征的零件加工。在實(shí)際生產(chǎn)中利用插銑工藝加工模具型腔、整體葉輪、整體葉盤等零件時(shí)，加工效率可提升50％以上，因此插銑工藝有廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于插銑刀具的切削狀態(tài)和磨損情況均不同于常規(guī)銑削加工，因此刀具設(shè)計(jì)的科學(xué)性關(guān)系到插銑工藝能否廣泛應(yīng)用。

目前，山高、伊斯卡、肯納、山特維克等國際刀具公司，都有用成熟的插銑刀具產(chǎn)品。這些插銑刀具有專用的插銑刀具，也有從方肩銑削、平面銑削刀具中演化而來的。已有的這些插銑刀在刀片安裝后，刀尖點(diǎn)位于同一個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，且各刀尖點(diǎn)距離刀具回轉(zhuǎn)中心尺寸相等。這些刀具的設(shè)計(jì)除了考慮插銑加工軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)外，與傳統(tǒng)銑削刀具并無不同，即刀具設(shè)計(jì)過程中未能考慮插銑刀具的切屑變形與過熱失效等問題。已有的商品化插銑刀能夠完成一般材料的插銑加工，但針對(duì)難加工材料，比如不銹鋼、鈦合金、高溫合金等，由于工件材料強(qiáng)度高、塑性大，使得插銑過程的切削力和切削熱都很大，容易引起振動(dòng)失穩(wěn)、刀片過早損壞等問題。為減小切削力和切削熱，難加工材料插銑加工時(shí)，通常采用的徑向插銑寬度僅為1.5-3mm。較小的插銑步距使得插銑加工的效率優(yōu)勢(shì)不再顯著，制約了插銑技術(shù)的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，用于解決現(xiàn)有的插銑刀，在難加工材料時(shí)存在的切削振動(dòng)大、刀具壽命短等問題。本實(shí)用新型采用的技術(shù)手段如下：

一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，包括：刀體和刀體前端刀盤上安裝的多組規(guī)則排列的刀片組件；每組所述刀片組件具有二齒或三齒；當(dāng)每組所述刀片組件具有二齒時(shí)，分別為內(nèi)齒和外齒，內(nèi)齒和外齒在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列；當(dāng)每組所述刀片組件具有三齒時(shí)，分別為內(nèi)齒、中齒和外齒，內(nèi)齒、中齒和外齒在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列。

作為優(yōu)選所述刀片為可轉(zhuǎn)位刀片，其刀尖為銳角或直角。

作為優(yōu)選所述的刀片通過刀片緊固附件安裝于刀體上。

作為優(yōu)選所述刀體的直徑為α，α<50mm，每組所述刀片組件具有二齒。

作為優(yōu)選所述內(nèi)齒相對(duì)外齒沿刀盤的徑向縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％。

作為優(yōu)選所述內(nèi)齒沿刀具軸向方向高出外齒的距離等于每齒進(jìn)給量的2-3倍。

作為優(yōu)選當(dāng)所述刀體的直徑為α，α≥50mm，每組所述刀片組件具有二齒或三齒。

作為優(yōu)選當(dāng)每組所述刀片組件具有二齒時(shí)，所述內(nèi)齒相對(duì)外齒沿刀盤的徑向縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％，所述內(nèi)齒沿刀具的軸向高出外齒距離等于每齒進(jìn)給量的2-3倍。

作為優(yōu)選當(dāng)每組所述刀片組件具有三齒時(shí)，所述中齒相對(duì)外齒沿刀盤的徑向縮進(jìn)，內(nèi)齒相對(duì)中齒沿刀盤的徑向縮進(jìn)，縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％。

作為優(yōu)選所述中齒相對(duì)外齒沿刀盤的軸向抬高，所述內(nèi)齒相對(duì)中齒沿刀盤的軸向抬高，抬高距離等于每齒進(jìn)給量的3-4倍。

作為優(yōu)選所述的錯(cuò)位分屑插銑刀具為密齒結(jié)構(gòu)，刀具齒數(shù)為n，當(dāng)20≤α<35時(shí)，n≥4；當(dāng)36≤α<50時(shí)，n≥6。

作為優(yōu)選所述的錯(cuò)位分屑插銑刀具為密齒結(jié)構(gòu)，刀具齒數(shù)為n，當(dāng)50≤α<65時(shí)，n≥8；當(dāng)66≤α<80時(shí)，n≥10；當(dāng)80≤α<120時(shí)，n≥12。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型所述的一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，每組所述刀片組件具有二齒或三齒；當(dāng)每組所述刀片組件具有二齒時(shí)，內(nèi)齒和外齒在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列；當(dāng)每組所述刀片組件具有三齒時(shí)，內(nèi)齒、中齒和外齒在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列。針對(duì)鈦合金、高溫合金、硬化不銹鋼等難加工材料插銑切削力、切削熱大，刀具壽命短的特點(diǎn)，采用刀 片徑向和軸向適當(dāng)錯(cuò)位排列的方式實(shí)現(xiàn)分屑，有利于在較低切削力、切削熱的條件下增大插銑步距，從而在保證刀具壽命的同時(shí)提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)用新型的切削示意圖(圖中a_e為徑向切削寬度，S為插銑步距)。

圖2是本實(shí)用新型兩齒錯(cuò)位分屑插銑刀具示意圖。

圖3是本實(shí)用新型兩齒錯(cuò)位分屑原理示意圖。

圖4是本實(shí)用新型三齒錯(cuò)位分屑插銑刀具示意圖。

圖5是本實(shí)用新型三齒錯(cuò)位分屑原理示意圖。

其中：1、刀體I，2、外齒I，3、內(nèi)齒I，4、刀片緊固附件I，5、刀具軸線方向I，6、工件I，7、刀具進(jìn)給方向I；

8、刀體II，9、刀片緊固附件II，10、內(nèi)齒II，11、中齒II，12、外齒II，13、刀具軸線方向II，14、刀具進(jìn)給方向II，15、工件II。

具體實(shí)施方式

一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，包括：刀體和刀體前端刀盤上安裝的多組規(guī)則排列的刀片組件；所述的刀片通過刀片緊固附件安裝于刀體上，所述刀片緊固附件包括螺釘、壓板等。所述的刀片組件中的刀片為可轉(zhuǎn)位刀片，其刀尖為銳角或直角。

選用含有銳角或直角的可轉(zhuǎn)位刀片，利用銳角或直角刀尖進(jìn)行切削，刀片在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列。所述刀尖為刀片自身相鄰兩側(cè)面圍成的尖角。

所述刀片組件的組數(shù)，在刀盤直徑允許的情況下(小直徑刀盤無法安裝較多刀片)，組數(shù)設(shè)置越多越好，以提高切削效率。

本實(shí)用新型所述的一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，刀片未安裝到刀盤上之前，為刀片。刀片安裝到刀盤上后，相當(dāng)于刀盤的牙齒，俗稱刀齒。即刀齒是相對(duì)于刀具的特定稱為。

每組所述刀片組件具有二齒或三齒；當(dāng)每組所述刀片組件具有二齒時(shí)，分別為內(nèi)齒和外齒，內(nèi)齒和外齒在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列；

當(dāng)每組所述刀片組件具有三齒時(shí)，分別為內(nèi)齒、中齒和外齒，內(nèi)齒、中齒 和外齒在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列。

優(yōu)選的，當(dāng)所述刀體的直徑為α，α<50mm，每組所述刀片組件具有二齒。所述的錯(cuò)位分屑插銑刀具為密齒結(jié)構(gòu)，刀具齒數(shù)為n，當(dāng)20≤α<35時(shí)，n≥4；當(dāng)36≤α<50時(shí)，n≥6。

對(duì)于直徑50mm及以下的刀具，采用二齒錯(cuò)位方式，刀盤齒數(shù)為偶數(shù)，二個(gè)刀片一組，所述內(nèi)齒相對(duì)外齒沿刀盤的徑向縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％。所述內(nèi)齒沿刀具軸向方向高出外齒的距離等于每齒進(jìn)給量的2-3倍(每齒進(jìn)給量為：多齒刀具每旋轉(zhuǎn)一個(gè)齒間角時(shí)，銑刀相對(duì)工件在進(jìn)給方向上的位移)。

優(yōu)選的，當(dāng)所述刀體的直徑為α，α≥50mm，每組所述刀片組件具有二齒或三齒。對(duì)于直徑50mm以上的刀具，采用二齒或三齒錯(cuò)位方式。所述的錯(cuò)位分屑插銑刀具為密齒結(jié)構(gòu)，刀具齒數(shù)為n，當(dāng)50≤α<65時(shí)，n≥8；當(dāng)66≤α<80時(shí)，n≥10；當(dāng)80≤α<120時(shí)，n≥12。

當(dāng)每組所述刀片組件具有二齒時(shí)，二齒錯(cuò)位，刀盤齒數(shù)為偶數(shù)，二個(gè)刀片一組，所述內(nèi)齒相對(duì)外齒沿刀盤的徑向縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％，所述內(nèi)齒沿刀具的軸向高出外齒距離等于每齒進(jìn)給量的2-3倍。

當(dāng)每組所述刀片組件具有三齒時(shí)，三齒錯(cuò)位，刀盤齒數(shù)為三的倍數(shù)，三個(gè)刀片一組。所述中齒相對(duì)外齒沿刀盤的徑向縮進(jìn)，內(nèi)齒相對(duì)中齒沿刀盤的徑向縮進(jìn)，縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％。

所述中齒相對(duì)外齒沿刀盤的軸向抬高，所述內(nèi)齒相對(duì)中齒沿刀盤的軸向抬高，抬高距離等于每齒進(jìn)給量的3-4倍。

每組所述刀片組件具有二齒，加工時(shí)，刀具沿刀具進(jìn)給方向接近工件，先是內(nèi)齒接觸工件，后是外齒接觸工件，由于內(nèi)外齒錯(cuò)位，使得各個(gè)刀齒的切屑寬度小于插銑步距，且切屑厚度等于每齒進(jìn)給量的2倍，即將原來“寬而薄”的切屑轉(zhuǎn)化為“窄而厚”的切屑，實(shí)現(xiàn)了分屑的效果。

每組所述刀片組件具有三齒，加工時(shí)，刀具沿刀具進(jìn)給方向接近工件，先是內(nèi)齒接觸工件，接著中齒，后是外齒接觸工件，由于內(nèi)齒、中齒和外齒錯(cuò)位，使得各個(gè)刀齒的切屑寬度小于插銑步距，且切屑厚度等于每齒進(jìn)給量的3倍，即將原來“寬而薄”的切屑轉(zhuǎn)化為“窄而厚”的切屑，實(shí)現(xiàn)了分屑的效果。

本實(shí)用新型所述的一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，能夠獲得較大的插銑步距，減小切削力，利于散熱，延長(zhǎng)刀具壽命，從而提高加工效率， 降低生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型所述的一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，能夠用于透平葉輪、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等零件的數(shù)控加工。

實(shí)施例1，如圖2和圖3所示，箭頭5為刀具軸向方向I，箭頭7為刀具進(jìn)給方向I，一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，包括：刀體I1和刀體I1前端刀盤上安裝的多組規(guī)則排列的刀片組件；所述的刀片通過刀片緊固附件I4安裝于刀體I1上。所述刀片的刀尖為銳角或直角。

當(dāng)所述刀體I1的直徑為α，α<50mm，每組所述刀片組件具有二齒，分別為內(nèi)齒I3和外齒I2，內(nèi)齒I3和外齒I2在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列。所述的錯(cuò)位分屑插銑刀具為密齒結(jié)構(gòu)，刀具齒數(shù)為n，當(dāng)20≤α<35時(shí)，n≥4；當(dāng)36≤α<50時(shí)，n≥6。

所述內(nèi)齒I3相對(duì)外齒I2沿刀盤的徑向縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％。所述內(nèi)齒I3沿刀具軸向方向I5高出外齒I2的距離等于每齒進(jìn)給量的2-3倍。

加工時(shí)，內(nèi)齒I3先接觸工件I6，外齒I2后接觸工件I6。

實(shí)施例2，如圖2和圖3所示，箭頭5為刀具軸向方向I，箭頭7為刀具進(jìn)給方向I，一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，包括：刀體I1和刀體I1前端刀盤上安裝的多組規(guī)則排列的刀片組件；所述的刀片通過刀片緊固附件I4安裝于刀體I1上。所述刀片的刀尖為銳角或直角。

當(dāng)所述刀體I1的直徑為α，α＞50mm，每組所述刀片組件具有二齒，分別為內(nèi)齒I3和I外齒2，內(nèi)齒I3和外齒I2在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列；所述的錯(cuò)位分屑插銑刀具為密齒結(jié)構(gòu)，刀具齒數(shù)為n，當(dāng)50≤α<65時(shí)，n≥8；當(dāng)66≤α<80時(shí)，n≥10；當(dāng)80≤α<120時(shí)，n≥12。

所述內(nèi)齒I3相對(duì)外齒I2沿刀盤的徑向縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％，所述內(nèi)齒I3沿刀具的軸向高出外齒I2距離等于每齒進(jìn)給量的2-3倍。

加工時(shí)，內(nèi)齒I3先接觸工件I6，外齒I2后接觸工件I6。

實(shí)施例3，如圖4和圖5所示，一種適用于難加工材料的錯(cuò)位分屑插銑刀具，其中箭頭14為刀具進(jìn)給方向II，包括：刀體II8和刀體II8前端刀盤上安裝的多組規(guī)則排列的刀片組件；所述的刀片通過刀片緊固附件II9安裝于刀體II8上。 所述刀片的刀尖為銳角或直角。

當(dāng)所述刀體II8的直徑為α，α＞50mm，每組所述刀片組件具有三齒，分別為內(nèi)齒II10、中齒II11和外齒II12，內(nèi)齒II10、中齒II11和外齒II12在刀盤的徑向和軸向錯(cuò)位排列。所述的錯(cuò)位分屑插銑刀具為密齒結(jié)構(gòu)，刀具齒數(shù)為n，當(dāng)50≤α<65時(shí)，n≥8；當(dāng)66≤α<80時(shí)，n≥10；當(dāng)80≤α<120時(shí)，n≥12。

所述中齒II11相對(duì)外齒II12沿刀盤的徑向縮進(jìn)，內(nèi)齒II10相對(duì)中齒II11沿刀盤的徑向縮進(jìn)，縮進(jìn)距離等于刀片刃長(zhǎng)的15％～40％。所述中齒II11相對(duì)外齒II12沿刀盤的軸向抬高，所述內(nèi)齒II10相對(duì)中齒II11沿刀盤的軸向抬高，抬高距離等于每齒進(jìn)給量的3-4倍。

加工時(shí)，內(nèi)齒II10先接觸工件II15，后中齒II11、外齒II12依次接觸工件15。

實(shí)施例4，切削試驗(yàn)：

在本切削試驗(yàn)中，取用兩把刀具，刀具A和刀具B，刀具A為實(shí)施例1或?qū)嵤├?的其中一種，刀具B為普通的插銑刀具，刀具直徑都為25mm，4個(gè)刀齒。

刀具A和刀具B除了刀片錯(cuò)位外，其余幾何參數(shù)完全相同。

刀具A中的錯(cuò)位分屑插銑刀，兩個(gè)相配合的刀片間軸向錯(cuò)位0.25mm，徑向錯(cuò)位1.2mm。刀具A和刀具B都選用三菱公司的CCMT060208菱形刀片。

插銑試驗(yàn)中，工件材料為17-4PH硬化不銹鋼，切削參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速1250r/min，插銑步距3mm，徑向切削寬度20mm，如圖1所示。

插銑后的實(shí)驗(yàn)工件，右側(cè)5列刀紋，為刀具A分屑插銑刀加工，左側(cè)4列刀紋，為刀具B普通插銑刀加工。

試驗(yàn)結(jié)果如下：

刀具B，普通插銑刀切削時(shí)間不足40分鐘，4個(gè)刀尖全部崩刃損壞。

刀具A，分屑刀具切削時(shí)間超過55分鐘，兩個(gè)外側(cè)刀齒中度磨損，兩個(gè)內(nèi)側(cè)刀齒輕度磨損。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同切削條件下，本實(shí)用新型錯(cuò)位分屑刀具的壽命有大幅度提高，適宜硬化不銹鋼等難加工材料插銑加工。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范 圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。