一種新型消失模切削加工專用刀具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型消失模切削加工專用刀具，其結(jié)構(gòu)包括刀頭、刀柄，其特征包括納米復(fù)合陶瓷材料、階梯軸形狀、空心結(jié)構(gòu)、大長徑比、多頭對稱刀刃。該發(fā)明能夠減少加工中靜電的產(chǎn)生，提高刀具的耐磨性及其使用壽命；高速切削時切削力小、振顫弱；深孔加工無干涉；刀具內(nèi)軸孔出氣，能夠?qū)⑶行技皶r的、全面的吹出切削區(qū)域，特別適用于具有薄壁、深孔型腔的大型、復(fù)雜消失模高效加工的場合。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鑄造及機械加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型消失模切削加工的專用 刀具。 一種新型消失模切削加工專用刀具

【背景技術(shù)】
[0002] 消失模鑄造，不同于傳統(tǒng)木模、金屬模等材質(zhì)模樣造型的鑄造，是一種少無切削余 量、精確成形的新工藝，尺寸精度高，可以減輕鑄件的重量，減少部件的加工工序，縮短產(chǎn)品 的生產(chǎn)周期，節(jié)約了金屬資源的消耗及部件加工工時，降低部件的制造成本?？蓪崿F(xiàn)型砂重 復(fù)利用率達到95%以上，零件尺寸精度達到CT6?8級。國內(nèi)大型金屬件采用泡沫消失模 制造毛坯的方法，常常需要手工切割、粘接，從加工塑料泡沫、手工粘結(jié)模型到埋砂消失模 鑄造，制造周期長，環(huán)節(jié)多，不易控制制造質(zhì)量，且成本較高。在這樣的背景條件下，出現(xiàn)了 消失模切削加工方法，即采用鑄型切削加工成形機直接加工消失模得到模樣。該方法在解 決大型、復(fù)雜、薄壁、單件小批量金屬件的鑄型制造方面，與傳統(tǒng)制造方法不同，得到的鑄件 切削余量小，幾乎近凈成形，表面質(zhì)量和精度高，生產(chǎn)成本低。
[0003] 消失模切削加工的對象為鑄造用消失模，不同于傳統(tǒng)的金屬切削。切削過程中，高 速旋轉(zhuǎn)加工的刀具直接與消失模顆粒產(chǎn)生碰撞，無切削液潤滑，以及刀具受顆粒摩擦作用， 靜電現(xiàn)象嚴重，不易排屑。消失模材質(zhì)較軟，切削中需要刀具刃口鋒利且要高速銑削，要求 消失模切削加工專用刀具有鋒利的刀刃和較高抗振顫性能。加工型腔復(fù)雜且有深孔的消失 模，需長徑比較大的刀桿，以保證刀具的正常加工，不產(chǎn)生干涉現(xiàn)象?？紤]上述的原因，開發(fā) 了適合消失模切削加工的新型專用刀具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的靜電嚴重、排屑困難、刀桿較短、高速加工中振動 嚴重等不足之處，提供了一種用于消失模切削加工的新型專用刀具，旨在為大型、復(fù)雜、薄 壁、單件小批量金屬件的鑄件消失模鑄型的切削加工提供一種專用刀具。
[0005] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種新型消失模切削加工專用刀具，為整體式立式結(jié)構(gòu)，包括刀頭、刀柄兩部分；所述 到刀頭和刀柄，其材質(zhì)為整體A1203基或Si3N4基納米復(fù)合陶瓷材料，或者刀頭表面采用 A1203基或Si3N4基納米復(fù)合陶瓷涂層材料，刀頭基體和刀柄材料為整體式高速鋼或者硬質(zhì) 合金材料，這樣即可減少切削消失模時靜電的產(chǎn)生，又增加了刀頭表面的硬度，使刀具的耐 磨性及其壽命顯著提高。
[0006] 所述刀頭和刀柄，為階梯桿結(jié)構(gòu)，刀頭與刀柄呈階梯軸狀，刀柄直徑略大于刀頭直 徑，為刀頭直徑的〇. 5?1. 5倍，形成系列化產(chǎn)品，這樣有利于提高刀具的抗振顫性能，特 別是能有效降低刀具高速狀態(tài)下的擺動；刀柄的夾持部分配合ER系列的彈簧夾頭，統(tǒng)一為 Φ 10 ?Φ 25mm。
[0007] 所述刀頭和刀柄，內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，包括軸向通孔和盲孔兩種結(jié)構(gòu)，軸向孔徑為均 刀頭直徑的0. 2?0. 5倍，軸向盲孔的空心結(jié)構(gòu)，在刀頭部還有若干個徑向孔與盲孔相連， 徑向孔為刀頭直徑的0. 1?0. 3倍，加工消失模時，壓縮空氣流經(jīng)通孔，可有效吹走加工區(qū) 附件的切屑，即可提高工件表面的加工質(zhì)量，又可減少切屑粘附刀具表面，特別是深孔加工 時，排屑效果顯著。
[0008] 所述刀頭和刀柄，為細長軸大長徑比結(jié)構(gòu)，刀頭與刀柄全長為刀頭直徑的10?20 倍，刀頭長度為刀頭與刀柄全長的0. 5?0. 8倍，形成系列化，加工型腔復(fù)雜且有深孔的消 失模時，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，滿足不同的深腔加工。
[0009] 所述刀頭，具有多個圓周對稱分布的鋒利刀刃，刀刃2?8個，刀刃鋒利，楔角小， 為30°?60 °，刀尖圓弧半徑2?6mm刀刃形狀為螺旋刃或者直刃形狀，螺旋刀刃的螺旋角 30 °?60 °，刀刃長度占刀頭長度的60?90%，高速切削消失模時，刀具異常鋒利輕便，切削 力很小，特別適于復(fù)雜薄壁加工；刀頭又分為平頭和球頭兩種，分別用于粗加工及精加工。 [0010] 本發(fā)明具有下述技術(shù)效果： 1)該刀具專用于消失模的切削加工，并采用刀頭-刀柄為整體陶瓷材料，或者采用刀 頭表面為陶瓷涂層材料，減少靜電產(chǎn)生的同時，又解決了切削加工的刀具磨損問題，提高了 刀具的壽命。
[0011] 2)該刀具結(jié)構(gòu)采用空心階梯桿大長徑比結(jié)構(gòu)，排屑效果好，抗振顫性能高，加工 過程中無干涉，適于復(fù)雜型腔深孔加工。
[0012] 3)該刀具刀頭有平頭和球頭兩種，刀刃多，對稱分布，楔角小，螺旋刃式刀頭螺旋 角大，可滿足粗加工及精加工，適于加工復(fù)雜薄壁消失模。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細說明： 圖1為本發(fā)明新型消失模切削加工專用刀具的主視圖和刀頭截面圖 附圖標記： 1 一專用刀具刀柄 2- 專用刀具刀頭 3- 專用刀具刀刃 4 一專用刀具刀尖。

【具體實施方式】
[0014] 為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過【具體實施方式】，并結(jié)合其附圖，對本發(fā) 明進行闡述。
[0015] 以3頭螺旋刃頭平頭刀具為例，圖1為本新型消失模切削加工專用刀具的主視圖 和刀頭截面圖。新型消失模切削加工專用刀具其特征在于，該刀具結(jié)構(gòu)由刀柄1和刀頭2 組成，刀頭2又包括刀刃3和刀尖4。
[0016] 專用刀具的刀頭2表面采用A1203基納米復(fù)合陶瓷涂層材料，刀頭2基體和刀柄1 材料采用整體式鎢鈷類硬質(zhì)合金材料。
[0017] 專用刀具刀桿為階梯軸結(jié)構(gòu)，在本實施例中，如圖1所示，刀柄1直徑為dl，刀頭 2直徑為d2,刀柄直徑為刀頭直徑的1. 25倍，考慮到刀柄夾持的精度及加工中的穩(wěn)定性問 題，刀柄1夾持部分配合ER系列的彈簧夾頭，直徑為dl，長度為60mm，保證在同一套刀具中 刀柄長度、直徑是一致的。
[0018] 專用刀具內(nèi)部為通孔空心結(jié)構(gòu)，刀頭2與刀柄1內(nèi)部有軸向通孔，在本實施例中， 孔徑為刀頭直徑的0. 4倍，即為d3 ;專用刀具長徑比為1 :10,刀具全長L1，刀頭長為L2,刀 頭長度為刀頭與刀柄全長的〇. 6倍。
[0019] 在本實施例中，專用刀具的刀頭具有4個圓周對稱分布的螺旋刀刃3,刀刃楔角Θ 為40°，刀尖4圓弧半徑rl為2mm，楔角螺旋角β為40°，刀刃長度為L3,刀刃長度占刀 頭長度的刀89%，占刀具全才的53%。
[0020] 盡管參考實施例對所公開的涉及一種消失模切削加工的專用刀具進行了特別描 述，以上描述的實施例是說明性而不是限制性的。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟 示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，進行其他實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型消失模切削加工專用刀具，其特征在于，包括以下方面： a) 該專用刀具為整體式立式結(jié)構(gòu)，包括刀頭、刀柄兩部分，刀頭和刀柄為整體陶瓷材料 或者刀頭表面是陶瓷涂層材料； b) 該專用刀具的刀頭與刀柄為階梯軸形狀； c) 該專用刀具為大長徑比細長軸刀桿； d) 該專用刀具具有多頭對稱刀刃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型消失模切削加工專用刀具，其特征在于，所述的刀頭和 刀柄為整體式立式結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為整體陶瓷材料，或者刀頭表面采用陶瓷涂層材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型消失模切削加工專用刀具，其特征在于，所述的階梯軸 形狀，刀頭與刀柄結(jié)構(gòu)呈階梯狀，刀柄直徑為刀頭直徑的〇. 5?1. 5倍；刀柄的夾持部分配 合ER系列的彈黃夾頭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型消失模切削加工專用刀具，其特征在于，軸向空心結(jié) 構(gòu)，所述空心結(jié)構(gòu)包括兩種，一種是刀頭與刀柄內(nèi)部有軸向為通孔，其孔徑為刀頭直徑的 0. 2?0. 5倍；另一種是刀頭與刀柄內(nèi)部有軸向盲孔，其孔徑為刀頭直徑的0. 2?0. 5倍， 并且刀頭部有多個徑向孔與盲孔相連，徑向孔為刀頭直徑的0. 1?0. 3倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型消失模切削加工專用刀具，其特征在于，所述的大長徑 t匕，專用刀具全長為刀頭直徑的10?20倍，刀頭長度為專用刀具全長的0. 5?0. 8倍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型消失模切削加工專用刀具，其特征在于，所述多頭對稱 刀刃，刀刃2?8頭呈圓周對稱分布，刀尖處刀頭為平頭或者球頭，刀刃形狀為螺旋刃或者 直刃形狀。
【文檔編號】B23C5/10GK104107938SQ201410206234
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】單忠德, 劉豐, 李艷征 申請人:機械科學(xué)研究總院先進制造技術(shù)研究中心