[发明专利]一种超高压内冷结构的刀具及使用方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工制造技术领域，涉及一种超高压内冷结构的刀具及使用方法，主要应用于加工各种结构复杂的半封闭深型腔。

背景技术

在机械加工技术领域，特别是在航空发动机、燃气轮机整体盘轴类零件、鼓筒类零件加工制造中，结构复杂的半封闭深型腔加工和采用的刀具结构始终是此类加工的技术关键，直接关系到零件的合格率、加工成本和加工效率，因此此类加工方法特别是所采用的刀具结构一直备受关注。

新一代航空发动机，由于零件的结构发生了极大变化，各种结构复杂的深型腔越来越多地出现，对零件的机械加工提出了严峻的考验，如整体盘轴零件具有结构复杂、尺寸精度高、薄壁刚性差、材料难加工等特点，特别是零件的斜锥壁与轮盘的辐板形成了半封闭深型腔结构，敞开性差、结构复杂；在加工过程中，由于刀具进退刀困难、刀具与零件容易产生碰撞、干涉，加工难度极大，特别是在粗加工典型的深型腔时，待加工体是实心结构，加工余量就更大，这对加工非常不利。现有的加工工艺，采用通用机夹刀具加工，盲视下操作，产生了切削缠绕、振动、打刀、零件报废等技术难题。

随着技术的发展，对加工精度和制造技术水平提出了严格的要求，结构复杂的半封闭深型腔加工技术已经成为一个亟待解决的技术难题，急需一种技术效果优良、针对结构复杂的半封闭深型腔加工的专用刀具，满足不同零件半封闭深型腔的加工需要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种超高压内冷结构的刀具及使用方法，其具有强力冷却和超高压靶式内冷断屑功能，有效地解决了半封闭深型腔加工中难以断屑、打刀、振动等工艺难题，可在航空发动机、燃气轮机的结构复杂零件及系列产品中推广应用，在机械加工制造技术领域具有广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种超高压内冷结构的刀具，包括刀座体，在刀座体内设置有第一通孔；刀座体的内端面上设置有凹槽，转接柄一端设置在刀座体的凹槽内，并与刀座体通过设置在凹槽内的连接螺栓相连接，转接柄与连接螺栓之间形成中心腔；转接柄另一端与刀板相连接，在转接柄内设置有第二通孔和第三通孔；刀板由刀身和刀片连接座组成，刀板底部为刀身，其与转接柄相连接，刀板顶部为刀片连接座，刀片连接座与刀身相连接，在刀片连接座顶部设置有刀片，在刀板内设置有第四通孔；所述第一通孔的进水口为高压冷却水进水口，第一通孔的出水口与转接柄的第二通孔的进水口相连通，第二通孔的出水口与中心腔相连通；第三通孔的进水口与中心腔相连通，第三通孔的出水口与刀板的第四通孔的进水口相连通，第四通孔的出水口为刀具冷却水喷口，其设置在刀片连接座顶部；所述刀板采用垂直刀板或倾斜刀板。

所述刀板的第四通孔的出水口即刀具冷却水喷口数目为三个，分别与刀片前刀面的左、中、右三个切削部位相对应。

所述第一通孔的直径大于第二通孔、第三通孔及第四通孔的直径，第二通孔、第三通孔及第四通孔的直径相同。

在所述刀片连接座上设置有T型定位凸台，刀片连接座通过T型定位凸台与刀片上的T型定位槽相连接。

所述刀片采用切刀或圆头刀片。

所述转接柄两端为偏心设置。

所述的超高压内冷结构的刀具的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：粗开内腔

所述刀具的刀片采用切刀，刀板采用垂直刀板；将刀具安装在机床上，对刀，采用垂直进退刀方式切削，恒线速度切削，直至形成平底内腔后退出；

步骤二：深车内腔

采用垂直进退刀方式切削，恒线速度切削，直至形成三角形内腔后退出；

步骤三：车内腔辐板

所述刀具的刀片采用圆头刀片，刀板采用倾斜刀板；将刀具安装在机床上，对刀，采用轴向分层切削方式车削内腔辐板；

步骤四：车内腔根部

走刀轨迹和切削方式采用径向分层切削方式，多次退刀，形成圆滑转接的内腔根部；

步骤五：精车内腔

采用轴向分层切削方式精车内腔内锥面、内腔辐板，采用径向分层切削方式精车内腔根部，直至形成圆滑转接的内腔型面轮廓。

本发明的有益效果：