[发明专利]径向可调节式重型切削层切铣刀

说明书

技术领域

本发明属于重型切削加工用刀具技术领域，尤其涉及一种径向可调节式重型切削层切铣刀。

背景技术

核电核岛AP1000蒸发器的水室封头是第三代核电站设备的关键零件，其材料为SA508Ⅲ钢，制造难度大。由于核反应堆工作环境恶劣，水室封头需长期在高温和高辐射状态下工作。为保证安全，要求水室封头非常精密，必须整体锻造成型。目前国内对水室封头还未能实现成型锻造，只能锻造出近似圆柱体后进行切削加工，材料去除量大(可达70%左右)，且主要以铣削为主，加工周期长、效率很低。目前，采用面铣刀对水室封头进行铣削加工，但其毛坯为锻造件，锻造表面不平整，表面缺陷较多(有裂纹、夹渣、锻造铲沟和坑包、氧化皮、硬而脆的网状碳化物等)，可加工性差，进行粗加工或荒整加工时，容易导致刀片受到冲击而产生破损；铣削过程中切削深度发生变化，导致刀齿不能全部参与切削，致使铣刀利用率低，影响加工效率。同时，铣削过程中产生的周期性切削力，使加工中易发生振动，甚至达到刀具的固有频率而发生颤振现象。

发明内容

本发明刀具主要应用在水室封头在粗加工或荒整加工阶段，结合阶梯铣削和不等齿距等特点进行刀具开发，以达到提高铣削效率、抑制振动的目的。在铣削水室封头零件时，需要根据表面情况进行刀片径向悬伸量的合理调整，以提高刀具的强度和利用率。利用刀片压紧结构提高刀片的夹紧力，应用不等角度刀体提高刀具的切削性能。同时对容屑槽结构进行优化设计，使切屑快速分离刀体，减小切屑与刀具的摩擦，提高刀具的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种可调节式重型切削层切铣刀，包括不等角度刀体、刀片、径向可调节垫片和加长压紧楔块，所述的不等角度刀体中心处设有与主轴连接中心孔，所述的不等角度刀体圆周设有多个刀片安装槽，所述的各个刀片安装槽不等距布置，所述的多个刀片安装槽

内交错设有用于调节刀片轴向安装高度的阶梯块，形成阶梯状双层铣刀，所述的刀片安装槽内包括径向可调节垫片的安装平面和加长压紧楔块安装平面，所述的径向可调节垫片的安装平面为倾斜设置的平面，所述的每个刀片安装槽内的径向可调节垫片的安装平面和加长压紧楔块安装平面上均设有螺纹孔；

所述的径向可调节垫片包括调节机构、连接块和导向块，所述的调节机构设置在连接块上，所述的调节机构为通透圆角长孔，所述的连接块与导向块形成L形结构，所述的连接块用于与不等角度刀体连接，所述的调节机构用于刀片在径向方向上的移动，所述导向块用于带动刀片在径向的移动，所述的刀片的靠近中心孔的一侧与导向块贴合，所述的刀片的前刀面与加长压紧楔块贴合，所述的前刀面的对立面与连接面贴合；

在不等角度刀体上设有容屑槽，所述的容屑槽远离刀片的一端的深度小于靠近刀片一端的深度，形成上翘式容屑槽。

进一步的，所述不等角度刀体上设置6个刀片安装槽，间隔分布的3个刀片在同一层上，形成双层切削。

进一步的，所述刀片成不等角度分布，且处在不同层的刀片设计成不同的轴向前角和径向前角组合，上层刀片采用-5°的轴向前角和-5°的径向前角，下层刀片采用5°轴向前角和-5°径向前角。

进一步的，所述阶梯块的高度为3mm。

进一步的，所述不等角度刀体的上端面设有与机床主轴固定用的键槽。

进一步的，在所述径向可调节垫片的导向块与不等角度刀体之间设有垫块。

进一步的，所述刀片的刀尖处设置加强结构。

进一步的，所述刀片的后角为10°。

进一步的，所述刀片的刀尖圆弧半径为4mm。

进一步的，所述刀片上设有断屑槽。

本发明的有益效果是：

1、可调节式层切铣刀的刀体采用不等齿距分布，以提高刀体固有频率，改变铣削力的

周期，抑制铣削时的振动，进而提高表面加工质量。

2、层切铣刀的刀齿在轴向采用阶梯式分布设计，轴向阶梯高度为3mm，进而可以增加3mm切削的深度，同时提高铣削的金属去除率，进而提高加工效率。

3、径向可调节式层切铣刀安装6个刀片，每层上有3个刀齿间隔分布，形成轴向、径向双阶梯层切铣刀，上层刀片和下层刀片有不同的安装前角：上层刀片采用-5°的轴向前角和-5°的径向前角，这种前角组合可以提高上层刀片的切削刃强度、耐冲击性，不易崩刃，适于粗铣和间断铣削；下层刀片采用5°轴向前角和-5°径向前角，使刀片具有良好的耐磨性和切削性能。