[发明专利]一种钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀及其磨削方法

说明书

本发明公开一种钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀及其磨削方法，铣刀主体包括刀柄部与切削刃部，切削刃部包括旋轮线刃部和周刃部，旋轮线刃部包括两条结构相同且对称分布的旋轮线刃，两条旋轮线刃在切削刃部顶点处连接，周刃部包括两条结构相同且对称分布的周刃，周刃与旋轮线刃靠近刀柄部处的一端光滑连接；周刃设置于旋轮线刃部与刀柄部之间，两条旋轮线刃之间开设有两条中心槽，两条周刃之间开设有两条对称的渐变螺旋槽，渐变螺旋槽与相应的中心槽相连。本发明的铣刀经本发明的磨削方法加工后，工作时提高了材料的去除率、加工表面的残留高度更低，表面质量更好且单位面积承受的切削力小，降低了刀具磨损，延长了刀具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及切削刀具技术领域，特别是涉及一种钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀及其磨削方法。

背景技术

钛合金的优良性能如：比强度高、高温力学性能好、耐蚀性好等，确立了其在航空结构材料领域中的重要地位，在航空制造业中，钛合金零件多数是大型框类零件，通常是采用铣削加工去除大量的钛合金材料，材料去除体积非常大。

然而，钛合金具有弹性模量、导热系数、变形系数小、化学活性高等特点。在加工过程中，切削温度高，单位面积上的切削力大，冷硬现象和刀具磨损严重，加工效率低下，并常常伴有粘刀现象发生，导致排屑困难,而且在加工钛合金材料时，切削速度往往比较低，加工效率低下。

另外钛合金对表面缺陷和损伤比高温合金、不锈钢和结构钢更加的敏感，而钛合金的上述切削加工特点会导致其加工表面缺陷和微观损伤较多，表面质量和表面完整性较差，从而影响加工零件的疲劳性能与服役性能。因此寻求一种切削性能优良，适宜钛合金材料加工的新型刀具来改善钛合金加工中存在的问题就有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀及其磨削方法，以解决上述现有技术存在的问题，使刀具工作时磨损轻、排屑方便，加工效率高、加工质量和加工表面完整性较好。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀，包括圆柱体状的刀柄部和切削刃部，所述切削刃部包括旋轮线刃部和周刃部，所述旋轮线刃部包括两条结构相同且对称分布的旋轮线刃，两条所述旋轮线刃在所述切削刃部顶点处连接，所述周刃部包括两条结构相同且对称分布的周刃，所述周刃与所述旋轮线刃靠近刀柄部处的一端光滑连接；所述周刃设置于所述旋轮线刃部与所述刀柄部之间，两条所述旋轮线刃之间开设有两条中心槽，两条所述周刃之间开设有两条对称的渐变螺旋槽，所述渐变螺旋槽与相应的所述中心槽相连；

所述旋轮线刃部的轮廓曲线为旋轮线曲线，所述旋轮线曲线为一个虚拟圆在一条定直线上滚动时，圆周上一个定点的轨迹；所述旋轮线曲线长半轴的长度为R，与刀柄部半径相同，短半轴的长度为h，与所述旋轮线刃部的顶点到所述旋轮线刃部与所述周刃部的相接处的垂直距离相同；

所述旋轮线的曲线方程为

x＝a(θ-sinθ)

y＝a(1-cosθ)

其中a为虚拟圆的半径，θ为虚拟圆的半径所经过的角度，0°≤θ≤360°；

由旋轮线性质可知：

R＝πa

旋轮线刃的轴向长度：

h＝2a。