[发明专利]变曲率鼓形铣刀

说明书

本发明涉及一种变曲率鼓形铣刀，包括刀柄部和切削部，所述的切削部包括用于叶片精铣的球头切削刃和用于叶片粗铣去余量的鼓形切削刃，所述的球头切削刃位于鼓形铣刀刀尖部；以所述球头切削刃刀刃端点为原点O，球头切削刃母线Ssubgt;1/subgt;在刀刃端点的切线为X轴，所述柄部的中轴线O‑O为Y轴，建立平面坐标系，在所述的坐标系中鼓形切削刃的母线Ssubgt;2/subgt;满足三次抛物线方程，即本发明提供的鼓形铣刀的鼓形切削刃母线Ssubgt;2/subgt;是三次抛物线的一部分，因此可以根据不同叶片曲面形状，调整抛物线的四个常数a，b，c，d，从而调整鼓形切削刃上不同位置处的曲率半径，避免铣削叶片时出现干涉、过切现象。

技术领域

本发明涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种鼓形铣刀。

背景技术

叶片和整体叶轮是涡轮式发电机、涡轮增压发动机、涡扇发动机的核心零部件，它在能源动力、航空航天、石油化工等行业均有广泛应用。叶片型面的加工精度、加工表面质量和加工效率直接影响发动机的空气动力性能和机械效率，对发动机性能有决定性的影响。叶片型面一般有两种，分别是直纹面叶片和复杂曲面叶片，无论哪种型面叶片，均需五轴加工中心配合专用刀具加工，目前较先机的专用刀具为鼓形铣刀。

授权公告号CN1186157C公开了一种鼓锥形刀具及其加工复杂曲面离心叶轮的方法，刀具切削部分是回转面，母线是一段半径为R的圆弧刀具底部无切削刃，该鼓形刀具比球头铣刀加工效率高，又比锥度铣刀有更大的旋转灵活性，可方便地避免加工中可能出现的过切和碰撞。主要缺陷是底部无切削刃，无法一次性完成粗、精加工。

申请公布号CN110695426A公布了一种高效鼓形仿形立铣刀，其切削部分分为圆周切削刃和球头切削刃，其圆周切削刃轮廓由两段对称圆弧，底部切削刃为球头切削刃。该鼓形铣刀可大幅度提高工件半精加工、精加工效率、可加工狭窄工件、强度高、使用寿命长的优点。

申请公布号CN107243668A公开了一种鼓形合金铣刀，其刀体的侧面为圆弧形铣削刃，圆弧形铣削刃为回转面，母线是一段半径为R的圆弧，该圆弧的圆心位于过该圆弧中点且垂直于刀杆轴心线的平面上。

申请公布号CN114888342A公开了一种采用鼓形刀加工整体叶盘叶片的方法，所述的鼓形刀的切削刃由一个弧度半径为R1的刀尖和一个弧度半径为R2的侧刃构成。

这些鼓形铣刀侧刃均是由一段圆弧或者多段圆弧构成，均存在刃形调整参数范围小的问题，可调参数只有圆弧半径R，曲率半径固定，在加工中，若出现干涉、过切现象，很难调整，限制了鼓形铣刀加工效率的进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种能够调整鼓形切削刃上不同位置处的曲率半径，避免铣削叶片时出现干涉、过切现象，可以一次性完成粗、精加工，刃口强度高，刀具寿命长的变曲率鼓形铣刀。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种变曲率鼓形铣刀，包括刀柄部和切削部，所述的切削部包括用于叶片精铣的球头切削刃和用于叶片粗铣去余量的鼓形切削刃，所述的球头切削刃位于鼓形铣刀刀尖部；

由球头切削刃的母线S₁绕柄部的中轴线O-O旋转得到所述的球头切削刃，由鼓形切削刃的母线S₂绕柄部中轴线O-O旋转得到所述的鼓形切削刃，且所述球头切削刃的母线S₁和鼓形切削刃的母线S₂相切，用于减少过度圆弧，并保证整个切削部无尖点，减少应力集中，提升刃口强度和刀具寿命；

以所述球头切削刃刀刃端点为原点O，球头切削刃母线S₁在刀刃端点的切线为X轴，所述柄部的中轴线O-O为Y轴，建立平面坐标系，在所述的坐标系中鼓形切削刃的母线S₂满足三次抛物线方程：

y＝ax³+bx²+cx+d，