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一种TiC基 钢结硬质 合金细牙外 螺纹 铣削装置及其数控铣削方法

阅读：418发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置及其数控铣削方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及TiC基钢结硬质合金精密加工技术领域，尤其是一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置及其数控铣削方法，包括上端制有开口的箱体，该箱体内填充有冷却液，所述箱体的底面内安装有一固定座，该固定座上端安装有一弹簧卡头，所述弹簧卡头用于固定待铣削的零件，在零件固定状态下，零件上端部的高度低于箱体侧壁的高度，所述零件的旁侧悬装有一铣刀，该铣刀采用聚晶金刚石涂层，所述铣刀主切削刃部分采用两刃形式，两刃共面设置。，下面是一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置及其数控铣削方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置，其特征在于：包括上端制有开口的箱体，该箱体内填充有冷却液，所述箱体的底面内安装有一固定座，该固定座上端安装有一弹簧卡头，所述弹簧卡头用于固定待铣削的零件，在零件固定状态下，零件上端部的高度低于箱体侧壁的高度，所述零件的旁侧悬装有一铣刀，该铣刀采用聚晶金刚石涂层，所述铣刀主切削刃部分采用两刃形式，两刃共面设置。
2.根据权利要求1所述的一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置，其特征在于：
所述固定座一体安装在箱体底面内，位于该箱体的旁侧安装有一调整垫块，在所述调整垫块和固定座之间安装有一固定螺栓，该固定螺栓的上端部安装有一压板，所述压板为条状结构，该压板的底面平整制出，所述压板的底面两端部分别压接在调整垫块和固定座的上端面内，压板形成一杠杆结构，其与固定螺栓连接位置形成一支点。
3.根据权利要求1或2所述的一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置，其特征在于：所述固定座旁侧外壁由上至下设置有多个通孔，每个通孔内均用于穿装一定位螺钉，所述定位螺钉位于通孔内的端部紧密压接在固定座内安装的弹簧卡头的外侧端面内，用于将弹簧卡头与固定座进行固定。
4.根据权利要求1所述的一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置，其特征在于：
所述固定座与箱体接触面平面度优于0.01mm。
5.根据权利要求1-4中任一所述的一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置的数控铣削方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将箱体放置于数控设备的工作台内；
步骤2：将待加工的TiC基钢结硬质合金零件夹持在弹簧卡头内，并夹紧找正；
步骤3：将冷却液注满箱体内，液面高度高于铣刀主切削刃部分；
步骤4：对待加工的零件的外螺纹进行铣削加工。

说明书全文

一种TiC基 钢结硬质 合金细牙外 螺纹 铣削装置及其数控铣削

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及TiC基钢结硬质合金精密加工技术领域，尤其是一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置及其数控铣削方法。

背景技术

[0002] TiC基钢结硬质合金具有硬质合金的高韧性、高耐磨性及高抗压强度，经过软化处理(退火)后又具有钢的加工性、锻压性、焊接性，弥补了硬质合金难以变形和加工的不足，因此广泛应用于刀具、磨具以及航空航天等领域。但该材料也存在自身缺陷，经过强化处理(淬回火)后，材料布氏硬度(HRC)达到67以上，硬度很高，切削难度很大。

[0003] 当前针对TiC基钢结硬质合金材料常规切削工艺方法研究已经非常成熟，主要工艺路线为：材料经过软化处理后完成车削和铣削的粗加工；经过强化处理后，采用磨削的方法完成精加工。但针对于外螺纹的加工来说，一直是行业内的瓶颈问题，国内外知名的刀具厂商尚没有可供参考的成功案例。

[0004] 产生该瓶颈问题的主要原因是外螺纹结构无法应用常规工艺路线进行粗、精两序加工，只能在强化处理后由精加工一序成活，现有工艺手段为单线砂轮成型磨削加工，但由于此时TiC基钢结硬质合金材料硬度很高，砂轮的磨粒磨损严重，引起砂轮轮廓失真，表面质量下降很快，为确保外螺纹的加工精度，磨削加工时需要频繁对砂轮进行精细修整，且修整时间约占整个磨削加工时间的一半，加工效率很低。

[0005] 通过专利检索，尚无针对TiC基钢结硬质合金材料零件强化处理后的螺纹铣削方法的相关专利。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种精度和加工效率更高，有效缩短加工时间的一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置及其数控铣削方法。

[0007] 本发明采取的技术方案是：

[0008] 一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置，其特征在于：包括上端制有开口的箱体，该箱体内填充有冷却液，所述箱体的底面内安装有一固定座，该固定座上端安装有一弹簧卡头，所述弹簧卡头用于固定待铣削的零件，在零件固定状态下，零件上端部的高度低于箱体侧壁的高度，所述零件的旁侧悬装有一铣刀，该铣刀采用聚晶金刚石涂层，所述铣刀主切削刃部分采用两刃形式，两刃共面设置。

[0009] 而且，所述固定座一体安装在箱体底面内，位于该箱体的旁侧安装有一调整垫块，在所述调整垫块和固定座之间安装有一固定螺栓，该固定螺栓的上端部安装有一压板，所述压板为条状结构，该压板的底面平整制出，所述压板的底面两端部分别压接在调整垫块和固定座的上端面内，压板形成一杠杆结构，其与固定螺栓连接位置形成一支点。

[0010] 而且，所述固定座旁侧外壁由上至下设置有多个通孔，每个通孔内均用于穿装一定位螺钉，所述定位螺钉位于通孔内的端部紧密压接在固定座内安装的弹簧卡头的外侧端面内，用于将弹簧卡头与固定座进行固定。

[0011] 而且，所述固定座与箱体接触面平面度优于0.01mm。

[0012] 一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置的数控铣削方法，其特征在于：包括如下步骤：

[0013] 步骤1：将箱体放置于数控设备的工作台内；

[0014] 步骤2：将待加工的TiC基钢结硬质合金零件夹持在弹簧卡头内，并夹紧找正；

[0015] 步骤3：将冷却液注满箱体内，液面高度高于铣刀主切削刃部分；

[0016] 步骤4：对待加工的零件的外螺纹进行铣削加工。

[0017] 本发明的优点和积极效果是：

[0018] 本发明中，提供了一种浸入式的零件固定工装，箱体内安装的固定座和弹簧卡块用于将待加工的零件进行固定，而箱体本身又作为一个冷却液的容器，在加工时填充冷却液后，可将零件完整浸入在冷却液中，在保证零件精度一致性的同时，也有利于切削热的快速传导，可有效提高刀具的耐用性；另外，冷却液在加工过程中受到刀具的影响可在零件外部快速流动，进而可及时带走切屑，提高外螺纹的表面质量；而且，由于整个切削工艺均是在箱体内进行的，也可有效避免切削下来的硬质相粉末对数控机床主轴产生额外的损伤。

[0019] 本发明中，使用的铣刀采用两刃形式，非传统工艺中所用的全牙形式，更有利于排屑，可有效克服全牙形式的铣刀中某一加工齿磨损所导致的螺纹质量问题；其采用聚晶金刚石涂层硬度高，具有很好的耐磨性和导热性，保证了刀具的耐用度及螺纹加工精度。

[0020] 本发明中，固定座与箱体底面进行配合具有良好的平面度，其旁侧安装固定螺栓、压板和调整垫块相配合，形成一个杠杆结构，压板通过固定螺栓将固定座压紧，由于另一侧的调整垫块对其水平位置进行了限制，因此，可有效将固定座进行压紧固定，进而固定弹簧卡块额径向位置，而该弹簧卡块的轴向位置，则通过相应的定位螺钉锁死固定，可保证在加工过程中，最大限度的对零件进行双向定位，防止由于冲击力或震动等因素所导致的零件偏移，进一步提升外螺纹的加工精度。

[0021] 4、本发明改变了传统TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹磨削的加工手段，采用数控铣削方法，保证了螺纹尺寸精度及表面质量要求，大幅提升加工效率，拓展可加工设备，成功解决了TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹加工的瓶颈问题，适用于高精度、大批量TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹加工难题。附图说明

[0022] 图1为本发明的结构示意图；

[0023] 图2为本发明中铣刀部分的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

[0025] 一种TiC基钢结硬质合金细牙外螺纹铣削装置，本发明的创新在于，包括上端制有开口的箱体1，该箱体内填充有冷却液2，所述箱体的底面内安装有一固定座5，该固定座上端安装有一弹簧卡头4，所述弹簧卡头用于固定待铣削的零件，在零件固定状态下，零件上端部的高度低于箱体侧壁的高度，所述零件的旁侧悬装有一铣刀3，该铣刀采用聚晶金刚石涂层，铣刀基体材质采用硬质合金所述铣刀主切削刃部分10采用两刃形式，两刃共面设置。

[0026] 本实施例中，所用铣刀刀头部分的直径a为待加工零件外螺纹工程直径的1.5到3倍，刀柄长度b为待加工零件外螺纹长度的1.2倍；d为刀柄夹持外圆，具体数值根据机床夹头规格确定；刀具总成c根据待加工零件的具体形状，以既能满足待加工零件螺纹要求又不与零件的其它结构发生干涉为宜。

[0027] 本实施例中，所述固定座一体安装在箱体底面内，位于该箱体的旁侧安装有一调整垫块9，在所述调整垫块和固定座之间安装有一固定螺栓8，该固定螺栓的上端部安装有一压板7，所述压板为条状结构，该压板的底面平整制出，所述压板的底面两端部分别压接在调整垫块和固定座的上端面内，压板形成一杠杆结构，其与固定螺栓连接位置形成一支点。

[0028] 本实施例中，所述固定座旁侧外壁由上至下设置有多个通孔，每个通孔内均用于穿装一定位螺钉6，所述定位螺钉位于通孔内的端部紧密压接在固定座内安装的弹簧卡头的外侧端面内，用于将弹簧卡头与固定座进行固定。

[0029] 本实施例中，所述固定座与箱体接触面平面度优于0.01mm。

[0030] 本发明的工作过程是：

[0031] 采用如下步骤：

[0032] 步骤1：将箱体放置于数控设备的工作台内；

[0033] 步骤2：将待加工的TiC基钢结硬质合金零件夹持在弹簧卡头内，并夹紧找正；

[0034] 步骤3：将冷却液注满箱体内，液面高度高于铣刀主切削刃部分；

[0035] 步骤4：对待加工的零件的外螺纹进行铣削加工。

[0036] 本实施例中，步骤1所述的数控设备优选采用高精度三轴数控加工中心，主轴转速可达到8000rpm，主轴具有高速稳定性，跳动量不大于0.005mm，主轴的重复定位精度优于0.01mm。

[0037] 本实施例中，步骤3所述冷却液优选使用水基切削液，可保证更好的冷却效果和切削液的流动性；加工前将冷却液注满箱体，保证零件加工时完全浸入到冷却液中。

[0038] 本实施例中，步骤4所述的外螺纹铣削加工时，由于选用刀具直径规格相对于现有磨削采用的砂轮直径较小，为保证外螺纹铣削线速度，采用高转速低进给的加工方式，螺纹铣刀在主轴的带动下做旋转铣削加工，切削轨迹为螺旋型，螺旋降距即为螺纹的螺距；由于TiC基钢结硬质合金材料硬度较高，应避免采用大吃刀量，每次吃刀量设定为0.01mm，加工后的的螺纹即具有非常高的表面质量和尺寸精度，保证螺纹的高精度要求。

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