一种用于铝合金工件的铣刀盘的制作方法

1.本发明属于机械加工技术领域，具体为一种用于对铝合金工件进行平面铣削加工的铝合金工件的铣刀盘
。


背景技术：

2.目前，铝合金是现代工业中应用比较多的一种材料，在机械制造和设计
、
模具压力加工制造等各种行业中已大量应用；随着人类文明进步以及科技和新技术的飞速发展，需要越来越多的铝合金材料
。
而在铝合金工件的加工领域方面，经常会遇到诸多具有平面内的工件，而对这一类工件的平面进行平面铣削加工来获得满足使用需求的光滑平面是该类产品进行平面铣削加工的基本需求
。
3.目前，对于大平面的工件的铣削加工多是采用具有大前角的镶齿圆盘铣刀或大直径的端铣刀
。
由于铣刀刀片端面跳动值较大，使得铝合金工件，特别是大平面铝合金工件在加工过程中容易在加工工件的表面容易出现粗糙度缺陷；为保证铣削尺寸的精度，现有技术中利用上述类型铣刀结构在进行面铣削加工时，多采用两次进刀法进行加工，即先使用粗铣刀加工，留极小余量，再使用刃口锋利的精铣刀进行精加工，利用不同深度的进刀来调整铣削加工的质量，同时还需要在精铣过程中又需要重复进行多次重复的粗铣操作，这种操作方式会大幅降低加工效率，且对操作者的经验和水平要求较高
。
4.另外，相比于常规钢结构件，铝合金的硬度低
、
塑性低，熔点低的材料特性，这种材料特性使得铝合金工件在进行铣削作业时铣刀的负载相对较小，但鉴于现有技术中相关技术领域要求越来越高的修坯精度要求，在对铝合金表面铣削加工高光镜面时，依然需要较高的铣削速度，这种小负载
、
高转速的加工条件会使得刀具与工件摩擦时产生的热量会在铝合金碎屑表面停留和积聚，并使得采用的硬质合金面铣刀片在铣削过程中产生铝合金碎屑粘附在铣刀片上，出现“粘刀”现象，这种“粘刀”现象会使得铝合金
(
特别是含硅量高于
10
％的高硅铝合金
)
在加工作业时极易磨损刀具，导致常规铣刀刀具在加工铝合金工件时普遍存在磨损速度快
、
加工寿命短的缺陷
。
5.基于上述原因，使用现有技术中常规的面铣刀结构对铝合金工件进行加工时的加工成本居高不下
。
因此，需要市面上亟需一种针对铝合金制品材料特性进行设计的修坯铣刀，以兼顾铝合金制品的加工质量与加工效率
。


技术实现要素：

6.本发明所解决的技术问题在于提供一种用于铝合金工件的铣刀盘，以解决上述背景技术中的缺点
。
7.本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
8.一种用于铝合金工件的铣刀盘，包括刀盘；
9.所述刀盘上表面上成型有与刀盘一体设置的同轴接头，刀盘通过所述同轴接头装配于设备转轴上；
10.所述刀盘为硬度不低于
hrc65
的高速钢或者硬质合金一体成型；
11.在刀盘的下盘面外缘成型有多个装配位，所述装配位在下盘面外缘的外环面上均匀设置，并用于装配成组设置的组合刀片；单组组合刀片包括第一刀片以及第二刀片；在铣刀盘的旋转方向上，第一刀片在前
、
第二刀片在后；所述第一刀片为等腰梯形刀片，其斜面为进刀侧；所述第二刀片装配于衬块表面，且所述衬块为硬度范围为
52
～
58hrc
的硬质合金成型制成，衬块整体为
l
型，外包于装配位的底面以及侧面上，所述第二刀片成型于衬块底面，第二刀片具有向下外凸的刀齿，所述刀齿的下表面对应平面比第一刀片的刀尖切削平面高
300
～
800
μm；
12.所述第一刀片为刀头硬度
72
～
76hrc
的硬质合金刀；
13.所述第二刀片的基体为硬度
60
～
68hrc
的高速钢基体，所述基体在对应刀齿位置的表面上依次成型有两层金刚石膜涂层，且两层金刚石膜涂层中的外层金刚石膜涂层中掺杂有质量比为
10
～
15
％的铼合金颗粒物
。
14.作为进一步限定，所述下盘面外缘成型的多个装配位在下盘面对应环面上的面积占比为
30
～
40
％
。
15.作为进一步限定，所述刀盘在下盘面装配位上成型有与衬块尺寸相匹配的盲槽，所述衬块装配于所述盲槽中，装配于盲槽中的衬块在前侧侧面上对第一刀片的表面进行紧靠压紧；所述第二刀片装配于衬块的中间位置，以通过衬块表面在第一刀片与第二刀片之间预留出排屑间隙
。
16.作为进一步限定，所述第一刀片为
co
含量为7～9％的硬质合金钨钢刀
。
17.作为进一步限定，所述第一刀片的切削刃上镶嵌有聚晶金刚石
。
18.作为进一步限定，所述第一刀片的进刀前角角度为
15
°
，出刀后角角度为
25
°
。
19.作为进一步限定，两层金刚石膜涂层中的内层金刚石膜涂层为微米级的金刚石膜涂层，其膜层厚度为1～2μm；两层金刚石膜涂层中的外层金刚石膜涂层为纳米级的金刚石膜涂层，其膜层厚度为3～5μ
m。
20.作为进一步限定，两层金刚石膜涂层均通过化学气相沉积法成型；而所述纳米级铼合金颗粒物则在外层金刚石膜涂层成型过程中，通过热喷涂法直接喷涂于外层金刚石膜涂层表面获得
。
21.作为进一步限定，所述铼合金颗粒物为铼钼合金，优选为
mo-re-hf-zr
合金或者
mo-re-hf-v
合金
。
22.作为进一步限定，所述第二刀片的刀齿下表面对应平面与第一刀片的刀尖切削平面之间的间距小于
200
μm时对磨损部件进行替换
。
23.有益效果：本发明的用于铝合金工件的铣刀盘通过对铣刀盘的盘面上成组设置多个组合刀片来对传统的镶齿圆盘铣刀或大直径的端铣刀进行替换，其利用第一刀片与第二刀片进行组合作业，其利用第二刀片进行铣削面的面优化处理，优化铝合金工件的表面性能，降低摩擦系数，然后利用第一刀片进行进刀作业，使得加工出来的工件精度高，光洁度好，无需对产品进行二次抛光处理即可使铝合金产品的加工面达到高光镜面效果；且不容易在第一刀片表面出现因“粘刀”现象而产生的瘤体，从而提高了铣刀的使用寿命
。
附图说明
24.图1为本发明较佳实施例的结构示意图
。
25.其中：
1、
同轴接头；
2、
刀盘；
3、
组合刀片；
4、
第一刀片；
5、
装配螺栓；
6、
衬块；
7、
第二刀片
。
具体实施方式
26.为了使本发明实现的技术手段
、
创作特征
、
达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明
。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例
。
27.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围
。
28.需要注意的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，“多个”的含义是两个或两个以上，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义
。
29.参见图1的一种用于铝合金工件的铣刀盘的较佳实施例，在本实施例中，用于铝合金工件的铣刀盘包括刀盘2，刀盘2的上表面上成型有与刀盘2同轴设置的同轴接头1，该同轴接头1上部具有装配部，铣刀盘通过该装配部装配于设备的主轴上，并通过设备的主轴驱动铣刀盘转动来进行铣削作业
。
而为了保证刀盘2整体的结构强度，整个刀盘2以及成型于其上的同轴接头1采用硬度为
hrc68
的高速钢成型制成
。
30.刀盘2在下盘面外缘设置有六个装配位，这些装配位在下盘面外缘的外环面上均匀设置，且每个装配位上都对应装配有组合刀片
3。
而装配位在下盘面对应环面上的面积占比之和为该环面面积的
36
％，以使得组合刀片3在进行铣削作业时能够通过组合刀片3之间的上述间隙空间进行散热
。
31.在本实施例中，组合刀片3包括第一刀片4以及第二刀片7，对应的刀盘2通过设备的主轴进行驱动时，按照逆时针方向进行高速转动，而在该转动方向条件下，组合刀片3上的第一刀片4作为进刀侧，第二刀片7作为出刀侧，在进行铣削作业时，第一刀片4的主要作用在于对加工平面进行进刀切削，而第二刀片7则用于对加工平面进行表面挤压和辅助切削
。
32.在不同的实施例中，第一刀片4为刀头硬度
72
～
76hrc
的硬质合金刀，而为了实现上述硬度，在本实施例中，第一刀片4采用
co
含量为9％的硬质合金钨钢刀，其对应的刀头硬度为
76hrc
，且在第一刀片4的切削刃上镶嵌有聚晶金刚石，以提高第一刀片4的切削性能
。
33.第一刀片4的刀体横截面为一个等腰梯形结构，该等腰梯形的斜面为进刀侧，而装配位在对应第一刀片4的装配位置上成型有一个与第一刀片4尺寸相匹配的梯形槽，装配时，将对应的第一刀片4嵌装于该梯形槽内，然后在第一刀片4外侧对应的装配孔位置以如图所示样式旋紧螺栓5即完成装配，而装配完成后的第一刀片4的进刀前角角度为
15
°
、
出刀后角角度为
25。
34.而装配位在第一刀片4装配位置对应的梯形槽后侧设置有一个
l
形盲槽，该
l
形盲槽的两直角边分别对应刀盘2的底面以及外圆面，而铣刀盘在该
l
形盲槽位置装配有一个与该
l
形盲槽尺寸相匹配的衬块6，该衬块6为硬度范围为
52
～
58hrc
的硬质合金成型，通过该
l
形盲槽外包于
l
形盲槽对应位置的刀盘2底面以及外侧面上
。
衬块6在内侧顶靠于装配完成后的第一刀片4的后侧面上，可用于在第一刀片4进刀时，在后侧对其进行顶靠限位
。
35.该衬块6作为第二刀片7的底座体，而在本实施例中，第二刀片7同样为
l
型结构，直接以如图所示样式成型于第二刀片7的中间位置，以使得第二刀片7与第一刀片4之间能留出有间隙来在衬块表面进行排屑
。
第二刀片7在水平面上具有向下外凸的刀齿，刀齿的下表面对应平面比第一刀片的刀尖切削平面高
300
～
800
μ
m。
36.整个第二刀片7包括基体以及成型于基体表面的对应刀齿位置的两层金刚石膜涂层，其基体为硬度在
60
～
68hrc
的高速钢基体，基体表面成型有内层金刚石膜涂层，该内层金刚石膜涂层为一层膜层厚度为
1.5
μm的微米级金刚石膜涂层，该金刚石膜涂层通过化学气相沉积法成型于基体表面；在内层金刚石膜涂层表面的外层金刚石膜涂层同样为化学气相沉积法成型，为一层厚度为4μm的纳米级的金刚石膜涂层
。
同时，在外层金刚石膜涂层的表面掺杂成型有纳米级铼合金颗粒物，这些纳米级铼合金颗粒物在外层金刚石膜涂层成型过程中，通过热喷涂法直接喷涂于外层金刚石膜涂层表面获得，其用量为外层金刚石膜质量的
10
～
15
％；而对应铼合金颗粒物为铼钼合金中的
mo-re-hf-v
合金，其中，合金中铼含量为
11
％
。
37.以上显示和描述了本发明的基本原理
、
主要特征和本发明的优点
。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内
。
本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定
。