[发明专利]一种喷油嘴安装孔用金刚石复合铣刀

说明书

一种喷油嘴安装孔用金刚石复合铣刀，涉及刀具包括刀体和刀柄，刀体由一级、二级和三级切削段组成，刀体和刀柄内设有冷却流道，一级切削段上的排屑槽内设有出水方向向前、与轴向呈10°‑60°夹角的一级冲水孔，二级切削段上的排屑槽内设有出水方向向后、与轴向呈10°‑45°夹角的二级冲水孔，三级切削段上的排屑槽内设有出水方向与轴向垂直的三级冲水孔；动平衡设计方法：在三维绘图软件中绘制刀具模型；确定刀具的重心坐标；设定重心坐标相区内排屑槽长度为变量；通过变量来调节重心坐标，选取使重心坐标靠近中心坐标最近的变量的数值为设计值。本发明冷却性能和排屑性能高、使用寿命长，动平衡精度高。

技术领域

本发明涉及机械加工用刀具及其动平衡设计方法，详细讲是一种冷却性能和排屑性能高、使用寿命长，动平衡精度高的喷油嘴安装孔用金刚石复合铣刀。

背景技术

目前，很多发动机及零部件的高精度孔都是由金刚石多级铣刀加工完成的。多级铣刀的优势在于根据孔内不同深度不同直径要求设计刀体，从而一次加工成型，避免了多把铣刀多次加工的耗时方法，提高效率。发动机缸盖上的喷油嘴安装孔在不同深度具有不同直径及形状的要求；现有的喷油嘴安装孔用金刚石复合铣刀在实际加工中，很难达到预期的效果。多级铣刀不同级切削直径差异和阶梯长度差异往往导致加工中出现共振现象，虽然不均齿刀具设计可以有效减少刀具-机床-工件间的共振，但是却给刀具自身引入不平衡变量，尤其是冷却流道、冲水孔的不对称设计，进一步加大了不平衡量及其不确定性；设计时，无法准确预估计算，导致机械加工中的振动不平衡以及加工表面振纹产生。现有技术中，采用动平衡仪器通过钻削或车削部分材料来校正动平衡，不仅影响美观，而且工作效率低，需多次重复测量和去除以达到不平衡量的允差。铣刀在切削时产生的切屑受多阶梯差尺寸限制，不易顺利排出，严重阻碍刀体散热，从而造成刀具磨损加剧，切削能力下降和寿命缩短。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种冷却性能和排屑性能高、使用寿命长，动平衡精度高的高速金刚石复合铣刀及其动平衡设计方法。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种喷油嘴安装孔用金刚石复合铣刀，包括刀体和刀柄，刀体由从前至后直径依次递增的一级切削段、二级切削段和三级切削段组成，一级切削段、二级切削段和三级切削段同轴相连，一级切削段上设有四个切削齿，二级切削段上设有两个切削齿，三级切削段上设有两个切削齿，切削齿上设有PCD刀片，PCD刀片一侧设有排屑槽，其特征在于：一级切削段上的排屑槽自一级切削段前端向后加工，其长度为一级切削段轴向长度的30%-80%；二级切削段上的排屑槽自二级切削段前端向后加工，二级切削段上的排屑槽（轴向）贯穿二级切削段且延伸至三级切削段的后部；三级切削段上的排屑槽自三级切削段前端向后加工，三级切削段上的排屑槽延伸至三级切削段的后部；所述的刀体和刀柄内设有后端与刀柄后端的进水口相连的冷却流道，一级切削段上的每个排屑槽内设有至少一个出水方向向前、与一级切削段轴向呈10°-60°夹角、与冷却流道连通的一级冲水孔，二级切削段上的每个排屑槽内设有至少一个出水方向向后、与二级切削段轴向呈10°-45°夹角、与冷却流道连通的二级冲水孔，三级切削段上的每个排屑槽内设有至少一个出水方向与三级切削段轴向垂直、与冷却流道连通的三级冲水孔；

上述一种喷油嘴安装孔用金刚石复合铣刀的动平衡设计方法包括如下步骤：

步骤一：在三维绘图软件中绘制高速金刚石复合铣刀的刀具模型；

步骤二：确定刀具的重心坐标；

步骤三：设定重心坐标相区内二级切削段上的排屑槽长度和三级切削段上的排屑槽长度为变量，二级切削段上的排屑槽长度和三级切削段上的排屑槽长度的变化范围在20mm以内，步长是0.05-0.2 mm，优选0.1 mm；通过调节变量的数值来调节重心坐标，进行有限次计算，选取使重心坐标靠近中心坐标最近的变量的数值为设计值。