一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀及使用其加工的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核設(shè)備加工刀具領(lǐng)域，特別是涉及一種一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀及使用其加工的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，AP1000反應(yīng)堆壓力容器主要由頂蓋、筒體組件、兩個密封環(huán)、以及45套雙頭螺栓組件組成。頂蓋密封面結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，頂蓋密封端面周圈均布40個凹槽。凹槽為連續(xù)三維曲面的凹槽的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的加工方式一般有兩種，第一種，采用合適的標準鉆頭加工一個孔，孔相對于最終凹槽留有一定余量，然后采用人工旋轉(zhuǎn)銼刀打磨大部分余量，最后小型磨頭打磨連續(xù)三維曲面，打磨過程中不斷用標準樣板進行確認最終各倒角尺寸。這種機加工藝過程較為復(fù)雜，效率低，浪費人力物力。第二種，采用三軸聯(lián)動的機床主軸上裝夾球頭銑刀，通過三維編程來實現(xiàn)連續(xù)三維曲面的加工。這種方法對機床要求高，制造成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種保證機加凹槽尺寸精確度并能提高機加效率的一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀及使用其加工的方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀，包括銑刀本體及在銑刀本體的一端設(shè)置的刀頭，刀頭上設(shè)有切削刃及排削槽，排削槽從切削刃逐漸過渡到銑刀本體外壁，刀頭的端面與所要加工的三維曲面相匹配。
[0005]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，刀頭的端面設(shè)有球面，刀頭的端面還設(shè)有臺階，球面順滑過渡至臺階。
[0006]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，切削刃包括主切削刃和副切削刃，主切削刃與副切削刃的夾角Θ為40度?50度。
[0007]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，副切削刃為螺旋開口。
[0008]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，排削槽包括刀頭頂面設(shè)有的切削排削槽和銑刀本體外壁設(shè)有的側(cè)面排削槽，切削排削槽的傾斜角度α大于側(cè)面排削槽的傾斜角度β。
[0009]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，排削槽為兩條并對稱設(shè)置在刀頭上。
[0010]一種使用一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀加工的方法，包括以下步驟:
a、加工密封平面的余量；
b、采用銑刀一次連續(xù)加工三維曲面。
[0011]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，步驟a中采用立車車削方式加工密封平面的余量。
[0012]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，步驟b中，可先采用鉆頭對預(yù)加工的凹槽中心區(qū)域進行定位加工。
[0013]進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，步驟a和步驟b的加工過程中均對加工表面噴注冷卻液。
[0014]本發(fā)明的有益效果:此一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀及使用其加工的方法，設(shè)有的刀頭端面與所要加工的三維曲面相匹，使得可以一次成型三維曲面，在保證機加凹槽尺寸精確度基礎(chǔ)上，能大大提高機加效率，且刀具成本低、更換方便。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1是本發(fā)明實施例所述刀頭俯視圖；
圖2是沿圖1中A-A線旋轉(zhuǎn)剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]參照圖1、圖2，本發(fā)明為一種一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀，包括銑刀本體I及在銑刀本體I的一端設(shè)置的刀頭，刀頭上設(shè)有切削刃及排削槽4，排削槽4從切削刃逐漸過渡到銑刀本體I外壁，刀頭的端面與所要加工的三維曲面相匹配。
[0017]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，刀頭的端面設(shè)有球面2，刀頭的端面還設(shè)有臺階3，球面2順滑過渡至臺階3。
[0018]銑刀本體I的直徑為Φ25mm，長度為105mm，刀頭的端面設(shè)有球面2尺寸為SR10.5mm，球面2的高度為6.4mm。球面2與臺階3連接處倒角R3mm。
[0019]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，切削刃包括主切削刃和副切削刃，主切削刃與副切削刃的夾角Θ為40度?50度。
[0020]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，副切削刃為螺旋開口。
[0021]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，排削槽4包括刀頭頂面設(shè)有的切削排削槽和銑刀本體I外壁設(shè)有的側(cè)面排削槽，切削排削槽的傾斜角度α大于側(cè)面排削槽的傾斜角度β。側(cè)面排削槽的高度為20mm。
[0022]切削排削槽的傾斜角度α為40度?60度，側(cè)面排削槽的傾斜角度β為12度?
23度。
[0023]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，排削槽4為兩條并對稱設(shè)置在刀頭上。
[0024]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，銑刀本體I覆有刀具耐磨層，耐磨層為采用物理氣相沉積方法制備的TiALN涂層，銑刀本體I的材質(zhì)為鎢系高速鋼。
[0025]一種使用一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀加工的方法，包括以下步驟:
a、加工密封平面的余量；
b、采用銑刀一次連續(xù)加工三維曲面。
[0026]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，步驟a中采用立車車削方式加工密封平面的余量。
[0027]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，步驟b中，可先采用鉆頭對預(yù)加工的凹槽中心區(qū)域進行定位加工。
[0028]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，步驟a和步驟b的加工過程中均對加工表面噴注冷卻液。
[0029]本發(fā)明針對連續(xù)三維曲面凹槽結(jié)構(gòu)及尺寸，采用如下機加工藝方案:首先采用立車車削方式機加密封平面余量，因車削已經(jīng)將端面余量都已去除，銑削的機加量比較少，這樣采用成型銑刀對凹槽一次機加成型可行。但采用成型銑刀機加凹槽主要存在一個問題:用一次成型銑刀機加凹槽中心區(qū)域時，因中心區(qū)域的回轉(zhuǎn)半徑小及加工后角的因素，在銑削過程中，銑刀中心區(qū)域的刀刃磨損較為嚴重，刀具利用率不高，容易報廢。針對上述問題，我們采取以下兩種解決方案:第一，當舊成型銑刀無法使用時，方便更換制造成本較低的新成型銑刀，可采取直接通過螺釘擰緊固定在接柄上方式。第二，在成型銑削凹槽前，先采用Φ 5mm的標準鉆頭對凹槽中心區(qū)域進行定位加工，后續(xù)成型銑刀中心區(qū)域的刀刃參與切削就較少，機加過程中需對加工區(qū)間斷噴注冷卻液，從而大大提高此非標銑刀的利用率。
[0030]一次成型銑刀設(shè)計思路為:采用類似麻花鉆的排肩槽，因機加鐵肩量比較少，排肩槽考慮總鐵肩容量即可；主切肩刃結(jié)構(gòu)尺寸按照待加工截面尺寸進行設(shè)計，包括銑削三維曲面SR9.7mm，R3mm位置；考慮成型銑刀的制造成本，整體材質(zhì)采用高速鋼，主切削刃上涂有耐磨層。最終一次成型銑刀結(jié)構(gòu)，將一次成型銑刀與夾持桿、刀柄組合。
[0031]在機加頂蓋密封待焊面上40個連續(xù)三維曲面的凹槽，檢查加工凹槽尺寸是否滿足圖紙要求，表面粗糙度是否滿足后續(xù)探傷及堆焊要求。此刀具對40個凹槽的機加效率非常高，此加工工藝所耗時間約為常規(guī)加工方式的1/4，機加成本也最低。刀具成本低、更換方便，機加小型連續(xù)三維曲面效率高。
[0032]該技術(shù)應(yīng)用于AP1000反應(yīng)堆壓力容器頂蓋密封待焊面上連續(xù)三維曲面凹槽的機加工。
[0033]當然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀，其特征在于:包括銑刀本體(I)及在所述銑刀本體(I)的一端設(shè)置的刀頭，所述刀頭上設(shè)有切削刃及排削槽(4)，所述排削槽(4)從切削刃逐漸過渡到銑刀本體(I)外壁，所述刀頭的端面與所要加工的三維曲面相匹配。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀，其特征在于:所述刀頭的端面設(shè)有球面(2 )，所述刀頭的端面還設(shè)有臺階(3 )，所述球面(2 )順滑過渡至臺階(3 )。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀，其特征在于:所述切削刃包括主切削刃和副切削刃，所述主切削刃與副切削刃的夾角Θ為40度?50度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀，其特征在于:所述副切削刃為螺旋開口。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀，其特征在于:所述排削槽(4)包括刀頭頂面設(shè)有的切削排削槽和銑刀本體(I)外壁設(shè)有的側(cè)面排削槽，切削排削槽的傾斜角度α大于側(cè)面排削槽的傾斜角度β。6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀，其特征在于:所述排削槽(4)為兩條并對稱設(shè)置在刀頭上。7.一種使用權(quán)利要求1所述一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀加工的方法，其特征在于，包括以下步驟: a、加工密封平面的余量； b、采用銑刀一次連續(xù)加工三維曲面。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀加工的方法，其特征在于:所述步驟a中采用立車車削方式加工密封平面的余量。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀加工的方法，其特征在于:所述步驟b中，可先采用鉆頭對預(yù)加工的凹槽中心區(qū)域進行定位加工。10.根據(jù)權(quán)利要求7?9中任意一項所述一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀加工的方法，其特征在于:所述步驟a和步驟b的加工過程中均對加工表面噴注冷卻液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀及使用其加工的方法，包括銑刀本體及在銑刀本體的一端設(shè)置的刀頭，刀頭上設(shè)有切削刃及排削槽，排削槽從切削刃逐漸過渡到銑刀本體外壁，刀頭的端面與所要加工的三維曲面相匹配。此一次成型連續(xù)三維曲面的非標銑刀及使用其加工的方法，設(shè)有的刀頭端面與所要加工的三維曲面相匹，使得可以一次成型三維曲面，在保證機加凹槽尺寸精確度基礎(chǔ)上，能大大提高機加效率，且刀具成本低、更換方便。本發(fā)明適用于核設(shè)備加工刀具領(lǐng)域。
【IPC分類】B23C5/00, B23P15/00, B23C3/16
【公開號】CN105171082
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】劉維, 鄧智勇, 徐蓉輝
【申請人】東方電氣(廣州)重型機器有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月17日