铣削刀组及铣削方法

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，涉及面铣削加工，特别是涉及一种铣削刀组及铣削方法。

背景技术

蠕墨铸铁在汽车行业有着广泛应用。然而，蠕墨铸铁优异的力学性能使得其加工变得困难，加工过程中刀片易磨损，从而工件表面质量难以得到保障。“双刀片”(即两种刀片组合使用)的形式可提高蠕墨铸铁的加工精度，但对刀片安装具有一定要求，两种刀片使用时应存在一定的高度差。现有的刀盘结构，对于两种刀片的高度需分别逐一调节，过程繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种铣削刀组及铣削方法，以解决上述现有“双刀片”形式的铣削刀组所存在的两种刀片高度需分别逐一调节，导致过程繁琐的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种铣削刀组，包括：

刀盘，所述刀盘用于与外设刀柄相连；

第一铣刀片，所述第一铣刀片设置有多个，多个所述第一铣刀片间隔均匀设置于所述刀盘的一端；

第二铣刀片，所述第二铣刀片与所述第一铣刀片设置于所述刀盘的同一端，所述第二铣刀片设置有多个，且多个所述第二铣刀片与多个所述第一铣刀片交叉设置；

高度调节装置，所述高度调节装置设置于所述刀盘上，所述高度调节装置能够调节所述第二铣刀片的位置，以使任意一所述第一铣刀片均高出所述第二铣刀片30微米～50微米；其中，所述第二铣刀片的前角角度比所述第一铣刀片的前角角度大3°～5°。

可选的，所述刀盘为圆柱状刀盘，所述圆柱状刀盘的中心同轴开设有用于连接所述外设刀柄的安装孔。

可选的，所述圆柱状刀盘的一端面边缘开设有若干安装槽，若干所述安装槽呈圆周均匀分布；任意一所述安装槽内均嵌置安装一所述第二铣刀片或一所述第一铣刀片，任意一所述安装槽均配置有用于紧固所述第一铣刀片或所述第二铣刀片的紧固件。

可选的，所述紧固件包括：

紧固块，所述紧固块的一侧设置有用于卡紧所述第一铣刀片或所述第二铣刀片的斜楔面，所述安装槽的内侧壁开设有与所述安装槽连通的安装滑槽，所述紧固块嵌置于所述安装滑槽内，且所述斜楔面位于所述安装槽内，以将所述第一铣刀片或所述第二铣刀片卡紧于所述安装槽内；

第一螺栓，所述第一螺栓贯穿所述紧固块，并与所述安装滑槽螺纹连接，以将所述紧固块固定于所述安装滑槽内。

可选的，所述紧固块为四棱台结构块。

可选的，任意一所述安装槽均相对所述圆柱状刀盘的轴向倾斜6.5°设置，均相对所述圆柱状刀盘的径向倾斜3.5°设置。

可选的，所述第二铣刀片设置有3个，任意相邻所述第二铣刀片之间均连续设置有3个所述第一铣刀片。

可选的，所述第一铣刀片和所述第二铣刀片均为六边形刀片。

可选的，所述高度调节装置包括：

定位环，所述定位环套设于所述圆柱状刀盘的外周，并与所述圆柱状刀盘的外壁螺纹连接；

升降滑块，所述升降滑块活动安装于所述安装槽内，用于支撑所述第二铣刀片；所述升降滑块的底部与所述定位环的顶缘相抵，所述定位环旋转能够调节所述升降滑块对所述第二铣刀片的支撑高度；

定位孔，所述定位孔开设于所述圆柱状刀盘的外侧壁，所述定位孔沿所述圆柱状刀盘的周向间隔设置有多个；所述定位环上设置有固定凸块，所述固定凸块通过螺栓与任意一所述定位孔螺纹连接。

可选的，所述高度调节装置还包括微调组件，所述微调组件包括：

第二螺栓，所述第二螺栓与所述圆柱状刀盘的外侧壁螺纹连接，并位于所述升降滑块的一侧；

拨杆，所述拨杆固定设置于所述第二螺栓的头部，所述升降滑块的朝向所述第二螺栓的一侧设置有开口，所述拨杆嵌置于所述开口内，转动所述第二螺栓能够通过所述拨杆拨动所述升降滑块升降。

同时，本发明提出一种基于上述铣削刀组的铣削方法，通过所述高度调节装置将所述第二铣刀片相对所述第一铣刀片调低30微米～50微米，以在铣削加工过程中，所述第一铣刀片起切削作用，所述第二铣刀片起修光作用。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提出的铣削刀组，通过第一铣刀片和第二铣刀片安装时形成的高度差使加工过程中第一铣刀片起主要切削作用，第二铣刀片起修光作用，两种铣刀片配合加工以提高加工后工件的表面质量。其中，第一铣刀片和第二铣刀片的拆装方便，第一铣刀片位置相对固定，通过高度调节装置各第二铣刀片相对第一铣刀片的位置进行同步调节，高度差调节一步到位，过程方便快捷，有利于提高生产效率，有效解决了现有刀盘需要对两种刀片高度分别逐一调节，且调节过程繁琐的问题。

在本发明的刀盘结构设计中，第二铣刀片可通过移动滑块与定位环的巧妙配合实现对第二铣刀片高度位置的粗调节，同时还可以通过移动滑块内嵌套的拨杆实现对第二铣刀片高度的微调节，进一步保障第二铣刀片的安装精度和调节精度。

本发明提出的铣削方法，采用上述铣削刀组进行，在保障第一铣刀片和第二铣刀片之间30微米～50微米的高度差的前提下，将第二铣刀片的前角角度设置为比第一铣刀片的前角角度大3°～5°，可在加工过程中第一铣刀片起主要切削作用，第二铣刀片起修光作用，两种铣刀片配合加工以提高加工后工件的表面质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的铣削刀组的整体结构示意图；

图2为本发明图1中铣削刀组的A向结构示意图；

图3为本发明实施例所公开的定位环以及固定凸块的结构示意图；

图4为本发明实施例所公开的紧固件的安装示意图；

图5为本发明实施例所公开的升降滑块的安装示意图。

其中，附图标记为：

100、铣削刀组；

1、刀盘；2、第一铣刀片；3、第二铣刀片；4、安装孔；5、安装槽；6、紧固件；6-1、紧固块；6-2、安装滑槽；6-3、第一螺栓；7、定位环；8、外螺纹；9、升降滑块；9-1、开口；10、定位孔；11、固定凸块；12、圆孔六角螺钉；13、第二螺栓；14、拨杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明的目的之一是提供一种铣削刀组，以解决现有“双刀片”形式的铣削刀组所存在的两种刀片高度需分别逐一调节，导致过程繁琐的问题。

本发明的再一目的还在于提供有一种基于上述铣削刀组而进行的铣削方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1～图5所示，本实施例提供一种铣削刀组100，主要包括刀盘1、第一铣刀片2、第二铣刀片3和高度调节装置，刀盘1用于与外设刀柄相连；第一铣刀片2设置有多个，多个第一铣刀片2间隔均匀设置于刀盘1的一端；第二铣刀片3与第一铣刀片2设置于刀盘1的同一端，第二铣刀片3设置有多个，且多个第二铣刀片3与多个第一铣刀片2交叉设置；高度调节装置设置于刀盘1上，高度调节装置能够调节第二铣刀片3的位置，以使任意一第一铣刀片2均高出第二铣刀片330微米～50微米；其中，第二铣刀片3的前角角度比第一铣刀片2的前角角度大3°～5°。

本实施例中，刀盘1优选为圆柱状刀盘，圆柱状刀盘的中心同轴开设有用于连接外设刀柄的安装孔4。该安装孔4为圆柱孔，其可通过键连接或螺纹连接的方式与外设刀柄连接，外设刀柄在驱动机构(比如：电机)的作用下带动刀盘1转动，进而实现第二铣刀片3和第一铣刀片2对待铣面的铣削。上述“圆柱状刀盘”并非传统意义上的圆柱状，圆柱状刀盘的一端或两端可设置有圆环凸缘，具体结构根据实际生产需求而定。

本实施例中，圆柱状刀盘(刀盘1)的一端面边缘开设有若干安装槽5，若干安装槽5呈圆周间隔均匀分布；任意一安装槽5内均嵌置安装一第二铣刀片3或一第一铣刀片2，任意一安装槽5均配置有用于紧固第一铣刀片2或第二铣刀片3的紧固件6。其中，紧固件6为一种插入式固定装置，其包括紧固块6-1和第一螺栓6-3，紧固块6-1的一侧设置有用于卡紧第一铣刀片2或第二铣刀片3的斜楔面，安装槽5的内侧壁开设有与安装槽5连通的安装滑槽6-2，紧固块6-1嵌置于安装滑槽6-2内，且斜楔面位于安装槽5内，以将第一铣刀片2或第二铣刀片3卡紧于安装槽5内；第一螺栓6-3贯穿紧固块6-1，并与安装滑槽6-2螺纹连接，以将紧固块6-1固定于安装滑槽6-2内。紧固块6-1由于斜楔面的设置，整体呈现一头大、一头小的结构，其小头端插入上述安装滑槽6-2内，旋松第一螺栓6-3，调节紧固块6-1插入安装滑槽6-2的深度，可调节紧固块6-1的斜楔面对铣刀片的夹紧程度，最后通过旋紧第一螺栓6-3，达到将紧固块6-1固定的效果。其中，紧固块6-1优选为四棱台结构块，且该四棱台结构块为横截面是正方形的正四棱台结构。第一螺栓6-3优选为圆孔六角螺钉。

本实施例中，任意一安装槽5均相对圆柱状刀盘(即刀盘1)的轴向倾斜6.5°设置，均相对圆柱状刀盘(即刀盘1)的径向倾斜3.5°设置，相应的位于安装槽5内的第一铣刀片2或第二铣刀片3相对圆柱状刀盘(即刀盘1)的轴向倾斜6.5°、相对圆柱状刀盘(即刀盘1)的径向倾斜3.5°。即第一铣刀片2和第二铣刀片3等角度分布在刀盘1的端面边缘，第二铣刀片3通过高度调节装置调节其相对第一铣刀片2的高度差，第二铣刀片3的高度调节范围优选为0～110微米。

本实施例中，作为优选方式，第二铣刀片3设置有3个，且任意相邻两个第二铣刀片3之间均连续设置有3个第一铣刀片2，任意相邻两个第一铣刀片2之间的间隔，以及第一铣刀片2与第二铣刀片3之间的间隔均相同。上述方案中，第一铣刀片2和第二铣刀片3总共设置12个，相应的安装槽5设置有12个，且12个安装槽5在刀盘1的边缘对称分布。在实际操作中，第一铣刀片2和第二铣刀片3的总数量可以改变，一般情况下只要刀片对称布置即可；相应的，第一铣刀片2和第二铣刀片3之间数量比例的设定也可以改变，以第一铣刀片2和第二铣刀片3的总数为12为例，可以是2个第二铣刀片3对应10个第一铣刀片2的搭配方式，还可以是4个第二铣刀片3对应8个第一铣刀片2这种搭配等。

本实施例中，还在每个安装槽5的内侧设置了两个安全槽，用于保护第一铣刀片2或第二铣刀片3的刀尖和关键切削刃口。

本实施例中，第一铣刀片2和第二铣刀片3均优选为六边形刀片，比如正六边形刀片。根据实际生产条件，第一铣刀片2和第二铣刀片3也可以为三角形、四边形或五边形等其他形状。

本实施例中，高度调节装置包括定位环7、升降滑块9和定位孔10，定位环7套设于圆柱状刀盘(即刀盘1)的外周，圆柱状刀盘(即刀盘1)的外壁设置有外螺纹8，定位环7与圆柱状刀盘(即刀盘1)的外螺纹8螺纹连接；升降滑块9活动安装于安装槽5内，用于支撑第二铣刀片3；从图2的视角来看，升降滑块9仅安装在用于安装第二铣刀片3的安装槽5内，升降滑块9的底部与定位环7的顶缘相抵，定位环7沿外螺纹8旋转能够调节升降滑块9对第二铣刀片3的支撑高度，即定位环7沿外螺纹8顺时针(或逆时针)旋转，升降滑块9下移，进而使得第二铣刀片3的高度降低，第二铣刀片3与第一铣刀片2之间的高度差值变大，反之，定位环7沿外螺纹8逆时针(或顺时针)旋转，顶推升降滑块9并使升降滑块9上移，进而使得第二铣刀片3的高度升高，第二铣刀片3与第一铣刀片2之间的高度差值变小，上述外螺纹既是定位环7的安装结构，又是定位环7的调节结构。圆柱状刀盘(即刀盘1)的外侧壁开设定位孔10，定位孔10沿圆柱状刀盘(即刀盘1)的周向间隔设置有多个；定位环7上设置有固定凸块11，固定凸块11通过螺栓与任意一定位孔10螺纹连接；当定位环7沿外螺纹8旋转至合适位置(该“合适位置”是指第二铣刀片3与第一铣刀片2之间的高度差值合适)后，固定凸块11会与对应的定位孔10对齐，此时可通过圆孔六角螺钉12将固定凸块11与对应的定位孔10连接，以保持此时第二铣刀片3的高度。

本实施例中，各定位孔10在圆柱状刀盘(即刀盘1)的外侧壁是呈螺旋分布的，且位于定位环7的一侧，可以设定：定位环7每逆时针(或顺时针)旋转一个定位孔10，可使升降滑块9上升或下调10微米。

本实施例中，高度调节装置还设置了微调组件，其主要包括第二螺栓13和拨杆14，第二螺栓13与圆柱状刀盘(即刀盘1)的外侧壁螺纹连接，并位于升降滑块9的一侧；拨杆14固定设置于第二螺栓13的头部，升降滑块9的朝向第二螺栓13的一侧设置有开口9-1，拨杆14嵌置于开口9-1内，转动第二螺栓13能够通过拨杆14拨动升降滑块9升降，上述拨杆14与第二螺栓13组合形成一种旋转式滑块结构，可实现对第二铣刀片3的高度的微调节(或者称之为“精调节”)，以确保对第二铣刀片3高度调节的精度。上述拨杆14固定于第二螺栓13的头部，可通过不同方向旋转第二螺栓13，达到拨杆14拨动升降滑块9的效果，可以使升降滑块9上升或下降。一般情况下，在通过定位环7调节升降滑块9的高度时，第二螺栓13并未插入圆柱状刀盘(即刀盘1)的侧壁，可在定位环7粗调完成后再安装第二螺栓13，对升降滑块9进行精调。实际操作中，第二螺栓13也可以始终安装在圆柱状刀盘(即刀盘1)上，当拨杆14嵌入开口9-1内时，由于调节范围属于微米级，所以拨杆14并不影响升降滑块9的粗调。作为优选方式，可以将拨杆14设计为等腰梯形块结构，且等腰梯形块结构的大头端固定于第二螺栓13的头部，等腰梯形块结构的小头端则嵌入开口9-1内。其中，拨杆14的沿着刀盘径向的长度(或者说是厚度)可以根据实际生产需求设计为大于、等于或小于升降滑块9的沿刀盘径向的长度(或者说是厚度)。

基于上述铣削刀组100的铣削方法，具体过程和原理如下：

首先将刀盘1固定于外设刀柄。然后，通过旋转定位环7将第二铣刀片3粗调节至相应的高度，然后通过圆孔六角螺钉12将定位环7固定于对应的定位孔10；然后通过转动第二螺栓13对升降滑块9进行精调节，将第二铣刀片3精调节至相应的高度，此时第二铣刀片3相对第一铣刀片2调低30微米～50微米。此时第一铣刀片2和第二铣刀片3均固定在相应的安装槽5内，第一铣刀片2主要由其侧面的紧固块6-1固定，第二铣刀片3除了由相应的紧固块6-1固定之外，还通过升降滑块9进行支撑。最后，将待铣工件定位，将刀盘1整体调整为轴向垂直于待铣工件表面，然后驱动外设刀柄转动，同时刀盘1向待铣工件给进或将待铣工件向刀盘1给进，第一铣刀片2和第二铣刀片3开始对待铣面铣削，其中第一铣刀片2起主要切削作用，第二铣刀片3起修光作用。

在蠕墨铸铁加工过程中，双刀片的铣削方式可以提高工件表面质量。然而，对于同时装有两种刀片的刀盘结构，常对刀片安装高度有一定要求，需要用对刀仪器针对刀片高度逐一调节。本实施例的第二铣刀片3的安装槽5下方(图2所示的视角)设置可移动的升降滑块9，升降滑块9通过定位环7支撑，当定位环7顺着外螺纹8上升或下降时，会带动每个升降滑块9同步上升或同步下降，进而控制各第二铣刀片3的安装高度，方便了对第二铣刀片3高度的调节，有效节省了切削前的准备时间。同时升降滑块9一侧开口9-1内嵌套的拨杆14，通过第二螺栓13的顺(逆)时针旋转可带动升降滑块9升降，从而微调第二铣刀片3的高度，保证第二铣刀片3的安装精度。

此外，针对蠕墨铸铁刀片磨损严重从而加工后工件表面质量难以得到保证现象，提出一种铣削方法，即在刀盘1工作时，第二铣刀片3的安装高度比第一铣刀片2低30微米到50微米，且第二铣刀片3的前角要比第一铣刀片2的前角大3度到5度。在铣削加工过程中，第一铣刀片2起主要切削作用，第二铣刀片3起修光作用，两种刀片配合加工以提高蠕墨铸铁加工后的工件表面质量。

由此可见，本实施例中提出的铣削刀组，通过第一铣刀片和第二铣刀片安装时形成的高度差使加工过程中第一铣刀片起主要切削作用，第二铣刀片起修光作用，两种铣刀片配合加工以提高加工后工件的表面质量。其中，第一铣刀片和第二铣刀片的拆装方便，第一铣刀片位置相对固定，通过高度调节装置各第二铣刀片相对第一铣刀片的位置进行同步调节，高度差调节一步到位，过程方便快捷，有利于提高生产效率，有效解决了现有刀盘需要对两种刀片高度分别逐一调节，且调节过程繁琐的问题。

此外，本实施例的刀盘结构设计中，第二铣刀片可通过移动滑块与定位环的巧妙配合实现对第二铣刀片高度位置的粗调节，同时还可以通过移动滑块内嵌套的拨杆实现对第二铣刀片高度的微调节，进一步保障第二铣刀片的安装精度和调节精度。

本本实施例提出的铣削方法，采用上述铣削刀组进行，在保障第一铣刀片和第二铣刀片之间30微米～50微米的高度差的前提下，将第二铣刀片的前角角度设置为比第一铣刀片的前角角度大3°～5°，可在加工过程中第一铣刀片起主要切削作用，第二铣刀片起修光作用，两种铣刀片配合加工以提高加工后工件的表面质量。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。