非金属材料数控加工刀盘设计

简介

非金属材料由于其独特的性能特点，在工业和日常生活中应用越来越广泛，其切削加工性能和普通金属材料区别较大，需使用不同的加工装备及方式。目前加工非金属材料的方法有很多种，但效率最高、最经济、最容易实现的仍是机械加工方式。切削非金属材料需要针对性地使用合适的刀具、夹具、切削液，以及解决排屑这一关键性的问题。

对于一些材质较软的轻质非金属材料，例如泡沫、树脂、油泥、塑料及木材等，加工时常会出现撕裂、变形、扭曲和开裂等现象。此类材料的导热系数较低，在切削的时候切削热积聚比较严重，容易造成切削刀具的热变形、磨损以及工件的烧伤、变形等问题。切屑经常会粘附在刀具的切削刃上，对于不耐高温的材料，甚至会出现烧焦和熔化的情况，给加工质量带来极大的影响。排屑困难是加工此类材料面临的一个主要难点，尤其是在高速加工的过程中，由于刀具的进给速度和线速度都较高，对工件质量的影响表现地更为突出，此外，较重的刀具在高速旋转的时候对电主轴是有潜在危害的。

使用时，将刀片体通孔安装在数控机床的刀杆上，再通过连接主轴的管道连通到负压吸气装置上，而刀片体的进气通道的进气口连通鼓气吹风装置，形成相互独立的吸屑通道和吹屑通道，在对轻质非金属材料切削加工的时候，产生的切屑能在第一时间被设置在刀片体外表面容屑槽上开设的吹屑槽口中吹出的气流从刀片附近吹开，然后又被刀盘吸屑通道产生的负压气流带走，存入废屑收集箱中。

（1）相较于传统的借助改变铣刀片物理结构加强排屑能力以及其它在外围设置吹气排屑的方式，吹吸结合具有更加彻底的排屑效果，且本排屑方式中独特地采用了吹吸气路集成在铣刀片和主轴上的形式，结构简洁，易于控制；（2）主轴和铣刀片刀杆内部高速流动和吹出的气流能够很好地排散切削热，可以有效地改善高温给加工工件的表面质量以及刀具本身带来的不良影响；（3）采用排屑方式时所制造出来的配套铣刀片的刀体、刀杆均为设置有气道的空心结构，整体结构简单，质量轻，便于控制，对主轴的潜在伤害小。

机床、鼓气吹风装置、负压吸气装置和废屑收集箱，机床主轴的刀杆上安装铣刀片1，铣刀片1包括圆盘形的刀片体11、设置在刀片体11圆周上的锯齿12和设置在刀片体11中心的通孔13，相邻的锯齿12之间的刀片体11上设置容屑槽14，锯齿12上安装刀片15，刀片15迎向切削方向的侧面和底面分别设置侧面刀刃151和底面刀刃152，刀片体11内部设置与通孔13同圆心的环形吹屑气道16，容屑槽14上设置吹屑槽口141，环形吹屑气道16分别与设置在刀片体11的进气通道111和吹屑槽口141连通；刀片体11的底面设置两层的环形台阶面112，与中心的通孔13共同形成吸屑通道；刀片体11中心的通孔13与负压吸气装置连通；进气通道111的进气口与鼓气吹风装置管路连接。

吹屑槽口141设置在容屑槽14靠近迎向切削方向的刀片15的位置，并且吹屑槽口141吹出的风可以覆盖整个刀片15的切屑面。

进气通道111的进气口设置在刀片体11的顶面。刀片15的侧面刀刃151和底面刀刃152的前角均设置为45度。

使用时，将刀片体11通孔13安装在数控机床的刀杆上，再通过连接主轴的管道连通到负压吸气装置上，而刀片体11的进气通道111的进气口连通鼓气吹风装置，形成相互独立的吸屑通道和吹屑通道，在对轻质非金属材料切削加工的时候，产生的切屑能在第一时间被设置在刀片体11外表面容屑槽14上开设的吹屑槽口141中吹出的气流从刀片15附近吹开，然后又被吸屑通道产生的负压气流带走，存入废屑收集箱中。