侧面超磨削加工 【技术领域】
本发明涉及在材料如镍合金或钛合金中加工复杂翼形的刀具和方法。
背景技术
以往使用多种方法加工翼形。这些方法包括侧面铣削、电化学加工(ECM)和公知的点铣削。但是这些方法很慢，所使用这些方法的刀具特别在加工淬火的合金材料如镍合金时的使用寿命不长。铣削过程中产生的切削力在工件上造成很大载荷，从而造成翼形偏斜和刀振，刀振又造成表面光洁度较差。如不另作处理如手工抛光或介质抛光，这些方法很难生成能满足部件要求的表面光洁度。
因此需要有一种加工时间缩短、载荷减小的用来加工复杂翼形的改进刀具和方法。
【发明内容】
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的加工复杂形状的刀具，它的加工时间短、载荷减小、表面光洁度提高。
本发明的另一个目的是提供使用寿命比公知刀具长的如上所述的刀具。
本发明的另一个目的是提供一种改进的复杂形状加工方法。
上述目地由本发明刀具和方法实现。
按照本发明，公开了一种可在超磨削加工中使用的刀具。该刀具大致包括一轴部、一与该轴部邻接的扩大头部和一与该扩大头部邻接的圆锥形磨削部。该圆锥形磨削部上有一层由金刚石和/或一立方氮化硼构成的磨料。该磨料可电镀到该磨削部上。为精加工凹槽，该刀具为一玻璃化小镗杆。
按照本发明，提供一种在一基体中超磨削加工翼形的方法。该方法大致包括下列步骤：提供一有一轴部、一扩大头部和其上有一层磨料的一圆锥形磨削部的刀具；把该轴部插入一磨削主轴中；以40,000-90,000RPM的主轴转速转动该刀具；以及使得该刀具接触一基体材料。
本发明刀具和方法的其他细节以及本发明的其他目的和优点见下面的详细说明和附图，在各附图中，相同部件用同一标号表示。
【附图说明】
图1为本发明刀具示意图；以及
图2示出在一机床中的图1刀具在一基体中形成一狭槽。
【具体实施方式】
下面参见各附图，图1示出在一基体材料如镍合金、钛合金或不锈钢中加工复杂翼形的一侧面超磨削加工刀具或小镗杆10。该刀具10有一轴部12、一扩大头部14和一圆锥形磨削部16。磨削部16用一倒角部18与头部14连接。
刀具10的轴部12用来插入一磨床的磨削主轴中。刀具10有一刀具围绕旋转的纵向轴线20。轴部12和头部14上各有多个供扳手使用的平面部分22。
刀具10可用任何公知的合适刀具材料如钢制成。
磨削部16上有一层由金刚石或一立方氮化硼构成的磨料24。磨料24可伸展在磨削部16的整个长度上，也可只伸展在一部分磨削部上。在该刀具的一优选实施例中，磨料24从圆锥形磨削部16的顶端25伸展到约为圆锥形磨削部16长度的70-75％的一点27处。
磨料24的粒度为40-400、最好为45-325。磨料24可电镀或钎焊到圆锥形磨削部16上。例如，磨料可为电镀到圆锥形磨削部16上的一立方氮化硼。为精加工凹槽，该刀具是在其磨削部16上有一层玻璃化磨料的一玻璃化立方氮化硼或金刚石刀具。为精加工凹槽，磨削部16上的磨料最好为玻璃化磨料，因为小镗杆10可经修整减小径向跳动、从而提高表面光洁度。此外，当磨料磨损时，可校正或磨尖以提高表面光洁度。玻璃化磨料有玻璃型陶瓷粘合材料，该玻璃型陶瓷粘合材料把磨料粘合在一起后，粘合到下面的刀具基体上。
为在基体材料30中形成复杂翼形，把刀具10插入一多轴线机床32的磨削主轴中。然后由机床32刀具10围绕其纵向轴线20以40,000-90,000RPM的主轴转速转动。通过一将油或水的润滑剂喷到刀具10和工件或基体材料30上的喷嘴(未示出)冷却和润滑该刀具。然后把刀具10移动到与基体材料30接触位置后操纵刀具，形成所需复杂形状如翼形。通过沿多个方向生成刀具路径的软件控制刀具10和机床32的运动。具体使用的软件随所要生产的部件的不同而不同。所形成的形状可遵照一用于诸如有一体化叶片的转子的部件上的翼形。
本发明方法优点在于可生成小于10微英寸的非常细的表面光洁度，而加工时间比公知侧面铣削、ECM或公知的点铣削方法短得多。本发明方法的载荷小，因此刀震和偏斜小。本发明超磨削加工刀具的使用寿命比用来生成一体化叶片的转子的用于公知方法的刀具的使用寿命长。
显然，按照本发明，提供了一种能完全满足上述目的、装置和优点的侧面超磨削加工刀具。尽管以上结合具体实施例说明了本发明，但本领域普通技术人员显然可根据上述说明作出其他替代方案、修正和改动。因此本发明覆盖落在后附权利要求的宽广范围内的替代方案、修正和改动。