本發明涉及含能材料機械加工技術領域，具體涉及一種適于含能材料機械加工的滾切自潤滑刀具。

背景技術：

高能炸藥PBX(Polymer Bonded Explosives，高聚物粘結炸藥)是一種綜合性能優良的含能材料，作為戰略武器和常規先進武器戰斗部的主裝炸藥，廣泛應用于陸、海、空和二炮各類武器系統中，是武器裝備系統中的核心材料之一。該材料因剛度和強度較低，熱膨脹系數大，并具有一定的粘彈性，是一種非常特殊的非均質宏觀同性微觀各向異性的復合材料，并且在加工特性上所表現出的軟、粘、脆、彈綜合性能復雜的特征，一定程度上影響產品的加工質量和生產安全。

鑒于含能材料產品加工的特殊性，使得很多新型特種加工方法難于在該領域進行推廣和應用，傳統的分步隔離式機械加工方法仍舊占據主導地位，但這其中存在一些生產安全和表面質量問題，現已成為含能材料機械加工領域的技術瓶頸之一，嚴重制約著其向前發展，如常用機械切削過程中的摩擦生熱及放電問題、材料切削去除區域冷卻潤滑不充分等問題都會帶來較大的安全隱患，而刀具刃口的磨損和破壞問題、刀具廓形和機床運行精度問題，材料受沖擊和振動引發切削失穩導致的加工表面凹坑、崩邊等質量問題均十分迫切。此外，含能材料的低排放綠色加工制造問題，尤其是機加廢液的凈化處理和循環使用新方法一直以來都是領域內關注的重點。因此，立足含能材料的現有成熟加工技術，改進生產設備、優化切削工藝，采用滾動切削自潤滑加工技術實現含能材料的減磨降熱切削和微量噴霧潤滑加工，將成為解決上述問題的有效途徑。

目前，領域內已經成熟應用于含能材料精密加工的主要技術途徑有車削、銑削、鉆削及微量修磨等通用機械加工方法，如捷克OZM公司利用自身多年含能材料測試與實驗儀器開發的技術優勢，率先開發出一款四軸聯動的遠程加工車銑復合加工中心，該設備可以對多種含能材料，如推進劑、高能含能材料等進行安全、高效的切削加工，但限于技術保護等原因，該設備對我國禁運。英國的AWE研究所通過對含能材料加工特性的系統研究早在上世紀90年代初就已經成功改造和再設計出能夠滿足加工要求的數控車削機床，該設備具有遠程操作、安全防護、在線監控與報警等多項功能，但其僅限于回轉體零件的加工和制造，生產效率不高，且產品加工質量和本質化安全水平有限。此外，美國LLNL實驗室在運用傳統切削加工的基礎上，積極尋求新的含能材料加工和拆解技術，如高壓液氮切割技術、高壓水射流切割技術、飛秒激光加工技術以及3D打印技術等，但這些新技術均處在研究階段，并不能完全勝任生產加工，效率較低和成本昂貴成為限制其發展的重要問題。而在國內，中國兵器工業第58所針對含能材料小批量生產的需求，研究了用于含能材料機械加工的專用數控機床及其成套輔助加工設備，但該設備主要用于回轉體零件的簡單成型加工以及新型裝備部件的試制等，僅具有傳統數控車削加工能力，并未顯著提升機械加工本質化安全水平和綠色制造功能。石家莊北方設計院為簡化傳統彈藥熔鑄或模壓生產工藝，提高彈藥拆解效率，設計開發出一款可用于含能材料機械加工的車銑復合機床，適用于兵器領域中的新型、異型藥柱的加工和彈藥剖解，但該設備改造成本較高，協調加工能力和機床系統穩定性有待深入評估。此外，中物院化工材料研究所雖然已經從事含能材料機械加工工作多年，且已形成較為系統的生產過程管控制度，但加工方法基本沿用傳統的金屬加工模式，對含能材料的加工機理和本質化安全防護技術正在開展深入的研究工作，以期適應本領域內存在的生產安全、加工優質和快速高效的實際需求。

綜上所述，有關含能材料機械加工設備改進和新型技術的應用問題，均存在著不同程度的推廣難度，究其原因主要在于：1)加工安全性對新型技術設備和加工工藝的嚴峻考驗；2)改造設備的可靠性與優化工藝流程實現優質加工之間的矛盾；3)目前成熟應用的切削和剖解工藝鏈冗長，本質安全的專用加工設備開發或改造成本較高，新技術和新工藝實施周期較長。因此，立足含能材料現有成熟加工技術，設計研發一套安全可靠、簡易實用的加工方法和集成部件對解決生產中的實際問題十分有益。

技術實現要素：

本發明克服了現有技術的不足，提供一種結構簡單，使用方便的適于含能材料機械加工的滾切自潤滑刀具。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種適于含能材料機械加工的滾切自潤滑刀具，它包括滾刀桿，所述滾刀桿一端開設有定位孔，所述定位孔內安裝有滾刀頭，所述滾刀桿一側安裝有管接頭，所述滾刀桿內設置有切屑液管道，所述切削液管道一端與管接頭連通，另一端與滾刀頭連通。

本技術方案中通過螺釘壓緊方式將滾刀桿安裝在含能材料加工機床的刀座上，并將滾刀桿通過管接頭連接加工現場的冷卻系統，這樣就能使本刀具與加工設備實現簡易集成配置，再通過切削液管道分別將管接頭和滾刀頭連通，這樣就能通過冷卻系統將切削液引入滾刀頭，實現滾刀頭的潤滑。

更進一步的技術方案是，所述滾刀頭包括滾刀架，所述滾刀架上端通過頂絲固定安裝在定位孔內，所述滾刀架下端安裝有滾刀軸，所述滾刀軸上安裝有滾刀片，所述滾刀架一側通過緊定螺釘裝有壓板，所述壓板與滾刀軸連接，所述滾刀架內設置有中心孔，所述中心孔的孔徑小于等于0.35mm，并且所述中心孔的一端與切削液管道連通，另一端正對滾刀片的切削刃口。

更進一步的技術方案是，所述中心孔的孔徑為0.35mm。

本技術方案中首先將滾刀架通過頂絲固定安裝在滾刀桿底端的定位孔內，在需要調節滾刀片刃口的傾斜程度時，可以先將頂絲取下，然后旋轉滾刀架，使滾刀架在定位孔內轉動，當滾刀架旋轉到合適位置時，再通過頂絲將滾刀架鎖緊定位，從而通過改變滾刀架在定位孔中鎖緊的位置實現滾刀片刃口的傾斜程度的調節，進而依靠滾刀片傾斜程度的調整完成對工件的傾角滾切加工；其次，通過緊定螺釘將壓板大端(即壓板的上端)鎖緊在滾刀架上，其小端(即壓板的下端)覆蓋在錐形滾刀軸粗頭部位即可以實現對滾刀軸的端面壓緊，最后在滾刀架內部開設中心孔，中心孔一端與切削液管道連通，另一端正對滾刀片的切削刃口，并且中心孔的孔徑為0.35mm，這樣通過設置孔徑很小、末端縮口的中心孔(如拉法爾噴管形、錐口形)，可以使切削液管道內的切削液通過中心孔時由于小孔節流效應，使切削液霧化，從而實現對滾刀片的霧化噴淋，從而達到降低切削液用量以及提高潤滑效果。

更進一步的技術方案是，所述滾刀片中心開設有錐度孔，所述滾刀軸穿過錐度孔與滾刀片間隙配合安裝。

本技術方案中滾刀片中心開設的錐度孔，其具有一定錐度，與同樣具有錐度的滾刀軸配做后間隙配合安裝，滾刀片與滾刀軸具有自定心功能，且同軸度小于等于0.005mm，并且采用緊定螺釘和壓板實現滾刀軸的端面鎖緊定位，錐形滾刀片與滾刀軸的磨損后仍可保持自定心配合，而且在切削中錐形配合模式可以保證滾刀片具有一定的抗軸向傾覆的能力，確保滾切過程刀具的回轉的穩定可靠。

更進一步的技術方案是，所述滾刀桿另一端設置有定位槽，所述定位槽的垂直度小于等于0.2mm。

更進一步的技術方案是，所述定位槽上安裝有螺栓。

本技術方案中通過在滾刀桿另一端設置定位槽，定位槽上設置螺栓，通過螺栓可以將其它橫置或豎置通用刀具安裝在滾刀桿上，從而增加本刀具的通用性，可以實現與其他標準刀具的快速組合使用。

更進一步的技術方案是，所述的滾刀桿和滾刀頭同軸設置，并且滾刀桿和滾刀頭之間的同軸度小于等于0.03mm。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發提供的滾切自潤滑刀具，實現適于含能材料機械加工的新型切削加工方法研究，完成加工過程的減磨降溫控制和微量高效潤滑技術的實際應用，具有提升含能材料機械加工本質化安全水平和此類產品表面加工質量的顯著特征。該裝置具有結構簡單，使用方便，裝夾可靠，效用明顯，成本低廉，易與機床集成和拆卸等優點，同時本發明由于采用滾刀片與滾刀軸的錐形自定心配合模式安裝，滾刀片切削磨損均勻而且磨損后刀片仍保持較高的定心精度，回轉誤差很小，該誤差對應于一般非滾切圓弧刀具的廓形誤差(制造誤差+磨損誤差)，從而實現對刀具廓形誤差導致的產品尺寸精度的降低問題具有有效控制，可顯著提高產品質量一致性。

2、本發明立足含能材料現有成熟機械加工工藝，與目前通用加工設備配合使用，引入微量潤滑和滾切加工方式對滿足PBX復合炸藥零件的表面優質加工十分有益，同時對產品切削發熱、放電和沖擊失穩等問題具有有效的抑制作用，為實現此類工件的安全、綠色、優質加工提供了新方法。

附圖說明

圖1為本發明一種實施例的適于含能材料機械加工的滾切自潤滑刀具結構示意圖。

圖2為本發明第二種實施例的適于含能材料機械加工的滾切自潤滑刀具結構示意圖。

圖3為本發明第三種實施例的適于含能材料機械加工的滾切自潤滑刀具結構示意圖。

如圖所示，其中對應的附圖標記名稱為：

1滾刀架，11切削液管道，2管接頭,3滾刀頭,31滾刀架,32緊定螺釘,33壓板,34滾刀軸,35滾刀片,36中心孔，4螺栓,5頂絲,6定位槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步闡述。

如圖1-3所示的適于含能材料機械加工的滾切自潤滑刀具，它包括滾刀桿1，所述滾刀桿1一端開設有定位孔，所述定位孔內安裝有滾刀頭3，所述滾刀桿1一側安裝有管接頭2，所述滾道桿1內設置有切屑液管道11，所述切削液管道11一端與管接頭2連通，另一端與滾刀頭3連通。所述滾刀頭3包括滾刀架31，所述滾刀架31上端通過頂絲5固定安裝在定位孔內，所述滾刀架31下端安裝有滾刀軸34，所述滾刀軸34上安裝有滾刀片35，所述滾刀架31一側通過緊定螺釘32安裝有壓板33，所述壓板33與滾刀軸34連接，所述滾刀架31內設置有中心孔36，所述中心孔36的孔徑小于等于0.35mm，并且所述中心孔36的一端與切削液管道11連通，另一端正對滾刀片35的切削刃口。

為了確保本發明的最終使用精度和系統可靠性，對其關鍵零部件的制造和裝配的精度應當提出合理的精度要求，本實施例中優選的實施方式為，所述的滾刀桿和滾刀頭同軸設置，并且滾刀桿和滾刀頭之間的同軸度小于等于0.03mm，所述滾刀桿另一端設置有定位槽，所述定位槽的垂直度小于等于0.2mm，所述滾刀片中心開設有錐度孔，所述滾刀軸穿過錐度孔與滾刀片間隙配合安裝，自定心同軸度小于等于0.005mm，上述參數設置是通過多年的工藝摸索而確定的經濟形參數，已經能夠滿足常見含能材料機械加工的精度和換到周期要求，尤其是滾刀軸和滾刀片的耐磨材料選用(如金剛石、CBN等超硬材料)，以及兩者之間的錐形配合模式和精度保證對滾切中動潤滑膜的形成十分有益，可顯著降低配伍副之間的磨損，提升滾切刀具系統的使用壽命。

以上具體實施方式對本發明的實質進行詳細說明，但并不能對本發明的保護范圍進行限制，顯而易見地，在本發明的啟示下，本技術領域普通技術人員還可以進行許多改進和修飾，需要注意的是，這些改進和修飾都落在本發明的權利要求保護范圍之內。