CN101351289A - 铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铣刀，该铣刀具有旋转轴线D并且由刀柄1和切削区域2组成。所述切削区域2具有至少一条平面切削刃3，所述平面切削刃大致垂直于所述旋转轴线D，并且在外周与主切削刃4交合、在中心与副切削刃5交合。所述副切削刃5沿着所述旋转轴线D的方向相对于所述平面切削刃3向后偏移。根据本发明，在所述平面切削刃3与副切削刃5之间的过渡区域中形成有制造为切削刃部分的凹口6。在端视图中沿着所述旋转轴线D的方向看，所述凹口6的最后点7位于所述副切削刃5的最前点8的后方，所述平面切削刃3和所述凹口6的与其邻接的部分之间的夹角α处于90°－175°的范围内，并且所述平面切削刃3与所述凹口6的和所述副切削刃5邻接的部分之间的夹角β处于3°－90°的范围内。所述凹口6的和所述副切削刃5邻接的部分与所述副切削刃5之间的夹角γ处于90°－177°的范围内。

Description

铣刀
技术领域
本发明涉及一种铣刀，该铣刀由具有旋转轴线D的刀柄和带有至少一条平面切削刃的切削区域组成，其中该平面切削刃大致垂直于上述旋转轴线延伸并且在外周与主切削刃交合、在中心与副切削刃交合，该副切削刃沿着旋转轴线方向相对于平面切削刃向后偏移。
背景技术
这类铣刀经常用于插入铣，也就是说刀具沿圆周方向或倾斜地向待加工工件表面中插入至期望的深度，然后借助于横向进给运动去除将要被切除的其它材料。在插入铣过程中，主切削刃与平面切削刃连同位于这两者之间的倒角区域沿着主切削方向进行预切并且同时进行主切削加工，而具有平面切削刃和副切削刃的切削刃几何形状的尾部区域在相对一侧接合到主切削方向上。
例如在EP-A-0 416 901或者在EP-A-0 457 488中披露了这样的铣刀，其中由可更换的可转位切削刀片形成切削区域。
特别是在副切削刃的走向为倾斜的情况下并且/或者在这种铣刀进行倾斜插入铣的情况下，产生沿径向作用在刀具上的切削力，该切削力沿侧向推挤刀具并且引起振动。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种铣刀，其中在插入铣过程中可以防止产生不期望的与振动有关的径向推挤。
根据本发明，通过如下方案实现本发明的目的：在所述平面切削刃与副切削刃之间的过渡区域中形成至少一个制造为切削刃部分的凹口，并且在端视图中沿着所述旋转轴线D的方向看，所述凹口的最后点位于所述副切削刃的最前点的后方，所述平面切削刃和与其邻接的凹口部分之间的夹角α处于90°-175°的范围内，并且所述平面切削刃与所述凹口的和所述副切削刃邻接的部分之间的夹角β处于3°-90°的范围内，所述凹口的和所述副切削刃邻接的部分与所述副切削刃之间的夹角γ处于90°-177°的范围内。
由于所述平面切削刃与副切削刃之间的特定的凹口，可实现将切削刃的几何形状嵌入工件中，从而产生刀具沿径向的稳定性。由此所述刀具具有平滑运动而不发生振动，从而可以在切削过程中实现更大的进给率，以及在刀具插入工件铣削的过程中实现更大的倾斜度。此外，根据本发明的刀具可以制造成具有更长的悬伸长度，从而例如用于涡轮叶片或整体部件的铣削。
重要的是所述角度处于指定的范围之内。
如果所述平面切削刃和与其邻接的凹口部分之间的夹角α小于90°，则会出现不利的切削力分布和不利的切屑形成。如果此夹角大于175°，则所述凹口无法实现足够良好的稳定效果。
如果所述平面切削刃与所述凹口的和所述副切削刃邻接的部分之间的夹角β小于3°，同样无法实现刀具的足够良好的稳定性。如果此夹角大于90°，特别是在副切削刃相对于平面切削刃倾斜的情况下，在所述副切削刃和与其邻接的凹口部分之间的过渡区域存在断裂的危险。
如果所述凹口的和所述副切削刃邻接的部分与所述副切削刃之间的夹角γ大于177°，则在切削过程中刀具的稳定性不够，而在夹角γ小于90°的情况下，在所述副切削刃和与其邻接的凹口部分之间的过渡区域同样存在断裂的危险。
最适宜沿着垂直于如下假想平面的视图对铣刀上各角度进行精确定义，其中该假想平面通过主切削刃与平面切削刃之间的刀尖以及铣刀的旋转轴线。将切削刃的所有各点投影到此平面上，由此出现的切削刃轮廓连线形成用于定义各角度的基础。
根据本发明的铣刀具有更长的使用寿命和更高的操作稳定性。
凹口本身的形状可以不同。一般来说，可以想到V形、弓形或梯形的凹口。在这种情况下，重要的是所述凹口的与所述平面切削刃邻接的部分及所述凹口的与所述副切削刃邻接的部分的角度处于指定的范围内。在弓形凹口的情况下，所述副切削刃与平面切削刃之间的过渡区域的切线可确定各角度位于根据本发明的范围内。
在这种情况下，在优选范围内，所述平面切削刃和与其邻接的凹口部分之间的夹角α处于120°-150°的范围内，并且所述平面切削刃与所述凹口的和所述副切削刃邻接的部分之间的夹角β处于10°-45°的范围内。
所述凹口的深度取决于所述切削区域的尺寸，并且一方面所述凹口的深度应尽可能浅，另一方面所述凹口的深度仍然要能够实现刀具在切削过程中具有足够良好的稳定性。
已证实如果所述凹口相对于所述副切削刃最前点的最大深度t处于0.1-1mm的范围内，则是特别有利的。
特别有利的是，可以借助于一个或更多个可更换的切削刀片来实现根据本发明的铣刀的切削刃几何形状，特别是这种切削刀片具有大致矩形的基本形状，其中副切削刃大致平行于平面切削刃；或者具有大致菱形的基本形状，其中副切削刃相对于平面切削刃倾斜。
在菱形基本形状的情况下，已证实这样的情况是特别有利的：使所述副切削刃相对于所述平面切削刃的夹角δ处于20°-40°的范围内，并且将所述凹口制造成夹角α在140°-150°的范围内、夹角β在10°-30°的范围内的V形凹口。
附图说明
下面借助附图对本发明进行更详细的说明，其中：
图1显示了根据本发明的带有可更换切削刀片的铣刀的斜视图，
图2显示了根据图1的铣刀的放大切削区域，
图3显示了用于根据图1和图2的铣刀的切削刀片的斜视图，
图4显示了根据图3的切削刀片的俯视图，
图5显示了根据图4的切削刀片的局部俯视图，
图6显示了根据本发明的切削刀片的变型的局部俯视图，
图7a-d显示了根据本发明的具有不同形状凹口的切削刀片的多种变型，
图8显示了根据本发明的具有一体切削区域的紧凑型铣刀的斜视图，
图9显示了根据图8的铣刀的放大切削区域。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的铣刀上用于可更换切削刀片9的切削区域2。为了清晰，根据本发明的角度α、β、γ以及δ没有示出在装备有切削刀片的铣刀上，而是在垂直于支撑面10的视图中示出在切削刀片9自身上，其中由于刀具中的支撑面沿轴向倾斜的安装角度，使得上述各角度相对于在刀具上测量的角度发生微小的变化。切削区域2具有大致垂直于铣刀的旋转轴线D延伸的平面切削刃3。大致垂直于旋转轴线的含义是，为了产生尽可能平坦的铣削表面，尽管力求得到精确垂直于旋转轴线延伸的平面切削刃3，但是实际上，为了便于切削，不得不维持最多1°的较小角度。平面切削刃3在外周经由设计成圆弧形的刀尖与大致沿着旋转轴线D的方向延伸的主切削刃4交合。在可转位切削刀片的形成中，其中主切削刃4以大的过渡半径与平面切削刃3交合，可将平面切削刃3限定为此过渡半径的较短端部。在旋转轴线D方向上的中心侧，平面切削刃3与副切削刃5交合，该副切削刃相对于平面切削刃3的夹角δ为35°。在图5中详细地示出了此角度。
在平面切削刃3与副切削刃5之间的过渡区域中形成有V形的凹口6，将该凹口6制造为切削刃部分，并且从旋转轴线D的方向看，凹口6的最后点7位于副切削刃5的最前点8的后方。
可以从图3和图4中了解带有相关角度的此凹口6的精确设计，其中示出了如图1和图2所示的根据本发明的铣刀的切削刀片9。凹口6的和平面切削刃3邻接的部分与平面切削刃3之间形成145°的夹角α。
凹口6的和副切削刃5邻接的部分与平面切削刃3之间形成11°的夹角β。
原则上，切削刀片9设计为具有彼此相对布置的两个相同切削刃的正型可转位切削刀片，也就是说所有的切削刃或切削刃部分3、4、5以及6只在彼此镜向对称的相对两侧上形成于后刀面12、12a与前刀面11的交线上，从而该可转位切削刀片可以通过旋转而使用两次。
另外，同样可以想象出负型可转位切削刀片的型式，其中在支撑面10与后刀面的交线上还另外形成切削刃或切削刃部分，从而该可转位切削刀片可以通过翻转及旋转总共使用四次。
从图3中可以了解到切削刀片9的支撑面10和相对的前刀面11通过后刀面12、12a、12b彼此连接，在后刀面12、12a与前刀面之间的交线上形成有独立的切削刃或切削刃部分3、4、5以及6。
沿切削刀片9的纵轴线的方向看，凹口6的后点7位于副切削刃5的最前点8的后方。在切削刃部分的设计为凹口6的区域中，后刀面12形成为具有相同后角的一个整体，而在平面切削刃3、副切削刃5以及主切削刃4的区域中，后刀面12分成为两部分，即上侧窄部12a和下侧后缩的较宽部分12b。
后刀面部分12a的后角小于后刀面部分12b的后角，从而在切削刃上受到最高应力的区域中，可获得切削刃良好的稳定性以及在切削过程中切削刀片的足够的间隔。
图6示出了根据本发明的铣刀的切削刀片9的变型，在该变型中，副切削刃5平行于平面切削刃3延伸，因此这两条切削刃彼此之间形成的夹角δ等于0°。
图7a～7d显示了凹口6可以设计的更多可能的变型，但本发明并不局限于这些变型。
在这种情况下，唯一必要的是各凹口6的与平面切削刃3或副切削刃5邻接的部分、或者这些部分在各过渡点的切线的角度范围在要求的范围内。
凹口6在图7a中设计为圆弧形，在图7b中为椭圆形，在图7c中为梯形并且在图7d中为复合曲线形状。
图8和9示出了在根据本发明的例如由钢或硬质合金制成的紧凑型铣刀上的切削区域2，在平面切削刃3与副切削刃5之间也形成有V形凹口6。凹口6的和平面切削刃3邻接的部分与平面切削刃3形成145°的夹角α，并且凹口6的和副切削刃5邻接的部分与平面切削刃3形成11°的夹角β。
凹口6的和副切削刃5邻接的部分与副切削刃5之间的夹角γ等于134°。
相对于平面切削刃3稍微后缩的副切削刃5平行于平面切削刃，从而夹角δ等于0°。

Claims (8)

1.一种铣刀，其由具有旋转轴线D的刀柄(1)和具有至少一条平面切削刃(3)的切削区域(2)组成，所述平面切削刃大致垂直于所述旋转轴线D延伸，并且在外周与主切削刃(4)交合、在中心与副切削刃(5)交合，所述副切削刃(5)沿着所述旋转轴线D的方向相对于所述平面切削刃(3)向后偏移，其特征在于，在所述平面切削刃(3)与副切削刃(5)之间的过渡区域中形成有至少一个制造为切削刃部分的凹口(6)，并且在端视图中沿着所述旋转轴线D的方向看，所述凹口(6)的最后点(7)位于所述副切削刃(5)的最前点(8)的后方，所述平面切削刃(3)和所述凹口(6)的与其邻接的部分之间的夹角α处于90°-175°的范围内，并且所述平面切削刃(3)与所述凹口(6)的和所述副切削刃(5)邻接的部分之间的夹角β处于3°-90°的范围内，所述凹口(6)的和所述副切削刃(5)邻接的部分与所述副切削刃(5)之间的夹角γ处于90°-177°的范围内。
2.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于，所述夹角α处于120°-150°的范围内，并且所述夹角β处于8°-35°的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于，所述凹口(6)相对于所述副切削刃(5)的最前点(8)的最大深度t处于0.1-1mm的范围内。
4.根据权利要求1至3中之一所述的铣刀，其特征在于，所述副切削刃(5)相对于所述平面切削刃(3)的夹角δ在20°-40°的范围，并且所述凹口(6)是夹角α在140°-150°的范围内、夹角β在10°-30°的范围内的V形设计。
5.根据权利要求1至4中之一所述的铣刀，其特征在于，所述切削区域(2)由至少一个可更换的切削刀片(9)形成。
6.根据权利要求5所述的铣刀，其特征在于，所述切削刀片(9)具有大致矩形的基本形状。
7.根据权利要求5所述的铣刀，其特征在于，所述切削刀片(9)具有大致菱形的基本形状。
8.用于根据权利要求5至7中之一所述的铣刀的切削刀片(9)，其特征在于，所述切削刀片(9)由支撑面(10)、与所述支撑面(10)相对的前刀面(11)以及连接所述支撑面(10)和所述前刀面(11)的后刀面(12、12a、12b)组成，至少在所述后刀面(12、12a)与前刀面(11)之间的交线上形成有独立的切削刃或切削刃部分(3、4、5、6)。
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