CN101983811B - 不等螺旋角立铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不等螺旋角立铣刀，包括切削部和柄部，所述整个切削部设有多个自底端向柄部螺旋延伸的排屑槽，各排屑槽朝向切削旋转方向的面为前刀面，所述前刀面与切削部的外周面相交形成外周刃，至少一个外周刃的螺旋角不同于其他外周刃的螺旋角，所述切削部的外周面中与外周刃相接的面为后刀面，在正交于立铣刀旋转轴线的平面上，各外周刃的刃瓣宽度B均相等。该不等螺旋角立铣刀具有强度高、可提高切削深度和耐用度的优点。

Description

不等螺旋角立铣刀
技术领域
本发明涉及金属切削加工领域，尤其涉及不等螺旋角立铣刀。
背景技术
铣削加工是一种不连续加工过程，在铣削过程中，立铣刀与被加工材料之间的切削运动使其受到冲击载荷，造成立铣刀的振动，当立铣刀的振动频率接近工件的固有频率时，就会导致共振，从而严重影响加工质量和刀具寿命。为了减少或者消除铣削加工过程中立铣刀的振动、提高加工质量和刀具寿命，目前对抗振立铣刀进行了许多的改进，例如公告号为CN101530930的中国专利文献公开了一种不等螺旋角立铣刀，该立铣刀形成有呈螺旋状扭转的多个外周刃，各外周刃的螺旋角与其它外周刃的螺旋角不同，从而外周刃在立铣刀旋转方向上的铣削时间间隔不相等，各外周刃切入工件的时间间隔也不等，各外周刃之间的夹角以及从底部外周刃到柄部的有效切削长度不相同，这样可防止在立铣刀主体上产生与工件的固有频率相同的周期性振动，从而避免引起共振，同时提高工件表面质量以及防止刀具过度磨损甚至崩刃。但是，在这样的不等螺旋角立铣刀中，切削刃沿轴线方向各处的刃瓣宽度不一致，因此各处的强度也不同，必然存在一个薄弱位置；排屑槽的直线部分与后刀面以钝角交叉，在立铣刀旋转方向后方侧的切削刃的刃瓣宽度变窄，因此立铣刀的切削刃的强度和刚性变差。因此，这种立铣刀在进行轴向大进给或大切深铣削时，切削刃破损的可能性很高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种强度高、可提高切削深度和耐用度的不等螺旋角立铣刀。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种不等螺旋角立铣刀，包括切削部和柄部，所述整个切削部设有多个自底端向柄部螺旋延伸的排屑槽，各排屑槽朝向切削旋转方向的面为前刀面，所述前刀面与切削部的外周面相交形成外周刃，至少一个外周刃的螺旋角不同于其他外周刃的螺旋角，所述切削部的外周面中与外周刃相接的面为后刀面，在正交于立铣刀旋转轴线的平面上，各外周刃的刃瓣宽度B均相等。
所述各外周刃的刃瓣宽度B的大小沿立铣刀轴向方向不变。
所述切削部的外径为D，所述各外周刃的刃瓣宽度B为0.16D～0.25D。
所述各外周刃的长度Ap为2.5D～5D。
所述后刀面包括第一后刀面、第二后刀面和第三后刀面。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的不等螺旋角立铣刀，在正交于立铣刀旋转轴线的平面上，各外周刃的刃瓣宽度B均相等，减小了各外周刃之间的强度差别，使本发明的立铣刀不仅可以通过抑制切削加工时的振动来提高工件的表面质量，而且还可保证立铣刀外周刃的整体强度和刚性，提高立铣刀的耐用度以及切削效率，为进行大进给、大切深铣削提供有利条件。各外周刃的刃瓣宽度B的大小沿立铣刀轴向方向不变，使各外周刃在沿立铣刀轴向方向上的强度基本保持不变，进一步提高外周刃强度的均衡性，避免外周刃在沿轴线正交的某个截面上出现个别薄弱部位，防止因局部磨损过快而导致立铣刀耐用度降低，进一步提高本发明的不等螺旋角立铣刀在大进给、大切深铣削加工中的优异表现。由于外周刃整体强度提高，外周刃的长度Ap可提高到切削部的外径D的2.5～5倍，以获得更高的切削效率和耐用度。后刀面包括第一后刀面、第二后刀面和第三后刀面，三个后刀面均采用平面后角磨削，可保证立铣刀各切削刃的刚性与强度，同时在实际生产中比较容易加工。
附图说明
图1是本发明的侧视结构示意图；
图2是图1中X－X的剖面放大图；
图3是图1中Y－Y的剖面放大图；
图4是图1中Z－Z的剖面放大图；
图5是用本发明立铣刀进行槽铣后的磨损图案的20倍放大图；
图6是用对比产品进行槽铣后的破损图案的20倍放大图。
图中各标号表示：
1、切削部；2、柄部；3、外周刃；4、排屑槽；11、后刀面；21、前刀面；111、第一后刀面；112、第二后刀面；113、第三后刀面。
具体实施方式
图1至图4示出了本发明的一种不等螺旋角立铣刀实施例，该立铣刀由硬质合金等硬质材料制成，整体呈圆柱状，其一端为保持圆柱状的柄部2，另一端为切削部1，柄部2用于与机床主轴连接，机床主轴可驱动立铣刀绕其中心轴线沿T向旋转对被加工件进行铣削加工。整个切削部1设有多个自底端向柄部2螺旋延伸的排屑槽4，本实施例中排屑槽4为4个，它们在立铣刀圆周方向上的间隔距离不相等，各排屑槽4朝向切削旋转方向的面为前刀面21，前刀面21与切削部1的外周面相交形成外周刃3，至少一个外周刃3的螺旋角不同于其他外周刃3的螺旋角，在本实施例中，一对外周刃3所成的螺旋角β1为38°，另一对外周刃3所成的螺旋角β2为41°，切削部1的外周面中与外周刃3相接的面为后刀面11，该后刀面11包括第一后刀面111、第二后刀面112和第三后刀面113，三个后刀面均采用平面后角磨削，从而可保证立铣刀各切削刃的刚性与强度，同时在实际生产中比较容易加工。在正交于立铣刀旋转轴线的平面上，各外周刃3的刃瓣宽度B均相等，减小了各外周刃3之间的强度差别，使本发明的立铣刀不仅可以通过抑制切削加工时的振动来提高工件的表面质量，而且还可保证立铣刀外周刃3的整体强度和刚性，提高立铣刀的耐用度以及切削效率，为进行大进给、大切深铣削提供有利条件。
本实施例中，各外周刃3的刃瓣宽度B的大小沿立铣刀轴向方向不变，使各外周刃3在沿立铣刀轴向方向上的强度基本保持不变，进一步提高外周刃3强度的均衡性，避免因个别薄弱部位磨损过快而导致立铣刀耐用度降低，进一步提高本发明的不等螺旋角立铣刀在大进给、大切深铣削加工中的优异表现。切削部1的外径为D，各外周刃3的刃瓣宽度B为0.16D～0.25D，本实施例中刃瓣宽度B为0.163D。各外周刃3的长度Ap为2.5D～5D，本实施例中为3.5D，由于外周刃3整体强度提高，外周刃3的长度Ap可得到大幅提高，使本发明的不等螺旋角立铣刀可获得更高的切削效率和耐用度。本发明除了可以应用于本实施例的直角立铣刀外，还可以应用于球头立铣刀、圆弧头立铣刀等。
以下结合对比试验对本发明的立铣刀的性能作进一步说明。
本发明的立铣刀与普通立铣刀对比，在如下切削条件下进行对比试验：
对比产品：采用不等齿距等螺旋角结构，槽形容屑空间较大，排屑流畅，另外刀具的刚性及强度较好。
切削参数：Vc=60m/min，fz=0.041mm/z，Ap=4mm，Ae=8mm
工件材料：不锈钢S316
刀具寿命标准：外周刃后刀面的磨损或破损，用VB值大小表示。
加工两小时后，对本发明的立铣刀和对比产品磨损或破损情况进行检测，结果如下：
本发明的立铣刀：VB=0.06mm，刃口微崩
对比产品：VB=0.091mm～0.098mm，刃口有较大崩缺
图5显示了本发明的立铣刀在在不锈钢S316工件上铣削出60条槽后的磨损图案，图6显示了对比产品在不锈钢S316工件上铣削出25条槽后的破损图案，可以看出，本发明立铣刀的后刀面11磨损几乎很小，刃口只是微崩，刀具的耐用度明显高于对比产品。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1. 一种不等螺旋角立铣刀，包括切削部（1）和柄部（2），所述整个切削部（1）设有多个自底端向柄部（2）螺旋延伸的排屑槽（4），各排屑槽（4）朝向切削旋转方向的面为前刀面（21），所述前刀面（21）与切削部（1）的外周面相交形成外周刃（3），至少一个外周刃（3）的螺旋角不同于其他外周刃（3）的螺旋角，所述切削部（1）的外周面中与外周刃（3）相接的面为后刀面（11），其特征在于：在正交于立铣刀旋转轴线的平面上，各外周刃（3）的刃瓣宽度B均相等。
2. 根据权利要求1所述的不等螺旋角立铣刀，其特征在于：所述各外周刃（3）的刃瓣宽度B的大小沿立铣刀轴向方向不变。
3. 根据权利要求1或2所述的不等螺旋角立铣刀，其特征在于：所述切削部（1）的外径为D，所述各外周刃（3）的刃瓣宽度B为0.16D～0.25D。
4. 根据权利要求1或2所述的不等螺旋角立铣刀，其特征在于：所述各外周刃（3）的长度Ap为2.5D～5D。
5. 根据权利要求3所述的不等螺旋角立铣刀，其特征在于：所述各外周刃（3）的长度Ap为2.5D～5D。
6. 根据权利要求1或2所述的不等螺旋角立铣刀，其特征在于：所述后刀面（11）包括第一后刀面（111）、第二后刀面（112）和第三后刀面（113）。
7. 根据权利要求5所述的不等螺旋角立铣刀，其特征在于：所述后刀面（11）包括第一后刀面（111）、第二后刀面（112）和第三后刀面（113）。
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