CN102101192B - 用于精铣的端铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于精铣的端铣刀，该端铣刀包括可旋转基体和一个或多个可更换的铣削刀片，该可更换的铣削刀片中的每个铣削刀片包括前侧、后侧和经由切削刃过渡到该前侧的切屑表面。所述铣削刀片的工作的切削刃位于与所述基体的中心轴线垂直的参考平面中，且所述铣削刀片被镶装在所述基体中，使所述前侧与所产生的表面获得间隙。此外，所述铣削刀片以负径向角设置，这导致所述切削刃的后端点沿着圆形路径移动，所述圆形路径的半径大于前端点沿着移动的圆形路径的半径。根据本发明，所述铣削刀片的前侧和切屑表面彼此形成至多83°的角，所述铣削刀片的工作的切削刃是直的且在其整个长度上位于所述参考平面中，此外，所述负径向角达到至少70°。

Description

用于精铣的端铣刀

技术领域

本发明涉及一种意图用于精铣的端铣刀，该类型的端铣刀一方面包括基体，该基体可在预定的方向上围绕中心轴线旋转且具有前端表面以及与中心轴线同心的包络表面，并且该类型的端铣刀另一方面包括可更换的铣削刀片，该可更换的铣削刀片安装在刀座中且具有包括前侧、后侧和多个侧表面的多边形的形状，所述多个侧表面成对会聚于角部，且所述多个侧表面中的至少一个侧表面形成切屑表面，该切屑表面与前侧一起限定了切削刃，切削刃与假想参考平面相切，该假想参考平面垂直于中心轴线延伸且在向前方向上与基体的前端表面轴向间隔开，此外，铣削刀片的前侧以一定间隙角相对于参考平面倾斜，铣削刀片的切削刃在两个端点之间延伸，所述两个端点中的第一端点在铣刀旋转期间在第二端点前面且沿着圆形路径移动，该圆形路径的半径小于在旋转方向上位于后面的第二端点沿着移动的圆形路径的半径，此外，切削刃与假想径向线形成负径向角，该假想径向线从基体的中心轴线延伸且与切削刃的第一端点相交叉。

提供一种意图用于精铣或表面擦拭且特别适于加工短切屑金属如灰口铸铁、硬钢和铝的端铣刀的目的形成本发明的基础。端铣刀的期望性能是端铣刀应能够快速且有效地从未加工的或粗加工的工件剥离薄表面层(最大0.5mm)，且留下这样的表面，该表面的平滑度或其表面光洁度足以在许多应用中使研磨等形式的精加工变得不必要。

背景技术

开始提到类型的端铣刀之前已知于US4743144。但是，在这种端铣刀中，切削刃和连接切削刃的切屑表面为拱形弯曲形的或圆形的。这意味着工作的切削刃(取决于弯曲线或弧线的上升部)将更多或更少深入地切入正在加工的表面内，从而在完成的表面中引起明显的凹形槽(参见所述文献中的图11)。换句话说，表面光洁度远远达不到最佳，当铣削刀片为圆形且各个切削刃的弧线具有大的上升部时尤其如此。已知的端铣刀的另一缺点是其铣削刀片具有负的切削几何形状，即：前侧和后侧具有相等的形状和尺寸，由此沿拱形切屑表面的任何给定的母线垂直于前侧和后侧延伸。这意味着所要去除的材料将被(旋转地)推到切屑表面的前面且被压入工件表面内，而不是从工件表面被切掉或从工件表面剥离。US4743144中公开的端铣刀(其被示出配备有多个铣削刀片)的另一缺点是各个铣削刀片被可拆卸地安装在刀夹的刀座中，而刀夹则半永久性地固定在基体的外围槽中，更准确地说通过螺钉连接而固定在基体的外围槽中。与铣削刀片的刀座直接凹入适当的基体中的这样的铣刀相比，这种类型的刀夹引起很多问题，其中有端铣刀整体制造的复杂和昂贵以及为了在确切的相同的平面中定位所有工作的切削刃而调节铣削刀片的不方便性。就此而言，不能确保完全不可移动地安装在基体中的多个刀夹的简单存在构成了错误的危险来源。

发明内容

发明的目的和特征

本发明旨在消除前面已知的US4743144的端铣刀的上述缺点。因此，本发明的主要目的是提供一种能够从具有略微或适度地不均匀表面的工件去除薄表面皮同时产生具有极高表面光洁度的精加工表面的端铣刀。在旨在使用端铣刀的应用中，切削深度较不是重要的且实际上最大可达到约0.5mm，其中低至1μm的表面光洁度应是可达到的。本发明额外的目的是提供一种端铣刀，其能以每个加工表面单位较短加工操作的方式操作；所有的最终目的是将所述加工操作的成本降到最低。而且，刀具的可更换的铣削刀片应不仅是以允许快速切削工艺为目的而是容易切削的而且也坚固到保证最佳使用寿命和良好的加工经济性。本发明的又一目的是提供一种能配备有大量铣削刀片而没有使铣削刀片面临关于产生均匀表面所沿着的平面或线被错误安装的危险的端铣刀。而且，端铣刀的制造以及端铣刀的操作应能以有效且经济的方式实现。

根据本发明，主要目的至少由独立权利要求1的特征部分限定的特征来实现。根据本发明的端铣刀的优选实施例进一步在从属权利要求2-17中限定。

在进一步说明本发明之前，至关重要的是，当考虑本发明的铣削刀片时，保持本发明的铣削刀片一方面单独地在基体旁边而另一方面安装在基体中的特征分开。在第一状态中，铣削刀片被考虑且一般被限定在平面视图或侧视图中，其中出现的间隙、间隙角和倾角是额定的且与铣削刀片自身的中心轴线、其切屑表面以及其前侧和下侧有关。然而，在安装于基体中的状态中，铣削刀片的倾角和间隙角是功能性的或是有效的且取决于基体的几何形状。换句话说，所述角根据其是额定的(即仅对于铣削刀片本身特定的)或是有效的(即镶装在刀具中)而是不同的。

在接下来的内容中，端铣刀的具有多边形形式的铣削刀片的相同的表面被称为“侧表面”或“切屑表面”。因而，当引用多边形几何形状时使用名称“侧表面”，而“切屑表面”涉及的是与从工件去屑的配合的切削刃相关的表面的功能。

为了进一步方便理解本发明的本质，现在应弄清楚，一方面传统的平面铣削刀片以及另一方面US4743144中公开的以及为本发明的主题的类型的精铣削刀片之间的基本差异。可转位类型的具有均匀厚度的传统的平面铣削刀片通常具有平面形状，其特征为：一对上侧面和下侧面(或前侧面和后侧面)中的至少一个用作切屑表面，而通常薄的侧表面与切屑表面一起限定多个切削刃，该薄的侧表面用作间隙表面。每一个工作的切削刃包括去屑主刃、表面擦拭辅助刃或擦拭刃，其中先提到的去屑主刃沿着圆形路径旋转并实现适当的去屑，同时产生回转表面，而后提到的表面擦拭辅助刃或擦拭刃与其他铣削刀片的辅助刃一起在垂直于铣刀或基体的中心轴线延伸的平面中移动，以便产生平面表面。尽管关于所述平面形成某一设定角的主刃中的每一个主刃从工件切出切屑，但是在同一平面中操作的辅助刃实现所产生的平面表面的擦拭或平滑，而不产生具有可测量尺寸的任何切屑。就此而言，铣削刀片被镶装(tipped-in)在基体中，使得在旋转方向上在去屑主刃后面的相对较薄的侧表面或间隙面离开由铣削刀片产生的旋转对称的表面，同时在旋转方向上位于表面擦拭辅助刃后面的表面离开所产生的平面表面。为了允许可观的切削深度，去屑主刃通常比表面擦拭辅助刃长。

而且，根据US4743144的端铣刀中使用的铣削刀片一般具有平的基本形状，使得其前侧面和后侧面为平的且相互平行。然而，在此情形，前侧面和后侧面都不用作切屑表面，而相反地是在前侧面和后侧面之间延伸的相对较薄的侧表面。在这点上，各个切削刃被限定在切屑表面(其特征为拱形的或圆形的)和背离基体的前端表面的平面前侧面之间。因而，适当的去屑在与切削刃共同的平面中执行，而不是沿某些周边回转表面。

现有技术的进一步阐明

此外，主要地具有与根据US4743144的端铣刀相同设计的端铣刀已知于JP52-351609/1977。在此情形中，铣削刀片的工作的切削刃本身是直的且位于公共平面中，如根据本发明规定的那样。但是，该端铣刀的严重缺点是，一方面切削刃的负径向角非常有限(小于45°)，且另一方面铣削刀片的有效倾角(即，各个铣削刀片的切屑表面和所产生的平面表面之间的角度)是负的，即小于90°。有限的负径向角意味着，不仅当铣削刀片进入工件时而且也在其进入工件之后，铣削刀片都将受到非常大的应力。这与负倾角结合起来使得铣削刀片变为钝切削，脱落的金属材料往往会被向内/向下压靠于未加工的表面，而不是被带到远离未加工的表面的方向。此外，进给铣刀所需的力变得相当大。

附图说明

在附图中：

图1是示出根据本发明的配备有三角形铣削刀片的端铣刀的透视分解图，

图2是示出在以在工件上产生平面表面为目的而擦拭工件的过程中的端铣刀的透视图，

图3是示出端铣刀中包括的铣削刀片的透视图，更准确地说从斜着从后面看的透视图，

图4是示出从前面看的相同铣削刀片的平面图，

图5是示出从后面看的铣削刀片的平面图，

图6是铣削刀片的侧视图，更准确地说相对于参考平面处于倾斜状态，

图7是示出从前面看的铣刀基体的放大端视图，

图8是图7中放大的详细截面VIII-VIII，

图9是图7中放大的详细截面IX-IX，

图10-图12是具有方便理解本发明的功能的目的的一系列示意性和简化图片，

图13是示出根据本发明的端铣刀也可用于加工圆柱形或其他旋转对称包络表面的透视图，

图14是示出利用方形铣削刀片的端铣刀的可选实施例的透视分解图，

图15-图18是对应于图3-图6且示出方形铣削刀片的设计的一系列图片，

图19是三角形铣削刀片的可选实施例的后平面视图，

图20是图19中放大的详细截面XX-XX，

图21是根据图19的铣削刀片的前视平面视图，并且

图22是根据本发明的用于端铣刀的铣削刀片的另外可选实施例的透视图。

具体实施方式

图1和图2所示的根据本发明的端铣刀包括基体或铣刀本体1以及多个可更换的铣削刀片2。基体1包括前端3和后端4，中心轴线C1在前端和后端3、4之间延伸，基体可围绕中心轴线C1旋转，更具体地可在一个预定的旋转方向R上旋转。在该示例中，基体的前端表示为垂直于中心轴线C1延伸的平的、大体圆形的端表面3。旋转对称的、部分圆柱形的、部分圆锥形的包络表面5在朝向后的方向上从前端表面3延伸，包络表面5与中心轴线C1同心。在此情形中，后端4被包括在COROMANT类型的凸形连接部分6中，通过该连接部分6，基体能连接到机器的心轴，以将转矩传递到基体。拉动机构能插入中空空间6a中，通过该拉动机构，凸形连接部分能被拉入机器中包括的配合的凹形部分中。

在通常的方式下，基体1可由钢或铝制成，而各个铣削刀片由较硬材料如硬质合金、陶瓷、金属陶瓷等制成。

在该示例中，每个单独的铣削刀片2为三角形的且可转位的。为了允许转位，在此情形中，在三个不同的位置之间，铣削刀片2通常为均匀的厚度。

在图2中，示出了在精铣通常平面的过程中根据本发明的端铣刀，尽管在示意性示出的工件WP上的未加工的表面US为平行六面体形式，但是更具体地是铣刀在方向F上纵向进给，与此同时铣刀在旋转方向R上旋转。在这样做时，表面层SL被擦掉或剥掉，该表面层SL的厚度实际上可在0.1-0.5mm的范围内，同时露出精加工表面FS。在该示例中，铣削以向上铣削的方式进行，但是也可考虑向下铣削。

现参考图3-图6，以放大比例示出了铣削刀片2的详细设计。铣削刀片包括前侧7和后侧8，三个侧表面9在前侧7和后侧8之间延伸，三个侧表面9通常于指定为11的角部彼此相遇。限定铣削刀片的基本形状的几何三角形为等边的，其中在角部11相遇的每一对切削刃10之间的角度α达到60°。

根据本发明的铣削刀片2的特征一方面在于切削刃10为直的，且另一方面在于切削刃10可被认为具有正的、额定切削几何形状，更准确地说，通过使前侧7的面积大于后侧8的面积，前侧7和各个切屑表面9之间的角度β为锐角，即小于90°。在所示示例中，角度β达到79°。这意味着前侧7和垂直于切屑表面9的假想平面IP之间的额定间隙角γ(参见图6)将达到11°。实际上，角度β可不同于精确的79°。但是，其一方面应不大于83°而另一方面应不小于65°。

在该示例中，切削刃10被限定在前侧7和每一个侧表面9之间。换言之，在此情形中，铣削刀片包括三个交替使用的切削刃10，所有三个侧表面9靠近切削刃形成切屑表面。

如图5所示，切削刃10在两个端点15、16之间延伸，且在两个端点15、16之间具有指定为L1的长度。在形成主去屑切削刃的各个切削刃10的延伸中，在所示优选实施例中，形成了辅助切削刃12，更具体地说，其靠近角部11。在此示例中，其中铣削刀片具有三角形基本形状，辅助切削刃12为凸形的且通过被限定在前侧7和凸拱形角部表面13之间而呈拱形，凸拱形角部表面13形成在角部11彼此相遇的两个切屑表面9之间的过渡部。在此示例中，角部表面13在从辅助切削刃12向后的方向上渐缩且转变成具有均匀窄度的部分表面13a。

L2为辅助切削刃12在主直切削刃10的延伸中延伸出多远的测量值(如侧视图所示)。如图5所示，L2仅等于L1的一小部分(约1/80)，更具体地是因为切削刃12的半径相当小的缘故。当然，所述半径可以做得较大，其中L2相对于L1增大。也应提到，角部表面13可做成沿其在前侧7和后侧8之间的整个延伸部具有均匀窄度。

在所示示例中，不仅前侧7和后侧8都为平面，而且每个切屑表面9也为平面。就此而言，应指出，在该示例中，平面的后侧8包括由三角形缘状边界8b包围的浅埋头孔8a，其与基体直接接触。而且，切屑表面9也可为凹形的，如截面图所示。

通孔14在前侧7和后侧8之间延伸。该孔的中心线指定为C2，该孔为中心的，以致从其中心轴线C2到所有切削刃10和角部11的径向距离分别等大。除了圆柱形部分之外，孔14包括靠近前侧7的圆锥形表面14a(参见图4)。

铣削刀片的尺寸可相当大地变化。但是，实际上主切削刃10的长度L1可在5-25mm的范围内。为了使铣削刀片获得平的基本形状，其厚度T(参见图6)必须显著地小于切削刃长度L1。在所示示例中，厚度T达到切削刃长度L1的约25％。实际上，T应等于L1的至多40％且至少15％。

现参考图7、8和9，其中图7从前面以端视图示出基体1。应观察到，在该状态中基体被表示为呈现与图1和图2中的位置相同的位置，即，中心轴线C1水平地定向且端表面3竖直地定向。

在所示实施例中，基体1配备有十个可转位的铣削刀片2，该十个可转位的铣削刀片2被示出以36°的节距角沿基体的周边均匀分布。在根据图7的铣削刀片的安装状态中，三个切削刃10中只有一个是工作的，而两个其他的切削刃是不工作的。为了将切削刃的功能状态彼此分开，工作的切削刃设置有后缀“a”，而两个不工作的切削刃带有后缀“b”。

每个铣削刀片2安装在凹进到基体中的刀座或刀片座(通常指定为17)中。该刀座由底表面18和两个侧支撑表面19、20限定，如根据图7的平面图中观察到的，底表面18和两个侧支撑表面19、20相互形成60°的角度以便能够接纳铣削刀片2的内侧角部。在两个侧支撑表面19、20径向内侧，有间隙表面21，该间隙表面21中容纳铣削刀片的最内侧部分，而该最内侧部分不与侧支撑表面19、20接触。在所示的优选实施例中，刀座17外周地沿基体1设置，且刀座17不仅在端表面3中敞开而且也在包络表面5中敞开。

在刀座17的底表面18中，开有螺纹孔22，固定螺钉24(参见图1)上的阳螺纹23能拧入螺纹孔22中。该螺钉24除了阳螺纹23之外还包括用于压靠于孔12中的圆锥形表面12a的部分圆锥形螺钉头25，在本领域技术人员所知类型的示例中，该螺钉24被称为“弹性偏压的”螺钉。这意味着合适地由具有某种固有弹性的钢制成的螺钉能弯曲。由于铣削刀片中的中心孔12距离不工作的切屑表面9的距离比螺纹孔22距两个侧支撑表面19、20的距离略大，所以在紧固时螺钉不仅使铣削刀片的后侧8压靠于座的底表面18，而且也在径向向内的方向上挤压铣削刀片，使得两个不工作的切削刀片10b的切屑表面9压靠于侧支撑表面19、20。

实际上，不同的刀座17能例如通过沿其包络表面和端表面包括切削刃的柄端铣刀以非常高的尺寸精度来制造。这样，刀座能被铣出，使得底表面18关于基体的端表面3精确地定位在相同的水平上。

每个刀座17的空间位置为这样的性质，即：使得每个铣削刀片2上的工作的切削刃10a将与假想径向线A(参见图7)形成负径向角δ，该假想径向线A从基体的中心轴线C1延伸，且与切削刃10a的两个端点中的一个相交，即：与在铣刀旋转过程中在第二端点16前头的第一端点15相交。根据本发明，所述径向角δ应达到至少70°。

如图7进一步所示，工作的切削刃10a的前端点15在铣刀旋转过程中沿圆形路径S1移动，该圆形路径S1的半径指定为r₁，而在旋转方向上位于后面的第二端点16沿圆形路径S2移动，该圆形路径S2的半径指定为r₂。因为端点16比端点15距中心线C1更靠外定位，所以r₂当然r₁比大。在图7中，r₁和r₂之间的差指定为W。该测量值限定在铣刀旋转过程中(在没有工作台进给的情况下)由切削刃10a扫过的环形(圆形)表面的宽度。宽度测量值W取决于径向角δ以及切削刃长度L1，并且可从一种应用到另一种应用变化。在根据图7的示例中，W等于圆形路径S2的半径r₂的约12％，且实际中应在r₂的5-20％的范围内。换句话说，r₁应达到r₂的至少80％和至多95％。W的增加能通过增加切削刃长度L1或减小径向角δ或这些测量值的组合来实现。W的减小以相反的方式实现。

就此而言，应指出，切削刃10a的径向角δ甚至可以大于90°，但是只在假定r₂＞r₁时可以。

在图7中，应进一步指出，中心贯通通道26(也参见图1)开口于基体的前端表面3中。该通道的目的是将冷却介质或润滑剂从后面的驱动机器输送直到工作的铣削刀片。

现参考图8和9，其一方面示出各个铣削刀片2以某一间隙角ε镶装于基体1内，且另一方面示出所有铣削刀片2的工作的直切削刃10a定位在共同的参考平面RP上，该参考平面RP在向前方向上从基体的前端表面3轴向间隔开。在该示例中，该前端表面为平面且与参考平面RP平行。图8所示的间隙角ε实际上为适中的且可达到2°至3°的大小，该间隙角ε由刀座的相对于基体的前端表面3以相同角度ε定位的底表面18提供。就这点而言，铣削刀片围绕工作的切削刃10a镶装(也在图7的截面VIII-VIII指明)，由此铣削刀片的在旋转方向上处于切削刃10a后面/内部的整个前侧7将离开由切削刃产生的平面表面。换句话说，在操作中，前侧7将用作铣削刀片的间隙表面，而侧表面9用作切屑表面。

在图9中，“d”表示基体的前端表面3和参考平面RP之间的轴向距离。如果最大切削深度被计算出达0.5mm，则该测量值“d”必须大于0.5mm，但是不必明显超过该值。因此，该测量值“d”可有利地在0.5-1.0mm的范围内。如果铣刀被设计成用于小于0.5mm的最大切削深度，则“d”当然可以相应地减小。就此而言，应指出，沿工作的切削刃10a的整个长度被移除的切屑将侧向向外径向地被抛出铣刀，而不会进入在端表面3和所产生的工件的表面之间产生的间隙。

如前面指出的，在该示例中，铣削刀片2的额定间隙角γ达到11°(90°-79°＝11°)。在安装到基体中的状态中，铣削刀片以角度ε＝2°镶装。这样的结果是铣削刀片的有效倾角σ(参见图8)，即切屑表面9和垂直于所将产生的表面的假想平面之间的角度将达到约9°(11°-2°＝9°)。

本发明的功能和优点

为了以简单的方式说明本发明的功能和优点，现参考图10-图12中的示意图。这里，可想象，平面底层E(例如，地面)将通过使刀片100(例如铲子)沿底层线性地向前推动以暴露直的(与结合铣削的圆形相比)通道G而由晶粒状材料(例如，雪或砾石)的表面层γ清洁。在图10中，刀片100以与进给方向F的垂线A的中等角度δ₁(约35°)被向前推进。这意味着暴露的通道H的宽度W1(参考图7中的测量值W)变得相对较大，且较大量的表面材料需要被带到一边。因此推离材料所需的力将是相当大的，即，由于角度δ₁是中等的缘故。但是，在图11中，相同的刀片100以约为角度δ₁两倍大的角度δ₂被向前推进。这意味着向前推刀片所需的力明显变小。实际上，在力方面上的获益以通路G的宽度W2的减小为代价，但在许多应用中，力的减小是紧要的，而无论暴露是否应能够在没有问题的情况下达成。在图12中，另外可以看到，刀片100在从底层向上/向后的方向上倾斜，如在运动方向观察到的(参考切屑表面9相对于待产生的表面的有效倾角σ)。类似于楔子，刀片从底层向上提升材料且有利于从底层移除材料。

考虑到图10-图12所示的比喻，应指出，根据本发明的端铣刀的功能基于三个密切相关的特征的组合，即：

a)工作的切削刃的负径向角δ是较大的，达到至少70°，

b)铣削刀片的有效倾角σ是正的，并且

c)所有工作的切削刃是直的且位于共同的平面中。

单独的，特征“a”实现的优点是工作的切削刃容易地切穿工件的表面层。此外，有利于使铣削刀片进入工件，因为工作的切削刃成功地、相当缓慢地且因而平稳地(即不会暂时地受到任何突然的且强烈的旋转运动阻力)切入材料。特征“b”保证从加工表面抛出的目标被施加到由切削刃弄断的实际上短的金属切屑。就此而言，切削刃可被比做裂开或剥离表面层并从待产生的完成的表面扔掉切屑的楔子或刮刀(doctorblade)。而且，由于切削刃的大的负径向角，该切削刃从基体径向地甩出切屑，而不是在旋转方向上向前(特别是当旋转速度较大且因此离心力较大时)，所以切削刃明显有助于良好的排屑。特征“c”则保证所产生的表面获得最佳的平整度和表面光洁度，而没有任何凹槽或其他烦人的可见的不规则，例如划痕、槽或鼓起。使用根据本发明的端铣刀的实际试验相应地显示出能实现1μm或更好的表面粗糙度Ra。

现参考图13，其中示出了根据本发明的端铣刀用于精铣除了精确平面以外的其他表面(如圆柱形或圆锥形)。在该示例中，圆柱形工件WP被夹在夹头上，通过该夹头，圆柱形工件WP能以相对适中的速度旋转，更准确地说围绕中心轴线C3旋转。根据本发明的端铣刀被布置成使其中心轴线C1垂直于C3。通过沿工件的圆柱表面的母线在两个方向(其在图13中通过双箭头示出)中的任一方向纵向进给该铣刀，同时铣刀以相对高的旋转速度旋转，能从圆柱表面剥离薄的表面层，同时产生具有高的表面光洁度的加工的圆柱形表面。

在该内容中，应强调，各个铣削刀片的去屑主要地沿直的主切削刃10执行。但是，在某种程度上，最靠近主切削刃的在旋转方向上的后端点16的辅助切削刃12也参与去屑。因为铣削刀片以相对于参考平面RP的角度ε倾斜，更具体地围绕主切削刃10的切削刃线倾斜，因而辅助切削刃12也呈现相对于参考平面RP且因而相对于所产生的工件的平面表面倾斜的位置。这样的结果将是在铣刀的旋转和进给过程中，辅助切削刃12在剩余的未加工的表面层中切出凹形回转表面。这意味中辅助切削刃也有助于使铣削刀片容易切削。

现参考图14-图18，示出了利用方形铣削刀片2而不是三角形铣削刀片的可选刀具设计。在该情形中，基体1的各个刀座17为U形的而不是V形的。更具体地说，除了底表面18外，该刀座还包括彼此成90°定向的两个侧支撑表面19、20。与侧支撑表面20相对的第三侧表面20a与侧支撑表面20间隔开的距离大于两个直径方向上相对的切屑表面9之间的距离。这意味着只有与两个不工作的切削刃相邻的切屑表面得到了支撑，即靠着侧支撑表面19、20得到支撑，而与第三不工作的切削刃相邻的切屑表面不与刀座接触。在其他方面，工作的切削刃10a以前述方式相对于基体的外周向外倾斜，即，使得切削刃的旋转方向上位于后面的端点16距离中心轴线C1的径向距离比前面的端点15大。

在图16中，可以看到，切屑表面9和前侧7之间的角度β比前述示例中的小。更准确地说，在该情形中，β等于70°，这意味着额定间隙角γ将为20°。因此，在其安装状态下，如果铣削刀片的有效间隙角仍等于2°(20°-2°＝18°)，则铣削刀片得到约18°的有效倾角。与前述三角形铣削刀片相比，根据图15-18的方形铣削刀片的优点当然是在铣削刀片必须被丢弃之前有另外的第四切削刃可利用。

在所示的方形铣削刀片2中，每对相遇的主切削刃之间的辅助切削刃部分12包括直刃部分12a以及在直刃部分和两个主切削刃10之间的两个拱形刃部分12b、12c。直刃部分12a连接到平面的切屑部分表面9a并与主切削刃10形成钝角ω(参见图17)。在该示例中，ω达到135°。拱形刃部分12b、12c连接到凸拱形切屑部分表面9b、9c。如图17所示，两个刃部分12b、12c可具有相同的半径R。还应注意，在该情形中，测量值L2相对于测量L1来说明显较大。

在去屑过程中，除了主直切削刃10之外，至少邻近的刃部分12b也参与。如果切削深度非常小，则只有刃部分12b参与，但是在较大切削深度时，直刃部分12a也参与。如果切削深度接近最大，即高达0.5mm，则第三刃部分12c也能是工作的。

在图19-21中，示出了三角形铣削刀片2，该三角形铣削刀片2的辅助刃部分12在主直切削刃10的延伸中具有由在前侧7和凹拱形部分表面9d之间限定的凹形形状。由于部分表面12d的凹形形状，因而能在部分表面12d和邻近的(不工作的)切屑表面9之间形成极尖的第二切削刃28(角部刃)，且该极尖的第二切削刃28能以有效的方式切入待去除的表面层。辅助刃部分12的长度L2和半径R可以改变。在该示例中，主刃部分10的长度L1达到14.3mm，而L2达到2.1mm，半径R达到3mm。弧结构的上升部H于是将为0.2mm。在该示例中，切屑表面9和前表面7之间的钝角χ(在图16中等于90°+γ)达到101°，部分表面12d的最深部分和前侧7之间的角度达到99°。

就根据本发明的铣削刀片而论，该铣削刀片应被认为与所述类型的端铣刀密切相关，即：目的是仅剥离薄表面层的铣刀，其铣削刀片是平的且包括比较薄的切屑表面，该比较薄的切屑表面在与铣刀的旋转轴线垂直的平面中去除切屑。因此，简单地表述，切削刃能被认为躺着而不是站着操作，传统的端铣刀也是这一情形。换句话说，该铣削刀片应与上面分别提到的US和JP文献中所示的这样的铣削刀片相比，而不是与传统的平的面铣削刀片相比，该平的面铣削刀片的薄侧表面形成间隙表面而其前侧面形成切屑表面。

在图22中，示出了所描述的三角形铣削刀片2的改进实施例。在此情形中，在切屑表面9中形成了用于断屑器的坑或埋头孔27。该断屑器的形状和尺寸可根据铣刀的具体应用而显著变化，除此之外其还取决于待加工的材料。尽管图14示意性地示出仅一个断屑器27，但是当然所有的切屑表面9应以相同的方式形成。而且，前面说明的凹形部分表面12d限定了在某种程度上用作断屑器的埋头孔。

如前面提到的，径向角δ应达到至少70°，其中径向角甚至可超过90°。但是，实际上，径向角在75-85°，适合地在77-81°的范围内是优选的。铣削刀片2的有效间隙角ε不应小于2°，且不应超过4°。为了为铣削刀片提供充分大的有效倾角σ，铣削刀片因而应具有达到至少7°的额定间隙角γ。另一方面，γ不应大于25°。有利地，γ可在10-20°的范围内。

本发明的可行改进

本发明不仅限于上面说明且附图中示出的实施例。因此，将根据本发明的端铣刀设计成具有比精确地10个多和少的铣削刀片(例如仅一个)是可行的。如果铣刀配备有多个铣削刀片，则其不必均匀地分布。它们也不必与基体的中心轴线等间距地间隔开。而且，铣削刀片不必沿铣刀本体外围设置。因而，各个铣削刀片可安装在沉入铣刀本体的端表面中的刀座中而不必在包络表面中形成开口。代替螺钉，可使用其他装置来固定铣削刀片，例如嵌入在铣刀本体中的紧固机构。在铣刀本体中，如果需要，也可以嵌入调节设备来单独地调节不同铣削刀片的空间位置。如果在铣削刀片的切屑表面中形成埋头孔形式的断屑器，则其可以被给予偏离于图22所示的设计的变化最大的设计。例如，延伸各个埋头孔使得其基本上沿切屑表面的整个长度延伸是可能的。就这点而言，限定埋头孔的形成刀刃的材料部分可被给予明显小于附图中所示倾角β的倾角。还应提到，铣削刀片的两个前侧和后侧可有利地被研磨，以保证在铣削刀片的安装状态中的精细的位置精度。此外，各个切屑表面不必为平面。其截面也可以为凹拱形的。在此方面，也应指出，概念“直切削刃”也应被认为包括这样的切削刃，即：该切削刃在制造中存在与绝对平直度的微观形态偏差。为了避免切削刃得到凹形轮廓形状(本领域技术人员认为其对加工表面的平滑度有破坏性)，因此通常设计必要的压缩模制挤压，以使得切屑表面和连接到切屑表面的切削刃获得一定拱形，该拱形的上升部可达到一微米或几微米。当制造结果良好时，所述拱形保持，但是如果结果变得较差，例如沿周边有收缩时，则所述拱形保证最终烧结的切削刃在任何情况下不变成凹形。尽管在该实例中基体的前端表面为平面且在垂直于中心轴线的平面中延伸，但是该前端表面不必为平面。因而，端表面可为拱形的，特别是凹拱形，其周边圆形限制线位于所述平面中。在附图中，铣削刀片被示出具有尖切削刃，沿该尖切削刃，平面的前侧与平面的切屑表面沿平直切削刃线相遇。通常，所述切削刃线能以各种方式加强，例如通过在所述切削刃线之间形成加强斜边或通过刷光同时使所述切削刃线略微圆化。此外，铣刀的基体可通过除了精确的COROMANT类型之外的其他连接器而连接到驱动机器。因此，应提到，铣刀中包括的铣削刀片一方面可为单刃的，即是不可转位的，且另一方面可由除了精确的传统的硬质合金如陶瓷、金属陶瓷、CBN(立方氮化硼)、PCD等之外的许多其他硬质材料制成。当然，铣削刀片的主切削刃不必结合有辅助切削刃，而是其可以完全地延伸到各个角落。

Claims (17)

1.用于精铣的端铣刀，其一方面包括基体(1)，所述基体(1)能在预定的方向(R)上围绕中心轴线(C1)旋转且具有前端表面(3)以及与所述中心轴线同心的包络表面(5)，并且所述端铣刀另一方面包括可更换的铣削刀片(2)，所述铣削刀片(2)安装在刀座(17)中且具有包括前侧(7)、后侧(8)和多个侧表面(9)的多边形的形状，所述多个侧表面(9)成对会聚于角部，且所述多个侧表面(9)中的至少一个侧表面形成切屑表面，所述切屑表面与所述前侧一起限定切削刃(10)，所述切削刃(10)与假想参考平面(RP)相切，所述假想参考平面(RP)垂直于所述中心轴线(C1)延伸且在向前方向上与所述基体的前端表面(3)轴向间隔开，此外，所述铣削刀片的前侧(7)以间隙角(ε)相对于所述参考平面(RP)倾斜，且所述铣削刀片的切削刃(10)在两个端点(15、16)之间延伸，所述两个端点(15、16)中的第一端点(15)在所述铣刀旋转期间在第二端点(16)前面且沿着圆形路径(S1)移动，所述圆形路径(S1)的半径(r₁)小于在旋转方向上位于后面的第二端点(16)沿着移动的圆形路径(S2)的半径(r₂)，此外，所述切削刃(10)与假想径向线(A)形成负径向角(δ)，所述假想径向线(A)从所述基体的中心轴线(C1)延伸且与所述切削刃的所述第一端点(15)相交叉，其特征在于，所述铣削刀片的前侧(7)和切屑表面相互形成额定角(β)，所述额定角(β)至多达到83°；并且所述切削刃(10)是直的且在其整个长度上位于所述参考平面(RP)中，而所述切削刃(10)的负径向角(δ)至少达到70°。

2.根据权利要求1所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)的直切削刃(10)形成主切削刃，在所述主切削刃的延伸中，靠近所述铣削刀片的角部(11)形成有辅助切削刃(12)。

3.根据权利要求2所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)的辅助切削刃(12)为凸形的且通过被限定在所述前侧(7)与凸拱形角部表面(13)之间而呈拱形，所述凸拱形角部表面(13)形成两个侧表面(9)之间的过渡部。

4.根据权利要求2所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)的辅助切削刃(12)包括直刃部分(12a)和拱形刃部分(12b)，所述直刃部分(12a)与所述主切削刃(10)成钝角(ω)延伸，所述拱形刃部分(12b)形成所述主切削刃(10)与所述直刃部分(12a)之间的过渡部。

5.根据权利要求2所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)的辅助切削刃(12)通过被限定在所述前侧(7)与凹拱形部分表面(12d)之间而呈凹形，所述凹拱形部分表面(12d)还连接有第二切削刃(28)，所述第二切削刃(28)从所述前侧(7)向后延伸。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)是可转位的，其具有均匀厚度，且包括多个切削刃，所述多个切削刃中的一个切削刃(10a)在操作过程中工作，而其他的切削刃(10b)不工作。

7.根据权利要求6所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)的前侧(7)和后侧(8)是平面的并且是相互平行的表面。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)的刀座(17)在所述基体(1)的前端表面(3)中敞开且包括底表面(18)，所述底表面(18)以与所述铣削刀片的所期望的间隙角(ε)一致的角度相对于所述参考平面(RP)倾斜。

9.根据权利要求8所述的端铣刀，其特征在于，除所述底表面(18)外，所述刀座(17)还包括两个直的侧支撑表面(19、20)，靠近一对不工作的切削刃(10b)的所述切屑表面压靠于所述两个直的侧支撑表面(19、20)。

10.根据权利要求9所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)通过螺钉(24)固定在所述刀座(17)中，所述螺钉(24)与开口于所述刀座(17)的底表面(18)中的螺纹孔(22)接合，且所述螺钉(24)被弹性偏压，用以不仅使所述切削刀片的后侧(8)压靠于所述刀座的底表面(18)，而且也使靠近所述不工作的切削刃(10b)的所述切屑表面压靠于所述侧支撑表面(19、20)。

11.根据权利要求8所述的端铣刀，其特征在于，所述刀座(17)被周向地设置且还在所述基体(1)的包络表面(5)中敞开。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)具有等边三角形的基本形状且包括三个切削刃(10)。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)具有方形的基本形状且包括四个切削刃(10)。

14.根据权利要求1至5中任一项所述的端铣刀，其特征在于，所述基体的中心轴线(C1)与工作的所述切削刃(10a)的第一端点(15)之间的径向距离(r₁)达到所述中心轴线(C1)与所述切削刃的在旋转方向上位于后面的第二端点(16)之间的径向距离(r₂)的至少80％。

15.根据权利要求1至5中任一项所述的端铣刀，其特征在于，所述铣削刀片(2)在所述前侧(7)与所述后侧(8)之间的厚度(T)达到所述切削刃(10)的长度(L1)的至多50％。

16.根据权利要求1至5中任一项所述的端铣刀，其特征在于，在所述铣削刀片(2)的切屑表面中形成有用作断屑器的埋头孔。

17.根据权利要求1至5中任一项所述的端铣刀，其特征在于，所述端铣刀包括多个相互间隔开的铣削刀片(2)，所述铣削刀片(2)的工作的切削刃(10a)相互位于所述参考平面(RP)中。