CN103052459A

CN103052459A - 仿形端铣刀

Info

Publication number: CN103052459A
Application number: CN2011800384082A
Authority: CN
Inventors: D·R·戴维斯
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2013-04-17
Also published as: WO2012021206A2; WO2012021206A3; SE1350162A1; US20120039677A1; KR20130105808A; JP2013533129A; DE112011102667T5

Abstract

一种仿形端铣刀（10）包括一个柄部分（12）和一个切削部分（14）。该切削部分限定了一个切削直径（18）、一个拐角半径（24）以及一个主半径（26）。该主半径是大于二分之一的该切削直径。其结果是，该端铣刀产生了平滑得多的光洁度以及减小的切屑厚度。

Description

仿形端铣刀

背景技术

端铣刀由于其多方面的应用范围以及这种工具的适度成本而广泛应用在铣削操作中。端铣刀经常具有圆柱形的形状、并且总体上可获得直至约80毫米的直径。许多端铣刀具有扁平的末端；然而也使用其他形状，如圆锥形的与圆形的末端。典型的是，端铣刀具有两（2）个到十（10）个齿，这取决于直径、大小以及是被构形用于粗切削还是精加工。这些齿通常是螺旋形的、但可以是直的且平行于纵向轴线。在端铣刀构造中所使用的共同材料是高速钢、固体碳化物、金属陶瓷或陶瓷、或者它们的组合。

在就表面光洁度而言要求非常高的困难操作中常常使用球头端铣刀。在这些应用中，无论如何都不可能容许可能会引起失败的任何非均匀度和凹口，而同时高度希望高生产率以及可预测的长的工具寿命。此外，在机加工操作过程中不可能更换刀具，这随着刀具的磨损可以导致所制造的零件的精度更差。

图11（a）和图11（b）展示了使用预定步距宽度的常规球头端铣刀的典型切削操作。如所看到的，常规球头端铣刀产生了具有相对大的深度的正弦波凹坑形式的、在某种程度上的粗糙的光洁度。另外，常规球头端铣刀产生了具有相对大的厚度的切屑。这种粗糙的光洁度对于要求光滑、均匀光洁度的操作而言是不可接受的。

发明内容

与常规端铣刀相关联的粗糙的光洁度以及相对大的切屑厚度的问题是通过主半径大于二分之一的切削直径的仿形端铣刀来解决的。

在一方面，仿形端铣刀包括一个柄部分、以及一个切削部分，该切削部分限定了一个切削直径、一个拐角半径和一个主半径，其中该主半径大于二分之一的该切削半径。

在另一方面，仿形端铣刀包括一个柄部分、以及一个切削部分，该切削部分限定了一个切削直径、一个拐角半径和一个主半径。该切削部分进一步包括多个槽，这些槽限定了型芯直径、径向前角、前刀面检查点、径向第一角、径向第二角、第一后隙（relief）、第二后隙、螺旋形轴向前刀面齿隙、齿跟后隙、以及在该螺旋形轴向前刀面齿隙与第一后隙之间的相交点处形成的切削刃，其中该主半径大于二分之一的该切削直径，并有其中该拐角半径小于二分之一的该切削直径。

在另一方面，一种使用仿形端铣刀来端铣一个工件的方法包括：通过该切削部分的主半径执行一种切削操作；以及通过该切削部分的拐角半径执行一种切削操作。

附图说明

虽然展示了本发明的不同实施例，但是不应认为所示的具体实施例限制了权利要求。在此预期可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种变化和修改。

图1是本发明的仿形端铣刀的示例性实施例的平面侧视图；

图2是沿着图1的线2-2截取的端铣刀的截面视图；

图3是图1的端铣刀的放大的切除视图；

图4是图1的端铣刀的末端平面视图；

图5是根据本发明的一个实施例的两槽仿形端铣刀的侧视图；

图6是图5的端铣刀的切削部分的放大侧视图；

图7是图6的端铣刀的切削部分转过九十（90）度后的另一个放大的侧视图；

图8是图5的端铣刀的末端等距视图；

图9是使用本发明的端铣刀进行切削操作的平面视图；

图10（a）和图10（b）是一种切削操作的平面视图，示出了通过使用本发明的端铣刀获得的改善的光洁度、减小的切屑厚度；并且

图11（a）和图11（b）是一种切削操作的平面视图，示出了使用常规端铣刀获得的不可接受的光洁度以及增加的切屑厚度。

具体实施方式

以下是关于一款组合式端铣钻削/推进式钻削的切削刀具以及用于对工件进行机加工的一种方法的展示和说明。然而，应注意的是这种组合式切削刀具及机加工方法可以被配置成适合于具体的应用并且不仅仅限于这些图示中的实例。

参见图1至图4，其中同样的参考符号代表同样的元件，根据本发明的一个实施例的一种仿形端铣刀总体上以10示出。总体来说，端铣刀10具有一个柄部分12和一个切削部分14。柄部分12限定了柄直径16，而切削部分14限定了切削直径18。在某些实施例中，柄直径16基本上等于切削直径18。在其他实施例中，柄直径16可以是略微大于或小于该切削直径18。端铣刀10具有总体长度20以及切削长度22。该切削部分14包括一个拐角半径24和一个主半径26。端铣刀10具有一条中心纵向轴线28。

现在参见图2，端铣刀10的切削部分14包括两个槽30，这两个槽限定了一个型芯直径32、一个径向前角34、一个前刀面检查点36、一个径向第一角38以及一个径向第二角40。在一个实施例中，该径向前角34近似为+4度，该径向第一角38近似为+9度，并且该径向第二角40近似为＋20度。

现在参见图3，端铣刀10的切削部分14包括一个轴向前角42、一个轴向第一角44以及一个轴向第二角46。在一个实施例中，该轴向前角近似为+4度，该轴向第一角44近似为+9度，并且该轴向第二角40近似为＋20度。

现在参见图4，端铣刀10的切削部分14包括一个第一后隙48、一个第二后隙50、一个螺旋形轴向前刀面齿隙52、以及一个齿跟后隙54。一个中心腹板56具非零厚度。在一个实施例中，例如，中心腹板56的厚度近似为0.006英寸（0.152毫米）。螺旋形轴向前刀面齿隙52与中心纵向轴线28偏离一个距离58，以便允许该轴向前刀面基本上与端铣刀10的中心纵向轴线28对齐。在一个实施例中，这个距离58是约0.006英寸（0.152毫米）。中心腹板56的厚度以及该偏离距离58仅用于说明的目的，并且本发明可以通过任何希望的厚度和偏离距离来实践。在螺旋形轴向前刀面齿隙52与第一后隙48之间的相交处形成了一个切削刃60。在所展示的实施例中，端铣刀10具有两（2）个切削刃60。然而，应该认识到本发明可以通过任何希望数目的切削刃60来实践，例如通过多于两（2）个切削刃等等。

如在图5至图8中可见，螺旋形轴向前刀面齿隙52是相对于端铣刀10的中心纵向轴线28成一个齿隙角度62形成的。在一个实施例中，该齿隙角度62近似为四十五（45）度。应注意的是，端铣刀10还包括在该螺旋形轴向前刀面齿隙52与齿跟后隙54之间用于相邻的槽30（在图5中不可见）的一个底部齿隙64。在一个实施例中，底部齿隙64的角度近似为110度。另外，端铣刀10包括径向及轴向释放件66。

在本发明中，拐角半径24和主半径26是随切削直径18而变地限定的。例如，该拐角半径24小于二分之一的该切削直径18。例如，在所展示的实施例中，拐角半径24近似是该切削直径18的0.18倍。

在本发明的一方面，主半径26是大于该端铣刀10的切削直径18的二分之一。例如，在所展示的实施例中，主半径26是该切削直径18的0.85倍。然而，应该认识到，主半径26可以是大于0.50倍的该切削直径18的任何值。例如，主半径26可以是该切削直径18的0.51倍、该切削直径18的0.52倍、...、该切削直径26的0.99倍、以及它们之间每间隔千分之一的值。

如图9（a）至图9（f）所示，本发明的端铣刀10与常规端铣刀相比提供了优秀的切削性能。这种优秀的切削性能是在切削操作过程中通过使用端铣刀10的拐角半径24和主半径26二者实现的。如图（a）、（b）、（d）和（e）所示，主半径26正在执行该工件70的切削操作。然而，在图（c）和（f）中，拐角半径24正在执行该工件70的切削操作。因为端铣刀10的拐角半径24和主半径26在切削操作过程中均可以被使用，本发明的端铣刀10可以在最复杂的三维工件上提供优秀的切削性能。相比之下，常规端铣刀不能在这类复杂的三维工件上执行同类型的切削操作。

如在图10（a）和图10（b）中所示，大于该切削直径18的不止二分之一的主半径26与图11（a）和图11（b）中所示的常规球头端铣刀相比提供了几个独特的优点。如图10（a）中所示，本发明的端铣刀10与常规球头端铣刀相比提供了具有相同步距宽度的更光滑的光洁度。其结果是，使用者对精加工该工件花费的时间较少。作为替代方案，使用者可以增加步距宽度，这将显著减小周期时间。如图10（b）所示，本发明的端铣刀10在相同的给进速率下产生的切屑所具有的厚度远远小于通过图11（b）所示的常规球头铣刀所产生的切屑厚度。作为替代方案，使用者可以实质上增加该工件的给进速率，这将显著减小周期时间。

如以上所述，当与常规球头端铣刀相比较时，本发明的端铣刀10提供了许多独特的优点。

在此提及的专利以及公开文献通过引用结合在此。

尽管已对当前的优选实施例进行了说明，但是本发明可以在所附权利要求的范围内以其他方式来实施。

Claims

1.一种仿形端铣刀（10），包括：

柄部分（12）；以及

切削部分（14），该切削部分限定了切削直径（18）、拐角半径（24）以及主半径（26），

其中该主半径（26）是大于二分之一的该切削直径（18）。

2.如权利要求1所述的端铣刀，其中该拐角半径（24）是小于二分之一的该切削直径（18）。

3.如权利要求1所述的端铣刀，其中该切削部分（14）进一步包括多个槽（30），这多个槽（30）限定了型芯直径（32）、径向前角（34）、前刀面检查点（36）、径向第一角（38）、以及径向第二角（40）。

4.如权利要求1所述的端铣刀，其中该切削部分（14）进一步包括第一后隙（48）、第二后隙（50）、螺旋形轴向前刀面齿隙（52）、以及齿跟后隙（54）。

5.如权利要求4所述的端铣刀，其中在该螺旋形轴向前刀面齿隙（52）与该第一后隙（48）之间的相交处形成了切削刃（60）。

6.如权利要求4所述的端铣刀，其中该螺旋形轴向前刀面齿隙（52）是与该端铣刀的中心纵向轴线（28）偏离的。

7.如权利要求4所述的端铣刀，其中该螺旋形轴向前刀面齿隙（52）是相对于该端铣刀的中心纵向轴线（28）成一个齿隙角（62）形成的。

8.如权利要求1所述的端铣刀，其中该切削部分（14）进一步包括具有非零厚度的中心腹板（56）。

9.一种仿形端铣刀（10），包括：

柄部分（12）；以及

切削部分（14），该切削部分限定了切削直径（18）、拐角半径（24）以及主半径（26），该切削部分（14）进一步包括多个槽（30），这多个槽限定了型芯直径（32）、径向前角（34）、前刀面检查点（36），径向第一角（38）、径向第二角（40）、第一后隙（48）、第二后隙（50）、螺旋形轴向前刀面齿隙（52）、齿跟后隙（54）、以及在该螺旋形轴向前刀面齿隙（52）与该第一后隙（48）之间的相交处形成的切削刃（60），

其中，该主半径（26）是大于二分之一的该切削直径（18），并且

其中，该拐角半径（24）是小于二分之一的该切削直径（18）。

10.一种使用仿形端铣刀（10）来端铣一个工件（70）的方法，该端铣刀包括：柄部分（12）；以及切削部分（14），该切削部分限定了切削直径（18）、拐角半径（24）以及主半径（26），该拐角半径（24）是小于二分之一的该切削直径（18），该主半径（26）是大于二分之一的该切削直径（18），该方法包括：

通过该切削部分（14）的主半径（26）执行切削操作；并且

通过该切削部分（14）的拐角半径（24）执行切削操作。