CN104625191A - 铣刀 - Google Patents
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Abstract
一种铣刀,包括一个柄部,其用于铣刀的装夹、切削部和至少两条槽体。切削部至少包括两种刃部,刃部包括一段连续的曲线刃,在接近切削部的端面处设置曲线刃的起点。本发明铣刀,专门为非层叠的金属与非金属材料材质的连续铣加工而设计,可以使刀具在加工该类特殊被切削材料时的使用寿命大大延长,降低加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于工业切削的加工刀具,尤其涉及一种铣刀,可适用于加工金属、工程塑料及纤维复合材料的切削,以提高提高加工效率。
背景技术
刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。由于绝大多数的刀具是机用的,基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。但材料科学发展,各种材料也已经在产品的生产和加工中得以广泛应用,如:工程塑料和碳纤维复合材料等(CN203401118U)。刀具按工件加工表面的形式可分为:加工各种外表面的刀具、孔加工刀具、螺纹加工刀具、齿轮加工刀具和切断刀具等若干种。
铣加工在机械加工领域内的分量正在变得越来越重要,已经在一定程度上逐步取代了车、钻等其他加工方式。由于铣加工的广泛多样性,除了传统的钢和铸铁等金属材料外,越来越多的新型金属/非金属材料也被逐步归入铣加工的被加工材料之列,这其中不仅包括含铝合金在内的各种金属合金,还包括高档工程塑料在内的各种树脂材料,以及各种碳纤维复合材料在内的碳纤维金属复合板。
在铣削加工中,最为困难的是仅用一把刀具实现同时对两种以上不同材料特性的被切削材料进行连续加工。例如:连续铣削高硬度的蠕墨铸铁和极易冷焊的纯镍,前者需要圆钝的刃口以克服刚性,后者需要锋利的刃口以克服屈伸强度,避免冷焊。又如:连续铣削高硅铝合金和金属陶瓷,前者需要大后角刃口高速切削以减少加工形变,后者需要大前角低速加工以保证被加工表面完整性。
诸如此类加工要求使得刀具选用的难度大大增强。在实际加工中,用于此类加工的铣刀的消耗量往往远大于加工常规普通材料,甚至出现过一把刀具仅能加工十几件工件的极端案例。在这样的案例中,生产者有10%以上的生产成本是用于刀具的消耗方面。
由此可见,铣刀优劣的重要性从该种加工方式中凸显出来,成为能否快速和高效完成铣加工,降低成本和提高效益的关键因素。铣刀是一类用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具,主要用于在加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等场合,工作时各刀齿(刃)依次间歇地切去工件的余量。
为此,人们不得不重新对切削刀具进行相应的设计,以使切削刀具适应于新材质加工工艺的需要。一方面,使得刀具寿命得以延长,避免崩刃和折断等有可能损坏工件的意外发生,以降低加工成本;另一方面,使得切削加工的生产节奏、效率和产品稳定性得以提高。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种铣刀,能适用于非层叠的金属(包括合金)与非金属材质的连续铣加工,可以使刀具在加工该类材料时的使用寿命大大延长,降低加工成本。
本发明的另一个目的在于提供一种铣刀,使得刀具的散热性能得以提高,减少缠屑现象的发生,以利于对非层叠的金属(包括合金)与非金属材料材质进行连续铣加工。
本发明的又一个目的在于提供一种铣刀,以对工件实现连续的点切屑,免去对刀具的人工维护,以提高对非层叠的金属(包括合金)与非金属材料材质的进行连续铣加工的效率。
本发明提及的“非层叠”应当理解为,两种材质之间的排列位置,与铣刀切削(加工)形成的相对关系,比如:上下叠置的两种材质,当铣刀由左向右横向加工时,其为层叠;当铣刀由上向下先纵向切削上层材质,再切削下层材质时,其为非层叠。两种材质如:但不仅限于一种金属与另一种金属,或一种非金属材料与另一种非金属材质,或一种金属与一种非金属材质等。
本发明提及的金属,是一种物质,其含有自由电子并具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质。这些物质或主要为单质(既包括记载于元素周期表,也包括由此获得的),或主要由若干种形成的合金,常见的如:但不仅限于碳素钢、铝合金、铜合金和锌合金等。应当理解的,主要是指该种物质占绝大部分,但并不排除其具有诸如少量氧化物、硫化物和氯化物等化合物形态存在的情形。
本发明提及的非金属材料如:但不仅限于塑料、玻璃、复合纤维和金属陶瓷等。
本发明提及的工程塑料,是指一类可以作为结构材料,在较宽的温度范围内承受机械应力,在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料,有良好的机械性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性能,可以作为工程结构件的塑料。常见的如:但不仅限于聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚甲醛、变性聚苯醚、聚苯硫醚、聚芳基酯、不饱和聚酯、酚塑料、环氧塑料和丙烯塑料等。
本发明提及的纤维复合材料,是一种由连续相的基体和被基体包容的相增强体组成,其中以玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等材料为增强体复合制成的材料。常有的基体材料如:但不仅限于合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳、铝、镁、铜、钛及其合金等,但尤其是碳纤维复合材料。
本发明提及的金属陶瓷,是一类由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料,其大体可分为陶瓷为基质的金属陶瓷和以金属相为基质的金属陶瓷。陶瓷相一般是指高熔点氧化物(如:但不仅限于氧化铝、氧化铍、氧化镁和氧化锆等)和难熔化合物(如:但不仅限于碳化钛、碳化钨、碳化钽、碳化硼、二硼化锆、二硼化钛和二硼化钽等)。金属相则主要是过渡元素(如:铁、钴、镍、铬、钼、钨、钒、铌和钽等)或它们的合金。陶瓷相在其中约占体积的15%~85%。
常见的陶瓷为基质的金属陶瓷如:氧化物基金属陶瓷,是以氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍和氧化钍等为基体,它们与金属钨、铬或钴等复合成的材料(如:氧化铝-钨-铬金属陶瓷、氧化锆-钛、氧化铝-氧化镁-铁、氧化铝-钼和氧化钍-氧化钛-铬-钼等),具有耐高温、抗化学侵蚀、高机械强度和良好导热性能等优点;碳化物基金属陶瓷,是由碳化物(如:碳化钛、碳化硅和碳化钨等)与金属粘结而成;氮化物基金属陶瓷,具有超硬性、抗热震性和良好的高温蠕变性,如:氮化钛、氮化硼、氮化硅和氮化钽等,以及硅化物基金属陶瓷和硼化物基金属陶瓷等。
本发明所称的“刃”、“刃部”或“刀刃”是铣刀实现切削目的,对于非层叠材质进行切削的部分。
本发明涉及的“枚”、“种”或“组”均表示具有相同前角或后角刃部的总称,可以互相替代,与数词共同使用表征刃部。如:当本发明提供的铣刀上有多种前角或后角不等的刃部,且这些仅包括单一的刃部时,可使用“枚”或“种”表述。本领域技术人员的常识可以预见到,刀具还会包括多件相同的刃部,因此当本发明提供的铣刀上有多种前角或后角不等的刃部,且还涉及多件前角或后角相同的刃部时,这些前角或后角相同的刃部的集合可使用“组”或“种”表述。
本发明提供的铣刀,包括一个柄部,其用于铣刀的装夹,切削部和至少两条槽体。切削部至少包括两种刃部,该刃部包括一段连续的曲线刃,在接近切削部的端面处设置曲线刃的起点。
根据加工工件的需要,本发明提供的各种铣刀还包括一段连续的直线刃,其一端与曲线刃的终点衔接,沿曲线刃的终点所引切线与直线刃形成-2°~5°的接角;或者包括一段连续的弧线刃,其一端与曲线刃的终点衔接。
根据加工工件的需要,本发明提供的各种铣刀还包括前导刃,设于曲线刃的起点之前。该前导刃至少包括平刃部,平刃部的一端与曲线刃起点衔接。平刃部的一端于过曲线刃起点的切线重合或垂直,但这种设置并非是必须的。平刃部适合的长度如:4mm~32mm。
根据加工工件的需要,本发明提供的各种铣刀的前导刃还包括斜刃部,斜刃部的一端与平刃部衔接。斜刃部的倾斜角为45°±15°,径向长度为5mm~10mm。
根据加工工件的需要,本发明提供的各种铣刀的前导刃还包括弧刃部,弧刃部单独与曲线刃的起点衔接,或其一端与平刃部衔接。
根据加工工件的需要,本发明提供的各种铣刀任意两种刃部上的轴向后角的角度差至少1°以上,角度较小的一种刀刃其轴向后角范围在1°~20°,角度较大的一种刀刃其轴向后角范围在2°~30°。
根据加工工件的需要,本发明提供的各种铣刀任意两种刃部上的径向后角的角度差至少1°以上,角度较小的一种刀刃其径向后角范围在1°~20°,角度较大的一种刀刃其径向后角范围在2°~30°。
根据加工工件的需要,本发明提供的各种铣刀任意两种刃部上的轴向前角的角度差至少1°以上,角度较小的一种刀刃其轴向前角范围在1°~20°,角度较大的一种刀刃其轴向前角范围在2°~30°。
根据加工工件的需要,本发明提供的各种铣刀任意两种刃部上的径向前角的角度差至少1°以上,角度较大的一种刀刃其径向前角范围在1°~20°,角度较大的一种刀刃其径向前角范围在2°~30°。
在刃部表面可采用金刚石贴片,或采用含有涂层或非涂层的基体,如:但不仅限于硬质合金、金属陶瓷、立方氮化硼及其它粉末冶金烧结材料等。
适用于本发明的槽体,各处的深度相同或不同,其深度为该处切削主体直径的5%~65%,优先选择25%±10%。在各种形状的槽体中,本发明优先选择具有0°±45°螺旋角的螺旋槽,或具有0°±45°轴向前角的直槽。槽体的数量应当与切削部所含刃部的数量相适应,满足切削刃于铣加工的需要,如:但不仅限于1、2、3、4、5、6、7和8。当槽体的数量大于1时,各槽所具有的螺旋角角度或轴向前角的角度相同或不同。槽体的开口角角度应满足公式20°-[槽体个数/360]°。
用于本发明铣刀的曲线刃,其由若干曲线段组成,任意曲线段均具有1°~30°的后角,以及1°~30°前角。各个曲线段所具有的各个后角角度或各个前角角度相同或不同。
为满足铣加工的需要,以曲线刃的起点设为坐标系原点,以此坐标(0,0)为参考,在起点至终点方向的曲线刃上至少设置8个点。除起点外,其它7个点的位置相对原点设置,形成至少7段不同曲率(R)的曲线段。
一种用于本发明铣刀的曲线刃实施方案,其至少设置8个点,形成至少7段不同曲率(R)的曲线段,以曲线刃的起点设为坐标系原点,以此坐标(0,0)为参考,其它7个点相对于原点位置的坐标依次表示为(1.31±0.05,1.48±0.05)、(3.35±0.05,2.01±0.05)、(5.17±0.05,1.54±0.05)、(6.37±0.05,0.41±0.05)、(6.87±0.05,-0.93±0.05)、(6.97±0.05,-2.42±0.05)和(6.97±0.05,-3.36±0.05)。
另一种用于本发明铣刀的曲线刃实施方案,其至少设置8个点,形成至少7段不同曲率(R)的曲线段,以曲线刃的起点设为坐标系原点,以此坐标(0,0)为参考,其它7个点相对于原点位置的坐标依次表示为(0.93±0.05,1.01±0.05)、(2.20±0.05,1.67±0.05)、(3.28±0.05,1.82±0.05)、(5.24±0.05,1.29±0.05)、(6.18±0.05,0.46±0.05)、(6.78±0.05,-0.82±0.05)和(6.93±0.05,-2.11±0.05)。
另一种用于本发明铣刀的曲线刃实施方案,其至少设置8个点,形成至少7段不同曲率(R)的曲线段,以曲线刃的起点设为坐标系原点,以此坐标(0,0)为参考,其它7个点相对于原点位置的坐标依次表示为(1.51±0.05,1.35±0.05)、(3.05±0.05,1.67±0.05)、(4.70±0.05,1.30±0.05)、(5.76±0.05,0.49±0.05)、(6.41±0.05,-0.72±0.05)、(6.62±0.05,-2.16±0.05)和(6.68±0.05,-3.81±0.05)。
本发明提供的用于铣刀的各种曲线刃的实施方案,包括至少设置8个点,形成至少7段不同曲率(R)的曲线段时,各段曲线的曲率可选择如下之一组:
第一组:自曲线刃的起点至终点,各个曲线段的曲率依次如下:第一曲率(R1)为3.12±0.05、第二曲率(R2)为3.82±0.05、第三曲率(R3)为3.90±0.05、第四曲率(R4)为3.37±0.05、第五曲率(R5)为3.54±0.05、第六曲率(R6)为8.96±0.05和第七曲率(R7)为187.53±0.05。
第二组:自曲线刃的起点至终点,各个曲线段的曲率依次如下:第一曲率(R1)为7.37±0.05、第二曲率(R2)为3.49±0.05、第三曲率(R3)为3.94±0.05、第四曲率(R4)为3.80±0.05、第五曲率(R5)为3.42±0.05、第六曲率(R6)为3.28±0.05和第七曲率(R7)为6.38±0.05。
第三组:自曲线刃的起点至终点,各个曲线段的曲率依次如下:第一曲率(R1)为3.27±0.05、第二曲率(R2)为3.82±0.05、第三曲率(R3)为3.81±0.05、第四曲率(R4)为3.26±0.05、第五曲率(R5)为3.25±0.05、第六曲率(R6)为7.14±0.05和第七曲率(R7)为88.23±0.05。
由于至少含有角度不相等的轴/径向后角或轴/径向前角的两枚(组)刃部,使得在同一把刀具上同时具有至少两种刀齿(刃)以角度不同的角度实现材质的切削。角度较大的刃部更为锋利也更为脆弱,适合进行轻切削;角度较小的刃部更为圆钝也更为坚固,适合进行中/重切削。在切削高刚性及高硬度材质时,角度较小的圆钝刃可以获得更高加工寿命,并且被切削材料再被加工后也不易发生弹性形变。角度较大的锋利刃仅进行空加工不会磨损,而加工转到高粘性或易因屈服强度和拉伸强度高而发生弹性形变的被切削材料时,圆钝刃加工后的形变残余部能很轻易的被锋利刃切除,因为不易发生摩擦冷焊,同时锋利刃保证了良好的表面加工完整性。
本发明技术方案实现的有益效果:
本发明提供的铣刀,采用一段连续的曲线刃和一段连续的弧线刃或直线刃组成的刃部,显著提高了刃部长度,减少了单位长度的加工负担。连续曲线状刃部专门为高速加工设计,可以使刀具在超过5000转的高速加工机床上充分发挥切削性能。
通过将曲线刃分解为若干曲线段的方式不仅增加了刃部有效工作长度,连续曲线状刃部还对工件形成连续的点切屑,使得刀具始终有一个不断前移的最大切削力点与被加工工件接触,得到了类似于压强作用效果,可以更轻易地切削高韧性和高刚性的材料,使得各种新型材料的加工效率大幅提升(铝合金材料为例,其效率可提高300%以上)。同时随着加工磨损最大切削力点不断后移,刀具仍能保持加工能力,可免去对刀具的人工维护。由于本发明的刃部在切削中对切屑施加了与卷屑角不同方向的额外折断力,通过对切削长度进行了控制,改善了刀具散热性能并减少了缠屑,改善了刀具加工工况并增加了刀具的使用寿命。
根据加工工件的需要,本发明铣刀至少含有两枚(组)刃部,还具有至少两种刃部轴向/径向后角或轴向/径向前角,将各种后/前角的角度至少相差1°以上,实现对非层叠的金属(包括合金)与非金属材料材质的进行连续铣加工,使刀具在加工该类材料时的使用寿命大大延长,降低加工成本,还使得刀具的散热性能得以提高,减少缠屑现象的发生。
附图说明
图1为具有圆钝的刃部的铣刀对高硬度、高刚性被加工物切削加工的示意图;
图2为具有圆钝的刃部的铣刀对高韧性、高拉伸强度被加工物切削加工的示意图;
图3为具有锋利的刃部的铣刀对高硬度、高刚性被加工物切削加工的示意图;
图4为具有锋利的刃部的铣刀对高韧性、高拉伸强度被加工物切削加工的示意图;
图5为本发明铣刀一实施例的结构示意图;
图6为图5所示铣刀的切削部端面的结构示意图;
图7为图5所示铣刀的刃部的放大结构示意图;
图8为对图7所示铣刀的曲线刃进行分段的放大结构示意图;
图9为本发明铣刀后角一实施例的方向示意图;
图10为本发明铣刀另一实施例的结构示意图;
图11为图10所示铣刀的切削部端面的结构示意图;
图12为图10所示铣刀的刃部的放大结构示意图;
图13为对图12所示铣刀的曲线刃进行分段的放大结构示意图;
图14为本发明铣刀另一实施例的结构示意图;
图15为图14所示铣刀的切削部端面的结构示意图;
图16为图14所示铣刀的刃部的放大结构示意图;
图17为对图16所示铣刀的曲线刃进行分段的放大结构示意图;
图18为本发明铣刀加工同时含有高刚性和高韧性的非层叠形态材质示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
图1和图2分别为具有圆钝的刃部的铣刀对高硬度、高刚性被加工物和高韧性、高拉伸强度被加工物进行切削加工的示意图。圆钝的刃部1在切削高硬度、高刚性被加工物2时,其前角和后角均较小,因此刃部更坚固、不易损坏。但是,其在加工高韧性、高拉伸强度被加工物3时,其前角和后角均较小,被加工物也易发生弹性形变(参见图中虚线),致使圆钝的刃部1容易被物屑4粘刀,无法使被加工切净,冷焊、造成加工表面不良、寿命降低。
图3和图4分别为具有锋利的刃部的铣刀对高硬度、高刚性被加工物和高韧性、高拉伸强度被加工物进行切削加工的示意图。锋利的刃部5在切削高硬度、高刚性被加工物2时,其前角和后角均较大,因此刃部容易折断,大大降低寿命。但是,其在加工其在加工高韧性、高拉伸强度被加工物3时,其前角和后角均较大,刃部不易粘刀、易切断切屑。
图5为本发明铣刀一实施例的结构示意图,图6为图5所示铣刀的切削部端面的结构示意图,图7为图5所示铣刀的刃部的放大结构示意图。如图5、图6和图7所示,该铣刀具有可安装到旋转机械上的柄部300、槽体200和切削部100。切削主体的任意径向截面均包括至少一个槽底部,相应具有一个槽深度。槽的深度应当理解为对切削轴部进行任意径向截面,而截面处的槽深度是相对于该处的切削主体的直径。对于螺旋槽,其是以螺旋方式设置于切削主体的连续槽体,各条螺旋槽的深度应当理解为对切削轴部进行任意径向截面,而截面处的槽深度相对于该处的切削主体的直径。本实施例中,槽体200为直槽,1°~30°第一轴向前角S10和第二轴向前角S11,1°~30°第一轴向后角S14,以及该处的切削主体的直径5%~65%的槽深S9。第一轴向前角S10和第二轴向前角S11角度差至少1°以上。
至少两枚(组)刃部110设于切削部100,分别具有1°~30°第一径向前角S7和第二径向前角S8,1°~30°第二径向后角S13,还包括一段连续的曲线刃111和一段连续的直线刃112。第一径向前角S7和第二径向前角S8角度差至少1°以上,形成一种锋利的刃部和另一种圆钝的刃部。在接近切削部的端面120处设置曲线刃的起点S1,曲线刃的终点S3所引切线(未示出)与直线刃112形成-2°~5°的接角。
本实施例中,刃部110还包括前导刃,置于曲线刃起点之前。该前导刃包括平刃部113。平刃部与曲线刃起点衔接,并于过曲线刃起点的切线重合,长度S5为4mm~32mm。
图6为给出了对图5所示铣刀的曲线刃进行分段的具体方式,将曲线段起点设为XY二维坐标原点SS1(即为图7中的S1),再由7个点SS2,SS3,SS4,SS5,SS6,SS7和SS8将曲线刃依次分为7段曲线段,各个曲线段的曲率(R)如表1所示,在三个方向上的第一径向后角S121,S122,S123。如图9所示,第一径向后角S121,S122,S123和第二径向后角S13角度差至少1°以上。
表1
图10为本发明铣刀一实施例的结构示意图,图11为图10所示铣刀的切削部端面的结构示意图,图12为图10所示铣刀的刃部的放大结构示意图。如图10、图11和图12所示,该铣刀具有可安装到旋转机械上的柄部、槽体和切削部。切削主体的任意径向截面均包括至少一个槽底部,相应具有一个槽深度。槽的深度应当理解为对切削轴部进行任意径向截面,而截面处的槽深度是相对于该处的切削主体的直径。对于螺旋槽,其是以螺旋方式设置于切削主体的连续槽体,各条螺旋槽的深度应当理解为对切削轴部进行任意径向截面,而截面处的槽深度相对于该处的切削主体的直径。本实施例中,槽体为直槽,1°~30°第一轴向前角T8和第二轴向前角T9,1°~30°第一轴向后角T12,以及该处的切削主体的直径5%~65%的槽深T7。第一轴向前角T8和第二轴向前角T9角度差至少1°以上。
至少两枚(组)刃部设于切削部,分别具有1°~30°第一径向前角T5和第二径向前角T6,1°~30°第一径向后角T11,还包括一段连续的曲线刃和一段连续的直线刃。第一径向前角T5和第二径向前角T6角度差至少1°以上,形成一种锋利的刃部和另一种圆钝的刃部。在接近切削部的端面处设置曲线刃的起点T1,曲线刃的终点T3所引切线114与直线刃形成-2°~5°的接角T4。
本实施例中,刃部还包括前导刃,置于曲线刃起点之前。该前导刃包括平刃部。平刃部与曲线刃起点衔接,并于过曲线刃起点的切线重合。
图13为给出了对图12所示铣刀的曲线刃进行分段的具体方式,将曲线段起点设为XY二维坐标原点TT1(即为图7中的T1),再由7个点TT2,TT3,TT4,TT5,TT6,TT7和TT8将曲线刃依次分为7段曲线段,各个曲线段的曲率(R)如表2所示。
表2
图14为本发明铣刀一实施例的结构示意图,图15为图14所示铣刀的切削部端面的结构示意图,图16为图14所示铣刀的刃部的放大结构示意图。如图14、图15和图16所示,该铣刀具有可安装到旋转机械上的柄部、槽体和切削部。切削主体的任意径向截面均包括至少一个槽底部,相应具有一个槽深度。槽的深度应当理解为对切削轴部进行任意径向截面,而截面处的槽深度是相对于该处的切削主体的直径。对于螺旋槽,其是以螺旋方式设置于切削主体的连续槽体,各条螺旋槽的深度应当理解为对切削轴部进行任意径向截面,而截面处的槽深度相对于该处的切削主体的直径。本实施例中,槽体为直槽,1°~30°第一轴向前角U8和第二轴向前角U9,1°~30°第一轴向后角U12,以及该处的切削主体的直径5%~65%的槽深U7。第一轴向前角U8和第二轴向前角U9角度差至少1°以上。
至少两枚(组)刃部设于切削部,分别具有1°~30°第一径向前角U5和第二径向前角U6,1°~30°第一径向后角U11,还包括一段连续的曲线刃和一段连续的直线刃。第一径向前角U5和第二径向前角U6角度差至少1°以上,形成一种锋利的刃部和另一种圆钝的刃部。在接近切削部的端面处设置曲线刃的起点U1,曲线刃的终点U3所引切线与直线刃形成-2°~5°的接角。
本实施例中,刃部还包括前导刃,置于曲线刃起点之前。该前导刃包括平刃部。平刃部与曲线刃起点衔接,并于过曲线刃起点的切线重合。
图17为给出了对图16所示铣刀的曲线刃进行分段的具体方式,将曲线段起点设为XY二维坐标原点UU1(即为图7中的U1),再由7个点UU2,UU3,UU4,UU5,UU6,UU7和UU8将曲线刃依次分为7段曲线段,各个曲线段的曲率(R)如表3所示。
表3
还可上述各个实施例中所示的曲线刃上设置更多的点,从而将曲线刃分解为更多更短小的曲线段,可参见201420135545.9。
将上述实施例提供的铣刀,对以非层叠形态同时含有高刚性和高韧性的材质进行铣切削加工的情形参见图18。如图18所示,圆钝的刃部1首先切削高刚性被加工物2,使得锋利的刃部5空走,无碍。接着,圆钝的刃部1加工高韧性被加工物3时,被加工物发生弹性形变(参见图中虚线),有后续的锋利的刃部5切削,实现良好的加工效果。与普通刀具相比,本发明的铣刀实现了对非层叠的材质的连续加工,使得刀具的散热性能得以提高,减少缠屑现象的发生,还使寿命大大延长,降低加工成本。
Claims (15)
1.一种铣刀,包括一个用于铣刀的装夹的柄部和切削部其特征在于还至少包括两条槽体,所述的切削部至少包括两种刃部,任意两种刃部上所具有的前角或后角的角度差至少1°以上。
2.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述的任意两种刃部上所具有的前角或后角;其中,角度较小的前角或后角为1°~20°,角度较大的前角或后角为2°~30°。
3.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述任意两种刃部上的轴向后角的角度差至少1°以上。
4.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述任意两种刃部上的径向后角的角度差至少1°以上。
5.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述任意两种刃部上的轴向前角的角度差至少1°以上。
6.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述任意两种刃部上的径向前角的角度差至少1°以上。
7.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述的刃部包括一段连续的曲线刃,在接近所述切削部端面处设置所述曲线刃的起点,所述的曲线刃至少设置8个点,形成至少7段不同曲率的曲线段,以曲线刃的起点设为坐标系原点,以此坐标(0,0)为参考,设置其它7个点。
8.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述的刃部包括一段连续的曲线刃,在接近所述切削部端面处设置所述曲线刃的起点,所述的曲线刃选自于如下一种或几种曲线
曲线一:至少设置8个点,形成至少7段不同曲率的曲线段,以曲线刃的起点设为坐标系原点,以此坐标(0,0)为参考,其它7个点相对于原点位置的坐标依次表示为(1.31±0.05,1.48±0.05)、(3.35±0.05,2.01±0.05)、(5.17±0.05,1.54±0.05)、(6.37±0.05,0.41±0.05)、(6.87±0.05,-0.93±0.05)、(6.97±0.05,-2.42±0.05)和(6.97±0.05,-3.36±0.05);
曲线二:至少设置8个点,形成至少7段不同曲率的曲线段,以曲线刃的起点设为坐标系原点,以此坐标(0,0)为参考,其它7个点相对于原点位置的坐标依次表示为(0.93±0.05,1.01±0.05)、(2.20±0.05,1.67±0.05)、(3.28±0.05,1.82±0.05)、(5.24±0.05,1.29±0.05)、(6.18±0.05,0.46±0.05)、(6.78±0.05,-0.82±0.05)和(6.93±0.05,-2.11±0.05);
曲线三:至少设置8个点,形成至少7段不同曲率的曲线段,以曲线刃的起点设为坐标系原点,以此坐标(0,0)为参考,其它7个点相对于原点位置的坐标依次表示为(1.51±0.05,1.35±0.05)、(3.05±0.05,1.67±0.05)、(4.70±0.05,1.30±0.05)、(5.76±0.05,0.49±0.05)、(6.41±0.05,-0.72±0.05)、(6.62±0.05,-2.16±0.05)和(6.68±0.05,-3.81±0.05)。
9.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述的刃部包括一段连续的曲线刃,在接近所述切削部端面处设置所述曲线刃的起点,所述的曲线刃包括至少设置8个点,形成至少7段不同曲率的曲线段时,各段曲线的曲率可选择如下之一组:
第一组:自曲线刃的起点至终点,各个曲线段的曲率依次如下:第一曲率为3.12±0.05、第二曲率为3.82±0.05、第三曲率为3.90±0.05、第四曲率为3.37±0.05、第五曲率为3.54±0.05、第六曲率为8.96±0.05和第七曲率为187.53±0.05;
第二组:自曲线刃的起点至终点,各个曲线段的曲率依次如下:第一曲率为7.37±0.05、第二曲率为3.49±0.05、第三曲率为3.94±0.05、第四曲率为3.80±0.05、第五曲率为3.42±0.05、第六曲率为3.28±0.05和第七曲率为6.38±0.05;
第三组:自曲线刃的起点至终点,各个曲线段的曲率依次如下:第一曲率为3.27±0.05、第二曲率为3.82±0.05、第三曲率为3.81±0.05、第四曲率为3.26±0.05、第五曲率为3.25±0.05、第六曲率为7.14±0.05和第七曲率为88.23±0.05。
10.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述的槽体为具有0°±45°螺旋角的螺旋槽或具有0°±45°轴向前角的直槽。
11.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述槽体的数量为3、4、5、6、7或8。
12.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述槽体的开口角角度为20°-[槽体个数/360]°。
13.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述后角的角度为1°~30°。
14.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于所述前角的角度为1°~30°。
15.根据权利要求1所述的铣刀,其特征在于还包括前导刃,设于所述的曲线刃的起点之前。
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