CN105728814A - 一种双渐屈线变角铣刀 - Google Patents
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Abstract
一种双渐屈线变角铣刀，涉及车削刀具技术领域。本发明通过对铣刀的设计，能够保证切削刃强度的同时，提高工件表面质量，且能够避免铣刀对大曲率凹曲面淬硬钢加工时与工件表面干涉现象的发生。刀体的外圆周面上设有两条螺旋排屑槽，刀体的前端面为双渐屈线变角铣刀主体，每个单渐屈线变角铣刀主体的前刀面包括一阶前刀面和二阶前刀面；每个单渐屈线变角铣刀主体的后刀面包括一阶第一后刀面、一阶第二后刀面、二阶第一后刀面、二阶第二后刀面、三阶第一后刀面、三阶第二后刀面、四阶第一后刀面和四阶第二后刀面；每个单渐屈线变角铣刀主体的切削刃角包括一阶切削刃角、二阶切削刃角、三阶切削刃角和四阶切削刃角。本发明用于加工大曲率工件。
Description
技术领域
本发明涉及车削刀具技术领域，具体为一种双渐屈线变角铣刀。
背景技术
铣刀广泛应用于汽车大型覆盖件模具半精加工领域，人们要求汽车外观新颖且流线型设计感强，造成汽车覆盖件模具型面形状复杂，因汽车覆盖件淬硬钢材料硬度较高，现有刀具不能满足刀具抗冲击和加工精度高双要求。而且在对大曲率凹曲面加工时，易出现铣刀与工件干涉的现象，加剧刀具磨损，影响铣削精度，降低刀具的使用寿命及工件的表面完整性。综上，提高加工效率和工件表面质量是适应现代汽车模具生产需要的重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种双渐屈线变角铣刀，通过对铣刀的设计，能够保证切削刃强度的同时，提高工件表面质量，且能够避免铣刀对大曲率凹曲面淬硬钢加工时与工件表面干涉现象的发生。
实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种双渐屈线变角铣刀，包括刀体，所述的刀体为圆柱体，刀体的直径为120mm，刀体的外圆周面上设有两条螺旋排屑槽，所述的两条螺旋排屑槽等分布于刀体的外圆周面设置，刀体的前端面为双渐屈线变角铣刀主体，每个单渐屈线变角铣刀主体的切削刃曲线的参考中心圆距该单渐屈线变角铣刀主体外圆周面23.6mm、距刀体的前端面38.4mm；
以过该参考中心圆圆心的水平面为基准面，顺时针旋转23°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为a点，在过该a点的切线上选取该参考中心圆半径8.5倍处的一点定义为渐屈线第1点，该渐屈线第1点同时也是该双渐屈线变角铣刀主体的轴心点；
以过该参考中心圆圆心和a点的平面为基准面，逆时针旋转11°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为b点，在过该b点的切线上选取该参考中心圆半径8倍处的一点定义为渐屈线第2点；
以过该参考中心圆圆心和b点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为c点，在过该c点的切线上选取该参考中心圆半径7倍处的一点定义为渐屈线第3点；
以过该参考中心圆圆心和c点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为d点，在过该d点的切线上选取该参考中心圆半径6倍处的一点定义为渐屈线第4点；
以过该参考中心圆圆心和d点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为e点，在过该e点的切线上选取该参考中心圆半径5倍处的一点定义为渐屈线第5点；
每个单渐屈线变角铣刀主体的前刀面包括一阶前刀面和二阶前刀面；所述的一阶前刀面由渐屈线第1点至渐屈线第3点之间形成的弧线切削刃构成，所述的二阶前刀面由渐屈线第3点至渐屈线第5点之间形成的弧线切削刃构成，
每个单渐屈线变角铣刀主体的后刀面包括一阶第一后刀面、一阶第二后刀面、二阶第一后刀面、二阶第二后刀面、三阶第一后刀面、三阶第二后刀面、四阶第一后刀面和四阶第二后刀面；
所述的一阶第一后刀面由渐屈线第1点至渐屈线第2点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的二阶第一后刀面由渐屈线第2点至渐屈线第3点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的三阶第一后刀面由渐屈线第3点至渐屈线第4点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的四阶第一后刀面由渐屈线第4点至渐屈线第5点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的一阶第一后刀面连接一阶第二后刀面，所述的二阶第一后刀面连接二阶第二后刀面，所述的三阶第一后刀面连接三阶第二后刀面，所述的四阶第一后刀面连接四阶第二后刀面；
每个单渐屈线变角铣刀主体的切削刃角包括四个不同角度的切削刃角，所述的四个不同角度的切削刃角分别为一阶切削刃角、二阶切削刃角、三阶切削刃角和四阶切削刃角；
所述的一阶切削刃角为一阶前刀面与一阶第一后刀面所形成的夹角；
所述的二阶切削刃角为一阶前刀面与二阶第一后刀面所形成的夹角；
所述的三阶切削刃角为二阶前刀面与三阶第一后刀面所形成的夹角；
所述的四阶切削刃角为二阶前刀面与四阶第一后刀面所形成的夹角。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
1.本发明的双渐屈线变角铣刀能够保证切削刃强度的同时，提高工件表面质量，在加工大曲率（加工工件的曲率半径的范围为R48-R120）时，双渐屈线变角铣刀可以减小干涉且有效切削刃较长，可减小刀具在铣削过程中的振动。
2.本发明的双渐屈线变角铣刀的渐屈线第3点到渐屈线第5点之间形成的弧线切削刃半径较大，可避免切削大曲率凸、凹工件时，切削刃与工件干涉。
3.当切削工件时，是由四阶切削刃先进入切削，此切削刃前角和后角都较小，切削刃刚性好，三阶切削刃和二阶切削刃再依次进入切削，最后再由一阶切削刃进入切削，将前一刀路表面残留部分切除，从而提高了铣削表面质量。
4.四阶第一后刀面与二阶前刀面形成的切削刃角较大，切削较平稳、抗冲击性强，一阶第一后刀面与一阶前刀面形成的切削刃最锋利，切削表面质量好。刀具在加工工件时，刀具与工件接触从较钝，切削刃光滑过渡到最锋利切削刃切削时，即可保证切削刃冲击小又可保证加工后工件表面质量高。
附图说明
图1为本发明的双渐屈线变角铣刀的主视图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的俯视图；
图4为图2的B处局部放大图；
图5为图4的A-A剖视图；
图6为图5的C处局部放大图；
图7为图5的D处局部放大图；
图8为本发明的双渐屈线变角铣刀的结构原理图；
图9为图8的E处局部放大图。
图中：刀体1、螺旋排屑槽2、双渐屈线变角铣刀主体3、一阶前刀面4、二阶前刀面5、一阶第一后刀面6、二阶第一后刀面7、三阶第一后刀面8、四阶第一后刀面9、一阶第二后刀面10、二阶第二后刀面11、三阶第二后刀面12、四阶第二后刀面13、第一螺旋排屑槽14、第二螺旋排屑槽15、一阶切削刃角17、二阶切削刃角18、三阶切削刃角19、四阶切削刃角20。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1~图9所示，本实施方式披露了一种双渐屈线变角铣刀，包括刀体1，所述的刀体1为圆柱体，刀体1的直径为120mm，刀体1的外圆周面上设有两条螺旋排屑槽2，所述的两条螺旋排屑槽2等分布于刀体1的外圆周面设置，刀体1的前端面为双渐屈线变角铣刀主体3，用于加工工件，每个单渐屈线变角铣刀主体的切削刃曲线的参考中心圆距该单渐屈线变角铣刀主体外圆周面23.6mm、距刀体1的前端面38.4mm；
以过该参考中心圆圆心的水平面为基准面，顺时针旋转23°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为a点，在过该a点的切线上选取该参考中心圆半径8.5倍处的一点定义为渐屈线第1点，该渐屈线第1点同时也是该双渐屈线变角铣刀主体3的轴心点；
以过该参考中心圆圆心和a点的平面为基准面，逆时针旋转11°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为b点，在过该b点的切线上选取该参考中心圆半径8倍处的一点定义为渐屈线第2点；
以过该参考中心圆圆心和b点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为c点，在过该c点的切线上选取该参考中心圆半径7倍处的一点定义为渐屈线第3点；
以过该参考中心圆圆心和c点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为d点，在过该d点的切线上选取该参考中心圆半径6倍处的一点定义为渐屈线第4点；
以过该参考中心圆圆心和d点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为e点，在过该e点的切线上选取该参考中心圆半径5倍处的一点定义为渐屈线第5点(每个单渐屈线变角铣刀的切削刃曲线由渐屈线第1点至渐屈线第5点依次光滑连接而成的)；
每个单渐屈线变角铣刀主体的前刀面包括一阶前刀面4和二阶前刀面5；
所述的一阶前刀面4由渐屈线第1点至渐屈线第3点之间形成的弧线切削刃构成，
所述的二阶前刀面5由渐屈线第3点至渐屈线第5点之间形成的弧线切削刃构成，
每个单渐屈线变角铣刀主体的后刀面包括一阶第一后刀面6、一阶第二后刀面10、二阶第一后刀面7、二阶第二后刀面11、三阶第一后刀面8、三阶第二后刀面12、四阶第一后刀面9和四阶第二后刀面13；
所述的一阶第一后刀面6由渐屈线第1点至渐屈线第2点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的二阶第一后刀面7由渐屈线第2点至渐屈线第3点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的三阶第一后刀面8由渐屈线第3点至渐屈线第4点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的四阶第一后刀面9由渐屈线第4点至渐屈线第5点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的一阶第一后刀面6连接一阶第二后刀面10，所述的二阶第一后刀面7连接二阶第二后刀面11，所述的三阶第一后刀面8连接三阶第二后刀面12，所述的四阶第一后刀面9连接四阶第二后刀面13；
每个单渐屈线变角铣刀主体的切削刃角包括四个不同角度的切削刃角，所述的四个不同角度的切削刃角分别为一阶切削刃角17、二阶切削刃角18、三阶切削刃角19和四阶切削刃角20；
所述的一阶切削刃角17为一阶前刀面4与一阶第一后刀面6所形成的夹角；
所述的二阶切削刃角18为一阶前刀面4与二阶第一后刀面7所形成的夹角；
所述的三阶切削刃角19为二阶前刀面5与三阶第一后刀面8所形成的夹角；
所述的四阶切削刃角20为二阶前刀面5与四阶第一后刀面9所形成的夹角。
具体实施方式二：如图1、图2、图5、图7、图8及图9所示，具体实施方式一所述的一种双渐屈线变角铣刀，所述的两条螺旋排屑槽2分别是第一螺旋排屑槽14和第二螺旋排屑槽15，所述的第一螺旋排屑槽14是由砂轮磨削双渐屈线轴心部分时，连带磨削干涉形成的螺旋槽；所述的第二螺旋排屑槽15是由砂轮磨削一阶前刀面4时，连带磨削干涉形成的螺旋槽。
具体实施方式三：如图1所示，具体实施方式一所述的一种双渐屈线变角铣刀，所述的刀体1的外圆周面还设有一条螺旋排屑散热槽16，所述的螺旋排屑散热槽16的螺旋角为35°。适用于切削高硬度材料，有利于切屑的排出，使刀具可以顺利分散切削热。
具体实施方式四：如图5、图7~图9所示，具体实施方式二所述的一种双渐屈线变角铣刀，所述的一阶前刀面4的前角大于二阶前刀面5的前角，一阶前刀面4与二阶前刀面5的前角均不超过-1°～-2°，且一阶前刀面4与二阶前刀面5光滑连接。
本实施方式中，优选设定一阶前刀面4的前角为-1°，阶前刀面5的前角为-2°。
本实施方式的效果是：在铣削淬硬钢时，较小的前刀面可以增加刀刃强度。
具体实施方式五：如图5、图6、图8及图9所示，具体实施方式一所述的一种双渐屈线变角铣刀，所述的一阶第一后刀面6的后角大于二阶第一后刀面7的后角，二阶第一后刀面7的后角大于三阶第一后刀面8的后角，三阶第一后刀面8的后角大于四阶第一后刀面9的后角，一阶第一后刀面6的后角、二阶第一后刀面7的后角、三阶第一后刀面8的后角及四阶第一后刀面9的后角都在-4°～-10°范围内，且一阶第一后刀面6、二阶第一后刀面7、三阶第一后刀面8及四阶第一后刀面9依次光滑连接。
本实施方式中，优选设定为一阶第一后刀面6的后角为-5°，二阶第一后刀面7的后角为-6°，三阶第一后刀面8的后角为-7°，四阶第一后刀面9的后角为-8°。
本实施方式的效果是：在铣削淬硬钢时，选用适合的后刀面角度，可以增加刀刃的强度。
具体实施方式六：如图5所示，具体实施方式一所述的一种双渐屈线变角铣刀，其特征在于：所述的四阶切削刃角20的角度大于三阶切削刃19的角度（四阶切削刃角20角度较大，切削刃抗冲击性强，切削较平稳），所述的三阶切削刃角19的角度大于二阶切削刃角18的角度，所述的二阶切削刃角18的角度大于一阶切削刃角17的角度（一阶切削刃角17所对应的切削刃最锋利，刀具的正前角较大，切屑对前刀面的正压力较小，不容易产生积屑瘤，因为后刀面较大，减小了后刀面与切削表面的摩擦，可以提高切削表面质量）。
本实施方式中，优选设定四阶切削刃角20的角度为84°（切削刃抗冲击性强，切削较平稳），三阶切削刃角19的角度为83°，二阶切削刃角18的角度为81°，一阶切削刃角17的角度最小为80°。一阶切削刃角17所对应的切削刃最锋利，刀具的正前角大，切屑对前刀面的正压力较小，不容易产生积屑瘤，因为后刀面较大，减小了后刀面与切削表面的摩擦，可以提高切削表面质量。
本发明中所述的双渐屈线变角铣刀的材质为硬质合金。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。
Claims (6)
1.一种双渐屈线变角铣刀，包括刀体（1），所述的刀体（1）为圆柱体，刀体（1）的直径为120mm，刀体（1）的外圆周面上设有两条螺旋排屑槽（2），所述的两条螺旋排屑槽（2）等分布于刀体（1）的外圆周面设置，其特征在于：刀体（1）的前端面为双渐屈线变角铣刀主体（3），每个单渐屈线变角铣刀主体的切削刃曲线的参考中心圆距该单渐屈线变角铣刀主体外圆周面23.6mm、距刀体（1）的前端面38.4mm；
以过该参考中心圆圆心的水平面为基准面，顺时针旋转23°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为a点，在过该a点的切线上选取该参考中心圆半径8.5倍处的一点定义为渐屈线第1点，该渐屈线第1点同时也是该双渐屈线变角铣刀主体（3）的轴心点；
以过该参考中心圆圆心和a点的平面为基准面，逆时针旋转11°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为b点，在过该b点的切线上选取该参考中心圆半径8倍处的一点定义为渐屈线第2点；
以过该参考中心圆圆心和b点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为c点，在过该c点的切线上选取该参考中心圆半径7倍处的一点定义为渐屈线第3点；
以过该参考中心圆圆心和c点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为d点，在过该d点的切线上选取该参考中心圆半径6倍处的一点定义为渐屈线第4点；
以过该参考中心圆圆心和d点的平面为基准面，逆时针旋转30°交于该参考中心圆圆周上的一点定义为e点，在过该e点的切线上选取该参考中心圆半径5倍处的一点定义为渐屈线第5点；
每个单渐屈线变角铣刀主体的前刀面包括一阶前刀面（4）和二阶前刀面（5）；
所述的一阶前刀面（4）由渐屈线第1点至渐屈线第3点之间形成的弧线切削刃构成，
所述的二阶前刀面（5）由渐屈线第3点至渐屈线第5点之间形成的弧线切削刃构成，
每个单渐屈线变角铣刀主体的后刀面包括一阶第一后刀面（6）、一阶第二后刀面（10）、二阶第一后刀面（7）、二阶第二后刀面（11）、三阶第一后刀面（8）、三阶第二后刀面（12）、四阶第一后刀面（9）和四阶第二后刀面（13）；
所述的一阶第一后刀面（6）由渐屈线第1点至渐屈线第2点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的二阶第一后刀面（7）由渐屈线第2点至渐屈线第3点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的三阶第一后刀面（8）由渐屈线第3点至渐屈线第4点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的四阶第一后刀面（9）由渐屈线第4点至渐屈线第5点之间形成的弧线切削刃构成；
所述的一阶第一后刀面（6）连接一阶第二后刀面（10），所述的二阶第一后刀面（7）连接二阶第二后刀面（11），所述的三阶第一后刀面（8）连接三阶第二后刀面（12），所述的四阶第一后刀面（9）连接四阶第二后刀面（13）；
每个单渐屈线变角铣刀主体的切削刃角包括四个不同角度的切削刃角，所述的四个不同角度的切削刃角分别为一阶切削刃角（17）、二阶切削刃角（18）、三阶切削刃角（19）和四阶切削刃角（20）；
所述的一阶切削刃角（17）为一阶前刀面（4）与一阶第一后刀面（6）所形成的夹角；
所述的二阶切削刃角（18）为一阶前刀面（4）与二阶第一后刀面（7）所形成的夹角；
所述的三阶切削刃角（19）为二阶前刀面（5）与三阶第一后刀面（8）所形成的夹角；
所述的四阶切削刃角（20）为二阶前刀面（5）与四阶第一后刀面（9）所形成的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种双渐屈线变角铣刀，其特征在于：所述的两条螺旋排屑槽（2）分别是第一螺旋排屑槽（14）和第二螺旋排屑槽（15），所述的第一螺旋排屑槽（14）是由砂轮磨削双渐屈线轴心部分时，连带磨削干涉形成的螺旋槽；所述的第二螺旋排屑槽（15）是由砂轮磨削一阶前刀面（4）时，连带磨削干涉形成的螺旋槽。
3.根据权利要求2所述的一种双渐屈线变角铣刀，其特征在于：所述的刀体（1）的外圆周面还设有一条螺旋排屑散热槽（16），所述的螺旋排屑散热槽（16）的螺旋角为35°。
4.根据权利要求1所述的一种双渐屈线变角铣刀，其特征在于：所述的一阶前刀面（4）的前角大于二阶前刀面（5）的前角，一阶前刀面（4）与二阶前刀面（5）的前角均不超过-1°～-2°，且一阶前刀面（4）与二阶前刀面（5）光滑连接。
5.根据权利要求1所述的一种双渐屈线变角铣刀，其特征在于：所述的一阶第一后刀面（6）的后角大于二阶第一后刀面（7）的后角，二阶第一后刀面（7）的后角大于三阶第一后刀面（8）的后角，三阶第一后刀面（8）的后角大于四阶第一后刀面（9）的后角，一阶第一后刀面（6）的后角、二阶第一后刀面（7）的后角、三阶第一后刀面（8）的后角及四阶第一后刀面（9）的后角都在-4°～-10°范围内，且一阶第一后刀面（6）、二阶第一后刀面（7）、三阶第一后刀面（8）及四阶第一后刀面（9）依次光滑连接。
6.根据权利要求1所述的一种双渐屈线变角铣刀，其特征在于：所述的四阶切削刃角（20）的角度大于三阶切削刃（19）的角度，所述的三阶切削刃角（19）的角度大于二阶切削刃角（18）的角度，所述的二阶切削刃角（18）的角度大于一阶切削刃角（17）的角度。
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2016
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