CN1063117C - 铣刀及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制作用于切削加工的铣刀的方法，该铣刀尤其用于切削金属，该铣刀包括刀柄(2)和刀刃承载部分，刀柄(2)用于把铣刀固定在一个转动的驱动元件上，在刀刃承载部分的周围设置了数个可拆卸地安装在其上的刀刃(23)，每个刀刃都固定在一个刀座上，刀座至少部分地位于周向的刀刃承载部分(12)上。每个刀座包括一个底支撑面(10)和一个侧面支撑，该侧面支撑至少包括一个侧支撑面(9)，屑槽(25)沿转动方向设置在每个刀座的前方。本发明的优点是，刀座的侧面支撑至少部分地由球头立铣刀制成。这就可以大大增加铣刀的刀座的数目。

Description

铣刀及其制作方法

本发明涉及一种铣刀和该铣刀的制作方法。

典型的铣刀包括刀柄和刀头，其中的刀柄可以固定在一个转轴的一端，固定的方式与转轴的轴线呈一预定的关系，刀头安装在刀柄上，刀刃位于刀头的与转动轴线呈一径向距离的位置处，并且刀刃在刀头的远离转轴的一端，当铣刀绕一转轴转动时，刀刃绕转轴的中心轴线而划出一个圆形。刀柄的各部分都沿向和径向设置在刀刃的后方，因而刀刃可自由地与工件的表面相接触并对该表面进行切削，工件固定在机床上，而转轴在机床中转动。由于刀刃相对较短，其切削的范围也较窄，因而，铣刀要用于横向进给或在一个平面内进给的情况，铣刀进给的方向可以平行于要加工的工作表面，也可与该表面呈一个角度。这种刀刃通常可拆御地固定在刀座上，刀头是可分度的刀头，刀头上可有一个或几个刀座，刀刃也可以是圆形的。

当用铣刀进行切削加工时，单齿铣刀、大齿距铣刀及小齿距铣刀所产生的效果是不同的，每种铣刀都有其不同的使用领域。单齿铣刀可进行细微的调节，也就是说，凸形主刀刃可以根据工作而进行调节，也有可能通过细臻的调节而补偿转轴的倾斜。

大齿距铣刀可容纳数个圆形或方形的可分度刀刃。这种铣开通常用于所谓的粗铣，加工后的工件的表面质量取决于刀刃的进给量和铣床台面的轴向进给量。一般情况下，可达到的R_a值在3.2-12.5μm之间。

小齿距刀主要用于汽车工业，适用于对缸体或类似的零件进行铣削。

当铣削形面·全宽度的槽、连续的螺旋斜面和带有斜面的凹部时，适合于采用圆刃的铣刀。和其他类型刀刃的铣刀相类似的是，每个圆形的刀刃都可用紧固螺钉进行固定，在刀座的中心部位有一个螺纹通孔，刀刃通过该螺孔通孔而紧固在铣刀上。这种铣刀在专利DE-U-9305518.8中进行了介绍。

为了使大的在平面内的进给量成为可能从而产生高的生产效率，有必要拥有稳定的机床和输出量大的电机。如果这两个基本条件都能满足，大齿距铣刀很自然地会比小齿距铣刀提供更大的在平面内的进给量，在这个条件下，铣刀的进给量在同一个数量级上。另外，对于精于本技术的人来说有一个熟知的事实，就是小齿距铣刀和大齿距铣刀相比能产生更光滑的加工表面。

因而，本发明的基本目的是，对于每个给定的铣削直径，和现有铣刀相比加大铣刀的刀座的数目。

本发明的另一个目的是提供用最少的刀具、以最简单和最有效的可行方式制成铣刀刀座的方法。

本发明的这些目的及其他目的通过以下技术方案得以实现：

根据本发明，提供了一种用于切削加工的铣刀，尤其是切削金属的铣刀，包括刀柄和刀刃承载部分，所述刀柄用于把铣刀固定在一个转动驱动元件上，在所述刀刃承载部分的周围安装着数个可拆卸地紧固在其上的刀刃，每个刀刃紧固在一个刀座上，该刀座至少部分地位于刀刃承载部分上，该刀刃承载部分与铣刀构成一整体，每个刀座包括一个底支撑面和一个侧面支撑，该侧面支撑至少包括一个侧支撑面，屑槽设置在每个刀座的沿转动方向的前侧，本发明的特征在于所述侧面支撑或者包括至少一个至少部分地呈圆形的侧支撑面，或者包括至少两个在本质上平直的侧支撑面，呈圆形的侧支撑面用于支撑圆形的刀刃，两平直的侧支撑面间的夹角小于90°并用于支撑举例来说呈三角形、菱形、平行四边形及六角形的刀刃，这种刀座的侧面支撑沿径向位于凸出的各刀刃承载部分之间，凸头凸出的方向垂直于刀座的底支撑面。

有利的是，侧支撑面呈圆形，以支撑圆形的刀刃。

有利的是，侧支撑面包括三个铣削而成的横截面呈圆形的槽和各槽之间及沿侧支撑面的上边缘形成的脊，其中的一条或二条脊可作为刀刃的支撑。

有利的是，最上方的槽的中间部分为低的部分，从而形成了刀刃的两段界限分明的支撑段。

根据本发明，还提出一种制作用于切削加工的铣刀的方法，尤其是用于切削金属，该铣刀包括刀槽和刀刃承载部分，刀柄用于把铣刀固定在一个转动的驱动元件上，在刀刃承载部分的周围设置了数个可拆卸地安装在其上的刀刃)，每个刀刃都固定在一个刀座上，刀座至少部分地位于刀刃承载部分上，每个刀座包括一个底支撑面和一个侧面支撑，该侧面支撑包括至少一个侧支撑面，屑槽沿转动方向设置在每个刀座的前侧，本发明的特征在于刀座的侧面支撑至少部分地由球头立铣刀加工而成；其特征还在于刀座的侧面支撑沿径向位于各凸形的刀刃承载部分之间，凸形的延伸方向垂直于刀座的底支撑面。

为了说明方便，但不是使本发明的目的有局限性，下面结合附图对本发明的一个实施例进行说明。这些附图包括：

图1是根据本发明的圆刃铣刀从上面看的透视图。

图2是如图1所示的圆刃铣刀从上面看的透视图。

图3是刀座的略有修改的实施例的透视图。

图4是刀座的俯视图。

图5介绍了刀座的制作方法，其中即说明了传统技术又说明了本发明的方法。

图1图示了根据本发明的圆刃铣刀，该铣刀在总体上由1表示。远离其切削刃的一端是传统结构的紧固件2，该紧固件2可安装在一个旋转驱动轴上。铣刀的切削端包括一组精制的凸头3，加工出数个刀槽4后，就形成了各凸头3，刀槽4具有附属的屑槽25。本发明的方法的优点是，铣头具有六个刀座，但如果需要的话，也可以具有七个或八个刀座。在铣削直径大约70mm的情况下，如果铣刀的刀座用传统技术加工，其刀座数目最多可达五个。其原因在图5中可得到最明显的体现。该图表表明了刀座是如何加工而成的，一方面介绍了传统技术(刀杆5和刀头6)，另一方面也介绍了本项发明的方法(刀杆7和刀头8)。为了加工出圆刃铣刀的刀座、三角形刀刃铣刀的刀座，或具有钝角刀刃的铣刀的刀座，由于种种原因，需要用立铣刀从上面加工出刀座的侧支撑面9，所述上面即垂直于刀座底面10的方向。为了使侧支撑面9有一定的斜度以与刀刃间设定一个间隙，立铣刀通常要有锥形头11。为了便于这种立铣刀的工作，与图中剖面V-V相对应的材料都要从被加工的圆刃铣刀上除去。可以举个例子，当铣削直径D₁为250mm时，自由悬垂高度L₁为93mm；当铣削直径D₂为500mm时，自由悬垂高度L₂为126mm。因而，很容易想到，现行技术中加工刀座的要求严重限制了制作小齿距铣刀的可能性，铣削直径增大时，这种限制就更大。进一步对图5进行研究还可以发现其他的缺点，即：a)在自由悬垂高度大时，发生颤动的可能性加大了，在加工侧支撑面时会造成所述的颤动，进刀的精确位置不易得到保证；和b)加工不同铣削直径的铣刀时，需要更换不同的刀具。

根据本发明，这些不方便之处被一种以惊人的简便和顺利的方法而全部克服掉了，如图5所示，该方法就是用球头立铣刀以一个或几个侧支撑面9的形式加工出刀座的侧面支撑。所述立铣刀的自由悬垂高度L₃被限于大约27mm，而与钳削直径无关，其中的颤动减小了，甚至完全消除了也没有必要再更换刀具了。因为加工过程更多地是沿径向进行的，本发明的铣刀到达隐密之处的可能性加大了，事实上，所谓隐密之处位于铣刀刀座的沿转动方向的切线方向的前方，而刀座是凸形的刀刃承载零件或者称铣刀的支撑凸头12。在图4中，线条13表明了用传统技术加工时支撑凸头上需要被切削掉的材料的量。根据专利DE-U-93 05518.8，只有在凸形零件12的“暗处”加工出两个相互垂直的侧支撑面(或者两支撑面间夹以一个钝角)，才算成功地加工出了刀座，为此采用了前端具有直刃的立铣刀。因此，本文献中的圆刃铣刀的平面上具有平面的支撑导角，然而，这又需要对每个圆形刀座进行单调而费时的研磨。

上文提到了本发明采用了球头立铣刀8，其适宜的直径在2-12mm之间。因而，在侧支撑面9上出现了数个槽14、15和16，它们的横截面形状在本质上呈圆形，立铣刀的每次冲程都会加工出这样一个槽。这种槽的最少数目为2。在两个槽之间及沿着侧支撑面9的上边缘处都形成了脊17。至少一个脊17作为刀座的边缘，但二个脊更为适宜。在刀座上设有略微向内侧倾斜的螺孔18，从而刀座与所述的相邻的脊之间形成了一定的预载荷。尤其是，在远离底支撑面10方向的上面两个脊17作为支撑脊。为了形成两个不同的、界限分明的支撑面，如图3所示，上面的槽可分为14A和14B两部分，这两部分之间是更深的部分14’，这部分14’构成了一个自由面。深部分14’的加工方法也和部分14A和14B一样适合于用同一个球头立铣刀来完成，只要简单地沿轴向略深地铣削就能实现。

最下方的槽16适合于与底支撑面10的内边缘19相平行。一方面，这使得有可能在加工底支撑面10的同时加工出槽16，另一方面也可以避免在刀座的后部存有少量小颗粒和杂质。另外，槽16也起到了加强作用，这是因为用圆角过渡比尖角过渡会大大减小应力集中的出现，从而提高了抗裂纹再现的能力。然而，为了有可能稳定地支撑在底支撑面10上，底支撑面10应当向刀座延伸出一个舌头形的部分20。为了加工出部分20，应当用球头立铣刀9在支撑面9的中部略深地铣削一些，从而产生了低部21，但低部21并没有任何具体的用途。还当应指出，槽15和16及两者间的脊17构成了自由表面，即不与刀刃相接触。

为了有可能通过键槽使得紧固螺钉22可以紧固或放松刀刃23，在每个支撑凸头12的后边缘上设置了一个凹部24。在尺寸不变但刀座的数目增多时，凹部24相应地应更深一些。

按照本发明铣削出一个刀座后，就体现出了本发明的多个优点。在刀座的边缘处已实现了任意形状的支撑面9，支撑面9沿径向介于刀座的凸头12之间，凸头12的延伸方向垂直于刀座的底支撑平面10。到目前为止，现行技术只能适合于正方形或矩形的刀座，相邻两个侧支撑面相互垂直(参见专利DE-U-93 05518.8)，该刀座可由立铣刀进行加工，该立铣刀的端面是平直的并垂直于立铣刀的延伸方向。但本发明可加工出圆形的、三角形的、菱形的、平行四边形的及六角形的刀座，其齿距仅受到刀座凸头12的强度要足够的限。制因此，在本质上可以加工出平直的侧支撑面。两个侧支撑面之间的夹角小于90°，如可以是80°或70°。另外，底支撑面10的倾斜角可在较宽的范围内变化，以使刀以所需的功能角度固定在刀座上。另外，立铣刀还可转动一个角度或者说倾斜一个角度进行加工，以减少所谓的机床的C形转动(C-turning)和B型转动(B-turning)。最后，最多只需使用两种不同的球头立铣刀就可以对刀座进行加工，而与铣削直径大小无关。

Claims (5)

1、用于切削加工的铣刀，尤其是切削金属的铣刀，包括刀柄(2)和刀刃承载部分，所述刀柄(2)用于把铣刀固定在一个转动驱动元件上，在所述刀刃承载部分的周围安装着数个可拆卸地紧固在其上的刀刃(23)，每个刀刃(23)紧固在一个刀座上，该刀座至少部分地位于刀刃承载部分(12)上，该刀刃承载部分(12)与铣刀构成一整体，每个刀座包括一个底支撑面(10)和一个侧面支撑，该侧面支撑至少包括一个侧支撑面(9)，屑槽(25)设置在每个刀座的沿转动方向的前侧，本发明的特征在于所述侧面支撑或者包括至少一个至少部分地呈圆形的侧支撑面，或者包括至少两个在本质上平直的侧支撑面，呈圆形的侧支撑面用于支撑圆形的刀刃，两平直的侧支撑面间的夹角小于90°并用于支撑举例来说呈三角形、菱形、平行四边形及六角形的刀刃，这种刀座的侧面支撑沿径向位于凸出的各刀刃承载部分12之间，凸头凸出的方向垂直于刀座的底支撑面(10)。

2、如权利要求1所述的铣刀，其特征在于侧支撑面(9)呈圆形，以支撑圆形的刀刃。

3、如权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于侧支撑面包括三个铣削而成的横截面呈圆形的槽(14，15，16)和各槽之间及沿侧支撑面(9)的上边缘形成的脊(17)，其中的一条或二条脊可作为刀刃的支撑。

4、如上述任何一条权利要求所述的铣刀，其特征在于最上方的槽(14)的中间部分为低的部分(14’)，从而形成了刀刃的两段界限分明的支撑段(14A，14B)。

5、制作用于切削加工的铣刀的方法，尤其是用于切削金属，该铣刀包括刀槽(2)和刀刃承载部分，刀柄(2)用于把铣刀固定在一个转动的驱动元件上，在刀刃承载部分的周围设置了数个可拆卸地安装在其上的刀刃(23)，每个刀刃都固定在一个刀座上，刀座至少部分地位于刀刃承载部分(12)上，每个刀座包括一个底支撑面(10)和一个侧面支撑，该侧面支撑包括至少一个侧支撑面(9)，屑槽(25)沿转动方向设置在每个刀座的前侧，本发明的特征在于刀座的侧面支撑至少部分地由球头立铣刀(8)加工而成；其特征还在于刀座的侧面支撑沿径向位于各凸形的刀刃承载部分(12)之间，凸形的延伸方向垂直于刀座的底支撑面(10)。

Images