CN106687240A - 带有凸形径向后表面和具有圆弧轮廓的拐角的端铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种端铣刀，包括齿，该齿具有凸形径向后表面、具有圆弧轮廓的拐角、前表面和拐角后表面。拐角后表面向相对于圆弧轮廓限定的径向切面的后方延伸。

Description

带有凸形径向后表面和具有圆弧轮廓的拐角的端铣刀

技术领域

本申请的主题涉及一体齿（即，非插入）类型的端铣刀，该端铣刀具有凸形径向后表面和带有圆弧轮廓的拐角，并且尤其涉及用于精加工操作的端铣刀。

背景技术

在本申请中提及的类型的端铣刀已是过去几十年中持续改进的主题。

由于竞争性的全球市场，对使用端铣刀进行机加工的需求不断增加，以提供更高的光洁度和延长的工具寿命，即使是在以高速度机加工工件和/或机加工由难以机加工的材料制成的工件时。

因此，即使是提供以微米为单位可测量的不连续的尺寸减小的设计修改也被认为是性能的显著改进。

本申请针对具有凸形径向后表面和与其连接的拐角半径表面（其是平坦的或凹形的）的端铣刀拐角。具体来说，端铣刀能够紧邻其切削刃具有平坦或凹形径向后表面或凸形径向后表面。为了说明书和权利要求的目的，凸形径向后表面被限定为下述这样的径向后表面：其至少一部分紧邻切削刃，该部分是凸形地弯曲的。应当理解，下述这样的径向后表面也被认为是凸形径向后表面：其包括与切削刃紧邻的凸形部分，并且还包括通过凸形部分而与切削刃分离的平坦部分（即，在垂直于旋转轴线的平面中遵循直线的部分）。将平坦或凹形径向后表面与拐角半径表面（其是平坦的或凹形的）没有表面不匹配地对准被认为没有将凸形径向后表面与这样的拐角半径表面对准问题那么大。因此，本申请的主题仅涉及具有凸形径向后表面的类型的端铣刀。

本申请还具体针对带有具有圆弧轮廓的拐角的端铣刀。在这样的端铣刀围绕旋转轴线旋转期间，且在垂直于旋转轴线的方向上观察，呈现拐角的圆弧轮廓。为了说明书和权利要求的目的，这将被称为“轮廓视图”。

圆弧轮廓限定假想圆的一部分。该圆具有圆心、轴向和径向切线、轴向和径向切点、以及从圆心到圆弧轮廓可测量的半径大小。轴向切点位于圆和轴向切线的交叉处，所述轴向切线从圆心向前且沿与端铣刀的旋转轴线平行的方向延伸。径向切点位于圆和径向切线的交叉处，所述径向切线从圆心径向向外且沿与旋转轴线垂直的方向延伸。

为了描述本申请中的端铣刀的另外的特征，也可以从圆限定平面。具体地，径向切面垂直于旋转轴线延伸，并且圆心和径向切点二者都位于径向切面中。径向切线也位于径向切面中。类似地，下文描述的其他径向线能够理解为位于垂直于旋转轴线延伸的对应径向平面中。

将理解，圆和相关联的线、平面、切点和半径大小是假想的，因此不是端铣刀上的可见特征，而是可通过其构造导出的特征。

本发明的目的是提供一种新型且改进的端铣刀。

发明内容

根据本申请的主题的第一方面，提供了一种端铣刀，其具有限定向前和向后方向的旋转轴线，并且包括：

前端部和后端部，以及在其之间延伸的外周表面；

从前端部向后延伸的切削部分；及

位于切削部分的后方的柄部分；

切削部分包括从前端部延伸到外周表面的齿；

齿包括：

前表面；

凸形径向后表面；

切削刃，所述切削刃形成在前表面和凸形径向后表面的交叉处；

拐角，所述拐角包括限定圆的一部分的圆弧轮廓，所述圆具有圆心、轴向和径向切线、轴向和径向切点、径向切面、以及从圆心到圆弧轮廓可测量的半径大小M；及

拐角后表面，所述拐角后表面连接到前表面和凸形径向后表面，并且向径向切面的后方延伸。

根据本申请的主题的另一方面，提供了一种端铣刀，其包括前表面和凸形径向后表面，及连接到前表面和凸形径向后表面二者的拐角后表面。

根据本申请的主题的又另一方面，提供了一种端铣刀，其包括：形成在前表面和凸形径向后表面的交叉处的切削刃；和在切削刃处切向连接到凸形径向后表面的拐角后表面。

根据本申请的主题的又另一方面，提供了一种端铣刀，其包括具有圆弧轮廓的拐角，该拐角限定径向切点、前表面和凸形径向后表面、以及拐角后表面，并且其中，径向切点和端铣刀对准。

根据本申请的主题的又另一方面，提供了一种端铣刀，其包括：切削刃，其形成在前表面和凸形径向后表面的交叉处；和拐角后表面，其向径向切面的后方延伸且还在切削刃处切向连接到凸形径向后表面。

根据本申请的主题的再另一方面，提供了一种端铣刀，其包括凸形径向后表面和向径向切面的后方延伸的拐角后表面。

根据本申请的主题的另一方面，提供了一种端铣刀，其包括前端部和后端部、前表面和凸形径向后表面、以及拐角后表面，该拐角后表面连接到前表面和凸形径向后表面两者且从前端部向后延伸大于半径大小的量。

将理解，根据本申请的端铣刀的可能优点包括在连接的拐角后表面和凸形径向后表面处的不连续和/或不匹配的尺寸减小。因此，理论上能够提高工具寿命和/或工件上的表面光洁度。这些优点也能够在不需要额外的制造步骤（例如，切口）的情况下实现。

将理解，上述是概述，并且上述方面中的任何方面均可以还包括下面描述的特征中的任一者。具体地，单独或组合的以下特征可适用于上述方面中的任一者：

A.端铣刀能够具有限定向前和向后方向的旋转轴线。

B.端铣刀能够包括前端部和后端部，以及在其之间延伸的外周表面。

C.端铣刀能够具有基本的柱形形状。

D.端铣刀能够包括从前端部向后延伸的切削部分。切削部分能够具有基本的柱形形状。

E.切削部分能够具有切削部分直径D_C。

F.柄部分能够位于切削部分的后方。

G.切削部分能够包括齿或多个齿。齿或多个齿与切削部分一体地形成。切削部分的所有齿能够具有相同的特征。

H.切削部分的齿能够从端铣刀的前端部延伸到外周表面。

I.齿能够是光滑的（即，不是锯齿状的）。

J.齿能够包括前表面、凸形径向后表面、及形成在前表面和凸形径向后表面的交叉处的切削刃。

K.凸形径向后表面能够包括紧邻切削刃的凸形部分和通过凸形部分而与切削刃分离的平坦部分。

L.齿能够包括拐角。

M.拐角能够包括圆弧轮廓，该圆弧轮廓限定圆的一部分，该圆具有圆心、轴向和径向切线、轴向和径向切点、径向切面、以及从圆心到圆弧轮廓可测量的半径大小M。

N.齿能够包括拐角后表面。

O.拐角后表面能够连接到前表面和凸形径向后表面二者。

P.拐角后表面能够在切削刃处切向地连接到凸形径向后表面。在切削刃处的拐角后表面到径向后表面的切向连接能够在径向切面处或与径向切面相邻。如果切向连接在垂直于旋转轴线延伸的前极端径向平面的后方，则认为切向连接与径向切面相邻。前极端径向平面在径向切面前方的距离不能超过等于半径大小的5％、优选地等于半径大小的3％的前轴向距离。最优选地，拐角后表面仅在切削刃和径向切面的交叉处切向连接到凸形径向后表面。

Q.拐角后表面能够向径向切面的后方延伸。拐角后表面能够在垂直于旋转轴线延伸的后极端径向平面的前方终止。后极端径向平面在径向切面后方的距离不能超过等于半径大小的5％、优选地等于半径大小的3％的后轴向距离。

R.径向切点和端铣刀能够对准。当在径向切点和端铣刀之间限定的径向长度L_R不大于切削部分直径D_C的0.04％（L_R≤0.04％D_C）时，径向切点和端铣刀被认为是对准的。优选地，L_R不大于切削部分直径D_C的0.02％（L_R≤0.02％D_C）。将理解，当径向长度L_R趋向于零时，认为是更接近，优选的，对准。

S.拐角后表面能够在径向切面的后方具有拐角后极端形状。拐角后极端形状能够随着与径向切面的距离增加而逐渐变细。拐角后极端形状能够是三角形。

附图说明

为了更好地理解本申请的主题，并且示出如何在实践中实现该主题，现在将参考附图，在附图中：

图1A是根据本申请的主题的端铣刀的示意性侧视图，包括在右上角的拐角的轮廓视图；

图1B是图1A中的端铣刀的示意性前端部视图；

图2A是现有技术的端铣刀的切削部分的一部分（相对于轮廓视图沿切削方向略微旋转）的示意性侧视图；

图2B是图2A中标记为IIB的圆圈部分的示意性放大图；

图3A是类似于图2A的视图，具体地，是图1A和图1B中的端铣刀的切削部分的一部分（相对于图1A中的轮廓视图沿切削方向略微旋转）的示意性侧视图；

图3B是图3A中标记为IIIB的圆圈部分的示意性放大图；

图4A示出了现有技术的端铣刀的切削部分的一部分的侧视图（包括右上角的拐角的轮廓视图）；

图4B是图4A中标记为IVB的圆圈部分的示意性放大图；

图5A是现有技术的端铣刀的切削部分的拐角的示意性轮廓视图；

图5B是图5A中标记为VB的圆圈部分的示意性放大图；

图6A是图1A、图1B、图3A和图3B中的端铣刀的切削部分的拐角的示意性轮廓视图；及

图6B是图6A中标记为VIB的圆圈部分的示意性放大图。

具体实施方式

参考图1A和图1B，其示出了端铣刀10，该端铣刀10通常由非常硬且耐磨的材料（诸如硬质合金）制成，并且特别地被构造成用于精加工操作。

端铣刀10被构造成围绕旋转轴线12旋转，旋转轴线12能够纵向延伸穿过端铣刀10的中心并与端铣刀中心点C_P1重合。在该示例中，端铣刀旋转方向D_A在图1B所示的前端部视图中是逆时针的。旋转轴线12能够限定向前方向D_F和相反的向后方向D_R（注意，尽管这些方向与旋转轴线12平行，但它们不需要与旋转轴线12同轴）。

端铣刀10能够包括前端部14，相对于前端部14远端地定位的后端部16，以及在前端部14和后端部16之间延伸的外周表面18。

端铣刀10能够包括切削部分20和位于切削部分20的后方的柄部分22。

切削部分20能够包括切削部分直径D_C，并且能够从前端部14向后延伸。

切削部分20能够包括至少一个齿24（例如，第一、第二和第三齿24A、24B、24C）。

每个齿24均能够是光滑的（即，非锯齿状的），以用于提高工件光洁度。

切削部分20能够包括在相邻齿24之间周向定位的出屑槽26（例如，出屑槽26A能够周向地位于第一齿24A和第二齿24B之间）。切削部分20能够包括多个出屑槽26（例如，第一、第二和第三出屑槽26A、26B、26C）。每个出屑槽26均能够与旋转轴线12成螺旋角H（例如，恒定的或可变的）。

还参考图3B，每个齿24均能够包括前表面28、凸形径向后表面30、形成在前表面28和凸形径向后表面30的交叉处的切削刃32、以及连接到前表面28和凸形径向后表面30的拐角后表面34。

凸形径向后表面30能够包括紧邻切削刃32的凸形部分30a和通过凸形部分30a而与切削刃32分离的平坦部分30b。

虽然不限于此，但是对于具有这样的凸形和平坦部分30a、30b构造的凸形径向后表面来说，本申请的主题被认为是特别有利的。

每个齿24均能够从前端部14延伸到外周表面18。

在前端部14和外周表面18的交叉处，每个齿24均能够包括拐角36。

在图1A所示的轮廓视图中，在端铣刀10围绕旋转轴线12旋转期间，拐角36呈现限定假想圆I_C的一部分的圆弧轮廓38。

参见图6A，圆I_C能够具有圆心C_P2、轴向和径向切线L_AT、L_RT、轴向和径向切点P_AT、P_RT以及从圆心C_P2到圆弧轮廓38可测量的半径大小M.

轴向切点P_AT位于圆I_C和轴向切线L_AT的交叉处，该轴向切线L_AT从圆心C_P2向前且沿与端铣刀10的旋转轴线12平行的方向延伸。径向切点P_RT位于圆I_C和径向切线L_RT的交叉处，该径向切线L_RT从圆心C_P2且沿与旋转轴线12垂直的径向向外方向延伸。径向切面S_RT被限定为垂直于旋转轴线12并包括径向切线L_RT。换句话说，径向切面S_RT能够被限定为垂直于旋转轴线12延伸、并且包括圆心C_P2和径向切点P_RT两者的平面。径向切面S_RT与轴向切点P_AT间隔半径大小M。

一般来说，在已确定圆心的位置（或者，更确切地说，圆心和轴向切点之间的轴向距离，其也将等于半径大小）之后（例如，在端铣刀的旋转期间并且从如图6A所示的轮廓视图观察），径向切面（其是垂直于端铣刀旋转轴线的平面，并且圆心位于其上）的位置能够被确立。在确定径向切面的位置之后，能够围绕旋转轴线旋转端铣刀，并且能够确定其他特征，诸如拐角后表面相对于径向切面的位置的范围。

参见图2A和图2B，示出了现有技术的端铣刀切削部分20'，以用于比较目的，其中，对应的特征具有相同的附图标记，还后缀有撇号（’）。

显然，现有技术的拐角后表面34'的最后方的拐角后点34a'位于径向切面S_RT'的前方。相比之下，图3A和图3B中的拐角后表面34向径向切面S_RT的后方延伸。

在径向切面S_RT的后方，靠近拐角后表面34的最后方的拐角后点34a的拐角后表面34能够具有拐角后极端形状40。如图所示，极端形状40能够是逐渐变细的。拐角后极端形状40能够被认为是三角形。

最后方的拐角后点34a位于后极端径向平面S_RE的前方。限定在径向切面S_RT和后极端径向平面S_RE之间的后轴向距离L_RA能够等于半径大小M的5％或更小（图6A）。

参见图4A和图4B，示出了现有技术的端铣刀切削部分20’’，以用于比较目的，其中，对应的特征具有相同的附图标记，并后缀有两个撇号（’’），并且这些图中的所有其他附图标记也后缀有两个撇号（’’）。

显然，在标记为44’’的不连续处，圆弧轮廓38’’终止以遵循圆I_C’’。因此，在位于圆I_C’’上的径向切点P_RT’’和端铣刀10’’之间存在径向间隙46’’。径向间隙46’’能够在垂直于旋转轴线12的方向上具有从径向切点P_RT’’到端铣刀10’’可测量的径向长度L_R’’。

相比之下，参照图6A，圆弧轮廓38遵循圆I_C，并且径向长度L_R（未示出）不大于切削部分直径D_C（图1A）的0.04％。在所示的示例中，未示出径向长度L_R，因为其小到不可见。

参见图5A和图5B，示出了现有技术的端铣刀切削部分以用于比较目的，其中，对应的特征具有相同的附图标记并后缀有三个撇号（’’’）。

在图5B中，示出了连接点33’’’，其中拐角后表面34’’’在切削刃32’’’处连接到弯曲的径向后表面30’’’。显然，拐角后表面34’’’在径向切点P_RT’’’的显著前方的切削刃32’’’处非切向地连接到径向后表面30’’’。因此，径向后表面30’’’和圆I_C’’’的路径在连接点33’’’的后方分开。

相比之下，图6B示出了连接点33，其中，拐角后表面34在切削刃32处连接到径向后表面30。连接点33能够在径向切面S_RT的前方，但是仍然应在前极端径向平面S_FE（其是与径向切面S_RT平行的平面）的后方。前极端径向平面S_FE在径向切面S_RT前方的距离不超过等于半径大小M（图6A）的5％的前轴向距离L_FA。最优选地，如图所示，切向连接在径向切点P_RT处。额外地，拐角后表面34在切削刃32处切向地连接到径向后表面30。

如图所示，径向后表面30和圆I_C的路径在径向切面S_RT的后方对准。

以上描述包括示例性实施例和细节，并且不排除根据本申请的权利要求范围的非示例性实施例和细节。

Claims (14)

1.一种端铣刀，其具有限定向前和向后方向的旋转轴线，并且包括：

前端部和后端部，以及在其之间延伸的外周表面；

从所述前端部向后延伸的切削部分；及

位于所述切削部分的后方的柄部分；

所述切削部分包括从所述前端部延伸到所述外周表面的齿；

所述齿包括：

前表面；

凸形径向后表面；

切削刃，所述切削刃形成在所述前表面和所述凸形径向后表面的交叉处；

拐角，所述拐角包括限定圆的一部分的圆弧轮廓，所述圆具有圆心、轴向和径向切线、轴向和径向切点、径向切面、以及从所述圆心到所述圆弧轮廓可测量的半径大小M；及

拐角后表面，所述拐角后表面连接到所述前表面和所述凸形径向后表面二者，并且向所述径向切面的后方延伸。

2.根据权利要求1所述的端铣刀，其中，所述拐角后表面在所述切削刃处切向地连接到所述凸形径向后表面。

3.根据权利要求2所述的端铣刀，其中，在所述切削刃处的所述拐角后表面到所述凸形径向后表面的所述切向连接在垂直于所述旋转轴线延伸的前极端径向平面的后方，所述前极端径向平面在所述径向切面前方的距离不超过等于所述半径大小M的5％的前轴向距离。

4.根据权利要求3所述的端铣刀，其中，所述前极端径向平面在所述径向切面前方的距离不超过等于所述半径大小的3％的前轴向距离。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的端铣刀，其中，所述拐角后表面仅在所述切削刃和所述径向切面的交叉处切向地连接到所述凸形径向后表面。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的端铣刀，其中，所述凸形径向后表面包括：紧邻所述切削刃的凸形部分；和通过所述凸形部分而与所述切削刃分离的平坦部分。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的端铣刀，其中，所述拐角后表面在垂直于所述旋转轴线延伸的后极端径向平面的前方终止，所述后极端径向平面在所述径向切面后方的距离不超过等于所述半径大小的5％的后轴向距离。

8.根据权利要求7所述的端铣刀，其中，所述后极端径向平面在所述径向切面后方的距离不超过等于所述半径大小的3％的后轴向距离。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的端铣刀，其中，所述切削部分具有切削部分直径D_C以及在所述径向切点和所述端铣刀之间限定的径向长度L_R；所述径向切点和所述端铣刀对准，其中所述径向长度L_R不大于所述切削部分直径D_C的0.04％（L_R≤0.04％D_C）。

10.根据权利要求9所述的端铣刀，其中，L_R不大于所述切削部分直径D_C的0.02％（L_R≤0.02％D_C）。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的端铣刀，其中，所述齿是光滑的。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的端铣刀，其中，所述拐角后表面在径向切面的后方具有拐角后极端形状，所述拐角后极端形状随着与所述径向切面的距离增加而逐渐变细。

13.根据权利要求12所述的端铣刀，其中，所述拐角后极端形状是三角形。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的端铣刀，其中，所述切削部分除了所述齿之外还包括一个或多个额外的齿，所述一个或多个额外的齿中的每个均包括与所述齿相同的特征。