CN110418690B - 具有圆弧轮廓的用于加工铬镍铁合金的陶瓷面铣刀 - Google Patents

Abstract

一种面铣刀(10)包括圆弧轮廓(32C)，并且被配置用于加工铬镍铁合金。特别地，切削部分(14)由陶瓷材料制作，并且具有带有正轴向前角α的轴向子边缘(32A)以便增加工具寿命。

Description

具有圆弧轮廓的用于加工铬镍铁合金的陶瓷面铣刀

技术领域

本申请的主题涉及具有圆弧轮廓并且被配置用于加工特殊材料(特别地铬镍铁合金)的陶瓷面铣刀。

背景技术

现今，由于特别地粗糙度和其刚度质量的平衡结合相对有成本效益的价格的因素的组合，端铣刀通常由硬质合金制作。

本申请涉及陶瓷面铣刀。几十年来已经知晓陶瓷为能够作为用于加工的材料中的一种，但是除了相对小的切削嵌件之外，由于比诸如硬质合金的其他材料相对更脆且基本上更昂贵而很少被使用。

诸如铬镍铁合金的某些特殊材料由于在加工期间产生使切削工具快速退化的极热而难以加工。因此，这些材料通常以低切削速度(例如大约25m/min) 被加工。对于此类材料，上面提到的陶瓷的缺点通过陶瓷材料的比陶瓷碳化物相对更高的耐温性来部分地补偿。在标题为"整体式陶瓷端铣刀(monolithic ceramic end mill)"的US8,647,025中更详细地描述了这样的温度质量。

然而，不管有益的温度质量如何，在US8,647,025中公开的陶瓷端铣刀公开了显著的磨损。为了详述，即使在那里陈述了"端铣刀被检查并且被发现几乎没有缺损…"(第5列第47和48行)，本申请指出技术人员应理解在示例中描述的磨损量(范围从0.16mm到0.40mm)不是将会被认为"没有缺损"的。相反，所给出的值比对于由硬质合金制作的类似直径工具(在该示例中直径为 8mm)通常容许的磨损大很多。例如，对于硬质合金的8mm直径端铣刀，本申请的对于可接受摩擦的内部标准是0.08mm，其为所给出的最低磨损示例(0.16mm)的一半。然而，由于陶瓷的已知的比较脆的性质，比较高的磨损不是令人意外的。

本申请进一步涉及专用于面对加工应用的端铣刀，即面铣刀，相比沿着其周边，其主要利用切削端面处的切削边缘进行加工。

更特别地，本申请涉及具有圆弧轮廓的面铣刀。即使未明确陈述，也应理解，本申请的所有面铣刀都具有圆弧轮廓。类似地，即使词语"陶瓷"未被使用，也应理解，即使未明确陈述，至少面铣刀的切削部分由陶瓷材料制造(或换言之"陶瓷切削部分"或"陶瓷面铣刀")。应理解，这些陈述至少参考陶瓷基底，并且切削部分或整个面铣刀可以具有非陶瓷涂层。

圆弧轮廓在其旋转期间被呈现在旋转轴线周围，并且沿垂直于旋转轴线的方向进行观察。为了说明书和权利要求的目的，这将会被称为"侧面图"。圆弧轮廓限定假想圆的一部分。圆具有圆中心点、轴向和径向切线、轴向和径向切点、以及可从圆中心点到圆弧轮廓测量的半径大小。轴向切点位于圆和从圆中心点向前并且沿与面铣刀的旋转轴线平行的方向延伸的轴向切线的交点处。径向切点位于圆和从圆中心点径向向外并且沿与旋转轴线垂直的方向延伸的径向切线的交点处。为了便于理解，面铣刀的齿的切削边缘能够在理论上被分成三个子边缘，即位于面铣刀的切削端面处的轴向子边缘、沿着面铣刀的切削部分的周边定位的径向子边缘和从轴向子边缘延伸到径向子边缘的角落子边缘。更精确地，角落子边缘能够被限定为从径向切点延伸到轴向切点，径向子边缘能够被限定为从径向切点沿远离角落子边缘的方向延伸，并且轴向子边缘能够被限定为从轴向切点沿远离角落子边缘的方向延伸。在US9,517,515中例举了圆弧轮廓，其公开内容以引用方式被并入本文。

应理解，圆以及相关联的线、平面、切点和半径大小是假想的，并且因此不是面铣刀上的可见特征，而是可通过其结构导出的。

本申请还涉及具有混合切口的面铣刀，在例如本申请人的US8,858,128和其引用(即国家航空标准986(1973；清单号55))以及US8,414,228中例举了混合切口。

鉴于具有陶瓷切削部分的端铣刀的不利性质，至少当与硬质合金比较时，很明显需要独特的设计来使这样的设计经济可行。

本申请的目的是提供一种新的且改善的陶瓷面铣刀。

发明内容

本申请的第一设计考虑是提供一种具有陶瓷切削部分的可行端铣刀。相应地，所选择的端铣刀类型是由于至少两个原因而特别适合于陶瓷的面铣刀。第一个原因是较脆的陶瓷端铣刀在沿着其周边表面被显著使用的情况下更可能断裂。这不仅由于预期的弯曲力，而且由于在已经发现陶瓷能够操作的切削速度下预期的较高振动。在测试期间发现切削速度对工具寿命没有显著影响，并且因此300m/min以上的切削速度是可能的，实质上取决于工作站的最大速度 (例如测试在可用的工作站的最大速度(其为600m/min)下进行，这产生与 300m/min的测试相当的工具寿命)。第二个原因是沿着端铣刀的侧面磨削长凹槽的高成本。相应地，本申请的每个方面涉及面铣刀。在多个方面中详述了进一步独立有利的特征。

根据本申请的主题的第一方面，提供了一种陶瓷面铣刀，其被配置为包含柄杆部分和切削部分；至少所述切削部分由陶瓷材料制作，并且包含至少一个齿，所述至少一个齿包含具有正轴向前角α的轴向子边缘。

应理解，具有正前角的切削边缘提供了用于加工工件的比具有负前角的切削边缘更锋利的边缘。虽然正前角能够被认为更平滑地切削通过工件，但是它比相对更钝的负前角切削边缘更易遭受磨损和破坏。正是为此，具有负前角的切削边缘被使用(即在边缘增强被期望的情况下)。此类负前角也是脆的工具材料(诸如陶瓷)的预期选择，因为快速磨损是预期的。

还应理解遍及整个申请和权利要求，当陈述轴向子边缘具有正轴向前角α时，这意味着整个轴向子边缘具有正轴向前角(虽然该角本身可以在零以上的范围内改变)。应理解，本申请涉及加工主要利用轴向子边缘来进行的面铣刀。然而，当陈述次要子边缘(即角落子边缘或甚至更多个次要径向子边缘)中的一个具有某一前角时，并不意味着整个角落或径向子边缘具有正的或负的前角，而是前角的明确位置应当被注意。

由于当使用具有陶瓷切削部分的面铣刀时快速磨损是预期的，理论上认为并且实际上确实发现，通过包含具有正轴向前角α的轴向子边缘(被用于面应用的主要边缘)，边缘将会快速地恶化。对于相当的硬质合金面铣刀，这样的恶化(换言之"磨损")将会在极其短的时间间隔之后导致机工停止加工(和不可接受的工具寿命)，因为这样的恶化被认为是工具失效。然而，由于目前工具应当被认为在操作上不同于硬质合金面铣刀的新理解，最初正轴向前角α包含有快速磨损确实会发生的预期，但是这样的磨损仅仅会将边缘降至负轴向前角几何形状。相应地，通过提供最初正轴向前角工具，相对于被设计有之前已经被认为是更有利的负前角几何形状的相当的面铣刀，寿命被相当地增加。应理解，在本申请中(例如在上面陈述的第一方面中)，当陈述轴向子边缘具有正轴向前角α时，这指的是在第一次使用之前的面铣刀。通过在足够的时间长度内以前面提到的切削速度300-600m/min(或在工作站容许的情况下以更大的速度)对铬镍铁合金进行面铣削，在第一次使用之前存在的正轴向前角α通过磨损被变换为负径向前角。

应理解，虽然陶瓷工具的快速失效和其非常高的成本表面上是此类工具很少被出售的原因，但是利用边缘是脆的并且将会快速磨损的了解，已经发现令人意外的方式来延伸其工具寿命，即通过使用正前角并且通过从对于硬质合金工具已知的失效准则改变失效准则。具体地，代替针对磨损来监测陶瓷面铣刀，针对正被加工的区域的精度何时变得不可接受来监测工件本身。

应理解，虽然被更少使用，但是角落子边缘也被用于面对应用，并且因此存在至少与轴向子边缘相邻的这样的边缘也应当具有正角落前角β的额外益处。

相反，径向子边缘被更少利用，并且如果对于甚至在更频繁使用的轴向和角落边缘的情况下的磨损或与此相比至少减少的磨损包含有负径向前角λ，则甚至可以是更有利的。

鉴于以上解释，根据本申请的主题的第二方面，提供了一种用于加工铬镍铁合金工件的陶瓷面铣刀，所述面铣刀被配置用于围绕中心旋转轴线A_R旋转，所述中心旋转轴线A_R限定相反的轴向向前和向后方向D_F、D_R以及相反的旋转切削和后继方向D_P、D_S，所述面铣刀包含：柄杆部分；以及切削部分，所述切削部分从所述柄杆部分向前延伸到切削端面；所述切削部分包含：有效切削长度L_E；位于所述切削端面处的直径D_E；多个齿；以及切口，所述切口位于所述多个齿的每对相邻齿之间；所述多个齿中的齿包含：前刀面；后刀面；以及切削边缘，所述切削边缘被形成在所述前和后刀面的交点处；所述切削边缘包含：轴向子边缘，所述轴向子边缘位于所述切削端面处；径向子边缘，所述径向子边缘沿着所述切削部分的周边定位；以及角落子边缘，所述角落子边缘从所述轴向子边缘延伸到所述径向子边缘，并且限定角落半径R_C；其中整个面铣刀：由陶瓷材料制作；以及具有单一的整体结构；以及其中所述整个轴向子边缘具有正轴向前角α。

根据本申请的主题的第三方面，提供了一种陶瓷面铣刀，其包含柄杆部分和切削部分；至少所述切削部分由陶瓷材料制作，并且包含至少一个齿、弧形前刀面。

尽管加工由陶瓷材料制作的弧形表面比较困和昂贵，但是弧形前刀面在理论上被认为优于被用于难以加工材料(诸如陶瓷)和超硬材料(诸如PCD和 PCBN)的典型的平的前刀面。

根据本申请的主题的第四方面，提供了一种陶瓷面铣刀，其包含柄杆部分和切削部分；至少所述切削部分由陶瓷材料制作，并且包含多个齿和位于所述多个齿的每对相邻齿之间的切口；每对相邻齿之间的每个切口是该对齿之间的唯一切口。

具体地，切口能够是混合切口。

鉴于加工由陶瓷材料制作的表面比较困难和昂贵，已经发现每对齿之间仅具有单个切口的切削部分是可行的。在硬质合金面铣刀中，常常存在两个切口或通常跟随有凹槽的至少一个切口。为了详述，在陈述存在单个切口的情况下或在陈述要求保护的切口是一对齿之间的唯一切口的情况下，意味着该对齿没有与之相关联的第二切口或凹槽。与上面的第三方面相反，在陶瓷面铣刀的额外加工被进行以形成所认为的有利几何形状的情况下，此处额外的加工步骤 (即形成第二切口或凹槽)已经被避免，使得生产步骤能够被最少化。换言之，鉴于陶瓷切削部分的独特功能，发现单个切口能够足以产生可接受的加工性能。

由于陶瓷的脆的性质，端铣刀被配置为具有比较有限的有效切削长度的面铣刀。即使更长的切削长度对于材料去除将会是有利的，这因此也被认为是陶瓷切削部分的又一限制。相应地，面铣刀能够没有具体地对于陶瓷切削部分被认为有利的凹槽或第二切口。

这样的结构在切削端面的端视图中提供了独特的外观，齿的整个切削边缘是弧形的。

根据本申请的主题的第五方面，提供了一种陶瓷面铣刀，其包含柄杆部分和切削部分；至少所述切削部分由陶瓷材料制作，并且包含多个齿，所述齿中的每一个被定位在中心前面(front–of-center)。

虽然生产具有被定位在中心前面用于帮助排出切屑的齿的面铣刀已经是已知的，但是应注意，陶瓷面铣刀容许更高温度的操作并且因此由于减少热传递的目的排出是更不重要的。应进一步注意，这样的定位将材料留在面铣刀的中心处并且因此需要用于其去除的额外磨削操作。然而理论上认为改善的排出仍然优于用于比较昂贵的陶瓷面铣刀的额外制造步骤的成本。

根据本申请的主题的第六方面，提供了一种加工铬镍铁合金工件的方法，包含：提供根据之前方面中的任一个的陶瓷面铣刀，以及以大于300m/min的速度并且在通过磨损将最初正轴向前角变换为负轴向前角的足够的时间长度内对所述铬镍铁合金工件进行面铣削。

根据本申请的主题的第七方面，提供了一种加工铬镍铁合金工件的方法，包含：陶瓷面铣刀，所述陶瓷面铣刀包含切削部分，所述切削部分具有切削端面和多个齿，每个齿具有切削边缘，每个切削边缘包含：轴向子边缘、径向子边缘和角落子边缘，所述轴向子边缘位于切削端面处，并且在第一次使用之前具有最初正轴向前角α，所述径向子边缘具有最初负径向前角λ，所述角落子边缘具有与轴向子边缘相邻的最初正角落前角β；以及以大于300m/min的速度、并且在通过磨损将最初正轴向前角变换为负轴向前角的足够的时间长度内对所述铬镍铁合金工件进行面铣削。

应理解，在以上方面中提到的速度具有被工作站限定的上限(通常在 600-800m/min之间)，并且可用的最高速度是优选的。例如，在以上方面中提到的速度能够优选地为600m/min或更大。

还应理解上面说的是概要，并且以上方面可以进一步包含下文描述单独特征中的任一个。具体地，以下特征可以单独地或组合地适合于以上方面中的任一个：

A.面铣刀能够具有单一的整体结构。

B.面铣刀能够被配置用于围绕中心旋转轴线A_R旋转，所述中心旋转轴线 A_R限定相反的轴向向前和向后方向D_F、D_R以及相反的旋转切削和后继方向 D_P、D_S。

C.面铣刀能够包含柄杆部分和切削部分，所述切削部分从所述柄杆部分向前延伸到切削端面。柄杆部分能够与切削部分一体形成。尽管陶瓷是相对脆的昂贵的材料并且因此理论上有利的是由诸如硬质合金的替代材料制作柄杆，实际上虽然一体的陶瓷柄杆部分会是脆的，但是已经发现一体的陶瓷柄杆部分对于卡紧是更牢固的并且因此是优选的。

D.面铣刀的切削部分由陶瓷材料制作。整个面铣刀能够由陶瓷材料制作。陶瓷材料能够是SiAlON复合物。例如，它能够是以商标TC3030下的

出售的陶瓷材料。

E.切削部分能够包含有效切削长度L_E、位于切削端面处的直径D_E、以及多个齿。

F.切削部分能够没有冷却液通道。虽然空气(即气体)或流体的使用可以在切屑排出方面是有用的，但是也能够存在陶瓷工具由于其较高成本而简化生产的优选益处。

G.切削部分的多个齿中的一个或每个齿能够包含前刀面、后刀面和切削边缘，所述切削边缘被形成在所述前和后刀面的交点处。

H.切削部分的至少一个或优选地每个齿能够被定位在中心前面。

I.每个齿能够是完全相同的。换言之，切削部分能够是旋转对称的。

更精确地，陶瓷面铣刀能够以360°除以齿的数量旋转对称。尽管这样的对称缺少存在于许多工具中的抗振动特性，但是也能够存在陶瓷工具由于其较高成本而简化生产的优选益处。

J.多个齿优选地等于或大于五个齿。为了加工陶瓷，高数量的齿减少了热传递(通过将它分摊在齿之间)，并且因此至少五个齿是优选的。然而，增加齿的数量减少了可用的凹槽空间。因此，多个齿优选地等于或小于11个齿。更优选地，多个齿等于5、7或9个齿，其中考虑凹槽空间，7个齿被认为是最优选的齿的数量。优选地，多个齿是奇数个齿以便减少振动。

K.至少一个或每个前刀面能够是弧形的前刀面。

L.切削边缘能够包含轴向子边缘、径向子边缘和角落子边缘，所述轴向子边缘位于所述切削端面处，所述径向子边缘沿着所述切削部分的周边定位，所述角落子边缘从所述轴向子边缘延伸到所述径向子边缘，并且限定角落半径 R_C。

M.至少一个(优选地每个)整个切削边缘在切削端面的端视图中是弧形的。

N.轴向子边缘能够具有正轴向前角α(即，在第一次使用之前)。轴向子边缘的最大轴向前角α1具有满足以下条件的值：1°≤α1≤5°。在不受理论约束的情况下，相信太大值的最初正轴向前角会太快地引起断裂以至于没有工具寿命的任何益处。

O.角落子边缘的至少一部分能够具有正角落前角β。正在讨论中的部分是角落子边缘的与轴向子边缘相邻而不会远离其的部分。整个角落子边缘能够具有正角落前角β。角落子边缘的最小正角落前角β1和相邻轴向子边缘的最大轴向前角α1能够满足以下条件：β1<αl。角落前角β能够随着到径向子边缘的接近度增加而逐渐减小。

P.径向子边缘的与角落子边缘相邻的至少一部分能够具有正径向前角λ。

Q.切口能够位于切削部分的多个齿的每对相邻齿之间。换言之，能够存在被形成在每对相邻齿之间的切口。每对相邻齿之间的每个切口能够是该对齿之间的唯一切口。切口能够是混合切口。切削部分能够没有在一对齿之间的凹槽或第二切口。每个切口能够向后延伸到切口末端，所述切口末端退出到切削部分的周边表面。

R.至少一个切口的轴向长度L_A能够从切削端面测量到至少一个切口的切口末端。轴向长度L_A能够满足以下条件：L_A<D_E，优选地L_A<2R_C。至少一个切口能够是切削部分的每个切口。换言之，每个切口能够短于条件L_A<D_E，优选地L_A<2R_C。

S.柄杆部分能够具有柄杆部分长度。柄杆部分长度能够大于总体切削部分长度。切削部分长度能够延伸到面铣刀的颈部部分的末端。优选地，柄杆部分长度能够比总体切削部分长度大两倍，甚至优选地三倍。

T.柄杆部分能够具有基本圆柱形形状。

附图说明

为了更好地理解本申请的主题，并且为了示出如何可以实际上实施本申请的主题，现在将会参考附图，其中：

图1是根据本申请的示例面铣刀的立体图；

图2是图1中的面铣刀的侧视图；

图3是图1和2中的面铣刀的切削部分的放大侧视图；

图4是图3中的切削部分的切削端面的端视图；

图5是沿着图3中的线V获取的剖视图；

图6是沿着图3中的线VI获取的剖视图；以及

图7是沿着图4中的线VII获取的剖视图。

具体实施方式

图1和2图示了被配置用于围绕中心旋转轴线A_R旋转的面铣刀，所述中心旋转轴线A_R纵向地延伸通过其中心。

中心旋转轴线A_R限定了相反的轴向向前和向后方向D_F、D_R以及相反的旋转在前和后继方向D_P、D_S，所述在前方向D_P是切削方向。

面铣刀10包含柄杆部分12和从其向前(即，沿向前方向D_F)延伸的切削部分14。

柄杆部分能够具有柄杆部分长度Ls。

柄杆部分12能够具有基本圆柱形形状。整个柄杆部分12能够是圆柱形的 (即没有沟槽或凹陷)。

切削部分14沿向后方向D_R从切削端面16延伸到颈部部分18。更精确地，切削部分14能够被认为延伸到与柄杆部分12的颈部交点19，所述颈部交点 19被限定为颈部部分18在直径上沿向前方向D_F从柄杆部分12开始减小的轴向位置。

应理解，颈部部分14是可选的，并且切削部分14应当被认为是面铣刀 10的从柄杆部分12向前延伸的部分，所述柄杆部分12可识别为被配置为由如在本领域中本身已知的夹头或卡盘夹持的部分。

切削部分14能够具有总体切削部分长度L_C。在该示例中，切削部分长度 L_C从切削端面16延伸到颈部部分18的末端，或更精确地延伸到其颈部交点 19。

切削部分14由陶瓷材料制作。具体地，它能够由SiAlON复合物制作。更具体地，它能够是以商标TC3030出售的SiAlON复合物。

切削部分14和柄杆部分12优选地被一体地形成，或换言之，整个面铣刀10具有单一的整体结构。相应地，在该示例中，整个面铣刀10(包括柄杆部分12)由相同的陶瓷材料制作。

切削部分14被一体地形成有多个齿20。例如，多个齿20能够包含第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七齿20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G。如从其未破坏的外观示出的，齿20是非锯齿状的。

在切削端面16处示出了面铣刀10的直径D_E。应理解，切削端面16处的直径D_E是齿20之间的最宽点，更精确地，其从面铣刀10的最前边缘稍微向后，但是已知其构成如在本领域中测量的直径D_E。

多个齿20与多个切口22交替。例如，多个切口22被形成为混合切口，并且能够包含第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七切口22A、22B、 22C、22D、22E、22F、22G。

参考图2，每个切口22与螺旋凹槽不同在于它不需要螺旋地延伸。它能够是笔直切口(即沿着轴线延伸)，并且能够以与中心旋转轴线A_R形成的切口角μ延伸。切口角μ能够优选地为42°±5°，这样的倾斜角帮助齿的突出同时不需要又一凹槽制造步骤。

虽然使切口沿向后方向(即大致朝向柄杆部分12)在笔直或螺旋路径中继续确实是可行的，但是由于磨削陶瓷的相对高的成本而最小化切口22的长度是优选的。

每个切口22变得更浅直至它在切口末端26处到达切削部分14的周边表面24。可从切削端面16到切口末端26来测量轴向长度L_A。

在本示例中，每个齿20是完全相同的，并且被相等地轴向间隔开，相应地每个元件的以下描述适于每个齿20，并且指向不同元件的不同齿的字符或箭头仅仅是由于那些元件在给定视图中的特定齿上被更好地示出。

还注意图3，每个齿20能够包含前刀面28、后刀面30、以及被形成在前刀面28和后刀面30的交点处的切削边缘32。

虽然在所提供的二维线条附图中难以看见前刀面28的弯曲部分，但是应理解，前刀面确实是弧形的，或换言之，凹形的。实际上，虽然第五齿20E 的前刀面28(即在图3的左侧)似乎是平面的并且与中心旋转轴线A_R平行，但是根据观察其他齿20(特别地第六齿20F)理解，齿20不与中心旋转轴线A_R平行，而且是向前倾斜的并且其前刀面是弧形的。

为了解释的目的，在图3中示出的视图中的第五齿20E的前刀面28应当被认为在侧面图中示出。

切削边缘32包含位于切削端面16处的轴向子边缘32A、沿着切削部分 14的周边定位的径向子边缘32B、以及从轴向子边缘32A延伸到径向子边缘 32B并且限定角落半径R_C的角落子边缘32C。

角落子边缘32C提供在旋转期间被用来限定假想圆I_C的圆弧轮廓。

假想圆I_C限定圆中心点C_P、轴向和径向切线L_AT、L_RT、轴向和径向切点 P_AT、P_RT、以及对应于角落半径R_C的半径大小。

轴向切线L_AT从圆中心点C_P向前并且沿与中心旋转轴线A_R平行的方向延伸。

轴向切点P_AT位于圆I_C和轴向切线L_AT的交点处。

径向切线L_RT从圆中心点C_P沿与中心旋转轴线A_R垂直的径向向外方向延伸。

径向切点P_RT位于圆Ic和径向切线L_RT的交点处。

如在图2中示出的，轴向长度L_A小于直径D_E。

相比之下，在图3中，示出了轴向长度L_A大于有效切削长度L_E。能够从切削端面16到为切削边缘32的最后部分的点36测量有效切削长度L_E。

有效切削长度L_E大于建议的加工深度L_D。能够从切削端面16到沿着角落子边缘32C(即比径向切点P_RT更靠近切削端面16)的点38测量面铣刀10 的建议的加工深度L_D。应理解，利用切削边缘32的位于径向切点P_RT处或比径向切点P_RT距切削端面16更远的部分的加工将会产生径向力，这对于以极其高的速度操作的相对脆的陶瓷面铣刀10是比较有害的，并且因此优选地被避免。

参考图4，齿20均如所示出的那样被定位在中心前面。为了详述何谓在中心前面，在第四齿20D的该示例中，第一径向线L_R1能够从中心旋转轴线 A_R绘制以与轴向子边缘32A的开始点34相交。由于整个切削边缘32的每一个点都位于径向线L_R1后面(即沿后继方向Ds)，当正被加工的材料(未示出) 接触切削边缘32的任何部分时，总是存在帮助排出正被加工的材料(或向外排屑，即远离面铣刀10)的沿径向向外方向Do的一些力分量。

此外，由于整个切削边缘32被形成有单个切口，并且在图4中示出的端视图中是完全弧形的，因此更平滑的切削操作被认为得以实现。

如在图3中示出的，延伸通过径向子边缘32B的任意横截面已经被选择，并且在图5中被用来例举何谓负径向前角λ。为了详述，该横截面垂直于中心旋转轴线A_R。

径向前角λ可在第二径向线L_R2与第一切线L_T1之间测量，所述第二径向线L_R2从中心旋转轴线A_R径向地延伸以与第一齿20A的径向子边缘32B相交，所述第一切线L_T1从相关联的前刀面28或更精确地相关联的前刀面28和径向子边缘32B的交点切向地延伸。如果第一切线L_T1在第二径向线L_R2后面沿向外方向延伸(即相距中心旋转轴线A_R具有增加的距离)，所形成的径向前角λ能够被理解为是负角。换言之，当第一切线L_T1沿后继方向Ds比第二径向线L_R2更远地定位时，负径向前角被形成。

如在图3的右侧示出的，延伸通过第一齿20A的角落子边缘32C的任意横截面(在该示例中，在该非限制性示例中沿着与中心旋转轴线A_R成45°角的平分线L_B)已经被选择，并且在图6中被用来例举何谓正角落前角β。

角落前角β可在平分线L_B与第二切线L_T2之间测量，所述平分线L_B从中心旋转轴线A_R延伸以与角落子边缘32C相交，所述第二切线L_T2从相关联的前刀面28或更精确地相关联的前刀面28和角落子边缘32C的交点切向地延伸。如果第二切线L_T2从平分线L_B向前延伸，所形成的角落前角β能够被理解为是正角。换言之，当第二切线L_T2(沿向外方向)沿在前方向D_P比平分线 L_B更远地定位时，正角被形成。

如在图4的右侧示出的，延伸通过第一齿20A的轴向子边缘32C的任意横截面已经被选择，并且在图7中被用来例举何谓正轴向前角α。为了详述，该横截面在与中心旋转轴线A_R平行的平面中。

轴向前角α可在轴向线L_X与第三切线L_T3之间测量，所述轴向线L_X平行于中心旋转轴线A_R延伸，所述第三切线L_T3从相关联的前刀面28或更精确地相关联的前刀面28和轴向子边缘32C的交点切向地延伸。如果第三切线L_T3从轴向线L_X向前延伸，所形成的轴向前角α能够被理解为是正角。换言之，当第三切线L_T3(沿向外方向)沿在前方向D_P比轴向线L_X更远地定位时，正角被形成。

Claims (18)

1.一种用于加工铬镍铁合金工件的陶瓷面铣刀，所述面铣刀被配置用于围绕中心旋转轴线A_R旋转，所述中心旋转轴线A_R限定相反的轴向向前和向后方向D_F、D_R以及相反的旋转切削和后继方向D_P、D_S，所述面铣刀包含：

柄杆部分；以及切削部分，所述切削部分从所述柄杆部分向前延伸到切削端面；

所述切削部分包含：

有效切削长度L_E；位于所述切削端面处的直径D_E；多个齿；以及切口，所述切口位于所述多个齿的每对相邻齿之间；所述多个齿中的齿包含：

弧形的前刀面；后刀面；以及切削边缘，所述切削边缘被形成在所述前刀面和所述后刀面的交点处；

所述切削边缘包含：

轴向子边缘，所述轴向子边缘位于所述切削端面处；径向子边缘，所述径向子边缘沿着所述切削部分的周边定位；以及角落子边缘，所述角落子边缘从所述轴向子边缘延伸到所述径向子边缘，并且限定角落半径Rc；

其中整个面铣刀：

没有凹槽；由陶瓷材料制作；以及具有单一的整体结构；以及

其中整个轴向子边缘具有正轴向前角α；

其中至少一个整个切削边缘在所述切削端面的端视图中是弧形的。

2.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其中所述轴向子边缘的最大轴向前角α1具有满足以下条件的值：1°≤α1≤5°。

3.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其中所述角落子边缘的与一个轴向子边缘相邻的至少一部分具有正角落前角β。

4.根据权利要求3所述的陶瓷面铣刀，其中整个角落子边缘具有正角落前角β。

5.根据权利要求3所述的陶瓷面铣刀，其中所述角落子边缘的最小正角落前角β1和所述轴向子边缘的最大轴向前角α1满足以下条件：β1<α1。

6.根据权利要求3所述的陶瓷面铣刀，其中所述角落前角β随着到所述径向子边缘的接近度增加而逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其中每对相邻齿之间的每个切口是该对齿之间的唯一切口。

8.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其中每对相邻齿之间的每个切口向后延伸到切口末端，所述切口末端退出到所述切削部分的周边表面。

9.根据权利要求8所述的陶瓷面铣刀，其中所述切口中的至少一个的轴向长度L_A能从所述切削端面到其所述切口末端进行测量，所述轴向长度L_A满足以下条件：L_A<D_E。

10.根据权利要求9所述的陶瓷面铣刀，其中所述轴向长度L_A满足以下条件：L_A<2R_C。

11.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其中所述多个齿等于或大于五个齿。

12.根据权利要求11所述的陶瓷面铣刀，其中所述多个齿等于或小于11个齿。

13.根据权利要求12所述的陶瓷面铣刀，其中所述多个齿等于5、7或9个齿。

14.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其中第一径向线L_R1从中心旋转轴线A_R绘制以与所述轴向子边缘的开始点相交，所述多个齿中的至少一个齿被定位成使得整个切削边缘的每一个点都位于所述第一径向线L_R1后面。

15.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其进一步没有冷却液通道。

16.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其中，在所述切削端面的端视图中，所述陶瓷面铣刀以360°除以齿的数量旋转对称。

17.根据权利要求1所述的陶瓷面铣刀，其由SiAlON复合物制作。

18.一种加工铬镍铁合金工件的方法，包含：

提供根据权利要求1至17中任一项所述的陶瓷面铣刀，以及

以大于300m/min的速度、并且在通过磨损将最初正轴向前角变换为负轴向前角的足够的时间长度内对所述铬镍铁合金工件进行面铣削。

Images