CN113927079B - 一种用于钛合金的多刃超硬铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，包括铣刀本体、以旋转轴线为中心螺旋分布的多条切削部以及在周向相邻两条切削部之间形成的排屑槽，还包括设置在所述排屑槽内的分隔部，所述分隔部沿径向凸起并跟随所述切削部螺旋设置，并且所述分隔部将所述排屑槽在周向分隔形成第一容屑槽和第二容屑槽，所述第一容屑槽与其相邻侧的所述切削部的圆周刃后刀面相连，所述第二容屑槽与其相邻侧的所述切削部的圆周刃相连。本发明通过对铣刀结构的改进，在铣削过程中产生螺旋半径更小的切屑，在保证圆周刃的结构强度的同时，并尽量减小切屑的螺旋半径，使切屑更容易排出排屑槽，提高铣刀的排屑能力。

Description

一种用于钛合金的多刃超硬铣刀

技术领域

本发明涉及铣刀技术领域，特别涉及一种用于钛合金的多刃超硬铣刀。

背景技术

铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具，工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。对于现有的立铣刀，一般来说刃数少，容屑槽大的话，切屑的排出可以比较顺畅，但刀具的横截面面积较小，刀体的刚性较低，切削中容易产生刀体弯曲。相反，立铣刀的刃数增多，刀具横截面面积增大刀体的刚性会提高，但容屑槽会变小，切屑收容力会降低，容易导致切屑堵塞而降低工件的表面光洁度。

公开号为CN112846330A的中国发明专利公开了一种便于排屑的铣刀结构，包括刀体，刀体的一端开设有多个刀刃，多个刀刃沿着刀体的轴向朝着刀体的另一端延伸，相邻刀刃之间形成排屑槽；刀刃位于与刀体一端的部位形成端齿，刀刃位于刀体径向的外边缘形成周齿，周齿远离刀体轴线的一端面设有多个分屑槽，分屑槽与排屑槽贯通。这种结构虽然能够提高铣刀的排屑能力，但降低了刀刃的结构强度，减少了刀具的使用寿命。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，提高铣刀的排屑能力。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，包括铣刀本体、以旋转轴线为中心螺旋分布的多条切削部以及在周向相邻两条切削部之间形成的排屑槽，还包括设置在所述排屑槽内的分隔部，所述分隔部沿径向凸起并跟随所述切削部螺旋设置，并且所述分隔部将所述排屑槽在周向分隔形成第一容屑槽和第二容屑槽，所述第一容屑槽与其相邻侧的所述切削部的圆周刃后刀面相连，所述第二容屑槽与其相邻侧的所述切削部的圆周刃相连。

在精加工中，切屑一般以螺旋切屑为主，切屑沿前刀面排出时，其流动方向受到限制，会逐渐产生弯曲变形。而对刀具的前刀面而言，则是对前刀面的压力，弧面的曲率越大，切屑的螺旋半径则越小，越容易排出排屑槽，但对于刀具而言弧面的曲率越大，圆周刃前角越大，刀刃更容易崩坏。因此在本申请中，在排屑槽内设置分隔部，将排屑槽分为第一容屑槽和第二容屑槽，并使得第二容屑槽的曲率由圆周刃到槽底逐渐增大，从而在铣削过程中产生螺旋半径更小的切屑，在保证圆周刃的结构强度的同时，并尽量减小切屑的螺旋半径，使切屑更容易排出排屑槽。

作为优选，在同一横截面中，所述第二容屑槽的与所述分隔部相连的一端的切线，平行于所述第一容屑槽的与其相邻侧的所述切削部的圆周刃后刀面相连的一端的切线。

在排屑过程中，切屑沿着第二容屑槽的切面移动，在移动至第二容屑槽的与分隔部相连的一端时，切屑开始与排屑槽的槽壁分离，并沿着该端的切线方向飞出，防止与第一容屑槽的槽壁发生干涉，保证切屑顺利脱离排屑槽。

作为优选，所述第二容屑槽的与所述分隔部相连的一端的切线与所述第一容屑槽的与其相邻侧的所述切削部的圆周刃后刀面形成夹角a，所述第二容屑槽的与所述分隔部和所述切削部的圆周刃相连的两端的两条切线之间形成夹角β，所述夹角a小于所述夹角β。

夹角a越小，夹角β则越大，当夹角a小于夹角β时，既保证了圆周刃的结构强度，又能够提高切屑排出的顺畅性。

作为优选，所述分隔部的径向最高点具有用于连接所述第一容屑槽与所述第二容屑槽的相邻两条槽边的圆弧过渡端面，所述圆弧过渡端面的圆弧半径小于所述第一容屑槽或所述第二容屑槽的槽底的圆弧半径。

作为优选，所述圆周刃后刀面包括与所述圆周刃相连的第一后刀面和所述第一容屑槽相连的第二后刀面，所述第一后刀面为圆弧面，所述第二后刀面与所述第一后刀面相切。

作为优选，所述第一后刀面的圆弧半径小于所述圆周刃所在圆周的半径。

作为优选，所述切削部的底端设置有与所述圆周刃相连的底刃，周向相邻的两个底刃之间形成齿隙槽，所述齿隙槽与所述排屑槽连通。

作为优选，所述铣刀本体内还设置有冷却机构，所述冷却机构包括沿着旋转轴线延伸至所述铣刀本体底端的冷却液主流道、设置在所述铣刀本体底端的并与所述冷却液主流道连通的储液腔以及连接所述储液腔与所述齿隙槽的冷却液副流道。

作为优选，所述储液腔相对旋转轴线偏心地设置在铣刀本体内，并以旋转轴线圆周分布。

由于储液腔相对旋转轴线偏心设置，因此储液腔的旋转半径相对较大，线速度更快，在铣刀的高速旋转过程中，储液腔内液压压力远大于冷却液主流道内的液压压力，从而使得冷却液以较高的流速从冷却液副流道进入齿隙槽，使得冷却液的冷却范围更广、冷却面积更大。

本发明的有益效果：本发明通过对铣刀结构的改进，在铣削过程中产生螺旋半径更小的切屑，在保证圆周刃的结构强度的同时，并尽量减小切屑的螺旋半径，使切屑更容易排出排屑槽，提高铣刀的排屑能力。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1中铣刀的横截面图；

图3是本发明实施例1中铣刀的横截面的局部放大图；

图4是本发明实施例1中铣刀的端面图；

图5是本发明实施例2中铣刀的横截面的局部放大图；

图中：1-铣刀本体，2-切削部，201-圆周刃，202-圆周刃后刀面，2021-第一后刀面，2022-第二后刀面，203-底刃，204-齿隙槽，205-间隔槽，206-储液槽，3-排屑槽，301-第一容屑槽，302-第二容屑槽，4-分隔部，5-冷却液主流道，6-储液腔，7-冷却液副流道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：如图1、图2和图3所示，一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，包括铣刀本体1、以旋转轴线为中心螺旋分布的多条切削部2以及在周向相邻两条切削部2之间形成的排屑槽3，在本实施例中切削部2的数量为6-7条，相应的排屑槽3数量为6-7条。

其中排屑槽3内设置有分隔部4，分隔部4沿径向凸起并跟随切削部2螺旋设置。分隔部4将排屑槽3在周向分隔形成第一容屑槽301和第二容屑槽302，第一容屑槽301与其相邻侧的切削部2的圆周刃后刀面202相连，第二容屑槽302与其相邻侧的切削部2的圆周刃201相连。如图2所示，第一容屑槽301与左侧的切削部2的圆周刃后刀面202相连，第二容屑槽302与右侧的切削部2的圆周刃201相连。

如图3所示，在同一横截面中，第二容屑槽302的与分隔部4相连的一端的切线t1，第一容屑槽301的与其相邻侧的切削部2的圆周刃后刀面202相连的一端的切线t2，切线t1平行于切线t2，且切线t1位于切线t2的外侧。

在同一横截面中，第一容屑槽301的圆弧的曲率由分隔部4到圆周刃后刀面202方向逐渐减小，第二容屑槽302的圆弧的曲率由分隔部4到圆周刃201方向逐渐减小。

作为进一步优选，第一容屑槽301的圆弧和第二容屑槽302的圆弧为抛物线。

第二容屑槽302的与分隔部4相连的一端的切线t1与第一容屑槽301的与其相邻侧的所述切削部2的圆周刃后刀面202形成夹角a，第二容屑槽302的与分隔部4和所述切削部2的圆周刃201相连的两端的两条切线(即切线t1与切线t3)之间形成夹角β，夹角a小于夹角β。在本实施例中，夹角a≤60°，夹角β≤70°

分隔部4的径向最高点具有用于连接第一容屑槽301与第二容屑槽302的相邻两条槽边的圆弧过渡端面，圆弧过渡端面的圆弧半径r1小于第一容屑槽301的槽底的圆弧半径r2或第二容屑槽302的槽底的圆弧半径r3。

在铣削过程中，即使产生螺旋半径较大的切屑，该切屑的螺旋半径大于第一容屑槽301的槽底的圆弧半径r2或第二容屑槽302的槽底的圆弧半径r3，此时切屑在排屑槽3内移动时与分隔部4相接触，两者的接触面积更小，更利于切屑移动；而且切屑在第一容屑槽301的槽底或第二容屑槽302的槽底之间存在空隙，更方便冷却液在排屑槽3内流动。

如图3所示，圆周刃后刀面202包括与圆周刃201相连的第一后刀面2021和第一容屑槽301相连的第二后刀面2022，第一后刀面2021为圆弧面，第二后刀面2022与第一后刀面2021相切。其中，第一后刀面2021的圆弧半径小于圆周刃201所在圆周的半径。通过第一后刀面2021减小圆周刃后角，提高圆周刃201的结构强度。通过第二后刀面2022增大圆周刃第二后角，防止出现背切现象，减少刀具磨损。

如图4所示，切削部2的底端设置有与圆周刃201相连的底刃203，周向相邻的两个底刃203之间形成齿隙槽204，齿隙槽204与所述排屑槽3连通。铣刀本体1内还设置有冷却机构，冷却机构包括沿着旋转轴线延伸至铣刀本体1底端的冷却液主流道5、设置在铣刀本体1底端的并与冷却液主流道5连通的储液腔6以及连接储液腔6与齿隙槽204的冷却液副流道7。储液腔6相对旋转轴线偏心地设置在铣刀本体1内，并以旋转轴线圆周分布。

由于储液腔6相对旋转轴线偏心设置，因此储液腔6的旋转半径相对较大，线速度更快，在铣刀的高速旋转过程中，储液腔6内液压压力远大于冷却液主流道5内的液压压力，从而使得冷却液以较高的流速从冷却液副流道7进入齿隙槽204，使得冷却液的冷却范围更广、冷却面积更大。

实施例2：如图5所示，与实施例1不同之处在于，在本实施例中切削部2上设置有间隔槽205，间隔槽205的起始端为圆周刃后刀面202的第一后刀面2021，末端贯穿切削部2的背面，即间隔槽205的槽底的前端延伸至第一后刀面2021。

在同一切削部2上，间隔槽205沿轴向方向以一定的距离间隔分布；在周向相邻的两条切削部2上，两条切削部2上的切削部2上在轴向方向呈前后交错分布。其中间隔槽205的宽度(在轴向方向)为0.5-2mm，并且间隔槽205的深度在铣刀旋转方向由前向后逐渐加深。由于铣刀采用HB44UF钨钢材料，导热系数相对较小，在铣削过程中很难达到良好的冷却效果，因此在本实施例中在切削部2上设置间隔槽205，使得冷却液流经排屑槽3时能够渗透到间隔槽205内，不仅对圆周刃201进行冷却，还能对切削部2整体进行冷却，从而提高铣刀的冷却效果。

其中间隔槽205的槽底为平面，间隔槽205的槽底与圆周刃后刀面202的第二后刀面2022形成小于等于30°的夹角。作为进一步优选，间隔槽205的槽底可以为抛物面或圆弧面。

作为进一步优选，在间隔槽205的槽底前端与第一后刀面2021的相接处设置储液槽206，用于容纳更多的冷却液。

Claims (7)

1.一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，包括铣刀本体（1）、以旋转轴线为中心螺旋分布的多条切削部（2）以及在周向相邻两条切削部（2）之间形成的排屑槽（3），其特征在于：还包括设置在所述排屑槽（3）内的分隔部（4），所述分隔部（4）沿径向凸起并跟随所述切削部（2）螺旋设置，并且所述分隔部（4）将所述排屑槽（3）在周向分隔形成第一容屑槽（301）和第二容屑槽（302），所述第一容屑槽（301）与其相邻侧的所述切削部（2）的圆周刃后刀面（202）相连，所述第二容屑槽（302）与其相邻侧的所述切削部（2）的圆周刃（201）相连；在同一横截面中，所述第二容屑槽（302）的与所述分隔部（4）相连的一端的切线，平行于所述第一容屑槽（301）的与其相邻侧的所述切削部（2）的圆周刃后刀面（202）相连的一端的切线；所述第二容屑槽（302）的与所述分隔部（4）相连的一端的切线与所述第一容屑槽（301）的与其相邻侧的所述切削部（2）的圆周刃后刀面（202）形成夹角a，所述第二容屑槽（302）的与所述分隔部（4）和所述切削部（2）的圆周刃（201）相连的两端的两条切线之间形成夹角β，所述夹角a小于所述夹角β。

2.根据权利要求1所述的一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，其特征在于：所述分隔部（4）的径向最高点具有用于连接所述第一容屑槽（301）与所述第二容屑槽（302）的相邻两条槽边的圆弧过渡端面，所述圆弧过渡端面的圆弧半径小于所述第一容屑槽（301）或所述第二容屑槽（302）的槽底的圆弧半径。

3.根据权利要求1所述的一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，其特征在于：所述圆周刃后刀面（202）包括与所述圆周刃（201）相连的第一后刀面（2021）和与所述第一容屑槽（301）相连的第二后刀面（2022），所述第一后刀面（2021）为圆弧面，所述第二后刀面（2022）与所述第一后刀面（2021）相切。

4.根据权利要求3所述的一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，其特征在于：所述第一后刀面（2021）的圆弧半径小于所述圆周刃（201）所在圆周的半径。

5.根据权利要求1所述的一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，其特征在于：所述切削部（2）的底端设置有与所述圆周刃（201）相连的底刃（203），周向相邻的两个底刃（203）之间形成齿隙槽（204），所述齿隙槽（204）与所述排屑槽（3）连通。

6.根据权利要求5所述的一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，其特征在于：所述铣刀本体（1）内还设置有冷却机构，所述冷却机构包括沿着旋转轴线延伸至所述铣刀本体（1）底端的冷却液主流道（5）、设置在所述铣刀本体（1）底端的并与所述冷却液主流道（5）连通的储液腔（6）以及连接所述储液腔（6）与所述齿隙槽（204）的冷却液副流道（7）。

7.根据权利要求6所述的一种用于钛合金的多刃超硬铣刀，其特征在于：所述储液腔（6）相对旋转轴线偏心地设置在铣刀本体（1）内，并以旋转轴线圆周分布。