CN114378345B - 一种大倒角成型面加工成型铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大倒角成型面加工成型铣刀，包括切削部和柄部，切削部包括多个切削刃组，切削刃组包括端齿、倒角齿和螺旋周齿，端齿设于切削部的端面，螺旋周齿设于切削部的圆周面，倒角齿连接于端齿与螺旋周齿之间，倒角齿具有倒角容屑槽，倒角容屑槽与螺旋排屑槽连通，切削部的直径为D，倒角齿的高度为h，h≥0.1D，倒角齿具有倒角齿前刀面，倒角齿前刀面的前角为γ，35°≤γ≤60°。本发明将倒角齿4做成了高度h≥0.1D的大倒角，通过在倒角齿4上增加了独立的倒角容屑槽42，使得倒角齿具有超大的前角γ，具有切削轻快的特点，能一次完成大倒角成型面或根部为大倒角的方肩面的高效加工以及薄壁件的加工。

Description

一种大倒角成型面加工成型铣刀

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种大倒角成型面加工成型铣刀。

背景技术

倒角成型面是指平面或曲面与倒角面组合而成的面，其成型加工属于高效切削范畴，可一次加工出平面或曲面与倒角面，实现平面或曲面与倒角面的光滑连接，避免了应力集中，广泛应用于大批量生产中。

普通立铣刀结构由螺旋槽与端齿组成，采用该结构可改制成倒角铣刀，仅需在刀尖上磨出倒角刃即可，当倒角高度h≤0.05D时，由于倒角刃的前刀面不在螺旋槽底上，倒角刃小端的前角仍然较大，倒角刃切削仍然轻快。但是当倒角齿高度h≥0.1D时，倒角刃的小端已处于螺旋槽底圆弧区，此处的前角为很大的负值，刀具性能恶化；如采用前角很大的端齿前刀面全覆盖倒角齿，由于端齿前刀面深达刀具中心，加上前角很大，会产生砂轮干涉现象，导致端齿后刀面过切，致使倒角齿、端齿楔角严重偏小、强度不足。

现有倒角成型面成型铣刀的倒角齿结构有两种：一种是倒角齿与端齿前刀面共用一个前刀面，前刀面从刀具外径一直磨到刀具中心，磨削时砂轮沉入深度很大，由于刀具齿数较多(齿数大于等于5)，当这个前刀面前角大于20°时，由于砂轮偏摆角度较大，砂轮会将端齿后刀面磨掉很多，严重影响刀齿强度。因此，这种结构的刀具，前角设计只能小于20°，这样刀具就不够锋利，易产生切削振纹。

另一种是倒角齿前刀面为螺旋面，端齿前刀面没有覆盖螺旋槽，而是从中心磨至螺旋槽底部。为了保证刚性和切削锋利性，铣刀的芯厚较大，螺旋角大于等于30°，造成螺旋槽底部圆弧值在整个槽深中占比很大，其前角从底部圆弧起点至终点减小幅度很大，一般会超过20°，而位于螺旋槽上部的直线部分前角虽可以设计较大值，但其长度占比很小，当倒角刃较深时，其小端早已进入螺旋槽的圆弧底部区，导致整个倒角刃的切削阻力很大，也易产生切削振纹。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种通过在倒角齿上增加了独立的倒角容屑槽，使得倒角齿具有超大的前角γ，具有切削轻快的特点，能一次完成大倒角成型面或根部为大倒角的方肩面的高效加工以及薄壁件的加工的大倒角成型面加工成型铣刀。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种大倒角成型面加工成型铣刀，包括切削部和柄部，所述切削部包括多个切削刃组，所述切削刃组包括端齿、倒角齿和螺旋周齿，所述端齿设于切削部的端面，所述螺旋周齿设于切削部的圆周面，所述倒角齿连接于端齿与螺旋周齿之间，相邻两个螺旋周齿之间设有一个螺旋排屑槽，所述倒角齿具有倒角容屑槽，所述倒角容屑槽与螺旋排屑槽连通，所述切削部的直径为D，所述倒角齿的高度为h，h≥0.1D，所述倒角齿具有倒角齿前刀面，所述倒角齿前刀面的前角为γ，35°≤γ≤60°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述倒角齿通过圆弧刃与螺旋周齿光滑连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述端齿具有端齿前刀面，所述螺旋周齿具有周齿前刀面，所述倒角齿前刀面、端齿前刀面和周齿前刀面相互连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述倒角齿前刀面为平面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述倒角齿的起始处S的径向前角为β1，终止处T的径向前角β2，β1与β2均为正值。

作为上述技术方案的进一步改进，所述端齿具有端齿容屑槽，所述端齿容屑槽、倒角容屑槽以及螺旋排屑槽相通，且三者光滑相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述倒角容屑槽的深度为h1，h1的范围为0.11D～0.13D。

作为上述技术方案的进一步改进，所述端齿具有端齿第一后刀面和端齿第二后刀面，端齿第一后刀面的后角为δ1，端齿第二后刀面的后角为δ2，δ1＜δ2。

作为上述技术方案的进一步改进，所述端齿的楔角为ψ，ψ≥60°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋排屑槽的螺旋角为β，35°≤β≤60°。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的大倒角成型面加工成型铣刀，将倒角齿做成了高度h≥0.1D的大倒角，通过在倒角齿上增加了独立的倒角容屑槽，使得倒角齿具有超大的前角γ，具有切削轻快的特点，能一次完成大倒角成型面或根部为大倒角的方肩面的高效加工，加工表面无振纹、毛刺，特别适合薄壁件的加工。由于倒角齿槽底直径较大，磨削倒角齿容屑槽时砂轮沉入深度较浅，保证了为获得超大前角，磨槽砂轮必须偏摆很大角度的情况下，不会磨伤端齿的后刀面，从而保证倒角齿具有超大前角又具有高强度。

附图说明

图1是本发明的大倒角成型面加工成型铣刀的主视图。

图2是本发明的大倒角成型面加工成型铣刀的左视图。

图3是图1中倒角齿的局部放大图。

图4是本发明中切削刃组的结构示意图。

图5是本发明中倒角齿的起始处和终止处径向前角的示意图。

图6是图2的P-P视图。

图7是本发明中切削部的端部的一种视角的立体结构示意图。

图8是本发明中切削部的端部的另一种视角的立体结构示意图。

图9是采用本发明的成型铣刀加工出的薄壁制件8的方肩面的示意图。

图10是采用本发明的成型铣刀加工出方肩面制件的根部倒角的示意图。

图中各标号表示：

1、柄部；2、切削部；3、端齿；31、端齿前刀面；32、端齿容屑槽；33、端齿第一后刀面；34、端齿第二后刀面；4、倒角齿；41、倒角齿前刀面；42、倒角容屑槽；5、螺旋周齿；51、周齿前刀面；6、螺旋排屑槽；7、圆弧刃；8、薄壁制件；81、平面、82、倒角面；9、方肩面制件；91、根部倒角。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的大倒角成型面加工成型铣刀，所谓的大倒角是指倒角值比常规倒角值大得多，倒角齿高度h≥0.1D，常规的倒角铣刀倒角高度在0.05D以下。

如图1至图8所示，本实施例的大倒角成型面加工成型铣刀，包括切削部2和柄部1，切削部2包括多个切削刃组，切削刃组包括端齿3、倒角齿4和螺旋周齿5，端齿3设于切削部2的端面，螺旋周齿5设于切削部2的圆周面，倒角齿4连接于端齿3与螺旋周齿5之间，相邻两个螺旋周齿5之间设有一个螺旋排屑槽6，倒角齿4具有倒角容屑槽42，倒角容屑槽42与螺旋排屑槽6连通，切削部2的直径为D，倒角齿4的高度为h，h≥0.1D，倒角齿4具有倒角齿前刀面41，倒角齿前刀面41的侧前角为γ，35°≤γ≤60°，γ为倒角齿前刀面41与过刀具轴线C的基面之间的夹角。

本实施例切削刃组设置六个为例。倒角容屑槽42由倒角齿前刀面41和面a共同构成。

该大倒角成型面加工成型铣刀，将倒角齿4做成了高度h≥0.1D的大倒角，通过在倒角齿4上增加了独立的倒角容屑槽42，使得倒角齿具有超大的侧前角γ，具有切削轻快的特点，能一次完成大倒角成型面或根部为大倒角的方肩面的高效加工，加工表面无振纹、毛刺，特别适合薄壁件的加工。由于倒角齿槽底直径较大，磨削倒角齿容屑槽时砂轮沉入深度较浅，保证了为获得超大前角，磨槽砂轮必须偏摆很大角度的情况下，不会磨伤端齿3的后刀面，从而保证倒角齿4具有超大前角又具有高强度。本实施例的倒角齿前刀面41的侧前角为γ大于35°的为超大前角，而常规的前角是小于等于30°。

本实施例中，倒角齿4通过圆弧刃7与螺旋周齿5光滑连接，圆弧刃7的设置，能很好地加工出制件圆角根部，起到很好地消除应力集中作用。

本实施例中，端齿3具有端齿前刀面31，螺旋周齿5具有周齿前刀面51，倒角齿前刀面41、端齿前刀面31和周齿前刀面51相互连接。端齿3、倒角齿4、圆弧刃7、螺旋周齿5依次光滑连接，共同构成成形刃。

本实施例中，倒角齿前刀面41为平面，倒角齿前刀面41前刀面为前角很大的平面，非常锋利。由于倒角齿前刀面41为平面，倒角齿4的起始处S的径向前角为β1，终止处T的径向前角β2，β1与β2均为正值，同时又有较大的排屑空间，倒角容屑槽42的深度为h1，h1的范围为0.11D～0.13D，使得倒角齿容屑槽42根部直径较大，在磨削时不会碰伤端齿3，使得端齿3的楔角ψ≥60°，这样端齿3的强度就有很大的保障，支撑了倒角齿4的强度，这就形成了强度高、切削轻快的整个成形刃，保证了刀具强度。

本实施例中，端齿3具有端齿容屑槽32，端齿容屑槽32、倒角容屑槽42以及螺旋排屑槽6相通，且三者光滑相连。螺旋排屑槽6的螺旋角为β，35°≤β≤60°。

本实施例中，端齿3具有端齿第一后刀面33和端齿第二后刀面34，端齿第一后刀面33的后角为δ1，端齿第二后刀面34的后角为δ2，δ1＜δ2。设置不同后角的两个后刀面，其作用为保证端齿3强度前提下，增大端齿3的容屑空间，减小第一后刀面磨削余量(后角小磨削余量小)，有利于精磨第一后刀面。本实施例中，δ1＝7°±3°，δ2＝18°±3°，端齿第一后刀面33的宽度为b，b＝0.08D±0.15，端齿3具有前角λ，λ＝5°±4°。

图9为采用本发明的大倒角成型面加工成型铣刀加工出的薄壁制件8上的方肩面的示意图，被加工部位由平面81和倒角面82构成。

图10为采用本发明的大倒角成型面加工成型铣刀加工出根部为大倒角面的方肩面制件9的示意图，91为根部倒角。

需要说明的是，除了本实施例以外，在其他实施例中，切削刃组的数量可以为四个、五个或者大于六个。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：包括切削部(2)和柄部(1)，所述切削部(2)包括多个切削刃组，所述切削刃组包括端齿(3)、倒角齿(4)和螺旋周齿(5)，所述端齿(3)设于切削部(2)的端面，所述螺旋周齿(5)设于切削部(2)的圆周面，所述倒角齿(4)连接于端齿(3)与螺旋周齿(5)之间，相邻两个螺旋周齿(5)之间设有一个螺旋排屑槽(6)，所述倒角齿(4)具有倒角容屑槽(42)，所述倒角容屑槽(42)与螺旋排屑槽(6)连通，所述切削部(2)的直径为D，所述倒角齿(4)的高度为h，h≥0.1D，所述倒角齿(4)具有倒角齿前刀面(41)，所述倒角齿前刀面(41)的侧前角为γ，35°≤γ≤60°。

2.根据权利要求1所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述倒角齿(4)通过圆弧刃(7)与螺旋周齿(5)光滑连接。

3.根据权利要求1所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述端齿(3)具有端齿前刀面(31)，所述螺旋周齿(5)具有周齿前刀面(51)，所述倒角齿前刀面(41)、端齿前刀面(31)和周齿前刀面(51)相互连接。

4.根据权利要求1所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述倒角齿前刀面(41)为平面。

5.根据权利要求4所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述倒角齿(4)的起始处S的径向前角为β1，终止处T的径向前角β2，β1与β2均为正值。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述端齿(3)具有端齿容屑槽(32)，所述端齿容屑槽(32)、倒角容屑槽(42)以及螺旋排屑槽(6)相通，且三者光滑相连。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述倒角容屑槽(42)的深度为h1，h1的范围为0.11D～0.13D。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述端齿(3)具有端齿第一后刀面(33)和端齿第二后刀面(34)，端齿第一后刀面(33)的后角为δ1，端齿第二后刀面(34)的后角为δ2，δ1＜δ2。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述端齿(3)的楔角为ψ，ψ≥60°。

10.根据权利要求1至4任意一项所述的大倒角成型面加工成型铣刀，其特征在于：所述螺旋排屑槽(6)的螺旋角为β，35°≤β≤60°。