CN206662361U - 凸圆弧三刀头镜面成型铣刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种凸圆弧三刀头镜面成型铣刀。其包括柄部、刃部以及颈部。所述刃部包括：若干个周齿，所述周齿从所述刃部的本体以螺旋线形式，向外延伸形成；齿槽，所述齿槽设置在所述刃部的本体的表面，连接两个相邻的周齿；容屑槽，所述容屑槽由相邻的周齿以及齿槽围成，所述齿槽位于所述容屑槽的底部；所述周齿包括前刀面和后刀面，所述前刀面具有预定的刃前角，所述后刀面由第一曲面段、第二曲面段以及过度段组成；所述第一曲面段具有预定的刃后角，与所述前刀面相交处形成所述周齿的刃口；所述第二曲面段为所述第一曲面段的外摆线，所述过度段为所述第一曲面段和第二曲面段的切线的交点形成的凸圆弧曲线。

Description

凸圆弧三刀头镜面成型铣刀

技术领域

本实用新型涉及镜面铣刀技术领域，尤其涉及一种凸圆弧三刀头镜面成型铣刀。

背景技术

目前，现有的外硬质合金铝用铣刀都是采用直线后刀面或单圆弧后刀面结构。当铣刀的后刀面间隙较大时，刃口会比较锋利，但刀具刃口的强度较低。若减少后刀面的间隙，则能够提高刀具刃口强度。

但是在一些削铣作业中，对于工件表面要求极高，不能出现肉眼能看得到的竖纹和横纹(即镜面效果)。由此，为达到工件表面的质量要求，需要使用足够锋利的刃口。

为了平衡刃口锋利程度以及刃口强度，可以将直线后刀面铣刀的后刀面做成不连续的结构。但是，在后刀面分离的刃形之间，通常简单的采用如图1所示的简单具有一定弧度的连接段或者在使用如图2所示的，上下交错的刃形。

在实现本实用新型的过程中，申请人发现现有技术中存在如下问题：采用如图2所示的简单的连接段时，在一些情况下，连接段的端点可能会形成尖点，容易在削铣过程中损坏，刃口使用寿命较短。若采用图1所示的分离连接的方式，则会对铣刀的制造造成困难，不容易精确的制出这样的刃形。

实用新型内容

为了克服上述技术问题，本实用新型目的旨在提供一种凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其解决了现有的镜面铣刀使用不方便，寿命较短的问题。

本实用新型实施例提供一种凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，包括：柄部、刃部以及设置在所述柄部和刃部之间的颈部，所述刃部包括：

若干个周齿，所述周齿从所述刃部的本体以螺旋线形式，向外延伸形成；

齿槽，所述齿槽设置在所述刃部的本体的表面，连接两个相邻的周齿；

容屑槽，所述容屑槽由相邻的周齿以及齿槽围成，所述齿槽位于所述容屑槽的底部；

所述周齿包括前刀面和后刀面，所述前刀面具有预定的刃前角，所述后刀面由第一曲面段、第二曲面段以及过度段组成；

所述第一曲面段具有预定的刃后角，与所述前刀面相交处形成所述周齿的刃口；所述第二曲面段为所述第一曲面段的外摆线，所述过度段为所述第一曲面段和第二曲面段的切线的交点形成的凸圆弧曲线。

可选地，所述周齿的螺旋角在35°至40°之间。

可选地，所述周齿的数量设置为4个。

可选地，所述周齿与所述刃部的本体为可拆卸连接；所述刃部的本体设置有与所述周齿相对应的容纳槽；所述容纳槽具有与所述周齿配合的容纳空间；所述周齿通过一紧固螺栓与固定在所述容纳槽内。

可选地，所述容纳槽内还设置有定位销；所述刃部的本体上设置有与所述定位销配合的定位凹陷。

可选地，所述刃后角的角度在10°到15°；所述刃前角的角度在20°到23°。

可选地，所述后刀面还设置有至少一个冷却孔；所述冷却孔延伸至所述前刀面的内侧壁。

可选地，所述容屑槽为齿状结构，具有沿所述刃部的径向方向设置的若干个凹陷并形成若干个棱。

可选地，所述凸圆弧三刀头镜面成型铣刀为右刃左螺旋铣刀或者左刃右螺旋铣刀。

可选地，所述齿槽内还设置有加速度传感器。

在本实用新型实施例中，设置了通过由两个圆弧的曲线的切线交点形成的凸圆弧曲线作为两段分离式刃形的连接段，能够避免出现尖点的情况的同时便于刃形的加工，能够有效的提高削铣作业的工作效率和铣刀的使用寿命，具有良好的应用前景。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是现有的刃形分离的后刀刃局部示意图；

图2是现有的出现尖点的后刀刃局部示意图；

图3是本实用新型实施例提供的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀的刃部横截面示意图；

图5为本实用新型实施例提供的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀的刃形的局部放大示意图；

图6为本实用新型另一实施例提供的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀的立体结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了方便说明并且理解本实用新型的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。

图3为本实施例提供的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀。如图3所示，该铣刀包括：柄部100、刃部200以及设置在所述柄部100和刃部200之间的颈部300。柄部100用于提供固定位，使铣刀固定在机床上。刃部200接触工件表面削铣出对应的成型工件。在本实施例中，可选地，所述凸圆弧三刀头镜面成型铣刀为右刃左螺旋铣刀或者左刃右螺旋铣刀，对应使用不同的旋转方向或者工件吃进方向。

图4为本实施例提供的铣刀的刃部具体示意图。如图4所示，该刃部200可以包括：周齿210、齿槽220以及容屑槽230。

所述周齿的数量可以根据实际情况进行设置，例如设置如图4所示，设置为4个或者更多更少的齿。所述周齿从所述刃部的本体以螺旋线形式，向外延伸形成，具有一定的螺旋角。这样的，周齿可以在旋转过程中，渐进式的压入并退出工件表面，减少进出工件表面时造成的振动。在一些实施例中，可以进一步的将所述周齿的螺旋角设置在35°至40°之间，以取得较好的切削效果。随着螺旋角的变化，可以将改变铣刀在工件表面的切削阻力的方向，这样的，具有两个效果：随着螺旋角变大的情况下，切削阻力沿铣刀的轴向分力将不断增大，另一个方向上的分力则不断减少(即周齿实际的切削阻力)。因此，较大的螺旋角有利于使用更大的径向吃刀量和更高的给进速度，但是过大的轴向分力可能对铣刀稳定的固定在机床以及保持在工件中是不利的，容易在切削过程中引起振动。为了保证镜面效果，选择设置在螺旋角在35°至40°之间(适应于不同的材质或者给进参数)可以避免切削过程中的振动而出现的部分横纹或者竖纹。

在另一些实施例中，所述周齿与所述刃部的本体之间还可以使用可拆卸连接的形式以便于快速的更换受损的周齿，提高铣刀的工作效率。具体的，该可拆卸连接形式可以通过如下方式实现：

所述刃部的本体设置有与所述周齿相对应的容纳槽。所述容纳槽具有与所述周齿配合的容纳空间，所述周齿通过一紧固螺栓与固定在所述容纳槽内，通过紧固螺栓松紧来将周齿拆出或者安装。在本实施例中，较佳的还可以分别在容纳槽和周齿上设置定位销和相配合的定位凹陷，以便于周齿在安装时，准确的定位，保证切削的质量。

所述齿槽220设置在所述刃部的本体的表面，连接两个相邻的周齿210。亦即位于两个相邻的周齿210之间形成的凹槽。所述容屑槽230由相邻的周齿以及位于周齿之间的齿槽围成，齿槽位于所述容屑槽的底部。削铣过程中的碎屑进入容屑槽并从槽中推出。由于刃部的本体具有固定的直径大小，在同样的铣刀中，设置更多的周齿会减少容屑槽的体积，而较少的周齿能够具有更大的容屑槽。在一些情况下，容屑槽的体积过小会导致切屑阻塞，由此使切削扭矩增大，严重时损坏刀具。但过少的周齿数量会减少截面积率，刀具的刚性降低而导致周齿在切削时容易发生弯曲。在本实施例提供的镜面成型铣刀中，优选使用3个或者4个周齿，可以很好的取得两者之间的平衡。

图5为本实施例的周齿的局部放大图。如图5所示，所述周齿210包括前刀面211和后刀面212。所述前刀面具有预定的刃前角α，所述后刀面则由第一曲面段212a、第二曲面段212b以及过度段212c组成。

所述第一曲面段具有预定的刃后角β，与所述前刀面相交处形成所述周齿的刃口。

所述第二曲面段212b为所述第一曲面段212a的外摆线的一部分。对于第一曲面段和第二曲面段而言，都是可以用特定的曲线方程表示的曲线。对于一个特定的曲线，其每一点都具有相对应的切线。这样两个曲面段的相对应的切线将相交于某点。将这些切线相交的点用对应的方程表示，可以获得一个凸圆弧曲线，在使用这样的凸圆弧曲线作为过渡段，连接两个不同不同后刀面，可以避免出现尖点。而且，使用连接段也可以降低后刀面的加工难度，不会出现刃形的错开。

假设第一曲面段212a的曲线函数为F1，第二曲面段212b的曲线函数为F2，两者均存在着一阶导函数F1′(x)以及F2′(x)。

第一曲面段在某点(x1，y1)和第二曲面段在对应点(x2，y2)的切线方程分别为：y＝F1′(x1)(x-x1)+y1以及y＝F2′(x2)(x-x2)+y2。

联立上述两个切线方程可计算获得两直线的交点：

其中，k₁＝F1′(x1)，k₂＝F2′(x2)

由于F2属于F1的外摆线的一部分，在将两个曲线F1和F2上对应的点之间的直线距离控制在两个不同曲面段的距离时，上述两直线(切线)的交点形成的凸圆弧曲线能够避免在连接处出现尖点，两个刃形之间可以平滑的过渡。

在一些实施例中，还可以通过进一步的控制刃后角和刃前角来取得更佳的镜面切削效果，可以将所述刃后角的角度控制在10°到15°，所述刃前角的角度控制在20°到23°。在加工过程中，前角的角度较大时，刃口比较锋利，但强度降低，容易出现振动或者卷刃的情况，若前角角度过小，则会导致切削阻力较大。另外，过小的后角角度可能导致背切以及刀刃磨损的情况发生，降低刀具寿命，过大的后角角度则因容易导致振动而不利于取得切削镜面效果。

可选的，如图6所示，所述后刀面上还可以设置有至少一个冷却孔240。所述冷却孔240一直延伸至所述前刀面的内侧壁，供冷却液流入以进一步提高刀具寿命。这样的结构设置，冷却液不会因排屑槽阻塞导致无法流动至切削区域以使刃口温度上升导致切削质量或者刀具寿命的下降。

在另一实施例中，所述容屑槽还可以设置为齿状结构，具有沿所述刃部的径向方向设置的若干个凹陷并形成若干个棱。这样的齿状容屑槽具有自断能力，可以切断碎屑从而避免在切削加工中形成的长条状碎屑导致的缠绕等，导致容屑槽的堵塞。

在如图4所示的铣刀中，在所述齿槽内还可以设置有加速度传感器，用以获取铣刀在切削过程的工作状态，包括转速是否在正常范围或者是否出现了明显振动等。这样的传感器设置可以有效的实现对于铣刀工作的实时监控以及时的发现铣刀的工作问题。

为进一步陈述该凸圆弧三刀头镜面成型铣刀的技术效果，以下分别将本实用新型实施例提供的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀与常用的高速刚铣刀在硬度为100的铝镁合金上进行切削，其切削对比实验结果如下表格所示：

综上所述，本实施例提供的铣刀，设置了通过由两个圆弧的曲线的切线交点形成的凸圆弧曲线作为两段分离式刃形的连接段，能够避免出现尖点的情况的同时便于刃形的加工，能够有效的提高削铣作业的工作效率和铣刀的使用寿命，具有良好的应用前景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，包括：柄部、刃部以及设置在所述柄部和刃部之间的颈部，其特征在于，所述刃部包括：

若干个周齿，所述周齿从所述刃部的本体以螺旋线形式，向外延伸形成；

齿槽，所述齿槽设置在所述刃部的本体的表面，连接两个相邻的周齿；

容屑槽，所述容屑槽由相邻的周齿以及齿槽围成，所述齿槽位于所述容屑槽的底部；

所述周齿包括前刀面和后刀面，所述前刀面具有预定的刃前角，所述后刀面由第一曲面段、第二曲面段以及过度段组成；

所述第一曲面段具有预定的刃后角，与所述前刀面相交处形成所述周齿的刃口；所述第二曲面段为所述第一曲面段的外摆线，所述过度段为所述第一曲面段和第二曲面段的切线的交点形成的凸圆弧曲线。

2.根据权利要求1所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述周齿的螺旋角在35°至40°之间。

3.根据权利要求1所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述周齿的数量设置为4个。

4.根据权利要求1所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述周齿与所述刃部的本体为可拆卸连接；

所述刃部的本体设置有与所述周齿相对应的容纳槽；所述容纳槽具有与所述周齿配合的容纳空间；所述周齿通过一紧固螺栓与固定在所述容纳槽内。

5.根据权利要求4所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述容纳槽内还设置有定位销；

所述刃部的本体上设置有与所述定位销配合的定位凹陷。

6.根据权利要求5所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述刃后角的角度在10°到15°；所述刃前角的角度在20°到23°。

7.根据权利要求6所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述后刀面还设置有至少一个冷却孔；所述冷却孔延伸至所述前刀面的内侧壁。

8.根据权利要求7所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述容屑槽为齿状结构，具有沿所述刃部的径向方向设置的若干个凹陷并形成若干个棱。

9.根据权利要求8所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述凸圆弧三刀头镜面成型铣刀为右刃左螺旋铣刀或者左刃右螺旋铣刀。

10.根据权利要求9所述的凸圆弧三刀头镜面成型铣刀，其特征在于，所述齿槽内还设置有加速度传感器。