CN209792709U - 高速高硬模具球头铣刀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，包括刀柄，刀柄的下部设有螺旋槽，螺旋槽的底面与底刃连接，底刃为球头，球头与刀体间隙连接，螺旋槽与刀体间隙之间设有圆弧周刃带，圆弧周刃带上设有周刃一后角和周刃二后角；球头上连接螺旋槽的部分为球头前刀面，球头上连接刀体间隙的部分为球头后刀面；球头上设有球头后刀面一后角、球头后刀面二后角和球头后刀面支撑角，球头后刀面一后角连接周刃一后角；球头后刀面二后角与周刃二后角带相连；球头后刀面支撑角为斜面角。本实用新型的高速高硬模具球头铣刀，克服了高速加工刀具磨损的难题，有效的提升了刀具的加工寿命，保证产品精度的稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高速高硬模具球头铣刀，属于精密模具加工技术领域。
背景技术
随着高端制造模具加工业的不断发展，现在模具加工制造的要求越来越高，加工中苛刻的产品精度和不断提升的加工效率都是当今高端模具行业中的两大难题。
当今模具加工中越来越多的复杂工艺的模型，一是产品精度要求高，二是要求刀具寿命长，三产品的外观要漂亮。一把铣刀在做一道精加工工序时尽可能要把一道工序加工完成。而现在常规模具所用的球头铣刀，在精度上比较难达到现在模具精加工所要的要求的精度球头的真圆度，特别是在刀具的寿命上更是很难突破长时间的加工，从模具加工的开始到这个模具模块的结束，已经有精度上的比较大的误差和外观上的差异。主要体现在刀具的刀尖涂层已经剥落和刀具刀尖的磨损，这样精度和尺寸就会产生一定的偏差，产品外观光泽上会有异色，增长刀具的使用寿命是越来越得到各方的研究和关注。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：解决了如何提高高速加工刀具使用寿命的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，包括刀柄，刀柄的下部设有螺旋槽，螺旋槽的底面与底刃连接，底刃为球头，球头与刀体间隙连接，螺旋槽与刀体间隙之间设有圆弧周刃带，圆弧周刃带上设有周刃一后角和周刃二后角；球头上连接螺旋槽的部分为球头前刀面，球头上连接刀体间隙的部分为球头后刀面；球头上设有球头后刀面一后角、球头后刀面二后角和球头后刀面支撑角，球头后刀面一后角连接周刃一后角；球头后刀面二后角与周刃二后角带相连；球头后刀面支撑角为斜面角。
优选地，所述的球头通过球面圆弧过渡到周刃，周刃设计成2条螺旋槽，螺旋槽的角度为30°-35°，螺旋槽的内侧面延伸上去与刀体间隙的落差式刀体槽背连接。
优选地，所述的刀体间隙与螺旋槽之间的过渡角度为3°-6°，螺旋槽与刀体间隙的宽度比例为(1.05-1.15):1。
优选地，所述的螺旋槽的芯径与周刃的刃径的比例为65％～73％；螺旋槽的前刀面角度为2°-6°。
优选地，所述的球头后刀面二后角采用平切式后角；周刃二后角的角度为25°-30°；圆弧周刃带(11)的角度为6°-10°。
优选地，所述的球头前刀面采用圆弧直齿型切齿法，从球头顶端沿球面圆弧线到周刃与球头的末端。
优选地，顶端切于所述的球头中心部分的球头前端角度为0.5°-2.5°，其延伸到球头末端的角度为2°-5°；球头前刀面内侧设有倾斜角，倾斜角的球头前端角度为-2°-1°，倾斜角的球头末端内倾斜角度为0°-3°；球头前刀面的轴向与球头切齿的法向变换切入。
优选地，所述的球头上设有球头后刀面一后角、球头后刀面二后角和球头后刀面支撑角，球头后刀面一后角的角度为9°-12°，球头后刀面一后角连接周刃一后角；球头后刀面二后角的角度为25°-30°，球头后刀面二后角与周刃二后角相连；球头后刀面支撑角为40°-50°的斜面角。
优选地，所述的球头的顶心处采用交叉剪切型角度设计；球头顶面圆心0.2-0.4mm的位置平行切口改道为斜角剪刀斜面过渡到球顶面的另一端圆心过0.2-0.4mm的位置；球头上设有两叶球头刃，两叶球头刃的中心宽度为0.15-0.25mm，形成一个斜坡角；球头上设有球头齿隙槽，球头齿隙槽过中心后的深度为0.3mm-0.45mm；球头的球头顶面斜齿角延伸角度为20°-30°跨越到对面球面上。
优选地，所述的球头上球面的精度R值控制在+-0.003；粗糙度为Rz0.1—Rz0.2；球头选用特级细颗粒的硬质合金材料，材料晶粒度为0.2um–0.4um，材料的HRA硬度在93以上的高硬度材料。
本实用新型的高速高硬模具球头铣刀，克服了高速加工刀具磨损的难题，有效的提升了刀具的加工寿命，保证产品精度的稳定。
本实用新型的刀具充分发挥结合刀具切削性能及几何角度的设计原理和力学原理多重有效结合，使刀具在高端高速高硬模具加工中的性能得到更大的提升。
本实用新型采用高性能的离子表面去污技术，有效增强了高硬膜涂层的结合力。刀具在涂层后再做刀体与球面的微观特殊抛光处理，使得刀口更加细腻，有效减少刀具加工时对产品的摩擦系数，同时有效的延长了刀具的使用寿命，在产品加工的精度上有更好的保持性和稳定性。
附图说明
图1为一种高速高硬模具球头铣刀的立体图；
图2为一种高速高硬模具球头铣刀的主视图；
图3为球头的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本实用新型为一种高速高硬模具球头铣刀，如图1、图2所示，其包括刀柄8，刀柄8的下部为螺旋槽10，螺旋槽10的底面所连接的底刃为球头，球头和刀体间隙9相连接。螺旋槽10与刀体间隙9中间的刃带是圆弧周刃带11。
球头通过球面圆弧过渡到周刃，周刃设计成2条螺旋槽10，螺旋槽10的角度为30°-35°，螺旋槽10的内侧面延伸上去联接的是刀体间隙9的落差式刀体槽背12，为了增强刀体强度，把刀体间隙9往螺旋槽10的过渡角度设定为3°-6°，螺旋槽10与刀体间隙9的宽度比例为(1.05-1.15):1。
螺旋槽10的芯径采用加强型的大芯径，芯径与周刃的刃径的比例在65％～73％，可以在高速切削时增强刀具的刚性和稳定性。螺旋槽10的前刀面角度为2°-6°。
圆弧周刃带11上设有周刃一后角和周刃二后角，周刃二后角连接球头上的球头后刀面二后角3，球头后刀面二后角3采用平切式后角，主要起支撑与排屑作用，设定周刃二后角的角度为25°-30°。周刃一后角延伸到球头的未端，采用圆弧偏心式刃带(即圆弧周刃带11)，此设计可以有效增强刃带的磨损，圆弧周刃带11的设定角度为6°-10°。
如图3所示，球面分为2齿(即两个刀面)，球头上连接螺旋槽10的部分为球头前刀面6，球头上连接刀体间隙9(槽背)的部分为球头后刀面。
球头前刀面6采用圆弧直齿型切齿法，从球头顶端沿球面圆弧线到周刃与球头的末端。顶端切于球头中心部分，球头前端角度为0.5°-2.5°，延伸到球头末端的角度为2°-5°；球头前刀面6内侧设有倾斜角，球头前端角度为-2°-1°，球头末端内倾斜角度为0°-3°。球头前刀面6的轴向与球头切齿的法向变换切入，使得球头前刀面6可以在加工时有抗震减震的效果。
球头的球面后角刃带(即球头后刀面)也为2个刃带和一个支撑后面，球头上设有球头后刀面一后角2、球头后刀面二后角3和球头后刀面支撑角4，球头后刀面一后角2的角度设为9°-12°，球头后刀面一后角2连接周刃一后角，球面的平式一后角(即为球头后刀面一后角2，其采用的是平式磨削方式的后角)与周刃圆弧面后角(即圆弧周刃带11的周刃一后角)精准相连。球头后刀面二后角3的角度设为25°-30°，球头后刀面二后角3与周刃二后角一气相连。球头后刀面支撑角4为40°-50°的斜面角，有效支撑球头切削时的强度和刚性，同时也是切削时排屑逃逸角。
球头的顶部设有球头S型槽7。球头顶面斜齿角1在两边的前刀面顶端的交汇处，球头后刀面一后角2在两个前刀面的内侧里边，不属于球头S型槽7内。
在球头的顶心处，这个是球头切削的主切削部位，磨损最容易的地方，因为球圆心，切削时它的线速度最低。所以传统球头铣刀很容易在此处磨损和崩。本实用新型的高速高硬球头铣刀克服了这一个刀具设计难点，在传统的球头铣刀上研究开发出过中心切削的球头刀尖设计，此设计的样式采用交叉剪切型角度设计，球头顶面圆心0.2-0.4mm的位置平行切口改道为斜角剪刀斜面过渡到球顶面的另一端圆心过0.2-0.4mm的位置，两叶球头刃的中心宽度为0.15-0.25mm，形成一个斜坡角，再把球头齿隙槽5过中心切深到0.3mm-0.45mm，这样可以有效避开了传统球中心无切削能力和球面强度不够的问题了。球头的球头顶面斜齿角1延伸角度为20°-30°跨越到对面球面上，这样设计就有了很强的切削能力。
本实用新型选用高性能特细的金刚石砂轮做球面再研磨，球面精度更加精准R值可以控制在+-0.003，粗糙度Rz0.1—Rz0.2，这样更低的摩擦系数，增强了刀具加工时的使用寿命。
本实用新型的高速高硬模具球头铣刀选用特级细颗粒的硬质合金材料，材料晶粒度为0.2um–0.4um，材料的HRA硬度在93以上的高硬度材料。球头铣刀加工制造后还得做刀具刃口钝化后处理，此钝化处理也是刀具成败的关键，主要是对刀具寿命有很大的提升，钝化采用磁效钝化和物理金刚砂和核桃壳混合配合的研磨抛光钝化材料。
本实用新型的高速高硬模具球头铣刀采用高性能的离子表面去污技术，有效增强了高硬膜涂层的结合力。刀具在涂层后再做刀体与球面的微观特殊抛光处理，使得刀口更加细腻，有效减少刀具加工时对产品的摩擦系数，同时有效的延长了刀具的使用寿命，在产品加工的精度上有更好的保持性和稳定性。
Claims (10)
1.一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，包括刀柄(8)，刀柄(8)的下部设有螺旋槽(10)，螺旋槽(10)的底面与底刃连接，底刃为球头，球头与刀体间隙(9)连接，螺旋槽(10)与刀体间隙(9)之间设有圆弧周刃带(11)，圆弧周刃带(11)上设有周刃一后角和周刃二后角；球头上连接螺旋槽(10)的部分为球头前刀面(6)，球头上连接刀体间隙(9)的部分为球头后刀面；球头上设有球头后刀面一后角(2)、球头后刀面二后角(3)和球头后刀面支撑角(4)，球头后刀面一后角(2)连接周刃一后角；球头后刀面二后角(3)与周刃二后角相连；球头后刀面支撑角(4)为斜面角。
2.如权利要求1所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，所述的球头通过球面圆弧过渡到周刃，周刃设计成2条螺旋槽(10)，螺旋槽(10)的角度为30°-35°，螺旋槽(10)的内侧面延伸上去与刀体间隙(9)的落差式刀体槽背(12)连接。
3.如权利要求2所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，所述的刀体间隙(9)与螺旋槽(10)之间的过渡角度为3°-6°，螺旋槽(10)与刀体间隙(9)的宽度比例为(1.05-1.15):1。
4.如权利要求1所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，所述的螺旋槽(10)的芯径与周刃的刃径的比例为65％～73％；螺旋槽(10)的前刀面角度为2°-6°。
5.如权利要求1所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，所述的球头后刀面二后角(3)采用平切式后角；周刃二后角的角度为25°-30°；圆弧周刃带(11)的角度为6°-10°。
6.如权利要求1所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，所述的球头前刀面(6)采用圆弧直齿型切齿法，从球头顶端沿球面圆弧线到周刃与球头的末端。
7.如权利要求1所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，顶端切于所述的球头中心部分的球头前端角度为0.5°-2.5°，其延伸到球头末端的角度为2°-5°；球头前刀面(6)内侧设有倾斜角，倾斜角的球头前端角度为-2°-1°，倾斜角的球头末端内倾斜角度为0°-3°；球头前刀面(6)的轴向与球头切齿的法向变换切入。
8.如权利要求1所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，所述的球头上设有球头后刀面一后角(2)、球头后刀面二后角(3)和球头后刀面支撑角(4)，球头后刀面一后角(2)的角度为9°-12°，球头后刀面一后角(2)连接周刃一后角；球头后刀面二后角(3)的角度为25°-30°，球头后刀面二后角(3)与周刃二后角相连；球头后刀面支撑角(4)为40°-50°的斜面角。
9.如权利要求1所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，所述的球头的顶心处采用交叉剪切型角度设计；球头顶面圆心0.2-0.4mm的位置平行切口改道为斜角剪刀斜面过渡到球顶面的另一端圆心过0.2-0.4mm的位置；球头上设有两叶球头刃，两叶球头刃的中心宽度为0.15-0.25mm，形成一个斜坡角；球头上设有球头齿隙槽(5)，球头齿隙槽(5)过中心后的深度为0.3mm-0.45mm；球头的球头顶面斜齿角(1)延伸角度为20°-30°跨越到对面球面上。
10.如权利要求1所述的一种高速高硬模具球头铣刀，其特征在于，所述的球头上球面的精度R值控制在+-0.003；粗糙度为Rz0.1—Rz0.2；球头选用特级细颗粒的硬质合金材料，材料晶粒度为0.2um–0.4um，材料的HRA硬度在93以上的高硬度材料。
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| CN201920129559.2U CN209792709U (zh) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 高速高硬模具球头铣刀 |
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Cited By (1)
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| CN112405121A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-26 | 哈尔滨理工大学 | 带沟槽铣刀及其沟槽磨削方法 |
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2019
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| CN112405121A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-26 | 哈尔滨理工大学 | 带沟槽铣刀及其沟槽磨削方法 |
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