CN218253078U - 一种变前角螺旋面的球头立铣刀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种变前角螺旋面的球头立铣刀，包括刀柄和设置在刀柄前端的切削部，所述切削部包括直线切削刃和球部曲线切削刃，所述球部曲线切削刃上具有螺旋前刀面和球部容削槽，所述螺旋前刀面自球头中心点向外延伸并呈渐变前角设置，所述螺旋前刀面与直线切削刃平滑过渡连接；所述球部容削槽为光滑的曲面。本申请提供的变前角螺旋面的球头立铣刀，既能够提高球头切削刃的强度，又能降低切削阻力；同时改善切削力的突变，提高切削表面质量，有效降低崩刃等失效风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及刀具技术领域，特别是运用于切削高强度及高韧性材料的加工刀具，再具体的，涉及一种变前角螺旋面的球头立铣刀。
背景技术
立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀，立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刀，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。主要用于平面铣削、凹槽铣削、台阶面铣削和仿形铣削。球头立铣刀是其中一种，球头立铣刀是机械制造中常用切削刀具。目前在金属切削领域，通常使用球头立铣刀进行金属曲面、沟槽等加工。高效率的加工方式是切削加工的发展和趋势，提升刀具加工效率通常采用加大切削深度、提高切削刀具转动速度和增加刀具的切削刃刃数等方法，但是现有技术的曲面加工中，提高切削深度和增大进给的加工工况下极易出现切削阻力大，刀具振动情况，致使刀具容易崩刃，加快刀具失效，而增加刀具齿数又极易出现排屑不畅的问题。
在高速高效加工工况下，刀具所承受的冲击也会随之加大，对刀具的强度也提出了更高的要求，现有技术的这类刀具球头前刀螺旋面通常前角为固定值，前刀螺旋面底部为倾斜直线与圆周刃联接，这样的刀具极易在高冲击工况下发生切削刃崩刃，从而影响刀具性能和降低寿命，并且增加加工成本，同时也会降低加工工件质量。
实用新型内容
为此，本实用新型为解决上述问题，提供一种变前角螺旋面的球头立铣刀。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
一种变前角螺旋面的球头立铣刀，包括刀柄和设置在刀柄前端的切削部，所述切削部包括直线切削刃和球头切削刃，球头切削刃自球头中心点向直线切削刃外周延伸，所述球头切削刃上具有螺旋前刀面和球部容屑槽，所述螺旋前刀面的前角是自球头中心点向直线切削刃的渐变前角。
进一步，螺旋前刀面的前角是自球头中心点向外由∠γa至∠γ0渐变；其中γ0是直线切削刃的圆周前角，γa球头中心螺旋前刀面的前角，γa＜γ0。
进一步，所述螺旋前刀面的前角从球头中心点至直线切削刃，由∠γ/2至∠γ渐变；其中∠γ为直线切削刃的圆周前角。
进一步，所述球部容屑槽为光滑的曲面，球部容屑槽一侧与螺旋前刀面的底部连接，球部容屑槽自靠近螺旋前刀面侧向远离螺旋前刀面的方向上呈倾斜面。
进一步，球部容屑槽与螺旋前刀面结合处的侧面投影是曲线，该曲线从球头中心点光滑向外展开。
进一步，球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影的曲线是圆弧线或螺旋线。
进一步，球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影的曲线在0.6R和1.5R的圆弧之间，其中R为形成球头切削刃的球部半径。
进一步，球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影曲线的曲率半径R0,0.75R≤R0≤1.2R,其中R为形成球头切削刃的球部半径。
进一步，该变前角螺旋面的球头立铣刀的切削刃组成2刃、3刃、4刃或5刃球头立铣刀。所述刀柄和切削部为一体连接结构。
通过本实用新型提供的技术方案，具有如下有益效果：
本申请提供的变前角螺旋面的球头立铣刀，既能够提高球头切削刃的强度，又能降低切削阻力；同时改善切削力的突变，提高切削表面质量，有效降低崩刃等失效风险。
附图说明
图1所示为实施例中变前角螺旋面的球头立铣刀的侧视图一；
图2所示为实施例中变前角螺旋面的球头立铣刀的侧视图二；
图3所示为实施例中变前角螺旋面的球头立铣刀的侧视图三；
图4所示为图3中N－N剖面处球头切削刃前角示意图。
图5所示为实施例中变前角螺旋面的球头立铣刀的前视图；
图6所示为实施例中变前角螺旋面的球头立铣刀的立体结构示意图。
图7所示为实施例图5中A处球头切削刃前角示意图。
图8所示为实施例图5中B处球头切削刃前角示意图。
图9所示为实施例图5中C处球头切削刃前角示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
参照图1至图5所示，本实施例提供一种变前角螺旋面的球头立铣刀，包括刀柄2和设置在刀柄2前端的切削部1，具体的，所述刀柄2和切削部1为一体连接结构，即在一个棒材上直接加工而成；再具体的，该棒材是由高速钢、硬质合金、CBN和PCD中的一种或多种材料制作而成的。
请参考图1、2、3、5，本实用新型铣刀的切削部2包括直线切削刃6和球头切削刃3，所述球头切削刃3上具有螺旋前刀面4和球部容屑槽5，所述螺旋前刀面4自球头中心点向直线切削刃延伸并呈渐变前角设置，所述螺旋前刀面4与直线切削刃6平滑过渡连接；所述球部容屑槽5为光滑的曲面。本实用新型中的直线切削刃6也称为圆周刃，球头切削刃3包括螺旋前刀面4及后侧的第一后刀面7、第二后刀面8及第三后刀面9,其中第三后刀面的一个功能作用是避让。使用时，螺旋前刀面渐变的前角参与切削，由于刀具切削是旋转作业，渐变前角的螺旋前刀面作业时相量叠加后，实际切削的角度始终保持在预期范围内，有效改变切削力着力点，从而提高刀具的切削性能。
本实用新型一实施例中，球头立铣刀球头切削刃的螺旋前刀面的前角是自球头中心点向外由∠γa至∠γ0渐变；其中γ0是直线切削刃的圆周前角，γa球头中心螺旋前刀面的前角，γa＜γ0,如图3及图4，螺旋前刀面在N处的前角为γN。
本实用新型铣刀采用了球头切削刃3的前刀面为螺旋面(即螺旋前刀面4)，自球头中心点向外延伸并呈渐变前角设置，其前角可以依据切削材料设计，保证螺旋面参与切削的速度而优化渐变的前角，可有效改变切削力的分布和大小，增强切削刃，提高刀具的切削性能。例如，螺旋前刀面4的前角从球头中心点至直线切削刃，由∠γ/2至∠γ渐变；其中∠γ为直线切削刃的圆周前角。
本实用新型一实施例中，如图5、图7、图8及图9，本实用新型一实施例中自球头中心点至直线切削刃，球头切削刃的螺旋前刀面4的在A、B、C处的前角分别是γ1、γ2、γ3,且γ1<γ2<γ3。
本实用新型一实施例中，如图1及图2，本实用新型铣刀的球部容屑槽5为光滑的曲面，球部容屑槽5一侧与螺旋前刀面4的底部连接，球部容屑槽5自靠近螺旋前刀面侧向远离螺旋前刀面的方向上呈倾斜面，即螺旋前刀面侧向第三后刀面一侧。
本实用新型一实施例中，本实用新型铣刀的球部容屑槽5与螺旋前刀面4结合处的侧面投影是曲线M1，该曲线从球头中心点光滑向外展开。具体的，球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影的曲线M1可以是圆弧线或螺旋线或其他曲线。
本实用新型一实施例中，球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影的曲线在0.6R和1.5R的圆弧之间，其中R为形成球头切削刃的球部半径。
本实用新型一实施例中，球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影曲线的曲率半径R0,0.75R≤R0≤1.2R,其中R为形成球头切削刃的球部半径。
本实用新型变前角螺旋面的球头立铣刀，球部容屑槽5与螺旋前刀面4结合处侧面投影的曲线M1,该曲线光滑且位于螺旋前刀面底部，保证螺旋前刀面4与球部容屑槽5底部为曲线均匀过渡。本实用新型的这种结构，既能提高球头切削刃3的容屑空间，又增大球头切削刃的强度；能够降低球头切削刃崩刃风险，避免其出现加工崩损的问题。
本申请提供的变前角螺旋面的球头立铣刀，既能够提高球头切削刃3的强度，又能降低切削阻力；同时改善切削力的突变，提高切削表面质量，有效降低崩刃等失效风险。
具体的，本实施例中，所述球部容屑槽5从球头中心点呈螺旋曲线光滑向外即向直线切削刃6展开。
具体的，本实施例中，所述球部容屑槽5侧面投影的曲线在0.75R和1.5R的圆弧之间，其中R为形成本实用新型球头铣刀的球部半径；如此设置，以达到好的效果。
如本具体实施例中，以R5球头刀具，即本实用新型球头立铣刀的球部半径为5mm为例，直线切削刃6的圆周前角为6°，其球头切削刃3的螺旋前刀面4的前角从球头中心3°开始渐变，即从3°变化至6°，从而与直线切削刃相连；球部容屑槽5与螺旋前刀面4结合处的侧面投影曲线为R3至R7之间的光滑的曲线。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种变前角螺旋面的球头立铣刀，包括刀柄和设置在刀柄前端的切削部，其特征在于：所述切削部包括直线切削刃和球头切削刃，球头切削刃自球头中心点向直线切削刃外周延伸，所述球头切削刃上具有螺旋前刀面和球部容屑槽，所述螺旋前刀面的前角是自球头中心点向直线切削刃的渐变前角。
2.根据权利要求1所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：所述螺旋前刀面的前角是自球头中心点向外由∠γa至∠γ0渐变；其中γ0是直线切削刃的圆周前角，γa球头中心螺旋前刀面的前角，γa＜γ0。
3.根据权利要求1所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：所述螺旋前刀面的前角从球头中心点至直线切削刃，由∠γ/2至∠γ渐变；其中∠γ为直线切削刃的圆周前角。
4.根据权利要求1所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：所述球部容屑槽为光滑的曲面，球部容屑槽一侧与螺旋前刀面的底部连接，球部容屑槽自靠近螺旋前刀面侧向远离螺旋前刀面的方向上呈倾斜面。
5.根据权利要求1所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：球部容屑槽与螺旋前刀面结合处的侧面投影是曲线，该曲线从球头中心点光滑向外展开。
6.根据权利要求5所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影的曲线是圆弧线或螺旋线。
7.根据权利要求6所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影的曲线在0.6R和1.5R的圆弧之间，其中R为形成球头切削刃的球部半径。
8.根据权利要求6所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：球部容屑槽与螺旋前刀面结合处侧面投影曲线的曲率半径R0,0.75R≤R0≤1.2R,其中R为形成球头切削刃的球部半径。
9.根据权利要求1所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：所述刀柄和切削部为一体连接结构。
10.根据权利要求1至9任一项所述的变前角螺旋面的球头立铣刀，其特征在于：该球头立铣刀的切削刃组成2刃、3刃、4刃或5刃球头立铣刀。
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| CN202222795987.3U CN218253078U (zh) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | 一种变前角螺旋面的球头立铣刀 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116984668A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-11-03 | 哈尔滨理工大学 | 一种耦合仿生立铣刀 |
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2022
- 2022-10-24 CN CN202222795987.3U patent/CN218253078U/zh active Active
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