CN218855712U - 立铣刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种立铣刀，包括刀柄、环绕刀柄的轴线间隔设置于刀柄头部的多个刀脊、以及分别嵌装于各刀脊上的多个刀刃；相邻的两刀脊之间成型有排屑槽。其中，刀刃具有面向排屑槽的前刀面，面向刀柄径向上的外部一侧的侧刀面，以及面向刀柄前端的端齿刀面；在前刀面和侧刀面的连接处形成有侧刃口，在前刀面和端齿刀面的连接处形成有端齿刃口，且前刀面上靠近侧刃口的部位设有断屑槽。本实用新型的立铣刀，通过在刀刃的前刀面上设置断屑槽，使切屑能沿前刀面移动时碰撞到断屑槽，而产生卷曲断裂，断裂后形成的窄而小的切屑，可以很容易地通过排屑槽排出，从而可改善立铣刀在切削加工过程中切屑的断屑和排屑情况。

Description

立铣刀

技术领域

本实用新型涉及铣削工具技术领域，特别涉及一种立铣刀。

背景技术

在现有的立铣刀上，环绕刀柄的轴线，在刀柄的头部会间隔设置多个排屑槽，两相邻的排屑槽之间具有刀脊，刀脊上嵌装刀刃，刀刃的前刀面朝向排屑槽，切削出的切屑通过排屑槽排出。

但是，在切削加工过程中，由刀刃切下的切屑会随着切削的进行而不断变长，刀刃的断屑效果较差，容易出现切屑缠绕刀具的问题。

同时，由于刀刃上修光和减振结构设置的不尽合理，在切削加工过程中，还容易出现刀具抗振性能差，以及工件的加工表面光洁度不高等问题。这些问题对于提升刀具加工进给速度、提高刀具使用寿命均有不利影响。

尤其在高速铣削加工铝合金工件过程中，刀刃的侧刃口切削产生的切屑较长，容易缠绕在刀具上出现排屑不畅的情况。长的侧刃口在切削时使得刀具切削阻力大，易产生垂直于与进给方向的振刀纹，不仅影响了工件的加工表面质量，而且会大大降低加工的效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种立铣刀，以改善立铣刀在切削加工过程中切屑的断屑和排屑情况。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种立铣刀，包括刀柄，环绕所述刀柄的轴线间隔设置于所述刀柄头部的多个刀脊，以及分别嵌装于各所述刀脊上的多个刀刃；相邻的两所述刀脊之间成型有排屑槽；

所述刀刃具有面向所述排屑槽的前刀面，面向所述刀柄径向上的外部一侧的侧刀面，以及面向所述刀柄前端的端齿刀面；在所述前刀面和所述侧刀面的连接处形成有侧刃口，在所述前刀面和所述端齿刀面的连接处形成有端齿刃口，且所述前刀面上靠近所述侧刃口的部位设有断屑槽。

进一步的，所述断屑槽呈长条状，并沿所述刀柄的轴线方向布置；所述断屑槽与所述侧刃口之间的间距L1在0.08mm～0.15mm之间。

进一步的，所述断屑槽的断屑槽宽度L2为0.5mm～1mm。

进一步的，相对于所述刀柄的径向线，所述刀刃的所述侧刃口一侧向着所述立铣刀的切削方向倾斜布置，所述前刀面与所述径向线之间形成的刃前角γ1在3°～10°之间；和/或，相对于所述刀柄的轴线，所述刀刃的端部向着所述立铣刀的切削方向倾斜布置，所述前刀面与所述轴线之间形成的刃倾角γ2在1°～5°之间。

进一步的，所述刀刃为环绕所述刀柄的轴线间隔均布的三个。

进一步的，所述刀柄内设有冷却液通道，所述排屑槽的内壁上设有朝向所述前刀面的出液口，所述出液口与所述冷却液通道连通。

进一步的，所述侧刀面上邻接所述侧刃口的区域设置有减振刃带；相对于所述侧刃口的切线方向，所述侧刀面远离所述侧刃口的一侧向着所述刀柄的内部方向倾斜，而在所述侧刀面和所述切线方向之间形成有切削后角α1；所述减振刃带与所述切线方向之间形成的减振后角α2在0°至切削后角α1之间。

进一步的，在所述刀柄的周向上，所述减振刃带的减振刃带宽度L3为0.02mm～0.08mm；和/或，所述减振后角α2在0.5°至2°之间。

进一步的，所述端齿刃口上设有修光刃，所述修光刃与所述侧刃口相连；相对于所述刀柄的径向线，所述端齿刃口远离所述侧刃口的一端向着所述刀柄的根部方向倾斜，而在所述端齿刃口和所述径向线之间形成有避让斜角α4；所述修光刃与所述径向线之间形成的修光刃偏角α3在0°至避让斜角α4之间。

进一步的，所述修光刃的修光刃长度L4为1.5mm～2.0mm；和/或，所述修光刃偏角α3在0.3°至1°之间。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的立铣刀，通过在刀刃的前刀面上设置断屑槽，使切屑能沿前刀面移动时碰撞到断屑槽，而产生卷曲断裂，断裂后形成的窄而小的切屑，可以很容易地通过排屑槽排出，从而可改善立铣刀在切削加工过程中切屑的断屑和排屑情况。

此外，将断屑槽设计为长条状，沿着刀柄的轴线(即侧刃口的走向)布置，则更容易使从侧刃口处切下的切屑移动到断屑槽处，从而在断屑槽的凹型槽结构作用下发生弯曲打卷形变，达到切屑断裂目的；这样一来，折断形成的窄且小的切屑，更加容易通过排屑槽排出到外部，避免了切屑缠绕刀具甚至划伤工件表面的情况。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图，是用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明是用于解释本实用新型，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的立铣刀的整体结构示意图；

图2为图1所示的立铣刀在旋转一定角度后的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的立铣刀内部的冷却液通道的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的立铣刀的刀刃所在部位的局部结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的立铣刀在其端部一侧视角下的结构示意图；

图6为图5中A所示部位的局部放大图；

图7为图6中B所示部位的局部放大图。

附图标记说明：

1、刀柄；10、排屑槽；11、刀脊；

2、刀刃；20、前刀面；21、侧刀面；22、端齿刀面；23、侧刃口；24、端齿刃口；200、断屑槽；210、减振刃带；220、修光刃；230、切刃钝圆；

30、主通道；31、出液通道；300、出液口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种立铣刀，可以改善立铣刀在切削加工过程中切屑的断屑和排屑情况；其一种示例性结构如图1、图2和图3所示。

整体而言，该立铣刀包括刀柄1、环绕刀柄1的轴线间隔设置于刀柄1头部的多个刀脊11、以及分别嵌装于各刀脊11上的多个刀刃2。其中，相邻的两刀脊11之间成型有排屑槽10；刀刃2具有面向排屑槽10的前刀面20、面向刀柄1径向上的外部一侧的侧刀面21、以及面向刀柄1前端的端齿刀面22。在前刀面20和侧刀面21的连接处形成有侧刃口23，在前刀面20和端齿刀面22的连接处形成有端齿刃口24，而且，前刀面20上靠近侧刃口23的部位设有断屑槽200。

在实际应用时，可将立铣刀安装在电钻、车床等旋转驱动装置上，利用旋转驱动装置驱动刀柄1旋转，从而进行对待加工件的铣削作业。在本实施例中，刀柄1内设有冷却液通道，排屑槽10的内壁上设有朝向前刀面20的出液口300，出液口300与冷却液通道连通。刀柄1内的冷却液通道可以连接机床的冷却系统，冷却液的压力可达30bar、流量20L/min，在高压力大流量冷却液的作用下，切屑能迅速被带走，并实现对工件的降温。

通过设置冷却液通道和出液口300，可以在排屑槽10中形成降温液流，携带热量的切屑可以被出液口300流出的冷却液迅速带走排出。优选地，每个刀刃2配置两个出液口300，通过开设于刀柄1中的出液通道31将每个出液口300与刀柄1内的主通道30连通即可。这样一来，切屑首先被断屑槽200断屑为小的切屑，之后被出液口300高压喷射出的冷却液带走，避免了长的切屑无法随冷却液排出的情况。

对于断屑槽200的具体设置形式，有多种方案可选，具体来说，如图4所示，本实施例的断屑槽200呈长条状，并沿刀柄1的轴线方向布置；而且，断屑槽200与侧刃口23之间的间距L1在0.08mm～0.15mm之间。将断屑槽200设计为长条状，沿着刀柄1的轴线(即侧刃口23的走向)布置，则更容易使从侧刃口23处切下的切屑移动到断屑槽200处，从而在断屑槽200的凹型槽结构作用下发生弯曲打卷形变，达到切屑断裂目的；这样一来，折断形成的窄且小的切屑，更加容易通过排屑槽10排出到外部，避免了切屑缠绕刀具甚至划伤工件表面的情况。

在不影响侧刃口23的切削强度的前提下，优选地，断屑槽200尽量靠近侧刃口23设置，例如，断屑槽200和侧刃口23之间的间距L1设为0.08mm、0.10mm、0.13mm、0.15mm等。相应地，断屑槽200的断屑槽宽度L2可在0.5mm～1mm之间取值，例如，可以为0.5mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm等。

此外，在本实施例中，端齿刃口24上设有修光刃220，修光刃220与侧刃口23相连；相对于刀柄1的径向线，端齿刃口24远离侧刃口23的一端向着刀柄1的根部方向倾斜，而在端齿刃口24和径向线之间形成有避让斜角α4。此刻，修光刃220与径向线之间形成有修光刃偏角α3，该修光刃偏角α3设置在0°至避让斜角α4之间。优选地，修光刃220的修光刃长度L4为1.5mm～2.0mm；避让角度α4推荐值为15°～20°，修光刃偏角α3则在0.3°至1°之间取值。

在端齿刃口24与侧刃口23的连接处形成有刀尖，在端齿刃口24连接刀尖的一段上设置修光刃220，同时设置合理的修光刃偏角α3、避让斜角α4和修光刃长度L4，可使修光刃220以较小的偏角与工件过渡面挤压，达到修光的目的，有利于提高工件表面的光洁度质量。同时，修光刃220的设置与而有助于增加刀尖的强度，进而提升刀具的使用寿命。

另外，如图5、图6并图7所示，在侧刀面21上邻接侧刃口23的区域设置有减振刃带210；相对于侧刃口23的切线方向，侧刀面21远离侧刃口23的一侧向着刀柄1的内部方向倾斜，而在侧刀面21和切线方向之间形成有切削后角α1；减振刃带210与切线方向之间形成有减振后角α2，该减振后角α2的取值范围在0°至切削后角α1之间。

优选地，在刀柄1的周向上，减振刃带210的减振刃带宽度L3为0.02mm～0.08mm；切削后角α1推荐值为5°～10°，减振后角α2则在0.5°至2°之间取值。

通过设置减振刃带210，并合理设置切削后角α1和减振后角α2，减振刃带210与工件的接触面得到有效的缩减和缓冲，不仅能够提升侧刃口23处的刃口强度，增强刃口的抗振性能；同时，设置减振刃带宽度L3较窄的减振刃带210，可以有效调节减小侧刃口23的切削阻力，达到增加刃口强度且减小切削阻力的目的，并同时在刀具的前刀面20和侧刀面21之间形成具有良好减振效果的减振结构。

此外，如图2并图6所示，相对于刀柄1的径向线，刀刃2的侧刃口23一侧向着立铣刀的切削方向倾斜布置，这样一来，前刀面20与径向线之间就形成有刃前角γ1，该刃前角γ1优选设置在3°～10°之间。类似地，相对于刀柄1的轴线，刀刃2的端部向着立铣刀的切削方向倾斜布置，这样一来，前刀面20与轴线之间就形成有刃倾角γ2，该刃倾角γ2优选设置在1°～5°之间。

为刀刃2设置合理的刃前角γ1和刃倾角γ2，能有效降低刀刃2的切削阻力，使刀具切削加工更为轻快，具有提高刀具转速和进给速度的效果。

对于刀刃2的设置数量，可以是两个以上的多个，优选地，刀刃2为环绕刀柄1的轴线间隔均布的三个。间隔均布地设置三个刀刃2，不仅便于加工构造，且能够使立铣刀具有良好而稳定的切削性能。刀刃2的材质当然也有多种选择，在本实施例中，刀刃2采用聚晶金刚石材质，形成PCD(聚晶金刚石)刀具，具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。

另外，如图4所示，在修光刃220和侧刃口23连接处所形成的刀尖上，优选设置刀尖钝圆半径R为0.2mm～0.4mm的圆弧倒角。强化设计刀尖过渡，可增加刀尖的强度，避免刀具切削过程中，因刀尖位置处于受力集中点，而产在颤动和崩缺等问题。同时，圆弧形的刀尖还能起到辅助修光刃220的作用，有助于进一步提升待加工件表面的光洁度，改善加工效果，并提高刀刃的强度以及刀具的寿命。

如图6所示，在前刀面20和侧刀面21连接部位所形成的侧刃口23上，优选设置切刃钝圆230。在侧刃口23处设置切刃E型钝圆结构，可以改善刃口的强度，提升刀具寿命。具体来说，刃口钝圆半径R1的推荐值为0.002mm～0.01mm。在侧刃口23的棱边上设置E型钝圆，可以消除刃口区域在制作过程中可能产生的各种缺陷，并获得适当的刃口微观几何参数、表面形貌和表面微结构，同时可以消除残余应力，进而提高刃口的强度，对提高刀具的使用寿命和稳定性具有良好效果。

综上所述，本实施例的立铣刀，通过在刀刃2的前刀面20上设置断屑槽200，使切屑能沿前刀面20移动时碰撞到断屑槽200，而产生卷曲断裂，断裂后形成的窄而小的切屑，可以很容易地通过排屑槽10排出，从而可改善立铣刀在切削加工过程中切屑的断屑和排屑情况。

通过采用上述的立铣刀，刀具的转速可达到18000r/min，进给速度可达到6000mm/min；加工出的工件的表面质量可达到Ra0.6μm，同时，相较于现有的常规刀具，本实施例的立铣刀的寿命可提升1.5～2倍。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立铣刀，包括刀柄(1)，环绕所述刀柄(1)的轴线间隔设置于所述刀柄(1)头部的多个刀脊(11)，以及分别嵌装于各所述刀脊(11)上的多个刀刃(2)；相邻的两所述刀脊(11)之间成型有排屑槽(10)；其特征在于：

所述刀刃(2)具有面向所述排屑槽(10)的前刀面(20)，面向所述刀柄(1)径向上的外部一侧的侧刀面(21)，以及面向所述刀柄(1)前端的端齿刀面(22)；

在所述前刀面(20)和所述侧刀面(21)的连接处形成有侧刃口(23)，在所述前刀面(20)和所述端齿刀面(22)的连接处形成有端齿刃口(24)，且所述前刀面(20)上靠近所述侧刃口(23)的部位设有断屑槽(200)。

2.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于：

所述断屑槽(200)呈长条状，并沿所述刀柄(1)的轴线方向布置；

所述断屑槽(200)与所述侧刃口(23)之间的间距L1在0.08mm～0.15mm之间。

3.根据权利要求2所述的立铣刀，其特征在于：

所述断屑槽(200)的断屑槽宽度L2为0.5mm～1mm。

4.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于：

相对于所述刀柄(1)的径向线，所述刀刃(2)的所述侧刃口(23)一侧向着所述立铣刀的切削方向倾斜布置，所述前刀面(20)与所述径向线之间形成的刃前角γ1在3°～10°之间；

和/或，相对于所述刀柄(1)的轴线，所述刀刃(2)的端部向着所述立铣刀的切削方向倾斜布置，所述前刀面(20)与所述轴线之间形成的刃倾角γ2在1°～5°之间。

5.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于：

所述刀刃(2)为环绕所述刀柄(1)的轴线间隔均布的三个。

6.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于：

所述刀柄(1)内设有冷却液通道，所述排屑槽(10)的内壁上设有朝向所述前刀面(20)的出液口(300)，所述出液口(300)与所述冷却液通道连通。

7.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于：

所述侧刀面(21)上邻接所述侧刃口(23)的区域设置有减振刃带(210)；

相对于所述侧刃口(23)的切线方向，所述侧刀面(21)远离所述侧刃口(23)的一侧向着所述刀柄(1)的内部方向倾斜，而在所述侧刀面(21)和所述切线方向之间形成有切削后角α1；

所述减振刃带(210)与所述切线方向之间形成的减振后角α2在0°至切削后角α1之间。

8.根据权利要求7所述的立铣刀，其特征在于：

在所述刀柄(1)的周向上，所述减振刃带(210)的减振刃带宽度L3为0.02mm～0.08mm；

和/或，所述减振后角α2在0.5°至2°之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的立铣刀，其特征在于：

所述端齿刃口(24)上设有修光刃(220)，所述修光刃(220)与所述侧刃口(23)相连；

相对于所述刀柄(1)的径向线，所述端齿刃口(24)远离所述侧刃口(23)的一端向着所述刀柄(1)的根部方向倾斜，而在所述端齿刃口(24)和所述径向线之间形成有避让斜角α4；

所述修光刃(220)与所述径向线之间形成的修光刃偏角α3在0°至避让斜角α4之间。

10.根据权利要求9所述的立铣刀，其特征在于：

所述修光刃(220)的修光刃长度L4为1.5mm～2.0mm；

和/或，所述修光刃偏角α3在0.3°至1°之间。

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