專利名稱：銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銑刀，該銑刀包括一個(gè)可繞幾何中心線旋轉(zhuǎn)并具有一個(gè)包絡(luò)面的刀體，沿所述包絡(luò)面設(shè)有至少一組切向間隔的切削部件，每個(gè)切削部件在靠近側(cè)面處形成可形成切屑的切削刃，所述切削刃在軸向間隔的端部之間延伸。
背景技術(shù)：
在用于加工金屬的公知銑刀中，所有的切削部件具有一個(gè)相同的后角，該后角大約為7-15°，通常為10-11°。在實(shí)際銑削過程中，銑刀切削金屬的能力通常受到系統(tǒng)工具/工件/機(jī)床穩(wěn)定性的限制。在用可轉(zhuǎn)位的鑲?cè)秀姷哆M(jìn)行銑削時(shí)，通過幾何優(yōu)化切削部件的前刀面和側(cè)面，也就是通過優(yōu)化選擇切削角就可提高穩(wěn)定性，從而提高銑刀切削金屬的能力。在銑削肩部時(shí)，例如，相對(duì)于銑刀端面成30-95°范圍的角時(shí)，切削部件的軸向、徑向和切削刃角必須要適合于肩部所具有的角，而且，切削刃線的形狀要與上述肩部所要形成的形狀相匹配。為了獲得穩(wěn)定性，對(duì)切削部件的前傾角和后角的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化，從而提高切削能力，但是，這將導(dǎo)致只有一個(gè)刀具的直徑可產(chǎn)生所需要的肩部角度。換句話說，如果要滿足肩部所確定的角度的要求和滿足從穩(wěn)定性的角度出發(fā)優(yōu)化前傾角和后角的幾何形狀的要求，對(duì)于上述每一個(gè)目的，一個(gè)刀具只可具有一個(gè)直徑。應(yīng)當(dāng)指出的是，在實(shí)際中，不穩(wěn)定的銑刀所加工出的表面的平面度只能達(dá)到普通的加工精度。不穩(wěn)定且振動(dòng)的銑刀至少會(huì)在工件的加工表面上留下小的波浪變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了避免上述公知銑刀的不足，而提供一種改進(jìn)的銑刀。因此，本發(fā)明首要的目的是提供一種可穩(wěn)定工作并基本上不發(fā)生振動(dòng)同時(shí)可加工出具有較高平面度的表面的銑刀。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在給定直徑的情況下可用于加工不同類型的肩部且同時(shí)可保持良好的加工精度并穩(wěn)定運(yùn)行的銑刀。
根據(jù)本發(fā)明，至少本發(fā)明的主要目的可通過權(quán)利要求1特征部分所限定的特征來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的銑刀還進(jìn)一步限定在從屬權(quán)利要求中。


圖1是呈長刃銑刀型式的銑刀側(cè)視圖。
圖2是圖1沿A-A的截面圖，其示出了一組包含在圖1所示銑刀中的切削部件。
圖3是銑刀刀體自身的略微透視示出的放大端部視圖，切削部件已從刀體的安裝座上取下。
具體實(shí)施例方式
在圖中，標(biāo)號(hào)1表示可繞幾何中心線C轉(zhuǎn)動(dòng)的刀體或刀套。除了用于固定到一個(gè)適當(dāng)?shù)牡秺A上的后部部分2之外，刀體1還包括前部主要部分3，在圖示的實(shí)施例中，前部主要部分3的包絡(luò)面為圓柱形。但是，就此而論，應(yīng)當(dāng)指出的是，前部主要部分3還可以是除圓柱形以外其它的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，例如，圓錐形。
在該實(shí)施例中，刀具由長刃銑刀構(gòu)成，該長刃銑刀公知地包括多列軸向間隔的切削刀片部件，在此例中，切削刀片部件是可拆卸安裝的切削刀片5，切削刀片是可轉(zhuǎn)位的。每列切削刀片裝在沿刀體包絡(luò)面所形成的螺旋凹槽中，凹槽可用作切削刀片上部區(qū)域的容屑槽6。對(duì)于每個(gè)切削刀片都設(shè)有一個(gè)單獨(dú)的安裝座7(見圖3)。所述安裝座布置得使處于安裝狀態(tài)的切削刀片在軸向相互疊置，這可從圖1中清楚地看到。在該實(shí)施例中，刀具包括三列刀片，每列刀片具有四個(gè)切削刀片。因此，在任何一個(gè)垂直于中心線C的平面內(nèi)，都存在三個(gè)一組的切削刀片5、5’、5”(見圖2)。工作過程中，這些切削刀片可準(zhǔn)確地位于同一軸向位置的共同平面上，或者在軸向略微相互偏移以便在運(yùn)行過程中部分地疊置。
每個(gè)切削刀片5具有一個(gè)位于前刀面9和側(cè)面10之間起作用的切削刃8。當(dāng)切削刀片是可轉(zhuǎn)位的時(shí)，例如在該實(shí)施例中，切削刀片具有兩個(gè)相對(duì)的且大致平行的刃8。實(shí)際上，按照切削刀片的切削刃角，單個(gè)切削刃可以是直線形的或略呈螺旋形的，以便于符合大致呈圓柱形或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的銑刀刀體。單個(gè)切削刀片可通過螺釘11固定到安裝座7上。
如圖3所示，安裝座7主要由一個(gè)底表面12和一個(gè)鄰接表面14構(gòu)成，切削刀片的底側(cè)面13(見圖2)壓靠在底表面12上，切削刀片的不起作用的側(cè)面5壓靠在鄰接表面14上，從而限定了切削刀片相對(duì)于刀體的徑向位置。
就已描述的圖示長刃銑刀而言，先前已基本上為人所知(參見US5083887、US5586843、US5882150和US5913644)。
在詳細(xì)描述本發(fā)明之前，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明的總體構(gòu)思并不僅局限于長刃銑刀。因此，本發(fā)明還可用于只有一組切向間隔的切削刀片布置在一個(gè)共同平面上的長刃銑刀。
本發(fā)明的特征在于每組切削刀片中的不同切削刀片5、5’、5”具有不同的后角。更確切地說，其中一個(gè)切削刀片例如切削刀片5的后角α大于同一組中其它的切削刀片5’、5”的后角β。后角通常應(yīng)當(dāng)理解為是刀體的側(cè)面10與通過切削刃8的假想切線T之間所形成的角。切削刀片5的后角α是5-25°，7-15°較為適當(dāng)。最好，后角是10-11°。其它兩個(gè)切削刀片5’、5”的后角β是0.5-5°，較為適當(dāng)?shù)氖?-4°。實(shí)際上，后角β最好是2-3°。就此而論，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述后角是有效的，而不必考慮切削刀片是否具有直的切削刃和平的側(cè)面或彎曲的切削刃和彎曲的側(cè)面。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，具有最大后角α的切削刀片5以如下的方式進(jìn)行布置或制造，即切削刃8與銑刀刀體的中心線C之間的距離L略大于中心線與具有較小后角β的其它兩個(gè)切削刀片5’、5”之間的相應(yīng)距離L1。盡管圖中表示得較為明顯，但實(shí)際上，距離值L和L1之間的差別是很小的。更為確切的說，距離的差值應(yīng)在0.01-0.08mm，最好是0.03-0.06mm，總的大約是0.05mm。
盡管本質(zhì)上通過加工可分別獲得不同的后角和切削刃之間的距離差，一方面，銑刀刀體具有相同的形狀和用于安裝切削刀片的安裝座，另一方面，兩種切削刀片具有不同的幾何形狀，但是，圖示實(shí)施例是最為優(yōu)選的。在此情況下，同一組中(以及同一列中)所有的切削刀片5、5’、5”具有同樣的結(jié)構(gòu)，也就是，相同的幾何形狀，而安裝座7具有不同的結(jié)構(gòu)。因此，圖3示出了具有較大后角α的切削刀片5的安裝座7由底表面12構(gòu)成，該底表面以相對(duì)較平緩的角度延伸到假想的徑向平面R，該徑向平面沿該底表面相交于一個(gè)給定的點(diǎn)，同時(shí)切削刀片5’、5”的安裝座7’、7”的相應(yīng)底表面12以一個(gè)較陡的角度延伸到類似的徑向平面R。另外，安裝座7的鄰接表面14到銑刀刀體中心線C的徑向距離大于中心線與安裝座7’、7”的相應(yīng)鄰接表面14之間的徑向距離。在此情況下，切削刀片5的切削刃8到中心線的距離略大于具有最小后角的切削刀片5’、5”的相應(yīng)切削刃到中心線的距離。由于安裝座7’、7”的底表面12以比安裝座7的底表面12陡的角度延伸到徑向平面，因此，與切削刀片5相比，兩個(gè)切削刀片5’、5”在安裝座上略向前傾斜，在此情況下，其側(cè)面10與切線T形成較小的后角β。
由于所有的切削刀片具有相同的形狀，因此，坯料貯存以及與刀片所需的轉(zhuǎn)位和更換相關(guān)的操作都分別得以大大的簡化。
在用本發(fā)明的銑刀進(jìn)行銑削時(shí)，當(dāng)銑刀相對(duì)于工件加工表面旋轉(zhuǎn)時(shí)，具有減小的后角的切削刀片形成阻尼，從而保證銑刀穩(wěn)定，而具有最大后角的切削刀片更易切削，同時(shí)也保證了所需的加工精度。換句話說，具有最大后角的切削刀片的徑向角、軸向前傾角和定位角設(shè)置得使銑刀的相應(yīng)幾何形狀可形成加工平面或肩部所需的最終形狀。因此，具有最大后角的切削刀片形成一個(gè)真正的平面，該平面相對(duì)于銑刀端面具有預(yù)定的角度。銑刀的其它切削刀片也就是具有減小的后角的切削刀片起到了滿足最穩(wěn)定要求的作用，也就是，就加工表面的平面度而論，是靠無振動(dòng)地進(jìn)行工作，而不是靠它們自己產(chǎn)生出所需的最終精度。
本發(fā)明并不僅僅局限于圖示的和上述的具體實(shí)施例。因此，如前面所指出的那樣，本發(fā)明不僅可用于長刃銑刀，而且可用于其它的銑刀，例如方形肩端面銑刀，該銑刀包括一系列切向間隔的徑向切削刀片。盡管本發(fā)明涉及的是包括可拆卸安裝切削刀片特別是可轉(zhuǎn)位切削刀片的這類銑刀，但是，本發(fā)明還可應(yīng)用于具有固定切削刀片例如釬焊切削刀片的刀具。如果切削部件由硬材料例如硬質(zhì)合金制成，那么在適當(dāng)?shù)你姷兜扼w上可非常方便地形成所需的切削部件特別是可形成切屑的切削刃。換句話說，術(shù)語“切削部件”，例如用在權(quán)利要求書中的術(shù)語“切削部件”應(yīng)當(dāng)廣義地進(jìn)行理解，其不僅包括單獨(dú)制造的且不論其是否是可拆卸安裝的或者是固定安裝的切削刀片，而且還包括合并到實(shí)際銑刀刀體中的切削部件。如上面所指出的那樣，通過安裝在同樣制成和布置的安裝座上的兩種不同形式的以適當(dāng)方式制成的切削刀片就可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在一組切削部件中僅示出了三個(gè)切削部件。實(shí)際上，每組切削部件的數(shù)目可多于三個(gè)。在此情況下，一個(gè)以上的切削部件具有較大的后角，而其它的切削部件具有減小的后角(例如，在刀具包括10-20個(gè)切削部件時(shí))。但是，在所有情況下，具有最大后角的切削部件的數(shù)目應(yīng)當(dāng)小于具有減小的后角的切削部件的數(shù)目。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可非常方便地將不僅僅具有兩個(gè)而且具有更多個(gè)不同尺寸的后角的切削部件安裝到銑刀刀體上。
權(quán)利要求
1.一種銑刀，其包括一個(gè)可繞幾何中心線(6)旋轉(zhuǎn)并具有包絡(luò)面(4)的刀體(1)，沿所述包絡(luò)面設(shè)有至少一組切向間隔的切削部件(5、5’、5”)，每個(gè)切削部件在靠近側(cè)面(10)處形成有可形成切屑的切削刃，所述切削刃在軸向間隔的端部之間延伸，其特征在于，所述這組切削部件中的至少一個(gè)第一切削部件(5)的側(cè)面(10)相對(duì)于通過所述切削刃(8)的假想切線(T)以第一后角(α)延伸，所述這組切削部件中的其它切削部件(5’、5”)的側(cè)面(10)以小于所述第一后角(α)的第二后角(β)延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的銑刀，其特征在于，第一后角(α)為5-25°，最好為7-15°，第二后角(β)為0.5-5°，最好為1-4°。
3.如權(quán)利要求1或2所述的銑刀，單個(gè)切削部件由一個(gè)可拆卸地安裝在安裝座(7)上的單獨(dú)切削體(5、5’、5”)構(gòu)成，所述安裝座位于容屑槽(6)的下游，所述安裝座具有底表面(12)，所述底表面相對(duì)于通過給定點(diǎn)的假想徑向平面(R)的角度確定了切削刀片的后角，其特征在于，所有的切削體(5、5’、5”)具有相同的形狀，具有所述第一后角(α)的切削體(5)的底表面(12)相對(duì)于所述徑向平面(R)以不同于具有所述第二后角(β)的每一個(gè)切削體(5’、5”)的底表面(12)相對(duì)于所述徑向平面(R)的另一個(gè)角度延伸。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的銑刀，其特征在于，一個(gè)具有較大后角(α)的切削部件(5)的切削刃(8)到銑刀刀體中心線(C)的徑向距離(L)大于其它切削部件(5’、5”)的切削刃到上述中心線的徑向距離。
5.如權(quán)利要求4所述的銑刀，其特征在于，不同切削部件的切削刃(8)之間徑向距離的差值為0.01-0.08mm，最好是0.03-0.06mm。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的銑刀，其特征在于，具有最大后角(α)的切削部件(5)的數(shù)目小于具有最小后角(β)的切削部件(5’、5”)的數(shù)目。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銑刀，其包括一個(gè)可繞幾何中心線旋轉(zhuǎn)并具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱包絡(luò)面(4)的刀體(1)，沿所述包絡(luò)面設(shè)有至少一組切向間隔的切削部件(5、5’、5”)，每個(gè)切削部件在靠近側(cè)面(10)的地方具有可形成切屑的切削刃，所述切削刃在軸向間隔的端部之間延伸。其特征在于，所述這組切削部件中的至少一個(gè)切削部件(5)的側(cè)面(10)相對(duì)于通過所述切削刃(8)的假想切線(T)以第一后角(α)延伸，所述這組切削部件中的其它切削部件的側(cè)面以小于所述第一后角(α)的第二后角(β)延伸。在銑削過程中，具有較小后角(β)的切削部件(5’、5”)可確保穩(wěn)定和不發(fā)生振動(dòng)，同時(shí)具有較大后角(α)的切削部件(5)可保證具有良好的加工精度。
文檔編號(hào)B23C5/16GK1426337SQ0180869
公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2001年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月28日
發(fā)明者拉爾斯-奧拉·漢松, 約蘭·潘薩爾, 英厄·斯韋寧松 申請(qǐng)人:桑德維克公司