專利名稱：徑向立銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種徑向立銑刀，特別涉及一種下述徑向立銑刀，其用于使用了機(jī)床的金屬模加工、主要用于鍛造模、沖模、壓鑄模、樹(shù)脂模等的三維曲面加工，整體形狀設(shè)為大致圓柱形狀，在底刃和外周刃相交的角部具有倒角刃(大致圓弧狀的切刃)。
背景技術(shù)：
為了在金屬模加工中縮短制作時(shí)間并改善環(huán)境問(wèn)題，而希望減少加工時(shí)間較長(zhǎng)且必須使用電解液的電火花加工、并盡可能地進(jìn)行利用NC設(shè)備的直雕加工。但是，加工深度越深、刀具突出長(zhǎng)越長(zhǎng)，切削加工越困難，對(duì)電火花加工的依存度越高。此外，若刀具突出長(zhǎng)變長(zhǎng)，則轉(zhuǎn)速越高越產(chǎn)生響聲，所以要降低轉(zhuǎn)速進(jìn)行加工，但是同時(shí)進(jìn)給速度也降低，所以只能進(jìn)行效率非常差的加工，直雕加工的效果幾乎無(wú)望。
近年來(lái)，作為解決這樣的問(wèn)題的對(duì)策，開(kāi)發(fā)出能大幅度增加每一刃的切削量且剛性非常高的徑向立銑刀，即使以較低的轉(zhuǎn)速，也能以較快的進(jìn)給速度進(jìn)行切削，直雕加工的效果也顯現(xiàn)出來(lái)。
但是，以往的徑向立銑刀如以立體圖表示了其主要部分的圖9、及以俯視圖及側(cè)視圖表示了底刃的棱線及倒角刃的棱線的圖10所示，底刃4的棱線6從端面部3的中心O到與倒角刃5的棱線7相交的自由端X由直線構(gòu)成。
此外，倒角刃5的棱線7從底刃4的棱線6與倒角刃5的棱線7相交的自由端X到倒角刃5的棱線7與外周刃2的棱線8相交的自由端Y由側(cè)視時(shí)具有既定曲率的凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成，此外，倒角刃5的倒角中心位置如圖10所示，位于假想橫截面CS上，并且位于假想圓C上的既定范圍內(nèi)，所述假想橫截面CS位于從自由端X沿旋轉(zhuǎn)軸方向(深度方向)離開(kāi)相當(dāng)于倒角刃5的半徑尺寸的量的位置，所述假想圓C以從外周部1的直徑尺寸D減去倒角刃5的半徑尺寸的兩倍(＝2R)后的值(＝D-2R)作為直徑。例如，在圖10中，與棱線7上的點(diǎn)a1、a3對(duì)應(yīng)的棱線7的中心位置分別為b1、b3，棱線7的中心位置位于假想圓C上的既定范圍內(nèi)(從點(diǎn)b1到點(diǎn)b3的范圍)。
切削加工時(shí)，如圖11所示，底刃4由于其棱線6為直線，所以相對(duì)于工件的任意部位p1、p2從垂直方向(正交方向)進(jìn)入。此外，在微觀考察各刃的切削加工時(shí)，底刃4及倒角刃5相對(duì)于工件的任意部位p1、p2、p3、p4大致同時(shí)地進(jìn)行切削加工，此外，在微觀地考察相鄰的刃間的切削加工時(shí)，進(jìn)行斷續(xù)的切削加工。
因此，由于底刃4的棱線6為直線，所以底刃4的棱線6的全長(zhǎng)較短，而且由于底刃4的棱線6為直線，所以倒角刃5的棱線7的全長(zhǎng)較短，此外，如上所述，由于底刃4始終相對(duì)于工件的任意部位p1、p2從垂直方向進(jìn)入，并且相對(duì)于工件的任意部位p1、p2、p3、p4各刃的切削加工大致同時(shí)進(jìn)行，相鄰的刃間的切削加工斷續(xù)地進(jìn)行，所以底刃4及倒角刃5的切削負(fù)擔(dān)較大，由此在徑向立銑刀的耐久性的提高上存在界限。
此外，根據(jù)以往的徑向立銑刀，大幅度增加每刃的切削量時(shí)排出的切屑如圖12所示，非常厚，較重，在徑向立銑刀的軸向產(chǎn)生較大的切削分力，在加工深度較深的加工中，不能完全排出切削，殘留的切屑與切刃和工作物發(fā)生干涉，所以導(dǎo)致徑向立銑刀的破損和加工面的不良。此外，為了促進(jìn)上述切屑的排出，必須使用切削油劑，于是引起環(huán)境問(wèn)題。另外，作為目前的徑向立銑刀的先行文獻(xiàn)，例如有專利文獻(xiàn)1。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2004-141975公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決了上述那樣的以往技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)，目的在于提供一種徑向立銑刀，其減輕徑向立銑刀的切削阻力，實(shí)現(xiàn)耐久性的提高，并且實(shí)現(xiàn)切屑的薄壁化、輕量化，即使不使用切削油劑，也能使切屑順利地排出，防止由切屑的干涉產(chǎn)生徑向立銑刀的破損及加工面的不良，而且，能進(jìn)行利于環(huán)保的切削加工。
本發(fā)明的徑向立銑刀，整體形狀設(shè)為大致圓柱狀，具有在外周部形成的螺旋狀的外周刃、在端面部形成的底刃、在前述外周刃和前述底刃相交的角部形成的倒角刃，其特征在于，前述底刃的棱線從前述端面部的中心到與前述倒角刃的棱線相交的自由端由俯視時(shí)凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，由俯視時(shí)凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成底刃的棱線，由此，與具有由直線構(gòu)成棱線的底刃的以往的徑向立銑刀相比，底刃的棱線的全長(zhǎng)變長(zhǎng)。因此，底刃的切削負(fù)擔(dān)被分散而減輕，提高耐久性。此外，底刃的棱線為凸圓弧狀的曲線，所以切削加工時(shí)，不會(huì)如以往的徑向立銑刀的底刃那樣從垂直方向相對(duì)于工件的任意部件進(jìn)入，而以從傾斜方向斜向切入的方式進(jìn)入，所以能減少切削阻力，實(shí)現(xiàn)切屑的薄壁化及輕量化，并且伴隨切屑的薄壁化及輕量化，可順利地將切屑排出到外部，防止由切屑的干涉引起的徑向立銑刀的破損及加工面的不良。
在此，若將前述底刃的棱線的曲率半徑設(shè)定為前述外周部的直徑尺寸D的1/4倍，則底刃棱線的全長(zhǎng)變成最大，成為最好的方式，但是也可將前述底刃棱線的曲率半徑設(shè)定在前述外周部的直徑尺寸D的1/2倍到1/4倍的范圍內(nèi)。將曲率半徑設(shè)定為D/2以下的理由在于，若設(shè)定為比D/2大，則與底刃的棱線為直線的情況相比，棱線的全長(zhǎng)的增大不會(huì)較大，不能期待充分的性能的提高。
此外，在將曲率半徑設(shè)定為D/4以上D/2以下的情況下，前述倒角刃的棱線從前述底刃的棱線與該倒角刃的棱線相交的自由端到該倒角刃的棱線與前述外周刃的棱線相交的自由端由俯視時(shí)及側(cè)視時(shí)具有與前述底刃的棱線的曲率同樣的曲率的凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成，而且，前述倒角刃的倒角中心位置位于假想橫截面上，而且位于以從前述外周部的直徑尺寸D減去前述倒角刃的半徑尺寸的兩倍(＝2R)后的值(＝D-2R)為直徑的假想圓上，并且位于從該假想圓上的1/24圓(內(nèi)角為15度)到1/6圓(內(nèi)角為60度)的范圍內(nèi)，所述假想橫截面位于從前述底刃的棱線的自由端沿旋轉(zhuǎn)軸方向離開(kāi)前述倒角刃的半徑尺寸的量的位置。
通過(guò)如上述那樣構(gòu)成倒角刃的棱線，倒角刃的棱線的全長(zhǎng)大幅度增大。因此，與由底刃的棱線的全長(zhǎng)的增大引起的作用效果一樣，分散而減輕倒角刃的切削負(fù)擔(dān)，提高耐久性。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的三刃徑向立銑刀的主要部分立體圖。
圖2是該徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖。
圖3是該徑向立銑刀的倒角刃的說(shuō)明圖。
圖4是該徑向立銑刀的作用的說(shuō)明圖。
圖5是通過(guò)使用了該徑向立銑刀的切削加工產(chǎn)生的切屑的立體圖。
圖6是變形例的三刃徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖。
圖7是其他實(shí)施方式的雙刃徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖。
圖8是變形例的雙刃徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖。
圖9是以往的徑向立銑刀的主要部分立體圖。
圖10是該徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖。
圖11是該徑向立銑刀的作用說(shuō)明圖。
圖12是通過(guò)使用了該徑向立銑刀的切削加工產(chǎn)生的切屑的立體圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1外周部2外周刃3端面部4底刃5倒角刃6底刃4的棱線7倒角刃5的棱線8外周刃2的棱線O端面部3的中心X棱線6的自由端Y棱線7的自由端具體實(shí)施方式
下面，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的三刃徑向立銑刀的主要部分立體圖，圖2是該徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖，圖3是該徑向立銑刀的倒角刃的說(shuō)明圖，圖4是該徑向立銑刀的作用的說(shuō)明圖，圖5是使用了該徑向立銑刀時(shí)產(chǎn)生的切屑的立體圖，圖6是變形例的三刃徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖，圖7是其他實(shí)施方式的雙刃徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖，圖8是變形例的雙刃徑向立銑刀的底刃及倒角刃的說(shuō)明圖。
圖1中，三刃徑向立銑刀整體形狀為大致圓柱狀。在外周部1，形成有螺旋狀的外周刃2。在端面部3，形成有底刃4。在外周刃2和底刃4相交的角部，形成有倒角刃5。
底刃4的棱線6及倒角刃5的棱線7在俯視時(shí)如圖2的左部所示那樣表示，底刃4的棱線6在從端面部3的中心O到以虛線圖示的假想圓C的范圍內(nèi)，此外，倒角刃5的棱線7在從假想圓C上到外周部1的范圍內(nèi)。
底刃4的棱線6從端面部3的中心O到與倒角刃5的棱線7相交的自由端X(假想圓C上的點(diǎn))由俯視時(shí)凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成。底刃4的棱線6的曲率半徑在本實(shí)施方式的情況下，設(shè)定為外周部1的直徑尺寸D的1/4倍、即D/4。此外，如圖2的右部所述，底刃4的棱線6的高度位置隨著朝向端面部3的中心O而稍微緩慢地變低。換言之，端面部3成為大致研缽狀。
倒角刃5的棱線7如圖2所示，從自由端X到倒角刃5的棱線7與外周刃2的棱線8相交的自由端Y由俯視時(shí)及側(cè)視時(shí)具有與底刃4的棱線6的曲率同樣的曲率的凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成。
此外，如圖2所示，倒角刃5的倒角中心位置位于假想橫截面CS上，并且位于假想圓C上的既定范圍內(nèi)，所述假想橫截面CS位于從自由端X沿旋轉(zhuǎn)軸方向(深度方向)離開(kāi)倒角刃5的半徑尺寸的量的位置，所述假想圓C以從外周部1的直徑尺寸D減去倒角刃5的半徑尺寸的兩倍(＝2R)后的值(＝D-2R)為直徑。例如，在圖2中，與棱線7上的點(diǎn)a1、a2、a3、a4、a5對(duì)應(yīng)的棱線7的中心位置分別為b1、b2、b3、b4、b5，三刃中的一個(gè)倒角刃5的倒角中心位置位于假想圓C上的既定范圍(從點(diǎn)b1到點(diǎn)b3的范圍)。此外，倒角刃5的棱線7及倒角中心位置可通過(guò)圖3表示，圖3中，棱線7的任意點(diǎn)d1、d2、d3、......、dn的倒角中心位置e1、e2、e3、......、en位于從自由端X沿旋轉(zhuǎn)軸方向離開(kāi)的位置上的假想橫截面CS上，并且位于以D-2R為直徑的假想圓C上的既定范圍(從點(diǎn)e1到點(diǎn)en的范圍，以θ(＝60°)表示的角度范圍)。
與此相對(duì)，圖9所示的以往的徑向立銑刀的倒角刃5的倒角中心位置如在圖10中所述的那樣，位于假想圓C上的較窄的既定范圍(從點(diǎn)b1到點(diǎn)b3的范圍)，棱線7的全長(zhǎng)與本實(shí)施方式相比大幅度變短。
接著，基于圖4對(duì)本實(shí)施方式的徑向立銑刀的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式的徑向立銑刀如上所述，底刃4的棱線6從端面部3的中心O到自由端X由俯視時(shí)凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成，此外，倒角刃5的棱線7從自由端X到自由端Y由俯視時(shí)及側(cè)視時(shí)具有與底刃4的棱線6的曲率同樣的曲率的凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成。
因此，如圖4所示，底刃4及倒角刃5以從傾斜方向相對(duì)于工件的任意部位p1、p2、p3、p4斜向切入的方式進(jìn)入，并且在與任意部位p1、p2、p3、p4分別對(duì)應(yīng)的棱線6、7上的點(diǎn)的傾斜角度a、b、c、d中，下述關(guān)系成立，即a＜b＜c＜d。因此，切削阻力大幅度減少，可實(shí)現(xiàn)切屑的薄壁化及輕量化?，F(xiàn)在如圖5所示，使用圖1圖示的徑向立銑刀進(jìn)行切削加工時(shí)產(chǎn)生的切屑與圖12圖示的切屑相比，被充分薄壁化及輕量化。此外，伴隨切屑的薄壁化及輕量化可順利地將切屑排出到外部，可防止由切屑的干涉引起的徑向立銑刀的破損及加工面的不良。
在上述實(shí)施方式中，將底刃4的棱線6的曲率半徑設(shè)定為外周部1的直徑尺寸D的1/4倍，所以棱線6的全長(zhǎng)變成最大，成為最好的方式，但是本發(fā)明也可如圖6所示，將棱線6的曲率半徑設(shè)定在外周部1的直徑尺寸D的1/2倍到1/4倍的范圍內(nèi)。
在將曲率半徑設(shè)定為D/4以上D/2以下的情況下，倒角刃5的棱線7從底刃4的棱線6與倒角刃5的棱線7相交的自由端X到倒角刃5的棱線7與外周刃2的棱線8相交的自由端Y由俯視時(shí)及側(cè)視時(shí)具有與底刃4的棱線6的曲率同樣的曲率的凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成，此外，與上述那樣的曲率半徑為D/4的情況一樣，倒角刃5的倒角中心位置位于假想橫截面CS上，而且位于以從外周部1的直徑尺寸D減去倒角刃5的半徑尺寸的兩倍(＝2R)后的值(＝D-2R)為直徑的假想圓C上，并且位于從假想圓C上的1/24圓(內(nèi)角為15度)到1/6圓(內(nèi)角為60度)的范圍(15°≤θ≤60°)內(nèi)，所述假想橫截面CS位于從自由端X沿旋轉(zhuǎn)軸方向離開(kāi)倒角刃5的半徑尺寸的量的位置。
另外，將曲率半徑設(shè)定為D/2以下的理由在于，若設(shè)定為比D/2大，則與底刃4的棱線6為直線的情況相比，棱線6的全長(zhǎng)的增大不會(huì)較大，不能期待充分的性能的提高。
此外，上述實(shí)施方式為三刃徑向立銑刀，但是本發(fā)明也可將圖7中以俯視圖表示了底刃4的棱線6及倒角刃5棱線7的雙刃徑向立銑刀的各刃與上述實(shí)施方式同樣地構(gòu)成，在這種情況下，圖7與圖2的左部對(duì)應(yīng)，而圖8與圖6對(duì)應(yīng)。
如以上說(shuō)明的那樣，本實(shí)施方式的徑向立銑刀，整體形狀設(shè)為大致圓柱狀，具有在外周部1形成的螺旋狀的外周刃2、在端面部3形成的底刃4、和在外周刃2和底刃4相交的角部形成的倒角刃5，底刃4的棱線6從端面部3的中心O到與倒角刃5的棱線7相交的自由端X由俯視時(shí)凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成。
因此，與具有由直線構(gòu)成棱線6的底刃4的以往的徑向立銑刀相比，底刃4的棱線6的全長(zhǎng)變長(zhǎng)，底刃4的切削負(fù)擔(dān)被分散而減輕，提高耐久性。此外，底刃4的棱線6為凸圓弧狀的曲率圓，所以切削加工時(shí)，不會(huì)如以往的徑向立銑刀的底刃4那樣沿垂直方向相對(duì)于工件的任意部位p1、p2、p3、p4進(jìn)入，而以從傾斜方向斜向切入的方式進(jìn)入，所以能減少切削阻力，實(shí)現(xiàn)切屑的薄壁化及輕量化，并且伴隨切屑的薄壁化及輕量化，可順利地將切屑排出到外部，防止由切屑的干涉引起的徑向立銑刀的破損及加工面的不良。
權(quán)利要求
1.一種徑向立銑刀，整體形狀設(shè)為大致圓柱狀，具有在外周部形成的螺旋狀的外周刃、在端面部形成的底刃、在前述外周刃和前述底刃相交的角部形成的倒角刃，其特征在于，前述底刃的棱線從前述端面部的中心到與前述倒角刃的棱線相交的自由端由俯視時(shí)凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的徑向立銑刀，其特征在于，前述底刃棱線的曲率半徑設(shè)定為前述外周部的直徑尺寸D的1/4倍。
3.如權(quán)利要求1所述的徑向立銑刀，其特征在于，前述底刃棱線的曲率半徑設(shè)定在從前述外周部的直徑尺寸D的1/2倍到1/4倍的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的徑向立銑刀，其特征在于，前述倒角刃的棱線從前述底刃的棱線與該倒角刃的棱線相交的自由端到該倒角刃的棱線與前述外周刃的棱線相交的自由端由俯視時(shí)及側(cè)視時(shí)具有與前述底刃的棱線的曲率同樣的曲率的凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成，而且，前述倒角刃的倒角中心位置位于假想橫截面上，而且位于以從前述外周部的直徑尺寸D減去前述倒角刃的半徑尺寸的兩倍(＝2R)后的值(＝D-2R)為直徑的假想圓上，并且位于從該假想圓上的1/24圓(內(nèi)角為15度)到1/6圓(內(nèi)角為60度)的范圍內(nèi)，所述假想橫截面位于從前述底刃的棱線的自由端沿旋轉(zhuǎn)軸方向離開(kāi)前述倒角刃的半徑尺寸的量的位置。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種徑向立銑刀，其減輕切削阻力，實(shí)現(xiàn)耐久性的提高，并且實(shí)現(xiàn)切屑的薄壁化、輕量化，能使切屑順利地排出，防止由切屑的干涉產(chǎn)生徑向立銑刀的破損及加工面的不良。徑向立銑刀整體形狀設(shè)為大致圓柱狀，具有在外周部(1)形成的螺旋狀的外周刃(2)、在端面部(3)形成的底刃(4)、在外周刃(2)和底刃(4)相交的角部形成的倒角刃(5)。底刃(4)的棱線(6)從端面部(3)的中心(O)到與倒角刃(5)的棱線(7)相交的自由端(X)由俯視時(shí)凸圓弧狀的曲率圓構(gòu)成。
文檔編號(hào)B23C5/10GK1972774SQ20058001772
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者青木涉 申請(qǐng)人:Osg株式會(huì)社, Btt株式會(huì)社