專利名稱：銑刀及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1所述的銑刀和如權(quán)利要求5所述的該銑刀的制作方法。
典型的銑刀包括刀柄和刀頭，其中的刀柄可以固定在一個(gè)轉(zhuǎn)軸的一端，固定的方式與轉(zhuǎn)軸的軸線呈一預(yù)定的關(guān)系，刀頭安裝在刀柄上，刀刃位于刀頭的與轉(zhuǎn)動軸線呈一徑向距離的位置處，并且刀刃在刀頭的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的一端，當(dāng)銑刀繞一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)，刀刃繞轉(zhuǎn)軸的中心軸線而劃出一個(gè)圓形。刀柄的各部分都沿軸向和徑向設(shè)置在刀刃的后方，因而刀刃可自由地與工件的表面相接觸并對該表面進(jìn)行切削，工件固定在機(jī)床上，而轉(zhuǎn)軸在機(jī)床中轉(zhuǎn)動。由于刀刃相對較短，其切削的范圍也較窄，因而，銑刀要用于橫向進(jìn)給或在一個(gè)平面內(nèi)進(jìn)給的情況，銑刀進(jìn)給的方向可以平行于要加工的工作表面，也可與該表面呈一個(gè)角度。這種刀刃通?？刹鹦兜毓潭ㄔ诘蹲?，刀頭是可分度的刀頭，刀頭上可有一個(gè)或幾個(gè)刀座，刀刃也可以是圓形的。
當(dāng)用銑刀進(jìn)行切削加工時(shí)，單齒銑刀、大齒距銑刀及小齒距銑刀所產(chǎn)生的效果是不同的，每種銑刀都有其不同的使用領(lǐng)域。單齒銑刀可進(jìn)行細(xì)微的調(diào)節(jié)，也就是說，凸形主刀刃可以根據(jù)工作而進(jìn)行調(diào)節(jié)，也有可能通過細(xì)臻的調(diào)節(jié)而補(bǔ)償轉(zhuǎn)軸的傾斜。
大齒距銑刀可容納數(shù)個(gè)圓形或方形的可分度刀刃。這種銑開通常用于所謂的粗銑，加工后的工件的表面質(zhì)量取決于刀刃的進(jìn)給量和銑床臺面的軸向進(jìn)給量。一般情況下，可達(dá)到的Ra值在3.2-12.5μm之間。
小齒距刀主要用于汽車工業(yè)，適用于對缸體或類似的零件進(jìn)行銑削。
當(dāng)銑削形面全寬度的槽、連續(xù)的螺旋斜面和帶有斜面的凹部時(shí)，適合于采用圓刃的銑刀。和其他類型刀刃的銑刀相類似的是，每個(gè)圓形的刀刃都可用緊固螺釘進(jìn)行固定，在刀座的中心部位有一個(gè)螺紋通孔，刀刃通過該螺孔通孔而緊固在銑刀上。這種銑刀在專利DE-U-9305518.8中進(jìn)行了介紹。
為了使大的在平面內(nèi)的進(jìn)給量成為可能從而產(chǎn)生高的生產(chǎn)效率，有必要擁有穩(wěn)定的機(jī)床和輸出量大的電機(jī)。如果這兩個(gè)基本條件都能滿足，大齒距銑刀很自然地會比小齒距銑刀提供更大的在平面內(nèi)的進(jìn)給量，在這個(gè)條件下，銑刀的進(jìn)給量在同一個(gè)數(shù)量級上。另外，對于精于本技術(shù)的人來說有一個(gè)熟知的事實(shí)，就是小齒距銑刀和大齒距銑刀相比能產(chǎn)生更光滑的加工表面。
因而，本發(fā)明的基本目的是，對于每個(gè)給定的銑削直徑，和現(xiàn)有銑刀相比加大銑刀的刀座的數(shù)目。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用最少的刀具、以最簡單和最有效的可行方式制成銑刀刀座的方法。
本發(fā)明的這些目的及其他目的通過根據(jù)說明本發(fā)明特征的各權(quán)利要求而制成的銑刀已經(jīng)得以實(shí)現(xiàn)。
為了說明方便，但不是使本發(fā)明的目的有局限性，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。這些附圖包括

圖1是根據(jù)本發(fā)明的圓刃銑刀從上面看的透視圖。
圖2是如圖1所示的圓刃銑刀的一個(gè)刀座的放大圖。
圖3是刀座的略有修改的實(shí)施例的透視圖。
圖4是刀座的俯視圖。
圖5介紹了刀座的制作方法，其中即說明了傳統(tǒng)技術(shù)又說明了本發(fā)明的方法。
圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的圓刃銑刀，該銑刀在總體上由1表示。遠(yuǎn)離其切削刃的一端是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的緊固件2，該緊固件2可安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸上。銑刀的切削端包括一組精制的凸頭3，加工出數(shù)個(gè)刀槽4后，就形成了各凸頭3，刀槽4具有附屬的屑槽25。本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是，銑頭具有六個(gè)刀座，但如果需要的話，也可以具有七個(gè)或八個(gè)刀座。在銑削直徑大約70mm的情況下，如果銑刀的刀座用傳統(tǒng)技術(shù)加工，其刀座數(shù)目最多可達(dá)五個(gè)。其原因在圖5中可得到最明顯的體現(xiàn)。該圖表明了刀座是如何加工而成的，一方面介紹了傳統(tǒng)技術(shù)(刀桿5和刀頭6)，另一方面也介紹了本項(xiàng)發(fā)明的方法(刀桿7和刀頭8)。為了加工出圓刃銑刀的刀座、三角形刀刃銑刀的刀座，或具有鈍角刀刃的銑刀的刀座，由于種種原因，需要用立銑刀從上面加工出刀座的側(cè)支撐面9，所述上面即垂直于刀座底面10的方向。為了使側(cè)支撐面9有一定的斜度以與刀刃間設(shè)定一個(gè)間隙，立銑刀通常要有錐形頭11。為了便于這種立銑刀的工作，與圖中剖面V-V相對應(yīng)的材料都要從被加工的圓刃銑刀上除去。可以舉個(gè)例子，當(dāng)銑削直徑D1為250mm時(shí)，自由懸垂高度L1為93mm；當(dāng)銑削直徑D2為500mm時(shí)，自由懸垂高度L2為126mm。因而，很容易想到，現(xiàn)行技術(shù)中加工刀座的要求嚴(yán)重限制了制作小齒距銑刀的可能性，銑削直徑增大時(shí)，這種限制就更大。進(jìn)一步對圖5進(jìn)行研究還可以發(fā)現(xiàn)其他的缺點(diǎn)，即a)在自由懸垂高度大時(shí)，發(fā)生顫動的可能性加大了，在加工側(cè)支撐面時(shí)會造成所述的顫動，進(jìn)刀的精確位置不易得到保證；和b)加工不同銑削直徑的銑刀時(shí)，需要更換不同的刀具。
根據(jù)本發(fā)明，這些不方便之處被一一種以驚人的簡便和順利的方法而全部克服掉了，如圖5所示，該方法就是用球頭立銑刀以一個(gè)或幾個(gè)側(cè)支撐面9的形式加工出刀座的側(cè)面支撐。所述立銑刀的自由懸垂高度L3被限于大約27mm，而與銑削直徑無關(guān)，其中的顫動減小了，甚至完全消除了，也沒有必要再更換刀具了。因?yàn)榧庸み^程更多地是沿徑向進(jìn)行的，本發(fā)明的銑刀到達(dá)隱密之處的可能性加大了，事實(shí)上，所謂隱密之處位于銑刀刀座的沿轉(zhuǎn)動方向的切線方向的前方，而刀座是凸形的刀刃承載零件或者稱銑刀的支撐凸頭12。在圖4中，線條13表明了用傳統(tǒng)技術(shù)加工時(shí)支撐凸頭上需要被切削掉的材料的量。根據(jù)專利DE-U-9305518.8，只有在凸形零件12的“暗處”加工出兩個(gè)相互垂直的側(cè)支撐面(或者兩支撐面間夾以一個(gè)鈍角)，才算成功地加工出了刀座，為此采用了前端具有直刃的立銑刀。因此，本文獻(xiàn)中的圓刃銑刀的平面上具有平面的支撐導(dǎo)角，然而，這又需要對每個(gè)圓形刀座進(jìn)行單調(diào)而費(fèi)時(shí)的研磨。
上文提到了本發(fā)明采用了球頭立銑刀8，其適宜的直徑在2-12mm之間。因而，在側(cè)支撐面9上出現(xiàn)了數(shù)個(gè)槽14、15和16，它們的橫截面形狀在本質(zhì)上呈圓形，立銑刀的每次行程都會加工出這樣一個(gè)槽。這種槽的最少數(shù)目為2。在兩個(gè)槽之間及沿著側(cè)支撐面9的上邊緣處部形成了脊17。至少一個(gè)脊17作為刀座的邊緣，但二個(gè)脊更為適宜。在刀座上設(shè)有略微向內(nèi)側(cè)傾斜的螺孔18，從而刀座與所述的相鄰的脊之間形成了定的預(yù)載荷。尤其是，在遠(yuǎn)離底支撐面10方向的上面兩個(gè)脊17作為支撐脊。為了形成兩個(gè)不同的、界限分明的支撐面，如圖3所示，上面的槽可分為14A和14B兩部分，這兩部分之間是更深的部分14’，這部分14’構(gòu)成了一個(gè)自由面。深部分14’的加工方法也和部分14A和14B一樣適合于用同一個(gè)球頭立銑刀來完成，只要簡單地沿軸向略深地銑削就能實(shí)現(xiàn)。
最下方的槽16適合于與底支撐面10的內(nèi)邊緣19相平行。一方面，這使得有可能在加工底支撐面10的同時(shí)加工出槽16，另一方面也可以避免在刀座的后部存有少量小顆粒和雜質(zhì)。另外，槽16也起到了加強(qiáng)作用，這是因?yàn)橛脠A角過渡比尖角過渡會大大減小應(yīng)力集中的出現(xiàn)，從而提高了抗裂紋再現(xiàn)的能力。然而，為了有可能穩(wěn)定地支撐在底支撐面10上，底支撐面10應(yīng)當(dāng)向刀座延伸出一個(gè)舌頭形的部分20。為了加工出部分20，應(yīng)當(dāng)用球頭立銑刀9在支撐面9的中部略深地銑削一些，從而產(chǎn)生了低部21，但低部21并沒有任何具體的用途。還當(dāng)應(yīng)指出，槽15和16及兩者間的脊17構(gòu)成了自由表面，即不與刀刃相接觸。
為了有可能通過鍵槽使得緊固螺釘22可以緊固或放松刀刃23，在每個(gè)支撐凸頭12的后邊緣上設(shè)置了一個(gè)凹部24。在尺寸不變但刀座的數(shù)目增多時(shí)，凹部24相應(yīng)地應(yīng)更深一些。
按照本發(fā)明銑削出一個(gè)刀座后，就體現(xiàn)出了本發(fā)明的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在刀座的邊緣處已實(shí)現(xiàn)了任意形狀的支撐面9，支撐面9沿徑向介于刀座的凸頭12之間，凸頭12的延伸方向垂直于刀座的底支撐平面10。到目前為止，現(xiàn)行技術(shù)只能適合于正方形或矩形的刀座，相鄰兩個(gè)側(cè)支撐面相互垂直(參見專利DE-U-93 05518.8)，該刀座可由立銑刀進(jìn)行加工，該立銑刀的端面是平直的并垂直于立銑刀的延伸方向。但本發(fā)明可加工出圓形的、三角形的、菱形的、平行四邊形的及六角形的刀座，其齒距僅受到刀座凸頭12的強(qiáng)度要足夠的限制。因此，在本質(zhì)上可以加工出平直的側(cè)支撐面。兩個(gè)側(cè)支撐面之間的夾角小于90°，例如可以是80°或70°。另外，底支撐面10的傾斜角可在較寬的范圍內(nèi)變化，以使刀刃以所需的功能角度固定在刀座上。另外，立銑刀還可轉(zhuǎn)動一個(gè)角度或者說傾斜一個(gè)角度進(jìn)行加工，以減少所謂的機(jī)床的C形轉(zhuǎn)動(C-tuming)和B型轉(zhuǎn)動(B-tuming)。最后，最多只需使用兩種不同的球頭立銑刀就可以對刀座進(jìn)行加工，而與銑削直徑大小元關(guān)。
權(quán)利要求
1.用于切削加工的銑刀，尤其是切削金屬的銑刀，包括刀柄(2)和刀刃承載部分，所述刀柄(2)用于把銑刀固定在一個(gè)轉(zhuǎn)動驅(qū)動元件上，在所述刀刃承載部分周圍安裝著數(shù)個(gè)可拆卸地緊固在其上的刀刃(23)，每個(gè)刀刃(23)緊固在一個(gè)刀座上，該刀座至少部分地位于刀刃承載部分(12)上，每個(gè)刀座包括一個(gè)底支撐面(10)和一個(gè)側(cè)面支撐，該側(cè)面支撐至少包括一個(gè)側(cè)支撐面(9)，屑槽(25)設(shè)置在每個(gè)刀座的沿轉(zhuǎn)動方向的前側(cè)，本發(fā)明的特征在于所述側(cè)面支撐或者包括至少一個(gè)至少部分地呈圓形的側(cè)支撐面，或者包括至少兩個(gè)在本質(zhì)上平直的側(cè)支撐面，呈圓形的側(cè)支撐面用于支撐圓形的刀刃，兩平直的側(cè)支撐面間的夾角小于90°并用于支撐舉例來說呈三角形、菱形、平行四邊形及六角形的刀刃，這種刀座的側(cè)面支撐沿徑向位于凸出的各刀刃承載部分12之間，凸頭凸出的方向垂直刀座的底支撐面(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的銑刀，其特征在于側(cè)支撐面(9)呈圓形，以支撐圓形的刀刃。
3.如權(quán)利要求1或2所述的銑刀，其特征在于側(cè)支撐面包括三個(gè)銑削而成的橫截面呈圓形的槽(14，15，16)和各槽之間及沿側(cè)支撐面(9)的上邊緣形成的脊(17)，其中的一條或二條脊可作為對刀刃的支撐。
4.如上述任何一條權(quán)利要求所述的銑刀，其特征在于最上方的槽(14)的中間部分為低的分(14’)，從而形成了刀刃的兩段界限分明的支撐段(14A，14B)。
5.制作用于切削加工的銑刀的方法，尤其是用于切削金屬，該銑刀包括刀柄(2)和刀刃承載部分，刀柄(2)用于把銑刀固定在一個(gè)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件上，在刀刃承載部分的周圍設(shè)置了數(shù)個(gè)可拆卸地安裝在其上的刀刃(23)，每個(gè)刀刃都固定在一個(gè)刀座上，刀座至少部分地位于刀刃承載部分(12)上，每個(gè)刀座包括一個(gè)底支撐面(10)和一個(gè)側(cè)面支撐，該側(cè)面支撐包括至少一個(gè)側(cè)支撐面(9)，屑槽(25)沿轉(zhuǎn)動方向設(shè)置在每個(gè)刀座的前側(cè)，本發(fā)明的特征在于刀座的側(cè)面支撐至少部分地由球頭立銑刀(8)加工而成。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于刀座的側(cè)面支撐沿徑向位于各凸形的刀刃承載部分(12)之間，凸形的延伸方向垂直于刀座的底支撐面(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及制作用于切削加工的銑刀的方法,該銑刀尤其用于切削金屬,該銑刀包括刀柄(2)和刀刃承載部分,刀柄(2)用于把銑刀固定在一個(gè)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件上,在刀刃承載部分的周圍設(shè)置了數(shù)個(gè)可拆卸地安裝在其上的刀刃(23),每個(gè)刀刃都固定在一個(gè)刀座上,刀座至少部分地位于周向的刀刃承載部分(12)上。每個(gè)刀座包括一個(gè)底支撐面(10)和一個(gè)側(cè)面支撐,該側(cè)面支撐至少包括一個(gè)側(cè)支撐面(9),屑槽(25)沿轉(zhuǎn)動方向設(shè)置在每個(gè)刀座的前方。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是,刀座的側(cè)面支撐至少部分地由球頭立銑刀制成。這就可以大大增加銑刀的刀座的數(shù)目。
文檔編號B23C5/22GK1169686SQ9519674
公開日1998年1月7日 申請日期1995年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月15日
發(fā)明者羅爾夫·卡爾松 申請人:桑德維克公司