專利名稱：具有雙圓弧槽型的立銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬切削工具，尤其涉及具有雙圓弧槽型的立銑刀。
背景技術(shù)：
在金屬切削領(lǐng)域，粗加工用立銑刀為了保證較大的容屑空間，一般要求芯厚值較小，這樣會(huì)導(dǎo)致刀具剛性差，切削刃強(qiáng)度低；精加工用立銑刀為了保證較好的剛性，要求芯厚值較大，這樣會(huì)導(dǎo)致刀具的容屑空間小。因此，一般結(jié)構(gòu)的立銑刀很難兼顧刀具剛性和容屑空間的要求，在加工鈦合金、高溫合金、不銹鋼等難加工材料時(shí)，表現(xiàn)尤為突出。目前，公知的整體立銑刀如圖4所示，其容屑槽的槽型結(jié)構(gòu)一般由多段光滑曲線構(gòu)成，其中存在一個(gè)半徑很小的槽底圓弧8，切屑10流過(guò)槽底圓弧8時(shí)，卷曲變形非常嚴(yán)重， 導(dǎo)致切削力變大，而且，切屑10卷曲的方向朝向外周切削齒，因此容易將外周切削齒打崩。 此外，槽背圓弧9與槽底圓弧8彎曲方向不一致，切屑10通過(guò)槽底流向槽背時(shí)會(huì)受到槽背圓弧9的阻礙，導(dǎo)致切屑10不能順暢的排出，從而使刀具產(chǎn)生崩刃，甚至斷刀的現(xiàn)象，降低了刀具的使用壽命，增加了加工成本。專利文獻(xiàn)CN201455382U公開(kāi)了一種變槽型銑刀，該銑刀采用拋物線槽型，槽型截面圖形為y=ax2+bx+c，在Ll軸向長(zhǎng)度內(nèi)，芯厚為dl ；在Ll軸向長(zhǎng)度外，芯厚為d2，且d2為 dl的1. 4倍。該技術(shù)方案仍存在以下4個(gè)弊端
1、該銑刀槽型與公知銑刀槽型不同，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后其截面槽型由一段拋物線構(gòu)成，排屑較公知的整體立銑刀順暢。由數(shù)學(xué)知識(shí)易知，拋物線上每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓弧圓心的位置不同而且每點(diǎn)的曲率半徑也不同；由力學(xué)知識(shí)易知，切屑在流過(guò)容屑槽時(shí)，受到容屑槽對(duì)其阻力的大小與該點(diǎn)的曲率半徑有密切關(guān)系，受力方向則指向圓心。因此，當(dāng)切屑流經(jīng)拋物線型容屑槽時(shí)，受到阻力的大小和方向時(shí)刻都在變化，這也就意味著同一切屑不同位置上的阻力的大小和方向是不同的，且會(huì)形成互相影響，這將導(dǎo)致整片切屑產(chǎn)生復(fù)雜的三維扭曲變形，最終導(dǎo)致的結(jié)果就是排屑不順暢，切屑阻力變大，刀具易崩刃，刀具壽命低。2、該技術(shù)方案中銑刀槽型截面圖形滿足y=aX2+bX+c，可供獨(dú)立調(diào)整的參數(shù)比較少，只有3個(gè)(a、b、c)，若是取值不當(dāng)，有可能出現(xiàn)保證了刀具剛性和容屑空間，但切削齒后刀面寬度偏小、切削刃強(qiáng)度不夠的現(xiàn)象。3、該技術(shù)方案中，只限定了 a、b、c不為零。若a取負(fù)值，則拋物線開(kāi)口向內(nèi)，即形成容屑槽的拋物線為一段外凸的拋物線，這樣的槽型會(huì)導(dǎo)致切屑無(wú)法卷曲折斷，造成刀具無(wú)法使用。4、由于存在2個(gè)不等的芯厚dl和d2，因此在Ll處會(huì)存在芯厚突變臺(tái)階，該臺(tái)階的存在對(duì)切屑的沿容屑槽的順利排出形成了阻礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，能兼顧刀具剛性、容屑和排屑能力，在加工鈦合金、高溫合金、不銹鋼等難加工材料時(shí)，尤其是在不銹鋼粗加工時(shí)能大幅提高刀具壽命、降低加工成本的具有雙圓弧槽型的立銑刀。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種具有雙圓弧槽型的立銑刀，包括柄部和切削部，所述切削部包括端面切削齒、外周切削齒和位于相鄰兩外周切削齒之間的容屑槽，所述容屑槽在徑向剖面上由槽前刀面圓弧和槽后刀面圓弧構(gòu)成，所述槽前刀面圓弧經(jīng)過(guò)點(diǎn)a、b，所述槽后刀面圓弧經(jīng)過(guò)點(diǎn)b、c，并且槽后刀面圓弧與槽前刀面圓弧內(nèi)切于點(diǎn)b，以立銑刀旋轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)，所述槽前刀面圓弧上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程^、尸+^！^^！^，其中巧為槽前刀面圓弧的半徑， 和！^的取值不等于0 ；所述槽后刀面圓弧上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程(X-a2)2+(y-b2)2=r22，其中r2為槽后刀面圓弧的半徑，a2和ID2的取值不等于0 ；設(shè)立銑刀刃徑為D。所述槽前刀面圓弧半徑T1為0. 18 D 0. 25D。所述槽后刀面圓弧半徑巧為2. OD 2. 5D。所述立銑刀的芯厚d為0. 55 D 0. 75D。所述外周切削齒的后刀面寬度B為0. 1 D 0. 2 D。所述立銑刀刃徑D的取值范圍為3mnTl6mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
本發(fā)明的具有雙圓弧槽型的立銑刀其槽型完全由槽前刀面圓弧和槽后刀面圓弧構(gòu)成， 并且槽后刀面圓弧與槽前刀面圓弧內(nèi)切，使兩段圓弧彎曲方向一致，切屑在流經(jīng)槽前刀面圓弧和槽后刀面圓弧時(shí)，受到阻力的大小和方向是恒定的，切屑變形均勻，不會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的三維扭曲變形，因此切屑流出會(huì)非常順暢，而且不會(huì)流向外周切削齒，從而大大降低刀具出現(xiàn)崩刃、斷刀的現(xiàn)象，大幅度提高了刀具使用壽命，降低了加工成本；構(gòu)成本發(fā)明立銑刀雙圓弧槽型的兩段圓弧是相互獨(dú)立的，各有3個(gè)獨(dú)立的參數(shù)Gpb1^1，以及 、b2、r2)可以分別調(diào)整兩段圓弧的圓心位置及圓弧大小，因此可以在很大范圍內(nèi)協(xié)調(diào)保證刀具剛性、容屑空間和外周切削齒強(qiáng)度。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明切削部的徑向剖面放大圖； 圖3是本發(fā)明立銑刀的排屑示意圖； 圖4是現(xiàn)有立銑刀的排屑示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)表示
1、柄部；2、切削部；3、端面切削齒；4、外周切削齒；5、容屑槽；6、槽前刀面圓??；7、槽后刀面圓弧；8、槽底圓??；9、槽背圓??；10、切屑。
具體實(shí)施例方式圖1至圖2示出了本發(fā)明的一種具有雙圓弧槽型的立銑刀實(shí)施例，該立銑刀包括柄部1和切削部2，切削部2包括端面切削齒3、外周切削齒4和位于相鄰兩外周切削齒4 之間的容屑槽5，容屑槽5在徑向剖面上由且僅由槽前刀面圓弧6和槽后刀面圓弧7構(gòu)成， 槽前刀面圓弧6經(jīng)過(guò)點(diǎn)a、b，槽后刀面圓弧7經(jīng)過(guò)點(diǎn)b、c,并且槽后刀面圓弧7與槽前刀面圓弧6內(nèi)切于點(diǎn)b，以立銑刀旋轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)，槽前刀面圓弧6上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程(x-MMy-bi)2=!·/，其中Γι為槽前刀面圓弧6的半徑，B1和ID1的取值不等于0 ；槽后刀面圓弧7上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程(X-a2)2+(y-b2)2=r22，其中r2為槽后刀面圓弧7的半徑， a2和Id2的取值不等于0 ；設(shè)立銑刀刃徑為D。如圖3所示，本發(fā)明的具有雙圓弧槽型的立銑刀其槽型完全由槽前刀面圓弧6和槽后刀面圓弧7構(gòu)成，并且槽后刀面圓弧7與槽前刀面圓弧6內(nèi)切，使兩段圓弧彎曲方向一致，切屑10在流經(jīng)槽前刀面圓弧6和槽后刀面圓弧7 時(shí)，受到阻力的大小和方向是恒定的，切屑10變形均勻，不會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的三維扭曲變形，因此切屑10流出會(huì)非常順暢，而且不會(huì)流向外周切削齒4，從而大大降低刀具出現(xiàn)崩刃、斷刀的現(xiàn)象，大幅度提高了刀具使用壽命，降低了加工成本；構(gòu)成本發(fā)明立銑刀雙圓弧槽型的兩段圓弧是相互獨(dú)立的，各有3個(gè)獨(dú)立的參數(shù)Gpb1I1，以及 、b2、r2)可以分別調(diào)整兩段圓弧的圓心位置及圓弧大小，因此可以在很大范圍內(nèi)協(xié)調(diào)保證刀具剛性、容屑空間和外周切削齒4強(qiáng)度。槽前刀面圓弧6半徑巧為化18 D 0. 25D，槽后刀面圓弧7半徑r2*2.0D 2. 5D， 外周切削齒4的后刀面寬度B為0. 1 D 0.2 D，立銑刀刃徑D的取值范圍為3mnTl6mm，立銑刀的芯厚d前后一致、大小不變，不存在芯厚突變臺(tái)階，使得切屑10排出更加順暢，其取值范圍是 0.55 D 0.75D。本實(shí)施例中，D=6mm，Ei1=-L 177，1^=-2. 769，T1=L 2mm ,a2=-6. 726, b2=-13. 684, r2=13. 4mm, B=O. 8mm, d=3. 57mm。上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有雙圓弧槽型的立銑刀，包括柄部(1)和切削部(2)，所述切削部(2)包括端面切削齒(3)、外周切削齒(4)和位于相鄰兩外周切削齒(4)之間的容屑槽(5)，其特征在于所述容屑槽(5)在徑向剖面上由槽前刀面圓弧(6)和槽后刀面圓弧(7)構(gòu)成，所述槽前刀面圓弧(6)經(jīng)過(guò)點(diǎn)a、b，所述槽后刀面圓弧(7)經(jīng)過(guò)點(diǎn)b、c，并且槽后刀面圓弧(7)與槽前刀面圓弧(6)內(nèi)切于點(diǎn)b，以立銑刀旋轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)，所述槽前刀面圓弧(6)上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程(Xi1)2+ (y-bD2=ι·Λ其中Γι為槽前刀面圓弧(6)的半徑，B1和ID1的取值不等于0 ；所述槽后刀面圓弧(7)上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足方程(X-a2)2+(y-b2)2=r22，其中r2為槽后刀面圓弧(7)的半徑，a2和b2的取值不等于0 ；設(shè)立銑刀刃徑為D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙圓弧槽型的立銑刀，其特征在于所述槽前刀面圓弧 (6)半徑 T1 為 0. 18 D 0. 25D。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有雙圓弧槽型的立銑刀，其特征在于所述槽后刀面圓弧(7)半徑r2為2. OD 2. 5D。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有雙圓弧槽型的立銑刀，其特征在于所述立銑刀的芯厚d為0. 55 D 0. 75D。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有雙圓弧槽型的立銑刀，其特征在于所述立銑刀的芯厚d 為 0. 55 D 0. 75D。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有雙圓弧槽型的立銑刀，其特征在于所述外周切削齒(4)的后刀面寬度B為0. 1 D 0. 2 D0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有雙圓弧槽型的立銑刀，其特征在于所述外周切削齒(4) 的后刀面寬度B為0. 1 D 0. 2 D0
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有雙圓弧槽型的立銑刀，其特征在于所述立銑刀刃徑D 的取值范圍為3mm 16mm。
全文摘要
具有雙圓弧槽型的立銑刀，包括柄部和切削部，切削部包括端面切削齒、外周切削齒和容屑槽，容屑槽徑向剖面由槽前刀面圓弧和槽后刀面圓弧構(gòu)成，槽前刀面圓弧經(jīng)過(guò)點(diǎn)a、b，槽后刀面圓弧經(jīng)過(guò)點(diǎn)b、c，槽后刀面圓弧與槽前刀面圓弧內(nèi)切于點(diǎn)b，以立銑刀旋轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)，槽前刀面圓弧上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足(x-a1)2+(y-b1)2=r12，r1為槽前刀面圓弧半徑，a1≠0，b1≠0；槽后刀面圓弧上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均滿足(x-a2)2+(y-b2)2=r22，r2為槽后刀面圓弧半徑，a2≠0，b2≠0。該立銑刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能兼顧刀具剛性、容屑和排屑能力，加工鈦合金、高溫合金、不銹鋼等難加工材料時(shí)能大幅提高刀具壽命、降低成本。
文檔編號(hào)B23C5/10GK102303158SQ20111025490
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者倪高明, 孫振梅, 左小陳, 王社權(quán), 肖思來(lái) 申請(qǐng)人:株洲鉆石切削刀具股份有限公司