微細螺旋錐形球頭銑刀的製作方法

2023-06-13 09:31:46

專利名稱：微細螺旋錐形球頭銑刀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種微細螺旋錐形球頭銑刀，屬於機械加工領域。
背景技術：
隨著微納米技術的不斷發展，微細加工技術作為實現其應用的關鍵技術和重要基礎，成為當今製造業最為活躍的研究熱點之一。目前工業製造中存在著大量三維小型及 meso-scale (尺寸介於數微米至數百微米)結構的複雜特徵，要求具有高的幾何精度和表面粗糙度，對於這些要求，機械微細銑削加工具有電化學等其他微細加工方法無法替代的精度和柔性。在機械微細銑削領域，微納米加工工具機已經在德國、日本和美國等研製成功並商業化，但是這些微納米加工工具機上所用銑削刀具還處於起步階段，一般是將大型刀具小型化來獲得，所具有的缺陷如下大型銑削刀具的前角一般均為正值，使得小型化的微細銑削刀具也具有正前角，不但使得這些微細銑削刀具剛度差，而且尤其不適合於微細加工硬脆材料，難於形成切屑並生產高質量的切削表面；大型銑削刀具微型化過程中，由於切削刃特徵影響，難於小型化到1毫米以內的切削半徑；小型化得來的微細球頭銑刀在加工具有整體幾何特徵完整性要求的微細開放式複雜曲面特徵零件時，加工效率難以提高；小型化得來的微細球頭銑刀在製造時，由於存在複雜的幾何特徵，使得製造效率低，並且難於獲得高精度的切削刃。研究開發適合於機械微細銑削加工的具有高剛度、高精度和高效率的小型銑削刀具，對於推動銑削刀具的創新開發，特別是對於推動微細銑削技術的發展具有重要意義。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能克服上述缺陷，具有高剛度、高精度和高效率的微細螺旋錐形球頭銑刀。其技術方案為一種微細螺旋錐形球頭銑刀，由刀具夾持柄、切削部分和位於刀具夾持柄與切削部分之間的過渡部分構成，其中切削部分上均布有多個球面螺旋線切削刃和多個錐形螺旋側刃，每個球面螺旋線切削刃光滑連接著一個錐形螺旋側刃，多個球面螺旋線切削刃的頭端相交於銑刀的頂點，相鄰兩球面螺旋線切削刃之間為球頭刀面，相鄰兩錐形螺旋側刃之間為側刃刀面，即沿銑刀旋轉方向，一個球面螺旋線切削刃的球頭後切削麵，即為下一個球面螺旋線切削刃的球頭前切削麵，其特徵在於每個球面螺旋線切削刃和相連接的錐形螺旋側刃的前角α均為負值，且60°彡球面螺旋線切削刃的中心角β <85°，0.05毫米彡球面螺旋線切削刃的切削半徑< 1毫米，5° <錐形螺旋側刃的圓錐角Y <30° ；球頭刀面和側刃刀面均採用直紋面，兩者光滑連接。所述的微細螺旋錐形球頭銑刀，球面螺旋線切削刃和錐形螺旋側刃的前角α均大於負60°。所述的微細螺旋錐形球頭銑刀，每個球頭刀面上均設有排屑槽。本發明與現有技術相比，其優點是
1、由於每個球面螺旋線切削刃和錐形螺旋側刃的前角均為負值，使得微細銑削刀具的剛度高，有利於獲得高的尺寸精度，並且在機械微細銑削加工中有利於生成切屑，尤其是加工硬脆材料時，有利於形成切屑並生成高質量的切削表面；2,0. 05毫米到1毫米的切削半徑，使本發明更適合於具有微細特徵的零件加工；3、球面螺旋線切削刃和錐形螺旋側刃，使得本發明更適合於具有整體幾何特徵完整性要求的微細開放式複雜曲面特徵零件的高效率、高質量加工；4、球頭刀面和側刃刀面均採用直紋面，使得本發明在製造時，有利於獲得具有高精度幾何形狀的球面螺旋線切削刃和錐形螺旋側刃，製造效率也大大提高。


圖1是本發明的結構示意圖；圖2是圖1所示的A向視圖；圖3是圖1所示的B-B剖面圖。圖中1、刀具夾持柄2、過渡部分3、球面螺旋線切削刃4、錐形螺旋側刃5、球頭刀面6、側刃刀面7、排屑槽
具體實施例方式在圖1-3所示的實施例中由刀具夾持柄1、切削部分和位於刀具夾持柄1與切削部分之間的過渡部分2構成，其中切削部分上均布有多個球面螺旋線切削刃3和多個錐形螺旋側刃4，每個球面螺旋線切削刃3光滑連接著一個錐形螺旋側刃4，多個球面螺旋線切削刃3的頭端相交於銑刀的頂點，相鄰兩球面螺旋線切削刃3之間為球頭刀面5，相鄰兩錐形螺旋側刃4之間為側刃刀面6 ；每個球面螺旋線切削刃3和相連接的錐形螺旋側刃4的前角α均為負45°，球面螺旋線切削刃3的中心角β為70°，球面螺旋線切削刃3的切削半徑為0. 1毫米，錐形螺旋側刃4的圓錐角Y為20° ；球頭刀面5和側刃刀面6均採用直紋面，兩者光滑連接，每個球頭刀面5上均設有排屑槽7。
權利要求
1.一種微細螺旋錐形球頭銑刀，由刀具夾持柄(1)、切削部分和位於刀具夾持柄(1)與切削部分之間的過渡部分(2)構成，其中切削部分上均布有多個球面螺旋線切削刃(3)和多個錐形螺旋側刃G)，每個球面螺旋線切削刃( 光滑連接著一個錐形螺旋側刃，多個球面螺旋線切削刃(3)的頭端相交於銑刀的頂點，相鄰兩球面螺旋線切削刃(3)之間為球頭刀面(5)，相鄰兩錐形螺旋側刃(4)之間為側刃刀面(6)，其特徵在於每個球面螺旋線切削刃(3)和相連接的錐形螺旋側刃的前角α均為負值，且60° <球面螺旋線切削刃(3)的中心角β <85°，0.05毫米彡球面螺旋線切削刃(3)的切削半徑彡1毫米，5° <錐形螺旋側刃的圓錐角Y <30° ；球頭刀面(5)和側刃刀面(6)均採用直紋面，兩者光滑連接。
2.如權利要求1所述的微細螺旋錐形球頭銑刀，其特徵在於球面螺旋線切削刃(3) 和錐形螺旋側刃的前角α均大於負60°。
3.如權利要求1所述的微細螺旋錐形球頭銑刀，其特徵在於每個球頭刀面(5)上均設有排屑槽(7)。
全文摘要
本發明涉及一種微細螺旋錐形球頭銑刀，由刀具夾持柄、切削部分和過渡部分構成，其中切削部分上均布有多個球面螺旋線切削刃和多個錐形螺旋側刃，每個球面螺旋線切削刃光滑連接著一個錐形螺旋側刃，多個球面螺旋線切削刃的頭端相交於銑刀的頂點，相鄰兩球面螺旋線切削刃之間為球頭刀面，相鄰兩錐形螺旋側刃之間為側刃刀面，特徵在於每個球面螺旋線切削刃和相連接的錐形螺旋側刃的前角α均為負值，且60°≤球面螺旋線切削刃的中心角β＜85°，0.05毫米≤球面螺旋線切削刃的切削半徑≤1毫米，5°＜錐形螺旋側刃的圓錐角γ≤30°；球頭刀面和側刃刀面均採用直紋面，兩者光滑連接。本發明可用於具有複雜自由曲面微細特徵的零件加工，且加工質量高。
文檔編號B23C5/14GK102350532SQ201110283900
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者劉軍營, 楊先海, 王效嶽, 田忠強, 程祥, 賈鵬 申請人:山東理工大學