一種平頭立銑刀的製作方法

2023-07-27 10:00:46

一種平頭立銑刀的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種平頭立銑刀，包括刀柄部和切削部，切削部上開設有兩條以上由切削頭部向刀柄部延伸的螺旋排屑槽，螺旋排屑槽朝向切削旋轉方向的壁面為螺旋槽前刀面，切削部上與工件已加工表面相對並與螺旋槽前刀面相接且沿周向分布的外表面為外周刃後刀面，切削部的切削頭部形成有從螺旋排屑槽向內部延伸的凹槽狀的端齒容屑槽，端齒容屑槽內與外周刃後刀面相連並朝向平頭立銑刀旋轉方向的壁面為端齒前刀面，端齒前刀面上靠近其與外周刃後刀面相交所形成刃線的小部分曲面為端齒加強寬面，端齒加強寬面與螺旋槽前刀面之間設有圓弧過渡曲面，圓弧過渡曲面連接端齒加強寬面和螺旋槽前刀面，本發明具有刀尖強度高、切削性能好且使用壽命長等優點。
【專利說明】一種平頭立銑刀

【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬切削加工領域，尤其涉及一種平頭立銑刀。

【背景技術】
[0002]在切削加工過程中，對於平頭立銑刀，其主要失效形式為切削刃口磨損或崩缺，特別是刀具的刀尖部位，在切削加工過程中往往最先出現問題。一旦銑刀刀尖產生嚴重磨損或崩缺，瞬時切削力將突然增大，刀具無法進行正常穩定切削，甚至可能產生刀具底部切削刃崩缺或斷裂的嚴重後果，因此，對於平頭立銑刀，要實現通過改進刀具結構而提高刀具切削性能及使用壽命的目標，其關鍵在於提高銑刀刀尖部位的強度，以提升刀尖的耐磨損和抗崩缺性能。
[0003]根據刀尖的形式，現有技術中的平頭立銑刀主要分成兩種:刀尖鋒利型和刀尖保護型，刀尖保護型平頭立銑刀具有端齒加強寬型刀尖，與刀尖鋒利型平頭立銑刀相比，這種平頭立銑刀具有更好的刀尖強度，其結構如圖1至圖3所示，「端齒加強寬」是在加工端齒容屑槽6時形成的，它是通過恰當設置砂輪與刀具之間的相對位置，使加工後形成的端齒前刀面7和端面之間的交線與原刀尖和刀具端面中心的連線形成一定夾角，並保證在刀尖部位形成一個具有一定寬度的平面，即端齒加強寬面10，端齒加強寬面10的存在不僅增強了刀尖強度，同時使得刀尖部位在切削過程中與被加工材料之間的接觸形式由「點區域」接觸轉變為「面接觸」，增大了接觸面積，極大地分散了集中在刀尖部位的切削力，降低了刀尖附近切削刃的單位載荷，從而提升刀具刀尖部位的耐磨損和抗崩缺性能。
[0004]儘管採用「端齒加強寬」刀尖能夠增強平頭立銑刀刀尖的強度，提高刀具的切削性能，但是這種刀尖仍然存在一定的缺陷，現有刀尖加強型平頭立銑刀的端齒加強寬面10處的前刀面實為端齒前刀面7，螺旋槽前刀面9在與該平面相交之處，形成一個大角度的斜坡，該斜坡的存在，至少對刀具切削性能造成兩點影響:首先，從外周刃後刀面5的法向上看，刀尖處原螺旋刃線被端齒加強寬面10破壞，在「端齒加強寬」與外周刃4之間形成一個比較尖的轉折拐點14，在轉折拐點14兩側刀具切削刃的實際螺旋角和徑向前角均發生突變。由於「端齒加強寬」處的螺旋角急劇減小為接近於端齒軸向前角值，同時徑向前角也由正值急劇減小為零甚至負值，在銑削加工中，拐點兩側切削刃切削所形成切屑的剪切角和流出角差異很大，切屑變形程度大大不同，且切屑流出時相互幹涉，影響切削的穩定性；其次，切削加工中端齒加強寬面10和螺旋槽前刀面9相交接部位將會承受比較大的衝擊，並在拐點處產生應力集中現象，當進行重載或高速切削時，刀具刀尖部位很容易出現崩缺或磨損加劇的情況，嚴重製約了刀具的切削性能和使用壽命的提升。


【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種刀尖強度高、切削性能好且使用壽命長的平頭立銑刀。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案: 一種平頭立銑刀，包括刀柄部和切削部，所述切削部上開設有兩條以上由切削頭部向所述刀柄部延伸的螺旋排屑槽，所述螺旋排屑槽朝向切削旋轉方向的壁面為螺旋槽前刀面，所述切削部上與工件已加工表面相對並與所述螺旋槽前刀面相接且沿周向分布的外表面為外周刃後刀面，所述切削部的切削頭部形成有從所述螺旋排屑槽向內部延伸的凹槽狀的端齒容屑槽，所述端齒容屑槽內與外周刃後刀面相連並朝向所述平頭立銑刀旋轉方向的壁面為端齒前刀面，所述端齒前刀面上靠近其與所述外周刃後刀面相交所形成刃線的小部分曲面為端齒加強寬面，所述端齒加強寬面與所述螺旋槽前刀面之間設有圓弧過渡曲面，所述圓弧過渡曲面連接所述端齒加強寬面和螺旋槽前刀面。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進:
所述螺旋槽前刀面、圓弧過渡曲面和端齒加強寬面分別與所述外周刃後刀面相交所形成外周刃螺旋刃線、圓弧過渡曲面刃線和端齒加強寬刃線，所述外周刃螺旋刃線、圓弧過渡曲面刃線和端齒加強寬刃線依次平滑連接。
[0008]所述圓弧過渡曲面的工作前角為Y，且-15°彡Y彡15°。
[0009]所述圓弧過渡曲面刃線在與外周刃螺旋刃線連接點處的切線和外周刃螺旋刃線在該處的切線之間的夾角為α，且α彡20°。
[0010]所述圓弧過渡曲面刃線在與端齒加強寬刃線交接點處的切線和端齒加強寬刃線之間的夾角為β，且β彡20°。
[0011]所述圓弧過渡曲面刃線與外周刃螺旋刃線的交接點和刀尖在刀具軸向方向之間的距離為 L1,且 0.2mm < L1 < 0.8mm。
[0012]所述圓弧過渡曲面刃線與端齒加強寬刃線的交接點和刀尖在刀具軸向方向之間的距離為L2,且L2=IV4。
[0013]所述圓弧過渡曲面刃線圓弧為r,且0.2mm ^ r ^ 3mm。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點在於:
本發明的平頭立銑刀刀尖部位的刀尖前刀面由端齒加強寬面、圓弧過渡曲面和螺旋螺旋槽前刀面三個曲面共同組成，圓弧過渡曲面用於連接螺旋槽前刀面與端齒加強寬面，使原本相交形成較大角度斜坡的兩個空間曲面實現平滑連接，與現有平頭立銑刀相比，由於圓弧過渡曲面的存在，消除了現有技術在連接處原本存在的拐點和因此產生的應力集中現象，刀尖處各段切削刃之間的實際工作前角突變現象也得到大大改善，由於前刀面過渡更加平順，切屑的變形和切屑之間的相互幹涉作用得到大大削弱，保證切屑更加順暢地排出，有效地抑制了刀尖部位所承受的衝擊，延長了刀具使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是現有技術中平頭立銑刀的結構示意圖。
[0016]圖2是圖1中A處刀尖前刀面的局部放大圖。
[0017]圖3是圖1中A處外周刃後刀面的局部放大圖。
[0018]圖4是本發明平頭立銑刀的結構示意圖。
[0019]圖5是本發明平頭立銑刀的切削部的結構示意圖。
[0020]圖6是圖5中B處刀尖前刀面的局部放大圖圖7是圖5中B處外周刃後刀面的局部放大圖。
[0021]圖8是圖7的C-C視圖。
[0022]圖中各標號表:
1、刀柄部；2、切削部；3、螺旋排屑槽；4、外周刃；5、外周刃後刀面；6、端齒容屑槽；7、端齒前刀面；8、圓弧過渡曲面；9、螺旋槽前刀面；10、端齒加強寬面；11、外周刃螺旋刃線；12、圓弧過渡曲面刃線；13、端齒加強寬刃線；14、轉折拐點。

【具體實施方式】
[0023]以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0024]圖4至圖8示出了本發明平頭立銑刀的一種實施例，該平頭立銑刀包括刀柄部I和切削部2，切削部2上開設有兩條以上由切削頭部向刀柄部I延伸的螺旋排屑槽3，螺旋排屑槽3朝向切削旋轉方向的壁面為螺旋槽前刀面9，切削部2上與工件已加工表面相對並與螺旋槽前刀面9相接且沿周向分布的外表面為外周刃後刀面5，切削部2的切削頭部形成有從螺旋排屑槽3向內部延伸的凹槽狀的端齒容屑槽6，端齒容屑槽6內與外周刃後刀面5相連並朝向平頭立銑刀旋轉方向(如圖4中箭頭所示方向)的壁面為端齒前刀面7，端齒前刀面7上靠近其與外周刃後刀面5相交所形成刃線的小部分曲面為端齒加強寬面10，端齒加強寬面10與螺旋槽前刀面9之間設有圓弧過渡曲面8，圓弧過渡曲面8連接端齒加強寬面10和螺旋槽前刀面9，平頭立銑刀刀尖部位的刀尖前刀面由端齒加強寬面10、圓弧過渡曲面8和螺旋槽前刀面9三個曲面共同組成，圓弧過渡曲面8用於連接螺旋槽前刀面9與端齒加強寬面10，使原本相交形成較大角度斜坡的兩個空間曲面實現平滑連接，與現有平頭立銑刀相比，由於圓弧過渡曲面8的存在，使原本相交形成較大角度斜坡的兩個空間曲面實現平滑連接，與現有平頭立銑刀相比，由於圓弧過渡曲面8的存在，消除了現有技術在連接處原本存在的拐點和因此產生的應力集中現象，刀尖處各段切削刃之間的實際工作前角突變現象也得到大大改善，由於前刀面過渡更加平順，切屑的變形和切屑之間的相互幹涉作用得到大大削弱，保證切屑更加順暢地排出，有效地抑制了刀尖部位所承受的衝擊，延長了刀具使用壽命。
[0025]本實施例中，螺旋槽前刀面9、圓弧過渡曲面8和端齒加強寬面10分別與外周刃後刀面5相交所形成外周刃螺旋刃線11、圓弧過渡曲面刃線12和端齒加強寬刃線13，外周刃螺旋刃線11、圓弧過渡曲面刃線12和端齒加強寬刃線13依次平滑連接，避免出現拐點，夕卜周刃螺旋刃線11、圓弧過渡曲面刃線12和端齒加強寬刃線13三段切削刃處的實際工作前角依次逐漸增大，使得切削加工過程中，各段切削刃所產生切削力變化更加平穩。
[0026]圓弧過渡曲面8的工作前角為Y，且-15°彡Y彡15°，以消除刀尖部位工作前角的突變，本實施例中，Y等於4°。
[0027]圓弧過渡曲面刃線12在與外周刃螺旋刃線11連接點處的切線和外周刃螺旋刃線11在該處的切線之間的夾角為α，且α <20°，圓弧過渡曲面刃線12在與端齒加強寬刃線13交接點處的切線和端齒加強寬刃線13之間的夾角為β，且β <20°，以避免端齒加強寬刃線13、圓弧過渡曲面刃線12、外周刃螺旋刃線11三者之間螺旋角的突變及相交拐點的出現，本實施例中，α等於10°，β等於10°。
[0028]圓弧過渡曲面刃線12與外周刃螺旋刃線11的交接點和刀尖在刀具軸向方向之間的距離為L1,且0.2mm彡L1彡0.8mm,圓弧過渡曲面刃線12與端齒加強寬刃線13的交接點和刀尖在刀具軸向方向之間的距離為L2，且LfL/4，保證端齒加強寬刃線13和圓弧過渡曲面刃線12的長度大小，避免圓弧過渡曲面8過大或過小而發生幹涉破壞外周刃4的現象。本實施例中，L1等於0.4mm, L2等於0.1mm。
[0029]為了使外周刃螺旋刃線11通過圓弧過渡曲面刃線12平緩地過渡到端齒加強寬刃線13，消除刀尖部位螺旋角的突變，圓弧過渡曲面刃線12圓弧為r，且0.2mm彡r彡3mm，本實施例中，r等於1mm。
[0030]雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發明技術方案保護的範圍內。
【權利要求】
1.一種平頭立銑刀，包括刀柄部(I)和切削部(2)，所述切削部(2)上開設有兩條以上由切削頭部向所述刀柄部(I)延伸的螺旋排屑槽(3)，所述螺旋排屑槽(3)朝向切削旋轉方向的壁面為螺旋槽前刀面(9)，所述切削部(2)上與工件已加工表面相對並與所述螺旋槽前刀面(9)相接且沿周向分布的外表面為外周刃後刀面(5)，所述切削部(2)的切削頭部形成有從所述螺旋排屑槽(3)向內部延伸的凹槽狀的端齒容屑槽(6)，所述端齒容屑槽(6)內與外周刃後刀面(5)相連並朝向所述平頭立銑刀旋轉方向的壁面為端齒前刀面(7)，所述端齒前刀面(7)上靠近其與所述外周刃後刀面(5)相交所形成刃線的小部分曲面為端齒加強寬面(10)，其特徵在於:所述端齒加強寬面(10)與所述螺旋槽前刀面(9)之間設有圓弧過渡曲面(8)，所述圓弧過渡曲面(8)連接所述端齒加強寬面(10)和螺旋槽前刀面(9)。
2.根據權利要求1所述的平頭立銑刀，其特徵在於:所述螺旋槽前刀面(9)、圓弧過渡曲面(8)和端齒加強寬面(10)分別與所述外周刃後刀面(5)相交形成外周刃螺旋刃線(11)、圓弧過渡曲面刃線(12)和端齒加強寬刃線(13)，所述外周刃螺旋刃線(11)、圓弧過渡曲面刃線(12)和端齒加強寬刃線(13)依次平滑連接。
3.根據權利要求2所述的平頭立銑刀，其特徵在於:所述圓弧過渡曲面(8)的工作前角為Y，且-15。彡Y彡15°。
4.根據權利要求2所述的平頭立銑刀，其特徵在於:所述圓弧過渡曲面刃線(12)在與外周刃螺旋刃線(11)連接點處的切線和外周刃螺旋刃線(11)在該處的切線之間的夾角為α，且 α 彡 20°。
5.根據權利要求2所述的平頭立銑刀，其特徵在於:所述圓弧過渡曲面刃線(12)在與端齒加強寬刃線(13)交接點處的切線和端齒加強寬刃線(13)之間的夾角為β，且β 彡 20° 。
6.根據權利要求2所述的平頭立銑刀，其特徵在於:所述圓弧過渡曲面刃線(12)與外周刃螺旋刃線(11)的交接點和刀尖在刀具軸向方向之間的距離為L1,且0.2mm < L1 < 0.8mm。
7.根據權利要求6所述的平頭立銑刀，其特徵在於:所述圓弧過渡曲面刃線(12)與端齒加強寬刃線(13)的交接點和刀尖在刀具軸向方向之間的距離為L2，且L2=L1A
8.根據權利要求2所述的平頭立銑刀，其特徵在於:所述圓弧過渡曲面刃線(12)圓弧為 r,且 0.2mm < r < 3mm。
【文檔編號】B23C5/10GK104259540SQ201410460140
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】曾滔, 邱潤福, 方曙璋, 左小陳 申請人:株洲鑽石切削刀具股份有限公司