CN101920354A - 不对称动平衡立铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不对称动平衡立铣刀，包括刀柄部分和切削部分，所述切削部分包括两条以上外周切削刃和位于相邻外周切削刃之间的容屑槽，相邻容屑槽的大小各不相同，所述容屑槽尾部设有使立铣刀满足动平衡要求的失衡量控制台阶。该不对称动平衡立铣刀具有高金属去除率、高加工精度、且满足动平衡要求的优点。

Description

不对称动平衡立铣刀

技术领域

本发明涉及金属切削刀具，尤其涉及一种不对称动平衡立铣刀。

背景技术

在金属切削领域，普通结构的立铣刀切削效率差，使用的范围比较小。一般来说，粗加工立铣刀的特征是具有较大的容屑空间，但是由于容屑空间大、芯厚值小，这种立铣刀难以达到精加工需求的刚性；相反，精加工立铣刀的特征是有非常好的刚性，但是其芯厚值大、容屑空间小，这种立铣刀难以满足粗加工对容屑的要求，因此，普通结构的立铣刀难以在高金属去除率的条件下，获得高的表面质量和精度。特别是在航空航天领域中加工各种型腔时，金属去除量很大、加工时拐角较多、进给量较大，易产生强烈的颤振，且切屑容易粘结堵塞排屑槽，严重时可造成刀具折断，加工时产生的振动也严重影响了零件的表面质量、尺寸精度和刀具耐用度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有高金属去除率、高加工精度、且满足动平衡要求的不对称动平衡立铣刀。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种不对称动平衡立铣刀，包括刀柄部分和切削部分，所述切削部分包括两条以上外周切削刃和位于相邻外周切削刃之间的容屑槽，相邻容屑槽的大小各不相同，所述容屑槽尾部设有使立铣刀满足动平衡要求的失衡量控制台阶。

在立铣刀径向剖面内，各容屑槽的大小由与其对应的径向分布角度、芯厚半径和前角控制，其中芯厚半径与径向分布角度成正比，前角随芯厚半径的增大而减小，且相邻两容屑槽的径向分布角度的差值为ΔJ，0°＜｜ΔJ｜≤20°，相邻两容屑槽的前角差值为Δγ，0°＜｜Δγ｜≤10°。

所述失衡量控制台阶底部到所述外周切削刃刃口的径向距离为台阶高度，所述台阶高度的大小与径向分布角度成正比。

设定立铣刀直径为D，各容屑槽对应的芯厚半径的取值范围为0.3D～0.8D。

所述外周切削刃相对于立铣刀轴线的螺旋角β为10°～50°。

所述外周切削刃的后刀面上设有避振刃带，所述避振刃带相对外周切削刃刃口的角度为α，0°＜α≤4°，所述避振刃带的宽度为W，0mm＜W≤0.15mm。

所述切削部分还设有与外周切削刃相连的底部切削刃。

所述底部切削刃与所述外周切削刃之间通过角部切削刃连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的不对称动平衡立铣刀其相邻容屑槽的大小各不相同，通过大容屑槽满足高去除率对容屑、排屑的要求，通过小容屑槽对应的大芯厚值保证立铣刀刚性，使立铣刀满足高加工精度的要求，同时，通过容屑槽尾部的失衡量控制台阶解决由容屑槽的大小不同引起的立铣刀质量分布不平衡的问题，使立铣刀满足动平衡要求，从而提高加工质量和立铣刀的使用寿命。具体是通过控制径向分布角度、芯厚半径和前角这三个参数控制容屑槽的大小，使立铣刀同时具备高金属去除率和高加工精度的能力，再通过控制台阶高度解决由容屑槽的大小不同引起的质量分布失衡的问题，使立铣刀满足动平衡要求，这样在切削过程中，立铣刀的每个切削刃都能轻快的切削，各切削刃受到的切削力会发生改变，正是因为这种变化，改变了工件的受力状况，能有效地提高被加工件的表面质量和精度。进而，外周切削刃呈螺旋状，使立铣刀在切削过程中逐渐地切入工件，切削阻力小，同时在外周切削刃的后刀面上设有避振刃带，能够有效减少振动。

附图说明

图1是本发明不对称动平衡立铣刀的实施例结构示意图；

图2是图1的A－A剖面放大视图；

图3是图2中I处的放大图；

图4是本发明不对称动平衡立铣刀的另一实施例结构示意图。

图中各标号表示：

1、刀柄部分；2、切削部分；21、外周切削刃；22、底部切削刃；23、容屑槽；24、失衡量控制台阶；25、角部切削刃；211、避振刃带；231、第一容屑槽；232、第二容屑槽；233、第三容屑槽。

具体实施方式

图1至图3示出了本发明的一种不对称动平衡立铣刀实施例，包括刀柄部分1和切削部分2，切削部分2包括三条外周切削刃21和与外周切削刃21相连的底部切削刃22，任意两相邻外周切削刃21之间设置一条容屑槽23，相邻容屑槽23的大小各不相同，各容屑槽23尾部均设有使立铣刀满足动平衡要求的失衡量控制台阶24，该立铣刀通过大容屑槽23满足高去除率对容屑、排屑的要求，通过小容屑槽23对应的大芯厚值保证立铣刀刚性，使立铣刀满足高加工精度的要求，同时，通过容屑槽23尾部的失衡量控制台阶24解决由容屑槽23的大小不同引起的立铣刀质量分布不平衡的问题，使立铣刀满足动平衡要求，从而提高加工质量和立铣刀的使用寿命。

在立铣刀径向剖面内，各容屑槽23的大小由与其对应的径向分布角度、芯厚半径和前角控制，其中芯厚半径与径向分布角度成正比，前角随芯厚半径的增大而减小，且相邻两容屑槽23的径向分布角度的差值为ΔJ，0°＜｜ΔJ｜≤20°，相邻两容屑槽23的前角差值为Δγ，0°＜｜Δγ｜≤10°，设定立铣刀直径为D，各容屑槽23对应的芯厚半径的取值范围为0.3D～0.8D，失衡量控制台阶24底部到外周切削刃21刃口的径向距离为台阶高度，台阶高度的大小与径向分布角度成正比。本实施例中设有三条容屑槽23，分别为第一容屑槽231、第二容屑槽232和第三容屑槽233，第一容屑槽231对应的径向分布角度J₁为115°，前角γ₁为20°，芯厚半径R₁为0.4D，台阶高度H₁为0.04D；第二容屑槽232对应的径向分布角度J₂为125°，前角γ₂为12°，芯厚半径R₂为0.8D，台阶高度H₂为0.08D；第三容屑槽233对应的径向分布角度J₃为120°，前角γ₃为16°，芯厚半径R₃为0.6D，台阶高度H₃为0.06D。通过径向分布角度、芯厚半径和前角这三个参数实现对各容屑槽23大小的控制，使立铣刀同时具备高金属去除率和高加工精度的能力，再通过控制台阶高度解决由容屑槽23的大小不同引起的质量分布失衡的问题，使立铣刀满足动平衡要求，这样在切削过程中，立铣刀的每个切削刃都能轻快的切削，各切削刃受到的切削力会发生改变，正是因为这种变化，改变了工件的受力状况，能有效地提高被加工件的表面质量和精度。外周切削刃21相对于立铣刀轴线的螺旋角β为10°～50°，使立铣刀在切削过程中逐渐地切入工件，切削阻力小；外周切削刃21的后刀面上设有避振刃带211，避振刃带211相对外周切削刃21刃口的角度为α，0°＜α≤4°，避振刃带211的宽度为W，0mm＜W≤0.15mm，该避振刃带211，能够有效减少立铣刀在切削过程中的振动。本实施例中，螺旋角β为30°，角度α为2°，避振刃带211的宽度W为0.08mm。本发明的不对称动平衡立铣刀除了可以为本实施例所述的三刃立铣刀以外，还可以为其他具有两条以上外周切削刃21的立铣刀。

图4示出了本发明的另一种不对称动平衡立铣刀实施例，本实施例与上述实施例基本相同，区别仅在于底部切削刃22与所述外周切削刃21之间通过角部切削刃25连接。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种不对称动平衡立铣刀，包括刀柄部分（1）和切削部分（2），所述切削部分（2）包括两条以上外周切削刃（21）和位于相邻外周切削刃（21）之间的容屑槽（23），其特征在于：相邻容屑槽（23）的大小各不相同，所述各容屑槽（23）尾部均设有使立铣刀满足动平衡要求的失衡量控制台阶（24）。

2.根据权利要求1所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：在立铣刀径向剖面内，各容屑槽（23）的大小由与其对应的径向分布角度、芯厚半径和前角控制，其中芯厚半径与径向分布角度成正比，前角随芯厚半径的增大而减小，且相邻两容屑槽（23）的径向分布角度的差值为ΔJ，0°＜｜ΔJ｜≤20°，相邻两容屑槽（23）的前角差值为Δγ，0°＜｜Δγ｜≤10°。

3.根据权利要求2所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：所述失衡量控制台阶（24）底部到所述外周切削刃（21）刃口的径向距离为台阶高度，所述台阶高度的大小与径向分布角度成正比。

4.根据权利要求3所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：设定立铣刀直径为D，各容屑槽（23）对应的芯厚半径的取值范围为0.3D～0.8D。

5.根据权利要求2或3或4所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：所述外周切削刃（21）相对于立铣刀轴线的螺旋角β为10°～50°。

6.根据权利要求2或3或4所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：所述外周切削刃（21）的后刀面上设有避振刃带（211），所述避振刃带（211）相对外周切削刃（21）刃口的角度为α，0°＜α≤4°，所述避振刃带（211）的宽度为W，0mm＜W≤0.15mm。

7.根据权利要求5所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：所述外周切削刃（21）的后刀面上设有避振刃带（211），所述避振刃带（211）相对外周切削刃（21）刃口的角度为α，0°＜α≤4°，所述避振刃带（211）的宽度为W，0mm＜W≤0.15mm。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：所述切削部分（2）还设有与外周切削刃（21）相连的底部切削刃（22）。

9.根据权利要求7所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：所述切削部分（2）还设有与外周切削刃（21）相连的底部切削刃（22）。

10.根据权利要求9所述的不对称动平衡立铣刀，其特征在于：所述底部切削刃（22）与所述外周切削刃（21）之间通过角部切削刃（25）连接。

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