CN104968458A - 用于机加工钛的具有对称分度角布置的端铣刀 - Google Patents

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Abstract

用于机加工钛的端铣刀（10）包括具有与槽（22）交替的钝的切削刃（30）的切削部（1）。每个槽（22)依次包括所述切削刃（30）、前表面（28）、凹形弯曲部（38）、凸形突出部（36）和齿后刃（32）。所述凸形突出部（36）具有突出高度E，其可在所述突出部（36）的顶点到从所述槽（22）的所述相邻的弯曲部（36）的最低点延伸到相邻的齿后刃（32）的虚直线之间测量。在垂直于所述端铣刀（10）的旋转轴线AR的平面内，所述突出高度E和切削部直径DE满足条件0.010DE < E <0.031DE。

Description

用于机加工钛的具有对称分度角布置的端铣刀
技术领域
本申请的主题涉及一种构造成用于机加工钛的端铣刀。
背景技术
钛可以被认为对铣削而言是相对困难的材料，因为其性能可使端铣刀快速地退化。在理论上，这种退化至少部分地被认为是由于钛制成的工件的热传递到机加工工件的端铣刀。
除了热传递之外，设计端铣刀为排空碎屑是另一个考虑。槽形状在端铣刀设计期间相应地被考虑到。中国专利CN 20145538、CN 102303158和CN 202199817公开了端铣刀，其根据不同的数学模型具有槽形。
然而，另一个考虑是降低端铣刀震颤。例如，如在US 6,991,409、US 7,306,408和US 8,007,209中公开的，通过设计带有不对称特征的端铣刀可以在理论上实现震颤的降低。US 8,007,209的图1也公开了具有锯齿的端铣刀（图1中，附图标记7）。
虽然许多端铣刀显得类似，当仔细检查时，经常存在许多小但相关的区别，一些区别对于端铣刀能否实现特定类型的材料的或在特定的切削条件下的所期望的机加工操作是关键的。
通常地，切削刃以不同的分度角相对于彼此放置，螺旋角度、径向前角度和轴向前角度在不同的切削刃可能会发生变化且甚至可以沿着单个切削刃而变化。在端铣刀的每个元件的取向、位置和尺寸在其性能上可能具有重要影响。
考虑到极大量的可能的设计的变型，存在进行中的研究以试图和找到更有效率的端铣刀，特别是用于机加工例如钛的特定材料。
本发明的目的在于提供一种新的和改进的端铣刀。
发明内容
已经发现的是，结合特定的齿形状和特定的槽形状的端铣刀在一定条件下在机加工钛时可以实现出乎意料的寿命。
更确切地说，所述齿形包括钝的切削刃（切削刃是在前切削子表面和后表面的相交处）和从所述前切削子表面延伸的凹进的前子表面（在下文中前凹进子表面）。
虽然钝的切削刃可被视为不利的，因为由此引起了机加工功率需求的相对提高，在其他方面测试结果已示出。
更确切地说，钝的切削刃被限定为具有在前切削子表面和后表面的相交处形成的实际内切削角，所述实际内切削角具有比在所述前凹进子表面的虚延长线和所述后表面的相交处形成的虚实际内切削角更大的值。
应该理解的是，当参照下文的切削刃时，术语“钝的”的使用和可与上文定义互换。
提供相邻前切削子表面（即相邻的前凹进子表面比相对于穿过所述切削刃的虚径向线的相邻的前切削子表面更进一步凹进到齿中，或者，换言之，所述前切削子表面相对于穿过所述切削刃的虚径向线被升高到所述前凹进子表面上方）的前凹进子表面在理论上被认为在机加工钛时降低了到端铣刀的热传递。
类似地，使前切削子表面的长度最小化也被认为通过减少碎屑与端铣刀前表面的接触而降低热传递。
现参照上述槽形，所述槽包括跟随有特定尺寸的凸形突出部（ejecting portion）的凹形弯曲部。
所述弯曲部被构造为在铣削操作期间弯曲钛碎屑。包括弯曲部的槽在CN 102303158的图4中示出。
一般来说，凸形槽部可以为齿提供结构强度（即允许增加其厚度）和增加的转动惯量。然而，这样的凸部的存在减少了槽的截面形状，这被认为是不利于从所述槽排出碎屑。没有这样的凸部的槽被示于CN 102303158的图3中。
凸部的提供现已发现的是，虽然特定的尺寸可以在钛工件机加工期间提供有利的碎屑突出效果（因此，本申请的主题的凸形部称为“突出部”）。更确切地说，已经发现这样的突出部在钛开槽操作期间提供良好的机加工性能，其具有用于碎屑排出的有限空间，在相对高的钛机加工速度下示出了特别好的结果。
当机加工钛时，进一步考虑的是通常由端铣刀的非对称特征以减少震颤。不管已认知的不对称的益处，具有对称的分度角布置的端铣刀被发现寿命比较长。
为了本说明书和权利要求书的目的，具有对称分度角布置的端铣刀被限定为一个这样的端铣刀，即其中在切削端面上，每个槽具有与相对槽的分度角的值相等的分度角值。相反地，具有不对称分度角布置的端铣刀是未落入该定义内的一个端铣刀。
根据本申请的主题的第一方面，提供了一种用于机加工钛的端铣刀，所述端铣刀包括切削部，其具有与螺旋形槽交替的齿和切削部直径DE；每个齿包括钝的切削刃和前凹进子表面，所述钝的切削刃在前切削子表面和后表面相交处形成，前凹进子表面在所述齿中比所述前切削子表面更凹进；每个槽包括在垂直于所述端铣刀的旋转轴线的平面内的凹形弯曲部，所述凹形弯曲部连接到凸形突出部，所述凸形突出部具有满足条件0.010DE < E < 0.031DE的突出高度E。
根据本申请的主题的另一方面，提供了一种用于机加工钛的端铣刀，其具有纵向延伸的旋转轴线AR且包括：柄部和切削部，所述切削部从所述柄部延伸到切削端面且与至少四个切削齿一体形成以及具有切削部直径DE，至少四个切削齿与螺线形槽交替；每个齿包括前表面、后表面、形成在前表面和后表面的相交处的切削刃以及后刃，所述后刃与所述切削刃间隔开且形成在所述后表面和在所述齿之后的所述槽的相邻表面的相交处；每个前表面包括前凹进子表面、前切削子表面以及前间断，所述前切削子表面定位成比所述前凹进子表面距所述旋转轴线更远且相对于通过所述切削刃的虚径向线在所述前凹进子表面上方升高，所述前间断在所述前凹进子表面和前切削子表面的相交处形成；其中，每个齿包括在所述前切削子表面和所述后表面相交处形成的实际内切削角，所述实际内切削角具有比在所述前凹进子表面和所述后表面的虚延长线的相交处形成的虚内切削角更大的值；其中，在垂直于所述旋转轴线AR的平面内，每个槽包括凸形突出部和凹形弯曲部，所述凹形弯曲部连接所述突出部和所述前凹进子表面；其中，所述突出部具有突出高度E，该突出高度可在所述突出部的顶点到从所述相邻的弯曲部最低点延伸到所述相邻的后刃的虚直线之间测量，所述突出高度E具有满足条件0.010DE< E <0.031DE的量；且其中，在所述切削端面处，所述槽的分度角处于对称分度角布置。
根据本申请的主题的又一方面，提供了一种用于机加工钛的端铣刀，其具有纵向延伸的旋转轴线AR且包括：柄部和切削部，该切削部从所述柄部延伸到切削端面且与至少四个切削齿一体形成以及具有切削部直径DE，所述至少四个切削齿与螺线形槽交替；每个齿包括前表面、后表面、形成在所述前表面和后表面相交处的切削刃以及后刃，所述后刃与所述切削刃间隔开且形成在所述后表面和在所述齿之后的所述槽的相邻表面的相交处；每个前表面包括前凹进子表面、前切削子表面以及前间断，所述前切削子表面定位成比所述前凹进子表面距所述旋转轴线更远且相对于通过所述切削刃的虚径向线在所述前凹进子表面上方升高，所述前间断在所述前凹进子表面和前切削子表面的相交处形成；其中，每个齿包括在所述前切削子表面和所述后表面相交处形成的实际内切削角，所述实际内切削角具有比在所述前凹进子表面和所述后表面的虚延长线的相交处形成的虚内切削角更大的值；其中，每个齿具有前切削子表面长度尺寸LC，该前切削子表面长度尺寸LC可从其前间断到其切削刃测量，满足条件0.01RT < LC <0.05RT，其中，RT是齿的半径尺寸，该半径尺寸可从所述旋转轴线到所述切削刃的直线中测量；其中，每个齿具有在6°至-6°的范围之内的径向前角度；其中，每个槽具有满足条件30°< H <50°的螺旋角H；其中，在垂直于所述旋转轴线AR的平面内，每个槽包括凸形突出部和凹形弯曲部，所述凹形弯曲部连接所述突出部和所述前凹进子表面；其中，所述突出部具有突出高度E，该突出高度可在所述突出部的顶点到从所述相邻的弯曲部最低点延伸到所述相邻的后刃的虚直线之间测量，所述突出高度E具有满足条件0.010DE < E <0.031DE的量；且其中，在所述切削端面处，所述槽的分度角处于对称的分度角布置。
应该理解的是，上文所述的是概要，且上文的任何方面还可以包括下文描述的任何特征。具体地，下文的特征，单独地或组合地，可以适用于任何上文的方面：
A.突出高度E可具有满足条件0.014DE < E <0.029DE的量。为了详细说明地，范围0.010DE <E <0.031DE被认对于机加工钛是可行的，而所述范围0.014DE < E <0.029DE在测试期间已经实现了良好的效果。理论上，这种适度的突出高度（即0.010DE < E <0.031DE）可以助于适当的齿强度（通过允许适当的齿宽度）和转动惯量。
B.在端铣刀的有效切削部的垂直于旋转轴线AR的每个平面内，可以存在突出部和弯曲部。在每个平面内，所述突出部可具有满足上文条件（即，0.010DE < E <0.031DE或0.014DE < E <0.029DE）的突出高度E。
C.至少一个螺旋角可不同于另一个螺旋角。
D.所述槽中的一个的螺旋角和突出部半径可以比所述槽中的另一个的相应的螺旋角和突出部半径小。
E.与所述槽中最小螺旋角相比更接近所述槽中最大螺旋角的螺旋角可以被认为是比较大的螺旋角，并且与所述槽中最大螺旋角相比更接近所述槽中最小螺旋角的螺旋角可以被认为是比较小的螺旋角。带有比较大的螺旋角的每个槽可具有比带有比较小的螺旋角的每个槽的突出部更大的突出部半径。
F.所述槽中的一个的螺旋角和弯曲部可以比所述槽中的另一个的相应的螺旋角和弯曲部小。
G.与所述槽中最小螺旋角相比更接近所述槽中最大螺旋角的螺旋角可以被认为是比较大的螺旋角，并且与所述槽中最大螺旋角相比更接近所述槽中最小螺旋角的螺旋角可以被认为是比较小的螺旋角。带有比较大的螺旋角的每个槽可具有比带有比较小的螺旋角的每个槽的弯曲部更大的弯曲部半径。
H.所述槽中的一个的弯曲部半径可以比其突出部半径小。每个槽的弯曲部半径可小于该槽的突出部半径。
I.用于带有对称分度角布置的端铣刀的增厚部的潜在地有益布置可以如下。在切削端面处，仅一些所述槽可包括凹形增厚部，其将其突出部和后刃连接。这样的增厚部可增加齿宽度且因此增加机加工钛需要的结构强度。在端面处的所述增厚部可以随着逐渐接近柄部而尺寸减小。可以存在增厚部，其开始于与所述端面间隔开的位置且随着逐渐接近柄部而尺寸增加。端铣刀可没有沿着整个切削部延伸的增厚部。
J.在切削部处，芯直径DC可满足条件0.47DE < DC <0.60DE。所述芯直径DC可以是0.53DE±0.01DE。之前的条件（0.47DE < DC <0.60DE）被认为提供了在用于碎屑排出的槽尺寸和可接受转动惯量之间的可行的平衡，其可提供用于机加工钛的可接受的结果。在理论上，更接近0.53DE的值被认为是最佳的且此数值在测试期间确实实现了良好的效果。
K.实际内切削角可具有不同于虚内切削角4°到15°的值。所述实际内切削角可不同于虚内切削角8°到13°。之前的条件（4°到15°）被认为对于机加工钛是可行的。理论上，减少差别（特别是8°到13°）被认为是最佳的且后者范围在测试期间确实实现了良好的效果。
L.每个齿的径向前可处于范围6°至-6°之内。径向前可以是2°±1°和-2°±1°。之前的范围（6°至-6°）被认为对于机加工钛是可行的。理论上，更小的角度（即，使用小于6°和-6°的径向前）被认为是增加了钛的机加工性能。事实上，约2°和-2°的值在测试期间实现了良好的效果。
M.端铣刀的齿可以处于这样的布置，即其中每二个（each second）径向前角度具有相同的值，该值不同于交替的齿的径向前角度。每二个齿可具有相同的几何形状。
N.每个齿可具有前切削子表面长度尺寸LC，其可从相同齿的所述前间断到所述切削刃测量，满足条件0.01RT < LC <0.05RT，其中，RT是在从所述旋转轴线到所述切削刃的直线上可测量的齿的半径尺寸。前切削子表面长度尺寸LC可以是0.026RT±0.005RT。之前的范围（0.01RT < LC <0.05RT）被认为对于机加工钛是可行的。理论上，更接近0.026RT的切削子表面长度尺寸LC的值被认为是最佳的，并且此数值在测试期间确实实现了良好的效果。
O.在所述切削端面处，所述槽的分度角可以处于对称的分度角布置。所述槽的分度角可以处于沿所述切削部的整个长度的对称的分度角布置。
P.在所述切削端面处的所有直径上相对的分度角具有相同的量。所述切削部的等分度角平面PE的分度角可以相等。等分度角平面PE可以是在所述切削部的有效长度的中间。
Q.在所述切削端面处的所有齿宽度可以具有相同的量。这样的布置有助于生产。
R.在所述切削端面处，每个齿具有满足条件0.13DE < WT <0.22DE的齿宽度WT。在所述切削端面处，齿宽度WT可以是0.165DE±0.01DE。在先范围（0.13DE < WT <0.22DE）被认为对于机加工钛是可行的。理论上，更接近0.165DE的齿宽度WT的值被认为是最佳的，并且此数值在测试期间确实获得了良好的效果。
S.每个相关联的前切削子表面和前凹进子表面可以彼此相对布置，使得从工件切削的碎屑接触所述前切削子表面，而不是接触在远离所述切削刃的侧上的紧密相邻所述前间断的所述前凹进子表面。
T.每个齿可没有锯齿。
U.在机加工钛，具体地TI6Al4V，在80.0米每分钟的速度VC、每齿0.08毫米的进给率FZ、2.00毫米的碎屑厚度ae、22.0毫米的深度ap时，端铣刀可具有至少60分钟的工具寿命。在这样的机加工条件下，所述工具寿命可为至少80分钟或至少90分钟。
V.每个槽可具有满足条件30°< H <50°的螺旋角H。螺旋角H可以是35°±1°或37°±1°。之前的范围被认为对于机加工钛是可行的。理论上，更接近35°和37°的所述值被认为是最佳的，并且此数值在测试期间确实实现了良好的效果。所述螺旋角可以各自是沿着所述槽的长度上恒定的或可变的（即在一个或多个点改变值，或沿着所述切削部的长度上每个点改变值）。
W.每个前凹进子表面可以凹形。每个前凹进子表面可具有相同的形状。
X.每个槽可被成形为允许其单次产生（允许比多次产生更简化的制造）。
附图说明
为了更好地理解本申请的主题，以及示出如何在实践中执行其，现将参照附图 ，在附图中：
图1A是根据本申请的主题的端铣刀的透视图；
图1B是图1A中的端铣刀的侧视图；
图2A是图1A和1B中的端铣刀的端视图；
图2B是沿着图1B中的线2B-2B截取的截面图；
图2C是加入虚圆的图2B的放大图；
图3A和图3B是图2B中所示的切削刃的放大图；以及
图4A-4D示出了包括图1A-3B中的端铣刀的端铣刀测试结果。
具体实施方式
参照图1A和1B，其示出了端铣刀10，端铣刀通常由非常硬且耐磨的材料（诸如硬质合金）制成，端铣刀构造成用于机加工钛且用于绕旋转轴线AR旋转，该旋转轴线纵向延伸通过其中心。在这示例中，端铣刀10的旋转方向DR是在图2A所示的视图中的逆时针方向。
端铣刀10包括柄部12和从柄部延伸的切削部14。
切削部14具有切削部直径DE且在向后的轴线方向DB上沿旋转轴线AR从切削端面16延伸到最远槽端18。
切削部14由第一、第二、第三和第四齿20A、20B、20C、20D一体形成，其与第一、第二、第三和第四螺旋形槽22A、22B、22C、22D交替。在这示例中，除了相同的相对分度角外，还有相同的相对齿20和相对槽22的结构。
还参照图2A，分度角IA、IB、IC、ID处于非对称的分度角布置。分度角遵循重复的型式，在切削端面16处具有以下值：IA = 83°、IB = 97°、IC = 83°、ID = 97°已被发现是有效的。
还如图2A中所示，第一和第三齿20A、20C可以比第二和第四齿20B、20D短，其中每个相应的对的齿均彼此平行。
在下文重，采用按字母次序的后缀（如 “20A”、“20B”）来最初区分的相似要素随后可在说明书和权利要求中涉及，而在涉及共同的特征时，则没有这样的后缀（如“20”）。
还参见图2B，每个齿20包括后表面26A、26B、26C、26D和前表面28A、28B、28C、28D，切削刃30A、30B、30C、30D以及后刃32A、32B、32C、32D，所述切削刃形成在后表面和前表面26、28的相交处，所述后刃形成在每个后表面26和随后的槽22的相邻表面的相交处。在这示例中，在切削端面16处，带有第二和第四增厚部40B、40D的第二和第四槽22B、22D在第一和第三齿20A、20C之后，在下文中进一步描述，且在这种情况下，增厚部40是随后的槽22的最接近（相邻）部分。因此，例如，在切削端面16处，第一后刃32A在第一后表面26A和第四增厚部的表面40D的相交处形成。然而，例如，第二后刃32B在第二后表面26B和第一凸形突出部36A的相交处形成，下文进一步描述。
切削部14具有从切削端面16延伸到切削长度平面PC的有效切削长度L，该切削长度平面垂直于旋转轴线AR延伸且定位成在槽22开始退出处（即变得更浅）或在齿后表面33不再有效处。有效切削部被限定成从切削端面16到切削长度平面PC。
而在切削端面16处的所有直径上相对的分度角（I）具有相同的量，提供分度角相等的平面，即切削部的相等分度角平面PE可以是相等的，如这可以简化端铣刀10的制造。当相等分度角平面位于有效切削部的中间，即从切削端面16到切削长度平面PC的距离的一半（L / 2）时，相等分度角平面PE被认为具有最大益处。
端铣刀10可被切有切口，并在在示例中的端切口34在图2A中示出。
每个槽22包括凸形突出部36A、36B、36C、36D、连接每个突出部36的凹形弯曲部38A、38B、38C、38D以及每个前表面28。
每个槽22也可以包括将相关联的突出部36及其后刃32连接的第一、第二、第三和第四凹形增厚部40A、40B、40C、40D中的相应一个。如图1A所示，第三增厚部40C（和相同的第一增厚部40A，未示出）仅开始于与切削端面16间隔开的位置且随着逐渐接近柄部12而增加尺寸。如图2A中所示，第二和第四增厚部40B、40D开始于切削端面16，且如图1A所示，随着接近柄部12而减小尺寸。增厚部40B的尺寸减少和增加的布置可助于提供齿的强度。
现在参见图2C，每个突出部36、弯曲部38和前凹进子表面48（在下文中进一步详细地描述）可以是弯曲的且可以具有对应于虚圆C的一部分的半径R。为了简化起见，下面的描述仅涉及第二槽22B，但相应的要素和附图标记理解为代表此示例的每个槽22。更确切地说，第二前凹进子表面48B可具有对应于虚前圆C1B的半径的前半径R1B；第二弯曲部38B可具有对应于虚弯曲圆C2B的半径的弯曲半径R2B；第二突出部36B可具有对应于虚突出圆C3B的半径的突出半径R3B；并且第二增厚部40B可以具有对应于虚增厚圆C4B的半径的增厚半径R4B。在槽的截面之内，从一个曲率改变到另一个曲率可以在间断处沿其发生。例如：第一槽间断42B可定位在第二前凹进子表面48B和第二弯曲部38B的相交处；第二槽间断44B可定位在第二弯曲部38B和第二突出部36B的相交处；以及第三槽间断46B可定位在第二突出部36B和第二增厚部40B的相交处。
应该理解的是，实际的端铣刀部分可以自完美的圆形略微偏离。相应地，前凹进子部分、弯曲部，突出部和增厚部应考虑到大约有这样的半径。
参见作为示例的第一槽22A，突出高度E的测量示例如下：突出高度EA可在第一突出部36A的顶点AA到虚直线ILA之间测量，虚直线ILA从相邻的弯曲部38A的最低点NA（即，最低点N为弯曲部到端铣刀的中心点CP最近的点）延伸到相关联的、相邻的第二后刃32B（第二后刃32B为方便起见限定作为相关联的第二齿20B的一部分，然而也可以与相邻的、随后的第一槽22A相关联）。
每个槽22具有与旋转轴线AR形成的螺旋角H（图1B）。在此示例中，第一和第三槽22A和22C的螺旋角H为37，而第二和第四槽22B和22D的螺旋角为35°。具有37°的螺旋角H的第一和第三槽22A和22C相对于具有35°的螺旋角H的第二和第四槽22B和22D被认为具有大的螺旋角。
如图2B所示，切削部14具有芯直径DC。芯直径DC限定为从中心点CP到每个槽22的最近点的距离的总和除以槽数的两倍。在本示例中，所有槽都具有相等的深度且因此芯直径DC是图2B 所示的内接圆的CI的直径。详细描述地，在具有不相等的深度的示例中，芯直径DC是从端铣刀的中心到每个槽的最近点的平均距离的两倍。
参照图2C，每个齿20（参见作为示例的第一齿20A）具有齿半径RTA和齿宽度WTA。
在所示的示例中，每个齿半径RT具有相同的量。因此，切削部直径DE是齿半径RT的量的两倍。在齿具有不相等的齿半径的示例中，切削部直径DE限定为齿半径RT的总和除以齿数的两倍。
齿宽度WTA可在从中心点CP延伸到切削刃30A的第一虚线和与第一虚线平行且相交后刃32A的第二虚线之间测量。
在所示的示例中，每个齿宽度WTA可以有相同的量。
为简单起见，下面的描述是仅关于两个齿20B、20C做出。
参照图3A和3B，前表面28B、28C的每个包括前凹进子表面48B、48C、前切削子表面50B、50C以及其相交处形成的前间断52B、52C。
为了简化制造，前凹进子表面48可以具有相同的形状，其可以是如图3A和3B中所示的凹形。值得注意的是，该形状是从相关联的前切削子表面50凹进，使得从工件（未示出）已被切削的金属碎屑可优选地通过前凹进子表面48而不接触，特别是在紧密相邻的前间断52的点处，从而减少热传递到端铣刀。
每个前切削子表面50具有实际的内切削角γB、γC，内切削角γB、γC具有比与相同的齿20的前凹进子表面48相关联的虚内切削角λB、λC更大的值。更确切地说，参见作为示例的图3B，从前间断52B使第二前凹进子表面48B延伸的虚前延长线53B与虚后延长线55B相交，所述虚后延长线55B使第二后表面26B延伸且在其相交处形成锐角内切削角λB。
最佳地参见图3A和3B中，每个前切削子表面50的截面可以是直的。
每个齿20可以具有前切削切子表面长度尺寸LC（仅在图3A中示出，但是每个前切削子表面50都存在）。在这个示例中，LC是 0.026RT。
每个齿20可具有从端铣刀10的虚径向线LR到前切削子表面50所测量的径向前角度β，虚径向线LR从旋转轴线AR延伸到切削刃30。
在所示的示例中，第二齿20B的径向前角度βB是-2°且第三齿20C的径向前角度βC是2°。
后表面26可以形成相同的径向后角度αB、αC两者，径向后角度相对于具有与相关联的齿20的相同直径的虚圆线LTB、LTC而测量。在所示的示例中，径向后角度αB、αC是7°。
图 4A到4D中所示的测试结果显示了设计成用于机加工钛的不同的端铣刀的工具寿命比较。在每种情况下，工具寿命是由在预定间隔停止机加工（或当检测到用于机加工的功率需求上升）和确定工具的磨损来决定。在其持续机加工被停止之后，工具失效被认为是在侧面磨损达到0.2mm或角部磨损达到0.5mm。
在测试中，端铣刀编号为：
- “编号1”为根据本申请的主题；
- “编号2”为根据本申请的主题的具有突出部，而与端铣刀编号1的一个显著的区别是非对称分度角布置；
- “编号3”与端铣刀编号1具有相同的涂层和同样地不含锯齿状齿，但显著的区别包括不是钝的切削刃和非对称分度角布置；以及
- “编号4”与端铣刀编号1具有相同的涂层，但显著的区别包括锯齿状齿、不是钝的切削刃、用于切削部的整个长度的共同的螺旋角、和非对称分度角布置。
更具体地，图4A至图4D的每个示出了在特定的机加工条件下切削不同金属来测试端铣刀的结果。下文的表1示出了考虑被切削的金属和机加工条件的图4A至图4D的每个之间的对应关系和表2以表格形式示出了测试结果。
表1 - 测试材料和机加工条件
表2 -端铣刀的工具寿命（直到停止的时间）。
在图4A中所示的钛机加工测试的结果表明根据本申请的主题制造的端铣刀编号1具有最长的工具寿命。然而值得注意的是，图4B - 4D中所示的结果表明当机加工其他材料时这并不明显。
上述描述包括示例性实施例，其不排除本申请的权利要求范围的非示例性实施例。

Claims (24)

1.一种用于机加工钛的端铣刀，其具有纵向延伸的旋转轴线AR且包括：
柄部，和
切削部，其从所述柄部延伸到切削端面且与至少四个切削齿一体形成以及具有切削部直径DE，所述至少四个切削齿与螺线形槽交替；
每个齿包括
前表面，
后表面，
切削刃，其形成在前表面和后表面的相交处，以及
后刃，其与所述切削刃间隔开且形成在所述后表面和在所述齿之后的所述槽的相邻表面的相交处；
每个前表面包括
前凹进子表面，
前切削子表面，其定位成比所述前凹进子表面距所述旋转轴线更远且相对于通过所述切削刃的虚径向线在所述前凹进子表面上方升高，以及
前间断，其在所述前凹进切削子表面和前切削子表面的相交处形成；
其中，每个齿包括在所述前切削子表面和所述后表面的相交处形成的实际内切削角，所述实际内切削角具有比虚内切削角更大的值，所述虚内切削角在所述前凹进子表面和所述后表面的虚延长线的相交处形成；
其中，每个齿具有前切削子表面长度尺寸LC，其能够从其前间断到其切削刃测量，满足条件0.01RT < LC <0.05RT，其中，RT是齿的半径尺寸，其在从所述旋转轴线到所述切削刃的直线中测量；
其中，每个齿具有在6°至-6°的范围内的径向前角度；
其中，每个槽具有满足条件30°< H <50°的螺旋角H；
其中，在垂直于所述旋转轴线AR的平面内，每个槽包括凸形突出部和凹形弯曲部，其将所述突出部和所述前凹进子表面连接；
其中，所述突出部具有突出高度E，其能够在所述突出部的顶点到从相邻的弯曲部最低点延伸到相邻的后刃的虚直线之间测量，所述突出高度E具有满足条件0.010DE< E <0.031DE的量；且
其中，在所述切削端面，所述槽的分度角处于对称分度角布置。
2.根据前一权利要求所述的端铣刀，其中，突出高度E具有满足条件0.014DE <E <0.029DE的量。
3.根据权利要求1或2所述的端铣刀，其中，所述突出部、弯曲部和突出高度E存在于垂直所述端铣刀的有效切削部的旋转轴线AR的每个平面中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的端铣刀，其中，所述槽中的一个的螺旋角和突出部半径比所述槽中的另一个的相应的螺旋角和突出部半径小。
5.根据前一权利要求所述的端铣刀，其中，与所述槽中最小螺旋角相比更接近所述槽中最大螺旋角的螺旋角被认为是比较大的螺旋角，并且与所述槽中最大螺旋角相比更接近所述槽中最小螺旋角的螺旋角被认为是比较小的螺旋角，带有比较大的螺旋角的每个槽具有比带有比较小的螺旋角的每个槽的突出部半径更大的突出部半径。
6.根据前述权利要求中任一项所述的端铣刀，其中，所述槽中的一个的螺旋角和弯曲部半径比所述槽中的另一个的相应的螺旋角和弯曲部半径小。
7.根据前一权利要求所述的端铣刀，其中，与所述槽中最小螺旋角相比更接近所述槽中最大螺旋角的螺旋角被认为是比较大的螺旋角，并且与所述槽中最大螺旋角相比更接近最小螺旋角的螺旋角被认为是比较小的螺旋角，并且带有比较大的螺旋角的每个槽具有比带有比较小的螺旋角的每个槽的弯曲部半径更大的弯曲部半径。
8.根据前述权利要求中任一项所述的端铣刀，其中，所述槽中的一个的弯曲部半径比其突出部半径小，或者每个槽的弯曲部半径小于该槽的突出部半径。
9.根据前述权利要求中任一项所述的端铣刀，其中，在所述切削端面处，一些而不是所有的所述槽包括凹形增厚部，其连接所述突出部和所述后刃，或在所述切削端面处不包括增厚部的每个槽包括开始于与所述切削端面间隔开的位置的增厚部。
10.根据前一权利要求所述的端铣刀，其中，当每个增厚部在远离所述切削端面的方向上延伸时，所述增厚部的一些尺寸减小并且其他增厚部尺寸增加。
11.根据前述权利要求的任一项所述的端铣刀，其中，在所述切削部处，芯直径DC满足条件0.47DE < DC <0.60DE，或所述芯直径DC为0.53DE±0.01DE。
12.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，实际内切削角具有不同于虚内切削角的4°至15°的值，或不同于虚内切削角的8°到13°的值。
13.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，所述齿的前角度为2°±1°或-2°±1°。
14.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，所述齿处于这样的布置，即其中每二个径向前角度具有相同的值，该值不同于交替的齿的径向前角度。
15.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，每个齿具有前切削子表面长度尺寸LC，其能够从相同齿的所述前间断到所述切削刃而测量，满足条件0.01RT < LC <0.05RT，其中，RT是相应的齿的半径尺寸，或者所述前切削子表面长度尺寸LC是0.026RT±0.005RT。
16.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，在所述切削端面处的所有的齿宽度具有相同量。
17.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，每个相关联的前切削子表面和前凹进子表面彼此相对布置，使得从工件切削的碎屑接触所述前切削子表面，而不接触远离所述切削刃的侧上的紧密相邻所述前间断的所述前凹进子表面。
18.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，每个齿没有锯齿。
19.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，所述槽的分度角在等分度角平面PE内具有相同的量。
20.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，当机加工钛，具体地TI6Al4V、在每分钟262英尺（80.0米）的速度VC、每齿0.08毫米的进给率FZ、2.00毫米的碎屑厚度ae、22.0毫米的深度ap时，所述端铣刀具有至少60分钟的工具寿命。
21.根据前一权利要求所述的端铣刀，其中，所述工具寿命是至少80分钟或至少90分钟。
22.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，每个槽具有满足条件30°< H <50°的螺旋角H，或者所述槽是35°±1°或37±1°。
23.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，在所述切削端面处，每个齿能够具有满足条件0.13DE < WT <0.22DE的齿宽度WT。
24.根据前述权利要求任一项所述的端铣刀，其中，每个槽被成形以允许其单次产生。
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