CN105458378A - 旋转切削工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转切削工具(10;270),所述旋转切削工具(10;270)具有切削工具主体(102),所述切削工具主体(102)具有切削端部(112)和与所述切削端部(112)相邻的切削部分(110)。所述切削部分(110)包括第一刀片(116;272),所述第一刀片(116;272)具有第一精加工切削部分(140;274)和与所述第一精加工切削部分(140;274)相邻的第一粗加工切削部分(142;280)。所述切削部分(110)包括第二刀片(118;300),所述第二刀片(118;300)具有第二精加工切削部分(162;308)和与所述第二精加工切削部分(162;308)相邻的第二粗加工切削部分(164;302)。所述第一精加工切削部分(140;274)与所述第二精加工切削部分(162;308)和所述第二粗加工切削部分(164;302)中的一者或两者重叠。所述第一粗加工切削部分(142;280)与所述第二粗加工切削部分(164;302)和所述第二精加工部分(162;308)中的一者或两者重叠。
Description
背景技术
本发明涉及用于从工件移除材料的旋转切削工具。更具体地讲,本发明涉及用于从工件移除材料的旋转切削工具,例如端铣刀,其中单个旋转切削工具执行粗加工操作和精加工操作。甚至更具体地讲,本发明涉及用于从工件移除材料的旋转切削工具,例如端铣刀,其中单个旋转切削工具具有多个刀片,其中每个刀片具有精加工切削刃部分和粗加工切削刃部分,以使得单个旋转切削工具执行粗加工操作和精加工操作。
旋转切削工具例如端铣刀用于切削从金属到塑料的多种类型的材料。旋转切削工具由柄支撑,所述柄为大体圆柱形的并且适于被电机驱动的夹盘或功能类似的装置可拆卸地夹紧。柄渐变成单端端铣刀上的一个切削部分或渐变成双端端铣刀上的两个切削部分。切削部分延伸到端铣刀的端部。切削部分具有被排屑槽隔开的多个切削刀片,所述排屑槽用于带走由切削操作产生的工件材料切屑。切削刀片和排屑槽可平行于端铣刀的纵向轴线,但更通常为螺旋形的。切削部分通常终止于径向切削特征,其被设计为补足由切削刀片的轴向部分提供的切削动作。一般来讲,旋转切削工具(例如,端铣刀)用于铣削应用,例如且不限于轮廓铣削、仿形铣削、端面铣削和插铣。旋转切削工具可用于从工件材料例如不锈钢、高温钢和铝合金移除材料。
迄今为止,许多端铣刀尚不具备使用相同端铣刀进行粗加工和精加工的能力。因此,非常期望提供可使用相同端铣刀进行粗加工和精加工的旋转切削工具(例如,端铣刀)。虽然一些端铣刀能运行以实施粗加工与精加工操作,但此类端铣刀呈现出在任一个刀片上均连续的直线切削刃或断屑槽形式(用于粗加工)。这些端铣刀在单个切削刃上不使用真正的粗加工形式和直线精加工形式。此外,这些端铣刀不使用关于相邻刀片重叠且交错的粗加工切削部分和精加工部分。因此,非常期望提供在相同刀片上具有粗加工切削部分和精加工切削部分的旋转切削工具。还非常期望提供具有多个刀片的旋转切削工具,其中每个刀片具有粗加工切削部分和精加工切削部分并且其中相邻刀片的粗加工切削部分和精加工切削部分重叠。这种旋转切削工具由于重叠的双轮廓切削刃而降低了正确运转所需的扭矩(和马力消耗)。
虽然以往的端铣刀呈现与工件的轴向和径向都接合,但仍然需要改善这种接合。因此,非常期望提供这样的旋转切削工具,其由于切削刃更粗糙的轮廓而可增强轴向和径向接合,并且呈现更有力的总体切削特性。
先前的端铣刀已以令人满意的方式运行;然而,仍然需要改善此类端铣刀的操作。因此,非常期望提供在操作期间可降低工具偏转继而允许更大进给速率的旋转切削工具。
还非常期望提供这样的旋转切削工具,其可更好地断屑,使得更好地排屑,继而在此以前一直可用。非常期望提供这样的旋转切削工具,其能降低长壁应用中出现的谐振。非常期望提供这样的旋转切削工具,其使用较少马力以较重进给进行切削并且在工件上留下精加工表面。
发明内容
在其一种形式中,本发明是旋转切削工具,所述旋转切削工具包括切削工具主体,所述切削工具主体包括切削端部和与切削端部相邻的切削部分。切削部分包括第一刀片,所述第一刀片具有第一精加工切削部分和与第一精加工切削部分相邻的第一粗加工切削部分。切削部分包括第二刀片,所述第二刀片具有第二精加工切削部分和与第二精加工切削部分相邻的第二粗加工切削部分。第一精加工切削部分与第二精加工切削部分和第二粗加工切削部分中的一者或两者重叠。第一粗加工切削部分与第二粗加工切削部分和第二精加工部分中的一者或两者重叠。
在其另一种形式中,本发明是旋转切削工具,所述旋转切削工具包括切削工具主体,所述切削工具主体包括切削端部和与切削端部相邻的切削部分。切削部分包括第一刀片,所述第一刀片具有第一精加工切削部分和与第一精加工切削部分相邻的第一适度粗加工切削部分。第二刀片具有第二精加工切削部分和与第二精加工切削部分相邻的第二适度粗加工切削部分。第一精加工切削部分与第二精加工切削部分和第二适度粗加工切削部分中的一者或多者重叠。第一适度粗加工切削部分与第二适度粗加工切削部分和第二精加工切削部分中的一者或多者重叠。第一精加工切削部分包括第一精加工直线偏心磨削切削刃,并且第一适度粗加工切削刃包括第一适度粗加工正弦切削刃。第二精加工切削部分包括第二精加工直线偏心磨削切削刃,并且第二适度粗加工切削部分包括第二适度粗加工正弦切削刃。
在其又一种形式中,本发明是旋转切削工具,所述旋转切削工具包括切削工具主体,所述切削工具主体具有切削端部和与切削端部相邻的切削部分。切削部分包括第一刀片,所述第一刀片具有第一适度粗加工切削部分和与第一适度粗加工切削部分相邻的第一粗加工切削部分。第二刀片包括第二适度粗加工切削部分和与第二适度粗加工切削部分相邻的第二粗加工切削部分。第一适度粗加工切削部分与第二适度粗加工切削部分和第二粗加工切削部分中的一者或多者重叠。第一粗加工切削部分与第二粗加工切削部分和第二适度粗加工切削部分中的一者或多者重叠。第一适度粗加工切削部分包括第一适度粗加工正弦切削刃,并且第一粗加工切削部分包括第一粗加工正弦切削刃。第二适度粗加工切削部分为第二适度粗加工正弦切削刃,并且第二粗加工切削部分为第二粗加工正弦切削刃。
附图说明
以下为构成本专利申请的一部分的附图说明:
图1为作为旋转切削工具的端铣刀的第一具体实施例的侧视图;
图2为图1的端铣刀的示意图,其示出了沿着两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓;
图2A为图2的示意图的剖面的放大视图;
图3为端铣刀的第二具体实施例的侧视图;
图4为图3的端铣刀的示意图,其示出了沿着两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓;
图5为沿图3的剖面线5-5截取的刀片的横剖面视图,其示出了偏心磨削精加工刃;
图6为端铣刀(即,旋转切削工具)的第三具体实施例的示意图,其示出了沿着两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓;以及
图7为端铣刀(即,旋转切削工具)的第四具体实施例的示意图,其示出了沿着两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓。
具体实施方式
参见附图,图1和2示出了旋转切削工具的第一具体实施例,所述旋转切削工具为端铣刀,并且一般指定为20。旋转切削工具20包括具有中心纵向轴线A-A的细长切削工具主体22。切削工具主体22具有轴向向前端部24和轴向向后端部26,其中存在与轴向向后端部26相邻的柄部分(参见括号28)和与轴向向前端部24相邻的切削部分(参见括号30)。切削端部32位于切削工具主体22的轴向向前端部24以使得切削端部32为切削部分30的轴向最向前部分。
细长切削工具主体22具有多个刀片,其中存在一般指定为36的第一刀片和一般指定为38的第二刀片。第一刀片36和第二刀片38被排屑槽40隔开。在这个具体实施例中,旋转切削工具20具有四个刀片和四个排屑槽。然而,可以设想到旋转切削工具可具有不同数量的刀片和排屑槽,包括但不限于奇数的排屑槽和偶数的排屑槽。无意于通过该具体实施例限制本发明的范围。此外,刀片(36,38)和排屑槽(40)呈现螺旋几何形状,并且以相对于细长切削工具主体22的中心纵向轴线A-A成角度C设置。虽然角度C可以是变化的,但角度C通常在约35度与约45度之间的范围内。
第一刀片36具有前导面44和后尾面,其中刃带表面48介于前导面44与后尾面之间。在前导面44和刃带表面48相交处存在切削刃50。切削刃50具有一系列的多组精加工切削部分和粗加工切削部分。可以设想到精加工切削部分和粗加工切削部分的数量、长度和序列可以根据具体切削应用而变化。
切削刃50在轴向最向前位置处具有第一适度粗加工切削部分54,并且第一适度粗加工切削部分54沿着切削刃50在轴向向后方向上延伸第一适度粗加工长度LF1。第一适度粗加工切削部分54包括多个正弦形适度粗加工刃或精加工齿55。适度粗加工齿的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。适度粗加工齿具有这样的几何形状,使得工件的表面光洁度足够平滑以便在一些应用中包括精加工表面。
第一刀片36的切削刃50还具有第一粗加工切削部分56,所述第一粗加工切削部分56与第一适度粗加工切削部分54相邻并在第一适度粗加工切削部分54的轴向向后,并且沿着切削刃50在轴向向后方向上延伸第一粗加工长度LR1。第一粗加工切削部分56包括多个正弦形粗加工刃或粗加工齿57。正弦形粗加工齿57的振幅大于正弦形精加工齿55的振幅。粗加工齿的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。粗加工齿具有这样的几何形状,使得工件的表面光洁度比被视为精加工表面的更粗糙。正弦形粗加工齿57接合工件材料以便产生更有力的切削,这导致工件的表面比由正弦形适度粗加工齿55所产生的工件表面更粗糙。工件被正弦形适度粗加工齿55接合的结果是工件的表面光洁度比工件与正弦形粗加工齿57接合所产生的更平滑。
图2A示出了第一粗加工切削部分56与第二适度粗加工切削部分58的连接处。在正弦齿(例如,粗加工齿57和适度粗加工齿59)的情况下,粗加工齿57的振幅62以粗加工齿的总高度测量。粗加工齿57的频率63为相邻粗加工齿57的峰之间的距离。适度粗加工齿59的振幅64以适度粗加工齿的总高度测量。适度粗加工齿59的频率65为相邻适度粗加工齿59的峰之间的距离。
第一刀片36的切削刃50具有在第一粗加工切削部分56的轴向向后并与第一粗加工切削部分56相邻的第二适度粗加工切削部分58。第二适度粗加工切削部分58沿着切削刃50在轴向向后方向上延伸第二适度粗加工长度LF2。与第一适度粗加工切削部分54类似,第二适度粗加工切削部分58的适度粗加工齿59具有可以根据具体切削应用而变化的振幅和频率。适度粗加工齿59具有这样的几何形状,使得工件的表面光洁度足够平滑以便在一些应用中包括精加工表面。
切削刃50具有第二粗加工切削部分60,所述第二粗加工切削部分60在第二适度粗加工切削部分58的轴向向后并与第二适度粗加工切削部分58相邻,并且沿着切削刃50在轴向向后方向上延伸第二粗加工长度LR2。与第一粗加工切削部分56类似,第二粗加工切削部分60包括多个正弦形粗加工刃或粗加工齿61。粗加工齿61的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。在该第一具体实施例中,第一适度粗加工切削部分54的长度小于第二适度粗加工切削部分58的长度,并且第一粗加工切削部分56的长度与第二粗加工切削部分60的长度相同。应当理解,对于每个刀片,各种精加工切削部分和粗加工切削部分的数量和长度可以根据旋转切削工具20的具体应用而变化。
第二刀片38具有前导面66和后尾面,其中刃带表面70介于前导面66与后尾面68之间。在前导面66和刃带表面70相交处存在切削刃72。切削刃72具有一系列的多组适度粗加工切削部分和粗加工切削部分。可以设想到适度粗加工切削部分和粗加工切削部分的数量、长度和序列可以根据具体切削应用而变化。
切削刃72在轴向最向前位置处具有第三粗加工切削部分76并且沿着切削刃72在轴向向后方向上延伸第三粗加工长度LR3。第三粗加工切削部分76具有多个正弦第三粗加工刃或齿77。粗加工齿的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。切削刃72具有在第三粗加工切削部分76的轴向向后并与第三粗加工切削部分76相邻的第三适度粗加工切削部分78。第三适度粗加工切削部分78沿着切削刃72在轴向向后方向上延伸第三适度粗加工长度LF3。第三适度粗加工切削部分78具有多个正弦形适度粗加工刃或适度粗加工齿79。适度粗加工齿的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。适度粗加工齿具有这样的几何形状,使得工件的表面光洁度足够平滑以便在一些应用中包括精加工表面。
切削刃72还具有第四粗加工切削部分80,所述第四粗加工切削部分80在第三适度粗加工切削部分78的轴向向后并与第三适度粗加工切削部分78相邻,并且沿着切削刃72在轴向向后方向上延伸第四粗加工长度LR4。第四粗加工齿81的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。切削刃72具有第四适度粗加工切削部分82,所述第四适度粗加工切削部分82在第四粗加工切削部分80的轴向向后并与第四粗加工切削部分80相邻,并且沿着切削刃72在轴向向后方向上延伸第四适度粗加工长度LF4。第四适度粗加工切削部分82具有多个正弦形适度粗加工刃或适度粗加工齿83。正弦形粗加工齿的振幅大于正弦形适度粗加工齿的振幅,由此正弦形粗加工齿接合工件材料以便产生更有力的切削且表面比正弦形适度粗加工齿更粗糙。工件被正弦形适度粗加工齿接合的结果是工件的表面光洁度比工件与正弦形粗加工齿接合所产生的更平滑。
参见图2,显而易见的是,各种适度粗加工切削刃与粗加工切削刃之间存在重叠。更具体地讲,第一精加工切削部分54的长度小于第三粗加工切削部分76以使得其间存在重叠。第一粗加工切削部分56与第三粗加工切削部分76和第三适度粗加工切削部分78重叠。第二适度粗加工切削部分58与第三适度粗加工切削部分78和第四粗加工切削部分80重叠。第二粗加工切削部分60与第四粗加工切削部分80和第四适度粗加工切削部分82重叠。作为该重叠的结果,旋转切削工具20接合工件以便在一次操作中同时进行粗加工和适度粗加工或精加工。
应当理解,图2示出了包括四个刀片的旋转切削工具20的仅两个刀片(36,38)。因此,各种刀片的切削部分之间重叠的程度比仅两个刀片所示的更广。多个刀片上的切削部分重叠的取向可使得适度粗加工切削部分沿着切削部分的整个长度延伸,对于该实施例而言,所述适度粗加工切削部分将在工件上产生精加工程度最大的表面。
应当理解,沿着每个刀片的每个切削刃,存在刀片的切削刃的轮廓的一个或多个中断部。例如,参见图2,第一刀片36的切削刃50在第一适度粗加工切削部分54与第一粗加工切削部分56的连接处具有轮廓的中断部。在第一粗加工切削部分56与第二适度粗加工切削部分的连接处存在轮廓的中断部。在第二适度粗加工切削部分58与第二粗加工切削部分60的连接处存在轮廓的中断部。就中断部而言,存在切削力和工具压力的减小,从而降低扭矩以及谐振,这是由于切削刃中存在中断部,且所述切削刃可任选地具有多个振幅频率的正弦刃或者与正弦刃联接,从而中断直线偏心精加工刃(如旋转切削工具100、200和270中所示),这允许较高进给速率和较少马力消耗或主轴负载。第二刀片38的切削刃72的轮廓中的中断部提供了类似类型的有益效果和优点。这些中断部位于第三粗加工切削部分76与第三适度粗加工切削部分78的连接处、第三适度粗加工切削部分78与第四粗加工切削部分80的连接处、以及第四粗加工切削部分80与第四适度粗加工切削部分82的连接处。
参见图3-4,示出了旋转切削工具的第二具体实施例,所述旋转切削工具为端铣刀,并且一般指定为100。旋转切削工具100具有细长切削工具主体102,所述细长切削工具主体具有中心纵向轴线B-B及轴向向前端部104和轴向向后端部106。存在与切削工具主体102的轴向向前端部104相邻的切削端部112。切削工具主体102具有与轴向向后端部106相邻的柄部分(参见括号108)和与轴向向前端部104相邻的切削部分(参见括号110)。切削部分100与切削端部112相邻。
切削工具主体102具有多个刀片,包括一般指定为116的第一刀片和一般指定为118的第二刀片。排屑槽120将第一刀片116与第二刀片118隔开。旋转切削工具100具有五个刀片和五个排屑槽。然而,可以设想到旋转切削工具可具有不同数量的刀片和排屑槽并且无意于通过该具体实施例限制本发明的范围。此外,刀片和排屑槽呈现螺旋几何形状,并且以相对于细长切削工具主体102的中心纵向轴线B-B成角度D设置。虽然角度D可以是变化的,但角度D通常在约35度与约45度之间的范围内。
第一刀片116具有前导面128和后尾面,且刃带表面132介于前导面128与后尾面130之间。在前导面128和刃带表面132相交处存在切削刃134。刀片116的切削刃134具有第一精加工切削部分140,所述第一精加工切削部分沿着切削刃134在轴向向后方向上延伸第一精加工长度LF1A。第一精加工切削部分140具有平滑刃,所述平滑刃具有偏心径向离隙。更具体地讲,图5为第一刀片116的剖视图,示出了作为偏心径向离隙的刃带表面132,所述刃带表面在垂直于旋转切削工具100的纵向轴线B-B的平面136内成弓形(凸状)延伸。刃带表面132融入后尾面130。授予Davis的有关具有断屑槽模式的旋转切削工具的美国专利No.8,366,354(其全文以引用方式并入本文)描述了旋转切削工具的刀片上的偏心径向离隙。
第一刀片116的切削刃134还具有在第一精加工切削部分140的轴向向后并与第一精加工切削部分140相邻的第一粗加工切削部分142。第一粗加工切削部分142沿着切削刃134在轴向向后方向上延伸第一粗加工长度LR1A。第一粗加工切削部分142具有多个正弦形粗加工刃或粗加工齿143。粗加工齿的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。存在第一粗加工切削部分142轴向向后的第二精加工切削部分144、第二精加工切削部分144轴向向后的第二粗加工切削部分146、以及第二粗加工切削部分146轴向向后的第三精加工切削部分148。
第二刀片118具有前导面152和后尾面,其中刃带表面156介于前导面152与后尾面154之间。在前导面152和刃带表面156相交处存在切削刃158。第二刀片118的切削刃158具有第二精加工切削部分162,所述第二精加工切削部分沿着切削刃158在轴向向后方向上延伸第二精加工长度LF2A。第二精加工切削部分162具有偏心径向离隙。切削刃158具有第二粗加工切削部分164,所述第二粗加工切削部分在第二精加工切削部分162的轴向向后并与第二精加工切削部分162相邻,并且沿着切削刃158在轴向向后方向上延伸第二粗加工长度LR2A。第二粗加工切削部分164具有多个正弦形粗加工刃或粗加工齿165。粗加工齿的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。
参见图4,显而易见的是,各种精加工切削刃与粗加工切削刃之间存在重叠。更具体地讲,第一精加工切削部分140的长度小于第二精加工切削部分162。第二精加工切削部分162与第一精加工切削部分140和第一粗加工切削部分142重叠。第二粗加工切削部分164与第一粗加工切削部分142和邻近第一粗加工切削部分142的部分(未示出)重叠。作为该重叠的结果,旋转切削工具100接合工件以便在一次操作中同时进行粗加工和精加工。应当理解,图4示出了包括多个刀片的旋转切削工具100的仅两个刀片(116,118)。因此,各种刀片的切削部分之间重叠的程度比仅两个刀片所示的更广。多个刀片上的切削部分重叠的取向可使得精加工切削部分沿着切削部分的整个长度延伸,对于该实施例而言,所述精加工切削部分将在工件上产生精加工程度最大的表面。
应当理解,沿着每个刀片的每个切削刃,存在刀片的切削刃的轮廓的一个或多个中断部。例如,图4示出了第一刀片116的切削刃134的轮廓和第二刀片118的切削刃158的轮廓。就第一刀片116而言,在第一精加工切削部分140与第一粗加工切削部分142的连接处存在轮廓的中断部。在第二精加工切削部分162与第二粗加工切削部分164的连接处存在第二刀片118的轮廓的中断部。就中断部而言,存在切削力和工具压力的减小,从而降低扭矩以及谐振,这是由于切削刃中存在中断部,且所述切削刃可任选地具有多个振幅频率的正弦刃或者与正弦刃联接,从而中断直线偏心精加工刃,这允许较高进给速率和较少马力消耗或主轴负载。
参见图6,示出了沿着一般指定为200的旋转切削工具的第三具体实施例的两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓。第一刀片202在其轴向向前端部具有第一适度粗加工切削部分204。第一适度粗加工切削部分204在轴向向后方向上延伸第一适度粗加工长度206。第一适度切削部分204具有多个适度粗加工切削齿208。第一适度粗加工切削部分204的轴向向后为第一粗加工切削部分212,所述第一粗加工切削部分在轴向向后方向上延伸第一粗加工长度214并且包括粗加工切削齿216。包括多个适度粗加工切削齿224的第二适度粗加工切削部分220在第一粗加工切削部分212的轴向向后,并且在轴向向后方向上延伸第二适度粗加工长度222。具有第一精加工切削刃232并且具有偏心径向离隙的第一精加工切削部分228在第二适度粗加工切削部分220的轴向向后,并且在轴向向后方向上延伸第一精加工长度。
第三具体实施例具有第二刀片240,所述第二刀片在轴向向前端部处具有粗加工切削部分242,所述粗加工切削部分包括多个粗加工切削齿246。粗加工切削部分242在轴向向后方向上从轴向向前端部延伸粗加工长度244。具有多个适度粗加工齿252的适度粗加工切削部分248在粗加工切削部分242的轴向向后,并且在轴向向后方向上延伸适度粗加工长度250。具有精加工切削刃258并且具有偏心径向离隙的精加工切削部分254在适度粗加工切削部分248的轴向向后,并且在轴向向后方向上延伸精加工长度256。
参见图6,显而易见的是,包括第一刀片202和第二刀片240的各种切削部分之间存在重叠。更具体地讲,第二刀片240的粗加工切削部分242与第一刀片202的第一适度粗加工切削部分204和第一粗加工切削部分212重叠。第二刀片240的适度粗加工切削部分248与第一刀片202的第一粗加工切削部分212和第二适度粗加工切削部分220重叠。第二刀片的精加工切削部分254与第一刀片202的第二适度粗加工切削部分220和第一精加工切削部分228重叠。作为重叠的结果,旋转切削工具200提供工件的粗加工和精加工。应当理解,图6示出了包括多个刀片的旋转切削工具的仅两个刀片。因此,各种刀片的切削部分之间重叠的程度比仅两个刀片所示的更广。多个刀片上的切削部分重叠的取向可使得精加工切削部分沿着切削部分的整个长度延伸,对于该实施例而言,所述精加工切削部分将在工件上产生精加工程度最大的表面。
参见图7,示出了沿着一般指定为270的旋转切削工具的第四具体实施例的两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓。第一刀片272包括第一精加工切削部分274,所述第一精加工切削部分具有精加工切削刃278和偏心径向离隙。第一精加工切削部分274在轴向向后方向上从第一刀片272的轴向向前端部延伸第一精加工长度276。具有多个第一粗加工切削齿284的第一粗加工切削部分280在第一精加工切削部分274的轴向向后,并且在轴向向后方向上延伸第一粗加工长度282。第二精加工切削部分286在第一粗加工切削部分280的轴向向后,并且在轴向向后方向上从第一粗加工切削部分280延伸第二精加工长度288。第二精加工切削部分286具有精加工切削刃290并且具有偏心径向离隙。具有多个第二粗加工切削齿296的第二粗加工切削部分292在第二精加工切削部分286的轴向向后,并且在轴向向后方向上从第二精加工切削部分286延伸第二粗加工切削长度296。
第二刀片300在第二刀片300的轴向向前端部包括第一粗加工切削部分302。具有多个第一粗加工齿306的第一粗加工切削部分302在轴向向后方向上延伸第一粗加工长度304。具有精加工切削刃312并且具有偏心径向离隙的精加工切削部分308在第一粗加工切削部分302的轴向向后,并且在轴向向后方向上延伸精加工长度310。具有多个第二粗加工切削齿318的第二粗加工切削部分314在精加工切削部分308的轴向向后,并且在轴向向后方向上延伸第二粗加工长度316。虽然对于该具体实施例未详细描述,但每个刀片的切削刃的轮廓的中断部提供与旋转切削工具20和旋转切削工具100相关的上述有益效果和优点。
参见图7,显而易见的是,第一刀片和第二刀片的各种切削部分之间存在重叠。更具体地讲,第二刀片300具有第一粗加工切削部分302,所述第一粗加工切削部分302与第一刀片272的第一精加工切削部分274和第一粗加工切削部分280重叠。第二刀片300的精加工切削部分308与第一刀片272的第一粗加工切削部分280和第二精加工切削部分286重叠。第二粗加工切削部分314与第一刀片272的第二精加工切削部分286和第二粗加工切削部分292重叠。作为重叠的结果,旋转切削工具270可同时对工件进行粗加工和精加工。应当理解,图7示出了包括多个刀片的旋转切削工具的仅两个刀片。因此,各种刀片的切削部分之间重叠的程度比仅两个刀片所示的更广。多个刀片上的切削部分重叠的取向可使得精加工切削部分沿着切削部分的整个长度延伸,对于该实施例而言,所述精加工切削部分将在工件上产生精加工程度最大的表面。虽然对于该具体实施例未详细描述,但每个刀片的切削刃的轮廓的中断部提供与旋转切削工具20和旋转切削工具100相关的上述有益效果和优点。
应当理解,为了适应具体应用,可出现正弦切削刃的振幅和频率以及两种刃形式(例如,正弦刃和直线刃)重叠的程度和性质的变化。此外,应当理解,粗加工刃和精加工刃以及适度粗加工刃应在与前导排屑槽或后尾排屑槽或多个排屑槽重叠的情况下在相同平面内切削。虽然具体参数可根据排屑槽有多少、刀具有多长、直径有多大以及许多其他变量而变化,但各种刃应在相同平面内切削以便优化精加工刃的有效性。
还应当理解,不同切削部分(即,精加工切削部分、适度粗加工切削部分和粗加工切削部分)之间的尺寸关系可以变化。尺寸关系可受到制造能力的限制。尺寸关系也可受到如下影响:具体工件材料以及在使用与更有力的切削部分重叠的适度幅度和振幅切削部分的情况下将较粗糙光洁度降低到较少粗糙光洁度的目标。另外的目标包括但不限于工具压力、谐振、扭矩及其他性能特性的降低,其中这些目标可通过平衡不同切削部分的特性来实现。通过使用各种排屑槽上更有力的较粗糙刃,可达到极端而将所有特性降低尽可能多。
显而易见的是,本发明旋转切削工具提供优于先前旋转切削工具的优点。更具体地讲,本发明提供可使用相同端铣刀工具进行粗加工和精加工的旋转切削工具(例如,端铣刀)。此外,本发明提供在单个切削刃上使用真正的粗加工形式和直线精加工形式的旋转切削工具。本发明提供在相同刀片上具有粗加工切削部分和精加工切削部分的旋转切削工具,并且其中相邻刀片的粗加工切削部分和精加工切削部分重叠。这种旋转切削工具由于重叠的双轮廓切削刃而降低了正确运转所需的扭矩(和马力消耗)。
还显而易见的是,本发明提供这样的旋转切削工具,其由于切削刃更粗糙的轮廓而可增强轴向和径向接合,并且呈现更有力的总体切削特性。此外,本发明提供在操作期间可降低工具偏转继而允许更大进给速率的旋转切削工具。本发明还提供这样的旋转切削工具,其可更好地断屑,使得更好地排屑,继而在此以前一直可用,并且能降低长壁应用中出现的谐振。最后,显而易见的是,本发明提供这样的旋转切削工具,其使用较少马力以较重进给进行切削并且在工件上留下精加工表面。
本文指明的专利和其他文献据此在法律许可的完整范围内全文以引用方式并入本文中。根据对本说明书的考虑或实施本文所公开的发明,本发明的其他实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。本说明书和实例仅是示例性的,无意限制本发明的范围。本发明的真实范围和精神由以下的权利要求书指出。
Claims (17)
1.一种旋转切削工具(100;270),包括:
切削工具主体(102),所述切削工具主体(102)包括切削端部(112),并且所述切削工具主体(102)包括与其所述切削端部(112)相邻的切削部分(110);
所述切削部分(110)包括第一刀片(116;272),所述第一刀片(116;272)包括第一精加工切削部分(140;274)和与所述第一精加工切削部分(140;274)相邻的第一粗加工切削部分(142;280),并且所述切削部分(110)包括第二刀片(118;300),所述第二刀片(118;300)包括第二精加工切削部分(162,308)和与所述第二精加工切削部分(162;308)相邻的第二粗加工切削部分(164;302);以及
所述第一精加工切削部分(140;274)与所述第二精加工切削部分(162;308)和所述第二粗加工切削部分(164;302)中的一者或两者重叠,并且所述第一粗加工切削部分(142;280)与所述第二粗加工切削部分(164;302)和所述第二精加工部分(162;308)中的一者或两者重叠。
2.根据权利要求1所述的旋转切削工具(100;270),其中所述第一精加工切削部分(140;274)沿着所述第一刀片(116;272)延伸第一精加工长度(LF1A;276),并且所述第一粗加工切削部分(142;280)沿着所述第一刀片(116;272)延伸第一粗加工长度(LR1A;282),并且所述第一精加工长度(LF1A;276)等于所述第一粗加工长度(LR1A;282)。
3.根据权利要求1所述的旋转切削工具(100;270),其中所述第一精加工切削部分(140;274)沿着所述第一刀片(116;272)延伸第一精加工长度(LF1A;276),并且所述第一粗加工切削部分(142;280)沿着所述第一刀片(116;272)延伸第一粗加工长度(LR1A;282),并且所述第一精加工长度(LF1A;276)不等于所述第一粗加工长度(LR1A;282)。
4.根据权利要求1所述的旋转切削工具(110;270),其中所述第一精加工切削部分(140;274)包括第一精加工直线切削刃(140;274),并且所述第一粗加工切削部分(142;280)包括第一粗加工正弦切削刃(142;280),并且所述第二精加工切削部分(144;290)包括第二精加工直线切削刃(144;290),并且所述第二粗加工切削部分(146;292)包括第二粗加工正弦切削刃(146;292)。
5.根据权利要求1所述的旋转切削工具(270),其中所述第一精加工切削部分(274)开始于所述切削工具主体的所述切削端部并且在轴向向后方向上从所述切削工具主体的所述切削端部附近延伸第一精加工长度(276),并且所述第二粗加工切削部分(302)开始于所述切削工具主体的所述切削端部并且在轴向向后方向上从所述切削工具主体的所述切削端部附近延伸第二粗加工长度(304)。
6.根据权利要求6所述的旋转切削工具(270),其中所述第一精加工长度(276)小于所述第二粗加工长度(304)。
7.根据权利要求1所述的旋转切削工具(100;270),其中所述第一精加工切削刃(140;274)沿着所述第一刀片(116;272)延伸第一精加工长度(LF1A;276),并且所述第一粗加工切削刃(142;280)沿着所述第一刀片(116,272)延伸第一粗加工长度(LR1A;282)。
8.根据权利要求1所述的旋转切削工具(100),其中所述切削工具主体(102)包括轴向向前端部(104)和轴向向后端部(106),并且所述切削端部(112)位于所述轴向向前端部(104),所述切削工具主体(102)包括与其所述轴向向后端部(106)相邻的柄部分(108)。
9.根据权利要求1所述的旋转切削工具(100),其中所述切削工具主体(102)具有中心纵向轴线(B-B),并且所述第一刀片(116)和所述第二刀片(118)中的每一者具有大体螺旋形取向并且以相对于所述切削工具主体(102)的所述中心纵向轴线(B-B)成约35度与约45度之间的角度(D)设置。
10.根据权利要求1所述的旋转切削工具(100;270),其中所述第一刀片(116)限定第一切削刃,所述第一精加工切削部分(140;274)连接所述第一粗加工切削部分(142;280),并且所述第一切削刃在所述第一精加工切削部分(140;274)与所述第一粗加工切削部分(142;280)的连接处具有中断部。
11.根据权利要求10所述的旋转切削工具(100;270),其中所述第二刀片(118;300)限定第二切削刃,所述第二精加工切削部分(162;308)连接所述第二粗加工切削部分(164;302),并且所述第二切削刃在所述第二精加工切削部分(162;308)与所述第二粗加工切削部分(164;302)的连接处具有中断部。
12.一种旋转切削工具(200),包括:
切削工具主体,所述切削工具主体包括切削端部,并且所述切削工具主体还包括与所述切削端部相邻的切削部分;
所述切削部分包括第一刀片(202)和第二刀片(240),所述第一刀片(202)包括第一精加工切削部分(230)和与所述第一精加工切削部分(230)相邻的第一适度粗加工切削部分(220),所述第二刀片(240)包括第二精加工切削部分(254)和与所述第二精加工切削部分(254)相邻的第二适度粗加工切削部分(248);
所述第一精加工切削部分(230)与所述第二精加工切削部分(254)和所述第二适度粗加工切削部分(248)中的一者或多者重叠,并且所述第一适度粗加工切削部分(220)与所述第二适度粗加工切削部分(248)和所述第二精加工切削部分(254)中的一者或多者重叠;以及
其中所述第一精加工切削部分(230)包括第一精加工直线偏心磨削切削刃(232),并且所述第一适度粗加工切削刃(220)包括第一适度粗加工正弦切削刃(224),并且所述第二精加工切削部分(254)包括第二精加工直线偏心磨削切削刃(258),并且所述第二适度粗加工切削部分(248)包括第二适度粗加工正弦切削刃(252)。
13.根据权利要求12所述的旋转切削工具(200),其中所述第一刀片(202)还包括与所述第一适度粗加工切削部分(204)相邻的第一粗加工切削部分(212),并且所述第二刀片(240)包括与所述第二适度粗加工部分(248)相邻的第二粗加工切削部分(242)。
14.根据权利要求12所述的旋转切削工具(200),其中所述第一粗加工切削部分(212)包括第一粗加工正弦切削刃(216),并且所述第二粗加工切削部分(242)包括第二粗加工正弦粗加工切削刃(246)。
15.根据权利要求14所述的旋转切削工具(200),其中所述第一适度粗加工正弦切削刃(224)具有第一适度粗加工振幅,所述第一粗加工正弦切削刃(216)具有第一粗加工振幅,并且所述第一粗加工振幅大于所述第一适度粗加工振幅,并且所述第二适度粗加工正弦切削刃(252)具有第二适度粗加工振幅,所述第二粗加工正弦切削刃(246)具有第二粗加工振幅,并且所述第二粗加工振幅大于所述第二适度粗加工振幅。
16.一种旋转切削工具(20),包括:
切削工具主体(22),所述切削工具主体(22)包括切削端部(32),并且所述切削工具主体(22)还包括与所述切削端部(32)相邻的切削部分(30);
所述切削部分(30)包括第一刀片(36)和第二刀片(38),所述第一刀片(36)包括第一适度粗加工切削部分(54)和与所述第一适度粗加工切削部分(54)相邻的第一粗加工切削部分(56),所述第二刀片(38)包括第二适度粗加工切削部分(78)和与所述第二适度粗加工切削部分(78)相邻的第二粗加工切削部分(76);
所述第一适度粗加工切削部分(54)与所述第二适度粗加工切削部分(78)和所述第二粗加工切削部分(76)中的一者或多者重叠,并且所述第一粗加工切削部分(56)与所述第二粗加工切削部分(76)和所述第二适度粗加工切削部分(78)中的一者或多者重叠;以及
其中所述第一适度粗加工切削部分(54)包括第一适度粗加工正弦切削刃(55),并且所述第一粗加工切削部分(56)包括第一粗加工正弦切削刃(57),并且所述第二适度粗加工切削部分(78)为第二适度粗加工正弦切削刃(79),并且所述第二粗加工切削部分(76)为第二粗加工正弦切削刃(77)。
17.根据权利要求16所述的旋转切削工具(20),其中所述第一适度粗加工正弦切削刃(55)具有第一精加工振幅,所述第一粗加工正弦切削刃(57)具有第一粗加工振幅,并且所述第一粗加工振幅大于所述第一适度粗加工振幅。
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