CN111673157A - 一种氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其包括刀柄和形成于刀柄一端的刀体，所述结构件加工铣刀的刀体包括：至少两道第一切削刃和至少两道第二切削刃，每一所述第一切削刃和第二切削刃都以所述刀柄旋转轴为轴线螺旋延伸形成的左旋弧状刃口，第一切削刃和第二切削刃间隔设置，且相邻的所述第一切削刃和第二切削刃之间形成朝向所述刀柄旋转轴凹陷的排粉槽；以刀柄旋转轴为轴线，则两对称设置的第一切削刃的刀刃尖角之间的距离大于两对称设置的第二切削刃的刀刃尖角之间的距离。从而，保证刀刃的整体强度，在切削过程中不易损坏而导致材料中有金属残留，继而保证了产品烧结后的质量，并通过设置排粉槽减少生产现场的扬尘。

Description

一种氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀

技术领域

本发明属于陶瓷结构件加工技术领域，具体地说，尤其涉及一种氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀。

背景技术

现有技术下的陶瓷结构件，尤其是氮化铝陶瓷结构件加工中采用的铣刀，是采用高速工具钢、硬质合金作为材质的，且为了进一步提高铣刀的耐热性能、耐磨性能以及铣刀自身硬度，会在铣刀基体表面进行镀层处理。

例如，现有设备中，陶瓷加工中常用的包括右旋螺线齿刃铣刀和直刃铣刀。吸能干切加工过程中，右旋螺旋齿刃铣刀逆时针旋转，其刀刃由下自上地与生坯结构件的边沿位置处接触，且随着铣刀旋转和铣向移动，其右旋螺线刀刃对结构件边沿位置产生向上的切削力，从而在该切削力的作用下，结构件边沿处容易产生切削的崩口，且由于该切削崩口的产生，也间接得对刀刃造成较大的损耗，致使刀刃的锋利程度受到较大影响，继而使得成品极易因受力过大而产生裂纹或者成品材料出现分层。甚至，因刀刃损坏产生的部分金属本体残留在烧结前的陶瓷材料中，从而对烧结后成型的生坯造成污染。

另一方面，加工过程中，螺线齿刃和直刃铣刀的刀刃由于齿刃结构单一，则与生坯切削时产生大量上扬的粉尘，对现场环境和施工安全造成不同程度的影响。

有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决陶瓷结构件加工工艺中，右旋螺线齿刃和直刃铣刀磨损快、使用寿命短，氮化铝陶瓷结构件加工质量难以保证的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有简化的结构并且易于实现，取代现有技术下采用高速工具钢制备的右旋螺线齿刃或者直刃铣刀，能够显著延长铣刀加工的使用寿命，避免成品在生产过程中受力出现崩口、裂纹或者分层，防止因刀刃损坏致使刀刃金属碎片残留的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其包括刀柄和形成于刀柄一端的刀体，所述结构件加工铣刀的刀体包括：至少两道第一切削刃和至少两道第二切削刃，所述第一切削刃的刃口与加工面垂直，所述第二切削刃的刃口呈锥形，每一所述第一切削刃和第二切削刃都以所述刀柄旋转轴为轴线螺旋延伸形成的左旋弧状刃口，第一切削刃和第二切削刃间隔设置，且相邻的所述第一切削刃和第二切削刃之间形成朝向所述刀柄旋转轴凹陷的排粉槽；以刀柄旋转轴为轴线，则两对称设置的第一切削刃的刀刃尖角之间的距离大于两对称设置的第二切削刃的刀刃尖角之间的距离。

优选地，还包括间隔设置的至少两道第三切削刃和至少两道第四切削刃，第三切削刃和第四切削刃都呈“S”形，其都从所述第一切削刃的刃端向其相邻的第二切削刃的刃端延伸，以连接相邻的第一切削刃和第二切削刃的端部，并且，所述第三切削刃和第四切削刃连接形成平整的十字形刀头端面。

进一步优选地，将构成“S”形第三切削刃的两圆弧定义为第一圆弧和第二圆弧，则，所述第一圆弧所在圆的半径长度与所述第二圆弧所在圆的半径长度比为1∶3，所述第四切削刃的两端分别与对称设置的两第三切削刃连接，其中，所述第四切削刃的一端与两对称设置的第三切削刃中任一上的第二圆弧的端点连接，其另一端延伸至另一第三切削刃的第一圆弧的中点位置。

更进一步优选地，沿刀柄旋转轴旋转刀柄，所述第一切削刃、第二切削刃以及所述刀刃尖角与生坯结构件的表面接触，切削过程中形成的粉末从所述排粉槽内排出，其中，切削时，铣刀顺时针旋转并与铣向同向和/或反向移动，所述第一切削刃和第二切削刃与所述生坯结构件的边沿位置接触并自上而下地切割结构件的边沿位置。

又优选地，所述刀头端面与所述刀柄旋转轴垂直。

又进一步优选地，切削时，将所述第一切削刃和第二切削刃所在弧线与加工平面之间形成的夹角定义为螺旋刃升角，则，切削过程中，所述第一切削刃和第二切削刃的螺旋刃升角在35度至75度的范围内变化。

还优选地，则两对称设置的第一切削刃的刀刃尖角之间的距离与两对称设置的第二切削刃的刀刃尖角之间的距离的长度比为5∶4。

再进一步优选地，所述第二切削刃的垂直锥度大于等于1度小于等于3度。

优选地，所述刀体采用全陶瓷氧化锆材质制成。由于以上技术方案的采用，本发明相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、第一切削刃、第二切削刃是沿刀柄旋转轴为轴线螺旋延伸，形成左旋的螺线弧状刃口，至少两道第一切削刃和至少两道第二切削刃之间形成四道螺旋延伸的排粉槽，至少两道“S”形的第三切削刃和至少两道第四切削刃将第一切削刃和第二切削刃的端部连接，从而形成十字形平整的刀头端面，切削时，铣刀以刀柄旋转轴为轴心顺时针旋转，此时，第一切削刃和第二切削刃的弧状切面以及刀刃尖角与生坯结构件的加工面接触，并切削所述加工面，在该过程中，铣刀与铣向同向和/或反向移动，第一切削刃和第二切削刃与生坯结构件的边沿位置接触，并自上而下地对结构件的边沿位置进行切割；从而，基体设计能够保证刀刃的整体强度的同时，在切削过程中不再给结构件施加向上的力，避免切口处产生崩口，另外，刀刃不易损坏而导致材料中有金属残留，继而保证了产品烧结后的质量；

2、第一切削刃和第二切削刃间隔设置，并于第一切削刃和第二切削刃之间形成朝向刀柄旋转轴凹陷的排粉槽，切削时，第一切削刃和第二切削刃与生坯结构件的加工面接触，铣刀旋转产生的粉末在旋转惯性的作用下向外运动，并通过排粉槽从槽底排出，减少生产现场的扬尘；

3、采用全陶瓷氧化锆材质取代现有技术中的高速工具钢，刀刃一体成型，有效降低对生坯结构件加工过程中对其造成的污染；

4、对称设置的第一切削刃和第二切削刃可以确保铣刀高速旋转切削平衡，并且，在本发明中，将第一切削刃的刃口设置成与结构件的加工平面垂直，从而确保侧切削面是平整垂直；相应的，将第二切削刃的刃口设置成锥型，也即，与被加工件的加工面之间呈一定的角度，从而由于副刃有一定的锥角，则高速切削过程中产生旋转向下作用力，有效将切削粉末旋入排粉槽并从其底部排出，避免第一切削刃加工后氮化铝粉中的有机物粉粘附在刃口上，降低其切能力，以实现自洁刀刃。

附图说明

图1为示意图，示出了本发明的一个较佳实施例所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀的结构；

图2为侧视图，示出了图1所示的铣刀的侧面结构；

图3为示意图，示出了图1所示的铣刀刀头端面的结构；

图4为状态图，示出了图1所示的铣刀切削状态下与生坯结构件加工面接触的状态；

图5为仰视图，示出了图4的俯视结构。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的一种氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

需要说明的是，本发明实施例中所使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明的较佳实施例所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，是用于对氮化铝陶瓷生坯结构件进行切削加工的铣刀，当然，其也可以用于其他陶瓷生坯结构件的加工。在本发明的实施例中，铣刀采用全陶瓷氧化锆材质取代现有工艺中采用的高速工具钢作为刀体的基体材质。刀体大致呈圆柱体，其具有中心轴线，铣刀进行切削加工时以刀体的中心轴线为旋转轴进行旋转，刀体包括前端和后端，切削部形成于前端，刀柄形成于后端

图1为示意图，示出了本发明的一个较佳实施例所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀的结构。图2为侧视图，示出了图1所示的铣刀的侧面结构。参看图1和图2，本发明的该较佳实施例所述的氮化铝陶瓷生坯结构件包括刀柄10和形成于刀柄10一端的刀体20。刀柄10和刀体20同轴，也即，刀柄10和刀体20都分别以刀柄10的旋转轴为轴心线，从图上可以看出，刀体20上包括多道左旋螺线旋转延伸并朝向刀柄10旋转旋转轴方向凹陷的排粉槽21。

刀体20包括两道第一切削刃22和两道第二切削刃23，第一切削刃22和第二切削刃都是以刀柄10旋转轴为轴线螺线延伸形成的左旋弧状刃口，图3为示意图，示出了图1所示的铣刀刀头端面的结构。参看图1和图3，设定刀柄10的旋转轴为轴线，则在该实施例中，第一切削刃22和第二切削刃23的端部形成刀刃尖角25，刀刃尖角25呈向内凹陷的弧状，其外侧的部分为刃背。两第一切削刃22和两第二切削刃23都是对称设置，则两对称设置的第一切削刃22的刀刃尖角25之间的距离D1应当是大于两对称设置的第二切削刃23的刀刃尖角25之间的距离D2的，在该较佳实施例中，将距离D1与D2的长度比设置为5∶4。

继续参看图1，排粉槽21是形成于间隔设置的两第一切削刃22和两的第二切削刃23之间的槽状结构，继续参看图1，还包括两第三切削刃26和两第四切削刃27，同样的，两第三切削刃26和第四切削刃27也为对称设置，且第三切削刃26和第四切削刃27也为间隔设置。如图所示，第三切削刃26和第四切削刃都呈“S”字形，也都是从一第一切削刃22的刃端向与其相邻的一第二切削刃23的刃端延伸，也即，第三切削刃26和第四切削刃27的两端分别与相邻的两第一切削刃22和第二切削刃23的端部连接，则在该较佳实施例中，两第三切削刃26和两道第四切削刃27的端部连接，形成一平整的十字形刀头端面24，在本发明的该较佳实施例中，是将刀头端面24设置成与刀柄10旋转轴线垂直，在其他实施例中，也可以根据实际的生坯加工需要，将刀头端面24设置成与刀柄10旋转轴线之间形成一定角度，本发明的实施例不限于此。

继续参看图1和图3，“S”形的第三切削刃26可以看成是由两圆弧拼接而成，设定两圆弧分别为第一圆弧261和第二圆弧262，则第一圆弧261所在圆的半径长度与第二圆弧262所在圆的半径长度比为1∶3，且第一圆弧261的长度小于第二圆弧262的长度。而两对称设置的第四切削刃27的两端分别与两第三切削刃连接，且参看附图可以看出，任一第四切削刃27的一端与任一第三切削刃26中第二圆弧262的端点连接，且另一端延伸至另一第三切削刃26的第一圆弧261的中点位置。也因此，铣刀刀体上两对称设置的第一切削刃22的刀刃尖角25之间的距离D1应当是大于两对称设置的第二切削刃23的刀刃尖角25之间的距离D2的。

实际切削时，是第一切削刃22、第二切削刃23以及刀刃尖角25与生坯结构件的表面接触，而切削过程中形成的粉末通过排粉槽21排出。

图4为状态图，示出了图1所示的铣刀切削状态下与生坯结构件加工面接触的状态。图5为仰视图，示出了图4的俯视结构。参看图3和图4，如前所述，切削时，是第一切削刃22、第二切削刃23以及刀刃尖角25与生坯结构件30的表面接触。参看图3，将第一切削刃22和第二切削刃23所在弧线与加工平面31之间的夹角定义为螺旋刃升角β，应当看出，实际切削时，第一切削刃22和第二切削刃23的螺旋刃升角是随着切削过程而变化的，该较佳实施例中，螺旋刃升角在35度至75度的范围内变化。同时，第二切削刃23与垂直方向的加工垂面32之间的垂直锥度α为大于等于1度小于等于3度的。在本发明的该较佳实施例中，螺旋刃升角β为50度，第二切削刃23与垂直方向的加工垂面32之间的垂直锥度α为3度。

在该较佳实施例中，将第一切削刃2的刃口设置成与生坯结构件30的加工平面31垂直，从而使得侧切削面垂直平整，乡音的，将第二切削刃23的刃口设置成锥形，也即，第二切削刃23的刃口与被生坯结构件30的加工面之间保持一定的角度，则第二切削刃23的刃口在高速切削过程中因旋转而产生向下的作用力，这样，切削过程中产生的粉末因受到向下的作用力而被旋入排粉槽21并从排粉槽21的底部排出。

再参看图3和图，第一切削刃22和第二切削刃23构成的刀头基体的的截面为圆形，回看图3，沿刀柄10的旋转轴顺时针转动刀柄10，同时推进铣刀与铣向同向和/或反向移动，从而，第一切削刃22和第二切削刃23与生坯结构件30的加工平面31和加工垂面32接触，并分别对加工平面31和加工垂面32进行切削，在该过程中，第一切削刃22和第二切削刃23对加工垂面自上而下地切割，从而不再对切口施加向上的力以导致切飞崩口，同时，刀刃尖角25也与生坯结构件30的加工面接触，进行二次切削，整体过程中产生的粉末以及扬尘在旋转过程中进入至排粉槽21内，而后，因刀柄10的进一步旋转以及自身重力的影响，从排粉槽21的底部排出，避免于加工现场形成扬尘。

由于以上技术方案的采用，本发明相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

第一切削刃、第二切削刃是沿刀柄旋转轴为轴线螺旋延伸，形成左旋的螺线弧状刃口，至少两道第一切削刃和至少两道第二切削刃之间形成四道螺旋延伸的排粉槽，至少两道“S”形的第三切削刃和至少两道第四切削刃将第一切削刃和第二切削刃的端部连接，从而形成十字形平整的刀头端面，切削时，铣刀以刀柄旋转轴为轴心顺时针旋转，此时，第一切削刃和第二切削刃的弧状切面以及刀刃尖角与生坯结构件的加工面接触，并切削所述加工面，在该过程中，铣刀与铣向同向和/或反向移动，第一切削刃和第二切削刃与生坯结构件的边沿位置接触，并自上而下地对结构件的边沿位置进行切割；从而，基体设计能够保证刀刃的整体强度的同时，在切削过程中不再给结构件施加向上的力，避免切口处产生崩口，另外，刀刃不易损坏而导致材料中有金属残留，继而保证了产品烧结后的质量；

2、第一切削刃和第二切削刃间隔设置，并于第一切削刃和第二切削刃之间形成朝向刀柄旋转轴凹陷的排粉槽，切削时，第一切削刃和第二切削刃与生坯结构件的加工面接触，铣刀旋转产生的粉末在旋转惯性的作用下向外运动，并通过排粉槽从槽底排出，减少生产现场的扬尘；

3、采用全陶瓷氧化锆材质取代现有技术中的高速工具钢，刀刃一体成型，有效降低对生坯结构件加工过程中对其造成的污染。

4、对称设置的第一切削刃和第二切削刃可以确保铣刀高速旋转切削平衡，并且，在本发明中，将第一切削刃的刃口设置成与结构件的加工平面垂直，从而确保侧切削面是平整垂直；相应的，将第二切削刃的刃口设置成锥型，也即，与被加工件的加工面之间呈一定的角度，从而由于副刃有一定的锥角，则高速切削过程中产生旋转向下作用力，有效将切削粉末旋入排粉槽并从其底部排出，避免第一切削刃加工后氮化铝粉中的有机物粉粘附在刃口上，降低其切能力，以实现自洁刀刃。

以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其包括刀柄和形成于刀柄一端的刀体，其特征在于，所述结构件加工铣刀的刀体包括：至少两道第一切削刃和至少两道第二切削刃，所述第一切削刃的刃口与加工面垂直，所述第二切削刃的刃口呈锥形，

每一所述第一切削刃和第二切削刃都以所述刀柄旋转轴为轴线螺旋延伸形成的左旋弧状刃口，第一切削刃和第二切削刃间隔设置，且相邻的所述第一切削刃和第二切削刃之间形成朝向所述刀柄旋转轴凹陷的排粉槽；

以刀柄旋转轴为轴线，则两对称设置的第一切削刃的刀刃尖角之间的距离大于两对称设置的第二切削刃的刀刃尖角之间的距离。

2.根据权利要求1所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其特征在于，还包括间隔设置的至少两道第三切削刃和至少两道第四切削刃，第三切削刃和第四切削刃都呈“S”形，其都从所述第一切削刃的刃端向其相邻的第二切削刃的刃端延伸，以连接相邻的第一切削刃和第二切削刃的端部，并且，所述第三切削刃和第四切削刃连接形成平整的十字形刀头端面。

3.根据权利要求2所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其特征在于，将构成“S”形第三切削刃的两圆弧定义为第一圆弧和第二圆弧，则，所述第一圆弧所在圆的半径长度与所述第二圆弧所在圆的半径长度比为1∶3，所述第四切削刃的两端分别与对称设置的两第三切削刃连接，其中，

所述第四切削刃的一端与两对称设置的第三切削刃中任一上的第二圆弧的端点连接，其另一端延伸至另一第三切削刃的第一圆弧的中点位置。

4.根据权利要求3所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其特征在于，沿刀柄旋转轴旋转刀柄，所述第一切削刃、第二切削刃以及所述刀刃尖角与生坯结构件的表面接触，切削过程中形成的粉末从所述排粉槽内排出，其中，

切削时，铣刀顺时针旋转并与铣向同向和/或反向移动，所述第一切削刃和第二切削刃与所述生坯结构件的边沿位置接触并自上而下地切割结构件的边沿位置。

5.根据权利要求2所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其特征在于，所述刀头端面与所述刀柄旋转轴垂直。

6.根据权利要求3所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其特征在于，切削时，将所述第一切削刃和第二切削刃所在弧线与加工平面之间形成的夹角定义为螺旋刃升角，则，

切削过程中，所述第一切削刃和第二切削刃的螺旋刃升角在35度至75度的范围内变化。

7.根据权利要求1所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其特征在于，则两对称设置的第一切削刃的刀刃尖角之间的距离与两对称设置的第二切削刃的刀刃尖角之间的距离的长度比为5∶4。

8.根据权利要求4所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其特征在于，所述第二切削刃的垂直锥度大于等于1度小于等于3度。

9.根据权利要求1至8任一项所述的氮化铝陶瓷生坯结构件加工铣刀，其特征在于，所述刀体采用全陶瓷氧化锆材质制成。

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