CN113399727A - 一种面铣精加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面铣精加工刀具，包括一棒形体；棒形体分为切削部和柄部两段；切削部中，由底端向顶端方向延伸设有两个以上的排屑槽，切削部的底端基于排屑槽设置齿隙，齿隙朝向切削旋转方向的面为底端切削刃前刀面，底端切削刃前刀面与切削部的底端端面相交形成底端切削刃，切削部的底端端面为底端切削刃后刀面；底端切削刃与圆周切削刃之间采用交接圆角过渡；底端切削刃前刀面为半径均匀变化的圆弧面，且底端切削刃前刀面与交接圆角所具有的圆角前刀面之间也为半径均匀变化过渡。本发明使刀具在高速高效加工工况下，能够有效提升加工表面质量，并增加刀具强度。

Description

一种面铣精加工刀具

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，特别是涉及一种面铣精加工刀具。

背景技术

切削刀具是机械制造中用于切削加工的工具，由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，因此这类刀具为金属切削刀具。目前在金属切削领域，通常使用圆角头立铣刀进行金属平面的面铣精加工，但是随着切削领域的发展，追求更高速更高效的加工方式，提升刀具加工效率，通常采用加大切削深度，提高切削刀具转动速度，增加刀具齿数等加工方法，但是现有技术的面铣精加工在提高刀具加工效率的几个方向均存在问题，在大切深、高转速的加工工况下极易出现刀具振动情况，使加工表面质量难以满足要求，而增加刀具齿数又极易出现排屑不畅的问题。另外，在高速高效加工工况下，刀具所承受的冲击也会随之加大，对刀具的强度也提出了更高的要求，现有技术的这类刀具圆角过其圆心剖面后刀面通常呈直线，这样的刀具极易在高冲击工况下发生刀具圆角崩缺，从而影响刀具寿命和性能，并且增加加工成本，同时也会降低加工工件质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种面铣精加工刀具，通过对切削刀具底端切削刃设计和刀具圆角进行了优化，使刀具在高速高效加工工况下，能够有效提升加工表面质量，并增加刀具强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种面铣精加工刀具，包括一棒形体；所述棒形体分为切削部和柄部两段；所述切削部的自由端设为底端，所述柄部的自由端设为顶端；所述切削部的外径为D；所述切削部中，由底端向顶端方向螺旋延伸设有两个以上的排屑槽，排屑槽朝向切削旋转方向的面为前刀面，所述前刀面与所述切削部的外周面相交形成圆周切削刃，所述切削部的外周面中与切削刃相接的面为后刀面；所述后刀面自切削部的底端延伸至柄部；所述切削部的底端基于排屑槽设置齿隙，齿隙朝向切削旋转方向的面为底端切削刃前刀面，所述底端切削刃前刀面与所述切削部的底端端面相交形成底端切削刃，所述切削部的底端端面为底端切削刃后刀面；所述底端切削刃与圆周切削刃之间采用交接圆角过渡；所述底端切削刃前刀面为半径均匀变化的圆弧面，且底端切削刃前刀面与交接圆角所具有的圆角前刀面之间也为半径均匀变化过渡。

所述交接圆角具有后刀面，圆角后刀面分为两段，紧邻交接圆角为第一段圆角后刀面，第一段圆角后刀面为直面，第二段圆角后刀面为圆弧形。

所述底端切削刃由两段组成，分别为靠近棒形体的轴心的第一部分和与交接圆角相邻的第二部分。

所述底端切削刃的第一部分与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ1，且0°＜θ1≤8°；所述底端切削刃的第二部分与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ2，且-1°≤θ2≤1°。

所述底端切削刃的第二部分设为修光刃结构。

所述修光刃长度为a，且0＜a≤0.2D。

所述交接圆角半径为R，且0＜R≤0.5D。

所述的两个以上底端切削刃中，相邻的两个底端切削刃之间形成夹角，各个夹角不完全相等。

所述棒形体为高速钢、硬质合金、CBN和PCD中的一种或多种材料制作而成。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明由于采用了将底端切削刃前刀面设为半径均匀变化的圆弧面，且底端切削刃前刀面与交接圆角所具有的圆角前刀面之间也为半径均匀变化过渡。本发明的这种结构，使刀具底端切削刃与刀具交接圆角为均匀过渡，使其交接位置不出现尖点；能够降低底端切削刃与过渡圆角之间的应力集中，避免其出现加工崩损的问题。

2、本发明由于采用了将底端切削刃设为两段，分别为靠近棒形体的轴心的第一部分和与交接圆角相邻的第二部分，所述底端切削刃的第一部分与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ1，且0°＜θ1≤8°；所述底端切削刃的第二部分与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ2，且-1°≤θ2≤1°，并且将底端切削刃的第二部分设为修光刃结构。本发明的这种结构，能够提升底端切削刃的锋利性，降低刀具切削加工时的切削力，同时不影响刀具加工强度，使刀具能够适应更大的切削深度和更高的进给量，也降低了刀具振刀风险，保证加工的稳定性；并能够有效提升刀具加工表面质量。

3、本发明由于采用了将交接圆角的圆角后刀面分为两段，紧邻交接圆角为第一段圆角后刀面，第一段圆角后刀面为直面，第二段圆角后刀面为圆弧形。本发明的这种结构，能够保证刀具过渡圆角锋利性的同时，有限提升刀具圆角强度，防止出现刀具圆角崩缺情况。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种面铣精加工刀具不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的实施例的立体构造示意图；

图2是本发明的实施例的结构示意图；

图3是图2中的A向示图；

图4是沿图2中的B-B线的剖视图；

图5是沿图3中的C-C线的剖视图；

图6是图2中的E部放大示意图。

图中：10、棒形体；1、切削部；2、柄部；3、排屑槽；4、圆周切削刃前刀面；5、圆周切削刃；6、圆周切削刃后刀面；7、齿隙；8、底端切削刃前刀面；9、底端切削刃；11、底端切削刃后刀面；12、交接圆角；13、修光刃；14、第一段圆角后刀面；15、第二段圆角后刀面；16、圆角前刀面；17、底端切削刃的第一部分。

具体实施方式

实施例

参见图1至图6所示，本发明的一种面铣精加工刀具，包括一棒形体10；所述棒形体10分为切削部1和柄部2两段；所述切削部1的自由端设为底端，所述柄部2的自由端设为顶端；所述切削部1的外径为D；所述切削部1中，由底端向顶端方向螺旋延伸设有两个以上的排屑槽3，本实施例为六刃刀具，排屑槽3有六个；排屑槽3朝向切削旋转方向的面为前刀面4，所述前刀面4与所述切削部1的外周面相交形成圆周切削刃5，所述切削部1的外周面中与切削刃5相接的面为后刀面6；所述后刀面6自切削部1的底端延伸至柄部2；所述切削部1的底端基于排屑槽3设置齿隙7，齿隙7朝向切削旋转方向的面为底端切削刃前刀面8，所述底端切削刃前刀面8与所述切削部1的底端端面相交形成底端切削刃9，所述切削部1的底端端面为底端切削刃后刀面11；所述底端切削刃9与圆周切削刃6之间采用交接圆角12过渡；所述底端切削刃前刀面11为半径均匀变化的圆弧面，且底端切削刃前刀面11与交接圆角12所具有的圆角前刀面16之间也为半径均匀变化过渡。

本实施例中，如图4所示，所述交接圆角11具有后刀面，圆角后刀面分为两段，紧邻交接圆角为第一段圆角后刀面14，第一段圆角后刀面14为直面，第二段圆角后刀面15为圆弧形，圆弧半径为r。

本实施例中，如图3所示，所述底端切削刃9由两段组成，分别为靠近棒形体的轴心的第一部分17和与交接圆角11相邻的第二部分13。

本实施例中，如图6所示，所述底端切削刃的第一部分17与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ1，且0°＜θ1≤8°；若夹角θ1过大，则底端切削刃强度降低，无法适应高速高效加工产生的冲击，极易发生底端切削刃刃口崩缺问题；所述底端切削刃的第二部分13与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ2，且-1°≤θ2≤1°；若夹角θ2过大或过小，刀具加工表面均会产生不均匀纹路，使面铣加工表面凹凸不平，影响加工表面质量。

本实施例中，所述底端切削刃的第二部分13设为修光刃结构。

本实施例中，如图6所示，所述修光刃13长度为a，且0＜a≤0.2D。若长度a过大，则刀具切削力明显增大，会影响刀具在切削加工时的表面质量，在薄板类零件加工时，还极易造成刀具和工件振动，严重时可能会造成刀具或零件报废。

本实施例中，如图6所示，所述交接圆角12半径为R，且0＜R≤0.5D。

本实施例中，所述的两个以上底端切削刃中，相邻的两个底端切削刃之间形成夹角，各个夹角不完全相等；如图3所示，本实施例为6刃铣刀，相邻两个底端切削刃9之间的夹角分别为α、β、γ，角度分别为65°，60°，55°。

本实施例中，所述棒形体10为高速钢、硬质合金、CBN(立方氮化硼)和PCD(聚晶金刚石)中的一种或多种材料制作而成。

本发明的一种面铣精加工刀具，采用了将底端切削刃前刀面11设为半径均匀变化的圆弧面，且底端切削刃前刀面11与交接圆角所具有的圆角前刀面16之间也为半径均匀变化过渡。本发明的这种结构，使刀具底端切削刃9与刀具交接圆角12为均匀过渡，使其交接位置不出现尖点；能够降低底端切削刃9与过渡圆角11之间的应力集中，避免其出现加工崩损的问题。

本发明的一种面铣精加工刀具，采用了将底端切削刃9设为两段，分别为靠近棒形体的轴心的第一部分17和与交接圆角相邻的第二部分13，所述底端切削刃的第一部分17与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ1，且0°＜θ1≤8°；所述底端切削刃的第二部分13与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ2，且-1°≤θ2≤1°，并且将底端切削刃的第二部分13设为修光刃结构。本发明的这种结构，能够提升底端切削刃9的锋利性，降低刀具切削加工时的切削力，同时不影响刀具加工强度，使刀具能够适应更大的切削深度和更高的进给量，也降低了刀具振刀风险，保证加工的稳定性；并能够有效提升刀具加工表面质量。

本发明的一种面铣精加工刀具，采用了将交接圆角12的圆角后刀面分为两段，紧邻交接圆角为第一段圆角后刀面14，第一段圆角后刀面14为直面，第二段圆角后刀面15为圆弧形。本发明的这种结构，能够保证刀具过渡圆角锋利性的同时，有限提升刀具圆角强度，防止出现刀具圆角崩缺情况。

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作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。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 (9)

1.一种面铣精加工刀具，包括一棒形体；所述棒形体分为切削部和柄部两段；所述切削部的自由端设为底端，所述柄部的自由端设为顶端；所述切削部的外径为D；所述切削部中，由底端向顶端方向螺旋延伸设有两个以上的排屑槽，排屑槽朝向切削旋转方向的面为前刀面，所述前刀面与所述切削部的外周面相交形成圆周切削刃，所述切削部的外周面中与切削刃相接的面为后刀面；所述后刀面自切削部的底端延伸至柄部；所述切削部的底端基于排屑槽设置齿隙，齿隙朝向切削旋转方向的面为底端切削刃前刀面，所述底端切削刃前刀面与所述切削部的底端端面相交形成底端切削刃，所述切削部的底端端面为底端切削刃后刀面；其特征在于：所述底端切削刃与圆周切削刃之间采用交接圆角过渡；所述底端切削刃前刀面为半径均匀变化的圆弧面，且底端切削刃前刀面与交接圆角所具有的圆角前刀面之间也为半径均匀变化过渡。

2.根据权利要求1所述的面铣精加工刀具，其特征在于：所述交接圆角具有后刀面，圆角后刀面分为两段，紧邻交接圆角为第一段圆角后刀面，第一段圆角后刀面为直面，第二段圆角后刀面为圆弧形。

3.根据权利要求1所述的面铣精加工刀具，其特征在于：所述底端切削刃由两段组成，分别为靠近棒形体的轴心的第一部分和与交接圆角相邻的第二部分。

4.根据权利要求3所述的面铣精加工刀具，其特征在于：所述底端切削刃的第一部分与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ1，且0°＜θ1≤8°；所述底端切削刃的第二部分与垂直于棒形体的轴心的平面之间夹角为θ2，且-1°≤θ2≤1°。

5.根据权利要求3或4所述的面铣精加工刀具，其特征在于：所述底端切削刃的第二部分设为修光刃结构。

6.根据权利要求5所述的面铣精加工刀具，其特征在于：所述修光刃长度为a，且0＜a≤0.2D。

7.根据权利要求2所述的面铣精加工刀具，其特征在于：所述交接圆角半径为R，且0＜R≤0.5D。

8.根据权利要求3所述的面铣精加工刀具，其特征在于：所述的两个以上底端切削刃中，相邻的两个底端切削刃之间形成夹角，各个夹角不完全相等。

9.根据权利要求1所述的面铣精加工刀具，其特征在于：所述棒形体为高速钢、硬质合金、CBN和PCD中的一种或多种材料制作而成。

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