CN201079861Y - 一种加强型铣刀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种加强型铣刀，包括刀体和刀片，刀体根据被加工形线设置若干组错齿刀槽，各刀槽相互独立并形成独立容屑槽，未开槽的部分为刀片的加强筋，轴向相邻的独立容屑槽在圆周方向上呈错位排布，每一独立容屑槽的底部设有刀片槽，刀片槽内安装有刀片。本实用新型铣刀每一刀片拥有独立的容屑槽，独立容屑槽使得各切削刃拥有自己的完全容屑空间；通过错齿布置达到各切削刃分担切削层的目的，使切削过程更加平稳；加强筋从整体上减轻重量，增强刀具刚性，适用于高速高效切削，应用前景看好。
Description
技术领域
本实用新型涉及高速、超硬精密刀具，尤其涉及一种非共槽错齿加强型可换刀片或焊接刀片铣刀，属于光机电一体化技术领域。
背景技术
目前，国内外硬质合金可换刀片或焊接刀片铣刀都是采用共槽拼齿结构。金属切削刀具技术领域所已知的国际知名公司，如SANDVIK、SECO、KENAMETAL、ISCAR等生产刀片式标准铣刀和非标准铣刀都为共槽拼齿型式。
共槽拼齿型铣刀如图1、图2所示，共槽拼齿结构铣刀有着宽大排屑槽，形成多齿共槽的型式。宽大排屑槽必然会降低刀体刚性，为了避免刚性降低，则必然加粗刀体，而刀体重量增大，将降低机床效率。同时，刀具重量增加，有可能超过换刀机械手抓力极限，造成设备事故。共槽拼齿型铣刀长时间实际应用以来，凸现出以下缺点：①由于排屑槽宽大，导致铣刀刚性降低严重，尤其是铣刀切削刃较长或切削刃形较为复杂时，刚性不足会严重降低铣刀使用寿命并影响工件表面质量；②共槽拼齿结构一般只适合制造成直槽和右旋型式，直槽铣刀由于切削刃在圆周方向布置不均匀，切削时会产生难以抑制的震动，切削质量下降；切削刃极易崩碎，刀片夹紧松动，甚至会导致严重的打刀事故；右旋型式的铣刀在切削时会产生使铣刀向外拉出的分力，刀具夹紧不可靠，影响工件尺寸精度；③共槽拼齿结构铣刀，由于多齿共用同一个容屑槽，在某些切削条件下会出现切屑缠绕产生二次切削的现象，会影响工件表面质量，降低铣刀的使用寿命。
因此，设计一种新型槽齿结构的铣刀，将是一项值得研究的重大技术课题。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种加强型铣刀。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
一种加强型铣刀，包括刀体和刀片，其特征在于：刀体根据被加工形线设置若干组错齿刀槽，各错齿刀槽相互独立并形成有独立容屑槽，未开槽的部分起到加强筋的作用，轴向相邻的独立容屑槽在圆周方向上呈错位排布，每一独立容屑槽的底部设有刀片槽，刀片槽内安装有刀片。
本实用新型的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现：
前述的一种加强型铣刀，其中，轴向相邻的独立容屑槽其圆周方向上的错位角度可根据直径、形状不同而有所变化。
前述的一种加强型铣刀，其中，所述刀体上开有6组错齿刀槽，6组错齿刀槽相互独立，每组错齿刀槽上形成有3个独立容屑槽，18个刀片槽内的18只刀片呈直槽、左旋或右旋错位排布。
前述的一种加强型铣刀，其中，不同组刀槽内的刀片其形状可以相同也可以不相同。
前述的一种加强型铣刀，其中，所述刀片采用焊接方式固定在刀片槽内。
前述的一种加强型铣刀，其中，所述刀片通过螺钉安装固定在刀片槽内。
前述的一种加强型铣刀，其中，所述刀片为硬质合金刀片，或立方氮化硼刀片(CBN)，或聚晶金刚石刀片(PCD)。
前述的一种加强型铣刀，其中，刀片可以是符合ISO标准的标准刀片，也可以是异形非标刀片。
本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在：
本实用新型一种加强型铣刀上每一刀片拥有独立的容屑槽，独立容屑槽使得各切削刃可以拥有自己的完全容屑空间；通过错齿布置达到各切削刃分担切削层的目的，即通常所说的分屑，使切削过程更加平稳。加强筋从整体上减轻重量，使得基体材料分配更为合理，在不增加基体重量的条件下达到增强刀具刚性的目的。经过实践证明，一种加强型铣刀的切削速度可提高切削速度60～90％，并且可增加单齿切削深度，提高切削效率3～5倍。可广泛适用于高速高效切削，经济效益和社会效应显著。
附图说明
下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：
图1、图2：现有技术共槽拼齿型铣刀的结构示意图；
图3：本实用新型一种加强型铣刀的轴测图；
图4：图3的主视图；
图5：图3的左视图；
图6～图9：不同形状刀片的结构示意图。
图中各附图标记的含义见下表：
| 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 |
| 1 | 刀体 | 1a | 第一道加强筋 | 1b | 独立容屑槽 |
| 1c | 第一组刀片 | 2c | 第二组刀片 | 3c | 第三组刀片 |
| 4c | 第四组刀片 | 5c | 第五组刀片 | 6c | 第六组刀片 |
具体实施方式
如图3～5所示，一种加强型铣刀，包括刀体1和刀片，刀体1上根据加工形线设置有6组错齿刀槽，6组错齿刀槽相互独立，每组错齿刀槽上形成有3个独立容屑槽，未开槽的部分起到加强筋的作用，每一组独立容屑槽在圆周方向上呈三等分阵列设置，其相互间隔为120°，而轴向相邻的独立容屑槽在圆周方向上呈错位排布，其圆周方向上的错位角度不相等且不特定，需根据铣刀直径与刀具形线设计，保证相邻两刀片在轴向上相互切削过渡，每一独立容屑槽的底部设有刀片槽，刀片焊接在刀片槽内，也可用螺钉安装在刀片槽内。从图中可清晰看出，第一组错齿刀槽上的独立容屑槽1b、第一道加强筋1a及第一组刀片1c，刀片1c、3c、5c呈阶梯错列设置，刀片2c、4c、6c也呈阶梯错列设置，刀片1c与2c、2c与3c、3c与4c等等，圆周方向上的错位角度不同，6×3个刀片槽内的6×3只刀片形成螺旋形错位排布。不同道刀槽内的刀片其形状需根据加工形线设计，可相同也可不相同。如图6～9，该铣刀共有4种刀片，其中2c、3c、4c为相同刀片，1c、5c、6c与2c、3c、4c不相同。通常刀片采用硬质合金刀片，也可以采用CBN(立方氮化硼)和PCD(聚晶金刚石)刀片；刀片可以是符合ISO标准的标准刀片，也可以是异形非标刀片。刀片既可以通过焊接方式固定在刀片槽内，也可以通过螺钉安装固定在刀片槽内，满足对单个刀片的修补或更换，十分方便。
可以明显看出，每一刀片拥有独立的容屑槽，独立容屑槽使得各切削刃可以拥有自己的完全容屑空间，切削排出更为顺畅，切屑排出方向可控，用在开放设备时还可避免一些意外伤害事故的发生。更为重要的是，能够避免切削刃继续切削已加工硬化的切屑，从而延长铣刀的使用寿命。另外，根据铣刀形线，可以设计出各种宽窄不一、或各种不同形状的加强筋，使得铣刀基体强度更强、刚性更好。与此同时，在制造刀体时，不需要粗开排屑槽，制造效率高，节省了加工时间，节约了制造成本。各刀片能够按直槽、左旋或右旋方向任意布置，图3为左旋示例。根据具体加工条件布置刀片可以优化铣刀的轴向抗力，减少轴向窜动，使铣刀的切削状态更为稳定，有助于提高加工质量。以非共槽错齿结构并采用精磨刀片的铣刀，可实现精加工。
一种加强型铣刀自身的设计制造有别于传统铣刀，其设计采用参数化的设计方式，由于错齿加强形铣刀的切削刃分配、错齿方向、加强筋布置、容屑空间形状等要素在结构上相互制约，采用手工计算的方法难以实现，可采用参数化设计软件来完成，比如UG、PRO/E、SOLIDWORK等设计软件。通过参数化设计来优化切削刃分配，从而改变容屑空间及加强筋的外形及相对位置关系。更可贵的是通过参数化设计可以随时调整设计方案，并将发生的变化随时反映给设计者。参数化设计也给加工制造带来了极大的方便，专业设计软件可直接生成数控G代码，大大简化了生产组织的要求。另外一种加强型铣刀对加工设备的要求并不高，四轴、三轴半、甚至三轴和分度盘方式均可完成制造。
本实用新型一种加强型铣刀与现有技术共槽拼齿型铣刀相比，在切削40Cr时，非共槽错齿加强型可换刀片或焊接刀片铣刀的切削速度可以提高90％；切削不锈钢材料时，可提高切削速度60％，同时由于刚性增加，切削能力提高，减少了走刀次数，大大提高了切削效率。
一种加强型铣刀应用在卧式铣镗中心TH61140，主轴型式BT50，无冷却，干式切削，被加工材料40Cr，具体切削参数见表1。
表1
| 切削情况 | 一种加强型铣刀 | 其他形式铣刀 |
| 切削速度 | 160M/min | 85M/min |
| 进给速度 | 150mm/min | 70mm/min |
| 加工方式 | 2层加工，切削深度5mm | 3层加工，切削深度3mm |
| 切削效率 | 500％ | 100％ |
综上所述，本实用新型一种加强型铣刀上每一刀片拥有独立的容屑槽，独立容屑槽使得各切削刃可以拥有自己的完全容屑空间；通过错齿布置达到各切削刃分担切削层的目的，使切削过程更加平稳；加强筋从整体上减轻重量，使得基体材料分配更为合理，在不增加基体重量的条件下达到增强刀具刚性的目的。广泛适用于高速高效切削，应用前景看好。
以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (7)
1.一种加强型铣刀，包括刀体和刀片，其特征在于：刀体根据被加工形线设置若干组错齿刀槽，各错齿刀槽相互独立并形成有独立容屑槽，轴向相邻的独立容屑槽在圆周方向上呈错位排布，每一独立容屑槽的底部设有刀片槽，刀片槽内安装有刀片。
2.根据权利要求1所述的一种加强型铣刀，其特征在于：轴向相邻的独立容屑槽其圆周方向上的错位角度不相等。
3.根据权利要求1所述的一种加强型铣刀，其特征在于：所述刀体上开有6组错齿刀槽，6组错齿刀槽相互独立，每组错齿刀槽上形成有3个独立容屑槽，18个刀片槽内的18只刀片呈直槽、左旋或右旋错位排布。
4.根据权利要求3所述的一种加强型铣刀，其特征在于：所述每一组错齿刀槽在圆周方向上阵列分布，呈3等分120°阵列。
5.根据权利要求1所述的一种加强型铣刀，其特征在于：所述刀片通过焊接方式固定在刀片槽内。
6.根据权利要求1所述的一种加强型铣刀，其特征在于：所述刀片通过螺钉安装固定在刀片槽内。
7.根据权利要求1所述的一种加强型铣刀，其特征在于：所述刀片为硬质合金刀片，或立方氮化硼刀片，或聚晶金刚石刀片。
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| CNU2007200403277U CN201079861Y (zh) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | 一种加强型铣刀 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN201079861Y true CN201079861Y (zh) | 2008-07-02 |
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| CNU2007200403277U Expired - Lifetime CN201079861Y (zh) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | 一种加强型铣刀 |
Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110091297A1 (en) * | 2008-08-29 | 2011-04-21 | Osg Corporation | Throwaway rotary cutting tool |
| CN113510283A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-19 | 内蒙古第一机械集团股份有限公司 | 一种钛合金材料的切削刀具与切削工艺 |
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2007
- 2007-07-23 CN CNU2007200403277U patent/CN201079861Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
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| US20110091297A1 (en) * | 2008-08-29 | 2011-04-21 | Osg Corporation | Throwaway rotary cutting tool |
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| CN113510283B (zh) * | 2021-07-15 | 2023-04-25 | 内蒙古第一机械集团股份有限公司 | 一种钛合金材料的切削刀具与切削工艺 |
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