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CN1426337A - 铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铣刀，其包括一个可绕几何中心线旋转并具有旋转对称包络面(4)的刀体(1)，沿所述包络面设有至少一组切向间隔的切削部件(5、5’、5”)，每个切削部件在靠近侧面(10)的地方具有可形成切屑的切削刃，所述切削刃在轴向间隔的端部之间延伸。其特征在于，所述这组切削部件中的至少一个切削部件(5)的侧面(10)相对于通过所述切削刃(8)的假想切线(T)以第一后角(α)延伸，所述这组切削部件中的其它切削部件的侧面以小于所述第一后角(α)的第二后角(β)延伸。在铣削过程中，具有较小后角(β)的切削部件(5’、5”)可确保稳定和不发生振动，同时具有较大后角(α)的切削部件(5)可保证具有良好的加工精度。

Description

铣刀
技术领域
本发明涉及一种铣刀，该铣刀包括一个可绕几何中心线旋转并具有一个包络面的刀体，沿所述包络面设有至少一组切向间隔的切削部件，每个切削部件在靠近侧面处形成可形成切屑的切削刃，所述切削刃在轴向间隔的端部之间延伸。
背景技术
在用于加工金属的公知铣刀中，所有的切削部件具有一个相同的后角，该后角大约为7-15°，通常为10-11°。在实际铣削过程中，铣刀切削金属的能力通常受到系统工具/工件/机床稳定性的限制。在用可转位的镶刃铣刀进行铣削时，通过几何优化切削部件的前刀面和侧面，也就是通过优化选择切削角就可提高稳定性，从而提高铣刀切削金属的能力。在铣削肩部时，例如，相对于铣刀端面成30-95°范围的角时，切削部件的轴向、径向和切削刃角必须要适合于肩部所具有的角，而且，切削刃线的形状要与上述肩部所要形成的形状相匹配。为了获得稳定性，对切削部件的前倾角和后角的几何形状进行优化，从而提高切削能力，但是，这将导致只有一个刀具的直径可产生所需要的肩部角度。换句话说，如果要满足肩部所确定的角度的要求和满足从稳定性的角度出发优化前倾角和后角的几何形状的要求，对于上述每一个目的，一个刀具只可具有一个直径。应当指出的是，在实际中，不稳定的铣刀所加工出的表面的平面度只能达到普通的加工精度。不稳定且振动的铣刀至少会在工件的加工表面上留下小的波浪变形。
发明内容
本发明的目的是为了避免上述公知铣刀的不足，而提供一种改进的铣刀。因此，本发明首要的目的是提供一种可稳定工作并基本上不发生振动同时可加工出具有较高平面度的表面的铣刀。本发明的另一个目的是提供一种在给定直径的情况下可用于加工不同类型的肩部且同时可保持良好的加工精度并稳定运行的铣刀。
根据本发明，至少本发明的主要目的可通过权利要求1特征部分所限定的特征来实现。本发明优选实施例的铣刀还进一步限定在从属权利要求中。
附图说明
图1是呈长刃铣刀型式的铣刀侧视图。
图2是图1沿A-A的截面图，其示出了一组包含在图1所示铣刀中的切削部件。
图3是铣刀刀体自身的略微透视示出的放大端部视图，切削部件已从刀体的安装座上取下。
具体实施方式
在图中，标号1表示可绕几何中心线C转动的刀体或刀套。除了用于固定到一个适当的刀夹上的后部部分2之外，刀体1还包括前部主要部分3，在图示的实施例中，前部主要部分3的包络面为圆柱形。但是，就此而论，应当指出的是，前部主要部分3还可以是除圆柱形以外其它的旋转对称形状，例如，圆锥形。
在该实施例中，刀具由长刃铣刀构成，该长刃铣刀公知地包括多列轴向间隔的切削刀片部件，在此例中，切削刀片部件是可拆卸安装的切削刀片5，切削刀片是可转位的。每列切削刀片装在沿刀体包络面所形成的螺旋凹槽中，凹槽可用作切削刀片上部区域的容屑槽6。对于每个切削刀片都设有一个单独的安装座7(见图3)。所述安装座布置得使处于安装状态的切削刀片在轴向相互叠置，这可从图1中清楚地看到。在该实施例中，刀具包括三列刀片，每列刀片具有四个切削刀片。因此，在任何一个垂直于中心线C的平面内，都存在三个一组的切削刀片5、5’、5”(见图2)。工作过程中，这些切削刀片可准确地位于同一轴向位置的共同平面上，或者在轴向略微相互偏移以便在运行过程中部分地叠置。
每个切削刀片5具有一个位于前刀面9和侧面10之间起作用的切削刃8。当切削刀片是可转位的时，例如在该实施例中，切削刀片具有两个相对的且大致平行的刃8。实际上，按照切削刀片的切削刃角，单个切削刃可以是直线形的或略呈螺旋形的，以便于符合大致呈圆柱形或旋转对称形状的铣刀刀体。单个切削刀片可通过螺钉11固定到安装座7上。
如图3所示，安装座7主要由一个底表面12和一个邻接表面14构成，切削刀片的底侧面13(见图2)压靠在底表面12上，切削刀片的不起作用的侧面5压靠在邻接表面14上，从而限定了切削刀片相对于刀体的径向位置。
就已描述的图示长刃铣刀而言，先前已基本上为人所知(参见US5083887、US5586843、US5882150和US5913644)。
在详细描述本发明之前，应当强调，本发明的总体构思并不仅局限于长刃铣刀。因此，本发明还可用于只有一组切向间隔的切削刀片布置在一个共同平面上的长刃铣刀。
本发明的特征在于：每组切削刀片中的不同切削刀片5、5’、5”具有不同的后角。更确切地说，其中一个切削刀片例如切削刀片5的后角α大于同一组中其它的切削刀片5’、5”的后角β。后角通常应当理解为是刀体的侧面10与通过切削刃8的假想切线T之间所形成的角。切削刀片5的后角α是5-25°，7-15°较为适当。最好，后角是10-11°。其它两个切削刀片5’、5”的后角β是0.5-5°，较为适当的是1-4°。实际上，后角β最好是2-3°。就此而论，应当指出的是，上述后角是有效的，而不必考虑切削刀片是否具有直的切削刃和平的侧面或弯曲的切削刃和弯曲的侧面。
在本发明的优选实施例中，具有最大后角α的切削刀片5以如下的方式进行布置或制造，即切削刃8与铣刀刀体的中心线C之间的距离L略大于中心线与具有较小后角β的其它两个切削刀片5’、5”之间的相应距离L1。尽管图中表示得较为明显，但实际上，距离值L和L1之间的差别是很小的。更为确切的说，距离的差值应在0.01-0.08mm，最好是0.03-0.06mm，总的大约是0.05mm。
尽管本质上通过加工可分别获得不同的后角和切削刃之间的距离差，一方面，铣刀刀体具有相同的形状和用于安装切削刀片的安装座，另一方面，两种切削刀片具有不同的几何形状，但是，图示实施例是最为优选的。在此情况下，同一组中(以及同一列中)所有的切削刀片5、5’、5”具有同样的结构，也就是，相同的几何形状，而安装座7具有不同的结构。因此，图3示出了具有较大后角α的切削刀片5的安装座7由底表面12构成，该底表面以相对较平缓的角度延伸到假想的径向平面R，该径向平面沿该底表面相交于一个给定的点，同时切削刀片5’、5”的安装座7’、7”的相应底表面12以一个较陡的角度延伸到类似的径向平面R。另外，安装座7的邻接表面14到铣刀刀体中心线C的径向距离大于中心线与安装座7’、7”的相应邻接表面14之间的径向距离。在此情况下，切削刀片5的切削刃8到中心线的距离略大于具有最小后角的切削刀片5’、5”的相应切削刃到中心线的距离。由于安装座7’、7”的底表面12以比安装座7的底表面12陡的角度延伸到径向平面，因此，与切削刀片5相比，两个切削刀片5’、5”在安装座上略向前倾斜，在此情况下，其侧面10与切线T形成较小的后角β。
由于所有的切削刀片具有相同的形状，因此，坯料贮存以及与刀片所需的转位和更换相关的操作都分别得以大大的简化。
在用本发明的铣刀进行铣削时，当铣刀相对于工件加工表面旋转时，具有减小的后角的切削刀片形成阻尼，从而保证铣刀稳定，而具有最大后角的切削刀片更易切削，同时也保证了所需的加工精度。换句话说，具有最大后角的切削刀片的径向角、轴向前倾角和定位角设置得使铣刀的相应几何形状可形成加工平面或肩部所需的最终形状。因此，具有最大后角的切削刀片形成一个真正的平面，该平面相对于铣刀端面具有预定的角度。铣刀的其它切削刀片也就是具有减小的后角的切削刀片起到了满足最稳定要求的作用，也就是，就加工表面的平面度而论，是靠无振动地进行工作，而不是靠它们自己产生出所需的最终精度。
本发明并不仅仅局限于图示的和上述的具体实施例。因此，如前面所指出的那样，本发明不仅可用于长刃铣刀，而且可用于其它的铣刀，例如方形肩端面铣刀，该铣刀包括一系列切向间隔的径向切削刀片。尽管本发明涉及的是包括可拆卸安装切削刀片特别是可转位切削刀片的这类铣刀，但是，本发明还可应用于具有固定切削刀片例如钎焊切削刀片的刀具。如果切削部件由硬材料例如硬质合金制成，那么在适当的铣刀刀体上可非常方便地形成所需的切削部件特别是可形成切屑的切削刃。换句话说，术语“切削部件”，例如用在权利要求书中的术语“切削部件”应当广义地进行理解，其不仅包括单独制造的且不论其是否是可拆卸安装的或者是固定安装的切削刀片，而且还包括合并到实际铣刀刀体中的切削部件。如上面所指出的那样，通过安装在同样制成和布置的安装座上的两种不同形式的以适当方式制成的切削刀片就可实现本发明。在本发明的实施例中，在一组切削部件中仅示出了三个切削部件。实际上，每组切削部件的数目可多于三个。在此情况下，一个以上的切削部件具有较大的后角，而其它的切削部件具有减小的后角(例如，在刀具包括10-20个切削部件时)。但是，在所有情况下，具有最大后角的切削部件的数目应当小于具有减小的后角的切削部件的数目。在本发明的范围内，可非常方便地将不仅仅具有两个而且具有更多个不同尺寸的后角的切削部件安装到铣刀刀体上。

Claims (6)

1.一种铣刀，其包括一个可绕几何中心线(6)旋转并具有包络面(4)的刀体(1)，沿所述包络面设有至少一组切向间隔的切削部件(5、5’、5”)，每个切削部件在靠近侧面(10)处形成有可形成切屑的切削刃，所述切削刃在轴向间隔的端部之间延伸，其特征在于，所述这组切削部件中的至少一个第一切削部件(5)的侧面(10)相对于通过所述切削刃(8)的假想切线(T)以第一后角(α)延伸，所述这组切削部件中的其它切削部件(5’、5”)的侧面(10)以小于所述第一后角(α)的第二后角(β)延伸。
2.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于，第一后角(α)为5-25°，最好为7-15°，第二后角(β)为0.5-5°，最好为1-4°。
3.如权利要求1或2所述的铣刀，单个切削部件由一个可拆卸地安装在安装座(7)上的单独切削体(5、5’、5”)构成，所述安装座位于容屑槽(6)的下游，所述安装座具有底表面(12)，所述底表面相对于通过给定点的假想径向平面(R)的角度确定了切削刀片的后角，其特征在于，所有的切削体(5、5’、5”)具有相同的形状，具有所述第一后角(α)的切削体(5)的底表面(12)相对于所述径向平面(R)以不同于具有所述第二后角(β)的每一个切削体(5’、5”)的底表面(12)相对于所述径向平面(R)的另一个角度延伸。
4.如前述任一权利要求所述的铣刀，其特征在于，一个具有较大后角(α)的切削部件(5)的切削刃(8)到铣刀刀体中心线(C)的径向距离(L)大于其它切削部件(5’、5”)的切削刃到上述中心线的径向距离。
5.如权利要求4所述的铣刀，其特征在于，不同切削部件的切削刃(8)之间径向距离的差值为0.01-0.08mm，最好是0.03-0.06mm。
6.如前述任一权利要求所述的铣刀，其特征在于，具有最大后角(α)的切削部件(5)的数目小于具有最小后角(β)的切削部件(5’、5”)的数目。
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