[发明专利]具有高斜面角能力的端铣刀

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转切削刀具。更确切地说，本发明涉及以下整体式(solid)端铣刀，该端铣刀具有使得该端铣刀能够以极高的斜面角来进行斜面操作的一种双正的末端几何形状(即，在前导刃和尾随刃上具有正的轴向和径向前刀面)。

背景技术

在其最基本的意义上，铣削是旋转刀具与被夹紧的且静止的工件的相遇，这不同于刀具静止而工件材料旋转的车削。实际上，工件具有由机床所赋予的进给运动。切割器的旋转运动与这些刀具的切削刃的相遇产生了波动的切削力：振动、热并且如果一切顺利的话还有碎屑。

铣削机器可以具有竖直的或水平的转轴取向，并且典型地端面铣削切出平坦表面，但是多轴CNC机器使得能够包括三维移动。即，存在四个基本类别的铣削：端面铣削、周缘铣削、槽铣削以及专门应用。

端面铣削用于在工件上产生平坦表面(面)。切削平面通常垂直于旋转轴线并且这些切割器最常见的特征是单一的一排镶片，这些镶片被设计成具有宽范围的切削几何形状、镶片、前导角和安装适应性。表面光洁度要求对确定最佳刀具类型是重要的因素。典型地，端面铣削是由提供了针对长刀具寿命的前导角并且在离开工件时降低断裂机会的刀具来进行的。

周缘铣削产生了平行于转轴旋转的主要表面。有时产生一个次要表面。切削平面通常平行于旋转轴线。周缘铣刀可以是高速钢、整体碳化物或基于可转位镶片。基于镶片的切割器可以包括一排或多排镶片并且可以产生同时的端面铣削操作。

槽铣削用于在工件中产生一个槽或通道。存在两种主要类型的槽铣刀：盘形铣刀和端铣刀。盘形铣刀可以是高速钢、硬焊碳化物或基于可转位镶片。它们典型地用于垂直于该转轴旋转的操作中。

用于槽铣削操作的端铣刀类似于用于周缘铣削的刀具。所产生的槽平行于该转轴旋转。然而，由于在周缘上的完全接合、差的切屑形成以及排空，端铣刀不是用于开槽操作的第一选择。

虽然非常多用，但端铣刀由于较小的刀具直径和较大的长度而是所有铣刀中最不稳定的。直径由于横过其的高的切向力而是刀具中的最薄弱部分。

专门应用包括Z轴切入式铣削、斜面加工、螺旋形和圆形插补、次摆线及其他。

Z轴切入式铣削普遍用于去除大量的工件材料。切削力轴向地进入切割器中以获得更高的金属去除速率和长行程能力。切削平面是垂直于旋转轴线的。

斜面加工在工件上产生一个成角度的表面或在进入点处用于制作一个凹座(凹穴)。与切入式相比，斜面铣削取决于条件可能产率较低。这也是对于从整体式工件中铣削出一个凹座的普遍应用要求。

螺旋形和圆形插补普遍用于在工件上产生一个柱形表面或用于产生由于后续应用中的进入点。这个应用不一定要求现有的孔，这取决于所选择的刀具类型。

次摆线铣削是典型地在难以机加工的材料中产生槽缝的一种应用。它使用在X和Y平面上的周缘铣削和圆形插补的组合。

在铣削中，斜面加工更显著地逐渐发展。现代CNC机器的速度和精确插补使得小型刀具能够在相对短时间内铣削出大得多的孔或凹座。斜面加工是做到这点的重要要素。刀具在特征之内从从一个等级的通程(passes)倾斜升降至下一等级，或者它以一个连续角遵循一条螺旋路径一路下降至该特征的深度。

对斜面加工能力的限制总体上由该刀具产生。能够进行斜面加工的许多端铣刀不必被设计成强调这种类型的切削。当该刀具在设计时考虑到了斜面加工，则多个特征发生改变。

具有斜面加工能力的刀具以更陡的角度更早到达特征的底部，从而潜在减少了机加工时间。因此希望的是设计一种在斜面加工操作过程中能够实现极高斜面角(即，大于十(10)度)的端铣刀。

发明内容

设计能够实现极高斜面角(即，至少十(10)度)的端铣刀这个问题通过提供以下端铣刀得以解决，该端铣刀具有的切削尖端具有一种双正的几何形状(即，在前导刃和尾随刃上的正的轴向和径向前刀面)，此时尾随面在斜面操作过程中接触工件而在端铣刀的中心处不接触工件。