專利名稱：具有波紋圖案的旋轉(zhuǎn)式切削刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)式切削刀具。更具體的說，本發(fā)明涉及一種具有對(duì)于每個(gè)交替的刃片進(jìn)行重復(fù)的波紋圖案的端銑刀。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)式切削刀具(如端銑刀)典型地具有一種圓柱形構(gòu)形，它包括一個(gè)柄部分以及一個(gè)切削部分。該切削部分包含多個(gè)螺旋安置的切削刃片，這些切削刃片從該切削部分鄰近該柄部分的一個(gè)第一端(即，“柄末端”)朝向該切削部分的相反端(即，“自由端”)延伸。在一些實(shí)施方案中，這些螺旋齒或刃片的切削刃是沿著一個(gè)關(guān)于該刀具的縱向軸線而言基本恒定的半徑進(jìn)行安置的。在其他實(shí)施方案中，總體上稱為“楔形的”切削刀具，這個(gè)切削部分在形狀上基本是截頭圓錐形的；即，當(dāng)切削刃從切削部分的柄末端延伸至自由端時(shí)， 每個(gè)刃片的切削刃具有一個(gè)關(guān)于該刀具的縱向軸線而言恒定減小的半徑。在楔形的旋轉(zhuǎn)式切削刀具中這些刃片的切削刃在經(jīng)過該切削部分并且垂直于刀具的縱向軸線的任何平面中是處于距刀具的縱向軸線的相同半徑處。在又其他的端銑刀實(shí)施方案中，總體上稱為“直槽的”旋轉(zhuǎn)式切削刀具，這些刃片的切削刃平行于刀具的縱向軸線而延伸。很久就已經(jīng)知道在許多機(jī)加工操作中，端銑刀的性能通過切削刃的鋸齒形而得以改進(jìn)。這種類型的刀具在刀具目錄中被列出并且是現(xiàn)成可用的。然而，對(duì)于這些鋸齒的最佳形式?jīng)]有一致的意見。一種常見形式是正弦波。圖8示出了用于六槽式端銑刀設(shè)計(jì)的一種常規(guī)的正弦波圖案。如所看到的，典型的正弦波紋圖案是使得從切削刃尖至第一個(gè)波的距離d對(duì)于每個(gè)順序的刃片是增加的。例如，從切削刃尖至第一個(gè)波的距離d對(duì)于刃片#1是最短的并且然后對(duì)于每個(gè)順序的刃片是連續(xù)增加的。因此，距離d對(duì)于6#刃片是最大的。同樣，一種典型的端銑刀具有一個(gè)在約三十(30)度與約三十五(35)度之間的螺旋角。不幸的是，以上描述的常規(guī)端銑刀設(shè)計(jì)可能沒有對(duì)于不同的軸向切削深度的所有刃片都獲得這種正弦波紋圖案的益處。例如，以上描述的常規(guī)正弦波圖案可以適合于廣泛不同的切削操作，但可能不適合于某些切削操作，如一種開槽操作。因此，所希望的是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺陷的旋轉(zhuǎn)式切削刀具。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，一種具有縱向軸線的旋轉(zhuǎn)式切削刀具包括一個(gè)柄的部分；以及從該柄部分延伸至一個(gè)切削刃尖的一個(gè)切削部分，該切削部分具有一個(gè)切削長(zhǎng)度、 以及被沿該切削長(zhǎng)度延伸的多個(gè)槽所分開的多個(gè)刃片，并且其中這些刃片各自包括一個(gè)前導(dǎo)面、一個(gè)跟隨面、在該前導(dǎo)面與該跟隨面之間延伸的一個(gè)刃帶表面、以及在該前導(dǎo)面與該刃帶表面之間的相交處的一個(gè)切削刃；每個(gè)刃片形成了一個(gè)具有波長(zhǎng)和幅值的波紋圖案。 該波紋圖案開始于距用于該多個(gè)刃片中的一個(gè)第一刃片的切削刃尖一個(gè)第一距離處，該波紋圖案在該第一距離處對(duì)于該多個(gè)刃片中的每個(gè)交替的刃片進(jìn)行重復(fù)。該波紋圖案開始于用于該多個(gè)刃片的一個(gè)第二刃片的切削刃尖一個(gè)第二的、不同的距離處，該波紋圖案在該第二距離處對(duì)于該多個(gè)刃片中的每個(gè)交替的刃片進(jìn)行重復(fù)。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，一種具有縱向軸線的旋轉(zhuǎn)式切削刀具包括一個(gè)柄的部分；以及從該柄部分延伸至一個(gè)切削刃尖的一個(gè)切削部分，該切削部分具有一個(gè)切削長(zhǎng)度、以及被沿該切削長(zhǎng)度延伸的多個(gè)槽分開的多個(gè)刃片，并且其中這些刃片各自包括一個(gè)前導(dǎo)面、一個(gè)跟隨面、在該前導(dǎo)面與該跟隨面之間延伸的一個(gè)刃帶表面、以及在該前導(dǎo)面與該刃帶表面之間的相交處的一個(gè)切削刃；每個(gè)刃片形成了一個(gè)具有波長(zhǎng)和幅值的波紋圖案。每個(gè)刃片的每個(gè)切削刃的徑向前角沿著該切削長(zhǎng)度始終是正的。


雖然展示了本發(fā)明的不同的實(shí)施方案，但所示的這些具體實(shí)施方案不應(yīng)被解釋為限制了權(quán)利要求。在此預(yù)期可以做出不同的變化和修改而不脫離本發(fā)明的范圍。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一種具有波紋圖案的旋轉(zhuǎn)式切削刀具的側(cè)視圖。圖2是圖1的旋轉(zhuǎn)式切削刀具的切削部分的透視的端視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案示出了刃片與槽的間隔的旋轉(zhuǎn)式切削刀具的截面視圖。圖4是該刃片的放大的截面視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案示出了在最小螺旋線的點(diǎn)處一個(gè)正的徑向前角。圖5是該刃片的放大的截面視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案示出了在最大螺旋線的點(diǎn)處的一個(gè)正的徑向前角。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的楔形槽內(nèi)芯設(shè)計(jì)的平面視圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案具有波紋圖案的六槽式旋轉(zhuǎn)切削刀具的示意圖，其中多個(gè)交替刃片的波紋圖案開始于距切削刃尖的相同距離處。圖8是用于常規(guī)的六槽式旋轉(zhuǎn)切削刀具的一種波紋圖案的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參見圖1和圖2，一種旋轉(zhuǎn)式切削刀具10(如端銑刀以及類似刀具)包括一個(gè)柄部分12、從柄部分12延伸并且具有一個(gè)切削刃尖15的一個(gè)切削部分14、以及一條縱向軸線16。切削部分14的總體形狀可以是(但不限于)一種圓柱形的形狀或者一種截頭圓錐形的形狀。這個(gè)切削部分14包括多個(gè)刃片18，這些刃片被沿著切削部分14的長(zhǎng)度延伸的多個(gè)槽20分開。每個(gè)刃片18沿著其長(zhǎng)度被提供有一種重復(fù)的正弦波紋圖案32。在所展示的實(shí)施方案中，這種旋轉(zhuǎn)式切削刀具10具有總共六(6)個(gè)刃片18和槽20。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不受刃片和槽的數(shù)目所限制，并且可以用更少或更多數(shù)目的刃片和槽來實(shí)踐本發(fā)明。例如，本發(fā)明可以用四(4)個(gè)刃片和槽、八(8)個(gè)刃片和槽等等來實(shí)踐?，F(xiàn)在參見圖3，這些刃片18各自具有一個(gè)前導(dǎo)面22、一個(gè)跟隨面對(duì)、以及跨接該前導(dǎo)面22及跟隨面M的一個(gè)刃帶表面26。在前導(dǎo)面22與刃帶表面沈之間的相交處形成了一個(gè)用于對(duì)應(yīng)刃片18的切削刃觀。在所展示的實(shí)施方案中，切削部分14的這些刃片 18和槽20在切削部分14中以一個(gè)約二十八08)度的螺旋角30(圖7)螺旋地延伸，如與圖8的具有在約三十(30)度至三十五(3 度之間的螺旋角的常規(guī)端銑刀相比而言。本發(fā)明的一個(gè)方面是，徑向前角沿切削長(zhǎng)度(LOC)變化，但貫穿該LOC始終保持是正的。圖4示出在最小螺旋線36 (圖7)的點(diǎn)處為約+7度士2度的一個(gè)徑向前角34。圖5 示出了在最大螺旋線38 (圖7)的點(diǎn)處為約+12度士2度的徑向前角34。因此，這個(gè)徑向前角34在最大螺旋線38的點(diǎn)處比在最小螺旋線36的點(diǎn)處大得多并且在約五(+5)度至約十五(+15)度之間變化?，F(xiàn)在參見圖6，在切削部分14中這些槽20的深度沿該旋轉(zhuǎn)式切削刀具10的縱向軸線16改變。確切地說，在切削部分14中這些槽20的深度鄰近柄部分12是相對(duì)較小的而鄰近切削刃尖15是相對(duì)較大的。例如，在所展示的實(shí)施方案中，這些槽20的深度鄰近柄部分12 (在圖6中作為一條實(shí)線示出)可以是該切削直徑的約63%并且鄰近切削刃尖15 (在圖6中作為一條虛線示出)是切削直徑的約60%?，F(xiàn)在參見圖7，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案示意性地示出了一種六刃片式端銑刀設(shè)計(jì)中每個(gè)刃片18的波紋圖案32。如在此所使用的，波紋圖案32被定義為具有一系列的峰和谷的一種正弦形狀的刃片圖案，這些峰和谷沿切削長(zhǎng)度限定了一個(gè)波長(zhǎng)(或周期)以及一個(gè)幅值。如在圖7中所示，這種波紋圖案32是由一系列的波紋定義的，每個(gè)波紋具有一個(gè)波長(zhǎng)40以及一個(gè)幅值42。在所展示的實(shí)施方案中，波長(zhǎng)40以及幅值42對(duì)于每個(gè)刃片18是基本上相同的。本發(fā)明的一個(gè)方面是，該波紋圖案開始之處距切削刃尖的的距離對(duì)于每個(gè)交替的刃片是基本上相同的。換言之，在所展示的六刃片式設(shè)計(jì)中，對(duì)于刃片#1、#3 以及#5，波紋圖案32是開始于距切削刃尖15 —個(gè)第一距離dl處，而對(duì)于刃片#2、#4以及 #6，波紋圖案32是開始于距切削刃尖15 —個(gè)第二距離d2處。由于這種獨(dú)特的波紋圖案， 端銑刀10在不同的軸向切削深度中在所有刃片上都獲得了波紋形狀刃片的益處、而不是僅僅對(duì)于圖8中所示的常規(guī)端銑刀的前兩個(gè)或三個(gè)刃片。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的這些原理可以用具有任何偶數(shù)數(shù)目的刃片的一種端銑刀設(shè)計(jì)來進(jìn)行實(shí)踐。例如，本發(fā)明可以用一種四槽式設(shè)計(jì)來進(jìn)行實(shí)踐，其中刃片#1和#3開始于距切削刀尖的相同的第一距離處，而刃片#2和#4開始于距切削刃尖的相同的第二距離處。 在另一個(gè)實(shí)例中，本發(fā)明可以用一種八槽式設(shè)計(jì)來進(jìn)行實(shí)踐，其中刃片#1、#3、#5以及#7開始于距切削刃尖的相同的第一距離處，而刃片#2、#4、#6以及#8開始于距切削刃尖的相同的第二距離處。在此提及的這些專利以及公開文件通過引用被結(jié)合在此。在已經(jīng)說明了目前優(yōu)選的實(shí)施方案之后，本發(fā)明可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)以其他方式來實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種具有縱向軸線的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，包括一個(gè)柄部分；以及從該柄部分延伸至一個(gè)切削刃尖的一個(gè)切削部分，該切削部分具有一個(gè)切削長(zhǎng)度、以及被多個(gè)沿該切削長(zhǎng)度延伸的槽分開的多個(gè)刃片，這些刃片各自包括一個(gè)前導(dǎo)面、一個(gè)跟隨面、在該前導(dǎo)面與該跟隨面之間延伸的一個(gè)刃帶表面、以及在該前導(dǎo)面與該刃帶表面之間的相交處的一個(gè)切削刃，每個(gè)刃片形成了一個(gè)具有波長(zhǎng)和幅值的波紋圖案，其中，該波紋圖案開始于距用于該多個(gè)刃片中的一個(gè)第一刃片的切削刃尖一個(gè)第一距離處，該波紋圖案在該第一距離處對(duì)于該多個(gè)刃片中的每個(gè)交替的刃片進(jìn)行重復(fù)，并且其中，該波紋圖案開始于距用于該多個(gè)刃片中的一個(gè)第二刃片的切削刃尖一個(gè)第二的、不同的距離處，該波紋圖案在該第二距離處對(duì)于該多個(gè)刃片中的每個(gè)交替的刃片進(jìn)行重復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中該第二刃片是直接鄰近該第一刃片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中該波紋圖案在形狀上是正弦式的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中每個(gè)槽的深度沿該縱向軸線從該切削刃尖朝向該柄部分而變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中每個(gè)槽的深度鄰近該切削刃尖是更大的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中每個(gè)刃片的每個(gè)切削刃的一個(gè)徑向前角沿該切削長(zhǎng)度始終是正的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中該徑向前角沿該切削長(zhǎng)度在約5度至約15度之間變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中該徑向前角在一個(gè)最小螺旋線的點(diǎn)處是小于在一個(gè)最大螺旋線的點(diǎn)處。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中每個(gè)刃片相對(duì)于該縱向軸線形成了一個(gè)約二十八度的螺旋角。
10.一種具有縱向軸線的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，包括一個(gè)柄部分；以及一個(gè)從該柄部分延伸至一個(gè)切削刃尖的切削部分，該切削部分具有一個(gè)切削長(zhǎng)度、以及被多個(gè)沿該切削長(zhǎng)度延伸的槽分開的多個(gè)刃片，并且其中這些刃片各自包括一個(gè)前導(dǎo)面、一個(gè)跟隨面、在該前導(dǎo)面與該跟隨面之間延伸的一個(gè)刃帶表面、以及在該前導(dǎo)面與該刃帶表面之間的相交處的一個(gè)切削刃；每個(gè)刃片形成了一個(gè)具有波長(zhǎng)和幅值的波紋圖案，其中，每個(gè)刃片的每個(gè)切削刃的一個(gè)徑向前角沿該切削長(zhǎng)度始終是正的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中該徑向前角沿該切削長(zhǎng)度在約5度至約15度之間變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中該徑向前角在一個(gè)最小螺旋線的點(diǎn)處是小于在一個(gè)最大螺旋線的點(diǎn)處。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中每個(gè)刃片相對(duì)于該縱向軸線形成了一個(gè)約二十八度的螺旋角。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中每個(gè)槽的深度沿該縱向線軸從該切削刃尖朝向該柄的部分而改變。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋轉(zhuǎn)式切削刀具，其中每個(gè)槽的深度鄰近該切削刃尖是更大的。
全文摘要
一種具有縱向軸線(16)的旋轉(zhuǎn)式切削刀具(10)包括一個(gè)柄部分(12)和一個(gè)限定了切削長(zhǎng)度的切削部分(14)。這個(gè)切削部分包括被多個(gè)槽(20)分開的多個(gè)刃片(18)。這些刃片和槽基本上沿該切削長(zhǎng)度延伸。這些槽具有一個(gè)沿該縱向軸線的漸縮的深度。每個(gè)刃片包括一個(gè)前導(dǎo)面(22)、一個(gè)跟隨面(24)、在該前導(dǎo)面與該跟隨面之間延伸的一個(gè)刃帶表面(26)、以及在該前導(dǎo)面與該刃帶表面之間的交替處的一個(gè)切削刃(28)。每個(gè)刃片包括一個(gè)波紋圖案(32)，該波紋圖案開始于距用于一個(gè)第一刃片的切削刃尖一個(gè)第一距離(d1)處、并且在距用于一個(gè)直接鄰近的刃片的切削刃尖一個(gè)第二距離(d2)處。該波紋圖案然后對(duì)于每個(gè)額外的刃片以一種交替形式進(jìn)行重復(fù)。
文檔編號(hào)B23C5/10GK102317017SQ201080007653
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者D·R·戴維斯 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司