本發(fā)明是一種高速雕刻單刃球頭銑刀，廣泛運(yùn)用于汽車行業(yè)內(nèi)飾切割、建筑裝飾裝潢業(yè)、高端家具制造業(yè)、廣告裝飾業(yè)等,是銑削類加工的一次重要技術(shù)革新。隨著機(jī)械加工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整優(yōu)化，當(dāng)今機(jī)械加工的要求也越來越高，加工中苛刻的產(chǎn)品精度和不斷提升的加工效率都是當(dāng)今機(jī)械加工中的兩大難題，而本發(fā)明新型刀具是現(xiàn)代機(jī)械加工中特殊工藝的刀具，它總結(jié)了當(dāng)今機(jī)械傳統(tǒng)加工效率低，刀具使用壽命短等頑疾，它的開發(fā)運(yùn)用是對當(dāng)今機(jī)械加工材料的更多認(rèn)識，充分發(fā)揮刀具結(jié)構(gòu)幾何角度的設(shè)計和切削原理和力學(xué)原理的結(jié)合，使刀具在加工中得到更大的升華。

背景技術(shù)：

當(dāng)今機(jī)械加工中越來越多的新型材料，如復(fù)合工程塑料，復(fù)合合金材料、特殊纖維材料等，要提高加工效率，增強(qiáng)刀具的使用壽命是越來越得到各方的研究和關(guān)注。一般的刀具不僅切削量小，加工速度慢，而且刀具的使用壽命短，加工出來的表面粗糙度差。主要表現(xiàn)在，在高速進(jìn)給時刀具的排屑及耐磨、以及加工產(chǎn)品對刀具的反向作用力使得刀具和工件會產(chǎn)生共振。原本的機(jī)械加工所用的刀具已經(jīng)跟不上高速切削及高要求的各種復(fù)合及特殊材料的加工及運(yùn)用。而本發(fā)明新型刀具就是根據(jù)這些高速加工及高要求的難加工的材料的特性所研發(fā)的一種特殊的刀具，具有高效快速進(jìn)給、底部成型球形的構(gòu)造，具有抗震防震防顫等功效，切除率大，加工的表面粗糙度好，使用壽命長等特性。它的發(fā)明大大提升了高速雕刻加工對難加工材料的加工能力，是一項科學(xué)的、有效的新型刀具。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種高速雕刻單刃球頭銑刀，具體結(jié)構(gòu)為：

包括刀柄，所述刀柄的下部為周刃螺旋槽，所述周刃螺旋槽的底部是圓弧球面，所述圓弧球面為球頭形狀，所述周刃螺旋槽由U型螺旋槽和拋物線型的槽背相互結(jié)合；

底刃通過圓弧球面過渡圓到周刃，周刃設(shè)計成單刃變螺旋變導(dǎo)程，螺旋槽起始角度為33°-36°，螺旋槽的末端角度為38°-42°，在螺旋槽的有效尾端再根據(jù)螺旋槽的偏心量設(shè)計輔助的動平衡槽，動平衡槽是一個圓整樣式的退刀槽，退刀槽根據(jù)螺旋槽偏擺量向著螺旋槽反向做一個圓弧的橫向圓弧槽，圓弧槽的圓弧大小在R1.5-R4的區(qū)間范圍；

螺旋槽前角在18°-22°，U型螺旋槽為圓底，U型螺旋槽從螺旋槽的底部延伸到螺旋槽的后背，槽背部位與周刃多條后角相結(jié)合整個槽背形狀為拋物線型。

上述的高速雕刻單刃球頭銑刀，其中：

周刃采用多后角螺旋線層遞式研磨方式，后周刃分3個部分的后角，周刃第二后角角度定位在32°-36°，周刃第三后角角度在42°-48°，周刃采用等分層遞進(jìn)式增大后角角度并且控制等分層的寬度形成螺旋線后角刀線層，周刃第一后角的角度為18°-24°，周刃第一后角刃口寬度在0.2mm-0.4mm，周刃第一后角的粗糙度在R0.2以下。

上述的高速雕刻單刃球頭銑刀，其中：

在U型螺旋槽的U型壁上口貼著前刀角把前刀面槽拋光，拋光余量在0.005mm—0.01mm，角度偏轉(zhuǎn)0.1°-0.5°，之后把前刀面的槽口及槽體做一個鏡面拋光。

上述的高速雕刻單刃球頭銑刀，其中：

圓弧球面的球頭，球頭前刀面增加一個球頭刀體切角，球頭刀體切角貼著球頭的前刀面，向前刀面傾斜一個角度，向內(nèi)側(cè)斜側(cè)下去，與前刀面形成一個4°-8°的夾角，把底面切割下來的屑排出，同時形成一個帶有切口的角度把球面切出一個斜平口角，形成一個完整的球面體；

另外，前刀面切齒角沿著U型槽底過渡到多后角的后端，形成一個避空位，用于排屑；在球面體旋轉(zhuǎn)90°的底側(cè)面，再切一條球面斷屑槽，球面斷屑槽的位置在球面右側(cè)過中心位的-0.1mm—0.25mm的位置，分別向刀槽方位50°-60°位置增和刀背方位-50°-60°各增加一個刀尖間隙體，與前刀面切體3位一體組成一個立體排屑的容積空間。

上述的高速雕刻單刃球頭銑刀，其中：

在球面的刀尖后背，后刀背的斜面上，設(shè)計一個刀尖后背刀體，刀尖后背刀體位置的刀背槽角度35°-55°，槽口往刀體的刃口位置傾斜，球面與刀背槽形成一個30°-45°的夾角，刀背槽與球面刀體的厚度在1.1mm-1.6mm。

上述的高速雕刻單刃球頭銑刀，其中：刀具表面無氫彩色DLC涂膜厚度0.1um-0.2um。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

本發(fā)明新型刀具廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾、建筑裝飾裝潢行業(yè)、高端家具制造行業(yè)、廣告裝飾業(yè)等；在不同行業(yè)及領(lǐng)域中適合加工不同種類的材料，汽車行業(yè)內(nèi)飾的復(fù)合材料(塑料及隔熱防火材料，鋁型材)建筑裝飾行業(yè)的鋁合金型材，鋁合金板材，銅合金材料等)家具制造業(yè)的高端木材，廣告裝飾行業(yè)的亞克力材料等)；針對各類材料的加工，此新型刀具有著明顯的切割優(yōu)越性。刀具的設(shè)計采用幾何角度的特殊設(shè)計，加工切除率大，加工效率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合端面球頭成型設(shè)計使得一般單刃銑刀和球頭銑刀無法達(dá)到的高效。

附圖說明

圖1為高速雕刻單刃球頭銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為高速雕刻單刃球頭銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為高速雕刻單刃球頭銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為高速雕刻單刃球頭銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為高速雕刻單刃球頭銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為高速雕刻單刃球頭銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為高速雕刻單刃球頭銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1刀柄、2螺旋槽、3復(fù)合槽、4拋物線型槽背、5刀尖后背刀體、6 U型螺旋槽、7螺旋槽周刃前刀面角、8周刃第一后角、9周刃第二后角、10周刃第三后角、11圓弧球面、12球面斷屑槽、13前刀面切體、14避空位、15球頭刀尖前刀面、16斜平口角、17周刃層遞式多后角、18球面斷屑槽、19前刀面復(fù)合槽、20動平衡槽

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

為了解決傳統(tǒng)機(jī)械加工中銑刀的加工速度慢，加工效率底的問題，加工表面粗糙度不良的情況，本發(fā)明提供的高速雕刻單刃球頭銑刀，結(jié)合幾何和力學(xué)的原理，能充分發(fā)揮刀具切削的高速切割的性能。

本發(fā)明提供的高速雕刻單刃球頭銑刀，底部設(shè)計成球頭形狀，可以實現(xiàn)加工中底面成球形或凹面體直接成型。

本發(fā)明提供的高速雕刻單刃球頭銑刀，底刃的球面過渡到周刃，周刃設(shè)計成單刃變螺旋變導(dǎo)程的形式，可以有效的加工比較硬性的材料，可以有效的改觀產(chǎn)品面的粗糙度，可以降低刀具與加工材料產(chǎn)生的共震；本發(fā)明提供的高速雕刻單刃球頭銑刀，螺旋槽2起始角度為33°-36°，螺旋槽2的末端角度為38°-42°，在螺旋槽2的有效尾端再根據(jù)其偏心量再設(shè)計一個它的輔助動平衡槽20，動平衡槽20是一個圓整樣式的退刀槽，它根據(jù)槽的偏擺量向著槽的反向做一個圓弧的橫向圓弧槽，橫向圓弧槽的圓弧大小在R1.5-R4的區(qū)間范圍。

本發(fā)明提供的高速雕刻單刃球頭銑刀，開槽也非常關(guān)鍵，設(shè)計合理的刀前角非常重要，在如附圖3所示螺旋槽周刃前刀面角7的位置，刀具的螺旋槽2前角為18°-22°，普遍大于一般的銑刀，螺旋槽2用特殊成型的金剛石砂輪來開，在高速加工中，刀具的排屑也非常重要，單刃的設(shè)計就是滿足它的排屑量大、排屑流暢的要求。而本發(fā)明新型刀具在這基礎(chǔ)上對刀具加上一些特殊設(shè)計，螺旋槽2前角不僅角度大，還增加了槽的圓弧設(shè)計，槽底原本是V形狀的，現(xiàn)在用特殊成型砂輪把槽做成大圓底的U型，形成U型溝槽，從螺旋槽2的底部再延伸到螺旋槽2的后背，刀體的槽背部位，與周刃多條后角相結(jié)合，整個刀槽形狀形成一個拋物線型槽背，既增大了槽的容積率又加強(qiáng)了刀具的整體強(qiáng)度。

刀體的螺旋槽2結(jié)合刀體的后周刃，而周刃采用的是多后角螺旋線層遞式研磨方式，刀體后周刃分3個部分的后角，周刃第二后角角度在32°-36°，因為角度偏移而增大的問題，周刃第三后角角度在42°-48°采用等分層遞式增大后角角度并且控制等分層的寬度，形成螺旋線后角刀線層，這樣既增大了后角的排屑槽，又層層勻稱刀體中間部分的平衡度。切削的主要刃口還取決于周刃一后角，如附圖6所示周刃遞進(jìn)式多后角17的圖示，這個周刃后角不僅有角度要求并且對粗糙度要求也非常高。周刃后角角度在18°--24°，刃口寬度在0.2mm-0.4mm。周刃后角的粗糙度必須要在R0.2以下，用1200目以上的金剛石細(xì)研磨砂輪。周刃后角表面要有光澤，細(xì)膩光滑，在400倍的影像儀上檢測刃口要求沒有任何缺口和毛刺。

在螺旋槽2與周刃后角形成了周刃切削角后，為了排屑更加順暢，加工出的產(chǎn)品粗糙度完美，把刀槽進(jìn)行拋光處理，這也是非常關(guān)鍵的一步，在U型螺旋槽6的U型壁上口，緊貼著前刀角把前刀面槽拋光，拋光余量為0.005mm—0.01mm，角度偏轉(zhuǎn)0.1°-0.5°，前刀面的槽口及槽體做鏡面拋光，這需要更加細(xì)顆粒的金剛石砂輪，要做出鏡面的效果，這樣才能加工出更加細(xì)膩更加光滑的產(chǎn)品。

通常高速雕刻加工中，加工的設(shè)備的轉(zhuǎn)速都在20000轉(zhuǎn)以上，進(jìn)給切割的速度在1000mm/min以上。利用這樣的設(shè)計理念可以有效防止在切削時刀具與工件產(chǎn)生振動顫抖等異常情況，產(chǎn)品上也不會產(chǎn)刀紋和積削瘤。這是根據(jù)力學(xué)中的切削力錯位互補(bǔ)法，能有效的把切割時產(chǎn)生的擠壓力上下分散，防止加工中產(chǎn)品與刀具產(chǎn)生共顫。而現(xiàn)在所用的一般刀具，周刃切削時，產(chǎn)生的擠壓力無法快速釋放，這樣就產(chǎn)生了很強(qiáng)的共振，刀具刃口受到很大的反沖力，這樣刀具的刃口磨損很大。本發(fā)明提供的高速雕刻單刃球頭銑刀，利用了力學(xué)的原理來提升了加工效率，增加刀具的使用壽命。

底面圓弧設(shè)計的圓弧球面，可以有效的減少切割中的阻力，球頭前刀面再增加一個球頭刀體切角，此切角緊貼著球頭的球頭刀尖前刀面15，再向前刀面傾斜一個角度，向內(nèi)側(cè)斜側(cè)下去，與前刀面體形成一個夾角4°-8°，可以有效的把底面切割下來的屑有效的排出，同時形成一個帶有切口的角度把球面切出一個斜平口角，形成一個完整的非常鋒利的球面體。另外，外側(cè)一端的前刀面切齒角沿著U型螺旋槽6底過渡到多后角的后端，形成一個避空位14，可以更有效的排屑。

在球面體旋轉(zhuǎn)90°的底側(cè)面，再切一條球面斷屑槽12，球面斷屑槽12的位置在球面右側(cè)過中心位的-0.1mm—0.25mm的位置，分別向刀槽方位50°-60°位置和刀背方位-50°-60°位置各增加一個刀尖間隙體，與前刀面切體13，三位一體組成一個立體排屑的容積空間。

在圓弧球面11刀尖后背，后刀背的斜面上，設(shè)計了一個刀尖后背刀體，此位置的刀背槽非常關(guān)鍵，刀背槽角度35°-55°，槽口往刀體的刃口位置傾斜，圓弧球面11與刀背槽形成一個30°-45°的夾角，刀背槽與球面刀體的厚度在1.1mm-1.6mm，此角度和厚度可以支撐圓弧球面11刀口的強(qiáng)度，同時有效的避開底面和側(cè)面加工時屑的阻擋。

本發(fā)明提供的高速雕刻單刃球頭銑刀，整體結(jié)構(gòu)新穎，配合螺旋槽2和底面圓弧球面11有效的把U型螺旋槽溝底和拋物線型槽背4結(jié)合起來，使得刀具在高速加工中有足夠的排屑空間，而且不失刀具的強(qiáng)度。

為了有更好的耐磨性，刀具又做了特殊的表面處理，在無氫彩色DLC刀具表面涂膜厚度厚度0.1um-0.2um，它的摩擦系數(shù)非常低，幾乎可以忽略，而它的維氏硬度可以高達(dá)4000HV-5000HV。

通過測試及客戶的反饋信息，本發(fā)明提供的高速雕刻單刃球頭銑刀，加工效率是普通刀具的2倍以上，壽命是普通刀具壽命的10倍之多，真正體現(xiàn)出此發(fā)明新型刀具的科技與價值，為現(xiàn)代制造業(yè)中的一些領(lǐng)域帶來了革命性的飛躍。