本實用新型涉及一種適用于工業(yè)切削的加工刀具,尤其涉及一種銑刀,可適用于加工金屬、工程塑料及纖維復合材料的切削,以提高提高加工效率。
背景技術:
刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。由于絕大多數的刀具是機用的,基本上都用于切削金屬材料,所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。但材料科學發(fā)展,各種材料也已經在產品的生產和加工中得以廣泛應用,如:工程塑料和碳纖維復合材料等(CN203401118U)。刀具按工件加工表面的形式可分為:加工各種外表面的刀具、孔加工刀具、螺紋加工刀具、齒輪加工刀具和切斷刀具等若干種。
銑加工在機械加工領域內的分量正在變得越來越重要,已經在一定程度上逐步取代了車、鉆等其他加工方式。由于銑加工的廣泛多樣性,除了傳統(tǒng)的鋼和鑄鐵等金屬材料外,越來越多的新型金屬/非金屬材料也被逐步歸入銑加工的被加工材料之列,這其中不僅包括含鋁合金在內的各種金屬合金,還包括高檔工程塑料在內的各種樹脂材料,以及各種碳纖維復合材料在內的碳纖維金屬復合板。
對于外形復雜的工件,需要進行多維度的銑加工,如:縱向和橫向。實踐中,為了滿足加工的要求,時常對這些刀具進行更換,影響了加工的效率
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供一種銑刀,滿足對工件進行多維銑加工的要求,提高加工效率。
本實用新型提供的銑刀,包括一個柄部,其用于銑刀的裝夾,切削部和至少一條槽體。切削部至少包括一個銑加工部,該銑加工部包括曲線。
本實用新型提供的銑刀,還包括曲線刃。曲線刃落于曲線上,或與曲線連接。
本實用新型提供的各種銑刀,銑加工部還包括前導刃,設于曲線刃之前(即切削部端面所在的方向為前方)。該前導刃至少包括平刃部和弧刃部,平刃部的長度如: 4mm~32mm?;∪胁康囊欢伺c平刃部的一端相交,相交處形成鈍角刃尖,弧刃部的另一端設于銑加工部的端面,優(yōu)先選擇的弧刃部向外凸起,呈外凸狀。
根據加工工件的需要,本實用新型提供的各種銑刀的前導刃至少包括至少一個凹部,沿切削部的軸向或徑向,各個凹部底面與所述刃部輪廓的落差為0.01mm~0.2mm。凹部還設有斜刃部,其傾斜角為45°±15°。
在刃部表面可采用金剛石貼片,或采用含有涂層或非涂層的基體,如:但不僅限于硬質合金、金屬陶瓷、立方氮化硼及其它粉末冶金燒結材料等。
適用于本實用新型的槽體,各處的深度相同或不同,其深度為該處切削主體直徑的5%~65%,優(yōu)先選擇25%±10%。在各種形狀的槽體中,本實用新型優(yōu)先選擇具有0°±45°螺旋角的螺旋槽,或具有0°±45°軸向前角的直槽。槽體的數量應當與切削部所含刃部的數量相適應,滿足切削刃于銑加工的需要,如:但不僅限于1、2、3、4、5、 6、7和8。當槽體的數量大于1時,各槽所具有的螺旋角角度或軸向前角的角度相同或不同。槽體的開口角角度應滿足公式20°-[槽體個數/360]°。
用于本實用新型銑刀的曲線刃,其由若干曲線段組成,任意曲線段均具有2°~50°的后角,2°~50°徑向前角。各個曲線段所具有的后角角度或前角角度相同或不同。
為提高銑加工的效率,在銑加工部輪廓上設置坐標系原點(0,0),相對于原點再至少設置7個坐標點,設置一枚曲線刃同時通過原點和7個坐標點。
一種用于本實用新型銑刀的曲線刃實施方案,至少設置8個點,其中一個點落于銑加工部輪廓,并以此為坐標系原點(0,0),相對于原點,其它7個點相應的坐標分為(2.78±0.1,-0.46±0.1)、(4.67±0.1,-1.95±0.1)、(5.58±0.1,-3.45±0.1)、(5.61±0.1, -5.43±0.1)、(5.65±0.1,-7.34±0.1)、(6.56±0.1,-9.32±0.1)和(5.68±0.1,-11.22±0.1)。
由此在相鄰坐標點之間形成多個曲線刃段,原點與坐標點(2.78±0.1,-0.46±0.1) 之間的曲線段曲率為7.56±0.1,坐標點(2.78±0.1,-0.46±0.1)和坐標點(4.67±0.1, -1.95±0.1)之間的曲線段曲率為4.27±0.1,坐標點(4.67±0.1,-1.95±0.1)和坐標點 (5.58±0.1,-3.45±0.1)之間的曲線段曲率為4.51±0.1,坐標點(5.58±0.1,-3.45±0.1) 和坐標點(5.61±0.1,-5.43±0.1)之間的曲線段曲率為8.31±0.1,坐標點(5.61±0.1, -5.43±0.1)和坐標點(5.65±0.1,-7.34±0.1)之間曲線段曲率為1317.35±0.1,坐標點 (5.65±0.1,-7.34±0.1)和坐標點(6.56±0.1,-9.32±0.1)之間曲線段曲率為1317.35±0.1,坐標點(6.56±0.1,-9.32±0.1)和坐標點(5.68±0.1,-11.22±0.1)之間曲線段曲率為 29782.83±0.1。
曲線形狀的刃部,切屑因不同方向受力而折斷,細短的切屑減少刀具纏繞,也幫助散熱從而改善刀具加工時的工況,使得刀具可以以更高的轉速和工進速度進行,從而大大提高了刀具的使用效率和使用壽命,達到了高速高效加工的設計目的。因此,還可通過在曲線刃上設置更多的點方式,從而將曲線刃分解為更多更短小的曲線段,以適應不同切削材料,同時配合槽體形狀和刃部數量的需要,從而提高銑刀的斷屑、散熱和耐磨等方面的性能。
本實用新型技術方案實現的有益效果:
本實用新型提供的銑刀,以平刃部和外凸的弧刃部形成組合的前導刃,使得徑向進給力減少,同時軸向進給力雖然增加但力的指向更靠近刀柄端,有利于增加剛性減少切削震動,從而保護了115也提高了加工質量;與僅使用圓弧的刀刃保護相比,圓弧雖然也改善徑向軸向力的分布,但力的指向為刀具幾何中心,效果不及本實用新型。
本實用新型提供的銑刀,還以平刃部和弧刃部相交處形成鈍角刃尖,使得刀具滿足對工件進行多維(縱向和橫向)銑加工的要求,提高加工效率至少1倍上。
本實用新型提供的銑刀,主要采用一段連續(xù)的曲線刃組成的刃部,適合于采用新材料制造的非標準形狀進行高速加工,可以使刀具在超過5000轉的高速加工機床上充分發(fā)揮切削性能。
通過將曲線刃分解為若干曲線段的方式不僅增加了刃部有效工作長度,連續(xù)曲線狀刃部還對工件形成連續(xù)的點切屑,使得刀具始終有一個不斷前移的最大切削力點與被加工工件接觸,得到了類似于壓強作用效果,可以更輕易地切削高韌性和高剛性的材料,使得各種新型材料的非標準形狀加工效率大幅提升(鋁合金材料為例,其效率可提高300%以上)。同時隨著加工磨損最大切削力點不斷后移,刀具仍能保持加工能力,可免去對刀具的人工維護。由于本實用新型的刃部在切削中對切屑施加了與卷屑角不同方向的額外折斷力,通過對切削長度進行了控制,改善了刀具散熱性能并減少了纏屑,改善了刀具加工工況并增加了刀具的使用壽命。
通過對曲線刃形態(tài)的設計,更適用于對工件的加工,也進一步降低了刃部的加工難度,提高加工效率。
同時,與其類似的銑刀相比,能實現非標準形狀加工的一次成型,減少或避免后續(xù)的打磨,還能使加工中的震動現象得以顯著下降或避免,進而使得材質加工的精度得以提高,表面更光滑。
附圖說明
圖1為本實用新型銑刀一實施例的結構示意圖;
圖2為圖1所示銑刀的切削部端面的結構示意圖;
圖3為圖1所示銑刀的刃部的放大結構示意圖;
圖4為對圖3所示銑刀的曲線刃進行分段的放大結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細描述本實用新型的技術方案。本實用新型實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制,盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對實用新型的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍,其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍中。
圖1為本實用新型銑刀一實施例的結構示意圖,圖2為圖1所示銑刀的切削部端面的結構示意圖,圖3為圖1所示銑刀的刃部的放大結構示意圖。如圖1、圖2和圖3 所示,該銑刀具有可安裝到旋轉機械上的柄部300、槽體200和切削部100。切削主體的任意徑向截面均包括至少一個槽底部,相應具有一個槽深度。槽的深度應當理解為對切削軸部進行任意徑向截面,而截面處的槽深度是相對于該處的切削主體的直徑。對于螺旋槽,其是以螺旋方式設置于切削主體的連續(xù)槽體,各條螺旋槽的深度應當理解為對切削軸部進行任意徑向截面,而截面處的槽深度相對于該處的切削主體的直徑。本實施例中,槽體200為直槽,具有槽開口角AQ6,0°±45°軸向前角AQ9,2°~50°軸向后角AQ10,以及該處的切削主體的直徑5%-65%的槽深AQ7。
本實施例中,切削部100包括端面120,還具有4個銑加工部110,具有2°~50°徑向前角AQ5,和2°~50°徑向后角AQ8,其輪廓包括一段連續(xù)的曲線111(參見圖4)。在曲線上設置XY二維坐標系原點(0,0),相對于該原點AQQ1再至少設置7個坐標點AQQ2,AQQ3,AQQ4,AQQ5,AQQ6,AQQ7和AQQ8(參見表1),設置一枚曲線刃 112使得同時通過原點和6個坐標點,曲線刃112落于曲線111(參見圖4)。
銑加工部110包括前導刃,該前導刃至少包括平刃部113和弧刃部114,平刃部 113的長度如:4mm~32mm。本實施例的弧刃部114呈外凸狀,其一端與平刃部113 的一端相交,相交處形成鈍角刃尖115,弧刃部114的另一端設于銑加工部的端面116 (參見圖3)。
表1
還可上述各個實施例中所示的曲線刃上設置更多的點,從而將曲線刃分解為更多更短小的曲線段,可參見201420135545.9。