專利名稱：仿形端銑刀的制作方法
仿形端銑刀
背景技術：
端銑刀由于其多方面的應用范圍以及這種工具的適度成本而廣泛應用在銑削操作中。端銑刀經常具有圓柱形的形狀、并且總體上可獲得直至約80毫米的直徑。許多端銑刀具有扁平的末端；然而也使用其他形狀，如圓錐形的與圓形的末端。典型的是，端銑刀具有兩(2)個到十(10)個齒，這取決于直徑、大小以及是被構形用于粗切削還是精加工。這些齒通常是螺旋形的、但可以是直的且平行于縱向軸線。在端銑刀構造中所使用的共同材料是高速鋼、固體碳化物、金屬陶瓷或陶瓷、或者它們的組合。在就表面光潔度而言要求非常高的困難操作中常常使用球頭端銑刀。在這些應用中，無論如何都不可能容許可能會引起失敗的任何非均勻度和凹口，而同時高度希望高生產率以及可預測的長的工具壽命。此外，在機加工操作過程中不可能更換刀具，這隨著刀具的磨損可以導致所制造的零件的精度更差。圖11 (a)和圖11 (b)展示了使用預定步距寬度的常規球頭端銑刀的典型切削操作。如所看到的，常規球頭端銑刀產生了具有相對大的深度的正弦波凹坑形式的、在某種程度上的粗糙的光潔度。另外，常規球頭端銑刀產生了具有相對大的厚度的切屑。這種粗糙的光潔度對于要求光滑、均勻光潔度的操作而言是不可接受的。
發明內容
與常規端銑刀相關聯的粗糙的光潔度以及相對大的切屑厚度的問題是通過主半徑大于二分之一的切削直徑的仿形端銑刀來解決的。在一方面，仿形端銑刀包括一個柄部分、以及一個切削部分，該切削部分限定了一個切削直徑、一個拐角半徑和一個主半徑，其中該主半徑大于二分之一的該切削半徑。在另一方面，仿形端銑刀包括一個柄部分、以及一個切削部分，該切削部分限定了一個切削直徑、一個拐角半徑和一個主半徑。該切削部分進一步包括多個槽，這些槽限定了型芯直徑、徑向前角、前刀面檢查點、徑向第一角、徑向第二角、第一后隙(relief)、第二后隙、螺旋形軸向前刀面齒隙、齒跟后隙、以及在該螺旋形軸向前刀面齒隙與第一后隙之間的相交點處形成的切削刃，其中該主半徑大于二分之一的該切削直徑，并有其中該拐角半徑小于二分之一的該切削直徑。在另一方面，一種使用仿形端銑刀來端銑一個工件的方法包括通過該切削部分的主半徑執行一種切削操作；以及通過該切削部分的拐角半徑執行一種切削操作。
雖然展示了本發明的不同實施例，但是不應認為所示的具體實施例限制了權利要求。在此預期可以在不脫離本發明的范圍的情況下進行各種變化和修改。圖1是本發明的仿形端銑刀的示例性實施例的平面側視圖；圖2是沿著圖1的線2-2截取的端銑刀的截面視圖；圖3是圖1的端銑刀的放大的切除視圖4是圖1的端銑刀的末端平面視圖；圖5是根據本發明的一個實施例的兩槽仿形端銑刀的側視圖；圖6是圖5的端銑刀的切削部分的放大側視圖；圖7是圖6的端銑刀的切削部分轉過九十(90)度后的另一個放大的側視圖；圖8是圖5的端銑刀的末端等距視圖；圖9是使用本發明的端銑刀進行切削操作的平面視圖；圖10 (a)和圖10 (b)是一種切削操作的平面視圖，示出了通過使用本發明的端銑刀獲得的改善的光潔度、減小的切屑厚度；并且圖11 (a)和圖11 (b)是一種切削操作的平面視圖，示出了使用常規端銑刀獲得的不可接受的光潔度以及增加的切屑厚度。
具體實施例方式以下是關于一款組合式端銑鉆削/推進式鉆削的切削刀具以及用于對工件進行機加工的一種方法的展示和說明。然而，應注意的是這種組合式切削刀具及機加工方法可以被配置成適合于具體的應用并且不僅僅限于這些圖示中的實例。參見圖1至圖4，其中同樣的參考符號代表同樣的元件，根據本發明的一個實施例的一種仿形端銑刀總體上以10示出。總體來說，端銑刀10具有一個柄部分12和一個切削部分14。柄部分12限定了柄直徑16，而切削部分14限定了切削直徑18。在某些實施例中，柄直徑16基本上等于切削直徑18。在其他實施例中，柄直徑16可以是略微大于或小于該切削直徑18。端銑刀10具有總體長度20以及切削長度22。該切削部分14包括一個拐角半徑24和一個主半徑26。端銑刀10具有一條中心縱向軸線28。現在參見圖2，端銑刀10的切削部分14包括兩個槽30，這兩個槽限定了一個型芯直徑32、一個徑向前角34、一個前刀面檢查點36、一個徑向第一角38以及一個徑向第二角40。在一個實施例中，該徑向前角34近似為+4度,該徑向第一角38近似為+9度,并且該徑向第二角40近似為+ 20度。現在參見圖3，端銑刀10的切削部分14包括一個軸向前角42、一個軸向第一角44以及一個軸向第二角46。在一個實施例中，該軸向前角近似為+4度，該軸向第一角44近似為+9度，并且該軸向第二角40近似為+ 20度。現在參見圖4，端銑刀10的切削部分14包括一個第一后隙48、一個第二后隙50、一個螺旋形軸向前刀面齒隙52、以及一個齒跟后隙54。一個中心腹板56具非零厚度。在一個實施例中，例如，中心腹板56的厚度近似為O. 006英寸(O. 152毫米)。螺旋形軸向前刀面齒隙52與中心縱向軸線28偏離一個距離58，以便允許該軸向前刀面基本上與端銑刀10的中心縱向軸線28對齊。在一個實施例中，這個距離58是約O. 006英寸(O. 152毫米)。中心腹板56的厚度以及該偏離距離58僅用于說明的目的，并且本發明可以通過任何希望的厚度和偏離距離來實踐。在螺旋形軸向前刀面齒隙52與第一后隙48之間的相交處形成了一個切削刃60。在所展示的實施例中，端銑刀10具有兩(2)個切削刃60。然而，應該認識到本發明可以通過任何希望數目的切削刃60來實踐，例如通過多于兩(2)個切削刃等等。如在圖5至圖8中可見，螺旋形軸向前刀面齒隙52是相對于端銑刀10的中心縱向軸線28成一個齒隙角度62形成的。在一個實施例中，該齒隙角度62近似為四十五(45)度。應注意的是，端銑刀10還包括在該螺旋形軸向前刀面齒隙52與齒跟后隙54之間用于相鄰的槽30 (在圖5中不可見)的一個底部齒隙64。在一個實施例中，底部齒隙64的角度近似為110度。另外，端銑刀10包括徑向及軸向釋放件66。在本發明中，拐角半徑24和主半徑26是隨切削直徑18而變地限定的。例如，該拐角半徑24小于二分之一的該切削直徑18。例如，在所展示的實施例中，拐角半徑24近似是該切削直徑18的O. 18倍。在本發明的一方面，主半徑26是大于該端銑刀10的切削直徑18的二分之一。例如，在所展示的實施例中，主半徑26是該切削直徑18的O. 85倍。然而，應該認識到，主半徑26可以是大于O. 50倍的該切削直徑18的任何值。例如，主半徑26可以是該切削直徑
18的O. 51倍、該切削直徑18的O. 52倍.....該切削直徑26的O. 99倍、以及它們之間每
間隔千分之一的值。如圖9 (a)至圖9 (f)所示，本發明的端銑刀10與常規端銑刀相比提供了優秀的切削性能。這種優秀的切削性能是在切削操作過程中通過使用端銑刀10的拐角半徑24和主半徑26 二者實現的。如圖(a)、(b)、(d)和(e)所示，主半徑26正在執行該工件70的切削操作。然而，在圖(c)和(f)中，拐角半徑24正在執行該工件70的切削操作。因為端銑刀10的拐角半徑24和主半徑26在切削操作過程中均可以被使用，本發明的端銑刀10可以在最復雜的三維工件上提供優秀的切削性能。相比之下，常規端銑刀不能在這類復雜的三維工件上執行同類型的切削操作。如在圖10 (a)和圖10 (b)中所示，大于該切削直徑18的不止二分之一的主半徑26與圖11 (a)和圖11 (b)中所示的常規球頭端銑刀相比提供了幾個獨特的優點。如圖10Ca)中所示，本發明的端銑刀10與常規球頭端銑刀相比提供了具有相同步距寬度的更光滑的光潔度。其結果是，使用者對精加工該工件花費的時間較少。作為替代方案，使用者可以增加步距寬度，這將顯著減小周期時間。如圖10 (b)所示，本發明的端銑刀10在相同的給進速率下產生的切屑所具有的厚度遠遠小于通過圖11 (b)所示的常規球頭銑刀所產生的切屑厚度。作為替代方案，使用者可以實質上增加該工件的給進速率，這將顯著減小周期時間。如以上所述，當與常規球頭端銑刀相比較時，本發明的端銑刀10提供了許多獨特的優點。在此提及的專利以及公開文獻通過引用結合在此。盡管已對當前的優選實施例進行了說明，但是本發明可以在所附權利要求的范圍內以其他方式來實施。
權利要求
1.一種仿形端統刀(10),包括柄部分(12);以及切削部分(14)，該切削部分限定了切削直徑(18)、拐角半徑(24)以及主半徑(26)，其中該主半徑(26)是大于二分之一的該切削直徑(18)。
2.如權利要求1所述的端銑刀，其中該拐角半徑(24)是小于二分之一的該切削直徑(18)。
3.如權利要求1所述的端銑刀，其中該切削部分(14)進一步包括多個槽(30)，這多個槽(30)限定了型芯直徑(32)、徑向前角(34)、前刀面檢查點(36)、徑向第一角(38)、以及徑向第二角(40)。
4.如權利要求1所述的端銑刀，其中該切削部分(14)進一步包括第一后隙(48)、第二后隙(50)、螺旋形軸向前刀面齒隙(52)、以及齒跟后隙(54)。
5.如權利要求4所述的端銑刀，其中在該螺旋形軸向前刀面齒隙(52)與該第一后隙 (48)之間的相交處形成了切削刃(60)。
6.如權利要求4所述的端銑刀，其中該螺旋形軸向前刀面齒隙(52)是與該端銑刀的中心縱向軸線(28)偏離的。
7.如權利要求4所述的端銑刀，其中該螺旋形軸向前刀面齒隙(52)是相對于該端銑刀的中心縱向軸線(28)成一個齒隙角(62)形成的。
8.如權利要求1所述的端銑刀，其中該切削部分(14)進一步包括具有非零厚度的中心腹板(56)。
9.一種仿形端統刀(10),包括柄部分(12);以及切削部分(14)，該切削部分限定了切削直徑(18)、拐角半徑(24)以及主半徑(26)，該切削部分(14)進一步包括多個槽(30)，這多個槽限定了型芯直徑(32)、徑向前角(34)、前刀面檢查點(36)，徑向第一角(38)、徑向第二角(40)、第一后隙(48)、第二后隙(50)、螺旋形軸向前刀面齒隙(52)、齒跟后隙(54)、以及在該螺旋形軸向前刀面齒隙(52)與該第一后隙(48 )之間的相交處形成的切削刃(60 )，其中，該主半徑(26)是大于二分之一的該切削直徑(18)，并且其中，該拐角半徑(24)是小于二分之一的該切削直徑(18)。
10.一種使用仿形端統刀(10)來端統一個工件(70)的方法,該端統刀包括柄部分 (12);以及切削部分(14)，該切削部分限定了切削直徑(18)、拐角半徑(24)以及主半徑 (26)，該拐角半徑(24)是小于二分之一的該切削直徑(18)，該主半徑(26)是大于二分之一的該切削直徑(18)，該方法包括通過該切削部分(14)的主半徑(26)執行切削操作；并且通過該切削部分(14)的拐角半徑(24)執行切削操作。
全文摘要
一種仿形端銑刀(10)包括一個柄部分(12)和一個切削部分(14)。該切削部分限定了一個切削直徑(18)、一個拐角半徑(24)以及一個主半徑(26)。該主半徑是大于二分之一的該切削直徑。其結果是，該端銑刀產生了平滑得多的光潔度以及減小的切屑厚度。
文檔編號B23C5/02GK103052459SQ201180038408
公開日2013年4月17日 申請日期2011年5月31日 優先權日2010年8月11日
發明者D·R·戴維斯 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司