具有波紋圖案的旋轉式切削刀具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有波紋圖案的旋轉式切削刀具。該具有縱向軸線（16）的旋轉式切削刀具（10）包括一個柄部分（12）和一個從該柄部分延伸至一個切削刃尖的切削部分（14），該切削部分具有一個切削長度、以及被多個沿該切削長度延伸的槽（20）分開的多個刃片（18），并且這些刃片各自包括一個前導面（22）、一個跟隨面（24）、在該前導面與該跟隨面之間延伸的一個刃帶表面（26）、以及在該前導面與該刃帶表面之間的相交處的一個切削刃（28）；每個刃片形成了一個具有波長和幅值的波紋圖案（32），其中，每個刃片的每個切削刃的一個徑向前角沿該切削長度始終是正的。
【專利說明】具有波紋圖案的旋轉式切削刀具
[0001 ] 本申請是申請?zhí)枮椤?01080007653.2”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。原申請的申請日是2010年2月4日(PCT國際申請日)、中國國家申請?zhí)柺恰?01080007653.2” (PCT國際申請?zhí)柺荘CT/US2010/023197)，發(fā)明創(chuàng)造名稱是“具有波紋圖案的旋轉式切削刀具”。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種旋轉式切削刀具。更具體的說，本發(fā)明涉及一種具有對于每個交替的刃片進行重復的波紋圖案的端銑刀。
【背景技術】
[0003]旋轉式切削刀具(如端銑刀)典型地具有一種圓柱形構形，它包括一個柄部分以及一個切削部分。該切削部分包含多個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。在一些實施方案中，這些螺旋齒或刃片的切削刃是沿著一個關于該刀具的縱向軸線而言基本恒定的半徑進行安置的。在其他實施方案中，總體上稱為“楔形的”切削刀具，這個切削部分在形狀上基本是截頭圓錐形的；即，當切削刃從切削部分的柄末端延伸至自由端時，每個刃片的切削刃具有一個關于該刀具的縱向軸線而言恒定減小的半徑。在楔形的旋轉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施方案中，總體上稱為“直槽的”旋轉式切削刀具，這些刃片的切削刃平行于刀具的縱向軸線而延伸。
[0004]很久就已經(jīng)知道在許多機加工操作中，端銑刀的性能通過切削刃的鋸齒形而得以改進。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。
[0005]圖8示出了用于六槽式端銑刀設計的一種常規(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波的距離d對于每個順序的刃片是增加的。例如，從切削刃尖至第一個波的距離d對于刃片# I是最短的并且然后對于每個順序的刃片是連續(xù)增加的。因此，距離d對于6#刃片是最大的。同樣，一種典型的端銑刀具有一個在約三十(30)度與約三十五(35)度之間的螺旋角。
[0006]不幸的是，以上描述的常規(guī)端銑刀設計可能沒有對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)有技術的這些缺陷的旋轉式切削刀具。
【發(fā)明內容】
[0007]在本發(fā)明的一個方面中，一種具有縱向軸線的旋轉式切削刀具包括:一個柄的部分；以及從該柄部分延伸至一個切削刃尖的一個切削部分，該切削部分具有一個切削長度、以及被沿該切削長度延伸的多個槽所分開的多個刃片，并且其中這些刃片各自包括一個前導面、一個跟隨面、在該前導面與該跟隨面之間延伸的一個刃帶表面、以及在該前導面與該刃帶表面之間的相交處的一個切削刃；每個刃片形成了一個具有波長和幅值的波紋圖案。該波紋圖案開始于距用于該多個刃片中的一個第一刃片的切削刃尖一個第一距離處，該波紋圖案在該第一距離處對于該多個刃片中的每個交替的刃片進行重復。該波紋圖案開始于距用于該多個刃片的一個第二刃片的切削刃尖一個第二的、不同的距離處，該波紋圖案在該第二距離處對于該多個刃片中的每個交替的刃片進行重復。
[0008]在本發(fā)明的另一個方面中，一種具有縱向軸線的旋轉式切削刀具包括:一個柄的部分；以及從該柄部分延伸至一個切削刃尖的一個切削部分，該切削部分具有一個切削長度、以及被沿該切削長度延伸的多個槽分開的多個刃片，并且其中這些刃片各自包括一個前導面、一個跟隨面、在該前導面與該跟隨面之間延伸的一個刃帶表面、以及在該前導面與該刃帶表面之間的相交處的一個切削刃；每個刃片形成了一個具有波長和幅值的波紋圖案。每個刃片的每個切削刃的徑向前角沿著該切削長度始終是正的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]雖然展示了本發(fā)明的不同的實施方案，但所示的這些具體實施方案不應被解釋為限制了權利要求。在此預期可以做出不同的變化和修改而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一種具有波紋圖案的旋轉式切削刀具的側視圖。
[0011]圖2是圖1的旋轉式切削刀具的切削部分的透視的端視圖。
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案示出了刃片與槽的間隔的旋轉式切削刀具的截面視圖。
[0013]圖4是該刃片的放大的截面視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案示出了在最小螺旋線的點處一個正的徑向前角。
[0014]圖5是該刃片的放大的截面視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案示出了在最大螺旋線的點處的一個正的徑向前角。
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的楔形槽內芯設計的平面視圖。
[0016]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案具有波紋圖案的六槽式旋轉切削刀具的示意圖，其中多個交替刃片的波紋圖案開始于距切削刃尖的相同距離處。
[0017]圖8是用于常規(guī)的六槽式旋轉切削刀具的一種波紋圖案的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)在參見圖1和圖2，一種旋轉式切削刀具10 (如端銑刀以及類似刀具)包括一個柄部分12、從柄部分12延伸并且具有一個切削刃尖15的一個切削部分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。這個切削部分14包括多個刃片18，這些刃片被沿著切削部分14的長度延伸的多個槽20分開。每個刃片18沿著其長度被提供有一種重復的正弦波紋圖案32。在所展示的實施方案中，這種旋轉式切削刀具10具有總共六(6)個刃片18和槽20。然而,應當認識至IJ，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)目的刃片和槽來實踐本發(fā)明。例如，本發(fā)明可以用四(4)個刃片和槽、八(8)個刃片和槽等等來實踐。[0019]現(xiàn)在參見圖3，這些刃片18各自具有一個前導面22、一個跟隨面24、以及跨接該前導面22及跟隨面24的一個刃帶表面26。在前導面22與刃帶表面26之間的相交處形成了一個用于對應刃片18的切削刃28。在所展示的實施方案中，切削部分14的這些刃片18和槽20在切削部分14中以一個約二十八(28)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(35)度之間的螺旋角的常規(guī)端銑刀相比而言。
[0020]本發(fā)明的一個方面是，徑向前角沿切削長度(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)的點處為約+7度±2度的一個徑向前角34。圖5示出了在最大螺旋線38 (圖7)的點處為約+12度±2度的徑向前角34。因此，這個徑向前角34在最大螺旋線38的點處比在最小螺旋線36的點處大得多并且在約五(+5)度至約十五(+15)度之間變化。
[0021]現(xiàn)在參見圖6，在切削部分14中這些槽20的深度沿該旋轉式切削刀具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是相對較小的而鄰近切削刃尖15是相對較大的。例如，在所展示的實施方案中，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%。
[0022]現(xiàn)在參見圖7，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案示意性地示出了一種六刃片式端銑刀設計中每個刃片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度限定了一個波長(或周期)以及一個幅值。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，每個波紋具有一個波長40以及一個幅值42。在所展示的實施方案中，波長40以及幅值42對于每個刃片18是基本上相同的。本發(fā)明的一個方面是，該波紋圖案開始之處距切削刃尖的的距離對于每個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計中，對于刃片# U# 3以及# 5，波紋圖案32是開始于距切削刃尖15—個第一距離dl處，而對于刃片# 2、# 4以及# 6，波紋圖案32是開始于距切削刃尖15 —個第二距離d2處。由于這種獨特的波紋圖案，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、而不是僅僅對于圖8中所示的常規(guī)端銑刀的前兩個或三個刃片。
[0023]應該認識到，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計來進行實踐。例如，本發(fā)明可以用一種四槽式設計來進行實踐，其中刃片# I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。在另一個實例中，本發(fā)明可以用一種八槽式設計來進行實踐，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。
[0024]在此提及的這些專利以及公開文件通過引用被結合在此。
[0025]在已經(jīng)說明了目前優(yōu)選的實施方案之后，本發(fā)明可以在請求保護的范圍之內以其他方式來實施。
【權利要求】
1.一種具有縱向軸線的旋轉式切削刀具，包括: 一個柄部分；以及 一個從該柄部分延伸至一個切削刃尖的切削部分，該切削部分具有一個切削長度、以及被多個沿該切削長度延伸的槽分開的多個刃片，并且其中這些刃片各自包括一個前導面、一個跟隨面、在該前導面與該跟隨面之間延伸的一個刃帶表面、以及在該前導面與該刃帶表面之間的相交處的一個切削刃；每個刃片形成了一個具有波長和幅值的波紋圖案， 其中，每個刃片的每個切削刃的一個徑向前角沿該切削長度始終是正的。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式切削刀具，其中該徑向前角沿該切削長度在5度至15度之間變化。
3.根據(jù)權利要求2所述的旋轉式切削刀具，其中該徑向前角在一個最小螺旋線的點處是小于在一個最大螺旋線的點處。
4.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式切削刀具，其中每個刃片相對于該縱向軸線形成了一個約二十八度的螺旋角。
5.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式切削刀具，其中每個槽的深度沿該縱向軸線從該切削刃尖朝向該柄部分而改變。
6.根據(jù)權利要求5所述的旋轉式切削刀具，其中每個槽的深度鄰近該切削刃尖是更大的。
7.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式切削刀具，其中波長以及幅值對于該多個刃片中的每個刃片是相同的。
8.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式切削刀具，其中該波紋圖案開始于距用于該多個刃片中的一個第一刃片的切削刃尖一個第一距離處，該波紋圖案在該第一距離處對于該多個刃片中的每個交替的刃片進行重復，并且 其中，該波紋圖案開始于距用于該多個刃片中的一個第二刃片的切削刃尖一個不同的第二距離處，該第二刃片直接鄰近該第一刃片，該波紋圖案在該第二距離處對于該多個刃片中的每個交替的刃片進行重復。
【文檔編號】B23C5/06GK103769662SQ201410045857
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2010年2月4日 優(yōu)先權日:2009年2月17日
【發(fā)明者】D·R·戴維斯 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司