整体式端铣刀和对物体进行机加工的方法技术

本发明专利技术公开了整体式端铣刀和对物体进行机加工的方法。在此披露了可以由陶瓷或其他材料整体制成的多种端铣刀。这些端铣刀的切削部分具有不大于其切削直径的两倍的切削长度以及是其切削直径的至少0.7倍的内芯。它们的轴向刀片具有带负的径向倾角的多个切削刃并且由多个螺旋槽分隔开。它们的切削端具有负的轴向倾角而且在中心点之前开有齿缝，并且具有带负的倾角的多个径向切削刃。此类端铣刀在一个槽上还具有成圆角的多个拐角以及从径向过渡到轴向的多个齿缝。在此还披露了使用此类陶瓷端铣刀对材料进行铣削的方法。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201210008293.9、申请日为2012年1月12日、申请人为钴碳化钨硬质合金公司、专利技术名称为“整体式陶瓷端铣刀”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及可以由陶瓷制成的整体式端铣刀，并且涉及使用此类端铣刀进行机加工的方法。
技术介绍
端铣刀是用于对多种类型的材料(从金属到塑料)进行机加工的旋转工具。它们是由一个总体上圆柱形的柄来支持的并且被适配为由一个电机驱动的卡盘或者功能上类似的装置来可移动地握持的。这个柄逐渐成为一个单端的端铣刀上的切削部分或者成为一个双端的端铣刀上的两个切削部分。该切削部分延伸到该端铣刀的一个末端上。该切削部分具有由多个槽分隔开的多个切削刀片，这些槽用于带走通过切削操作所生成的这些切屑。这些切削刀片和这些槽可以平行于该端铣刀的纵向轴线，但是更经常地是螺旋状的。该切削部分典型地以多个径向切削特征为终结，这些径向切削特征被设计为补充由这些切削刀片的轴向部分所提供的切削作用。直到现在，差不多所有的端铣刀都已经是用抗冲击材料(诸如，高速钢以及金属陶瓷复合材料，例如烧结碳化钨)制成的。在陶瓷已经被使用的程度来讲，由于其脆性，它们通常已经被限制于被用作切削刃镶片，这些切削刃镶片被可移动地固定到由一种更加抗冲击的材料(例如一种高速钢)制成的一个本体上。很少见的是可能经受到侧面负荷并且由一种陶瓷材料整体制成的一种机加工工具，例如一种端铣刀。尽管如此，陶瓷材料在切削操作中是有吸引力的，因为与金属并且甚至烧结碳化钨类相比，它们能够更好地承受在切削操作过程中在切削区域内所产生的高温。高的切削温度是有益的，因为它们可以使正被切削的材料更加容易地流动，因此增加金属的去除率并且降低切削该材料所要求的力的值。所需要的是具有以下一种设计的整体式端铣刀，这种设计可以利用陶瓷的优势，同时使由其固有的脆性所引起的问题最小化。
技术实现思路
本专利技术提供可以由陶瓷整体地制成的端铣刀。此类端铣刀可以被制成为单端或双端的端铣刀。根据本专利技术的这些端铣刀的切削部分具有不大于其切削直径的两倍的切口长度以及是其切削直径的至少0.7倍的内芯。它们的轴向刀片具有带负的径向倾角的多个切削刃，并且由多个螺旋槽分隔开。它们的切削端各自具有负的轴向倾角，而且在中心点的前面开齿缝，并且具有带负的倾角的多个径向切削刃。此类端铣刀在槽上还具有成圆角的多个拐角以及从径向过渡到轴向的多个齿缝。本专利技术包括由陶瓷和其他材料整体地制成的这类端铣刀。本专利技术还包括使用这类陶瓷铣刀来铣削多种材料的方法。在本专利技术的一些优选实施方案中，这些端铣刀是由一种SiAlON陶瓷制成的。附图说明通过参照附图将会更好地理解本专利技术的特征和优点的关键程度。然而，应该理解的是附图的设计仅是为了解说的目的并且不是作为对本专利技术的限制的定义。图1A是根据本专利技术的一个实施方案的一个具有四个槽的端铣刀的平面图。图1B是根据本专利技术的一个实施方案的一个具有六个槽的端铣刀的平面图。图2A是在图1A中于平面IIIA-IIIA处截取的端视图。图2B是在图1B中于平面IIIB-IIIB处截取的端视图。图3是更加详细地显示图2A的细节A的局部端视图。图4A是图1A的端铣刀的切削端的端视图。图4B是图1B的端铣刀的切削端的端视图。图5是图1A的端铣刀的切削端附近的平面图，展示了这些刀片之一的细节。图6是图1A的端铣刀的切削端的一部分的透视图。图7是图1A的端铣刀的切削端的一部分的透视图。具体实施方式在这个部分，对本专利技术的一些优选实施方案详细地进行了详细说明，足以让本领域的普通技术人员来实践本专利技术。然而，应该理解的是在此说明了有限数目的优选实施方案这个事实并不以任何方式限制如在所附权利要求书中列出的本专利技术的范围。无论何时在此或者在所附权利要求书中使用术语“大约”来修改本专利技术的一个实施方案的一个特征的尺寸时，应当解释为是指与构成该相关特征有关的这些机加工公差。无论何时在此或者在所附的权利要求书中使用一个范围来描述本专利技术的一个实施方案的一个特征的尺寸时，该范围应当被解释为包括该范围的规定端点以及其间的每个点。图1A和图1B对应地示出了根据本专利技术的、具有四个槽和六个槽的整体式端铣刀2、4的实施方案的侧视图。参见图1A，端铣刀2具有从一个柄部分8a延伸的一个切削部分6a。切削部分6a具有一个切削直径10a和切口轴向长度12a，该切口轴向长度不大于该切削直径10a的两倍。注意，虽然在这个实施方案中柄的直径14a与切削直径10a基本上是相同的，但在本发明的考虑之内的是这些直径实质上可以是不同的。当使用不同的柄与切削直径时，优选的是在这两个直径之间的过渡区域中应力集中特征(例如尖的拐角)被避免了。现参见图1B，端铣刀4具有多个刀片，例如刀片16b，18b，这些刀片是以从端铣刀6的纵向轴线22b的一个螺旋角20b而布置的并且限定了切削直径10b。相邻的刀片，例如刀片16b，18b，由一个槽(例如槽24b)分隔开。这些刀片沿着切口轴向长度12b延伸并且延伸到端铣刀4的切削端25b。图2A和图2B对应地示出了在切削平面IIIA-IIIA和IIIB-IIIB处截取的端铣刀2，4的端视图。这些附图更加清晰地示出了由多个槽，例如槽24a，将相邻的多个刀片，例如刀片16a，18a，分隔开。端铣刀2，4的内芯直径26a，26b对应地不大于其对应的切削直径10a，10b的0.7倍。优选地，内芯直径26a是端铣刀2的切削直径10a的大约0.715倍，并且内芯直径26b是端铣刀4的切削直径10b的大约0.75倍。图3更加详细地示出了端铣刀2的代表性刀片16a的一部分。刀片16a具有在其侧面或面30a上相对于半径32而测量的一个负的径向倾角28a。刀片16a具有在其侧面30a与其径向主台面36a的相交处的一个切削刃34a。径向主台面36a优选地被布置为相对于在切削刃34a处截取的切线40来形成一个径向的主离隙角38a。刀片16a还优选地配备有相对于切线40随轴向主台面36a的一个径向的副离隙角42a。图4A和图4B对应地示出了端铣刀2，4的切削端25a，25b。参见图4A，可以看到端铣刀2的这些刀片，例如刀片16a，相对于半径46a以一个负的径向角或前锋前角(endrake)44a延伸到切削端25a并且终止在腹板48a附近。类似地，参见图4B，可以看到端铣刀4的这些刀片，例如刀片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有纵向轴线的整体式端铣刀，该端铣刀包括：一个沿着该纵向轴线延伸的柄部分；以及至少一个切削部分，该切削部分从该柄部分延伸并且包括具有一个腹板的一个切削刃尖，该切削部分具有一个切削直径、不大于该切削直径的两倍的一个切口轴向长度、一个内芯直径、以及多个刀片，这些刀片沿着该切口轴向长度从该纵向轴线以一个螺旋角布置并且以一个径向角度延伸到该切削刃尖以便形成一个负的前锋前角并且终止在腹板附近；其中该多个刀片中的每个刀片是由一个槽彼此分开的并且具有一个拐角半径、一个负的径向倾角、以及一个负的轴向倾角；并且其中该切削刃尖具有一个凹角以及多个齿缝，该多个齿缝中的每个齿缝具有一个齿缝角并且延伸进入这些槽之一中，并且其中，该端铣刀是由陶瓷构造的。

【技术特征摘要】
2011.01.17 US 13/007,8401.一种具有纵向轴线的整体式端铣刀，该端铣刀包括：
一个沿着该纵向轴线延伸的柄部分；以及
至少一个切削部分，该切削部分从该柄部分延伸并且包括具有一个腹板
的一个切削刃尖，该切削部分具有一个切削直径、不大于该切削直径的两倍
的一个切口轴向长度、一个内芯直径、以及多个刀片，这些刀片沿着该切口
轴向长度从该纵向轴线以一个螺旋角布置并且以一个径向角度延伸到该切
削刃尖以便形成一个负的前锋前角并且终止在腹板附近；
其中该多个刀片中的每个刀片是由一个槽彼此分开的并且具有一个拐
角半径、一个负的径向倾角、以及一个负的轴向倾角；并且
其中该切削刃尖具有一个凹角以及多个齿缝，该多个齿缝中的每个齿缝
具有一个齿缝角并且延伸进入这些槽之一中，并且其中，该端铣刀是由陶瓷
构造的。
2.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述轴向倾角在-1度到-3
度的范围内。
3.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述拐角半径在从该切削
直径的0.031倍到0.4倍的范围内。
4.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述前锋前角在-1度到-6
度的范围内。
5.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述凹角在1.5度到3度
的范围内。
6.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述负的径向倾角在0
到-4的切向角度范围内。
7.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述内芯直径是该切削直
径的至少0.7倍。
8.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述齿缝角在从15度到
30度的范围内。
9.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述陶瓷从由碳化硅晶须
增强的氧化铝、氧化铝碳氮化钛、稳定的氧化锆、碳化硅、氮化硅基陶瓷、
以及SiAlON陶瓷组成的组中选择。
10.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述陶瓷是一种SiAlON
陶瓷，这种SiAlON陶瓷包括，以重量百分比计，2％到20％的铝、1％到12％
的氧、总计为2％到12％的一种或更多稀土元素、其余为硅和氮，并且具有
最高达到50％的α相。
11.如权利要求1所述的整体式端铣刀，其中，所述陶瓷是一种SiAlON
陶瓷，这种SiAlON陶瓷包括，以重量百分比计，3％到7％的铝、1％到4％
的氧、...

【专利技术属性】
技术研发人员：DR戴维斯，SE兰德魏尔，RL椰克利，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金公司，
类型：发明
国别省市：美国;US