具有带有相关物理参数的齿和关联出屑槽的立铣刀制造技术

一种立铣刀（10）包括多个齿（20）和出屑槽（22）。齿（20）及其关联的出屑槽（22）根据相关物理参数被构造。一个这样的相关参数在于，在有效切削长度（LE）的前半部（24）中的轴向位置处，多个齿（22）中的至少一个齿具有小于多个齿（22）的平均前角值的前角（R），且在同一轴向位置处，在每一个这样的齿之前的出屑槽具有大于多个出屑槽（22）的平均螺旋角值的螺旋角（H）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有带有相关物理参数的齿和关联出屑槽的立铣刀
本申请的主题涉及被构造成用于深肩铣的立铣刀，且尤其涉及能够在高硬度材料上提供高品质表面光洁度的深肩立铣刀。本主题尤其涉及具有带有相关物理参数的齿和关联出屑槽的这样的立铣刀。
技术介绍
设计为用于肩铣应用，即，围绕工件的外部周边铣削的立铣刀通常具有是立铣刀的直径的两倍的最大有效切削长度（在下文中“2D”：其中，类似的长度尺寸被类似地表示，例如，直径的两倍半将书写为“2.5D”或“2.5DE”等。）。除非相反地陈述，否则，在说明书和权利要求中对立铣刀直径的参考指的是在切削端面处切削部分的直径。虽然理论上，立铣刀能够具有任何有效的切削长度，但是实际上，能够在大于2D的深度处有效地铣削的立铣刀是非常难以见到的。这是因为，增加的深度加剧了立铣刀的振动，从而将工件表面光洁度和立铣刀工具寿命两者降低到低于行业所接受的那些标准。详细描述的话，立铣刀在肩铣期间弯曲，这是因为立铣刀仅在其一端处被保持，且其另一端被迫抵靠并冲击刚性保持的工件。这样的冲击还引起回弹型作用，其中，随着立铣刀长度增加，该作用相对更大。类似地，当铣削相对更硬的工件材料时，该作用还更严重，这是因为随着在硬的工件上的每一次冲击，施加在立铣刀上的铣削力更大。随着铣削深度增加而加剧的另一问题是排屑。详细描述的话，在切削端面附近大的出屑槽深度是最重要的，因为当其首先进入材料时，始于切削端面附近的齿首先接触每一个切屑。相比出屑槽的剩余部分，切屑在切削端面附近的出屑槽内保持相对更长的时间，因为仅当立铣刀已经在工件中充分旋转且出屑槽离开工件从而允许切屑排出时，切屑才离开出屑槽。虽然不受理论限制，但是如果出屑槽的大小不能充分包含切屑，则切屑（其从大小不充分的出屑槽突出）邻接抵靠立铣刀和工件能够增加振动，且甚至引起立铣刀断裂。将理解，随着距离立铣刀的紧固柄部部分的距离增加，该作用将更加显著。由于当今行业的高性能要求，曾经被认为是可忽略的立铣刀设计的改变现在能够限定表面光洁度的行业标准是否可接受该立铣刀以及切屑是否被移除。虽然任何立铣刀理论上能够加工任何材料，但是，对于给定的材料移除速率和期望的表面光洁度水平，只有通过提供有竞争力的工具寿命，立铣刀才能够实际上被认为适用于特定应用。本申请的目的是提供新的且改善的立铣刀。
技术实现思路
为了生产能够深肩铣（即，在至少2.5D的深度处），同时仍然在高硬度材料上提供良好品质表面光洁度的立铣刀，一系列振动减少特征已经被合并到单个立铣刀中。相信每一个创造性特征本身及组合显著地有助于振动减少，且因此增加工具寿命和所实现的表面光洁度。根据本申请的主题的第一方面，提供包括多个齿和出屑槽的修整立铣刀：其中，在有效切削长度的前半部中的轴向位置处，多个齿中的至少一个齿具有小于平均径向前角值的径向前角，且在每一个这样的齿（即，所述至少一个齿中的每一个）之前的出屑槽具有大于多个出屑槽的平均螺旋角值的螺旋角。通过提供具有不同的径向前角的齿，同时利用相对较大的螺旋角补偿具有相对较小的径向前角的至少一个齿（较大的螺旋角降低了所需要的径向切削力），相信该几何形状减少振动。换一种说法，根据本申请的主题的第二方面，提供一种修整立铣刀，其被构造成用于围绕中心旋转轴线（AR）旋转，所述中心旋转轴线（AR）限定轴向相对的向前方向和向后方向（DF、DR），以及旋转相对的在前方向和在后方向（DP、DS），所述在前方向（DP）是切削方向，所述立铣刀包括：柄部部分；以及切削部分，其从柄部部分向前延伸至切削端面；所述切削部分包括：有效切削长度（LE）；直径（DE）；多个整体形成的齿；以及与多个齿交替的多个出屑槽，每一个出屑槽具有螺旋角和出屑槽深度；每个齿包括：前角表面；后角表面，其接在所述前角表面之后且具有能在垂直于旋转轴线（AR）的平面中测量的后角表面宽度；在前角表面和后角表面的交叉处形成的切削刃；后角刃，其与所述切削刃间隔开且在后角表面和接在所述齿之后的出屑槽的出屑槽表面的交叉处形成；以及在第一径向线和第二径向线之间限定的齿面积，所述第一径向线从所述切削刃延伸至所述中心旋转轴线，所述第二径向线从所述中心旋转轴线延伸至在后出屑槽的最底点；其中，在有效切削长度的前半部中的轴向位置处：所述出屑槽具有平均螺旋角值，其中，一个或多个出屑槽具有最小螺旋角值，以及一个或多个出屑槽具有最大螺旋角值；所述齿具有平均径向前角值，其中，一个或多个齿具有最小径向前角值，以及一个或多个齿具有最大径向前角值；以及，至少一个齿具有小于所述平均径向前角值的径向前角，且在每一个这样的齿之前的出屑槽具有大于所述平均螺旋角值的螺旋角。在第一和第二方面中，因为至少一个齿的径向前角小于在相同轴向位置处的平均径向前角，且其关联出屑槽的螺旋角大于在相同轴向位置处的平均螺旋角，所以能够认为齿的径向前角与其关联出屑槽的螺旋角负相关。根据本申请的主题的又另一（第三）方面，提供包括多个齿和出屑槽的修整立铣刀：其中，在有效切削长度的前半部中的轴向位置处，多个齿中的至少一个齿具有大于多个齿的平均齿面积值的齿面积和小于平均后角表面宽度值的后角表面宽度。通过提供不同几何形状的齿，同时通过仅减小具有相对较大的齿面积的齿的宽度来补偿具有较小的后角表面宽度的齿的结构弱势，相信该几何形状减少振动。该几何形状还允许立铣刀设有相对较大的出屑槽，即，在具有相对较小的后角表面的所述齿之前的出屑槽，其也被认为如上文中解释地通过允许更多排屑面积来减少振动。换一种说法，根据本申请的主题的又一（第四）方面，提供一种修整立铣刀，其被构造成用于围绕中心旋转轴线（AR）旋转，所述中心旋转轴线（AR）限定轴向相对的向前方向和向后方向（DF、DR），以及旋转相对的在前方向和在后方向（DP、DS），所述在前方向（DP）是切削方向，所述立铣刀包括：柄部部分；以及切削部分，其从柄部部分向前延伸至切削端面；所述切削部分包括：有效切削长度（LE）；直径（DE）；多个整体形成的齿；以及与多个齿交替的多个出屑槽，每一个出屑槽具有螺旋角和出屑槽深度；每个齿包括：前角表面；后角表面，其接在所述前角表面之后且具有能在垂直于旋转轴线（AR）的平面中测量的后角表面宽度；在前角表面和后角表面的交叉处形成的切削刃；后角刃，其与所述切削刃间隔开且在后角表面和接在所述齿之后的出屑槽的出屑槽表面的交叉处形成；以及在第一径向线和第二径向线之间限定的齿面积，所述第一径向线从所述切削刃延伸至所述中心旋转轴线，所述第二径向线从所述中心旋转轴线延伸至在后出屑槽的最底点；其中，在有效切削长度的前半部中的轴向位置处：所述齿具有平均齿面积值，其中，一个或多个齿具有最小齿面积值，且一个或多个齿具有最大齿面积值；所述齿具有平均后角表面宽度值，其中，一个或多个齿具有最小后角表面宽度值，以及一个或多个齿具有最大后角表面宽度值；以及，至少一个齿具有大于所述平均齿面积值的齿面积以及小于所述平均后角表面宽度值的后角表面宽度。显而易见地，因为随着距立铣刀的紧固地保持的柄部的距离增加，振动的问题更显著，所以上述方面的创造性特征的应用定位在有效切削长度的前半部（即，有效切削长度的远离立铣刀的柄部的半部）中的轴向位置处。将理解，随着距柄部的距离增加（即，随着逐渐接近切削端面），其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修整立铣刀，其被构造成用于围绕中心旋转轴线（AR）旋转，所述中心旋转轴线（AR）限定轴向相对的向前方向和向后方向（DF、DR），以及旋转相对的在前方向和在后方向（DP、DS），所述在前方向（DP）是切削方向，所述立铣刀包括：柄部部分；以及切削部分，其从所述柄部部分向前延伸至切削端面；所述切削部分包括：有效切削长度（LE）；直径（DE）；多个整体形成的齿；以及与多个齿交替的多个出屑槽，每一个出屑槽均具有螺旋角和出屑槽深度；每个齿均包括：前角表面；后角表面，其接在所述前角表面之后且具有能在垂直于所述旋转轴线（AR）的平面中测量的后角表面宽度；在所述前角表面和所述后角表面的交叉处形成的切削刃；后角刃，其与所述切削刃间隔开且在所述后角表面和接在所述齿之后的出屑槽的出屑槽表面的交叉处形成；以及在第一径向线和第二径向线之间限定的齿面积，所述第一径向线从所述切削刃延伸至所述中心旋转轴线，所述第二径向线从所述中心旋转轴线延伸至在后出屑槽的最底点；其中，在所述有效切削长度的前半部中的轴向位置处：所述出屑槽具有平均螺旋角值，其中，一个或多个出屑槽具有最小螺旋角值，以及一个或多个出屑槽具有最大螺旋角值；所述齿具有平均径向前角值，其中，一个或多个齿具有最小径向前角值，以及一个或多个齿具有最大径向前角值；以及，至少一个齿具有小于所述平均径向前角值的径向前角，且在每一个这样的齿之前的出屑槽具有大于所述平均螺旋角值的螺旋角。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.12 US 14/8804401.一种修整立铣刀，其被构造成用于围绕中心旋转轴线（AR）旋转，所述中心旋转轴线（AR）限定轴向相对的向前方向和向后方向（DF、DR），以及旋转相对的在前方向和在后方向（DP、DS），所述在前方向（DP）是切削方向，所述立铣刀包括：柄部部分；以及切削部分，其从所述柄部部分向前延伸至切削端面；所述切削部分包括：有效切削长度（LE）；直径（DE）；多个整体形成的齿；以及与多个齿交替的多个出屑槽，每一个出屑槽均具有螺旋角和出屑槽深度；每个齿均包括：前角表面；后角表面，其接在所述前角表面之后且具有能在垂直于所述旋转轴线（AR）的平面中测量的后角表面宽度；在所述前角表面和所述后角表面的交叉处形成的切削刃；后角刃，其与所述切削刃间隔开且在所述后角表面和接在所述齿之后的出屑槽的出屑槽表面的交叉处形成；以及在第一径向线和第二径向线之间限定的齿面积，所述第一径向线从所述切削刃延伸至所述中心旋转轴线，所述第二径向线从所述中心旋转轴线延伸至在后出屑槽的最底点；其中，在所述有效切削长度的前半部中的轴向位置处：所述出屑槽具有平均螺旋角值，其中，一个或多个出屑槽具有最小螺旋角值，以及一个或多个出屑槽具有最大螺旋角值；所述齿具有平均径向前角值，其中，一个或多个齿具有最小径向前角值，以及一个或多个齿具有最大径向前角值；以及，至少一个齿具有小于所述平均径向前角值的径向前角，且在每一个这样的齿之前的出屑槽具有大于所述平均螺旋角值的螺旋角。2.根据权利要求1所述的修整立铣刀，其中，在所述有效切削长度的前半部中的轴向位置处：所述齿具有平均齿面积值，其中，一个或多个齿具有最小齿面积值，且一个或多个齿具有最大齿面积值；所述齿具有平均后角表面宽度值，其中，一个或多个齿具有最小后角表面宽度值，以及一个或多个齿具有最大后角表面宽度值；以及至少一个齿具有大于所述平均齿面积值的齿面积以及小于所述平均后角表面宽度值的后角表面宽度。3.根据权利要求1或2所述的修整立铣刀，其中：所述切削部分具有大于2.5DE的有效切削长度；在所述有效切削长度的前半部中的轴向位置处，所述齿中的至少两个具有不同的径向前角值，所述不同的径向前角值中的至少一些与所有其他不相同的值相差2°或更多；以及，随着距所述柄部的距离增加，每一个出屑槽的出屑槽深度增加。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的修整立铣刀，其中，在所述有效切削长度的前半部中的轴向位置处：所述齿中的至少三个具有不同的径向前角，不同的径向前角值中的至少一些与所有其他不相同的值相差2°或更多；以及，所述出屑槽具有6°或更少的螺旋变化。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的修整立铣刀，其中，所述至少一个齿是至少两个齿。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：L斯皮格曼，
申请(专利权)人：伊斯卡有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL