变后角球头立铣刀及其磨制方法技术

本发明专利技术一种变后角球头立铣刀及其磨制方法，属于金属切削加工领域；所述变后角球头立铣刀包括柄部和切削部，所述切削部从其球头顶端至与柄部的衔接处的周面上，对称设置至少一组容屑槽和后刀面；所述后刀面的第一后刀面与容屑槽相交，其交叉棱线上依次形成螺旋刃和球头刃；相对的两个第一后刀面在球头顶端相交形成内凹状横刃；所述第一后刀面的后角，在所述横刃中心到球头刃和螺旋刃的交点之间，呈线性变化，即从球头刃和螺旋刃的交点到横刃中心逐渐减小；在所述螺旋刃上的任意位置，保持恒定。本发明专利技术提供一种减小了横刃内凹深度，提高了球头中心轮廓度，从而提高工件被加工表面光洁度，并增强横刃强度和耐磨性的球头立铣刀结构方案。方案。方案。

【技术实现步骤摘要】
变后角球头立铣刀及其磨制方法


[0001]本专利技术属于金属切削加工领域，具体涉及一种变后角球头立铣刀及其磨制方法。

技术介绍

[0002]球头立铣刀主要用于曲面仿形加工，在机械加工领域，尤其是模具行业中应用广泛。为增强模具的耐磨性，通常要求模具具备较高的表面光洁度，这对球头立铣刀提出了高耐磨性和低加工表面粗糙度两方面要求。球头立铣刀仿形加工时，起切削作用的主要是球头立铣刀中心处的切削刃，由于刀具切削刃轮廓形状在一定程度上会“复印”于被加工表面，故球头铣刀中心处切削刃的轮廓形状对仿形铣削加工表面粗糙度有较大影响。
[0003]然而，由于设计球头立铣刀时，为提高球头中心处切削刃强度和轮廓度，通常设定了切削刃偏距和横刃长度，在复杂的球头刃成型运动中导致横刃中心点比理想球头刃轮廓低，形成内凹状的横刃，降低了球头立铣刀轮廓度。因此，可通过优化球头立铣刀中心切削刃的设计参数，降低横刃中心到理想切削刃轮廓的高度差，降低被加工表面材料残留高度以提高被加工表面光洁度。
[0004]现有技术中公开了一种球头立铣刀中心处的横刃优化结构，该结构是在球头中心处用砂轮磨出一个小平面，可以减小或消除横刃内凹深度，从而提高表面加工质量。虽然该专利技术能够改善表面加工质量和提高横刃的耐磨性，但横刃处小平面的宽度很难控制，对砂轮和机床的要求较高，而且新增的小平面使得球头中心处的后角为0，在实际加工中会加大球头横刃与工件摩擦力，有可能加剧刀具中心的磨损。另外，制造该结构球头铣刀需要增加一道工序用来磨削横刃处小平面，增加了刀具生产磨削成本。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题：
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种变后角球头立铣刀及其磨制，将渐变的第一后刀面后角和恒定的第一后刀面后角相结合，并限定渐变部分后角的变化率使得越靠近横刃中心的后角越小，减小了横刃内凹深度，提高了球头中心轮廓度，从而提高工件被加工表面光洁度，并增强横刃强度和耐磨性的球头立铣刀结构方案。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种变后角球头立铣刀，包括柄部2和切削部1，所述切削部1从其球头顶端至与柄部2的衔接处的周面上，对称设置至少一组容屑槽4和后刀面5；所述后刀面5的第一后刀面51与容屑槽4相交，其交叉棱线上依次形成螺旋刃6和球头刃7；相对的两个第一后刀面51在球头顶端相交形成内凹状横刃8；
[0008]所述第一后刀面51的后角，在所述横刃8中心到球头刃7和螺旋刃6的交点之间，呈线性变化，即从球头刃7和螺旋刃6的交点到横刃8中心逐渐减小；在所述螺旋刃6上的任意位置，保持恒定。
[0009]本专利技术的进一步技术方案是：所述第一后刀面51的后角为α，其中，α1是位于所述横刃8中心位置的第一后刀面51的后角，δ为第一后刀面51的后角在球头刃7
和横刃8上的变化率，为球头刃和横刃上的向心角。
[0010]本专利技术的进一步技术方案是为；在所述横刃8中心位置，第一后刀面51的后角为α1；在所述球头刃7与螺旋刃6交点位置，第一后刀面51的后角为α2；在所述螺旋刃6上的任意位置，第一后刀面51的后角恒定为α2；且α1和α2满足：2
°
≤α1≤5
°
，7
°
≤α2≤25
°
。
[0011]本专利技术的进一步技术方案是：所述后角在球头刃7和横刃8上的变化率为δ，δ＝(α2
‑
α1)/90
°
，且δ满足：0.06≤δ≤0.22。
[0012]本专利技术的进一步技术方案是：当时，α＝α1；当时，α＝α2。
[0013]本专利技术的进一步技术方案是：所述球头刃7的理想轮廓半径为r0，所述球头刃7位于球头顶端的偏距为p，p满足：0.01*r0≤p≤0.06*r0。
[0014]本专利技术的进一步技术方案是：所述横刃位于球头顶端的径向截面呈“S”形，其轴向截面呈内凹状。
[0015]本专利技术的进一步技术方案是：所述横刃在轴向截面内的水平方向长度为l，l满足，p≤l≤4*p。
[0016]本专利技术的进一步技术方案是：所述横刃在轴向截面内，其内凹中心与球头理想轮
[0017][0018]一种变后角球头立铣刀的磨制方法，首先，用砂轮磨削球头第一后刀面51，磨削点沿螺旋刃6和球头刃7从容屑槽4尾部向球头切削端3运动；同时，根据第一后刀面51的后角变化规律，调整砂轮磨削姿态，得到渐变后角；然后，砂轮经过球头中心后沿与球头刃7相切的方向继续运动设定距离后退出，最后得到横刃8。
[0019]有益效果
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的变后角球头立铣刀，横刃呈内凹状；在切削刃上从横刃中心到球头刃和螺旋刃交点之间，第一后刀面的后角呈线性变化，越靠近横刃中心，后角越小，该结构能够减小横刃中心处的内凹深度，提高切削刃的轮廓精度，进而提高被加工表面光洁度，又能增大横刃的强度，使横刃更耐磨，提高球头铣刀使用寿命。
[0021]经试验验证，当r0＝5mm，p＝0.1mm，α1＝3
°
，α2＝9
°
时，最大轮廓偏移h仅为0.003mm，被加工表面材料最大残留高度减小到0.12μm。由于材料最大残留高度与表面光洁度紧密相关，可见采用变后角结构在保证加工精度的同时，能够大大提升被加工表面光洁度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的结构示意图。
[0023]图2是本专利技术球头切削端的侧视图。
[0024]图3是本专利技术球头切削端的端视图。
[0025]图4是本专利技术横刃在侧视图中投影的简化轮廓。
[0026]图5是本专利技术加工被加工表面残留高度示意图。
[0027]附图标记说明：1、切削部；2、刀柄；3、球头切削端；4、容屑槽；5、后刀面；51、第一后刀面；52、第二后刀面；6、螺旋刃；7、球头刃；8、横刃；9、球头刃前刀面；10、球头理想轮廓线。
具体实施方式
[0028]下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]本实施例提供一种变后角球头立铣刀，将渐变的第一后刀面后角和恒定的第一后刀面后角相结合，并限定渐变部分后角的变化率使得越靠近横刃中心的后角越小，减小了横刃内凹深度，提高了球头中心轮廓度，从而提高工件被加工表面光洁度，并增强横刃强度和耐磨性的球头立铣刀结构方案，具体如下：
[0031]本实施例一种变后角球头立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变后角球头立铣刀，其特征在于：包括柄部(2)和切削部(1)，所述切削部(1)从其球头顶端至与柄部(2)的衔接处的周面上，对称设置至少一组容屑槽(4)和后刀面(5)；所述后刀面(5)的第一后刀面(51)与容屑槽(4)相交，其交叉棱线上依次形成螺旋刃(6)和球头刃(7)；相对的两个第一后刀面(51)在球头顶端相交形成内凹状横刃(8)；所述第一后刀面(51)的后角，在所述横刃(8)中心到球头刃(7)和螺旋刃(6)的交点之间，呈线性变化，即从球头刃(7)和螺旋刃(6)的交点到横刃(8)中心逐渐减小；在所述螺旋刃(6)上的任意位置，保持恒定。2.根据权利要求1所述一种变后角球头立铣刀，其特征在于：所述第一后刀面(51)的后角为α，其中，α1是位于所述横刃(8)中心位置的第一后刀面(51)的后角，δ为第一后刀面(51)的后角在球头刃(7)和横刃(8)上的变化率，为球头刃和横刃上的向心角。3.根据权利要求2所述一种变后角球头立铣刀，其特征在于；在所述横刃(8)中心位置，第一后刀面(51)的后角为α1；在所述球头刃(7)与螺旋刃(6)交点位置，第一后刀面(51)的后角为α2；在所述螺旋刃(6)上的任意位置，第一后刀面(51)的后角恒定为α2；且α1和α2满足：2
°
≤α1≤5
°
，7
°
≤α2≤25
°
。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：左小陈，任军学，曾滔，王社权，倪高明，
申请(专利权)人：株洲钻石切削刀具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：