用于切削加工的铣削刀具制造技术

一种用于旋转切削加工的铣削刀具(1)，所述铣削刀具包括具有旋转轴线的刀具体(10)以及适于接纳布置在所述刀具体(10)的一端的相应铣削刀片(21)的多个刀片座(20)。此外，所述刀具(1)包括多个布置在所述刀具体内的阻尼构件(30)，所述阻尼构件(30)抑制所述铣削刀具(1)中的由操作引起的振动，且所述阻尼构件以平行于且径向偏离所述旋转轴线并且邻近所述一端的方式布置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于切削加工的旋转刀具，具体涉及旨在用于铣削加工的具有一体阻尼器的刀具。
技术介绍
在切削加工过程中，为了提供最佳的切削速度、表面光洁度、设备使用寿命等，重要的是实现动态稳定的切削过程。要考虑的一项重要因素为是否存在振动或颤动，振动或颤动会导致不和谐、加工的零件表面粗糙和缩短刀刃使用寿命，并且会导致加工过程不可预测。振动会发生和存在于整个切削系统中，该系统包括机床、工件、工件附件、刀具夹紧元件以及具有刀刃的刀具。在使用长刀具或具有一个或多个延伸元件或轴的刀具的过程中， 切削端的振动格外明显。振动的存在通常会导致诸如切削深度、径向吃刀量、进给速度或切削速度之类的刀具数据减小。一种可能的振动消除方法是减小铣削刀具中的作用切削刀刃的数量，但这样也会降低刀具的效率，这是因为完成工作的时间也更长。此外，也利用所称的变节距铣刀减小或防止系统中的振动，这种铣刀的铣削刀片以变化的节距围绕铣刀外周设置。用于减小用于旋转加工的刀具中的振动、尤其是用于减小铣削刀具中的振动的其他现有技术包括在刀具体中引入居中设置的阻尼器。通常，该阻尼器由粘弹性材料形成，其抵消刀具内的由操作引起的振动。这种现有技术的问题是，阻尼局限于特定的频率或频率范围，并且阻尼体是针对刀具系统特定的固有频率来调整的。此外，由于居中设置，并且考虑到刀具的稳定性和强度，阻尼体的尺寸和延伸范围受到限制。这是因为居中设置的阻尼器使得刀具的承载质量的相对较大的一部分被去除。因此，非常需要解决上述问题的阻尼刀具。
技术实现思路
根据一个方面，本专利技术涉及用于切削加工的具有阻尼作用的旋转刀具。根据另一个方面，本专利技术涉及具有改进的阻尼作用的铣削刀具。本专利技术的一般实施例包括用于旋转切削加工的铣削刀具1，所述铣削刀具包括具有旋转轴线的刀具体10、适于接纳布置在刀具体的一端的相应铣削刀片的多个刀片座20。 此外，刀具1包括多个布置在刀具体内的阻尼构件30，所述多个阻尼构件抑制铣削刀具中的由操作引起的振动。阻尼构件30以径向偏离旋转轴线、偏离刀片座20并且邻近所述一端的方式布置。本专利技术的优点包括-改进了旋转切削加工中刀具的阻尼作用；-将阻尼器一体形成在若干不同的刀具几何形状中；-可调节的阻尼作用。附图说明图1示出根据本专利技术的具有阻尼作用的刀具的一个实施例的两个视图；图2示出本专利技术的一个实施例的透视图；图3示出图2的实施例的分解图；图4示出图2的实施例的剖面图；图5示出根据本专利技术的阻尼刀具的另一个实施例的分解图；图6示出根据本专利技术的刀具的另一个实施例的透视图；图7示出图6的实施例的分解图；图8示出本专利技术和现有技术的比较；图9示出本专利技术和现有技术的另一个比较。具体实施例方式在所有附图中，对应或类似的元件将使用相同的附图标记。一般来讲，本专利技术包括用于切削加工例如金属和金属合金的旋转刀具。所述刀具设有多个布置为径向阵列的一体的阻尼构件，用来同时减小刀具在扭转方向和径向的振动。旋转加工是指这样的情形在工件或刀具进行直线或旋转进给运动的同时，切削工具被赋予相对于其旋转轴线的旋转主运动。本专利技术所包含的刀具包括一种或多种铣刀，例如，长刃铣刀、角铣刀、端铣刀、带柄端铣刀、螺旋铣刀等。根据参照图1的一个实施例，本专利技术包括用于旋转切削加工的铣削刀具1。铣削刀具1由刀具体10构成，刀具体具有沿其旋转轴线(在图中上半部用虚线表示)的延伸。铣削刀具1也可包括沿旋转轴线串联布置的各种延伸元件(未示出)，以允许更深地切入工件。此外，铣削刀具1包括适于接纳布置在刀具体10的一端的相应铣削刀片的多个刀片座 20。图1示出了具有铣削刀片的四个刀片座20，但也可以在刀具体10中布置更多或更少的刀片座20。通常，根据本专利技术的刀具包括三个或更多个刀片座。最后，刀具1包括布置在刀具体10内的多个阻尼构件30，多个阻尼构件30抑制刀具中的由操作引起的振动。所述阻尼构件30以径向偏离刀具1的旋转轴线、偏离刀片座20并且邻近上述一端的方式布置。 阻尼构件30适于但不是必需平行于刀具1的旋转轴线布置。在与平行布置的偏差上，阻尼构件和刀具的旋转轴线之间的角度应不超过10°。图1示出了四个这样的阻尼构件30，但同样可以布置更多或更少的阻尼构件30。相比居中设置的阻尼构件，使用多个径向偏离的阻尼构件的其中一个优点是，有可能在更大的频率范围内抵消振动。还存在其他优点。下文将结合具体实例更详细地讨论该优点和其他一些优点。为了使阻尼器的使用不破坏刀具体的结构稳定性，各阻尼构件的体积(和质量) 受到刀具总体积(和质量)的限制。这使得相比使用多个径向偏离的阻尼器，使用居中设置的阻尼器会对能应用在刀具上的阻尼质量的大小限制在更小的范围内。例如，可以提及的是，对于具有大约1.5kg质量的角铣刀(直径60mm)，有可能包括六个径向偏离的阻尼构件，其具有222g的总质量；而居中设置的阻尼器只允许190g的阻尼质量。(此例在上述两种铣削刀具中均包括同一类型的阻尼构件)因此，通过使用多个阻尼构件，有可能获得超过居中设置情况下的阻尼质量的总振荡阻尼质量。对于特定类型的刀具解决方案，由于设计问题，不可能一体形成居中设置的阻尼构件。US6595727中的铣削刀具示出了这种情况，该铣削刀具具有居中设置的中空锁紧螺栓，其用以向铣削刀片提供冷却介质和润滑剂。另一种类似的情况是用于所称的斜线进刀铣削(ramping)的铣削刀具，参见US 6，945，740。以上所述刀具都无法按照居中设置阻尼构件的原理减振，但利用本专利技术，能够容易地使刀具减振，从而获得更佳的切削性能。本专利技术的另一个优点是，当阻尼构件以径向偏离中心轴线的方式布置时，可以更有效地对扭转振动产生的振动进行减振。此外，还可以获得一个频谱范围，阻尼系统能够在该频谱范围内工作，并抵消出现的振动，或者消除/减小振动增加的趋势。此外，可以在刀具内使用多个相同的阻尼构件，也可以在同一刀具内使用不同的阻尼构件。通过赋予阻尼构件不同的质量、阻尼效应或结构设计，可以实现多样化。也可以将上述多样化类型组合。根据本专利技术的具体实施例，阻尼构件30布置在刀具体的一端的凹槽中，参见图2 和图3。所述凹槽中每一个凹槽都定向为使其纵向轴线平行于铣削刀具的旋转轴线，并且从刀具的切削端延伸。凹槽(因此阻尼构件)可以关于旋转轴线对称或不对称布置。根据优选实施例，假设关于旋转轴线的对称性与刀片座相同，则阻尼构件的数量对应于刀具体中的刀片座的数量。换句话讲，多个阻尼构件中每一个阻尼构件都与相应的刀片座对应且相邻地设置。这使得减振的进行能够紧密关联刀具中的产生振动所处的点， 即铣削刀片接合进入工件的位置处。因此，在这种情况下，典型地刀片座的数量和阻尼构件的数量为3个或更多个。在图3所示实施例中，阻尼刀具1以拆卸状态示出，其中阻尼构件从相应的凹槽移除。在图中，还示出了用于防止阻尼构件或刀片意外掉出刀具的盖板。在该实施例中，所有阻尼构件均为类似的元件，但也可以包括被调节成不同阻尼频率或频率间隔的元件，换句话讲，不同阻尼构件能具有不同阻尼效应。在图4中，以剖视图示出图2的实施例，以显示阻尼构件在铣削刀具1内的定向。 在所示实施例中，盖板已通过螺纹接合而附接到刀具体10中，但应当理解，也可以采用其他附接方式。如上所述，并非刀具1中的所有阻尼构件3本文档来自技高网...

【技术保护点】
构件（３０）抑制所述铣削刀具（１）中的由操作引起的振动，且所述阻尼构件（３０）以径向偏离所述旋转轴线、偏离所述刀片座（２０）并且邻近所述刀具体（１０）的所述一端的方式布置。１．一种用于旋转切削加工的铣削刀具（１），所述铣削刀具包括具有旋转轴线的刀具体（１０）以及适于接纳布置在所述刀具体（１０）的一端的相应铣削刀片（２１）的多个刀片座（２０），其特征在于－所述刀具体（１０）内布置有多个阻尼构件（３０），所述阻尼

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯图雷·舍，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE