多向切削刀具制造技术

一种对工件作多向切削的刀具和切削方法。刀具有一由圆筒形外表面和内表面形成的刀体。在下端面附近沿圆周方向间隔布置有若干条切削齿，另外在外表面上从下端面向上延伸有若干个凹槽。切削齿上有若干条大体沿径向延伸的刀刃（这些刀刃在刀具的端面上）、若干条内径刀刃（在径向延伸的刀刃和圆筒壁的内表面的相交线处）和若干条外径刀刃（在径向延伸的刀刃和圆筒壁的外表面的相交线处）。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在多向切削工件的刀具和切削方法，其切削能力在各切削方向大体相同，本专利技术所提出的切削刀具和方法很适用于需要顺次或同时作两个或两个以上方向复杂切削的作业。由于切削机床技术的进步，例如计算机数控机床的出现，就需要使用能在多个方向进行复杂金属切削的先进的刀具。多向切削可采用各种方式，例如先作轴向切削后作横向切削以便在工件上加工出凹槽。在两个或两个以上方向同时作金属切削，以便在工件上切削出斜面。所有这些切削可能性都要求配合使用已有的各切削方法例如，为要加工出凹槽，就要先钻出一定深度的孔，然后由钻成的孔作横向铣削。众所周知，已有各种各样的适于作单一切削的刀具，只有把单一切削配合起来才能成为复杂的切削。以上述的凹槽加工为例，要先用钻头或钻孔刀在工件上钻孔，然后把端铣刀放入孔中，铣削切出沿横向伸展的凹槽。为进行这些单一的切削，可以使用种类繁多的钻孔刀、钻头和铣刀。本专利技术的专利技术人是切削刀具方面的一名主要专利技术人，在向工件上开孔的刀具方面提出过多项专利例如美国专利3，765，789号，3，860，354号，Re，28，416号，4，322，187号，4，452，554号，4，538，944号和4，632，610号。所有这些刀具在美国和其它国家在工件上开孔均获得极大成功。作为开孔钻头的新专利技术则有由横田等人提出的美国专利4，687，388号和根岸等人提出的美国专利4，373，839号;铣削凹槽的端铣刀的专利技术有由盖斯提出的美国专利2，129，417号。用上述切削刀具作复杂切削所发生的问题是不能顺次或同时沿多个轴进行切削。这些刀具只是为沿一个轴方向进行切削而设计的，不能沿多个轴进行切削。由于这些刀具只能沿一个轴方向切削，当然也就不能用来切削出斜面。再说为了加工出凹槽，在钻好孔之后要把钻孔刀或钻头从孔中拔出，再换装上端铣刀然后加工出凹槽。尽管这种加工凹槽的方法很通用。但刀具的更换很费时间。在选定一新轴之后要更换刀具，这将大大影响计算机数控机床的效能。人们已进行了一些尝试来研制能作多向切削的刀具。由埃克尔提出的1981年5月5日公布的美国专利4，265，574号介绍了一种镗铣两用刀具，这种刀具上至少装有3个三角形的可转动的刀片，可用来在工件上加工出凹槽。刀片安装在该刀具的自由端和周围。这种刀具可以用来先钻出一定深度的孔，然后刀具作横向移动，铣削出同样深度的凹槽。尽管这种刀具似乎既可用作钻头又可用作端铣刀，但存在若干缺陷。首先，这种埃克尔刀具只有一个刀刃切削工件，因此切削进给速度很低。第二，这种埃克尔刀具的端面上的刀刃从刀具的外周缘向中间延伸并通过刀具的旋转轴;而刀刃接近刀具的旋转轴或中心，则刀刃的速度就接近于零。在刀具中心点，切削速度等于零，该点通常称之为“死点”。在死点处，由于切削速度等于零，就不能切削工件，而只起冷成形的作用，这就要多消耗功率产生过大的刀具压力，降低刀具轴向进刀的速度。阿雷莱等人也对专利技术多向切削刀具进行了尝试(参见1986年10月21日公布的美国专利4，618，296号)。阿雷莱等人提出的刀具能对工件作全向加工。这种刀具是一种球形头端铣刀，其刀体是圆筒形，切削端部成球形;端部开有若干个凹口，用来安装两个或两个以上可转换角度的刀片。每个刃片是用“搁置方式”安装的，以形成有效的整体弧形刀刃。每个刀片的切削区呈等边多边形，多边形以平侧面为边界，每个侧面与刀片的主工作面的中凸部相交，形成弧形刀刃，中凸形主工作面成为排屑面，而平侧面则作为相应的弧形刀刃的前倾面。阿雷莱等人提出的刀具有如下几个缺点。这种刀具似乎既能钻又能镗，但由于刀片11和12的布置，进刀深度大受影响。此外，它与埃克尔刀具一样也有死点问题。正如图2所清楚表示的那样，阿雷莱等人提出的刀具的刀刃10穿过刀具的旋转轴，形成中央死点。与埃克尔刀具一样，这就要多耗费功率，产生过大的压力，降低刀具轴向进刀的速度。这种刀具，也与埃克尔刀具一样，只有一个刀刃进行切削。最后，这种阿雷莱刀具在作端面加工中并不优于现有的标准中央端铣刀。实际上，由于在主直径附近的切削角很大，且缺乏排屑通道，阿雷莱刀具的效率相当低。1986年1月24日公布的由近藤等人申请的美国专利4，54，564，321介绍了一种能钻孔的端铣刀。这种近藤刀具上装有多个可更换的刀片，能加工出较深的孔。这种端铣刀上至少装有两个用来作外周铣削的外周切削刀，一个用来加工孔的内侧部的内钻孔刀和一个用来加工孔的外侧部的外钻孔刀。近藤等人提出的刀具的外周切削刀片上开有凹槽，这些凹槽交替地开在第一和第二凹槽面上。此外，在这种刀具的刀体和刀把的中心部开有冷却油通道11。用作冷却液通道的油通道11在端铣刀2的端部开口，把冷却液引到刀体4的端部。但是，与前面讨论的几种刀具一样，这种近藤等人专利技术的刀具也只有一个切削刀刃。这就降低了切削效率。近藤刀具的端铣刀刃也穿过刀具的旋转轴，形成死点，从而具有上述同样缺点。鉴于上述问题尽管这种刀具既可用作钻头又可用作端铣刀，但其效率均较低。从而有必要开发一种能顺次或同时在几个方向进行切削的刀具，而且各个方向的切削能力相同，即在各个方向的金属切削效率大体相等。还要求刀具上有多个能作端面切削和侧面切削的切削刀刃，而不是象上述几种刀具那样只有一个切削刀刃。此外，刀具上不应有死点，但拥有能把冷却液送到刀刃处的冷却液通道，以散发切削产生的热量。本专利技术提出了一种多向切削刀具，这种刀具在任何切削方向的切削能力大体相同，克服了上述的各种缺点。本专利技术提出的是一种独一无二的刀具，其在各切削方向的金属切削效率是相同的。本专利技术所提出的刀具的刀体大体成圆筒形，有内表面和外表面，在刀体的下端面上和外表面上有若干个在圆周方向相隔一定距离的切削齿。作为推荐实施例，刀具上还有若干个沿外表面从刀体下端向上延伸的凹槽。按照本专利技术的最佳实施例，切削齿上有从圆壁内表面沿径向延伸的刀刃。在径向延伸的刀刃的前倾面和圆筒壁内表面之间交线处形成若干个内径刀具。这些内径刀刃可用如下方法形成使圆筒形壁的内表面从相交线后缩。在径向延伸的刀刃和圆筒壁外表面之间交线处形成若干外径刀刃。在作复杂切削过程中，当刀具一面旋转一面沿刀具的旋转轴(或称纵轴)移动时，各切削齿的径向延伸的刀刃在工件上切削出一个环形凹槽，在凹槽中心留有一个心柱未被切削，该心柱伸入刀体之中;而当刀具沿着一条与刀具的纵轴不相平行的轴线移动时，内径刀刃就切削心柱，外径刀刃则切削整个工件。这样，刀具就能顺次或同时地沿着轴向钻入工件，横向地切削工件以及倾斜着切削工件，进行复杂的切削作业。由于内径刀刃不延伸到刀具的中心线，在镗钻时工件中心留下一个心柱，所以不存在死点，从而不致浪费功率和加大刀具压力。此外由于若干个大体成径向伸展的刀刃、若干个内径刀刃和若干个外径刀刃同时进行切削，就可以提高进刀速度。这种刀具的另一个优点是，当刀具一面旋转一面沿刀具旋转轴移动时刀具的中心孔或内径中可容纳形成的心柱。根据本专利技术的最佳实施例，至少一条切削齿(最好是所有切削齿)上有两个或两个以上沿圆周方向和沿轴向交错排列的、径向延伸的刀刃。其中一个径向延伸的刀刃从刀体圆筒壁的内表面向外延伸;另一个径向延伸的刀刃从圆筒壁的外表面向内延伸。在径向延伸的刀刃的前倾面的圆筒壁内表面之间交线处形成内径刀刃，在径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能对工件作多向切削的刀具（１０），该刀具有一刀体（１２），刀体大体呈圆筒形，其内表面为（１１），外表面为（１３），在刀体的外表面，内表面和下端面上沿圆周方向分别以一定间隔设置有若干切削齿（２２、３６、５０），另外在外表面（１３）上从下端面（１５）向上延伸有若干个凹槽（１４），其特征在于：切削齿（２２、３６、５０）之中有大体沿径向延伸的刀刃（３６），后者从圆筒壁的内表面（１１）向外延伸；至少有一条内径刀刃（５０）从下端面沿轴向向上延伸的，即从径向延伸的刀刃（３６）与 圆筒壁的内表面（１１）相交处向上延伸的；在圆筒壁的外表面（１３）上有若干条外径刀刃（２２）：当刀具一面旋转一面沿刀具的纵轴移动时，上述各切削齿（２２、３６、５０）中的径向延伸的刀刃（３６）在工件（４６）上切削出一个环形凹槽，而在刀体 之中遗留下一心柱（４８）；而当刀具沿着一个与刀具的纵轴倾斜的方向移动时，内径刀刃（５０）就切削心柱（４８），外径刀刃（２２）对工件（４６）继续切削；这样刀具（１０）既可以沿轴向钻入工件（４６），沿横向切削工件（４６）也可以斜着切削工件（４６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：豪干依威瑞特道格拉斯，
申请(专利权)人：豪干依威瑞特道格拉斯，
类型：发明
国别省市：US[美国]