带有径向余隙的环形铣刀及制造方法技术

本发明专利技术的环形铣刀有一个刀体部分，该刀体部分有多个围绕其下部沿圆周间隔分布的刀齿和多个位于刀齿之间围绕刀体部分的外圆周表面向上延伸的排屑槽，每个刀齿至少有两个沿圆周分布的阶梯刀刃，其后刀刃即为最外刀刃，这两个刀刃被一个凸肩隔开，在最佳实施例中，该凸肩由排屑槽的底壁构成。这个凸肩有一个与最外刀刃相邻的径向余隙，以适应由最外刀刃切出的最外切屑的尺寸增大，使切屑容易通过排屑槽排出。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用来对工件(首先是金属工件)铣孔的环形铣刀及其制造方法。更具体地说，本专利技术涉及一种改进的环形铣刀及其制造方法，这种铣刀比现有铣刀能更有效地排除切屑，因而可更有效地铣孔。如所周知，环形铣刀对工件铣孔的方式是在工件中铣出一个环形槽或沟，而工件中铣出孔后的轴心材料则仍然留下。环形铣刀的刀齿连续地切削沟槽底部的材料，形成切屑并通过环形铣刀刀体中(一般在刀体表面上)的排屑槽排出。经验证明，环形铣刀的寿命和效率(即在金属工件上铣孔的容易程度和切削次数以及所加工的孔的光洁度)在很大程度上取决于铣刀通过其排屑槽或排出通道排除切屑的能力。当环形孔铣刀所切出的切屑不能自由地脱离刀刃、或者排屑槽被切屑填塞或堵塞时，进刀的扭矩和推力就要加大，因而铣刀磨损更甚，孔的光洁度变差。这主要是由于切屑充塞在刀刃与工件之间，产生过多的摩擦热，从而造成刀刃被铣刀的孔壁磨损和损坏。本专利技术申请人考虑到自由排除切屑的需要，并专利技术了几种较为流畅地排除切屑的专利环形铣刀。在本专利技术申请人专利技术的美国专利No.3，609，056(056＃)中公开了一种环形铣刀，其特征在于它的每个刀齿切出一片单一的切屑。铣刀上依次排列的刀齿分成三组，每组刀齿中的每个齿切出一片宽度约为齿宽1/3的切屑。加厚部分18由于有余隙区104，故切屑容易排除。这一余隙区104有一个向外逐渐变宽的排出通道。056＃专利的铣刀由于改进了排屑方法，成功地提高了切削效率和刀具寿命。但是，这种设计降低了切削速度，因为，与每个齿切削整个槽的环形铣刀相比，它的每个刀齿仅仅切削1/3的槽宽。在本专利申请人提出的美国再版专利No.Re28，416(41＃)中考虑到这一缺点，公开了一种环形铣刀，其特征在于每个刀齿至少由两个径向延伸的、圆周上错开排列的刀刃所组成。刀刃设计成每个刀刃都从沟槽中切出一片切屑、且刀刃间稍微重叠，所以，整个沟槽都经每个刀齿切削。可想而知，这种铣刀与056＃专利的铣刀相比，如果齿数相同的话，铣孔的速度较快。416＃专利铣刀的径向最内的刀刃经向地越过相邻刀齿间的刀心中形成的浅齿槽，而其最外的刀刃则径向地越过铣刀中在相邻刀齿间螺旋向上延伸的排屑槽。排屑槽和刀心的厚度都是大约等于铣刀环形壁厚度的一半。这两个刀刃在圆周上由排屑槽的底壁所公开。在416＃专利的实施例中，该排屑槽是径向向内稍为倾斜的，所以，刀刃径向地稍微重叠，从而切出两片分离的切屑，或者至少切出容易断成两片的切屑。从416＃专利的图4中可以看出这种轻微的倾斜情况。该倾斜面始于38，延伸至39。可以看出，刀刃22的末端48与刀刃24的末端39稍为重叠。416＃专利公开的铣刀的切削性能比以前所用的铣刀好得多，至今还是十分成功的。但是，已经发现，当这种铣刀在大规模生产中用来高速而大量地铣孔时，切屑有堵塞的倾向，不能象所要求那样流畅地被排除掉，这就使切削动作慢得多，并且加工出来的孔光洁度差、截面渐变且尺寸过大。而且铣刀的寿命变短，在大量生产时还可能断裂。于是，本专利申请人决定采用最实用的方法来克服416＃专利铣刀的缺点并保留其优点，即设计一种能够产生薄而窄的切屑的铣刀，这种切屑一被切出就能立刻顺利地引入排屑槽中。本专利申请人认为，宽的切屑不易弯曲，而且占有较大的体积，因此，如果切屑窄小，在排屑时受到的阻碍也较小。而且，众所周知，减小排屑槽的尺寸，铣刀的强度就增大，因为相邻刀齿间的刀心变厚了。为了获得切屑较薄、铣刀更强的优点，本专利申请人专利技术了美国专利No.4，452，554(554＃)中所述的铣刀。这种铣刀上的每个齿有多个(至少三个)刀刃。每个刀刃的径向尺寸都小于壁厚的一半，最好等于壁厚的1/3左右。这样，排屑槽的径向尺寸就减小至壁厚的1/3左右，但其深度则仍足以自由的容纳由最宽刀刃所切出的切屑。本专利申请人在554＃专利中公开的环形孔铣刀已被证实在工业上是成功的，它具有超过现有已知铣刀的显著优点，包括提高切削效率和延长刀具寿命。然而，在某些工业应用中进行高速切削和大量使用时也仍有切屑堵塞问题。业已发现，产生这一问题是由于外刀刃切削出来的切屑造成的。当外刀刃切出切屑时，它可能塞在铣出的孔的内壁和位于阶段齿中间的凸肩之间。在带有沿圆周错开分布的刀刃的铣刀中，外刀刃的径向内端与铣刀上沿圆周延伸的凸肩相接，而其径向外端则与铣出孔的内壁相接。如果由该外刀刃切出的切屑的尺寸不比凸肩与内壁间所形成的切屑通道的面积小，则切屑就可能堵塞。416＃和554＃专利都有局限性，即无论怎样改变排屑槽的深度来容纳内切屑，由外刀刃切出的切屑都会堵塞在凸肩和孔的内壁之间。通过广泛的实验和调查研究之后，本专利申请人发现，外切屑的这种干扰主要是由三个因素单独地或综合地起作用造成的，这三个因素是①切出的切屑宽度大于邻近刀刃的切屑通道或排屑槽的深度;②切屑切出后发生伸展;③切出的切屑产生径向移动，主要是径向向内的移动。只有当刀刃是平直的并且垂直于环形铣刀的转动轴时，刀齿的刀刃的总宽度或实际宽度才会等于该刀刃的切口宽度、即被该刀刃切出的通道的宽度。任何其它形式的刀刃，例如平直的但不垂直于转动轴的刀刃或者凸形刀刃等等，其总宽度都比切出切屑后形成的切口宽度大，而且切屑的宽度大于切口的宽度。一般说来，带有凸形刀刃的铣刀所形成的切屑宽度较大。参见554＃专利，外刀刃38具有由后角面的交线规定的凸出部分60，刀刃38切出的切屑起初是弯曲的，但是，切出之后立刻变平。以前认为这些切屑不会变平，它们会折叠起来，故可顺利通过凸肩28与铣孔内壁间所形成的排屑的通道。本专利申请人认为，由于切屑的线性变形以及由此产生的侧向或径向的伸展会使切屑伸展，而且这种切屑的伸展情况取决于走刀速度和刀齿的几何形状，较大的走刀速度产生较厚的切屑，它比薄切屑更容易作径向伸展。试验发现，带有一定的锐角和切口(例如15°的锐角和0.140英寸的切口)的平直刀刃的刀齿，以每齿0.07英寸的走刀速度切削中碳钢时，切出的切屑的径向宽度为0.152英寸，比切口宽度大0.12英寸。有一种带有凸形齿的铣刀，其切屑的展平度较小，但是由于刀齿是凸形的，因此所形成的切屑度仍然比切口宽。最后，在试验中发现，切屑一般是朝着铣刀的轴向随环形孔铣刀向内形成的，这又引起麻烦。上述问题在本专利专利技术人的美国专利No.4，632，610(610＃)中得到了解决。在610＃专利中，多对齿的刀刃部分以使切口进一步被细分的方式交替错开。最初，外切屑比相邻的切屑通道窄些。但当显著提高刀具的效率和切削能力，特别是在走刀量较大，铣孔较深时，刀具的结构变得复杂，就使它更难于制造和再磨利。虽然610＃专利所公开的铣刀已经证明在工业应用上是成功的。但是，专利申请人仍然继续探求解决这个大难题的更阅易的办法。本专利技术的目的是在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种铣刀，能解决切屑堵塞在外齿上的问题，同时又保持了刀具制造简单且容易再磨利的设计特点。此外，本专利技术可以用于任何其相邻刀齿是圆周上相隔分布，从而在刀刃间形成一个凸肩的环形孔铣刀上，这种铣刀的刀刃能切出两片单独的切屑。本专利技术还提供了这种铣刀的制造方法。本专利技术的目的可以用以下措施来达到。本专利技术的环形铣刀有一个刀体部分，围绕它的下端有多个在圆周上间隔分布的刀齿，刀体上还带有多个排屑槽，它位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形铣刀，它有一个刀体部分和一个径向余隙，该刀体部分有多个围绕它的下端并在圆周上间隔分布的刀齿和多个位于上述刀齿之间并在上述刀体部分的外圆周表面向上延伸的排屑槽，该排屑槽由前侧壁、后侧壁和底壁组成，上述刀齿的结构可切出多片切屑，当它们被切出后，就进入上述排屑槽排出；　　上述刀齿至少有第一前刀刃和第二后刀刃，它们一般是径向地并在圆周上由上述相邻的排屑槽的上述底壁所隔开，这样，在上述铣刀旋转时，上述的第一前刀刃引导上述的第二后刀刃，同时，每个刀刃切出一片独立的切屑，该切屑切出时的径向宽度至少等于上述单片刀刃的径向宽度；　　上述的径向余隙一般径向地靠近上述的第二后刀刃，并与上述相邻的排屑槽相通，以便容纳由上述后刀刃切出的上述切屑的径向宽度的一部分，从而使上述切屑通畅地进入上述相邻的排屑槽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：埃维里特D霍根，
申请(专利权)人：埃维里特D霍根，
类型：发明
国别省市：US[美国]