专利名称：刀具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如独立权利要求前序部分所述的用于进行旋转切削机加工的铣刀。
背景技术：
已知在申请人的US5964555中针对制造具有可更换切削刃的小型铣刀的技术问题提供了一种解决方案。但是，已经证实，在对工具钢模制件进行铣削时，在端面铣削期间的切削速率不是特别大。另外，在该已知刀具的使用期间出现振动。
另外，已知提供了一种具有带螺纹的圆形切削嵌入件的带柄刀具，以便尤其用在端面铣削中。由于常常涉及小尺寸，所以中空切削嵌入件变得相对薄弱，这已经导致其自身容易出现刀具断裂。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种铣刀，它解决了上述问题。
本发明的另一个目的在于提供一种铣刀，它结合了圆形嵌入件的优点同时具有良好的强度。
本发明还有一个目的在于提供一种铣刀，它在工件中平静地并且相对没有振动地进行切削。
本发明还有一个目的在于提供一种铣刀，它使得能够以高切削速度进行端面铣削。
本发明的这些和其它目的由上述类型的铣刀来实现，该铣刀具有在所附权利要求中所限定的特征。
下面将参照附图对本发明的实施方案进行说明，其中图1以局部剖视图的形式显示出处于装配好状态的与工件接合的本发明刀具的一个实施方案；图2A和2B显示出根据本发明的铣刀的实施方案的侧视图；图2C显示出铣刀的端视图；图2D显示出铣刀的透视图；图2E显示出沿着图2C中的E-E线剖开的一部分铣刀的剖视图；图3A和3B更详细地显示出本发明铣刀的可选实施方案的侧视图；图3C显示出铣刀的端视图；图3D显示出铣刀的透视图。
具体实施例方式
在图1中所示的刀具的实施方案包括根据本发明的铣刀10、锁紧螺钉11以及夹具12。刀具包括布置在铣刀上的钩形部件15、19和锁紧螺钉。
铣刀10在其远离夹具12的端部处设有一切削端部13，该切削端部设有三个切削刃。在图2A-2E中更详细地显示出铣刀10的优选形式。铣刀10由硬质材料优选由硬质合金制成，并且包括三个成一体的切削刃27A、27B和27C。在硬质合金中的最常见的硬质材料为碳化钨WC。许多硬质合金类型只包含WC和粘合剂金属。另外还包括例如碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和碳化铌(NbC)。最常见的粘合剂金属为钴Co，但是发现也可以是镍Ni。硬质合金为由其颗粒尺寸为0.5-10μm的碳化物颗粒和通常为钴的粘合剂金属构成的粉末混合物。粘合剂金属的体积百分比为5-40％，并且其碳化物的体积百分比为95-60％。每个切削刃27A、27B和27C沿着轴线方向凸形弯曲，它优选为部分圆形，并且沿着余隙面28A、28B和28C与排屑面29A、29B和29C之间的相交线形成。这些切屑刃以均匀的间隔设置，即每个切削刃与相邻切削刃形成120°。每个切削刃在根据图2E的投影图中基本上由半径R限定，其半径中心C面向铣刀的紧固端并且沿着径向方向布置在中心线或旋转轴线CL的一侧。在图2C中显示出旋转方向N。半径中心C处于排屑面29A、29B和29C的平面P中。每个凸形切削刃27A、27B和27C连续弯曲。切削刃具有在轴向上位于最前面的点X，该点在优选实施方案中布置在离中心线CL的径向距离Y与半径中心C离中心线CL的径向距离相同的位置处。切削刃的外端31A、31B、31C以及内端33A、33B、33C在轴向上布置在沿着夹具的方向或者相对于铣刀的紧固端的最大点X后面。半径R大约为铣刀直径D的一半，往往存在1-10mm的偏差。另外，在图2C的端视图中看每个切削刃27A、27B和27C沿着切向方向凸形弯曲，从而它在切削刃的大致中间位置处具有最大点H。
每个切削刃通过半径最大为1mm的角部或端部31A、31B、31C与相关的笔直边缘30A、30B、30C连接。该边缘不打算用来进行切削。端部31A、31B、31C布置在离平面P2相距轴线距离Z的位置处，该平面与在切削刃上的最大点X相交。距离Z限定了铣刀的最大切削深度。距离Z为铣刀的最大直径D的10-15％。在沿着旋转方向N的端部31A、31B、31C之后，该材料靠近中心线CL以便获得间隙。切削刃的径向最外的点31A、31B、31C处于与铣刀的中心线同心的共同假想圆圈中，并且在所述刀具中所述圆圈构成该铣刀的最大直径。边缘30A、30B、30C沿着假想的截头圆锥体布置，其顶端面对着紧固端，该锥体在径向上位于铣刀10的包络面的假想延伸部分外面。所述锥体具有比铣刀10的包络面的锥角更大的锥角。或者，这些边缘可以为凸形或凹形。
切削刃27A-27C可以以另一种方式连续弯曲，从而它遵循了一条椭圆形、抛物线或类似路径。关键之处在于，曲面是连续的以便在工件上获得具有细小表面光洁度的机加工表面。最大切削深度的实施例对于16mm的直径D而言为1.9mm。如果在铣削时的切削深度选择为大于距离Z，则铣刀操作人员将通过之后出现的突然升起的不利切屑成形来注意到它。
每个排屑面29A、29B或29C基本上形成为平面，并且具有从切削刃基本上轴线向后的延伸部分。每个排屑面相对于铣刀的中心线CL形成大约为5-20°的正锐角α。每个排屑面与余隙面28A、28B和28C形成大约为60至80°的锐角。该余隙面与相关的切削刃一样是弓形的或弯曲的。在所示的实施例中，直径D为16mm，而轴线长度在铣刀处为39mm。
在其面对着夹具12的部分处，该铣刀设有第一圆锥部分或柄部14，其一个端部设有钩形部件15，该部件在所示的实施方案中包括第一台肩16以及第一凹槽17。优选由钢制成的锁紧螺钉11在其面对着铣刀的端部处具有一第二圆锥部分18，该部分18设有第二接合部件19，该部件19打算与第一接合部件15协作。第二接合部件19包括第二台肩20以及第二凹槽21。在活动位置中，第一台肩16与第二凹槽21协同操作，第二台肩20与第一凹槽17协同操作。在轴向上在第二接合部件19内部，锁紧螺钉11具有带有外螺纹的优选为圆柱形的部分22。在锁紧螺钉11的轴向后端22A处可以布置有六角形套筒扳手把手，由此通过夹具12的内部沟槽24可以将锁紧螺钉11松开或拧紧。或者，在可拆卸套筒的一个端部中可以设置螺纹26，该套筒的第二个端部设有外螺纹以及键槽。
夹具12在其面对着铣刀10的端部处设有一锥形底座25，该底座分别装着铣刀10的第一和第二锥形部分14和18以及锁紧螺钉11。在锥形底座25内部，夹具12具有基本上为圆柱形的带有内螺纹的部分26，它与锁紧螺钉11上的外螺纹部分22协同操作。
该刀具的组装和拆卸更接近在USA4850759中所披露的内容，该文献被引入在该说明书中。外螺纹22和内螺纹26之间的共同操作导致锁紧螺钉11由此还有铣刀10轴向移动进入夹具12直到锥形部分14邻接锥形底座25，即到达图1的位置。现在铣刀10以令人满意的方式锚固在夹具12中。
螺纹22和26在右手切削刀具中做成为右手螺纹，而在左手切削刀具中做成为左手螺纹。
上述实施方案涉及铣刀，即绕着其纵向中心线旋转的刀具。具有较小切削顶端的铣刀是本发明的主要应用领域。
从图1中可以看出，当铣刀端面铣削工件42表面时，该刀具在旋转期间工作并且沿着箭头I的方向进刀以便加工出具有良好表面光洁度的平面。
图3A-3D显示出根据本发明的带柄刀具10′的可选实施方案。该带柄刀具的切削端部13基本上与上面结合铣刀10所示的一样。因此，相同的参考标号用于表示相同的特征。这种带柄刀具与上面所示的铣刀的不同之处在于，该铣刀设计有紧固部件或刀柄14′。刀柄14′为圆柱形以便装配进未示出铣床中的普通主轴中。因此，角部31A-31C相对于具有圆柱形包络面的圆柱形第一部分35′伸出，但是优选与刀柄14′的包络面的圆柱形延伸部分一致。在所示的实施例中，直径D为16mm，而铣刀的轴向长度为66mm，并且每个角部相对于第一部分35′的包络面伸出0.3mm。
因此根据本发明的铣刀结合了圆形切削嵌入件的优点，并且具有良好的强度，该刀具在工件中平静且相对无震动地进行切削，并且切削速度也较高。
根据本发明的铣刀优选至少部分涂覆有例如Al2O3层、TiN层和/或TiCN层。在某些情况中，在切削刃上可以用钎焊超硬材料例如CBN或PCD来调整。
本发明决不限于上述实施方案，而是可以在所附权利要求的范围内自由地变化。例如，在铣刀中可以设置1-3条清洗槽。例如，清洗槽可以在中心处延伸穿过该铣刀，所述清洗槽从紧固端延伸并沿着切削端的方向穿过铣刀。这里，三条不同心沟槽相连用来将冲洗介质输送到相应的切削刃上，其中一条在图3C中由虚线所示。所有沟槽可以安装在离中心线CL相同的距离处。另外，可以采用其它刀柄形式。
权利要求
1.一种铣刀，用来进行旋转切削机加工，它具有三个切削刃(27A，27B，27C)，这些切削刃与铣刀(10；10′)成一体，所述铣刀包括用于将铣刀紧固在夹具上的部件(15；14′)，每个切削刃(27A，27B，27C)从铣刀的周边延伸出并且基本上进入铣刀的中心线(CL)，其特征在于，所述三个切削刃(27A，27B，27C)的每一个遵循一条基本上为凸形弯曲的路径，这些凸形刀刃(27A，27B，27C)的径向外端(31A，31B，31C)和径向内端(33A，33B，33C)轴向布置在所述三个切削刃的每一个的最大点(X)后面，并且每个切削刃(27A，27B，27C)基本上由半径(R)限定，其半径中心C面对着部件(15；14′)并且沿着径向方向布置在中心线(CL)的一侧。
2.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于所述凸形刀刃(27A，27B，27C)的径向外端(31A，31B，31C)布置在与平面(P2)间隔轴向距离(Z)的位置处，该平面(P2)与切削刃的最大点(X)相交。
3.如前面权利要求中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述半径(R)是铣刀的最大直径(D)的一半。
4.如权利要求2所述的铣刀，其特征在于，所述距离(Z)为铣刀的最大直径(D)的10-15％。
5.如前面权利要求中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述铣刀由硬质合金制成，并且每个切削刃(27A-27C)沿着在余隙面(28A-28C)和排屑面(29A-29C)之间的相交线形成，每个余隙面(28A-28C)与相关的切削刃一样拱起或弯曲。
6.如前面权利要求中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述切削刃(27A-27C)以均匀的间隔布置在铣刀上。
7.如前面权利要求中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述铣刀包括设有钩形部件(15)的锥形柄部(14)。
8.如权利要求1-6中任一项所述的铣刀，其特征在于，所述铣刀包括一圆柱形柄部(14′)。
9.如权利要求8所述的铣刀，其特征在于，所述端部(31A-31C)与柄部(14′)的包络面的圆柱形延伸部分基本一致，并且相对于具有柄部(14′)的圆柱形包络面的圆柱形第一部分(35′)伸出。
10.如前面权利要求中任一项所述的铣刀，其特征在于，每个切削刃(27A-27C)沿着轴向和切向凸形弯曲。
全文摘要
本发明涉及用来进行旋转切削机加工的具有三个切削刃(27A，27B，27C)的铣刀。这些切削刃与铣刀(10；10′)成一体。该铣刀包括用于将铣刀紧固在夹具上的部件(15)。每个切削刃(27A，27B，27C)从铣刀的周边延伸出并且基本上进入铣刀的中心线(CL)。这三个切削刃(27A，27B，27C)的每一个遵循一条基本上为凸形弯曲的路径。这些凸形刀刃(27A，27B，27C)的径向外端(31A)和径向内端轴向布置在所述三个切削刃的每一个的最大点(X)后面。每个切削刃(27A，27B，27C)基本上由半径(R)限定，其半径中心C面对着部件(15)并且沿着径向方向布置在中心线(CL)的一侧。
文档编号B23C5/10GK1520953SQ20041000383
公开日2004年8月18日 申请日期2004年2月6日 优先权日2003年2月6日
发明者卡尔·埃里克·贝里勒夫, 马蒂亚斯·佩德, 斯文·埃里克·佩尔松, 库尔特·努德隆德, 努德隆德, 卡尔 埃里克 贝里勒夫, 埃里克 佩尔松, 斯 佩德 申请人:山高刀具公司