专利名称：球头立铣刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铣削工具，特别是一种用于数控机床加工的球头立铣刀。
技术背景球头立铣刀是数控机床加工复杂曲面的一种常用新型结构刀具，在模具制造、汽车制造 、航天航空、电子通讯产品制造等行业有着广泛的应用。目前市场上流行的球头立铣刀的种 类繁多，包括整体式和装夹式球头立铣刀。目前所见的整体式球头立铣刀的前刀面磨削加工方法主要有两类 一类是采用四轴联动 以下简单的磨削加工设备进行磨削加工形成，其球刃为平面切削刃，球刃前刀面为负前角或 部分负前角，且球刃(即球头部分切削刃)前刀面和周刃(即圆周部分切削刃，圆柱形球头 立铣刀的圆周部分为圆柱，圆锥形球头立铣刀的圆周部分为圆锥)前刀面不是光滑连接，该 类前刀面球头立铣刀在加工过程中，易产生振动、切削不平稳、排屑不畅等现象，用其加工 的产品精度和质量较差，使用场合受到限制；另一类采用五轴联动工具机床进行磨削加工，该类设备生产的球头立铣刀具有较为合理的刃形和几何角度分布，刀具的加工性能良好，但 设备设计复杂，设备制造精度要求高，设备价格高，增大了刀具制造成本。装夹式球头立铣刀采用的是特制前刀面刀片，装夹在球头立铣刀的刀体上。球头立铣刀 的刀片大多采用粉末冶金工艺压制而成，可分为平面型和非平面型两类。平面型刀片装夹式球头立铣刀存在的加工缺点与整体式平面前刀面球头铣刀类似；非平面型装夹式球头立铣刀 前刀面刀片，用途不同、加工条件不同、制造厂商不同，差异较大。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种在加工过程中不易产生振动、切削过程平稳、排 屑顺畅的球头立铣刀，从而提高用其加工的产品的精度和质量。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下 一种球头立铣刀。其构成包括球头 部分和圆柱部分(或者圆锥部分)，在所述的球头部分有通过球心的S形球刃、球刃前刀面 、球刃后刀面和球刃螺旋槽；在所述的圆柱部分(或者圆锥部分)有螺旋形周刃、周刃前刀 面、周刃后刀面和周刃螺旋槽；所述的S形球刃与螺旋形周刃连接，球刃前刀面与周刃前刀 面光滑连接，球刃后刀面与周刃后刀面连接，球刃螺旋槽与周刃螺旋槽连接；所述的球刃具 有较大正前角，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，靠近圆周部分较小。上述的球头立铣刀中，在所述的球刃前刀面靠近刃口部分有一个很窄的刃带，形成倒棱 ，该倒棱的宽度随磨削参数的变化而变化，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部 较大，在靠近圆周部分较小。前述的球头立铣刀中，球头部分槽底曲线和圆柱部分(或者是圆锥部分)槽底曲线在球 头与圆柱(或者圆锥)交接附近光滑连接，球头部分槽底曲线为回转曲面变导程螺旋线，圆 柱形球头立铣刀圆柱部分槽底曲线为护轴线螺旋线，圆锥形球头立铣刀圆锥部分槽底曲线为 圆锥螺旋线。与现有技术相比，本发明的球刃具有良好的S形，刃形幅度较大，有利于刀具切削过程 的平稳；其球刃前刀面的前角均为较大正前角，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小， 中部较大，在靠近圆周部分较小，而且在球刃前刀面靠近刃口部分有一个很窄的刃口带，形 成倒棱，刃磨参数不同倒棱的宽度不同，从内到外宽度呈小大小分布，即靠近顶部较小，中 部较大，在靠近圆周部分较小，这样使得用其加工的产品精度和质量较高，使用场合比较广 。本发明的球头部分槽底曲线和圆周槽底曲线在球头与圆周交接附近光滑连接以实现球刃前 刀面与周刃前刀面能在球头与圆柱(或圆锥)交接部分较好连接，有利于顺利排屑。本发明 的前刀面造型可用于整体式球头立铣刀、装夹式球头立铣刀，也可用于圆柱形球头立铣刀和 圆锥形球头立铣刀的制造。
图l为本发明的结构示意图； 图2为本发明的S形球刃的结构示意图； 图3为本发明的球头部分端剖面的结构特征示意图； 图4为本发明的前刀面刃口带的变化示意图；图5为本发明圆柱形球头立铣刀的球刃前刀面与周刃前刀面的连接示意图。
具体实施方式
本发明的实施例l:如附图1所示，包括球头部分和圆柱部分，在球头部分有通过球心的 S形球刃l、球刃前刀面2、球刃后刀面3和球刃螺旋槽4;在圆柱部分有螺旋形周刃5、周刃前 刀面6、周刃后刀面7和周刃螺旋槽8; S形球刃l与螺旋形周刃5连接，球刃前刀面2与周刃前 刀面6光滑连接，球刃后刀面3与周刃后刀面7连接，球刃螺旋槽4与周刃螺旋槽8连接，球刃 前刀面2的前角为正前角，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，靠近圆周 部分较小；在球刃前刀面2靠近刃口部分有一个很窄的刃带9，形成倒棱(见附图4)，该倒 棱的宽度随磨削参数的变化而变化，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，在靠近圆周部分较小。球头部分槽底曲线和圆柱的圆周槽底曲线在球头与圆周交接附近光滑 连接以实现球刃前刀面2与周刃前刀面6能在球头与圆柱交接部分较好连接(见附图5)。球 头部分槽底曲线为回转曲面变导程螺旋线，圆柱形球头立铣刀圆柱部分槽底曲线为护轴线螺 旋线，球头立铣刀的后刀面和通常所见一样，其按照任一时刻切削刃(球刃、周刃)上的一 点与砂轮的圆周面相切的原理磨削而成。本发明的实施例2:包括球头部分和圆锥部分，在球头部分有通过球心的S形球刃1、球 刃前刀面2、球刃后刀面3和球刃螺旋槽4;在圆锥部分有螺旋形周刃5、周刃前刀面6、周刃 后刀面7和周刃螺旋槽8; S形球刃l与螺旋形周刃5连接，球刃前刀面2与周刃前刀面6光滑连 接，球刃后刀面3与周刃后刀面7连接，球刃螺旋槽4与周刃螺旋槽8连接，球刃前刀面2的前 角为正前角，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，靠近圆周部分较小；在 球刃前刀面2靠近刃口部分有一个很窄的刃带9，形成倒棱，该倒棱的宽度随磨削参数的变化 而变化，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，在靠近圆周部分较小。球头 部分槽底曲线和圆锥的圆周槽底曲线在球头与圆周交接附近光滑连接以实现球刃前刀面2与 周刃前刀面6能在球头与圆锥交接部分较好连接。圆锥形球头立铣刀圆锥部分槽底曲线为圆 锥螺旋线。球头立铣刀的后刀面和通常所见一样，其按照任一时刻切削刃(球刃、周刃)上 的一点与砂轮的圆周面相切的原理磨削而成。
权利要求
1. 一种球头立铣刀，其构成包括球头部分和圆柱/圆锥部分，其特征在于在所述的球头部分有通过球心的S形球刃(1)、球刃前刀面(2)、球刃后刀面(3)和球刃螺旋槽(4)；在所述的圆柱/圆锥部分有螺旋形周刃(5)、周刃前刀面(6)、周刃后刀面(7)和周刃螺旋槽(8)；所述的S形球刃(1)与螺旋形周刃(5)连接，球刃前刀面(2)与周刃前刀面(6)光滑连接，球刃后刀面(3)与周刃后刀面(7)连接，球刃螺旋槽(4)与周刃螺旋槽(8)连接；所述的球刃前刀面(2)的前角为较大正前角，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，靠近圆周部分较小。
2.根据权利要求l所述的球头立铣刀，其特征在于在所述的球刃前 刀面(2)靠近刃口部分有一个很窄的刃带(9)，形成倒棱，该倒棱的宽度随磨削参数的变 化而变化，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，在靠近圆周部分较小。
3.根据权利要求l所述的球头立铣刀，其特征在于球头部分槽底曲 线和圆柱/圆锥部分槽底曲线在球头与圆柱/圆锥交接附近光滑连接，球头部分槽底曲线为回 转曲面变导程螺旋线，圆柱形球头立铣刀圆柱部分槽底曲线为护轴线螺旋线，圆锥形球头立 铣刀圆锥部分槽底曲线为圆锥螺旋线。
全文摘要
本发明公开了一种球头立铣刀，包括球头部分和圆柱/圆锥部分，球头部分的S形球刃(1)、球刃前刀面(2)、球刃后刀面(3)分别与圆柱/圆锥部分的螺旋形周刃(5)、周刃前刀面(6)、周刃后刀面(7)连接，球刃前刀面(2)具有较大的正前角，球刃前刀面靠近刃口处有一个很窄的刃带(9)；球头部分螺旋槽(4)槽底曲线为变导程螺旋线，圆柱形球头立铣刀圆柱部分螺旋槽(8)槽底曲线为护轴线螺旋线，圆锥形球头立铣刀圆锥部分螺旋槽(8)槽底曲线为圆锥螺旋线。本发明具有切削过程平稳、排屑顺畅等特点，用其加工的产品精度和质量较高，使用场合比较广。
文档编号B23C5/02GK101239405SQ200810300519
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者彪 何, 林 何, 羿 汪, 赵先锋 申请人:贵州大学