旋转切削工具的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及用于从工件移除材料的旋转切削工具。更具体地讲，本发明涉及用于从工件移除材料的旋转切削工具，例如端铣刀，其中单个旋转切削工具执行粗加工操作和精加工操作。甚至更具体地讲，本发明涉及用于从工件移除材料的旋转切削工具，例如端铣刀，其中单个旋转切削工具具有多个刀片，其中每个刀片具有精加工切削刃部分和粗加工切削刃部分，以使得单个旋转切削工具执行粗加工操作和精加工操作。
[0002]旋转切削工具例如端铣刀用于切削从金属到塑料的多种类型的材料。旋转切削工具由柄支撑，所述柄为大体圆柱形的并且适于被电机驱动的夹盘或功能类似的装置可拆卸地夹紧。柄渐变成单端端铣刀上的一个切削部分或渐变成双端端铣刀上的两个切削部分。切削部分延伸到端铣刀的端部。切削部分具有被排肩槽隔开的多个切削刀片，所述排肩槽用于带走由切削操作产生的工件材料切肩。切削刀片和排肩槽可平行于端铣刀的纵向轴线，但更通常为螺旋形的。切削部分通常终止于径向切削特征，其被设计为补足由切削刀片的轴向部分提供的切削动作。一般来讲，旋转切削工具(例如，端铣刀)用于铣削应用，例如且不限于轮廓铣削、仿形铣削、端面铣削和插铣。旋转切削工具可用于从工件材料例如不锈钢、高温钢和铝合金移除材料。
[0003]迄今为止，许多端铣刀尚不具备使用相同端铣刀进行粗加工和精加工的能力。因此，非常期望提供可使用相同端铣刀进行粗加工和精加工的旋转切削工具(例如，端铣刀)。虽然一些端铣刀能运行以实施粗加工与精加工操作，但此类端铣刀呈现出在任一个刀片上均连续的直线切削刃或断肩槽形式(用于粗加工)。这些端铣刀在单个切削刃上不使用真正的粗加工形式和直线精加工形式。此外，这些端铣刀不使用关于相邻刀片重叠且交错的粗加工切削部分和精加工部分。因此，非常期望提供在相同刀片上具有粗加工切削部分和精加工切削部分的旋转切削工具。还非常期望提供具有多个刀片的旋转切削工具，其中每个刀片具有粗加工切削部分和精加工切削部分并且其中相邻刀片的粗加工切削部分和精加工切削部分重叠。这种旋转切削工具由于重叠的双轮廓切削刃而降低了正确运转所需的扭矩(和马力消耗)。
[0004]虽然以往的端铣刀呈现与工件的轴向和径向都接合，但仍然需要改善这种接合。因此，非常期望提供这样的旋转切削工具，其由于切削刃更粗糙的轮廓而可增强轴向和径向接合，并且呈现更有力的总体切削特性。
[0005]先前的端铣刀已以令人满意的方式运行；然而，仍然需要改善此类端铣刀的操作。因此，非常期望提供在操作期间可降低工具偏转继而允许更大进给速率的旋转切削工具。
[0006]还非常期望提供这样的旋转切削工具，其可更好地断肩，使得更好地排肩，继而在此以前一直可用。非常期望提供这样的旋转切削工具，其能降低长壁应用中出现的谐振。非常期望提供这样的旋转切削工具，其使用较少马力以较重进给进行切削并且在工件上留下精加工表面。
【发明内容】
[0007]在其一种形式中，本发明是旋转切削工具，所述旋转切削工具包括切削工具主体，所述切削工具主体包括切削端部和与切削端部相邻的切削部分。切削部分包括第一刀片，所述第一刀片具有第一精加工切削部分和与第一精加工切削部分相邻的第一粗加工切削部分。切削部分包括第二刀片，所述第二刀片具有第二精加工切削部分和与第二精加工切削部分相邻的第二粗加工切削部分。第一精加工切削部分与第二精加工切削部分和第二粗加工切削部分中的一者或两者重叠。第一粗加工切削部分与第二粗加工切削部分和第二精加工部分中的一者或两者重叠。
[0008]在其另一种形式中，本发明是旋转切削工具，所述旋转切削工具包括切削工具主体，所述切削工具主体包括切削端部和与切削端部相邻的切削部分。切削部分包括第一刀片，所述第一刀片具有第一精加工切削部分和与第一精加工切削部分相邻的第一适度粗加工切削部分。第二刀片具有第二精加工切削部分和与第二精加工切削部分相邻的第二适度粗加工切削部分。第一精加工切削部分与第二精加工切削部分和第二适度粗加工切削部分中的一者或多者重叠。第一适度粗加工切削部分与第二适度粗加工切削部分和第二精加工切削部分中的一者或多者重叠。第一精加工切削部分包括第一精加工直线偏心磨削切削刃，并且第一适度粗加工切削刃包括第一适度粗加工正弦切削刃。第二精加工切削部分包括第二精加工直线偏心磨削切削刃，并且第二适度粗加工切削部分包括第二适度粗加工正弦切削刃。
[0009]在其又一种形式中，本发明是旋转切削工具，所述旋转切削工具包括切削工具主体，所述切削工具主体具有切削端部和与切削端部相邻的切削部分。切削部分包括第一刀片，所述第一刀片具有第一适度粗加工切削部分和与第一适度粗加工切削部分相邻的第一粗加工切削部分。第二刀片包括第二适度粗加工切削部分和与第二适度粗加工切削部分相邻的第二粗加工切削部分。第一适度粗加工切削部分与第二适度粗加工切削部分和第二粗加工切削部分中的一者或多者重叠。第一粗加工切削部分与第二粗加工切削部分和第二适度粗加工切削部分中的一者或多者重叠。第一适度粗加工切削部分包括第一适度粗加工正弦切削刃，并且第一粗加工切削部分包括第一粗加工正弦切削刃。第二适度粗加工切削部分为第二适度粗加工正弦切削刃，并且第二粗加工切削部分为第二粗加工正弦切削刃。
【附图说明】
[0010]以下为构成本专利申请的一部分的【附图说明】:
[0011]图1为作为旋转切削工具的端铣刀的第一具体实施例的侧视图；
[0012]图2为图1的端铣刀的示意图，其示出了沿着两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓；
[0013]图2A为图2的示意图的剖面的放大视图；
[0014]图3为端铣刀的第二具体实施例的侧视图；
[0015]图4为图3的端铣刀的示意图，其示出了沿着两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓；
[0016]图5为沿图3的剖面线5-5截取的刀片的横剖面视图，其示出了偏心磨削精加工刃；
[0017]图6为端铣刀(S卩，旋转切削工具)的第三具体实施例的示意图，其示出了沿着两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓；以及
[0018]图7为端铣刀(S卩，旋转切削工具)的第四具体实施例的示意图，其示出了沿着两个相邻刀片的所选长度的切削刃的轮廓。
【具体实施方式】
[0019]参见附图，图1和2示出了旋转切削工具的第一具体实施例，所述旋转切削工具为端铣刀，并且一般指定为20。旋转切削工具20包括具有中心纵向轴线A-A的细长切削工具主体22。切削工具主体22具有轴向向前端部24和轴向向后端部26，其中存在与轴向向后端部26相邻的柄部分(参见括号28)和与轴向向前端部24相邻的切削部分(参见括号30)。切削端部32位于切削工具主体22的轴向向前端部24以使得切削端部32为切削部分30的轴向最向前部分。
[0020]细长切削工具主体22具有多个刀片，其中存在一般指定为36的第一刀片和一般指定为38的第二刀片。第一刀片36和第二刀片38被排肩槽40隔开。在这个具体实施例中，旋转切削工具20具有四个刀片和四个排肩槽。然而，可以设想到旋转切削工具可具有不同数量的刀片和排肩槽，包括但不限于奇数的排肩槽和偶数的排肩槽。无意于通过该具体实施例限制本发明的范围。此外，刀片(36，38)和排肩槽(40)呈现螺旋几何形状，并且以相对于细长切削工具主体22的中心纵向轴线A-A成角度C设置。虽然角度C可以是变化的，但角度C通常在约35度与约45度之间的范围内。
[0021]第一刀片36具有前导面44和后尾面，其中刃带表面48介于前导面44与后尾面之间。在前导面44和刃带表面48相交处存在切削刃50。切削刃50具有一系列的多组精加工切削部分和粗加工切削部分。可以设想到精加工切削部分和粗加工切削部分的数量、长度和序列可以根据具体切削应用而变化。
[0022]切削刃50在轴向最向前位置处具有第一适度粗加工切削部分54，并且第一适度粗加工切削部分54沿着切削刃50在轴向向后方向上延伸第一适度粗加工长度LF1。第一适度粗加工切削部分54包括多个正弦形适度粗加工刃或精加工齿55。适度粗加工齿的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。适度粗加工齿具有这样的几何形状，使得工件的表面光洁度足够平滑以便在一些应用中包括精加工表面。
[0023]第一刀片36的切削刃50还具有第一粗加工切削部分56，所述第一粗加工切削部分56与第一适度粗加工切削部分54相邻并在第一适度粗加工切削部分54的轴向向后，并且沿着切削刃50在轴向向后方向上延伸第一粗加工长度LR1。第一粗加工切削部分56包括多个正弦形粗加工刃或粗加工齿57。正弦形粗加工齿57的振幅大于正弦形精加工齿55的振幅。粗加工齿的振幅和频率可以根据具体切削应用而变化。粗加工齿具有这样的几何形状，使得工件的表面光洁度比被视为精加工表面的更粗糙。正弦形粗加工齿57接合工件材料以便产生更有力的切削，这导致工件的表面比由正弦形适度粗加工齿55所产生的工件表面更粗糙。工件被正弦形适度粗加工齿55接合的结果是工件的表面光洁度比工件与正弦形粗加工齿57接合所产生的更平滑。
[0024]图2A示出了第一粗加工切削部分56与第二适度粗加工切削部分58的连接处。在正弦齿(例如，粗加工齿57和适度粗加工齿59)的情况下，粗加工齿57的振幅62以粗加工齿的总高度测量。粗加工齿57的频率63为相邻粗加工齿57的峰之间的距离。适度粗加