具有不规则刀片方向的旋转切割工具的制作方法

专利名称：具有不规则刀片方向的旋转切割工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于成形工件的加工工具，并且特别涉及提供有切割 刀片类型的可旋转工具。改变在工具上的刀片方向以便避免在操作过 程中会促使振动谐波的重复方向。
背景技术：
通过旋转切割工具加工工件会引起产生有害的振动谐波。这导致 颤动和会引起加工产品缺陷的其它现象。不期望改变加工工具的旋转 速度和切割工具的前进速度，因为这些步骤会影响最佳的生产率。已 知改变刀片和它们在旋转切割工具中的凹穴的圃周间距来打断否则会 产生的谐波。这种方法在1978年5月30日7>开、Severson的美国专 利号4092082和1978年6月6日公开、Hopkins的4093392中示出。 也已知改变在刀片之间的倾角，如在如下美国专利号中所示出的1989 年7月4日Z/Hf、 Tsujimura et al.的4844666和1999年6月22日公 开、与本申请共同所有权的DeRocheetal.的5913644。现有技术不示 出或建议在所要求的旋转切割工具内刀片方向的新颖组合。

发明内容
本发明在现有已知设计上推进了技术，其在安装切割刀片的旋转 切割工具中引入在工具内那些刀片的方向的不规则性。刀片可以围绕 诸如端铣刀之类的切割工具的周边改变它们的圃周间距。同时，刀片 的轴向和径向倾角可以不同于围绕切割工具的周面布置的其它刀片的 轴向和径向倾角。在本发明的一种实施例中，旋转切割工具显示出围绕切割工具的 周面凹穴的可变或不规则圆周间距，同时也在一些刀片中不同或可变 倾角。不同倾角可以是轴向倾斜、径向倾斜或者两者。
在本发明另一实施例中，旋转切割工具具有在一些刀片中可变轴 向倾角同时也有可变径向倾角，但是不显示出在圆周间距中的改变。
因此，本发明的特征在于通过在使用刀片的旋转切割工具中改变 凹穴和相关联刀片的方向而克服谐波振动。
特别地， 一个特征在于在切割工具中组合刀片的不同类的可变方向。
本发明的特征在于通过描述目的的装置提供改进的元件和布置， 其便宜、可靠和完全有效地实现其意欲目的。
在进一步评论下面的说明书和附图的基础上，本发明的这些和其 它特征将变得更显然。


本发明的不同特征和附加的优点将得到更完全地获悉，因为当结
合附图考虑时它们获得更好地理解，其中
图l是根据本发明旋转切割工具的底部透视图，示出安装在其上 的切割刀片。
图2是图1的顶部平面图。
图3是图1的工具的侧部正视图。
图4是图1的工具的側部正视图，示出从图3示出的位置旋转九 十度的旋转切割工具。
图5是根据本发明的旋转切割工具的另 一种设计的顶部和侧部透 视图，示出在其上安装的切割刀片。
图6是图5的顶部平面图。
图7是图5的工具的侧部正视图；以及
图8是图5的工具的侧部正视图，示出从图7示出的位置旋转九 十度的工具。
具体实施方式
参照附图，其中贯穿各个附图相同的参考符号代表相同的元件，
图1示出根据本发明的旋转切割工具10。工具10包括具有圃周面14 的主体12，该圆周面14支撑用于接收切割刀片2的多个凹穴16。在 图1的实施例中，圓周面14大体是圆柱的并且由凹穴16和工具10 的其它结构特征中断。除了它们在工具10上的方向外，凹穴16是传 统的，具有用于接收保持刀片2的螺丝4的螺紋孔(不可见)。凹穴 16成行(如图l所示，当工具IO的旋转轴20垂直时看起来水平排列) 和列布置。旋转轴20放置在主体12的圆周面14内。
行指当工具10如图l所示垂直定向时大致处于相同垂直高度的凹 穴16。任一行的凹穴16水平方向上彼此间隔开，与具有三个凹槽的 通常工具一样。在一些实施例中(未示出)，任一行的凹穴会显示出彼 此稍微垂直偏移。列包括凹槽24、 26或28中任一个的所有凹穴16。 在缺少凹槽的工具(未示出)中，即使当具有稍微旋转或角度错位时， 基本上彼此叠放排列的凹穴也考虑成列排列。
图1实施例的方向不规则性的三类中之一是选定行的凹槽24的至 少一个凹穴16角度不规则，或者从或相对于除凹槽28之外相同选定 行(或者更一般地说，第二列)的第二凹穴15的附近，以及到除凹槽 26之外相同选定行(或者再次更一般地说，第三列)的第三凹穴18 不相等地间隔。
在优选实施例中，每个凹穴16传统上与凹槽24、26或28相关联。 因此，可以说一个凹槽24、 26或28与其它以不规则间距间隔开，必 要地跟着任一行的凹穴16和刀片2因此也不规则地间隔开。在图1 的实施例中，具有三个螺旋凹槽24、 26或28。如在端部正视图中看 到的(例如参看图2)，在处在如图1所示工具10的底部的第一行中， 凹槽24、 26或28围绕工具10的周边以119度、120度和121度的间 距分隔。与在第一行中以120度间隔开的那些凹槽的凹穴16相比较， 在下一行中，提供相等幅度的间隔间距，但是从第一行起交错，使得 不同凹槽的凹穴16以120度间隔开。相同原理扩展到凹穴16的后续 行。在第三行中，凹槽24、 26或28的间隔是119.25度、120度和 .75度。在笫四行中，凹槽间隔再次为119度、120度和121度，但是与 第一行的布置交错。在第五行中，凹槽间隔是120.75度、120.75度和 118.75度。当然，如果期望可以替换为其它间距，只要间隔用于打断 谐波振动即可。工具IO也显示出第二方向不规则性，即布置至少一个凹穴16以 便以第一倾角保持安装的刀片16,并且布置至少一个其它凹穴16以 便以不同倾角保持另一个安装的刀片16。在图l的实施例中，轴向倾 角和径向倾角都改变。在当前优选实施例中，凹槽24中的刀片2以 12度的轴向倾斜定向。在凹槽26中第一或底部两个刀片2中，刀片2 显示12度的轴向倾斜。凹槽26的第三、第四和第五行的刀片2以5 度的轴向倾斜进行定向。在凹槽28中第一或底部两个刀片2中，刀片 2显示12度的轴向倾斜。凹槽28的第三、第四和第五行的刀片2以 8.5度的轴向倾斜进行定向。从而，将会看到不同凹槽24、 26、 28并因此列的引导凹穴16显 示出比一些其它凹穴16的轴向倾角更大负幅度的轴向倾角。更特别 地，不同凹槽24、 26、 28并从而相关列的引导凹穴16，以及直接靠似轴向倾角。底部或第一行的凹穴16是引导凹穴16。优选布置引导凹穴16使 得它们相关的刀片2具有最高可获得的轴向倾斜，以便减小作用在引 导刀片2上的力。工具10也特征在于在凹穴16中径向倾角变化的第三方向不规则 性。显著地，布置在每个凹槽24、 26或28内底部两行或第一两行的 凹穴16以便具有比在后续行中更大幅度的径向倾角。已经发现径向倾 角的这种布置在更小直径切割工具IO方面是有益的，例如总共两英寸 的主体直径。在工具10中，从而凹穴16集体地显示出所有三种类型的方向不 规则性。图1的工具10是阶梯片切口 ( stepped chip gash) i殳计的螺旋端铣刀，其中布置每个凹穴16来保持安装的刀片2，使得安装的刀片2 显示出0到20度范围的后角。说明性地，可以采用11度和15度的后 角。当然，发明原理可以应用到其它类型的工具。图5-8示出类似工具10为螺旋端铣刀的工具110，但是为螺旋片 切口设计，并且具有根据图1-4的工具10的方案的径向倾角和轴向倾 角。然而，圆周凹穴间距或者圆周凹槽间距不改变，在各个凹槽中的 中心上相反为120度。在工具110中，提供两种类型的方向不规则性， 即轴向倾角和径向倾角的方向不规则性。工具110享有工具10的基本 结构特征，前者具有主体112、圆周面114、凹穴116、旋转轴120以 及凹槽124、 126和128。然而，在其它实施例(未示出)中，两种方 向不规则性可以包括一个选定行的凹穴的不等圓周间距，与可变轴向 倾角和可变径向倾角中之一相组合。这里描述的倾角在幅度同时也在它们是正或负两方面均可以改变。可以选择正和负角度来适合于不同应用。轴向倾角和径向倾角的 改变可以包括幅度的改变、正方向的改变和负方向的改变，或者两者。 在具有沿着凹槽形成的刀片凹穴的切割工具中，将会理解到与任 一个凹槽相关联的那些凹穴包括一列凹穴，即4吏这些凹槽相对于工具的旋转轴可以不彼此叠放排列。同样地，不管它们是否与凹槽相关联, 沿着工具的旋转轴均匀定向的不同列的凹穴将会被理解为包括一行。应当指出在附图的描述中，理解到诸如"向前"、"向后"、"左"、 "右"、"向上"、"向下"等等之类的术语是方便用语并且不解释为限 定(脱离所要求的发明)。这里参照的文献、专利和专利申请在此结合作为参考。虽然本发明已经结合某些具体实施例进行了具体描述，但是应当 理解这是通过说明并且不是限制的方式，并且应当与现有技术允许一 样宽泛地解释附加的权利要求的范围。例如，将会很显然示出为关于 螺旋端铣刀的本发明可以以相同机构用于其它切割工具，并且相关于 螺旋端铣刀的本发明的描述不解释为发明范围的限制。可以选择轴向倾角改变的相同凹穴16以便同时改变径向倾角。替换地，一些凹穴16可以轴向倾角改变，而其它凹穴可以径向倾角改变。 也能够使得一些凹穴轴向倾角改变，其它凹穴径向倾角改变，并且再 一些其它凹穴轴向倾角同时径向倾角两者均改变。能够提供缺少凹槽的根据本发明的工具(未示出)。这种工具例如 对于每个凹穴来说或者替换地对于几个相关联的凹穴来说，可以相反地具有片沟(chip gully)或者其它片布置结构，而不是本身具有凹槽。
权利要求
1.一种螺旋端铣刀，其包括主体，该主体具有支撑用于接收切割刀片的多个凹穴的圆周面，其中每个所述凹穴与许多的凹槽相关联，所以一个所述凹槽与其它的所述凹槽以不规则间距间隔开。
2. 如权利要求l所述的螺旋端铣刀，其中所述凹穴在所述圆周面 上成行和成列布置；并且其中第一所述列的至少一个所述凹穴相对于邻近所述选定^f亍和第二所 述列的第二所述凹穴，以及相对于所述选定行和第三所述列的第三所述凹穴角度上不相等地间隔；以及布置至少一个所述凹穴以便保持安装的切割刀片处于第一倾角， 并且布置至少一个其它所述凹穴以l更保持另一个安装的切割刀片处于 不同倾角。
3. 如权利要求2所述的螺旋端铣刀，其中所述第一倾角和所述不 同倾角包括两个轴向倾角。
4. 如权利要求2所述的螺旋端铣刀，其中所述第一倾角和所述不 同倾角两者均包括径向倾角。
5. 如权利要求4所述的螺旋端铣刀，其中不同列的引导凹穴显示 出比至少一些其它所述凹穴的倾角更大幅度的径向倾角。
6. 如权利要求4所述的螺旋端铣刀，其中不同列的引导凹穴和直 接靠近所述引导凹穴的凹穴具有类似的径向倾角；以及不同列的引导凹穴和直接靠近所述引导凹穴的凹穴每个均显示出 比其它凹穴的倾角更大幅度的径向倾角。
7. 如权利要求l所述的螺旋端铣刀，其中所迷主体具有布置在其 上的螺旋凹槽，并且每个所述凹穴与所述凹槽中之一相关联。
8. 如权利要求l所述的螺旋端铣刀，其中所述旋转切割工具是端 铣刀，其中布置每个所述凹穴以便保持安装的刀片，使得安装的刀片 显示出在0到20度范围内的后角。
9. 如权利要求l所述的螺旋端铣刀，其中布置至少一个所述凹穴以便保持安装的切割刀片处于第一轴向倾 角，并且布置至少一个其它所述凹穴以便保持另一个安装的切割刀片处于不同轴向倾角；以及布置至少一个凹穴以便保持安装的切割刀片处于第一径向倾角， 并且布置至少 一个其它所述凹穴以便保持另 一个安装的切割刀片处于 不同径向倾角。
10.如权利要求1所述的螺旋端铣刀，其中所述凹穴集体地显示 出所有三种所述三种类型的方向不规则性。
全文摘要
一种诸如螺旋端铣刀之类的旋转切割工具(10)，其具有布置成克服谐波振动的凹穴(16)。该工具(10)具有至少两个并且在一种实施例中具有三种间隔不规则性中的所有三种。在第一种不规则性中，通常与凹槽(24、26、28)相关联的凹穴(16)的列圆周交错不均匀间隔。在具有三个凹槽(24、26、28)的优选实施例中，凹槽大部分不在120度间距上居中。在第二种不规则性中，至少一些凹穴(16)以不同径向倾角布置。在第三种不规则性中，至少一些凹穴(16)以不同轴向倾角布置。
文档编号B23C5/06GK101612677SQ20091016049
公开日2009年12月30日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月29日
发明者K·A·克雷格, R·F·弗洛塔·德索扎, R·L·达津斯基, T·J·朗二世 申请人:钴碳化钨硬质合金公司