带有具有重复、不等分度和螺旋角的刀片的旋转切削工具的制作方法

本发明涉及具有多个螺旋形切削刀片的旋转切削工具。更具体地讲，本发明涉及具有螺旋形切削刀片的端铣刀，该螺旋形切削刀片在切削刀头处具有重复、不等分度和螺旋角。

背景技术：

旋转切削工具，诸如端铣刀，通常具有包括柄部部分和切削部分的圆柱形构型。切削部分包含多个螺旋设置的切削刀片，所述切削刀片从切削部分的与柄部部分相邻的第一端(即，“柄部端”)朝向切削部分的相对端(即，“自由端”)延伸。在一些实施例中，螺旋齿或刀片的切削刃相对于工具的纵向轴线沿着基本上恒定的半径设置。在其他实施例中，通常称为“锥形”切削工具，切削部分为基本上截头圆锥形形状的；即，在切削刃从切削部分的柄部端延伸到自由端时，每个刀片的切削刃具有相对于工具的纵向轴线不断减小或增大的半径。锥形旋转切削工具中的刀片的切削刃在通过切削部分并且垂直于工具的纵向轴线的任何平面中相对于工具的纵向轴线位于相同半径处。在另外其他的端铣刀实施例中，通常称为“直槽”旋转切削工具，刀片的切削刃平行于工具的纵向轴线延伸。

本领域中存在具有不等分度的已知旋转切削工具。这些旋转切削工具以切削长度(LOC)与切削直径(D)的任何比率(即，L-D比率)工作，因为它们在所有凹槽上具有相同恒定螺旋线。本领域中还存在在每隔一个凹槽上具有不等分度和交替螺旋角的已知旋转切削工具。由于交替螺旋角造成的交替切向力，这些切削工具比仅有不等分度的切削工具具有优势。换句话讲，交替螺旋角连同不等分度有助于在切削操作期间进一步减小谐波。

然而，具有不等分度和交替螺旋角的旋转切削工具受到其中可产生切削工具的L-D比率的限制。更具体地讲，L-D比率通常被限于2xD的最大值，这仅仅因为具有交替螺旋角的凹槽将在L-D比率增加时变得更靠近彼此。因此，希望提供克服现有技术的缺点的旋转切削工具。

技术实现要素：

具有不等分度和交替螺旋角的旋转切削工具被限于最大L-D比率的问题通过以下方式解决：提供旋转切削工具，该旋转切削工具相对于中心纵向轴线具有对于每三(3)个刀片重复的偏离至少两(2)度的不等螺旋角，并且在切削刀头处在相邻刀片之间具有对于每三(3)个刀片重复的不等角间距。

在本发明的一个方面，具有纵向轴线的旋转切削工具包括柄部部分以及从柄部部分延伸到切削刀头的切削部分。切削部分具有切削长度，以及被沿着切削长度延伸的凹槽分开的多个刀片。这些刀片中的每个刀片包括在前导面和刃带表面之间的交汇处的切削刃。第一刀片的切削刃在相对于与第一刀片相邻的第二刀片的切削刃的第一距离处形成。第二刀片的切削刃在相对于与第二刀片相邻的第三刀片的切削刃的第二距离处形成。第三刀片的切削刃在相对于与第三刀片相邻的第四刀片的切削刃的第三距离处形成。所述多个刀片中的第一刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成第一螺旋角，并且所述多个刀片中的与第一刀片相邻的第二刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成不同的第二螺旋角。第一刀片的切削刃在相对于第二刀片的切削刃的第一距离处形成。第二刀片的切削刃在相对于第三刀片的切削刃的第二距离处形成。所述多个刀片中的与第二刀片相邻的第三刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成不同的第三螺旋角。第一螺旋角、第二螺旋角和第三螺旋角偏离至少两(2)度。

在本发明的另一方面，具有纵向轴线的旋转切削工具包括柄部部分以及从柄部部分延伸到切削刀头的切削部分。切削部分具有切削长度，以及被沿着切削长度延伸的凹槽分开的多个刀片。这些刀片中的每个刀片包括在前导面和刃带表面之间的交汇处的切削刃。第一刀片的切削刃在相对于与第一刀片相邻的第二刀片的切削刃的第一角间距处形成。第二刀片的切削刃在相对于与第二刀片相邻的第三刀片的切削刃的第二角间距处形成。第三刀片的切削刃在相对于与第三刀片相邻的第四刀片的切削刃的第三角间距处形成。所述多个刀片中的第一刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成第一螺旋角，并且所述多个刀片中的与第一刀片相邻的第二刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成不同的第二螺旋角。第一刀片的切削刃在相对于第二刀片的切削刃的第一距离处形成。第二刀片的切削刃在相对于第三刀片的切削刃的第二距离处形成。所述多个刀片中的与第二刀片相邻的第三刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成不同的第三螺旋角。第一螺旋角、第二螺旋角和第三螺旋角偏离至少两(2)度。

在本发明的又一方面，具有纵向轴线的旋转切削工具包括柄部部分以及从柄部部分延伸到切削刀头的切削部分。切削部分具有切削长度，以及被沿着切削长度延伸的凹槽分开的多个刀片。这些刀片中的每个刀片包括在前导面和刃带表面之间的交汇处的切削刃。第一刀片的切削刃在相对于与第一刀片相邻的第二刀片的切削刃的第一距离处形成。第二刀片的切削刃在相对于与第二刀片相邻的第三刀片的切削刃的第二距离处形成。第三刀片的切削刃在相对于与第三刀片相邻的第四刀片的切削刃的第三距离处形成。第一刀片的切削刃在相对于与第一刀片相邻的第二刀片的切削刃的第一角间距处形成。第二刀片的切削刃在相对于与第二刀片相邻的第三刀片的切削刃的第二角间距处形成。第三刀片的切削刃在相对于与第三刀片相邻的第四刀片的切削刃的第三角间距处形成。所述多个刀片中的第一刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成第一螺旋角，并且所述多个刀片中的与第一刀片相邻的第二刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成不同的第二螺旋角。第一刀片的切削刃在相对于第二刀片的切削刃的第一距离处形成。第二刀片的切削刃在相对于第三刀片的切削刃的第二距离处形成。所述多个刀片中的与第二刀片相邻的第三刀片相对于纵向轴线在切削刀头处形成不同的第三螺旋角。第一螺旋角、第二螺旋角和第三螺旋角偏离至少两(2)度。

附图说明

虽然示出了本发明的多个实施例，但是示出的具体实施例不应被解释为限制权利要求。预期可以在不脱离本发明范围的情况下进行各种变化和修改。

图1为根据本发明的实施例的具有重复不等分度和螺旋角的旋转切削工具的透视图；

图2为图1的旋转切削工具的侧视端视图；

图3为图1的旋转切削工具的放大端视图；

图4为图1的旋转切削工具的另一个放大端视图，示出不等分度；

图5为根据本发明的实施例的具有不等分度和螺旋角的六凹槽旋转切削工具的示意图；

图6为沿图2中的线6-6截取的旋转切削工具的剖视图；

图7为沿图2中的线7-7截取的旋转切削工具的另一个剖视图；并且

图8为沿图2中的线8-8截取的旋转切削工具的另一个剖视图。

具体实施方式

现在参见图1-图3，旋转切削工具10包括柄部部分12、沿着切削长度(LOC)从柄部部分12延伸到切削刀头15的切削部分14、以及纵向轴线16。在图示实施例中，旋转切削工具10包括切削直径D为约31.75mm(1.25英寸)并且LOC为约116.84mm(4.60英寸)的端铣刀。切削工具10的切削部分14的整体形状可为但不限于圆柱形形状、截头圆锥形形状等。切削部分14包括被沿着切削部分14的长度延伸的凹槽20分开的多个刀片18。端铣刀10沿箭头R的方向旋转。在图示实施例中，旋转切削工具10具有总共六(6)个刀片18和凹槽20。然而，应当理解，本发明不受刀片和凹槽的数目的限制，并且本发明可用以三(3)个刀片18(和凹槽20)递增的更大数目的刀片和凹槽来实施。例如，本发明可用九(9)个刀片18(和凹槽20)、十二(12)个刀片18(和凹槽20)、十五(15)个刀片18(和凹槽20)等来实施。

现在参见图3，这些刀片18中的每个刀片具有前导面22、后尾面24、以及桥接前导面22和后尾面24的刃带表面26。前导面22和刃带表面26之间的交点对于相应刀片18形成切削刃28。

现在参见图4，本发明的一个方面在于，在切削刀头15处在相邻刀片18的切削刃28之间的角间距是不等的，并且对于每三(3)个刀片18重复。具体地讲，在刀片#1的切削刃28和刀片#2的切削刃28之间的角间距为A1度，在刀片#2的切削刃28和刀片#3的切削刃28之间的角间距为A2度，在刀片#3的切削刃28和刀片#4的切削刃28之间的角间距为A3度。类似地，在刀片#4的切削刃28和刀片#5的切削刃28之间的角间距为A1度，在刀片#5的切削刃28和刀片#6的切削刃28之间的角间距为A2度，并且在刀片#6的切削刃28和刀片#1的切削刃28之间的角间距为A3度。因此，在相邻刀片18的切削刃28之间的角间距对于每三(3)个刀片18重复。

在一个例子中，刀片#1的切削刃28具有4.8度的分度，刀片#2的切削刃28具有60.0度的分度，刀片#3的切削刃28具有115.0度的分度，刀片#4的切削刃28具有184.8度的分度，刀片#5的切削刃28具有240.0度的分度，并且刀片#6的切削刃28具有295.0度的分度。在该例子中，在刀片#1的切削刃28和刀片#2的切削刃28之间的角间距为55.2度(60.0度-4.8度)，在刀片#2的切削刃28和刀片#3的切削刃28之间的角间距为55.0度(115.0度-60.0度)，在刀片#3的切削刃28和刀片#4的切削刃28之间的角间距为69.8度(184.8度-115.0度)，在刀片#4的切削刃28和刀片#5的切削刃28之间的角间距为55.2度(240.0度-184.8度)，在刀片#5的切削刃28和刀片#6的切削刃28之间的角间距为55.0度(295.0度-240.0度)，并且在刀片#6的切削刃28和刀片#1的切削刃28之间的角间距为69.8度(364.8度-295.0度)。

应当理解，本发明不受相邻刀片18之间的角间距的大小的限制，并且本发明可用相邻刀片18之间的角间距的任何所需大小来实施，只要相邻刀片18之间的角间距的大小对于每三个刀片18重复。

类似于相邻刀片18的切削刃28之间的角间距A1、A1、A3对于每三(3)个刀片18重复，相邻刀片18的切削刃28之间的距离X1、X2、X3也不等并且对于每三(3)个刀片18重复。例如，在图示实施例中，刀片#1的切削刃28和刀片#2的切削刃28之间的距离等于X1，刀片#2的切削刃28和刀片#3的切削刃28之间的距离等于X2，并且刀片#3的切削刃28和刀片#4的切削刃28之间的距离等于X3。类似地，刀片#4的切削刃28和刀片#5的切削刃28之间的距离等于X1，刀片#5的切削刃28和刀片#6的切削刃28之间的距离等于X2，并且刀片#6的切削刃28和刀片#1的切削刃28之间的距离等于X3。

现在参见图5，本发明的另一方面在于，在切削刀头15处的刀片18相对于中心纵向轴线16具有偏离至少两(2)度并且对于每三(3)个刀片18重复的不等螺旋角。在一个例子中，在切削刀头15处的刀片#1的螺旋角等于H1，在切削刀头15处的刀片#2的螺旋角等于H2，H2大于螺旋角H1，并且在切削刀头15处的刀片#3的螺旋角等于H3，H3大于螺旋角H1和H2。由于螺旋角对于每三个刀片18重复，所以刀片#4的螺旋角等于H1，刀片#5的螺旋角等于H2，并且刀片#6的螺旋角等于H3。

在图示实施例中，螺旋角H1等于35度，螺旋角H2等于36度，并且螺旋角H3等于37度。因此，最小螺旋角H1和最大螺旋角H3之间的偏差为至少2度。在另一个例子中，螺旋角H1等于41度，螺旋角H2等于42度，并且螺旋角H3等于43度。因此，最小螺旋角H1和最大螺旋角H3之间的偏差为至少2度。

然而，应当理解，本发明不受螺旋角H1、H2、H3的相对大小的限制，并且本发明可用任何所需螺旋角H1、H2、H3来实施，只要最小螺旋角H1、H2、H3和最大螺旋角H1、H2、H3之间的偏差(即，差值)为至少2度。例如，螺旋角H1可为35度，螺旋角H2可大于螺旋角H1，诸如为37度，并且螺旋角H3可大于螺旋角H1、H2两者，诸如为39度。

如上所述，本发明的旋转切削工具10具有在切削刀头15处的刀片18，这些刀片相对于中心纵向轴线16具有偏离至少两(2)度并且对于每三(3)个刀片18重复的不等螺旋角。此外，在切削刀头15处的相邻刀片18之间的角间距不等并且对于每三(3)个刀片18重复。刀片18的不等螺旋角和不等角间距的组合允许本发明的旋转切削工具10具有最高至五(5)倍切削直径D(即，5xD)的切削长度(LOC)，与容量仅为2xD的常规旋转切削工具不同。

图6示出距切削刀头15约0.5mm(0.02英寸)距离的切削部分14的剖视图。图7示出距切削刀头15约50.8mm(2.0英寸)距离的切削部分14的剖视图。图8示出距切削刀头15约101.6mm(4.0英寸)距离的切削部分14的剖视图。

在图示实施例中，在切削刀头15处的切削部分14的芯具有约19.05mm(0.7500英寸)的厚度。如图6所示，距切削刀头15约0.5mm(0.02英寸)的距离的切削部分14的芯具有约19.06mm(0.7504英寸)的厚度T1。如图7所示，距切削刀头15约50.8mm(2.0英寸)的距离的切削部分14的芯具有约19.60mm(0.7717英寸)的厚度T2。如图8所示，距切削刀头15约101.6mm(4.0英寸)的距离的切削部分14的芯具有约20.19mm(0.7949英寸)的厚度T3。因此，在图示实施例中，切削部分14的芯的厚度从切削刀头15朝向柄部12连续增加，从而限定约0.30度的芯轮廓。换句话讲，切削部分14中的凹槽20的深度沿着旋转切削工具10的纵向轴线16改变，使得切削部分14中的凹槽20的深度靠近柄部部分12相对较小，而靠近切削刀头15相对较大。

然而，应当理解，本发明不受芯轮廓(即，芯锥度)的大小的限制，并且本发明可用任何所需芯轮廓来实施以产生所需切削特性。

本文所提到的专利和出版物据此以引用方式并入。

虽然当前已描述了优选实施例，但本发明在所附权利要求书的范围内可以其他方式体现。