具有差别扭曲齿隙轮廓的端铣刀的制作方法

文档序号:14778719发布日期:2018-06-26 09:25阅读:153来源:国知局
本发明涉及端铣刀,并且具体地讲,涉及具有弯曲碟形轮廓和/或差别扭曲齿隙轮廓的端铣刀。
背景技术
:具有设置在端部表面和圆周表面二者上的切削刃的端铣工具频繁地用于期望工具在轴向方向和径向方向上都去除材料的操作中,如在插削操作的情况下。此类工具通常包括角部,所述角部接合磨削到工具中的端部边缘和圆周边缘。对于许多端铣刀来说,该角部是最容易受到由于磨损或碎裂导致的损坏的影响的区域,特别是在斜切或圆周切削操作中。这可能是由于在圆周铣削操作期间每个切削刃每旋转一圈会进行一次中断切削的事实导致的。相对于其他类型的加工操作,对角切削刃的重复冲击导致磨损或角部损坏增加。角部磨损或角部损坏是缩短端铣刀工具寿命的主要原因。鉴于前述背景,期望优于现有设计提供一个或更多个优点的改进的端铣刀。技术实现要素:在一个方面,本文描述了细长的旋转切削工具诸如端铣刀,其优于现有设计提供一个或更多个优点。例如,在一些实施方案中,本文所述的切削工具可在角部切削刃处提供减小的磨损率,在加工期间可允许高达并包括45°的高斜坡角和/或增加的工具寿命。本文所述的细长的旋转切削工具限定中心纵向轴线,并且包括柄部分和邻接该柄部分的切削部分。切削部分具有切削端和至少第一刀片。第一刀片具有端切削刃和圆周切削刃。第一刀片的端切削刃从切削部分的外径朝向中心纵向轴线延伸,并且限定第一碟形轮廓和第一轴向轮廓。第一碟形轮廓是弯曲的。此外,在一些实施方案中,本文所述的旋转切削工具还包括在切削部分上与第一刀片相对设置的第二刀片,该第二刀片具有端切削刃和圆周切削刃。第二刀片的端切削刃从切削部分的外径朝向中心纵向轴线延伸。第二刀片的端切削刃还限定第二碟形轮廓和第二轴向轮廓,其中第二碟形轮廓是弯曲的。将在随后的具体实施方式中进一步描述并且在下文简要描述的附图中示出这些实施方案和其他实施方案。附图说明图1A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图1B示出了图1A的旋转切削工具的端视图。图2A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图2B示出了图2A的旋转切削工具的端视图。图3A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图3B示出了图3A的旋转切削工具的端视图。图4A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图4B示出了图4A的旋转切削工具的端视图。图5A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图5B示出了图5A的旋转切削工具的端视图。图6A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图6B示出了图6A的旋转切削工具的端视图。图7A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图7B示出了图7A的旋转切削工具的端视图。图8A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图8B示出了图8A的旋转切削工具的端视图。图9A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图9B示出了图9A的旋转切削工具的一部分的放大视图。图9C示出了图9A的旋转切削工具的端视图。图10A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图10B示出了图10A的旋转切削工具的一部分的放大视图。图10C示出了图10A的旋转切削工具的端视图。图11A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图11B示出了图11A的旋转切削工具的一部分的放大视图。图11C示出了图11A的旋转切削工具的端视图。图12A示出了根据本文所述的一个实施方案的旋转切削工具的侧视图。图12B示出了图12A的旋转切削工具的一部分的放大视图。图12C示出了图12A的旋转切削工具的端视图。具体实施方式参考以下具体实施方式和示例以及前述和下述内容可更容易地理解本文所述的实施方案。然而,本文所述的元件和设备并不限于具体实施方式中所述的具体实施方案。应当认识到,这些实施方案仅示例性地说明本发明的原理。在不脱离本发明的实质和范围的情况下,多种修改和变更对于本领域技术人员而言将是显而易见的。具体参考图1A至图12C,本文描述了细长的旋转切削工具(100)。细长的旋转切削工具(100)诸如端铣刀限定中心纵向轴线(A-A),并且包括柄部分(110)和邻接柄部分(110)的切削部分(120)。切削部分(120)具有切削端(121)和至少第一刀片(130)。第一刀片(130)具有端切削刃(131)和圆周切削刃(132)。第一刀片(130)的端切削刃(131)从切削部分(120)的外径(OD)朝向中心纵向轴线(A-A)延伸。第一刀片(130)的端切削刃(131)限定第一碟形轮廓和第一轴向轮廓。如本文所述的“碟形轮廓”是指当观察切削工具的侧面时刀片的端切削部分的轮廓或形状,如图1A中所示。如本文所述的“轴向轮廓”是指当从端部观察时刀片的端切削部分的轮廓,如图1B中所示。在一些实施方案中,第一刀片(130)从外径(OD)延伸至中心纵向轴线(A-A),如图5B中所示。在某些其他实施方案中,第一刀片(130)从外径(OD)延伸小于全距离至中心纵向轴线(A-A),如图1A和图1B中所示。本文所述的旋转切削工具的实施方案不限于单个刀片。本领域技术人员将易于理解,符合本发明的旋转切削工具可包括任何数量的刀片。例如,在一些实施方案中,旋转切削工具(100)还包括第二刀片(140)。第二刀片(140)在切削部分(120)上与第一刀片(130)相对设置,并且具有端切削刃(141)和圆周切削刃(142)。第二刀片(140)的端切削刃(141)从切削部分(120)的外径(OD)朝向中心纵向轴线(A-A)延伸。第二刀片(140)的端切削刃(141)限定第二碟形轮廓和第二轴向轮廓。在一些实施方案中,第二碟形轮廓是弯曲的。在具有两个或更多个刀片的实施方案中,在本发明的范围内,第一刀片(130)和第二刀片(140)的各种构造和架构都是可能的。例如,在一些实施方案中,第一碟形轮廓和第二碟形轮廓是反射性对称的。在图2A/图2B以及其他附图中示出了此类装置。再者,在一些实施方案中,第一碟形轮廓和第二碟形轮廓一起形成凸形曲线。例如在图7A中示出了此类布置结构。另选地,在一些实施方案中,第一碟形轮廓和第二碟形轮廓一起形成凹形曲线。例如在图8A、图9A和图10A中示出了此类实施方案。应当理解,其中相对碟形轮廓的此类布置结构在一起时可形成整体的凹形或凸形碟,各个齿或切削刃的碟形轮廓将是凸形的。在此类布置结构中的任何布置结构中,本文所述的碟形轮廓的径向最内部分在沿着同一碟形轮廓的至少一个其他点的轴向后方。此类布置结构允许在径向最内部分(或者在一些情况下,工具的端面的中心)处具有必要的间隙,使得本文所述的切削工具能够进行斜切操作。在一些实施方案中,第一轴向轮廓和第二轮廓是旋转不对称的。在图1B中示出了一个此类实施方案。另选地,在一些实施方案中,第一轴向轮廓和第二轮廓是旋转对称的。应当理解,在此类实施方案中,第一碟形轮廓和第二碟形轮廓仍是反射性对称的。如上文所讨论的,本文所述的旋转切削工具可具有任何数量的刀片。例如,在一些实施方案中,旋转切削工具(100)在第一刀片(130)和第二刀片(140)之间还包括第三刀片(150)。第三刀片(150)具有端切削刃(151)和圆周切削刃(152)。第三刀片(150)的端切削刃(151)从切削部分(120)的外径朝向中心纵向轴线(A-A)延伸。第三刀片(150)的端切削刃(151)限定第三碟形轮廓和第三轴向轮廓,其中第三碟形轮廓是弯曲的。在一些此类实施方案中,第三轴向轮廓与第一轴向轮廓和第二轴向轮廓中的至少一者旋转不对称。另选地,在一些实施方案中,第三轴向轮廓与第一轴向轮廓和第二轴向轮廓中的至少一者旋转对称。在图1B中示出了一个此类实施方案。再者,在一些实施方案中,旋转切削工具(100)还包括第四刀片(160),第四刀片(160)与第三刀片(150)相对设置,并且具有端切削刃(161)和圆周切削刃(162)。第四刀片(160)的端切削刃(161)从切削部分(120)的外径(OD)朝向中心纵向轴线(A-A)延伸,第四刀片(160)的端切削刃(161)限定第四碟形轮廓和第四轴向轮廓。第四碟形轮廓是弯曲的。在一些此类实施方案中,第三碟形轮廓和第四碟形轮廓是反射性对称的。再者,在一些实施方案中,第三碟形轮廓和第四碟形轮廓一起形成凹形曲线。另选地,在一些实施方案中,第三碟形轮廓和第四碟形轮廓一起形成凹形曲线。另外,在一些实施方案中,第四轴向轮廓与第一轴向轮廓、第二轴向轮廓和第三轴向轮廓中的至少一者旋转对称。再者,在一些实施方案中,第四轴向轮廓与第一轴向轮廓、第二轴向轮廓和第三轴向轮廓中的至少一者旋转不对称。此类实施方案可以是除了其中第四碟形轮廓与第一轴向轮廓、第二轴向轮廓和第三轴向轮廓中的一者旋转对称的实施方案之外的实施方案或者是其另选实施方案。此外,在一些实施方案中,第一轴向轮廓、第二轴向轮廓、第三轴向轮廓和第四轴向轮廓中的每一者彼此旋转不对称。可使用符合本文所述的实施方案的各种角部构造。例如,在一些实施方案中,第一刀片(130)限定连接第一刀片(130)的端切削刃(131)和圆周切削刃(132)的圆角切削刃(133a),该圆角切削刃(133a)限定圆角半径。切削部分(120)限定直径D。在附图诸如图1A、图2A和图7A中以非限制性示例的方式示出了此类布置结构的各种实施方案。在一些此类实施方案中,第一刀片的圆角半径大于等于0.008D并且小于0.5D,诸如小于等于0.495D。应当理解,前述范围包括每个端点,而且包括前述范围内包含的任何子范围。下表I提供了可包含第一刀片的圆角半径的范围的各种最小值和最大值。各个最小值不需要与表格对应行上的最大半径相关联。表I最小半径最大半径0.008D0.495D0.01D0.45D0.025D0.4D0.05D0.35D0.1D0.3D0.25D0.2D0.3D0.1D在某些实施方案中,第一刀片(130)限定连接端切削刃(131)和圆周切削刃(132)的斜切角切削刃(133b)。例如在图3A中示出了此类实施方案。另外,在一些实施方案中,第一刀片(130)的端切削刃(131)和圆周切削刃(132)一起接合以形成诸如图4A中的尖角切削刃(133c)。应当理解,可跨给定切削工具内的所有刀片均匀地使用任何独立角部构造。除了上述实施方案之外,应当理解,附加构造也是可能的。例如,在一些实施方案中,轴向轮廓(第一、第二、第三、第四及类推)中的任一个或多个轴向轮廓可以是弯曲的或直的。此类实施方案可包括以下实施方案:其中切削工具中的所有轴向轮廓都是弯曲的、所有轴向轮廓都是直的,和/或一些轴向轮廓是弯曲的并且其他的是直的。在某些实施方案中,所有轴向轮廓相同或基本上相同。在一些其他实施方案中,所有轴向轮廓彼此不同,在刀片之间生成“变螺距螺旋”效应。此外,在一些实施方案中,一些轴向轮廓可与至少一个其他轴向轮廓相同或基本上相同,但是可不同于至少一个其他轴向轮廓。应当理解,尽管本文单独描述了各个刀片,但是特定刀片的任何个体特性可适用于旋转切削工具上的一个或多个其他刀片。另选地,在一些实施方案中,旋转切削工具中没有两个刀片可具有相同的碟形轮廓和/或轴向轮廓。另外,应当理解,尽管本文所述的实施方案具有四个或更少的刀片,但是可使用符合本发明的目标的任何数量的刀片。针对实现本发明多个目的,现已描述了本发明的多个实施方案。应当认识到,这些实施方案仅示例性地说明本发明的原理。在不脱离本发明的实质和范围的情况下,其多种修改和变更对于本领域技术人员而言将是显而易见的。当前第1页1 2 3 
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