铣刀的制作方法

本申请涉及机加工用刀具的领域，尤其是涉及一种铣刀。

背景技术：

近年来，随着磨具制造的发展，磨具零部件所使用的材料硬度以及耐磨性也得到了提高，由于磨具需要被加工成所需要的形状，超硬刀具材料如cbn立方氮化硼、pcd聚晶金刚石刀具和新型硬质刀具也被大量采用。但对于硬质合金磨具来说，其加工难度更高，因此硬质合金磨具大多通过激光或pcd磨棒或pcd聚晶金刚石刀具加工。

由于激光加工的表面效果及场合受限制程度较大，pcd磨棒的效率、使用寿命寿命以及稳定性都较低。

技术实现要素：

为了能够对硬质合金磨具进行高效地孔加工，现提供一种铣刀。

本申请提供的一种铣刀,采用如下的技术方案：

一种铣刀，包括刀杆以及连接在刀杆一端的刀粒，所述刀粒背向刀杆的端面开设有两个成夹角设置的成刃面，两个成刃面之间的连接处形成底刃；

底刃与刀杆之间成钝角设置，刀杆的旋转轴线的正投影点在以底刃为直径的圆内；

所述刀粒形成有底刃的端部向另一端呈缩径状；

至少一处与成刃面连接的刀粒侧壁相对于至少一处其他的刀粒侧壁向刀粒内部凹陷，并沿刀粒长度方向将刀粒贯穿形成容屑空间。

通过采用上述技术方案，由于底刃与刀杆之间成钝角设置，所以在实际加工过程中，底刃的一端会先与工件接触；随着刀具的转动，由于刀杆的旋转轴线的正投影点在以底刃为直径的圆内，所以底刃会逐渐完全与工件抵接，并且转动的底刃会形成一个圆形的切割区域，随着刀粒的向下移动实现在工件上加工孔的目的；由于我们的加工对象是硬度和耐磨性都很高的硬质合金，所以在进行孔加工过程中产生的废屑也具有相似的高硬度、高耐磨性等性质，这些废屑积攒在加工空间内尤其是积聚在底刃的切割区域内时，会使底刃受到的阻力变大，影响加工效率，同时还可能随刀粒一同转动并在加工完成的区域划出磨痕，因此使两个成刃面成夹角设置，然后使刀粒形成有底刃的端部向另一端呈缩径状，即从刀粒整体轮廓来说，刀粒背向刀杆的一端整体上较另一端更粗，同时配合沿刀粒长度方向将刀粒贯穿的容屑空间，能够使得底刃切割后的废屑顺畅的从底刃的切割区域向上移动，并进入容屑空间内部，随着刀粒的深入逐渐被新的废屑挤出到外界，减小了废屑对加工过程和刀具的影响。另外值得说的是，上述方案对加工工艺要求低，便于加工，加工效率高。

优选的，所述底刃与刀杆之间的夹角大于90°且小于等于95°。

通过采用上述技术方案，由于通常情况下刀杆都是竖直安装，所以底刃与刀杆之间的夹角决定了底刃与待加工平面之间的夹角，在实验中发现，底刃与待加工平面之间的夹角超过5°时，在孔加工过程中崩刀现象频繁发生，且随底刃与待加工平面之间的夹角度数增加而越发频繁；在底刃与待加工平面之间的夹角小于1°时，孔加工过程的时间明显增加，孔深增加的速度明显放慢；因此为了保证底刃的强度，同时减小底刃在对待加工工件切割时受到的阻力，将底刃与待加工平面之间的角度设为1°~5°。

优选的，所述两个成刃面轮廓、面积相同。

通过采用上述技术方案，由于两个成刃面成夹角设置，且在加工过程中两个成刃面与待加工平面之间形成有用于容纳废屑的空间，因此将两个成刃面设置成面积、轮廓相同的形状能够使底刃两侧产生的废屑都能被容纳收集，并通过容屑空间排出；两个大小、轮廓明显不同的成刃面会导致底刃两侧用于容纳废屑的空间大小有明显差异，在加工过程中容易产生底刃一侧积聚废屑的情况，会对底刃的切割造成阻力，同时会对加工完成的孔的内壁造成磨损。

优选的，两个成刃面以底刃为轴对称分布。

通过采用上述技术方案，对称分布的成刃面使得底刃两侧的空间的容纳废屑的能力接近，减小了底刃一侧积屑的可能，使得底刃能够顺畅的进行孔加工，同时减小了积屑造成孔内壁划伤的可能。

优选的，所述刀粒成圆柱状，所述容屑空间有两个且分设于底刃两侧。

通过采用上述技术方案，将容屑空间设置在底刃两侧，能够使底刃两侧（即两个成刃面处）容纳的废屑顺畅的进入容屑空间内部，并随加工过程的推进被排出到外界，同时圆柱状的刀粒在开设两个容屑空间之后仍有两部分呈曲面的侧壁，通过刀粒的侧壁能够对加工完成的上部孔的内壁进行挤压，使得加工完成后的孔的圆度更高，另外，由于减小了因为孔加工过程中刀具跳动导致的孔内加工误差。

优选的，所述容屑空间有四个，四个容屑空间两两一组分布于底刃两侧，四个容屑空间将刀粒分割成棱柱状结构。

通过采用上述技术方案，四个容纳空间能够更多的容纳底刃两侧的废屑，同时能够使得底刃两侧的废屑更加顺畅的进入到容纳空间内部；另外，由于刀粒在孔加工过程中存在跳动，所以孔被加工出来后的圆度可能较为普通，上述方案中，四个容纳空间将刀粒分割成棱柱状，所以棱柱状刀粒的侧棱能对已经加工完成的孔的内壁进行精加工，即对圆度较差的部分进行二次切割和打磨，使加工完成后的孔的圆度更高。

优选的，四个容屑空间将刀粒的侧壁分割成四个平面：第一侧刃面、第二侧刃面、第三侧刃面以及第四侧刃面；第二侧刃面以及第四侧刃面分别连接于第一侧刃面两侧，且第二侧刃面与第一侧刃面之间锐角设置，第四侧刃面与第一侧刃面之间钝角设置；第二侧刃面与第四侧刃面分别连接在第三侧刃面两侧，且第三侧刃面平行于第一侧刃面，第二侧刃面平行于第四侧刃面。

通过采用上述技术方案，由于第二侧刃面与第一侧刃面之间锐角设置，第四侧刃面与第一侧刃面之间钝角设置，所以第四侧刃面与第一侧刃面之间能够留出更多的空间容纳废屑，并供废屑向外排出，进一步提高了排屑效果。

优选的，第二侧刃面与第一侧刃面之间的夹角大于90°且小于等于120°。

通过采用上述技术方案，第二侧刃面与第一侧刃面之间的夹角越大，形成了四个容屑空间的刀粒就越发扁平，相对于第二侧刃面与第一侧刃面之间的夹角较小的刀粒，扁平状的刀粒供废屑排出的空间大、切削阻力小、强度低，在工作过程中容易被折断；反之则强度高但供废屑排出的空间小，因此经过研发人员横向对比，在强度、排屑顺畅程度以及切削阻力大小之间平衡后，选择了既能够保证刀粒切削顺畅，又能够保证刀粒具有足够强度的上述角度范围。

优选的，第一侧刃面与第四侧刃面之间连接处形成第一侧刃，第三侧刃面与第二侧刃面之间连接处形成第二侧刃，第一侧刃与第二侧刃之间的夹角大于等于10′且小于等于30′。

通过采用上述技术方案，第二侧刃与第一侧刃之间的夹角越大，刀粒靠近刀柄的部分就越细，相对于第二侧刃与第一侧刃之间的夹角较小的刀粒，这种刀粒供废屑排出的空间大、切削阻力小、强度低，在工作过程中容易被折断；反之则强度高但供废屑排出的空间小，因此经过研发人员横向对比，在强度、排屑顺畅程度以及切削阻力大小之间平衡后，选择了既能够保证刀粒切削顺畅，又能够保证刀粒具有足够强度的上述角度范围。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.由于底刃与刀杆之间成钝角设置，所以在实际加工过程中，底刃的一端会先与工件接触；随着刀具的转动，由于刀杆的旋转轴线的正投影点在以底刃为直径的圆内，所以底刃会逐渐完全与工件抵接，并且转动的底刃会形成一个圆形的切割区域，随着刀粒的向下移动实现在工件上加工孔的目的；由于我们的加工对象是硬度和耐磨性都很高的硬质合金，所以在进行孔加工过程中产生的废屑也具有相似的高硬度、高耐磨性等性质，这些废屑积攒在加工空间内尤其是积聚在底刃的切割区域内时，会使底刃受到的阻力变大，影响加工效率，同时还可能随刀粒一同转动并在加工完成的区域划出磨痕，因此使两个成刃面成夹角设置，然后使刀粒形成有底刃的端部向另一端呈缩径状，即从刀粒整体轮廓来说，刀粒背向刀杆的一端整体上较另一端更粗，同时配合沿刀粒长度方向将刀粒贯穿的容屑空间，能够使得底刃切割后的废屑顺畅的从底刃的切割区域向上移动，并进入容屑空间内部，随着刀粒的深入逐渐被新的废屑挤出到外界，减小了废屑对加工过程和刀具的影响。另外值得说的是，上述方案对加工工艺要求低，便于加工，加工效率高；

2.第二侧刃面与第一侧刃面之间的夹角越大，形成了四个容屑空间的刀粒就越发扁平，相对于第二侧刃面与第一侧刃面之间的夹角较小的刀粒，扁平状的刀粒供废屑排出的空间大、切削阻力小、强度低，在工作过程中容易被折断；反之则强度高但供废屑排出的空间小，因此经过研发人员横向对比，在强度、排屑顺畅程度以及切削阻力大小之间平衡后，选择了既能够保证刀粒切削顺畅，又能够保证刀粒具有足够强度的上述角度范围；

3.四个容纳空间能够更多的容纳底刃两侧的废屑，同时能够使得底刃两侧的废屑更加顺畅的进入到容纳空间内部；另外，由于刀粒在孔加工过程中存在跳动，所以孔被加工出来后的圆度可能较为普通，上述方案中，四个容纳空间将刀粒分割成棱柱状，所以棱柱状刀粒的侧棱能对已经加工完成的孔的内壁进行精加工，即对圆度较差的部分进行二次切割和打磨，使加工完成后的孔的圆度更高。

附图说明

图1是实施例一的轴测图。

图2是实施例一中为表示刀粒与刀杆安装方式的示意图。

图3是实施例一中为表示容屑空间位置的示意图。

图4是实施例二的示意图。

附图标记说明：1、刀杆；11、盲孔；2、刀粒；21、刀身；22、刀头；23、第一侧刃面；231、第一侧刃；24、第二侧刃面；241、第二侧刃；25、第三侧刃面；26、第四侧刃面；27、底刃；28、成刃面；29、容屑空间；3、工件；31、待加工孔。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例一公开一种铣刀。

参照图1和图2，铣刀包括长直杆状的刀杆1以及位于刀杆1一端的刀粒2，刀杆1内部开设有沿其轴线设置的盲孔11，刀粒2的一端插接在盲孔11内部并与刀杆1钎焊实现连接，另一端位于盲孔11外用于孔加工。刀粒2包括与盲孔11插接并焊接的刀身21以及位于盲孔11外部的刀头22。

刀头22的底端设有两个呈夹角设置的成刃面28，两个成刃面28之间的连接处形成长直的底刃27，底刃27为刀头22的最底侧，且底刃27与刀杆1的轴线呈93°夹角设置（在其他的实施例中，底刃27与刀杆1的轴线还可以呈91°夹角设置或92°夹角设置或94°夹角设置或95°夹角设置）。

本实施例中的刀头22除两个成刃面28外还设有四个侧壁，四个侧壁分别为第一侧刃面23、第二侧刃面24、第三侧刃面25以及第四侧刃面26。第一侧刃面23与第二侧刃面24之间呈91°夹角设置（在其他实施例中，第一侧刃面23与第二侧刃面24之间的夹角也可以是93°、96°、100°或120°），第一侧刃面23与第四侧刃面26之间的连接处形成长直的第一侧刃231，第二侧刃面24与第三侧刃面25之间呈89°夹角设置（在其他实施例中，第二侧刃面24与第三侧刃面25之间的夹角也可以是60°、80°、84°或87°），第二侧刃面24与第三侧刃面25的连接处形成长直的第二侧刃241。

本实施例中第一侧刃231以及第二侧刃241均与刀杆27对的轴线呈10′夹角设置（在其他实施例中，第一侧刃231与第二侧刃241之间的夹角也可以是5′或15′），即刀头22从其远离刀杆1的端部向另一端呈缩径状设置，刀头22呈底面开设了成刃面28的棱台状。同时，第一侧刃231与刀杆1的轴线之间的夹角为a，第二侧刃241与刀杆1的轴线之间的夹角为b，a=-b。这种设置能够使底刃27上方的刀头22部分与待加工孔31的内壁之间形成空间，减小底刃27切削产生的废屑卡在待加工孔31与刀头22之间的可能，便于废屑排出。

第一侧刃面23与第三侧刃面25平行且面积相等，第二侧刃面24与第四侧刃面26平行且面积相等，第一侧刃面23和第二侧刃面24的底侧均与同一个成刃面28连接，第三侧刃面25和第四侧刃面26的底侧均与另一个成刃面28连接，成刃面28呈三角形状。即刀粒2是由一个圆柱状的工件3，经过机加工后形成的包括了棱柱状的刀头22以及圆柱状的刀身21的结构。

刀身21与刀杆1同轴线设置，刀头22沿刀杆1长度方向设置。第一侧刃231的顶端与第二侧刃241的顶端之间的连线中点位于刀杆1的轴线上，这样能够使得刀粒2在旋转时，底刃27的切削范围呈一个圆锥形，使底刃27能够切削出一个完整的圆孔。

参见图3，本实施例中给了刀头22对工件3进行孔加工时的工作示意图，图中包括了工件3以及尚未完成加工的未待加工孔31。由于刀头22的侧壁由第一侧刃面23、第二侧刃面24、第三侧刃面25以及第四侧刃面26形成，所以在刀头22的这四个侧壁处均形成了容屑空间29。由于刀头22相邻侧壁之间呈夹角设置，结合前文来看，在孔加工过程中，第一侧刃面23与第二侧刃面24处的两个容屑空间29是连通的，同时与这二者连通的还有一个成刃面28下方的空间；同理的第三侧刃面25与第四侧刃面26处的两个容屑空间29连通，另一成刃面28下方的空间也同时与这二者连通。这种设置能够使底刃27切削过程中产生的废屑被及时排出。

本申请实施例一种铣刀的实施原理为：当刀头22开始旋转时，首先底刃27的最低点会与工件3抵接，同时由于刀杆1带动刀头22向下移动，底刃27开始对工件3开始孔加工。在加工过程中，随着加工的进行，底刃27切割产生的废屑会经过两个成刃面28形成的空间，并从容屑空间29以及刀头22与待加工孔31的内壁之间排出。值得一提的是，在对磨具进行孔加工时，进给量通常采用0.1μm/r~1.5μm/r，转速保持在50r/s~85r/s，根据不同的底刃27角度确定进给量和转速，例如：在底刃27与刀杆1的轴线夹角为5°时，由于此时底刃27偏角较大，锋利度高但切削能力较强，所以进给量选择1μm/r；在底刃27与刀杆1的轴线夹角为1°时，进给量选择0.5μm/r，锋利度较低，所以需要提供一个较小的进给量，减小崩刀的可能。

对本实施例中记载的方案，在加工yg12硬质合金板料时，刀具旋转直径为1.5mm，圆度0.005mm以内，加工孔深1.5mm，刀具的平均加工寿命为50件。

本申请实施例二公开一种铣刀，实施例二与实施例一的区别之处在于：本实施例中的刀头22呈缩径状且刀头22整体呈长直状，即刀头22从其远离刀杆1的端部向另一端呈缩径状设置。本实施例中的刀头22加工形成的刃面仅有第一侧刃面23以及第三侧刃面25（图中未显示出），第一侧刃面23与第三侧刃面25以刀杆1的轴线为轴对称设置，第一侧刃面23与第三侧刃面25之间的刀头22侧壁呈圆柱面，第一侧刃面23与一个成刃面28连接，第三侧刃面25与另一个成刃面28连接。使用时，刀头22的圆柱面侧壁能够对已经被底刃27切削过的待加工孔31内侧壁进行挤压，使得待加工孔的内侧壁圆度更高，减小了由于刀头22跳动导致的加工误差。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。