一种球头铣刀的制作方法

本实用新型属于切削技术领域，尤其涉及一种用于曲面加工的球头铣刀。

背景技术：

一般使用球头铣刀进行曲面加工，目前的球头铣刀的球头成半球形结构(球头直径等于刀具主体直径)。曲面的表面加工质量是由球头铣刀刀轨步距值和球头铣刀直径大小决定的，要想达到较高的表面质量，有二种方式：一种是不断减小刀轨步距值，但这样会导致加工时间成倍数增长，随着时间的增长对机床和刀具稳定性提出了更高的要求；另一种是选用大直径的球头铣刀加工，但是受机床主轴刚性和转速的影响，直径的大小不能成倍数增大,而且直径增大也会限制加工特征的范围。

鉴于此，亟需研发一种既能保证加工质量又能提高工作效率，且使用寿命长的球头铣刀。

技术实现要素：

旨在克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型解决的技术问题是，提供了一种球头铣刀，能保证加工质量又能提高工作效率，且使用寿命长。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种球头铣刀，包括具有旋转轴线的刀具主体和位于所述刀具主体一端的切削部，所述切削部包括两条位于所述刀具主体轴向端面的球头切削刃和两条位于所述刀具主体周向面的螺旋切削刃；所述球头切削刃与对应所述螺旋切削刃通过圆弧过渡切削刃平滑连接；两条所述球头切削刃交汇于球头顶点x处，所述球头顶点x位于所述旋转轴线上；所述球头切削刃绕所述旋转轴线旋转形成球面，所述球面的半径等于1.5～2倍的所述刀具主体的半径；两条交汇的所述球头切削刃在与所述旋转轴线垂直的径向基准面上的投影为s形曲线。

进一步，所述球头切削刃具有后刀面，两条所述球头切削刃的后刀面于所述球头切削刃的所述球头顶点x处相交形成一条横刃。

进一步，所述后刀面包括平缓过渡连接的第一后刀面和第二后刀面；两条所述球头切削刃的所述第一后刀面于所述球头切削刃的所述球头顶点x处相交形成所述横刃。

进一步，所述刀具主体的周向面上设有螺旋容屑槽，所述螺旋容屑槽和所述螺旋切削刃相对于所述旋转轴线的螺旋角度相同，所述螺旋角度为25°～30°。

进一步，所述球头切削刃、所述螺旋切削刃和所述圆弧过渡切削刃的钝化值为0.1～0.15mm。

进一步，所述刀具主体的半径为3mm，所述球面的半径为5mm。

进一步，所述球头切削刃、所述螺旋切削刃和所述圆弧过渡切削刃上均涂覆有tialn、ticn或tin涂层。

进一步，所述球头切削刃、所述螺旋切削刃和所述圆弧过渡切削刃上均从内往外依次涂覆有tialn、ticn和tin涂层。

进一步，所述刀具主体由硬质合金材料制成。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果如下：

本实用新型中的球头铣刀，包括具有旋转轴线的刀具主体和位于刀具主体一端的切削部，切削部包括两条位于刀具主体轴向端面的球头切削刃和两条位于刀具主体周向面的螺旋切削刃；球头切削刃与对应螺旋切削刃通过圆弧过渡切削刃平滑连接；两条球头切削刃交汇于球头顶点x处，球头顶点x位于旋转轴线上；球头切削刃绕旋转轴线旋转形成球面，球面的半径等于1.5～2倍的刀具主体的半径；两条交汇的球头切削刃在与旋转轴线垂直的径向基准面上的投影为s形曲线。

本实用新型的球面的半径等于1.5～2倍的刀具主体的半径，在相同步进值下，加工的残余高度要明显小于传统同径的球头铣刀，且球头切削刃与对应螺旋切削刃通过圆弧过渡切削刃平滑过渡连接，在加工曲面时，当曲面的曲率超过一定大小时，可利用圆弧过渡切削刃进行加工，不会对加工效率和加工质量产生影响，拓宽了球面铣刀的加工范围，且可延长刀具的使用寿命；再者，s形曲线可增加切削的平稳性。

综上所述，本实用新型的球头铣刀既能保证加工质量又能提高工作效率，且使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型球头铣刀的结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是图2中a处结构的放大图；

图4是曲面加工时与传统球头铣刀的状态对比图；

图5是大曲率曲面加工时的状态示意图；

图中：1-刀具主体，2-切削部，3-球头切削刃，4-螺旋切削刃，5-圆弧过渡切削刃，6-旋转轴线，7-横刃，8-第一后刀面，9-第二后刀面，10-螺旋容屑槽,x-球头顶点，h-残料高度。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，本实用新型描述的实施例仅仅是为了便于简化描述，不能理解为对本实用新型的限制。

由图1至图5共同所示，本实施例公开了一种球头铣刀，包括具有旋转轴线6的刀具主体1和位于刀具主体1一端的切削部2，切削部2包括两条位于刀具主体1轴向端面的球头切削刃3和两条位于刀具主体1周向面的螺旋切削刃4；球头切削刃3与对应螺旋切削刃4通过圆弧过渡切削刃5平滑连接；两条球头切削刃3交汇于球头顶点x处，球头顶点x位于旋转轴线6上；球头切削刃3绕旋转轴线6旋转形成球面，球面的半径等于1.5～2倍的刀具主体1的半径；两条交汇的球头切削刃3在与旋转轴线6垂直的径向基准面上的投影为s形曲线。

本实施例中，球头切削刃3具有后刀面，后刀面包括平缓过渡连接的第一后刀面8和第二后刀面9；两条球头切削刃3的第一后刀面8于球头切削刃3的球头顶点x处相交形成一条横刃7。刀具主体1的周向面上设有螺旋容屑槽10，所述螺旋容屑槽10和所述螺旋切削刃4相对于旋转轴线6的螺旋角度相同，螺旋角度为25～30°；本实施附图所示为27度。刀具主体1的轴向端面设有球头容屑槽。

本实施例中，球头切削刃3、螺旋切削刃4和圆弧过渡切削刃5的钝化值为0.1～0.15mm；刀具主体1的半径为3mm，球面的半径为5mm。

本实施例中，球头切削刃3、螺旋切削刃4和圆弧过渡切削刃5上均涂覆有tialn、ticn或tin涂层。除此之外，也可以是，球头切削刃3、螺旋切削刃4和圆弧过渡切削刃5上均从内往外依次涂覆有tialn、ticn和tin涂层。

本实施例的刀具主体1是由硬度为92～95hra且抗弯强度为4800～5500mpa的硬质合金材料制成，根据加工需求也可以选择其他硬度和抗弯强度的硬质合金材料。

本实用新型球头铣刀(图4左侧)中球头切削刃3绕旋转轴线6旋转形成的球面的半径等于1.5～2倍的刀具主体1的半径，在相同步进值下，加工的残余高度h要明显小于传统同径的球头铣刀(图4右侧)，且球头切削刃3与对应螺旋切削刃4通过圆弧过渡切削刃5平滑过渡连接，在加工曲面时，当曲面的曲率超过一定大小时，可利用圆弧过渡切削刃5进行加工，不会对加工效率和加工质量产生影响，拓宽了球面铣刀的加工范围，且可延长刀具的使用寿命；再者，s形曲线可增加切削的平稳性。

综上所述，本实用新型的球头铣刀既能保证加工质量又能提高工作效率，且使用寿命长。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。