一种螺旋槽成形铣刀的制作方法

本技术涉及铣刀，尤其涉及一种螺旋槽成形铣刀。

背景技术：

1、铣刀是一种应用广泛的多齿多刃回转刀具。铣削加工时，铣刀绕其轴线转动，为主运动，工件则做进给运动。铣刀通常用于高速切削，故加工时冲击性大，振动也较大。由于铣刀是一种多刃刀具，铣削速度较高且无空行程，因此是一种高效率的切削加工方法。成形铣刀是铣刀的一种，其切削刃廓形是根据工件的成形表面形状设计计算的。成形铣刀不仅可以加工平面、沟槽、台阶，还可以加工螺纹、花键、齿轮及其他成形表面。现有技术中的成形铣刀存在无法兼顾切削速度和结构强度的问题。尤其是飞机发动机部件及汽轮机部件的高精度叶盘、叶片及叶轮加工，对刀具的性能要求极高，现有技术中的刀具在加工精度、切削速度、使用寿命等方面均无法满足需求，已经制约这些项目的生产进度。现有技术中通常使用高速钢和硬质合金材料刀具，高速钢因为韧性好，刃口更加容易做到锋利，但是受制于高速钢材料特性，很难做到高线速度加工，且高速钢铣刀使用寿命短。硬质合金耐高温，适合高线速度加工，但是受制于现有刀具制成工艺，做不到成形铣刀所需切削刃的锋利大前角要求，刀具加工精度差，切削效率低，使用寿命短，无法满足产业需求。亟需在刀具的加工效率、加工精度、加工寿命上进行改进。

技术实现思路

1、本技术提供一种螺旋槽成形铣刀及一种增加螺旋槽成形铣刀的锋利度的方法，包括如下实施方式：

2、实施方式1.一种螺旋槽成形铣刀，其包含成形铣刀本体部分和任选的用于直接或间接与机床连接的连接部分，至少所述成形铣刀本体部分为整体硬质合金材质，所述成形铣刀本体部分具有多个切削刃和与所述切削刃对应的多个主容屑槽，所述切削刃各自独立地具有前刀面、后刀面和刃口，所述前刀面在刃口的每一处形成一个第一前角，所述主容屑槽为螺旋槽，每个所述切削刃包含至少一个切削齿，所述切削齿的后刀面分成负角面、正角面和侧面，从而对应于三种刃口，即负角面刃口、正角面刃口和侧面刃口，其特征在于，在所述前刀面上设置有副容屑槽，所述副容屑槽在长度方向沿所述负角面刃口的方向延伸，所述副容屑槽具有靠近所述负角面刃口的槽面，从而使得所述副容屑槽靠近所述负角面刃口的槽面形成负角面第二前角，所述负角面第二前角大于相应的第一前角。在一些实施方式中，其中所述前刀面由垂直穿过所述成形铣刀轴线的半径形成。

3、实施方式2.根据实施方式1所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述负角面第二前角比所述第一前角大3度至65度，例如5度至35度，例如3度至35度。

4、实施方式3.根据实施方式1所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述螺旋槽的角度为螺旋的方向与主轴的夹角，所述螺旋槽的角度为3至55度之间，例如15度至50度，例如25度至45度；所述副容屑槽还在长度方向沿所述侧面刃口的方向延伸，所述副容屑槽具有靠近所述侧面刃口的槽面，从而使得所述副容屑槽靠近所述侧面刃口的槽面形成侧面第二前角，所述侧面第二前角大于相应的第一前角。

5、实施方式4.根据实施方式2所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述副容屑槽沿整个刃口延伸，从而使得所有实际前角都大于等于5度至小于等于45度，大于等于10度至小于等于35度，大于等于15度至小于等于25度，或者大于等于27度至小于等于40度。

6、实施方式5.根据实施方式1所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述副容屑槽的宽度为0.15mm至3mm或为铣刀直径的3％至30％。

7、实施方式6.根据实施方式1所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述副容屑槽的深度为0.1至2mm，或者0.3至1.5mm。

8、实施方式7.根据实施方式1所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述副容屑槽的靠近所述负角面刃口的槽面和/或靠近所述侧面刃口的槽面呈波浪形沿刃口的方向延伸，或者，所述副容屑槽具有槽底面，所述槽底面与所述靠近所述负角面刃口的槽面和/或靠近所述侧面刃口的槽面连接并且基本上平行于所述的前刀面，所述槽底面呈波浪状起伏。

9、实施方式8.根据实施方式1所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述铣刀的直径为5mm至80mm，例如5mm至50mm，例如8mm至40mm，10mm至30mm。

10、实施方式9.根据实施方式1所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述副容屑槽采用不产生热损伤的加工方法制备。

11、实施方式10.根据实施方式1所述的螺旋槽成形铣刀，其特征在于，所述副容屑槽采用飞秒脉冲激光加工方法制备。

12、实施方式11.一种增加螺旋槽成形铣刀的锋利度的方法，

13、其中所述螺旋槽成形铣刀包括成形铣刀本体部分和任选的用于直接或间接与机床连接的连接部分，至少所述成形铣刀本体部分为整体硬质合金材质，所述成形铣刀本体部分具有多个切削刃和与所述切削刃对应的多个主容屑槽，所述切削刃各自独立地具有前刀面、后刀面和刃口，所述前刀面在刃口的每一处形成一个第一前角，所述主容屑槽为螺旋槽，每个所述切削刃包含至少一个切削齿，所述切削齿的后刀面分成负角面、正角面和侧面，从而对应于三种刃口，即负角面刃口、正角面刃口和侧面刃口，其特征在于，

14、所述方法包括：在所述前刀面上形成副容屑槽，所述副容屑槽在长度方向沿所述负角面刃口的方向延伸，所述副容屑槽具有靠近所述负角面刃口的槽面，从而使得所述副容屑槽靠近所述负角面刃口的槽面形成负角面第二前角，所述负角面第二前角大于相应的第一前角。在一些实施方式中，所述前刀面由垂直穿过所述成形铣刀轴线的半径形成。

15、实施方式12.根据实施方式11所述的方法，其特征在于，所述负角面第二前角比所述第一前角大3度至65度，例如5度至35度，例如3度至35度。

16、实施方式13.根据实施方式11所述的方法，其特征在于，所述螺旋槽的角度为螺旋的方向与主轴的夹角，所述螺旋槽的角度为3至55度之间，例如15度至50度，例如25度至40度；所述副容屑槽还在长度方向沿所述侧面刃口的方向延伸，所述副容屑槽具有靠近所述侧面刃口的槽面，从而使得所述副容屑槽靠近所述侧面刃口的槽面形成侧面第二前角，所述侧面第二前角大于相应的第一前角。

17、实施方式14.根据实施方式12所述的方法，其特征在于，所述副容屑槽沿整个刃口延伸，从而使得所有实际前角都大于等于5度至小于等于45度，大于等于10度至小于等于35度，大于等于15度至小于等于25度，或者大于等于25度至小于等于40度。

18、实施方式15.根据实施方式11所述的方法，其特征在于，所述副容屑槽的宽度为0.15mm至3mm或为铣刀直径的3％至30％。

19、实施方式16.根据实施方式11所述的方法，其特征在于，所述副容屑槽的深度为0.1至2mm，或者0.3至1.5mm。

20、实施方式17.根据实施方式11所述的方法，其特征在于，所述副容屑槽的靠近所述负角面刃口的槽面和/或靠近所述侧面刃口的槽面呈波浪形沿刃口的方向延伸，或者，所述副容屑槽具有槽底面，所述槽底面与所述靠近所述负角面刃口的槽面和/或靠近所述侧面刃口的槽面连接并且基本上平行于所述的前刀面，所述槽底面呈波浪状起伏。

21、实施方式18.根据实施方式11所述的方法，其特征在于，所述铣刀的直径为5mm至80mm，例如5mm至50mm，例如8mm至40mm，10mm至30mm。

22、实施方式19.根据实施方式11所述的方法，其特征在于，所述副容屑槽采用不产生热损伤的加工方法制备。

23、实施方式20.根据实施方式11所述的方法，其特征在于，所述副容屑槽采用飞秒脉冲激光加工方法制备。

24、本技术通过设置副容屑槽，并使副容屑槽沿着负角面刃口延伸，或者还沿着侧面刃口的方向延伸，或者沿整个刃口延伸，使得所述副容屑槽靠近所述负角面刃口的槽面形成大于相应第一前角的负角面第二前角，在靠近所述侧面刃口的槽面形成侧面第二前角，或者使得所有实际前角在特定范围，有效解决螺旋槽成形铣刀切削刃负前角或者前角过小问题，通过提高切削刃前刀面前角，从而使切削更加轻快，有效减少切削阻力，使加工精度更高，刀具寿命更加持久，使刀具长时间使用下也能够保持加工精度。本技术还通过设置波浪形延伸的槽面和/或呈波浪状起伏的槽底面，进一步加强铣刀的整体强度及加工时的线速度，从而提高加工效率。采用本技术技术方案的铣刀的测试寿命是现有技术刀具寿命的2-5倍。

25、附图说明

26、为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

27、图1为螺旋槽成形铣刀的立体图；

28、图2为螺旋槽成形铣刀的本体部分的示意图；

29、图3为螺旋槽成形铣刀本体部分主视图；

30、图4为螺旋槽成形铣刀的局部剖视图；

31、图5为图4中螺旋槽成形铣刀的a-a剖视图；

32、图6为图5虚线框中的局部放大示意图；

33、图7为图4虚线框中的局部放大示意图；

34、图8为图7中螺旋槽成形铣刀切削齿的b-b剖视图；

35、图9为实施例3中设置波浪形槽面和槽底的示意图；

36、图10为实施例5螺旋槽成形铣刀的本体部分的示意图；

37、图11是说明“所述前刀面由垂直穿过所述成形铣刀轴线的半径形成”的示意图。