專利名稱：雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械加工機床的刀具技術領域，具體地說是一種切削前刀面 上為雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀。 技術背景數(shù)控技術的問世，計算機的發(fā)展，極大地帶動了機械加工機床的發(fā)展， 以這數(shù)控技術為核心的數(shù)控銑床，加工中心，以及正在發(fā)展的高速切削加工 中心，逐漸地成為機械加工行業(yè)的主力設備。這樣的設備已經成為航空、航 天、軍工、船舶，汽車等行業(yè)不可或缺的設備，其臺數(shù)的多少，聯(lián)動軸的數(shù) 量，己經成為企業(yè)的生產能力、技術水平的標志，企業(yè)實力的代名詞。這樣的設備，效率高，價格也非常高，任何企業(yè)都希望將其能力發(fā)揮到 極致，以獲取最大的利益。但是，有了好的設備，必須有相應配套的刀具， 才能發(fā)揮出設備的能力，道理很簡單，先進的設備有如一只健碩的老虎，而 刀具則是這只老虎的牙齒，兩者的完美結合，才能真正發(fā)揮出老虎的威風。 加工設備的發(fā)展，促進了刀具生產制造技術的進步和發(fā)展。刀具是由刀具生 產商制造的， 一般的機床廠商不制造刀具。數(shù)控銑床，加工中心，以及高速加工中心等機床，使用的主要刀具是銑 刀。現(xiàn)在銑刀在全部刀具中占有很大比例，無論是種類、數(shù)量，據不完全統(tǒng) 計己經占到一半以上。當今世界，尤其歐美和日本等地區(qū)的機床生產廠商，對刀具的生產制造 極為重視，努力提高生產制造刀具的技術水平，開發(fā)了很多種類的多軸聯(lián)動 數(shù)控磨刀機，以五軸聯(lián)動為代表，占大多數(shù)，五軸以上聯(lián)動的磨刀機床的種類略少，比較著名的磨刀機的生產廠家，如德國的WALTER(瓦爾特)，DECKEL(德克爾)、SAACKE (薩克)，瑞士的EWAG (伊瓦格)、SC腦EEBERGER (斯利伯格)等公司。目前刀具的生產廠商，在提高刀具性能的研究方向上，都面向兩個方面發(fā)展 一是刀具本身的材料，二是涂層技術。刀具的制造技術，經多年的發(fā) 展和進步，已無大的發(fā)展空間，大量的先進的磨刀機及其配套的編程軟件， 使得各刀具生產商在制造技術上已無太大的差距，選擇性能先進的磨刀機則 可生產出水平基本相同的刀具。近年來，刀具一些技術研究成果和發(fā)展只是 出現(xiàn)在冷卻或組合方式上，均未在刀具的切削刃部位的結構上有大的改進和 發(fā)展。任何一種新材料的發(fā)展都是有很大困難的，刀具材料的發(fā)展更是困難， 刀具本身的耐磨損、耐高溫的要求，保持刀刃的鋒利的壽命要求，受到現(xiàn)有 的刀具材料理論和刀具材料生產技術的制約，都使新的刀具材料的誕生和發(fā) 展出現(xiàn)了極大的困難。刀具涂層技術近年來發(fā)展很快，在提高刀具的耐磨、耐熱性能方面，作 用很大，也相應提高了刀具的使用壽命。但同時也極大地提高了刀具本身的 成本，涂層的費用能占到刀具本身價格的一半，有些復合涂層甚至能達到70 80%左右。這給企業(yè)增加了生產成本。涂層的刀具被磨損后，因涂層很薄， 僅有十幾或幾十微米，在重新修磨時，涂層會被磨掉，若要達到新刀具的水平，必須重新涂層，就是說刀具每重新修磨一回，就要重新涂層一次，這無形中又是一筆開銷。國內刀具的生產水平還是低于國外的，目前雖然一些大的工具廠引進了 一定數(shù)量的國外數(shù)控磨刀機，在硬件方面還算能跟上國際的水平。但磨刀機 本身只是一臺加工設備，而隨機安裝的編程軟件才是靈魂。國外在這一問題 對我們控制很嚴。我們只能按外國人設計的程序操作，沒有自己的自主知識 產權，無法超越，只能跟在人家后面。所以國內高端刀具的市場基本上是由國外的刀具制造商所占領。國內外現(xiàn)行的螺旋槽銑刀，因為受到傳統(tǒng)的加工方法的限制，只能加工 出一個前刀面，且為凹向的弧面，無論是法向剖面還是徑向剖面其前刀面上 的前角，均為弧線型前角，這個前角的角度Y。實際上是一個變化的值，在刀 尖處的Y。很大，隨著半徑的減小而變小，在現(xiàn)在的刀具的生產中是用刀尖到 某一點之間的弦與刀具徑向剖面的中心線的夾角代替了前角Y。，也就是說這 個"Y。"實際上并不符合設計給定的Y。的值。由于傳統(tǒng)的切削刀具，只有一個前角，在螺旋槽銑刀進行加工時，切屑 沿弧面排出時，其流動方向受到限制，會逐漸產生彎曲變形，使其變形的力 來自于刀具的弧形前刀面，而對刀具的前刀面而言，則是對前刀面的壓力， 弧面的曲率越大，切屑對前刀面產生的壓力也越大，即摩擦功越多，根據物 理學上的功能原理，功多則產生的熱能也多，因切屑溫度很高，切屑沿弧面 排出時，滑動接觸距離較長，其熱傳導時間也長，故而使刀具本身的溫度也 高。溫度過高，對刀具本身相當于高溫回火，尤其是使刃部的硬度降低，加 快了刀具刃部的磨損。為了降低刀具本身的溫度，提高刀具壽命， 一般都大 量使用冷卻液，冷卻液中含有各種化學物質，在使用中會揮發(fā)，禰散在空氣 中，對人有一定的健康危害，冷卻液對機床也有腐蝕作用，工作后，必須擦 掉濺留在機床上的冷卻液，這無疑是增加了非有益的工作量。而多數(shù)廢冷卻 液的處理，需要費用，若處理不當，會對環(huán)境造成污染。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的提供一種排屑流暢、降低切削力及形成冷卻縫隙的雙前角 結構的直槽、螺旋槽銑刀。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括銑刀體、刃部，其特征是在刃部 的切削前刀面上設置有雙前角結構。在本發(fā)明的雙前角結構中，還包括在雙前角結構中的第一前角或/和第二前角為直線形前角或弧線形前角結構。本發(fā)明的雙前角結構在于以中心線為基準線所產生的正前角的雙前角結構，零度前角的雙前角結構或負前角的雙前角結構。本發(fā)明的目的還包括尖角銑刀的圓周刃或/和端齒直刃為雙前角結構。 本發(fā)明的目的還包括圓角銑刀的圓周刃、圓角刃或/和端齒直刃為雙前角結構。本發(fā)明的目的還包括球頭銑刀的圓周刃或/和球刃為雙前角結構。 本發(fā)明的目的還包括帶有雙前角結構的銑刀還包括有T型銑刀、T型 槽銑刀、燕尾槽銑刀、鋸片銑刀、盤銑刀具、雙角銑刀、半圓銑刀、二面刃 銑刀、三面刃銑刀或錐度立銑刀的銑削刀具。本發(fā)明的目的還包括銑刀刃部的齒數(shù)為二齒，三齒，四齒，五齒，六齒， 八齒，十齒或多齒。在當前國內外刀具行業(yè)向刀具材料和涂層方向發(fā)展的情況下，本發(fā)明另 辟蹊徑，用改變刀具切削部位的形狀的方法，達到提高刀具性能的效果。本 發(fā)明是在原有的單一前角的基礎上，再加工出一個角度大于原有前角的第二 前角，使刀具切削部位的形狀得以改變。雙前角結構對刀具產生的變化是-第一前角可以提高刀具的耐熱性，增強刀具刃部的強度，使切屑的排除更加 流暢；第二前角能減少切屑與前刀面接觸的長度從而降低因切屑流經前刀面 產生的摩擦力，第二前角與切屑之間存在的縫隙，更加有利于冷卻。這些特 點使刀具性能有很大提高，與傳統(tǒng)結構的刀具相比，可降低刀具本身的溫度， 減少切削力和切削功率，進而提高刀具的壽命和降低切削功率。更適合于用 空氣冷卻的干式切削，有利于環(huán)保的要求。本結構刀具由于第二前角的存在，使切屑流過第一前角后脫離刀具實體， 在切屑與第二前刀面之間的形成縫隙這一縫隙在使用冷卻液時，使冷卻液在 切屑和刀具之間流動，會帶走更多的熱量，減少切削熱對刀具的影響。這樣的結構更適合于干式切屑和高壓空氣冷卻(風冷)方式，在干式切屑時縫隙 中的空氣受熱彭脹，會向外排除，冷空氣補充進入，形成空氣流，用高壓空 氣冷卻時，高壓空氣作為一種冷卻介質通過這一縫隙，起到液體冷卻介質的 作用。雙前角結構銑刀的性能分析1、 雙前角結構銑刀的第一前角在法向剖面或徑向前角上是直線，在銑削 加工時，切屑的排除更流暢；2、 第二前角大于第一前角，切屑沿第一前角滑動到兩個前角交點處時， 切屑與前刀面脫離接觸，使切屑與前刀面的接觸長度比傳統(tǒng)銑刀短，因而可 減少摩擦力產生的摩擦功，減少摩擦功轉換成的熱能。3、 因第一前角是直線，刀尖楔角呈三角形，比傳統(tǒng)的銑刀截面面積大， 材料實體多，故雙前角銑刀刀尖部位的強度高于傳統(tǒng)銑刀。4、 雙前角銑刀刀尖部位的材料實體多，故其容熱能力高于傳統(tǒng)銑刀。5、 切屑與前刀面的接觸長度短，可減少切屑向刀具進行熱傳導的時間， 因而可減少切屑向刀具傳導的熱量。6、 由于在第二前角處切屑與前刀面脫離接觸，切屑與刀具之間存在縫隙， 有利于冷卻介質進入其間，加快對切屑及刀具的冷卻，有利于降低刀具本身 的溫度。這個縫隙更有利于用空氣冷卻的干式切削。刀具本身的最大優(yōu)勢為切削輕快，切削力小，壽命高。 與現(xiàn)行的刀具相比，雙前角刀具排屑流暢、能減少摩擦力所做的無用功， 降低能源的消耗；強度高、容熱能力強、傳導的熱量少而使刀具本身的溫度 低，可以提高刀具的壽命；第二前角與切屑間的縫隙，有利于用空氣冷卻的 干式切削技術的發(fā)展，這能大大地降低生產成本一節(jié)省了大量的購買、貯 存冷卻液和處理廢冷卻液的費用，減少對操作工人健康的危害，對機床的腐 蝕和環(huán)境的影響。這樣的結構在車刀上很容易實現(xiàn)，即使操作者用手工修磨也能夠做到。 本發(fā)明的雙前角結構完全可以在車刀、鉆頭、擴孔鉆、锪鉆、鉸刀等刀具上廣泛應用。


圖1是本發(fā)明的直柄立銑刀結構示意簡圖； 圖2是本發(fā)明的錐柄立銑刀結構示意簡圖； 圖3是本發(fā)明的面銑刀半剖結構示意簡圖； 圖4是圖3的側視圖；圖5是本發(fā)明的三面刃銑刀結構示意簡圖； 圖6是圖5的側視圖；圖7是本發(fā)明的角度銑刀剖視結構示意簡圖； 圖8是圖7的側視圖；圖9是本發(fā)明的套裝式銑刀半剖結構示意簡圖； 圖10是圖9的側視圖；圖11是本發(fā)明刃部的雙前角結構示意簡圖；圖12是本發(fā)明刃部的一種雙前角結構示意簡圖，第一前刀面為直線形前角、第二前刀面為弧線形前角的雙前角結構；圖13是本發(fā)明刃部的第二種雙前角結構示意簡圖，第一前刀面和第二前刀面均為直線形前角的雙前角結構；圖14是本發(fā)明刃部的第三種雙前角結構示意簡圖，第一前刀面和第二前刀面為弧線形前角的雙前角結構；圖15是本發(fā)明刃部的第一前角為正前角狀態(tài)的雙前角結構示意簡圖； 圖16是本發(fā)明刃部第一前角為0。前角狀態(tài)的雙前角結構示意簡圖； 圖17是本發(fā)明刃部第一前角為負前角狀態(tài)的雙前角結構示意簡圖； 圖18是本發(fā)明刃部帶有雙前角結構的尖角銑刀的圓周刃和端齒直刃剖面位置的示意簡圖；圖19是圖18的B-B向旋轉剖面視圖； 圖20是圖18的A-A向旋轉剖面視圖；圖21是本發(fā)明刃部帶有雙前角結構的圓角銑刀的圓周刃、圓角刃和端 齒直刃剖面位置的示意簡圖；圖22是圖21的D-D向旋轉剖面視圖； 圖23是圖21的C-C向旋轉剖面視圖； 圖24是圖21的E-E向旋轉剖面視圖；圖25是本發(fā)明刃部帶有雙前角結構的球頭銑刀的圓周刃和球頭刃剖面 位置的示意簡圖；圖26是圖25的G-G向旋轉剖面視圖； 圖27是圖25的F-F向旋轉剖面視圖； 表1是對本發(fā)明雙前角結構的銑刀刀齒數(shù)量的簡單說明。 下面將結合附圖通過實例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但下述的實例僅 僅是本發(fā)明其中的例子而己，并不代表本發(fā)明所限定的權利保護范圍，本發(fā) 明的權利保護范圍以權利要求書為準。
具體實施方式
實例l如圖1-10所示，是本發(fā)明的部分銑刀結構示意簡圖，其中的圖1是 本發(fā)明的直柄立銑刀結構示意簡圖；圖2是本發(fā)明的錐柄立銑刀結構示意簡 圖；圖3是本發(fā)明的面銑刀局剖結構示意簡圖；圖4是圖3的側視圖；圖5 是本發(fā)明的三面刃銑刀結構示意簡圖；圖6是圖5的側視圖；圖7是本發(fā)明 的角度銑刀剖視結構示意簡圖；圖8是圖7的側視圖；圖9是本發(fā)明的套裝 式銑刀半剖結構示意簡圖；圖10是圖9的側視圖。如圖11所示本發(fā)明刃部的雙前角結構，均包含在上述圖1-圖10的銑刀 結構之中，因此，僅以圖ll進行說明。該圖ll結構為銑刀刀體前端的刃部 結構，在刃部的切削前刀面上設置有雙前角結構，該雙前角結構為第一前刀面2和第二前刀面3，圖中的1為測量前刀面的基準線，而4為后刀面；加工銑刀時，先后加工每一個刀齒的切削前刀面上的角度不同的兩個前角，即 可使銑刀成為雙前角結構形式的銑刀。實例2如圖12所示，該雙前角結構還包括的一種結構是第一前刀面5為直線 形前角、第二前刀面6為弧線形前角的雙前角結構，該結構是根據銑刀的用 途而設計的。 實例3如圖13所示，該雙前角結構還包括的第二種結構是第一前刀面7和第 二前刀面8均為直線形前角的雙前角結構。 實例4如圖14所示，該雙前角結構還包括的第三種結構是第一前刀面9和第 二前刀面10均為弧線形前角的雙前角結構。 實例5如圖15所示，是本發(fā)明刃部的第一前角為正前角狀態(tài)的雙前角結構示意簡圖，其中l(wèi)l為第一前刀面，而第二前刀面為弧線形前角。實例6如圖16所示，是本發(fā)明刃部第一前角為0°前角狀態(tài)的雙前角結構示意簡圖，其中12為第一前刀面，而第二前刀面為弧線形前角。實例7如圖17所示，是本發(fā)明刃部第一前角為負前角狀態(tài)的雙前角結構示意簡圖，其中13為第一前刀面，而第二前刀面為弧線形前角。實例8如圖18所示，分別在尖角銑刀的圓周切削刃和端齒直刃部位加工出如 圖11所示的雙前角結構形式的刃部形式，即可使尖角銑刀成為雙前角結構形 式的銑刀。圖20為圖18中A-A剖切位置的旋轉視圖。圖19為圖18中B-B 剖切位置的旋轉視圖。 實例9如圖21所示，分別在圓角銑刀的圓周切削刃、圓角切削刃和端齒直刃部 位加工出如圖11所示的雙前角結構形式的刃部形式，即可使圓角銑刀成為雙 前角結構形式的銑刀。圖22是圖21的D-D向旋轉剖面視圖。圖23是圖21 的C-C向旋轉剖面視圖。圖24是圖21的E-E向旋轉剖面視圖實例10如圖25所示，分別在球頭銑刀的圓周切削刃和球頭切削刃部位加工出 如圖11所示的雙前角結構形式的刃部形式，即可使球頭銑刀成為雙前角結構 形式的銑刀。圖26是圖25的G-G向旋轉剖面視圖。圖27是圖25的F-F向旋轉剖面視圖。其它各式銑刀，只要在刀齒的切削刃部位加工出如圖11所示的雙前角結 構形式的刃部形式，即可使銑刀成為雙前角結構形式的銑刀。故省略之。
權利要求
1、一種雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，它包括銑刀體、刃部，其特征是在刃部的切削前刀面上設置有雙前角結構。
2、 根據權利要求1所述的雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，其特征是 雙前角結構中第一前角或/和第二前角為直線形前角或弧線形前角結構。
3、 根據權利要求1或2所述的雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，其特征 是雙前角結構在于以中心線為基準線所產生的正前角的雙前角結構，零度前 角的雙前角結構或負前角的雙前角結構。
4、 根據權利要求3所述的雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，其特征是-尖角銑刀的圓周刃或/和端齒直刃為雙前角結構。
5、 根據權利要求3所述的雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，其特征是圓角銑刀的圓周刃、圓角刃或/和端齒直刃為雙前角結構。
6、 根據權利要求3所述的雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，其特征是球頭銑刀的圓周刃或/和球刃為雙前角結構。
7、 根據權利要求3所述的雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，其特征是 帶有雙前角結構的銑刀還包括有T型銑刀、T型槽銑刀、燕尾槽銑刀、鋸片銑刀、盤銑刀具、雙角銑刀、半圓銑刀、二面刃銑刀、三面刃銑刀或錐度立銑刀的銑削刀具。
8、 根據權利要求3所述的雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，其特征是刃部的齒數(shù)為二齒，三齒，四齒，五齒，六齒，八齒，十齒或多齒。
全文摘要
一種排屑流暢、降低切削力及形成冷卻縫隙的雙前角結構的直槽、螺旋槽銑刀，它包括銑刀體、刃部，其技術要點是在刃部的切削前刀面上設置有雙前角結構。本結構刀具由于第二前角的存在，使切屑流過第一前角后脫離刀具實體，在切屑與第二前刀面之間的形成縫隙這一縫隙在使用冷卻液時，使冷卻液在切屑和刀具之間流動，會帶走更多的熱量，減少切削熱對刀具的影響。這樣的結構更適合于干式切屑和高壓空氣冷卻(風冷)方式，在干式切屑時縫隙中的空氣受熱彭脹，會向外排除，冷空氣補充進入，形成空氣流，用高壓空氣冷卻時，高壓空氣作為一種冷卻介質通過這一縫隙，起到液體冷卻介質的作用。本發(fā)明刀具本身的最大優(yōu)勢為切削輕快，切削力小，壽命高。
文檔編號B23C5/00GK101234438SQ20081001049
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權日2008年2月29日
發(fā)明者英 劉 申請人:英 劉