銑刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適用于工業(yè)切削的加工刀具，尤其涉及一種銑刀，可適用于加工 金屬、工程塑料及纖維復(fù)合材料的切削，以提高提高加工效率。
【背景技術(shù)】
[0002] 刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。由于絕大多數(shù)的刀具是 機(jī)用的，基本上都用于切削金屬材料，所以"刀具"一詞一般就理解為金屬切削刀具。但材料 科學(xué)發(fā)展，各種材料也已經(jīng)在產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工中得以廣泛應(yīng)用，如：工程塑料和碳纖維復(fù) 合材料等（CN203401118U)。刀具按工件加工表面的形式可分為：加工各種外表面的刀具、 孔加工刀具、螺紋加工刀具、齒輪加工刀具和切斷刀具等若干種。
[0003] 銑加工在機(jī)械加工領(lǐng)域內(nèi)的分量正在變得越來越重要，已經(jīng)在一定程度上逐步取 代了車、鉆等其他加工方式。由于銑加工的廣泛多樣性，除了傳統(tǒng)的鋼和鑄鐵等金屬材料 外，越來越多的新型金屬/非金屬材料也被逐步歸入銑加工的被加工材料之列，這其中不 僅包括含鋁合金在內(nèi)的各種金屬合金，還包括高檔工程塑料在內(nèi)的各種樹脂材料，以及各 種碳纖維復(fù)合材料在內(nèi)的碳纖維金屬復(fù)合板。
[0004] 在銑削加工中，最為困難的是僅用一把刀具實(shí)現(xiàn)同時對兩種以上不同材料特性的 被切削材料進(jìn)行連續(xù)加工。例如：連續(xù)銑削高硬度的蠕墨鑄鐵和極易冷焊的純鎳，前者需要 圓鈍的刃口以克服剛性，后者需要鋒利的刃口以克服屈伸強(qiáng)度，避免冷焊。又如：連續(xù)銑削 高硅鋁合金和金屬陶瓷，前者需要大后角刃口高速切削以減少加工形變，后者需要大前角 低速加工以保證被加工表面完整性。
[0005] 諸如此類加工要求使得刀具選用的難度大大增強(qiáng)。在實(shí)際加工中，用于此類加工 的銑刀的消耗量往往遠(yuǎn)大于加工常規(guī)普通材料，甚至出現(xiàn)過一把刀具僅能加工十幾件工件 的極端案例。在這樣的案例中，生產(chǎn)者有10%以上的生產(chǎn)成本是用于刀具的消耗方面。
[0006] 由此可見，銑刀優(yōu)劣的重要性從該種加工方式中凸顯出來，成為能否快速和高效 完成銑加工，降低成本和提高效益的關(guān)鍵因素。銑刀是一類用于銑削加工的、具有一個或多 個刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具，主要用于在加工平面、臺階、溝槽、成形表面和切斷工件等場合，工作時 各刀齒（刃）依次間歇地切去工件的余量。
[0007] 為此，人們不得不重新對切削刀具進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計，以使切削刀具適應(yīng)于新材質(zhì) 加工工藝的需要。一方面，使得刀具壽命得以延長，避免崩刃和折斷等有可能損壞工件的意 外發(fā)生，以降低加工成本；另一方面，使得切削加工的生產(chǎn)節(jié)奏、效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性得以提 尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的一個目的在于提供一種銑刀，能適用于非層疊的金屬（包括合金）與非 金屬材質(zhì)的連續(xù)銑加工，可以使刀具在加工該類材料時的使用壽命大大延長，降低加工成 本。
[0009] 本發(fā)明的另一個目的在于提供一種銑刀，使得刀具的散熱性能得以提高，減少纏 肩現(xiàn)象的發(fā)生，以利于對非層疊的金屬（包括合金）與非金屬材料材質(zhì)進(jìn)行連續(xù)銑加工。
[0010] 本發(fā)明的又一個目的在于提供一種銑刀，以對工件實(shí)現(xiàn)連續(xù)的點(diǎn)切肩，免去對刀 具的人工維護(hù)，以提高對非層疊的金屬（包括合金）與非金屬材料材質(zhì)的進(jìn)行連續(xù)銑加工 的效率。
[0011] 本發(fā)明提及的"非層疊"應(yīng)當(dāng)理解為，兩種材質(zhì)之間的排列位置，與銑刀切削（加 工）形成的相對關(guān)系，比如：上下疊置的兩種材質(zhì)，當(dāng)銑刀由左向右橫向加工時，其為層疊； 當(dāng)銑刀由上向下先縱向切削上層材質(zhì)，再切削下層材質(zhì)時，其為非層疊。兩種材質(zhì)如：但不 僅限于一種金屬與另一種金屬，或一種非金屬材料與另一種非金屬材質(zhì)，或一種金屬與一 種非金屬材質(zhì)等。
[0012] 本發(fā)明提及的金屬，是一種物質(zhì)，其含有自由電子并具有光澤（即對可見光強(qiáng)烈 反射）、富有延展性、容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性質(zhì)。這些物質(zhì)或主要為單質(zhì)（既包括記載于元素周 期表，也包括由此獲得的），或主要由若干種形成的合金，常見的如：但不僅限于碳素鋼、鋁 合金、銅合金和鋅合金等。應(yīng)當(dāng)理解的，主要是指該種物質(zhì)占絕大部分，但并不排除其具有 諸如少量氧化物、硫化物和氯化物等化合物形態(tài)存在的情形。
[0013] 本發(fā)明提及的非金屬材料如：但不僅限于塑料、玻璃、復(fù)合纖維和金屬陶瓷等。
[0014] 本發(fā)明提及的工程塑料，是指一類可以作為結(jié)構(gòu)材料，在較寬的溫度范圍內(nèi)承受 機(jī)械應(yīng)力，在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料，有良好的機(jī)械性能 和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。常見的如： 但不僅限于聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚甲醛、變性聚苯醚、聚苯硫醚、聚芳基酯、不飽和 聚酯、酚塑料、環(huán)氧塑料和丙烯塑料等。
[0015] 本發(fā)明提及的纖維復(fù)合材料，是一種由連續(xù)相的基體和被基體包容的相增強(qiáng)體組 成，其中以玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬 質(zhì)細(xì)粒等材料為增強(qiáng)體復(fù)合制成的材料。常有的基體材料如：但不僅限于合成樹脂、橡膠、 陶瓷、石墨、碳、鋁、鎂、銅、鈦及其合金等，但尤其是碳纖維復(fù)合材料。
[0016] 本發(fā)明提及的金屬陶瓷，是一類由一種或幾種陶瓷相與金屬相或合金所組成的復(fù) 合材料，其大體可分為陶瓷為基質(zhì)的金屬陶瓷和以金屬相為基質(zhì)的金屬陶瓷。陶瓷相一般 是指高熔點(diǎn)氧化物（如：但不僅限于氧化鋁、氧化鈹、氧化鎂和氧化鋯等）和難熔化合物 (如：但不僅限于碳化鈦、碳化鎢、碳化鉭、碳化硼、二硼化鋯、二硼化鈦和二硼化鉭等）。金 屬相則主要是過渡元素（如：鐵、鈷、鎳、鉻、鉬、鎢、釩、鈮和鉭等）或它們的合金。陶瓷相在 其中約占體積的15%~85%。
[0017] 常見的陶瓷為基質(zhì)的金屬陶瓷如：氧化物基金屬陶瓷，是以氧化鋁、氧化鋯、氧化 鎂、氧化鈹和氧化釷等為基體，它們與金屬鎢、鉻或鈷等復(fù)合成的材料（如：氧化鋁-鎢-鉻 金屬陶瓷、氧化鋯-鈦、氧化鋁-氧化鎂-鐵、氧化鋁-鉬和氧化釷-氧化鈦-鉻-鉬等）， 具有耐高溫、抗化學(xué)侵蝕、高機(jī)械強(qiáng)度和良好導(dǎo)熱性能等優(yōu)點(diǎn)；碳化物基金屬陶瓷，是由碳 化物（如：碳化鈦、碳化硅和碳化鎢等）與金屬粘結(jié)而成；氮化物基金屬陶瓷，具有超硬性、 抗熱震性和良好的高溫蠕變性，如：氮化鈦、氮化硼、氮化硅和氮化鉭等，以及硅化物基金屬 陶瓷和硼化物基金屬陶瓷等。
[0018] 本發(fā)明所稱的"刃"、"刃部"或"刀刃"是銑刀實(shí)現(xiàn)切削目的，對于非層疊材質(zhì)進(jìn)行 切削的部分。
[0019] 本發(fā)明涉及的"枚"、"種"或"組"均表示具有相同前角或后角刃部的總稱，可以互 相替代，與數(shù)詞共同使用表征刃部。如：當(dāng)本發(fā)明提供的銑刀上有多種前角或后角不等的刃 部，且這些僅包括單一的刃部時，可使用"枚"或"種"表述。本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識可以預(yù) 見到，刀具還會包括多件相同的刃部，因此當(dāng)本發(fā)明提供的銑刀上有多種前角或后角不等 的刃部，且還涉及多件前角或后角相同的刃部時，這些前角或后角相同的刃部的集合可使 用"組"或"種"表述。
[0020] 本發(fā)明提供的銑刀，包括一個柄部，其用于銑刀的裝夾，切削部和至少兩條槽體。 切削部至少包括兩種刃部，該刃部包括一段連續(xù)的曲線刃，在接近切削部的端面處設(shè)置曲 線刃的起點(diǎn)。
[0021] 根據(jù)加工工件的需要，本發(fā)明提供的各種銑刀還包括一段連續(xù)的直線刃，其一端 與曲線刃的終點(diǎn)銜接，沿曲線刃的終點(diǎn)所引切線與直線刃形成-2°~5°的接角；或者包 括一段連續(xù)的弧線刃，其一端與曲線刃的終點(diǎn)銜接。
[0022] 根據(jù)加工工件的需要，本發(fā)明提供的各種銑刀還包括前導(dǎo)刃，設(shè)于曲線刃的起點(diǎn) 之前。該前導(dǎo)刃至少包括平刃部，平刃部的一端與曲線刃起點(diǎn)銜接。平刃部的一端于過曲線 刃起點(diǎn)的切線重合或垂直，但這種設(shè)置并非是必須的。平刃部適合的長度如：4mm~32_。
[0023] 根據(jù)加工工件的需要，本發(fā)明提供的各種銑刀的前導(dǎo)刃還包括斜刃部，斜刃部的 一端與平刃部銜接。斜刃部的傾斜角為45° ±15°，徑向長度為5mm~10mm。
[0024] 根據(jù)加工工件的需要，本發(fā)明提供的各種銑刀的前導(dǎo)刃還包括弧刃部，弧刃部單 獨(dú)與曲線刃的起點(diǎn)銜接，或其一端與平刃部銜接。
[0025] 根據(jù)加工工件的需要，本發(fā)明提供的各種銑刀任意兩種刃部上的軸向后角的角度 差至少Γ以上，角度較小的一種刀刃其軸向后角范圍在Γ~20°，角度較大的一種刀刃 其軸向后角范圍在2°~30°。
[0026] 根據(jù)加工工件的需要，本發(fā)明提供的各種銑刀任意兩種刃部上的徑向后角的角度 差至少Γ以上，角度較小的一種刀刃其徑向后角范圍在Γ~20°，角度較大的一種刀刃 其徑向后角范圍在2°~30°。
[0027] 根據(jù)加工工件的需要，本發(fā)明提供的各種銑刀任意兩種刃部上的軸向前角的角度 差至少Γ以上，角度較小的一種刀刃其軸向前角范圍在Γ~20°，角度較大的一種刀刃 其軸向前角范圍在2°~30°。
[0028] 根據(jù)加工工件的需要，本發(fā)明提供的各種銑刀任意兩種刃部上的徑向前角的角度 差至少Γ以上，角度較大的一種刀刃其徑向前角范圍在Γ~20°，角度較大的一種刀刃 其徑向前角范圍在2°~30°。
[0029] 在刃部表面可采用金剛石貼片，或采用含有涂層或非