用于機加工鈦的具有對稱分度角布置的端銑刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請的主題涉及一種構(gòu)造成用于機加工鈦的端銑刀。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈦可以被認為對銑削而言是相對困難的材料，因為其性能可使端銑刀快速地退 化。在理論上，這種退化至少部分地被認為是由于鈦制成的工件的熱傳遞到機加工工件的 端銑刀。
[0003] 除了熱傳遞之外，設(shè)計端銑刀為排空碎肩是另一個考慮。槽形狀在端銑刀設(shè)計期 間相應(yīng)地被考慮到。中國專利CN 20145538、CN 102303158和CN 202199817公開了端銑 刀，其根據(jù)不同的數(shù)學(xué)模型具有槽形。
[0004] 然而，另一個考慮是降低端銑刀震顫。例如，如在US 6, 991，409、US 7, 306, 408和 US 8, 007, 209中公開的，通過設(shè)計帶有不對稱特征的端銑刀可以在理論上實現(xiàn)震顫的降 低。US 8, 007, 209的圖1也公開了具有鋸齒的端銑刀（圖1中，附圖標(biāo)記7)。
[0005] 雖然許多端銑刀顯得類似，當(dāng)仔細檢查時，經(jīng)常存在許多小但相關(guān)的區(qū)別，一些區(qū) 別對于端銑刀能否實現(xiàn)特定類型的材料的或在特定的切削條件下的所期望的機加工操作 是關(guān)鍵的。
[0006] 通常地，切削刃以不同的分度角相對于彼此放置，螺旋角度、徑向前角度和軸向前 角度在不同的切削刃可能會發(fā)生變化且甚至可以沿著單個切削刃而變化。在端銑刀的每個 元件的取向、位置和尺寸在其性能上可能具有重要影響。
[0007] 考慮到極大量的可能的設(shè)計的變型，存在進行中的研宄以試圖和找到更有效率的 端銑刀，特別是用于機加工例如鈦的特定材料。
[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種新的和改進的端銑刀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，結(jié)合特定的齒形狀和特定的槽形狀的端銑刀在一定條件下在機加 工鈦時可以實現(xiàn)出乎意料的壽命。
[0010] 更確切地說，所述齒形包括鈍的切削刃（切削刃是在前切削子表面和后表面的相 交處）和從所述前切削子表面延伸的凹進的前子表面(在下文中前凹進子表面)。
[0011] 雖然鈍的切削刃可被視為不利的，因為由此引起了機加工功率需求的相對提高， 在其他方面測試結(jié)果已示出。
[0012] 更確切地說，鈍的切削刃被限定為具有在前切削子表面和后表面的相交處形成的 實際內(nèi)切削角，所述實際內(nèi)切削角具有比在所述前凹進子表面的虛延長線和所述后表面的 相交處形成的虛實際內(nèi)切削角更大的值。
[0013] 應(yīng)該理解的是，當(dāng)參照下文的切削刃時，術(shù)語"鈍的"的使用和可與上文定義互換。
[0014] 提供相鄰前切削子表面（即相鄰的前凹進子表面比相對于穿過所述切削刃的虛徑 向線的相鄰的前切削子表面更進一步凹進到齒中，或者，換言之，所述前切削子表面相對于 穿過所述切削刃的虛徑向線被升高到所述前凹進子表面上方）的前凹進子表面在理論上被 認為在機加工鈦時降低了到端銑刀的熱傳遞。
[0015] 類似地，使前切削子表面的長度最小化也被認為通過減少碎肩與端銑刀前表面的 接觸而降低熱傳遞。
[0016] 現(xiàn)參照上述槽形，所述槽包括跟隨有特定尺寸的凸形突出部（ejecting portion) 的凹形彎曲部。
[0017] 所述彎曲部被構(gòu)造為在銑削操作期間彎曲鈦碎肩。包括彎曲部的槽在CN 102303158的圖4中示出。
[0018] 一般來說，凸形槽部可以為齒提供結(jié)構(gòu)強度（即允許增加其厚度）和增加的轉(zhuǎn)動慣 量。然而，這樣的凸部的存在減少了槽的截面形狀，這被認為是不利于從所述槽排出碎肩。 沒有這樣的凸部的槽被示于CN 102303158的圖3中。
[0019] 凸部的提供現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的是，雖然特定的尺寸可以在鈦工件機加工期間提供有利的 碎肩突出效果（因此，本申請的主題的凸形部稱為"突出部")。更確切地說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的 突出部在鈦開槽操作期間提供良好的機加工性能，其具有用于碎肩排出的有限空間，在相 對高的鈦機加工速度下示出了特別好的結(jié)果。
[0020] 當(dāng)機加工鈦時，進一步考慮的是通常由端銑刀的非對稱特征以減少震顫。不管已 認知的不對稱的益處，具有對稱的分度角布置的端銑刀被發(fā)現(xiàn)壽命比較長。
[0021] 為了本說明書和權(quán)利要求書的目的，具有對稱分度角布置的端銑刀被限定為一個 這樣的端銑刀，即其中在切削端面上，每個槽具有與相對槽的分度角的值相等的分度角值。 相反地，具有不對稱分度角布置的端銑刀是未落入該定義內(nèi)的一個端銑刀。
[0022] 根據(jù)本申請的主題的第一方面，提供了一種用于機加工鈦的端銑刀，所述端銑刀 包括切削部，其具有與螺旋形槽交替的齒和切削部直徑D e;每個齒包括鈍的切削刃和前凹 進子表面，所述鈍的切削刃在前切削子表面和后表面相交處形成，前凹進子表面在所述齒 中比所述前切削子表面更凹進；每個槽包括在垂直于所述端銑刀的旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)的凹 形彎曲部，所述凹形彎曲部連接到凸形突出部，所述凸形突出部具有滿足條件0.0 IODe〈 E 〈0. 031DE的突出高度E。
[0023] 根據(jù)本申請的主題的另一方面，提供了一種用于機加工鈦的端銑刀，其具有縱向 延伸的旋轉(zhuǎn)軸線A k且包括：柄部和切削部，所述切削部從所述柄部延伸到切削端面且與至 少四個切削齒一體形成以及具有切削部直徑D e，至少四個切削齒與螺線形槽交替；每個齒 包括前表面、后表面、形成在前表面和后表面的相交處的切削刃以及后刃，所述后刃與所述 切削刃間隔開且形成在所述后表面和在所述齒之后的所述槽的相鄰表面的相交處；每個前 表面包括前凹進子表面、前切削子表面以及前間斷，所述前切削子表面定位成比所述前凹 進子表面距所述旋轉(zhuǎn)軸線更遠且相對于通過所述切削刃的虛徑向線在所述前凹進子表面 上方升高，所述前間斷在所述前凹進子表面和前切削子表面的相交處形成；其中，每個齒包 括在所述前切削子表面和所述后表面相交處形成的實際內(nèi)切削角，所述實際內(nèi)切削角具有 比在所述前凹進子表面和所述后表面的虛延長線的相交處形成的虛內(nèi)切削角更大的值；其 中，在垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸線^的平面內(nèi)，每個槽包括凸形突出部和凹形彎曲部，所述凹形彎 曲部連接所述突出部和所述前凹進子表面；其中，所述突出部具有突出高度E，該突出高度 可在所述突出部的頂點到從所述相鄰的彎曲部最低點延伸到所述相鄰的后刃的虛直線之 間測量，所述突出高度E具有滿足條件0.010DE〈 E <0.031DE的量；且其中，在所述切削端面 處，所述槽的分度角處于對稱分度角布置。
[0024] 根據(jù)本申請的主題的又一方面，提供了一種用于機加工鈦的端銑刀，其具有縱向 延伸的旋轉(zhuǎn)軸線Ak且包括：柄部和切削部，該切削部從所述柄部延伸到切削端面且與至少 四個切削齒一體形成以及具有切削部直徑De，所述至少四個切削齒與螺線形槽交替；每個 齒包括前表面、后表面、形成在所述前表面和后表面相交處的切削刃以及后刃，所述后刃與 所述切削刃間隔開且形成在所述后表面和在所述齒之后的所述槽的相鄰表面的相交處；每 個前表面包括前凹進子表面、前切削子表面以及前間斷，所述前切削子表面定位成比所述 前凹進子表面距所述旋轉(zhuǎn)軸線更遠且相對于通過所述切削刃的虛徑向線在所述前凹進子 表面上方升高，所述前間斷在所述前凹進子表面和前切削子表面的相交處形成；其中，每個 齒包括在所述前切削子表面和所述后表面相交處形成的實際內(nèi)切削角，所述實際內(nèi)切削角 具有比在所述前凹進子表面和所述后表面的虛延長線的相交處形成的虛內(nèi)切削角更大的 值；其中，每個齒具有前切削子表面長度尺寸L。，該前切削子表面長度尺寸L?？蓮钠淝伴g斷 到其切削刃測量，滿足條件〇. OIRt〈 L?！?. 05RT，其中，&是齒的半徑尺寸，該半徑尺寸可從 所述旋轉(zhuǎn)軸線到所述切削刃的直線中測量；其中，每個齒具有在6°至-6°的范圍之內(nèi)的 徑向前角度；其中，每個槽具有滿足條件30°〈 H〈50°的螺旋角H ;其中，在垂直于所述旋 轉(zhuǎn)軸線八,的平面內(nèi)，每個槽包括凸形突出部和凹形彎曲部，所述凹形彎曲部連接所述突出 部和所述前凹進子表面；其中，所述突出部具有突出高度E，該突出高度可在所述突出部的 頂點到從所述相鄰的彎曲部最低點延伸到所述相鄰的后刃的虛直線之間測量，所述突出高 度E具有滿足條件0.0 IODe〈 E〈0. 031DE的量；且其中，在所述切削端面處，所述槽的分度 角處于對稱的分度角布置。