CN101829803A - 铣刀及采用该铣刀的铣削成型方法 - Google Patents

Abstract

一种铣刀，其包括刀体及形成于刀体的第一切削部及第二切削部，第一切削部与第二切削部在刀体的旋转方向上交替设置，且第一切削部的切削半径大于第二切削部的切削半径。上述铣刀的第一切削部的切削半径大于第二切削部的切削半径，第二切削部可先行进行半精铣加工或粗铣加工，第一切削部在第二切削部先行加工过的区域再次进行切削，以实现精铣加工，从而提高加工表面的表面质量。本发明还提供利用上述铣刀进行铣削成型的方法，利用该方法仅通过一道工序即可获得具有较高表面质量的加工表面。

Description

铣刀及采用该铣刀的铣削成型方法

技术领域

本发明涉及一种铣刀及采用该铣刀进行铣削加工的成型方法。

背景技术

在对工件进行铣削加工时，为使工件获得较高的表面质量，通常需经过粗铣、半精铣和精铣三个加工阶段。其中，粗铣阶段通常采用较大的切削量和较慢的进给速度以去除大部分的加工余量。半精铣及精铣是指对经粗铣加工获得的粗糙表面进行精加工或后加工，其一般采用较小的进给量和较大的进给速度，以达到降低工件表面的粗糙度的目的。然而，上述铣削加工方法需经多道工序并分别采用不同的铣刀进行加工，在完成一道工序之后，需要换刀并重新进行对刀以确定加工原点，如此将耗费较多工时，造成加工效率较低还需占用较多的人力以及机械设备。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种经一次加工即可完成半精铣、精铣加工或者粗铣、精铣加工并可使工件获得较高的表面质量的铣刀以及利用该铣刀进行加工的铣削成型方法。

一种铣刀，其包括刀体及形成于刀体的第一切削部及第二切削部，第一切削部与第二切削部在刀体的旋转方向上交替设置，且第一切削部的切削半径大于第二切削部的切削半径。

一种铣削成型方法，其包括以下步骤：提供上述铣刀；旋转该铣刀并沿预设的加工路径进刀，使该第一切削部和第二切削部与工件相啮合，其中第一切削部对第二切削部切削先行切削的区域再次进行切削。

上述铣刀的第一切削部与第二切削部交替设置并具有不同的切削半径，在对工件进行切削加工时，第二切削部可先进行半精铣加工或粗铣加工，第一切削部设于该先行进行加工的第二切削部之后，第一切削部的切削刃可在一个比较深的深度上与工件表面相啮合，从而可在第二切削部加工过的区域再次进行切削，以实现精铣加工并使工件获得改进的表面质量。利用本发明的铣刀及铣削成型方法，仅通过一道工序即可获得具有较高表面质量的加工表面，还可提高加工效率，节约人力成本及设备。

附图说明

图1是本发明实施例的铣刀的立体图。

图2是图1所示铣刀的前端面视图。

图3是利用图1所示的铣刀进行铣削成型时与工件相啮合的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的铣刀以及采用该铣刀的铣削成型方法作进一步的详细说明。

请一并参见图1及图2，本发明实施例的铣刀100包括刀体11、切削部12以及刀柄13。

刀体11大致为圆柱体，其具有中心轴线a。铣刀100进行铣削加工时以刀体11的中心轴线a为旋转轴进行旋转。刀体11包括前端112及后端114，切削部12形成于前端112，刀柄13形成于后端114。

刀柄13可以为直柄形式，也可以为锥柄形式，其用于加工时方便将铣刀100装夹至控制装置上，比如数控机床主轴上，以保持加工时铣刀100的稳定性。

切削部12包括三个第一切削部121、122、123及三个第二切削部124、125、126。第一切削部121、122、123的切削半径比第二切削部124、125、126的切削半径大。例如：在图2中，第一切削部121的切削半径为R1，第二切削部126的切削半径为R2，R1稍大于R2。其中，第二切削部124、125、126用于进行半精铣加工或粗铣加工，第一切削部121、122、123用于进行精铣加工。

在铣刀100的端面视图上，三个第一切削部121、122、123与三个第二切削部124、125、126在刀体11的端面周向上交替设置，即一个第一切削部与一个第二切削部相邻设置。在本实施例中，在铣刀100的旋转方向上，即图2中箭头所示的方向上，第一切削部121、122、123与第二切削部124、125、126沿周向等隔设置，即从铣刀100的端面看，相邻的第一切削部与第二切削部之间的夹角大约为60度。

作为较佳的一种方案，第一切削部121、122、123与第二切削部124、125、126的切削半径的差值应大于铣刀100进行铣削加工时每刃吃刀量的2倍。具体在本实施例中，第一切削部121、122、123的切削半径取值范围为3.981毫米至3.985毫米，第二切削部124、125、126的切削半径取值范围为3.932毫米至3.937毫米。本实施例的铣刀100的切削半径较小，其可对尺寸较小的零部件，比如便携式电子装置的外壳等进行铣削加工。

第一切削部121、122、123分别包括设置于刀体11的前端112端面的端刃121a、122a、123a以及与上述各端刃对应连接的周刃121b、122b、123b。第二切削部124、125、126分别包括设置于刀体11的前端112端面的端刃124a、125a、126a以及与上述各端刃对应连接的周刃124b、125b、126b。上述各端刃均形成于刀体11的前端112的端面，且均为直刃形式。上述各周刃均以刀体11的中心轴线a为中心呈螺旋形延伸。上述各周刃加工形成的表面与各端刃加工形成的表面相互垂直。每一个第一切削部和与之相邻的第二切削部之间还形成有螺旋形容屑槽151，以利于铣削加工时排出切屑并有效散热。

上述第一切削部121、122、123与第二切削部124、125、126均与刀体11一体成型，从而铣刀100的结构较为紧凑，有助于实现铣刀100的小型化设计，从而满足小尺寸零部件的切削加工要求。

铣刀100可根据其用途选择合适的材料制成。一般情况下，优选的材料为强度和韧性均较好的硬质合金和高速钢。此外，还可通过在刀体11表面形成各种硬膜以提高铣刀100的切削性能。根据铣刀100的用途可采用碳化钛(TiC)、氮化钛铝(AlTiN)、氮化铝钛(TiAlN)或氮碳化钛(TiCN)等硬膜。

以下详细说明利用本发明铣刀进行铣削成型的方法。

图3所示为利用铣刀100进行侧铣加工时与工件200相啮合的状态示意图。采用上述铣刀100进行铣削加工，可仅经一次加工完成半精铣和精铣加工或者粗铣和精铣加工。利用本发明实施例的铣刀100对工件200进行铣削加工的方法包括以下基本步骤：

(1)提供上述的铣刀100，并将铣刀100装夹于控制装置上，比如普通铣床或数控铣床的主轴上。较佳的选择，提供数控铣床并将铣刀100装夹于数控铣床的主轴上。

(2)将工件200装夹于铣床的工作平台，并移动铣刀100进行对刀，以确定铣刀100在工件坐标系中的位置。

(3)控制装置带动铣刀100旋转并沿预设的加工路径对工件200进行铣削加工。第二切削部124、125、126先后与工件200相啮合进行半精铣加工或粗铣加工，第一切削部121、122、123先后与工件200相啮合进行精铣加工。其中，第一切削部121、122、123及第二切削部124、125、126的各周刃加工出的表面215与各端刃加工出的底面(图未示)相互垂直。

具体在步骤(3)中，铣刀100一方面围绕其刀体11的中心轴线a顺时针旋转，另一方面沿平行于工件200的侧面的方向，即图3中水平箭头所示方向做直线进给。铣刀100的加工路径可通过对控制装置，比如数控铣床进行预编程进行设定，并将其存储在控制器或手动控制器内。当然，对铣刀100控制方案的选择也包括手动控制的方式。

以下以第一切削部121与第二切削部126为例对第一切削部121、122、123及第二切削部124、125、126进行铣削加工的具体情况加以说明。

当铣刀100进行铣削加工时，因第一切削部121的切削半径比第二切削部126的切削半径大，从而第一切削部121具有较大的切削深度。在第二切削部126先行进行切削形成的表面214上，第一切削部121将再次进行切削以形成表面212，其切削的余量为第一切削部121与第二切削部126的切削半径的差值，从而通过第一切削部121的再次切削可有效改善第二切削部124切削工件200形成的粗糙表面214的表面质量，以满足工件200的加工面的粗糙度的要求，还可以消除因切削振动引起的由第二切削部126在工件上表面214上形成的间断出现的突出或条纹(图未示)。

第一切削部122、123与第二切削部124、125的对工件200进行铣削加工的方式与第一切削部121及第二切削部126的加工方式相同。

具体在本实施例中，工件200的材料为铝材，铣刀100的转速的取值范围为6000转/分钟至10000转/分钟，各周刃的每刃吃刀量为的取值范围为0.0012毫米至0.0016毫米。当铣刀100的转速设定为8000转/分钟，每刃吃刀量设定为0.0014毫米时，铣刀100的第一切削部121与第二切削部126的各周刃加工形成的工件表面的粗糙度的平均值可小于0.97微米。

参照上述成型方法，采用单一的本发明实施例的铣刀100仅经一道工序即可完成粗铣加工和精铣加工或者半精铣加工和精铣加工，且使加工表面获得较高的表面质量。利用本发明的铣刀及成型方法可避免换刀或者重新装夹工件，减少因此所耗费的工时，提供了加工效率，并且可避免因重新对刀而造成的误差累积，提高了加工精度。

可以理解，本发明的铣刀的第一切削部及第二切削部的数量不受本实施例的限制，比如，第一切削部及第二切削部的数量还可以为2个，4个或者8个，可根据刀具的实际尺寸以及刀具本身的制造难度进行选择。当然，各切削刃在刀体旋转方向的周向上也可以非等间隔设置，切削刃的具体刃形可根据工件所需加工得到的表面形状进行相应变更。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种铣刀，其包括刀体及形成于该刀体的第一切削部，其特征在于：该铣刀还包括形成于刀体的第二切削部，该第一切削部与第二切削部在该刀体的旋转方向上交替设置，且该第一切削部的切削半径大于该第二切削部的切削半径。

2.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于：该第一切削部及第二切削部均包括以刀体的旋转轴线为中心呈螺旋状延伸的周刃。

3.如权利要求2所述的铣刀，其特征在于：该每一条周刃连接一条端刃，且该端刃形成于该刀体的端面。

4.如权利要求2所述的铣刀，其特征在于：该第一切削部的切削半径与该第二切削部的切削半径的差值大于或等于该周刃的每刃吃刀量的2倍。

5.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于：该第一切削部及第二切削部的数量均为三个，且在该刀体的旋转方向上该第一切削部及第二切削部沿周向等间隔设置。

6.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于：该第一切削部的切削半径的取值范围为3.981至3.985毫米，该第二切削部的切削半径的取值范围为3.932毫米至3.937毫米。

7.如权利要求1所述的铣刀，其特征在于：该铣刀由硬质合金或高速钢制成，其表面形成有硬膜，该硬膜为碳化钛、氮化钛铝、氮化铝钛或氮碳化钛中的一种。

8.一种铣削成型方法，其包括以下步骤：

提供如权利要求1至7任意一项所述的铣刀；

旋转该铣刀并沿预设的加工路径进刀，使该第一切削部和第二切削部与工件相啮合，其中第一切削部对第二切削部先行切削的区域再次进行切削。

9.如权利要求8所述的铣削成型方法，其特征在于：利用该第一切削部进行精铣加工，利用该第二切削部进行半精铣加工。

Images