CN201432138Y - 整体式渐变芯径球头立铣刀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种整体式渐变芯径球头立铣刀，包括连接刀柄的芯体、S形球刃、球刃前刀面、螺旋形周刃和周刃前刀面，其特征是所述的S形球刃的前端面为平面结构，所述的芯体为锥形的变径芯体，且锥形芯体的锥角为1°～3°；S形球刃前刀面和螺旋形周刃前刀面与芯体在容屑槽底有大圆弧过渡结构；螺旋形周刃圆弧弧度从轴心向外由小变大；S形球刃和螺旋形周刃的后刀面具有小后角的刃带。本实用新型在高速机加工中可以提高工作部刀体强度和抗变形能力，延长刀具使用寿命，切削过程平稳，排屑顺畅，提高机件加工过程尤其是镁合金加工的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机械加工刀具领域，具体是一种整体式渐变芯径球头立铣刀。
背景技术
整体式球头立铣刀是数控高速加工中心的常用刀具，尤其在复杂曲面加工以及铣削、膛削等作业中是首选刀具，其基体材料和切削刃的设计根据不同的加工对象有不同的要求。通常的整体式球头立铣刀设计一般是圆柱棒状外形，刀柄分为直柄和锥柄两种，加工部分圆柱棒状，周刃芯部直径为1/2D+1，齿深为(D-2/3D+r)/2(D为铣刀直径、r为齿根半径值)，该结构刀具在对整体薄壁零件进行铣削加工时，刀具刃部容易折断，在相同加工量下会增加刀具的使用数量，周刃螺旋角一般为30°，端部为S形球刃，切削刃(周刃和球刃)前刀面和芯体为固定弧度的圆弧连接，但是周刃和球刃的前刀面在连接处不连续，在高速机加工中容易引起刀体震动。
镁合金是机加工性能最好的结构材料之一，切削阻抗小，镁的切削力仅为钢的1/7、铝的1/2。高速切削镁合金的切削力主要受前角的影响，将车刀的前角由25°降低至15°，切削力将提高50％。后角对切削力的影响较小，但是大后角有较大的走屑空隙，使容屑槽排屑顺畅。同时较少的刀刃数以减少刀具与工件已加工表面之间的摩擦，避免过多热量积聚。另外，镁合金的切削速度可高达7500m/min，受主轴震动和球刃径向力的影响，存在球头立铣刀的振动问题，严重时也会使刀刃部分折断。调整工艺参数后，刀具使用寿命有所增加，但是效果不大，因此在设计上要增大轴向强度，减少径向力影响。特别在加工镁合金时，由于镁的燃烧温度为428℃，表面质量受切削温度影响极大，而高速切削镁合金的切屑可以带走大量的热，因此设计上要加大容屑槽，快速排屑。
已授权的中国实用新型专利“球头立铣刀的前刀面造型”，申请号：200820300333.6，申请人：贵州大学何林等，该专利刀具前端面形状为球面，不利于提高被加工零件的表面光洁度，这是其一；其二是刀具的芯径是不变的，不利于排屑，特别是在加工镁合金零件时，由于镁合金易产生自燃，排屑不畅，切削不平稳，既影响刀具使用寿命，又会引起加工过程的不安全性。
发明内容
本实用新型的发明目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种切削过程平稳、排屑顺畅的整体式渐变芯径球头立铣刀，从而提高刀具的使用寿命和镁合金加工过程的安全性。
本实用新型的发明目的通过下述技术方案实现：一种整体式渐变芯径球头立铣刀，其包括连接刀柄的芯体、S形球刃、球刃前刀面、螺旋形周刃和周刃前刀面，其特征在于所述的S形球刃的前端面为平面结构；所述的芯体为锥形的变径芯体。
所述的锥形的变径芯体的锥角为1°～3°。
所述的S形球刃前刀面和螺旋形周刃前刀面与变径芯体在容屑槽底有大圆弧过渡结构。
所述的螺旋形周刃圆弧弧度从轴心向外由小变大。
所述的S形球刃和螺旋形周刃的后刀面具有小后角的刃带。
与现有技术相比，本实用新型由于具有S形球刃的端平面及锥形的渐变芯径的变径芯体，在高速机加工中可以提高工作部刀体强度和抗变形能力，延长刀具的使用寿命，切削过程平稳，排屑顺畅，提高机件加工过程尤其是镁合金加工的安全性。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为S形球刃的弧线特征立体图。
图3为立铣刀横剖面图。
图4为螺旋形周刃横剖面图。
图5为S形球刃和螺旋形周刃前刀面结构示意图。
具体实施方式
下面结合上述附图对本实用新型实施例再进行详细描述。
整体式渐变芯径球头立铣刀，如图1～图5所示，以硬质合金为基体的整体圆柱棒形结构，直柄刀柄5，整体式的球头，S形球刃前刀面3，其前角为15°，锥形的变径芯体6，芯体的锥角为1°～3°，在镁合金薄壁零件的高速机加工中可以提高工作部刀体强度和抗变型能力，延长刀具使用寿命；S形球刃2的前端面为平面结构1，螺旋形周刃7和周刃前刀面4，其前角为8°，有利于减小切削力和迅速散热，周刃螺旋角为θ＝25°，便于顺畅排屑；S形球刃前刀面3和螺旋形周刃前刀面4与变径芯体6在容屑槽底有大圆弧过渡结构；螺旋形周刃7部分圆弧弧度从轴心向外由小变大，球头部分和圆周部分圆弧曲线在球头和圆柱交接部分光滑连接，有利于减震和顺利排屑；S形球刃2和螺旋形周刃7的后刀面具有小后角的刃带，具有修光减震作用。该球头立铣刀结构保证在高速机加工中可以有效地降低刀体震动和折断，快速降温，从而延长刀具的使用寿命，尤其适合于镁合金零件的高速加工。
Claims (5)
1、一种整体式渐变芯径球头立铣刀，其包括连接刀柄(5)的芯体、S形球刃(2)、球刃前刀面(3)、螺旋形周刃(7)和周刃前刀面(4)，其特征在于所述的S形球刃(2)的前端面为平面结构(1)；所述的芯体为锥形的变径芯体(6)。
2、根据权利要求1所述的整体式渐变芯径球头立铣刀，其特征在于所述的锥形的变径芯体(6)的锥角为1°～3°。
3、根据权利要求1所述的整体式渐变芯径球头立铣刀，其特征在于所述的S形球刃前刀面(3)和螺旋形周刃前刀面(4)与变径芯体(6)在容屑槽底有大圆弧过渡结构。
4、根据权利要求1所述的整体式渐变芯径球头立铣刀，其特征在于所述的螺旋形周刃(7)圆弧弧度从轴心向外由小变大。
5、根据权利要求1～4任一项所述的整体式渐变芯径球头立铣刀，其特征在于所述的S形球刃(2)和螺旋形周刃(7)的后刀面具有小后角的刃带。
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