帶有具有重復、不等分度和螺旋角的刀片的旋轉切削工具的制作方法

本發明涉及具有多個螺旋形切削刀片的旋轉切削工具。更具體地講，本發明涉及具有螺旋形切削刀片的端銑刀，該螺旋形切削刀片在切削刀頭處具有重復、不等分度和螺旋角。

背景技術：

旋轉切削工具，諸如端銑刀，通常具有包括柄部部分和切削部分的圓柱形構型。切削部分包含多個螺旋設置的切削刀片，所述切削刀片從切削部分的與柄部部分相鄰的第一端(即，“柄部端”)朝向切削部分的相對端(即，“自由端”)延伸。在一些實施例中，螺旋齒或刀片的切削刃相對于工具的縱向軸線沿著基本上恒定的半徑設置。在其他實施例中，通常稱為“錐形”切削工具，切削部分為基本上截頭圓錐形形狀的；即，在切削刃從切削部分的柄部端延伸到自由端時，每個刀片的切削刃具有相對于工具的縱向軸線不斷減小或增大的半徑。錐形旋轉切削工具中的刀片的切削刃在通過切削部分并且垂直于工具的縱向軸線的任何平面中相對于工具的縱向軸線位于相同半徑處。在另外其他的端銑刀實施例中，通常稱為“直槽”旋轉切削工具，刀片的切削刃平行于工具的縱向軸線延伸。

本領域中存在具有不等分度的已知旋轉切削工具。這些旋轉切削工具以切削長度(LOC)與切削直徑(D)的任何比率(即，L-D比率)工作，因為它們在所有凹槽上具有相同恒定螺旋線。本領域中還存在在每隔一個凹槽上具有不等分度和交替螺旋角的已知旋轉切削工具。由于交替螺旋角造成的交替切向力，這些切削工具比僅有不等分度的切削工具具有優勢。換句話講，交替螺旋角連同不等分度有助于在切削操作期間進一步減小諧波。

然而，具有不等分度和交替螺旋角的旋轉切削工具受到其中可產生切削工具的L-D比率的限制。更具體地講，L-D比率通常被限于2xD的最大值，這僅僅因為具有交替螺旋角的凹槽將在L-D比率增加時變得更靠近彼此。因此，希望提供克服現有技術的缺點的旋轉切削工具。

技術實現要素：

具有不等分度和交替螺旋角的旋轉切削工具被限于最大L-D比率的問題通過以下方式解決：提供旋轉切削工具，該旋轉切削工具相對于中心縱向軸線具有對于每三(3)個刀片重復的偏離至少兩(2)度的不等螺旋角，并且在切削刀頭處在相鄰刀片之間具有對于每三(3)個刀片重復的不等角間距。

在本發明的一個方面，具有縱向軸線的旋轉切削工具包括柄部部分以及從柄部部分延伸到切削刀頭的切削部分。切削部分具有切削長度，以及被沿著切削長度延伸的凹槽分開的多個刀片。這些刀片中的每個刀片包括在前導面和刃帶表面之間的交匯處的切削刃。第一刀片的切削刃在相對于與第一刀片相鄰的第二刀片的切削刃的第一距離處形成。第二刀片的切削刃在相對于與第二刀片相鄰的第三刀片的切削刃的第二距離處形成。第三刀片的切削刃在相對于與第三刀片相鄰的第四刀片的切削刃的第三距離處形成。所述多個刀片中的第一刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成第一螺旋角，并且所述多個刀片中的與第一刀片相鄰的第二刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成不同的第二螺旋角。第一刀片的切削刃在相對于第二刀片的切削刃的第一距離處形成。第二刀片的切削刃在相對于第三刀片的切削刃的第二距離處形成。所述多個刀片中的與第二刀片相鄰的第三刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成不同的第三螺旋角。第一螺旋角、第二螺旋角和第三螺旋角偏離至少兩(2)度。

在本發明的另一方面，具有縱向軸線的旋轉切削工具包括柄部部分以及從柄部部分延伸到切削刀頭的切削部分。切削部分具有切削長度，以及被沿著切削長度延伸的凹槽分開的多個刀片。這些刀片中的每個刀片包括在前導面和刃帶表面之間的交匯處的切削刃。第一刀片的切削刃在相對于與第一刀片相鄰的第二刀片的切削刃的第一角間距處形成。第二刀片的切削刃在相對于與第二刀片相鄰的第三刀片的切削刃的第二角間距處形成。第三刀片的切削刃在相對于與第三刀片相鄰的第四刀片的切削刃的第三角間距處形成。所述多個刀片中的第一刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成第一螺旋角，并且所述多個刀片中的與第一刀片相鄰的第二刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成不同的第二螺旋角。第一刀片的切削刃在相對于第二刀片的切削刃的第一距離處形成。第二刀片的切削刃在相對于第三刀片的切削刃的第二距離處形成。所述多個刀片中的與第二刀片相鄰的第三刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成不同的第三螺旋角。第一螺旋角、第二螺旋角和第三螺旋角偏離至少兩(2)度。

在本發明的又一方面，具有縱向軸線的旋轉切削工具包括柄部部分以及從柄部部分延伸到切削刀頭的切削部分。切削部分具有切削長度，以及被沿著切削長度延伸的凹槽分開的多個刀片。這些刀片中的每個刀片包括在前導面和刃帶表面之間的交匯處的切削刃。第一刀片的切削刃在相對于與第一刀片相鄰的第二刀片的切削刃的第一距離處形成。第二刀片的切削刃在相對于與第二刀片相鄰的第三刀片的切削刃的第二距離處形成。第三刀片的切削刃在相對于與第三刀片相鄰的第四刀片的切削刃的第三距離處形成。第一刀片的切削刃在相對于與第一刀片相鄰的第二刀片的切削刃的第一角間距處形成。第二刀片的切削刃在相對于與第二刀片相鄰的第三刀片的切削刃的第二角間距處形成。第三刀片的切削刃在相對于與第三刀片相鄰的第四刀片的切削刃的第三角間距處形成。所述多個刀片中的第一刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成第一螺旋角，并且所述多個刀片中的與第一刀片相鄰的第二刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成不同的第二螺旋角。第一刀片的切削刃在相對于第二刀片的切削刃的第一距離處形成。第二刀片的切削刃在相對于第三刀片的切削刃的第二距離處形成。所述多個刀片中的與第二刀片相鄰的第三刀片相對于縱向軸線在切削刀頭處形成不同的第三螺旋角。第一螺旋角、第二螺旋角和第三螺旋角偏離至少兩(2)度。

附圖說明

雖然示出了本發明的多個實施例，但是示出的具體實施例不應被解釋為限制權利要求。預期可以在不脫離本發明范圍的情況下進行各種變化和修改。

圖1為根據本發明的實施例的具有重復不等分度和螺旋角的旋轉切削工具的透視圖；

圖2為圖1的旋轉切削工具的側視端視圖；

圖3為圖1的旋轉切削工具的放大端視圖；

圖4為圖1的旋轉切削工具的另一個放大端視圖，示出不等分度；

圖5為根據本發明的實施例的具有不等分度和螺旋角的六凹槽旋轉切削工具的示意圖；

圖6為沿圖2中的線6-6截取的旋轉切削工具的剖視圖；

圖7為沿圖2中的線7-7截取的旋轉切削工具的另一個剖視圖；并且

圖8為沿圖2中的線8-8截取的旋轉切削工具的另一個剖視圖。

具體實施方式

現在參見圖1-圖3，旋轉切削工具10包括柄部部分12、沿著切削長度(LOC)從柄部部分12延伸到切削刀頭15的切削部分14、以及縱向軸線16。在圖示實施例中，旋轉切削工具10包括切削直徑D為約31.75mm(1.25英寸)并且LOC為約116.84mm(4.60英寸)的端銑刀。切削工具10的切削部分14的整體形狀可為但不限于圓柱形形狀、截頭圓錐形形狀等。切削部分14包括被沿著切削部分14的長度延伸的凹槽20分開的多個刀片18。端銑刀10沿箭頭R的方向旋轉。在圖示實施例中，旋轉切削工具10具有總共六(6)個刀片18和凹槽20。然而，應當理解，本發明不受刀片和凹槽的數目的限制，并且本發明可用以三(3)個刀片18(和凹槽20)遞增的更大數目的刀片和凹槽來實施。例如，本發明可用九(9)個刀片18(和凹槽20)、十二(12)個刀片18(和凹槽20)、十五(15)個刀片18(和凹槽20)等來實施。

現在參見圖3，這些刀片18中的每個刀片具有前導面22、后尾面24、以及橋接前導面22和后尾面24的刃帶表面26。前導面22和刃帶表面26之間的交點對于相應刀片18形成切削刃28。

現在參見圖4，本發明的一個方面在于，在切削刀頭15處在相鄰刀片18的切削刃28之間的角間距是不等的，并且對于每三(3)個刀片18重復。具體地講，在刀片#1的切削刃28和刀片#2的切削刃28之間的角間距為A1度，在刀片#2的切削刃28和刀片#3的切削刃28之間的角間距為A2度，在刀片#3的切削刃28和刀片#4的切削刃28之間的角間距為A3度。類似地，在刀片#4的切削刃28和刀片#5的切削刃28之間的角間距為A1度，在刀片#5的切削刃28和刀片#6的切削刃28之間的角間距為A2度，并且在刀片#6的切削刃28和刀片#1的切削刃28之間的角間距為A3度。因此，在相鄰刀片18的切削刃28之間的角間距對于每三(3)個刀片18重復。

在一個例子中，刀片#1的切削刃28具有4.8度的分度，刀片#2的切削刃28具有60.0度的分度，刀片#3的切削刃28具有115.0度的分度，刀片#4的切削刃28具有184.8度的分度，刀片#5的切削刃28具有240.0度的分度，并且刀片#6的切削刃28具有295.0度的分度。在該例子中，在刀片#1的切削刃28和刀片#2的切削刃28之間的角間距為55.2度(60.0度-4.8度)，在刀片#2的切削刃28和刀片#3的切削刃28之間的角間距為55.0度(115.0度-60.0度)，在刀片#3的切削刃28和刀片#4的切削刃28之間的角間距為69.8度(184.8度-115.0度)，在刀片#4的切削刃28和刀片#5的切削刃28之間的角間距為55.2度(240.0度-184.8度)，在刀片#5的切削刃28和刀片#6的切削刃28之間的角間距為55.0度(295.0度-240.0度)，并且在刀片#6的切削刃28和刀片#1的切削刃28之間的角間距為69.8度(364.8度-295.0度)。

應當理解，本發明不受相鄰刀片18之間的角間距的大小的限制，并且本發明可用相鄰刀片18之間的角間距的任何所需大小來實施，只要相鄰刀片18之間的角間距的大小對于每三個刀片18重復。

類似于相鄰刀片18的切削刃28之間的角間距A1、A1、A3對于每三(3)個刀片18重復，相鄰刀片18的切削刃28之間的距離X1、X2、X3也不等并且對于每三(3)個刀片18重復。例如，在圖示實施例中，刀片#1的切削刃28和刀片#2的切削刃28之間的距離等于X1，刀片#2的切削刃28和刀片#3的切削刃28之間的距離等于X2，并且刀片#3的切削刃28和刀片#4的切削刃28之間的距離等于X3。類似地，刀片#4的切削刃28和刀片#5的切削刃28之間的距離等于X1，刀片#5的切削刃28和刀片#6的切削刃28之間的距離等于X2，并且刀片#6的切削刃28和刀片#1的切削刃28之間的距離等于X3。

現在參見圖5，本發明的另一方面在于，在切削刀頭15處的刀片18相對于中心縱向軸線16具有偏離至少兩(2)度并且對于每三(3)個刀片18重復的不等螺旋角。在一個例子中，在切削刀頭15處的刀片#1的螺旋角等于H1，在切削刀頭15處的刀片#2的螺旋角等于H2，H2大于螺旋角H1，并且在切削刀頭15處的刀片#3的螺旋角等于H3，H3大于螺旋角H1和H2。由于螺旋角對于每三個刀片18重復，所以刀片#4的螺旋角等于H1，刀片#5的螺旋角等于H2，并且刀片#6的螺旋角等于H3。

在圖示實施例中，螺旋角H1等于35度，螺旋角H2等于36度，并且螺旋角H3等于37度。因此，最小螺旋角H1和最大螺旋角H3之間的偏差為至少2度。在另一個例子中，螺旋角H1等于41度，螺旋角H2等于42度，并且螺旋角H3等于43度。因此，最小螺旋角H1和最大螺旋角H3之間的偏差為至少2度。

然而，應當理解，本發明不受螺旋角H1、H2、H3的相對大小的限制，并且本發明可用任何所需螺旋角H1、H2、H3來實施，只要最小螺旋角H1、H2、H3和最大螺旋角H1、H2、H3之間的偏差(即，差值)為至少2度。例如，螺旋角H1可為35度，螺旋角H2可大于螺旋角H1，諸如為37度，并且螺旋角H3可大于螺旋角H1、H2兩者，諸如為39度。

如上所述，本發明的旋轉切削工具10具有在切削刀頭15處的刀片18，這些刀片相對于中心縱向軸線16具有偏離至少兩(2)度并且對于每三(3)個刀片18重復的不等螺旋角。此外，在切削刀頭15處的相鄰刀片18之間的角間距不等并且對于每三(3)個刀片18重復。刀片18的不等螺旋角和不等角間距的組合允許本發明的旋轉切削工具10具有最高至五(5)倍切削直徑D(即，5xD)的切削長度(LOC)，與容量僅為2xD的常規旋轉切削工具不同。

圖6示出距切削刀頭15約0.5mm(0.02英寸)距離的切削部分14的剖視圖。圖7示出距切削刀頭15約50.8mm(2.0英寸)距離的切削部分14的剖視圖。圖8示出距切削刀頭15約101.6mm(4.0英寸)距離的切削部分14的剖視圖。

在圖示實施例中，在切削刀頭15處的切削部分14的芯具有約19.05mm(0.7500英寸)的厚度。如圖6所示，距切削刀頭15約0.5mm(0.02英寸)的距離的切削部分14的芯具有約19.06mm(0.7504英寸)的厚度T1。如圖7所示，距切削刀頭15約50.8mm(2.0英寸)的距離的切削部分14的芯具有約19.60mm(0.7717英寸)的厚度T2。如圖8所示，距切削刀頭15約101.6mm(4.0英寸)的距離的切削部分14的芯具有約20.19mm(0.7949英寸)的厚度T3。因此，在圖示實施例中，切削部分14的芯的厚度從切削刀頭15朝向柄部12連續增加，從而限定約0.30度的芯輪廓。換句話講，切削部分14中的凹槽20的深度沿著旋轉切削工具10的縱向軸線16改變，使得切削部分14中的凹槽20的深度靠近柄部部分12相對較小，而靠近切削刀頭15相對較大。

然而，應當理解，本發明不受芯輪廓(即，芯錐度)的大小的限制，并且本發明可用任何所需芯輪廓來實施以產生所需切削特性。

本文所提到的專利和出版物據此以引用方式并入。

雖然當前已描述了優選實施例，但本發明在所附權利要求書的范圍內可以其他方式體現。