一种带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀

摘要

本发明公开了一种带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，包括刀具主体，所述刀具主体包括柄部和切削部，所述切削部设有三道周刃，相邻周刃之间设置有排屑槽，所述周刃和排屑槽围绕切削部的外侧壁螺旋延伸，所述排屑槽在切削部外侧壁非等分分布；所述周刃延伸到切削部的前端形成三道端刃，相邻的端刃之间形成容屑槽；所述排屑槽中设置有保护刀棱；所述端刃形成有端刃后刀面，所述端刃后刀面设置有修光刃。本发明排屑槽不等分设计，消除立铣刀加工过程中的谐振，刀具抗崩缺能力更强；保护刀棱增加周刃刃口强度，降低切屑与前刀面的摩擦，防止周刃崩缺；增加修光刃，多个刃口平滑交接加工，降低粗糙度，增强铣刀的耐磨性，提高刀具使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工刀具，尤其涉及一种带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀。

背景技术

针对铝合金材料的加工，目前市场上常用的几种三刃铣刀，但几乎都是三刃等分设计，单个大的槽前角、直线后角或留有圆弧韧带，端齿采用单刃倾角设计。优点是：制造方便，刀具刚性比较好，但在加工过程中，由于是等分设计，所以加工过程很容易产生切削振动，导致加工面产生振纹；单个大的槽前角虽然切削非常锋利，但由于缺乏刃口保护，造成刃口刚性比较弱，强度不足，很容易出现崩刃现象；同时周齿后角采用双直线后角设计，切削力会小很多，切削过程比较轻快，但也存在切削后刀面支撑不足，加工表面粗糙度差的现象，同时直线后角和圆弧后角相比，整体强度偏弱，容易磨损，端齿采用单刃倾角设计，切削轻快，切削抗力比较小，但同时也遇到加工后粗糙度差的问题。因此，目前市场上的三刃铝用铣刀在加工过程中遇到的这些不足，需要针对性在设计上进行分析、优化、改善。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，解决现有的三刃铣刀切削振动产生振纹，易崩刃且端刃及周刃加工表面粗糙度差的问题。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，包括刀具主体，所述刀具主体包括柄部和切削部，所述切削部设有三道周刃，相邻周刃之间设置有排屑槽，所述周刃和排屑槽围绕切削部的外侧壁螺旋延伸，所述排屑槽在切削部外侧壁非等分分布；所述周刃延伸到切削部的前端形成三道端刃，相邻的端刃之间形成容屑槽；所述容屑槽连通排屑槽；所述排屑槽中设置有保护刀棱；所述端刃形成有端刃后刀面，所述端刃后刀面设置有修光刃。

进一步地，所述排屑槽在切削部外侧壁非等分分布的分度差异为10°-13°度。

进一步地，所述容屑槽在切削部前端面上非等分分布，所述端刃分为过中心的第一端刃以及不过中心的第二端刃和第三端刃，所述容屑槽分为过中心的第一容屑槽以及不过中心的第二容屑槽和第三容屑槽。

进一步地，所述周刃形成的周刃前角RA1为14°-16°；所述保护刀棱设置在排屑槽朝向刀具主体旋转方向的壁面上，所述保护刀棱形成的保护刀棱前角RAA为7°-9°度，所述保护刀棱的宽度LRA为0.1-0.5mm。

进一步地，所述端刃后刀面的端刃后角WQ1为3°-5°，所述修光刃设置在端刃后刀面靠近周刃处，所述修光刃后角WQ2为0.1°-0.5°，所述修光刃的宽度为0.1-1.0mm。

进一步地，所述周刃形成有圆弧形的周刃后刀面，所述周刃后刀面形成的后角为2°-5°，所述周刃后刀面的宽度为0.04-0.3mm。

进一步地，所述排屑槽螺旋角WA为35°-40°。

进一步地，所述刀具主体材质为硬质合金。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，排屑槽不等分设计，消除立铣刀加工过程中的谐振，加工振动减小，刀具抗崩缺能力更强；保护刀棱增加周刃刃口强度，减少刀刃与切屑的接触长度和切向力，降低切屑与前刀面的摩擦作用，防止在大余量切削时，铣刀的周刃发生崩缺现象；增加修光刃，多个刃口平滑交接加工，降低被加工件的粗糙度，有效地增强铣刀的耐磨性，提高刀具的作业时长和使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例中带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀结构示意图；

图2为本发明实施例中带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀剖视图；

图3为本发明实施例中带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀侧视图；

图4为本发明实施例中切削部放大图；

图中：

1、柄部；2、切削部；3、周刃；4、排屑槽；5、端刃；6、容屑槽；7、保护刀棱；8、端刃后刀面；9、修光刃；10、周刃后刀面；51、第一端刃；52、第二端刃；53、第三端刃；61、第一容屑槽；62、第二容屑槽；63、第三容屑槽；WA、排屑槽螺旋角；A1/A2/A3、排屑槽分度角；RA1、周刃前角；RAA、保护刀棱前角；LRA、保护刀棱宽度；WQ1、端刃后角；WQ2、修光刃后角。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明实施例中带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀结构示意图；图2为本发明实施例中带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀剖视图。

请参见图1和图2，本发明实施例的带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，包括刀具主体，所述刀具主体包括柄部1和切削部2，所述切削部2设有三道周刃3，相邻周刃3之间设置有排屑槽4，所述周刃3和排屑槽4围绕切削部2的外侧壁螺旋延伸，所述排屑槽4在切削部2外侧壁非等分分布；所述周刃3延伸到切削部2的前端形成三道端刃5，相邻的端刃5之间形成容屑槽6；所述容屑槽6连通排屑槽4；所述排屑槽4中设置有保护刀棱7；所述端刃5形成有端刃后刀面8，所述端刃后刀面设置有修光刃9。

请继续参见图2，本发明实施例的带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，排屑槽4对应的分度角分别为A1、A2和A3，其中A1≠A2≠A3，排屑槽4在切削部2外侧壁非等分分布的分度差异为10°-13°度；刀具在高速旋转并用周刃3加工铝件时，因为分度不相等，每个切削刃在不同的时间间隔切入材料以及离开工件材料，这样产生的切削力不是以固定时间间隔产生并向波一样传递和叠加，避免产生力的叠加和共振，不等分的设计能够消除铣刀加工过程中的谐振，加工振动减小，刀具抗崩缺能力更强。

具体地，周刃3形成的周刃前角RA1为14°-16°；所述保护刀棱7设置在排屑槽4朝向刀具主体旋转方向的壁面上，所述保护刀棱7形成的保护刀棱前角RAA为7°-9°度，所述保护刀棱的宽度LRA为0.1-0.5mm。周刃前角RA1即为排屑槽4的槽前角，由于铝合金是软材料，在加工时希望用大前角的锋利的切削刃去加工，这样可以获得非常高的金属去除率，但锋利的前角切削刃同时意味着切削强度比较弱，这样在加工过程中，因为切削刃强度差，又会出现切削刃崩刃或塑性变形，为了在锋利和强度之间找到最佳的平衡点，在排屑槽4内增加一道保护刀棱7，该保护刀棱7的前角RAA要小一些，这样就稍降低了一点切削刃的锋利度，但极大地增强了切削刃的强度，通过实验和应用，发现保护刀棱7的角度在7-9度之间，宽度在0.1-0.5之间，获得锋利度和强度最佳的平衡；具体数值根据刀具的直径大小以及铝合金材料的硅含量来综合确定。保护刀棱7保护周刃3刃口强度，减少刀刃与切屑的接触长度和切向力，降低切屑与前刀面的摩擦作用，防止在大余量切削时，铣刀的周刃3发生崩缺现象。

具体地，周刃3形成有圆弧形的周刃后刀面10，所述周刃后刀面10形成的后角为2°-5°，所述周刃后刀面10的宽度为0.04-0.3mm。周刃后刀面10增强了周刃3的强度，可以提高铣刀的耐用度，增加了周刃3与加工表面之间的接触面积，具有支撑、导向、稳定和消除震动的作用，此外规整平滑的周刃后刀面10起一定的熨压作用，提高加工表面的质量。

请同时参见图3，本发明实施例的带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，容屑槽6在切削部2前端面上非等分分布，所述端刃5分为过中心的第一端刃51以及不过中心的第二端刃52和第三端刃53，所述容屑槽6分为过中心的第一容屑槽61以及不过中心的第二容屑槽62和第三容屑槽63。容屑槽6的前角不同使得切削阻力不同，减小振动。采用不等分容屑槽6的设计，有效降低了切削加工产生的振动，保证容屑空间。

请同时参见图4，本发明实施例的带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，端刃后刀面8的端刃后角WQ1为3°-5°，所述修光刃9设置在端刃后刀面8靠近周刃3处，所述修光刃9后角WQ2为0.1°-0.5°，所述修光刃9的宽度为0.1-1.0mm。端刃后角WQ1为常规铝合金加工的铣刀刃倾角数值，在3°-5°之间，这样的刃倾角在加工过程中可以让端刃以较小的接触面积参与切削，从而使得切削非常轻快，进给也可以很大，达到单位时间内较大的金属切除率。但是大的刃倾角造成加工后的工件表面粗糙度不太理想，要想同时获得较好的粗糙度，在端刃后刀面8增加修光刃，修光刃后角WQ2设置为0.1°-0.5°，修光刃9的宽度为0.1-1.0mm。修光刃9加了铣刀与被加工件的接触面积，形成了多个刀刃共同加工的效果，提高了铣刀的耐磨性；同时，增加修光刃9使得铣刀在加工时铣削更平滑，大余量加工时不容易震刀，减少了因为震刀带来的延误加工的时长，提高了效率；再与此同时，因为铝材质地较软，传统的铣刀加工过程中容易沾刀，加工时容易造成刮痕及色差。通过增加修光刃9的设计，多个刃口平滑交接加工，因此不容易沾刀，有效的降低了被加工件的粗糙度，减少了刮痕和色差。

优选地，排屑槽4螺旋角WA为35°-40°，大角度螺旋角有利于切屑的排出。

优选地，刀具主体材质为硬质合金，由于硬质合金材料所具有的较高硬度和耐磨性，有利于高光高精度加工作业。

综上所述，本发明实施例的带保护刀棱和修光刃的变分度三刃铣刀，排屑槽4不等分设计，消除立铣刀加工过程中的谐振，加工振动减小，刀具抗崩缺能力更强；保护刀棱7增加周刃3刃口强度，减少刀刃与切屑的接触长度和切向力，降低切屑与前刀面的摩擦作用，防止在大余量切削时，铣刀的周刃3发生崩缺现象；增加修光刃9，多个刃口平滑交接加工，降低被加工件的粗糙度，有效地增强铣刀的耐磨性，提高刀具的作业时长和使用寿命。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。