用于机加工钛的具有对称分度角布置的端铣刀的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请的主题涉及一种构造成用于机加工钛的端铣刀。
【背景技术】
[0002] 钛可以被认为对铣削而言是相对困难的材料，因为其性能可使端铣刀快速地退 化。在理论上，这种退化至少部分地被认为是由于钛制成的工件的热传递到机加工工件的 端铣刀。
[0003] 除了热传递之外，设计端铣刀为排空碎肩是另一个考虑。槽形状在端铣刀设计期 间相应地被考虑到。中国专利CN 20145538、CN 102303158和CN 202199817公开了端铣 刀，其根据不同的数学模型具有槽形。
[0004] 然而，另一个考虑是降低端铣刀震颤。例如，如在US 6, 991，409、US 7, 306, 408和 US 8, 007, 209中公开的，通过设计带有不对称特征的端铣刀可以在理论上实现震颤的降 低。US 8, 007, 209的图1也公开了具有锯齿的端铣刀（图1中，附图标记7)。
[0005] 虽然许多端铣刀显得类似，当仔细检查时，经常存在许多小但相关的区别，一些区 别对于端铣刀能否实现特定类型的材料的或在特定的切削条件下的所期望的机加工操作 是关键的。
[0006] 通常地，切削刃以不同的分度角相对于彼此放置，螺旋角度、径向前角度和轴向前 角度在不同的切削刃可能会发生变化且甚至可以沿着单个切削刃而变化。在端铣刀的每个 元件的取向、位置和尺寸在其性能上可能具有重要影响。
[0007] 考虑到极大量的可能的设计的变型，存在进行中的研宄以试图和找到更有效率的 端铣刀，特别是用于机加工例如钛的特定材料。
[0008] 本发明的目的在于提供一种新的和改进的端铣刀。
【发明内容】
[0009] 已经发现的是，结合特定的齿形状和特定的槽形状的端铣刀在一定条件下在机加 工钛时可以实现出乎意料的寿命。
[0010] 更确切地说，所述齿形包括钝的切削刃（切削刃是在前切削子表面和后表面的相 交处）和从所述前切削子表面延伸的凹进的前子表面(在下文中前凹进子表面)。
[0011] 虽然钝的切削刃可被视为不利的，因为由此引起了机加工功率需求的相对提高， 在其他方面测试结果已示出。
[0012] 更确切地说，钝的切削刃被限定为具有在前切削子表面和后表面的相交处形成的 实际内切削角，所述实际内切削角具有比在所述前凹进子表面的虚延长线和所述后表面的 相交处形成的虚实际内切削角更大的值。
[0013] 应该理解的是，当参照下文的切削刃时，术语"钝的"的使用和可与上文定义互换。
[0014] 提供相邻前切削子表面（即相邻的前凹进子表面比相对于穿过所述切削刃的虚径 向线的相邻的前切削子表面更进一步凹进到齿中，或者，换言之，所述前切削子表面相对于 穿过所述切削刃的虚径向线被升高到所述前凹进子表面上方）的前凹进子表面在理论上被 认为在机加工钛时降低了到端铣刀的热传递。
[0015] 类似地，使前切削子表面的长度最小化也被认为通过减少碎肩与端铣刀前表面的 接触而降低热传递。
[0016] 现参照上述槽形，所述槽包括跟随有特定尺寸的凸形突出部（ejecting portion) 的凹形弯曲部。
[0017] 所述弯曲部被构造为在铣削操作期间弯曲钛碎肩。包括弯曲部的槽在CN 102303158的图4中示出。
[0018] 一般来说，凸形槽部可以为齿提供结构强度（即允许增加其厚度）和增加的转动惯 量。然而，这样的凸部的存在减少了槽的截面形状，这被认为是不利于从所述槽排出碎肩。 没有这样的凸部的槽被示于CN 102303158的图3中。
[0019] 凸部的提供现已发现的是，虽然特定的尺寸可以在钛工件机加工期间提供有利的 碎肩突出效果（因此，本申请的主题的凸形部称为"突出部")。更确切地说，已经发现这样的 突出部在钛开槽操作期间提供良好的机加工性能，其具有用于碎肩排出的有限空间，在相 对高的钛机加工速度下示出了特别好的结果。
[0020] 当机加工钛时，进一步考虑的是通常由端铣刀的非对称特征以减少震颤。不管已 认知的不对称的益处，具有对称的分度角布置的端铣刀被发现寿命比较长。
[0021] 为了本说明书和权利要求书的目的，具有对称分度角布置的端铣刀被限定为一个 这样的端铣刀，即其中在切削端面上，每个槽具有与相对槽的分度角的值相等的分度角值。 相反地，具有不对称分度角布置的端铣刀是未落入该定义内的一个端铣刀。
[0022] 根据本申请的主题的第一方面，提供了一种用于机加工钛的端铣刀，所述端铣刀 包括切削部，其具有与螺旋形槽交替的齿和切削部直径D e;每个齿包括钝的切削刃和前凹 进子表面，所述钝的切削刃在前切削子表面和后表面相交处形成，前凹进子表面在所述齿 中比所述前切削子表面更凹进；每个槽包括在垂直于所述端铣刀的旋转轴线的平面内的凹 形弯曲部，所述凹形弯曲部连接到凸形突出部，所述凸形突出部具有满足条件0.0 IODe〈 E 〈0. 031DE的突出高度E。
[0023] 根据本申请的主题的另一方面，提供了一种用于机加工钛的端铣刀，其具有纵向 延伸的旋转轴线A k且包括：柄部和切削部，所述切削部从所述柄部延伸到切削端面且与至 少四个切削齿一体形成以及具有切削部直径D e，至少四个切削齿与螺线形槽交替；每个齿 包括前表面、后表面、形成在前表面和后表面的相交处的切削刃以及后刃，所述后刃与所述 切削刃间隔开且形成在所述后表面和在所述齿之后的所述槽的相邻表面的相交处；每个前 表面包括前凹进子表面、前切削子表面以及前间断，所述前切削子表面定位成比所述前凹 进子表面距所述旋转轴线更远且相对于通过所述切削刃的虚径向线在所述前凹进子表面 上方升高，所述前间断在所述前凹进子表面和前切削子表面的相交处形成；其中，每个齿包 括在所述前切削子表面和所述后表面相交处形成的实际内切削角，所述实际内切削角具有 比在所述前凹进子表面和所述后表面的虚延长线的相交处形成的虚内切削角更大的值；其 中，在垂直于所述旋转轴线^的平面内，每个槽包括凸形突出部和凹形弯曲部，所述凹形弯 曲部连接所述突出部和所述前凹进子表面；其中，所述突出部具有突出高度E，该突出高度 可在所述突出部的顶点到从所述相邻的弯曲部最低点延伸到所述相邻的后刃的虚直线之 间测量，所述突出高度E具有满足条件0.010DE〈 E <0.031DE的量；且其中，在所述切削端面 处，所述槽的分度角处于对称分度角布置。
[0024] 根据本申请的主题的又一方面，提供了一种用于机加工钛的端铣刀，其具有纵向 延伸的旋转轴线Ak且包括：柄部和切削部，该切削部从所述柄部延伸到切削端面且与至少 四个切削齿一体形成以及具有切削部直径De，所述至少四个切削齿与螺线形槽交替；每个 齿包括前表面、后表面、形成在所述前表面和后表面相交处的切削刃以及后刃，所述后刃与 所述切削刃间隔开且形成在所述后表面和在所述齿之后的所述槽的相邻表面的相交处；每 个前表面包括前凹进子表面、前切削子表面以及前间断，所述前切削子表面定位成比所述 前凹进子表面距所述旋转轴线更远且相对于通过所述切削刃的虚径向线在所述前凹进子 表面上方升高，所述前间断在所述前凹进子表面和前切削子表面的相交处形成；其中，每个 齿包括在所述前切削子表面和所述后表面相交处形成的实际内切削角，所述实际内切削角 具有比在所述前凹进子表面和所述后表面的虚延长线的相交处形成的虚内切削角更大的 值；其中，每个齿具有前切削子表面长度尺寸L。，该前切削子表面长度尺寸L。可从其前间断 到其切削刃测量，满足条件〇. OIRt〈 L。〈0. 05RT，其中，&是齿的半径尺寸，该半径尺寸可从 所述旋转轴线到所述切削刃的直线中测量；其中，每个齿具有在6°至-6°的范围之内的 径向前角度；其中，每个槽具有满足条件30°〈 H〈50°的螺旋角H ;其中，在垂直于所述旋 转轴线八,的平面内，每个槽包括凸形突出部和凹形弯曲部，所述凹形弯曲部连接所述突出 部和所述前凹进子表面；其中，所述突出部具有突出高度E，该突出高度可在所述突出部的 顶点到从所述相邻的弯曲部最低点延伸到所述相邻的后刃的虚直线之间测量，所述突出高 度E具有满足条件0.0 IODe〈 E〈0. 031DE的量；且其中，在所述切削端面处，所述槽的分度 角处于对称的分度角布置。