铣刀的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种适用于工业切削的加工刀具，尤其涉及一种铣刀，可适用于 加工金属、工程塑料及纤维复合材料的切削，以提高提高加工效率。
【背景技术】
[0002] 刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。由于绝大多数的刀具是 机用的，基本上都用于切削金属材料，所以"刀具"一词一般就理解为金属切削刀具。但材料 科学发展，各种材料也已经在产品的生产和加工中得以广泛应用，如：工程塑料和碳纤维复 合材料等（CN203401118U)。刀具按工件加工表面的形式可分为：加工各种外表面的刀具、 孔加工刀具、螺纹加工刀具、齿轮加工刀具和切断刀具等若干种。
[0003] 铣加工在机械加工领域内的分量正在变得越来越重要，已经在一定程度上逐步取 代了车、钻等其他加工方式。由于铣加工的广泛多样性，除了传统的钢和铸铁等金属材料 外，越来越多的新型金属/非金属材料也被逐步归入铣加工的被加工材料之列，这其中不 仅包括含铝合金在内的各种金属合金，还包括高档工程塑料在内的各种树脂材料，以及各 种碳纤维复合材料在内的碳纤维金属复合板。
[0004] 新型材料的材料性能在诸如硬度、拉伸强度、质强比、屈服强度、比热容和脆性等 各个方面均远优于传统材料，一方面能使产品的各项性能显著提高，另一方面也由于对这 些新型材料普遍存在的断肩难、散热难、黏性大和脆性大等特点为切削加工带来了极大的 难度。在实际加工中，用于加工新型材料的铣刀的消耗量往往远远大于传统材料，甚至出现 过一把刀具仅能加工十几件工件的极端案例。在这样的案例中，生产者大约有近30 %的生 产成本都用于刀具的消耗上。由此可见，铣刀优劣的重要性从该种加工方式中凸显出来，成 为能否快速和高效完成铣加工，降低成本和提高效益的关键因素。铣刀是一类用于铣削加 工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具，主要用于在加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断 工件等。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。
[0005] 为此，人们不得不对切削刀具进行相应的重新设计，以使切削刀具适应于新型材 料加工的需要。一方面，使得刀具寿命得以延长，避免崩刃和折断等有可能损坏工件的意外 发生，以降低加工成本；另一方面，使得切削加工的生产节奏、效率和产品稳定性得以提高。
[0006] 从切削刀具的结构和形貌入手，有人提出了一种前刀面波形刃铣刀，其如图1所 示。通过波浪形的刃口形状来增加刀具切削刃部的总长，从而减低切削部分刃口单位面积 上的工作压力，进而延长刀具使用寿命并可以提高刀具加工效率。由于前刀面波形刃加工 十分困难，只有少数几种数控加工设备才能生产，不但其价格居高不下，而且限制了大批 量生产。同时，由于一般的设备无法修磨损坏后的前刀面波形刃，这类刀具的维修往往要送 往我国境外，不但周期更长，而且价格不菲。
[0007] 在上述刀具的基础上，有人将图1所示的前刀面波形刃改为如图2所示的后刀面 波形刃，通过将波形刃转移到后刀面，一定程度上简化的生产工艺，使得近半数左右的设备 能够完成此类刀具的加工。后刀面波形刃由原来的宽带切肩分割成数条较窄的切肩，从而 减少了切削变形，使得铣削过程中切肩的形成卷曲和排肩情况得以改善。外周刃改为波浪 形，致使很细的切肩就会发生断裂，切削抗力随之降低。其缺陷在于加工面会呈凹凸不平 状，并且由于切削振动很大，刀具和机器之接合部容易出现粗糙（摩擦腐蚀），因此难以适 用于高精度机器。特别是干切削的情形，由于刀具很容易具有高热，需要将切削速度降低 10%至20%，造成加工效率的下降。
[0008] 中国实用新型专利ZL200420018032. 6公开一种双身筷铣刀，其也具有类似的刃 部形貌。铣刀主体的外沿均匀开设有三个以上单向刀槽，刀槽中焊接有合金刀头，合金刀头 上开设有M形波浪刀口。该刀具也类似采用了波浪形的刃部设计，将两件铣刀配合用于竹 材产品的加工。
[0009] 中国发明专利ZL200910013142.0公开了一种整体硬质合金鱼鳞铣刀，包括铣刀 刃部和铣刀柄部，在铣刀刃部上的切削刃是由左、右旋对称交错的螺旋槽构成切削单元，左 螺旋槽比右螺旋槽多2条。每个切削单元主切削刃长制成0. 05~0. 1MM，切削刃后刀面沿 圆柱面宽度制成〇~〇. 01MM。切削刃前角制成10°~15°，前刀面在法剖面上为直线；切 削刃后角制成20°~25°。螺旋刀槽深制成刀具直径的7~8%。其可用于碳纤维、玻璃 纤维等复合材料的铣削加工。
[0010]另有技术则从解决铣刀散热和制造方法等方面入手。中国发明专利申请 201310472837. 1公开了一种基于热管相变的提高端铣刀使用寿命的方法，还同时提出了一 种端铣刀。将填充有吸液芯热管以平行于端铣刀体轴线的方向设置，且热管冷凝段与端铣 刀柄共平面。通过吸液芯热管对端铣刀主切削刃部位产生的切削热量，不断进行冷热交换， 从而连续不断地将切削热量从端铣刀主切削刃区域传入热管蒸发段，传向冷凝段，实现了 降低端铣刀切削温度，并减小切削刃部位温度梯度。
[0011] 中国发明专利申请201310291138. 7提供了一种提高喷射成型高速钢铣刀寿命的 深冷工艺，采用预热、真空淬火、冷却、第一次回火、深冷处理和第二次回火等加工方法，由 此显著改善了铣刀的耐磨性能和硬度，提高了铣刀综合力学性能和使用寿命。 【实用新型内容】
[0012] 本实用新型的一个目的在于提供一种铣刀，适用于对金属（包括合金）、工程塑料 及纤维复合材料进行铣加工，以获得非标准形状的轮廓，以使刀具的使用寿命得以延长。
[0013] 本实用新型的另一个目的在于提供一种铣刀，提高刀具的散热性能和减少缠肩现 象的发生，以利于对金属（包括合金）、工程塑料及纤维复合材料进行铣加工。
[0014] 本实用新型的又一个目的在于提供一种铣刀，以实现对工件连续的点切肩，免去 对刀具的人工维护，以提高对金属（包括合金）、工程塑料及纤维复合材料进行铣加工的效 率。
[0015] 本实用新型的再一个目的在于提供一种铣刀，以连续曲线状刃部实现对工件高速 铣加工，以提高对金属（包括合金）、工程塑料及纤维复合材料进行非标准形状铣加工的效 率。
[0016] 本实用新型提及的金属，是一种物质，其含有自由电子并具有光泽（即对可见光 强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质。这些物质或主要为单质（既包括记载于元 素周期表，也包括由此获得的），或主要由若干种形成的合金，常见的如：但不仅限于碳素 钢、铝合金、铜合金和锌合金等。应当理解的，主要是指该种物质占绝大部分，但并不排除其 具有诸如少量氧化物、硫化物和氯化物等化合物形态存在的情形。
[0017] 本实用新型提及的工程塑料，是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内 承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料，有良好的机械 性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。常见 的如：但不仅限于聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚甲醛、变性聚苯醚、聚苯硫醚、聚芳基酯、 不饱和聚酯、酚塑料、环氧塑料和丙烯塑料等。
[0018] 本实用新型提及的纤维复合材料，是一种由连续相的基体和被基体包容的相增强 体组成，其中以玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝 和硬质细粒等材料为增强体复合制成的材料。常有的基体材料如：但不仅限于合成树脂、橡 胶、陶瓷、石墨、碳、铝、镁、铜、钛及其合金等，但尤其是碳纤维复合材料。
[0019] 本实用新型提供的铣刀，包括一个柄部，其用于铣刀的装夹，切削部和至少一条槽 体。切削部至少包括一枚刃部，该刃部包括一段连续的曲线刃，在接近切削部的端面处设置 曲线刃的起点。
[0020] 根据加工工件的需要，本实用新型提供的各种铣刀还包括一段连续的直线刃，其 一端与曲线刃的终点衔接，沿曲线刃的终点所引切线与直线刃形成-2°~5°的接角；或 者包括一段连续的弧线刃，其一端与曲线刃的终点衔接。
[0021] 根据加工工件的需要，本实用新型提供的各种铣刀还包括前导刃，设于曲线刃的 起点之前。该前导刃至少包括平刃部，其适合的长度如：4mm~32_。
[0022] 根据加工工件的需要，本实用新型提供的各种铣刀的前导刃至少包括至少一个凹 部，沿切削部的轴向或径向，各个凹部底面与所述刃部外缘的落差为〇. Olmm~〇. 2_。凹部 还设有斜刃部，其倾斜角为45° ±15°。
[0023] 根据加工工件的需要，本实用新型提供的各种铣刀的前导刃还包括弧刃部，弧刃 部单独与曲线刃的起点衔接，或其一端与平刃部衔接，如：201420205107. 5所示。
[0024] 在刃部表面可采用金刚石贴片，或采用含有涂层或非涂层的基体，如：但不仅限于 硬质合金、金属陶瓷、立方氮化硼及其它粉末冶金烧结材料等。
[0025] 适用于本实用新型的槽体，各处的深度相同或不同，其深度为该处切削主体直径 的5%~65%，优先选择25% ±10%。在各种形状的槽体中，本实用新型优先选择具有 0° ±45°螺旋角的螺旋槽，或具有0° ±45°轴向前角的直槽。槽体的数量应当与切削部 所含刃部的数量相适应，满足切削刃于铣加工的需要，如：但不仅限于1、2、3、4、5、6、7和8。 当槽体的数量大于1时，各槽所具有的螺旋角角度或轴向前角的角度相同或不同。槽体的 开口角角度应满足公式20° -[槽体个数/360]°。
[0026] 用于本实用新型铣刀的曲线刃，其由若干曲线段组成，任意曲线段均具有2°~ 50°的后角，2°~50°径向前角。各个曲线段所具有的后角角度或前角角度相同或不同。
[0027] 为满足铣加工的需要，以曲线刃的起点设为坐标系原点，以此坐