[发明专利]面铣刀

说明书

技术领域

本发明涉及到通过铣削加工材料的工具。

更具体地说，本发明提供旋转切削工具(例如面端铣刀)的一种改进形式，它被配置为在增大金属去除率及减小工具损耗的同时延长工具寿命。

背景技术

铣刀广泛地应用在铣操作中，这是由于它们的多种多样的应用范围以及该工具的适度的初始成本使。铣刀通常具有圆柱的形状，并且可得到高达80mm的直径，虽然本发明只涉及5-32mm的直径范围。许多铣刀有平的末端；然而也使用其他形状，例如圆锥形的与圆形的末端。一个铣刀典型地有2到10个齿，这取决于直径大小以及是用于粗切削还是精加工。齿通常是螺旋形状，但可以是平行于轴线的直线。制造材料是高速钢、实体碳化物、立方体氮化硼、多晶金刚石、金属陶瓷、陶瓷、以及它们的组合。

下列最近的美国专利提供对现有技术的评估。

在5,727,910号美国专利中Leeb披露了包括一个镶片的一种切削工具，该镶片有多个向内指向的V型几何形状的切削刃。该镶片具有带圆角的内部和外部侧面切削刃。该切削刃被一个凿刃划分成粗切削部分与精切削部分。

关于用螺钉固定的镶片的两个已知问题是在定位镶片时要求高的精度以避免过大的孔，并且固定镶片的螺钉由于工具使用时的振动而易于松动。关于使用两个镶片的工具还有另一个问题是这两个镶片的设置对于高精度是必不可少的，它们需要完全相同。由于镶片的尺寸必须足够大以容许设置及夹持，中等尺寸的孔洞就没办法加工。

在6,193,446 B1号美国专利中等说明了一个有些相似的镶片。在多个侧面上一个余隙表面形成在一个突出的部分，该突出的部分通过一个台阶间隙延伸进入一个第二螺旋扭转的余隙表面，其碎屑角随着切削深度的增加而增加。该镶片包括一个断屑沟。

Wardell在6,439,811 B1号美国专利中要求保护一种铣刀，其中至少一个槽定义了一个低角度的切削表面而一个第二槽有一个高角度的切削表面。这两个槽相交形成一个复合切削表面。

Kuroda等人在6,846,135 B2号美国专利中披露了一种有圆角的平底铣刀。所说明的角的结构据称提高了铣刀队破碎和破裂的抵抗性能。

Sekiguchi等人拥有2002/0067964 A1号美国专利申请，其中说明了有一个35°-60°螺旋角以及核心直径是外径的62％-68％的一种铣刀。切削刃是超细的粘结的碳化物。据称改进了碎屑排出并减少了角的磨损。

MacArthur的另一个2002/0141833号美国专利申请披露了一种铣刀，其中高度光滑和抛光的切削刃台面与切削刃毗邻。在此显而易见的问题是该抛光区域的存在不会超过几分钟的工作时间。

诸位发明人拥有2005/0117982 A1号美国专利申请，它旨在使用具有限定形式的单一铣刀进行粗加工和精加工。

已知大量的用于端铣和铣刀的齿形，其中包括诸位发明人在先前的以色列及美国专利中所披露的齿形。为了决定哪个齿形最佳，必须对根据文献中不同的披露制成的切削刀进行比较性的和广泛的加工测试。由于所涉及的高费用，很少进行这样的测试。目前多数发明人在一个车间里测试运行他们所选择的齿形，但即使在机加工测试结果被发表的情况下，机加工的条件(材料硬度，切削刀直径和材料，齿的数目，机器的刚度，加工速度和进给，冷却剂成分、表面精加工质量，铣刀的表面有没有涂覆氮化物，并且还有进一步的因素)并没有被标准化并且不能进行比较。在没有比较测试结果的情况下很难评估先有技术关于齿形的披露的优劣。

然而根据本说明书的面铣刀已经进行了广泛测试，并且与在相同的加工任务中进行测试的先有技术的铣刀相比较以及发现当其用在实际的工件上时有改进的机加工结果。诸位发明人(在测试报告中称为“HANITA”)已经使用12毫米直径铣刀进行了测试，主要指标是在4340合金钢中加工凹陷时该工具的最大直径上的磨损。

许多先有技术的铣刀在非铁金属和软钢上操作时相当令人满意。然而对于切削工具钢(在压模、冲头、压铸模具、锻造模具以及压制工具的制造中的一种很常见的需要)则进给率急剧下降，产生振动，并且发生工具破损。

发明内容

因此，本发明的目的之一是消除先有技术铣刀的局限性并且提供一种齿形，它实质性地改进金属去除率。本发明的另一个目的是提供这样一种有增强的抗磨损性的面铣刀。