[发明专利]小型精加工用球头铣刀

说明书

技术领域

本发明涉及小型精加工用球头铣刀，属于机械加工领域。

背景技术

随着微纳米技术的不断发展，微细加工技术作为实现其应用的关键技术和重要基础，成为当今制造业最为活跃的研究热点之一。目前工业制造中存在着大量三维小型及meso-scale(尺寸介于数微米至数百微米)结构的复杂特征，要求具有高的几何精度和表面粗糙度，对于这些要求，机械微细铣削加工具有电化学等其他微细加工方法无法替代的精度和柔性。在机械微细铣削领域，微纳米加工机床已经在德国、日本和美国等研制成功并商业化，但是这些微纳米加工机床上所用铣削刀具还处于起步阶段，一般是将大型刀具小型化来获得，所具有的缺陷如下：大型铣削刀具的前角一般均为正值，使得小型化的微细铣削刀具也具有正前角，不但使得这些微细铣削刀具刚度差，而且尤其不适合于微细加工硬脆材料，难于形成切屑并生产高质量的切削表面；大型铣削刀具微型化过程中，由于切削刃特征影响，难于小型化到1毫米以内的切削半径；小型化得来的微细球头铣刀在精加工微细复杂曲面特征零件时，加工精度和效率难以保证；而且小型化得来的小型精加工用球头铣刀在制造时，由于球头铣刀本身存在复杂的几何特征，使得制造效率低，并且难于获得高精度的切削刃。

研究开发适合于机械微细铣削加工的具有高刚度、高精度和高效率的小型铣削刀具，对于推动铣削刀具的创新开发，特别是对于推动微细铣削技术的发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷、具有高刚度、高精度和高加工效率的小型精加工用球头铣刀。其技术方案为：

一种小型精加工用球头铣刀，由刀具夹持柄、切削部分和位于刀具夹持柄与切削部分之间的过渡部分构成，其中切削部分上均布有多个球面曲线切削刃，多个球面曲线切削刃的头端相交于铣刀的顶点，沿铣刀旋转方向，球面曲线切削刃的前刀面为平面，球面曲线切削刃的第一后刀面为球面，球面曲线切削刃的第二后刀面为平面，其特征在于：每个球面曲线切削刃的前刀面与球面的相贯线构成球面曲线切削刃，-20°≤球面曲线切削刃的前角α＜0°，且90°≤球面曲线切削刃的中心角β≤120°，0.05毫米≤球面曲线切削刃的切削半径为≤1毫米。

所述的小型精加工用球头铣刀，球面曲线切削刃的第一后刀面的半径与球头铣刀的切削半径相等。

所述的小型精加工用球头铣刀，0°≤球面曲线切削刃的前刀面与球头铣刀的旋转中心线的夹角θ≤30°。

所述的小型精加工用球头铣刀，球面曲线切削刃的前刀面和第二后刀面构成排屑槽。

本发明与现有技术相比，其优点是：

1、由于每个球面曲线切削刃的前角均小于等于0°，使得小型铣削刀具的刚度高，有利于获得高的尺寸精度，并且在机械微细铣削加工中有利于生成切屑，尤其是加工具有复杂曲面特征的硬脆材料工件时，有利于形成切屑并生成高质量的切削表面；

2、0.05毫米到1毫米的切削半径，使本发明更适合于具有微细特征的零件加工；

3、球面曲线切削刃及其第一后刀面均参与微细精整铣削加工，有利于提高微细精铣削加工的效率和质量；

4、球面曲线切削刃的前刀面和第二后刀面均为平面，使得本发明在制造时，有利于获得具有高精度几何形状的球面曲线切削刃，制造效率也大大提高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1所示的A向视图；

图3是图1所示的B-B剖面图。

图中：1、刀具夹持柄 2、过渡部分 3、球面曲线切削刃 4、前刀面 5、第一后刀面 6、第二后刀面 7、排屑槽

具体实施方式

在图1-3所示的实施例中：由刀具夹持柄1、切削部分和位于刀具夹持柄1与切削部分之间的过渡部分2构成，其中切削部分上均布有多个球面曲线切削刃3，多个球面曲线切削刃3的头端相交于铣刀的顶点，沿铣刀旋转方向，球面曲线切削刃3的前刀面4为平面，球面曲线切削刃3的第一后刀面5为球面，球面曲线切削刃3的第二后刀面6为平面；每个球面曲线切削刃3的前刀面4与球面的相贯线构成球面曲线切削刃3，球面曲线切削刃3的前角α为负10°，球面曲线切削刃3的中心角β为114°，球面曲线切削刃3的切削半径为0.2毫米。球面曲线切削刃3的第一后刀面5的半径与球头铣刀的切削半径均为0.2毫米；球面曲线切削刃3的前刀面4与球头铣刀的旋转中心线的夹角θ为9°；球面曲线切削刃3的前刀面4和第二后刀面6构成排屑槽7。