[发明专利]具有带有相关物理参数的齿和关联出屑槽的立铣刀

说明书

一种具有带有相关物理参数的齿和关联出屑槽的立铣刀（10）包括多个齿和出屑槽。齿及其关联的出屑槽根据相关物理参数被构造。一个这样的相关参数在于，在有效切削长度（L_E）的前半部（24）中的轴向位置处，多个齿中的至少一个齿具有小于多个齿的平均前角值的前角（R），且在同一轴向位置处，在每一个这样的齿之前的出屑槽具有大于多个出屑槽的平均螺旋角值的螺旋角（H）。

本申请是国际申请日为2016年7月25日、名称为“具有带有相关物理参数的齿和关联出屑槽的立铣刀”、国家申请号为201680059468.5（国际申请号为PCT/IL2016/050811）的专利申请的分案申请。

技术领域

本申请的主题涉及被构造成用于深肩铣的立铣刀，且尤其涉及能够在高硬度材料上提供高品质表面光洁度的深肩立铣刀。本主题尤其涉及具有带有相关物理参数的齿和关联出屑槽的这样的立铣刀。

背景技术

设计为用于肩铣应用，即，围绕工件的外部周边铣削的立铣刀通常具有是立铣刀的直径的两倍的最大有效切削长度（在下文中“2D”：其中，类似的长度尺寸被类似地表示，例如，直径的两倍半将书写为“2.5D”或“2.5D_E”等。）。除非相反地陈述，否则，在本申请中对立铣刀直径的参考指的是在切削端面处切削部分的直径。

虽然理论上，立铣刀能够具有任何有效的切削长度，但是实际上，能够在大于2D的深度处有效地铣削的立铣刀是非常难以见到的。这是因为，增加的深度加剧了立铣刀的振动，从而将工件表面光洁度和立铣刀工具寿命两者降低到低于行业所接受的那些标准。详细描述的话，立铣刀在肩铣期间弯曲，这是因为立铣刀仅在其一端处被保持，且其另一端被迫抵靠并冲击刚性保持的工件。这样的冲击还引起回弹型作用，其中，随着立铣刀长度增加，该作用相对更大。

类似地，当铣削相对更硬的工件材料时，该作用还更严重，这是因为随着在硬的工件上的每一次冲击，施加在立铣刀上的铣削力更大。

随着铣削深度增加而加剧的另一问题是排屑。详细描述的话，在切削端面附近大的出屑槽深度是最重要的，因为当其首先进入材料时，始于切削端面附近的齿首先接触每一个切屑。相比出屑槽的剩余部分，切屑在切削端面附近的出屑槽内保持相对更长的时间，因为仅当立铣刀已经在工件中充分旋转且出屑槽离开工件从而允许切屑排出时，切屑才离开出屑槽。虽然不受理论限制，但是如果出屑槽的大小不能充分包含切屑，则切屑（其从大小不充分的出屑槽突出）邻接抵靠立铣刀和工件能够增加振动，且甚至引起立铣刀断裂。将理解，随着距离立铣刀的紧固柄部部分的距离增加，该作用将更加显著。

由于当今行业的高性能要求，曾经被认为是可忽略的立铣刀设计的改变现在能够限定表面光洁度的行业标准是否可接受该立铣刀以及切屑是否被移除。虽然任何立铣刀理论上能够加工任何材料，但是，对于给定的材料移除速率和期望的表面光洁度水平，只有通过提供有竞争力的工具寿命，立铣刀才能够实际上被认为适用于特定应用。

本申请的目的是提供新的且改善的立铣刀。

发明内容

为了生产能够深肩铣（即，在至少2.5D的深度处），同时仍然在高硬度材料上提供良好品质表面光洁度的立铣刀，一系列振动减少特征已经被合并到单个立铣刀中。相信每一个创造性特征本身及组合显著地有助于振动减少，且因此增加工具寿命和所实现的表面光洁度。

根据本申请的主题的第一方面，提供包括多个齿和出屑槽的修整立铣刀：其中，在有效切削长度的前半部中的轴向位置处，多个齿中的至少一个齿具有小于平均径向前角值的径向前角，且在每一个这样的齿（即，所述至少一个齿中的每一个）之前的出屑槽具有大于多个出屑槽的平均螺旋角值的螺旋角。

通过提供具有不同的径向前角的齿，同时利用相对较大的螺旋角补偿具有相对较小的径向前角的至少一个齿（较大的螺旋角降低了所需要的径向切削力），相信该几何形状减少振动。