端铣刀

摘要

本发明涉及一种用于对基本上平的工件表面(3)面铣削的铣刀，具有围绕垂直于工件表面(3)的刀具轴线(W)的旋转运动(R)和横向于刀具轴线(W)以及沿着工件表面(3)的进给运动(V)，该铣刀(1)具有至少一个带有端面切削刃(29)的主切削元件(23)，该端面切削刃(29)延伸至径向位于外部的刀尖(31)，并实现材料去除最大至标称尺寸(n)。根据本发明，铣刀(1)具有至少一个沿旋转方向(R)在主切削元件(23)之前先行的间隙槽切削元件(21)，该间隙槽切削元件(21)在工件表面(3)中制造间隙槽(41)，主切削元件(23)的径向位于外部的刀尖(31)在该间隙槽(41)中基本上无切削负荷地被引导。

权利要求

1.一种铣刀，用于以围绕垂直于工件表面(3)的刀具轴线(W)的旋转方向(R)和横向于刀具轴线(W)以及沿着工件表面(3)的进给运动(V)对基本上平的工件表面(3)进行面铣削，该铣刀(1)具有至少一个带有端面切削刃(29)的主切削元件(23)，该端面切削刃(29)具有径向外部的刀尖(31)，并实现最大至标称尺寸(n)的材料去除，其特征在于，铣刀(1)具有至少一个间隙槽切削元件(21)，该间隙槽切削元件(21)在工件表面(3)中制造间隙槽(41)，主切削元件(23)的径向外部的刀尖(31)在该间隙槽(41)中基本上无切削负荷地被引导。

2.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于，主切削元件(23)和间隙槽切削元件(21)是两个彼此分开的部件，或者集成在公共的切削元件中。

3.根据权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于，主切削元件(23)的径向外部的刀尖(31)与间隙槽(41)的径向外侧的槽侧壁(45)净间隔一间隙(f)。

4.根据权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于，为了制造间隙槽(41)，间隙槽切削元件(21)沿径向方向观察具有位于径向内部的和径向外部的周向切削刃(37，38)。

5.根据权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于，所述主切削元件(23)以超出量(Δr)径向向内突出于间隙槽切削元件(21)，和/或在产生间隙槽(41)之后在工件表面(3)残留的径向内部的材料片(43)能被主切削元件(23)切除。

6.根据权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于，主切削元件(23)和/或间隙槽切削元件(21)的端面切削刃(29，33)迎着旋转方向(R)以前角(γ)倾斜。

7.根据权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于，沿旋转方向(R)观察，设置有至少两个前后相继地布置的主切削元件(23)，这两个主切削元件(23)跟随在旋转方向(R)上先行的间隙槽切削元件(21)。

8.根据权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于，由间隙槽切削元件(21)产生的槽深度(Δt)相当于标称尺寸(n)或者比标称尺寸(n)小一加工余量。

9.根据权利要求8所述的铣刀，其特征在于，至少两个主切削元件(23)中的、沿旋转方向观察的第一元件切削小于标称尺寸(n)的加工余量(a)，以及第二元件切削至标称尺寸(n)。

10.根据权利要求1或2所述的铣刀，其特征在于，至少一个主切削元件(23)和所述间隙槽切削元件(21)构成切削组(19)，至少一个或多个切削组(19)沿周向分布地设置在铣刀(1)的端侧。

11.根据权利要求1所述的铣刀，其特征在于，间隙槽切削元件(21)沿旋转方向(R)在主切削元件(23)之前先行。

12.一种用于对基本上平的工件表面(3)进行面铣削的方法，在该方法中，铣刀(1)通过围绕垂直于工件表面(3)的刀具轴线(W)的旋转方向(R)和横向于刀具轴线(W)以及沿着工件表面(3)的进给运动(V)被加载，在该方法中，借助于铣刀(1)的至少一个端面切削刃(29)切除表面材料，以及借助于沿旋转方向(R)先行的间隙槽切削元件(21)产生间隙槽(41)，在该间隙槽中基本上无切削负荷地引导所述端面切削刃(29)的径向外部的刀尖(31)。

说明书

端铣刀

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于对工件表面进行面铣削的铣刀以及涉及一种用于面铣削的方法。

背景技术

[0002] 产生平面的工件表面通过所谓的面铣削实现，面铣削可以被细分为周向面立铣和周向面平铣。在周向面平铣(滚铣)中，刀具轴线平行于被加工的工件表面。这种铣刀只通过其周向切削刃工作。

[0003] 而在周向面立铣中，刀具轴线垂直于工件轴。这种铣刀的切削刃被分为周向切削刃和端面切削刃。周向切削刃在进给运动中横向于工件轴线切除表面材料，而铣刀的端面切削刃将被加工的工件表面刮削光滑。

[0004] 从文献DE 195 16 946 A1中已知一种刀具，该刀具可以被用于对基本上平的工件表面进行端面铣削。在铣削运行中，铣刀可通过围绕垂直于工件表面的刀具轴线的旋转运动以及通过横向于刀具轴线以及沿着工件表面的进给运动被驱动运动。该铣刀在端侧具有主切削元件，该主切削元件的端面切削刃切除工件表面上的材料直到标称尺寸。

[0005] 在这个铣削过程中，区分切削元件的后角、楔角和前角。这些角的大小取决于相应的刀具/工件组合方式。特别是周向切削刃的后角限定了端铣刀的加工技术方面重要的进给速度。后角增大时可以提高进给速度。然而后角的增大进而导致周向切削刃的楔角相应减小，由此产生刀具折断或至少过早磨损的危险。

发明内容

[0006] 本发明的目的是，提供一种铣刀以及提出一种用于在基本上为平面的工件表面上进行面铣削/立铣削的方法，其中与现有技术相比可以实现更大的进给速度。

[0007] 上述目的通过一种铣刀和一种用于对基本上平的工件表面进行面铣削的方法实现，所述铣刀用于以围绕垂直于工件表面的刀具轴线的旋转方向和横向于刀具轴线以及沿着工件表面的进给运动对基本上平的工件表面进行面铣削，该铣刀具有至少一个带有端面切削刃的主切削元件，该端面切削刃延伸至径向外部的刀尖，并实现最大至标称尺寸的材料去除，其中，铣刀具有至少一个间隙槽切削元件，该间隙槽切削元件在工件表面中制造间隙槽，主切削元件的径向外部的刀尖在该间隙槽中基本上无切削负荷地被引导；在该方法中，铣刀通过围绕垂直于工件表面的刀具轴线的旋转运动和横向于刀具轴线以及沿着工件表面的进给运动被加载，在该方法中，借助于刀具的至少一个端面切削刃切除表面材料，以及借助于沿旋转方向先行的间隙槽切削元件产生间隙槽，在该间隙槽中基本上无切削负荷地引导所述端面切削刃的径向外部的刀尖。

[0008] 本发明所基于的事实是，在已知的面铣削/立铣削方法中，进给速度的提高持续受到铣刀的周向切削刃的最大允许后角的限制，以便将刀具折断或过早的刀具磨损降到最低。在这种情况下，根据本发明所述的铣刀具有至少一个、在主切削元件之前先行的间隙槽切削元件。借助于该间隙槽切削元件在工件表面产生间隙槽，该间隙槽超前于主切削元件。在该间隙槽中引导主切削元件的径向外部的刀尖，而且基本上没有切削负荷。根据本发明，主切削元件的端面切削刃在径向外部的刀尖上不再过渡到周向切削刃，该周向切削刃的后角在涉及过早磨损或刀具折断方面是关键因素。而是，端面切削刃的径向外部的刀尖与间隙槽的径向外部的槽侧壁还间隔一净间隙距离。因此省去了具有相应后角的周向切削刃的设计，取而代之的是设置间隙槽。

[0009] 为了制造间隙槽特别的是，在主切削元件之前设置先行的间隙槽切削元件。该间隙槽切削元件同样具有端面切削刃，该端面切削刃在径向内部的和径向外部的刀尖上分别过渡为径向内部的和径向外部的周向切削刃。借助于端面切削刃以及两个周向切削刃，该间隙槽切削元件可以对应地产生间隙槽的槽底部和两个槽侧壁。为了使间隙槽切削元件的切削负荷降到最低，显著地减小所制造的间隙槽的槽宽度，例如减小到2mm至3mm。

[0010] 此外优选的是，沿旋转方向跟随的主切削元件以预先规定的超出量径向向内超出于或搭接该间隙槽切削元件。由此可以在产生该间隙槽之后，由随后的主切削刃切除在工件表面上残留的、径向内部的还未加工的材料片直至加工到标称尺寸。

[0011] 主切削元件的端面切削刃和间隙槽切削元件的端面切削刃迎着旋转方向以前角/主前角倾斜。此外，相应的端面切削刃与被加工的工件表面限定后角。

[0012] 至少一个主切削元件和间隙槽切削元件一同构成切削组。至少一个这种切削组设置在铣刀的端侧上，然而优选设置多个切削组，这些切削组均匀地分布在铣刀的周向上。

[0013] 在一实施方式中，切削组不仅可以具有单一的主切削元件，而是可以沿旋转方向观察具有至少两个前后相继地布置的主切削元件，这两个主切削元件沿旋转方向跟随先行的间隙槽切削元件。由间隙槽切削元件制造的槽深度可以优选已经相当于标称尺寸或备选地小于标称尺寸一加工余量。上述两个主切削元件中，第一元件可以去除到标称尺寸，而第二元件可以切除掉小于标称尺寸的加工余量的表面材料。

[0014] 然而优选的是，间隙槽切削元件已经制造了相当于标称尺寸的槽深度。以这种方式，主切削元件可以完全地取消周向切削刃，否则该周向切削刃还必须切除残存的加工余量。

[0015] 优选的是，在铣削过程中间隙槽切削元件的有效端面切削长度显著小于随后的主切削元件的端面切削长度。以这种方式，间隙槽切削元件的铣削负荷可以减小到该间隙槽切削元件的主要功能上，即产生净间隙，随后的主切削元件的径向外部的刀尖可以在该间隙中无载荷地移动。

[0016] 上面描述的和/或在从属权利要求中揭示的本发明的有利的设计方案和/或改进方案—除了例如明显相关地或以不相容的另选方式应用之外—可以单独地或彼此以任意组合的方式应用。

附图说明

[0017] 下面根据附图详细描述本发明和本发明的有利的设计方案和改进方案及其优点。

[0018] 附图示出：

[0019] 图1在透视图中示出用于面铣削/立铣削的铣刀；

[0020] 图2示出铣刀面对工件表面的端面；

[0021] 图3在粗略的透视图中示出根据本发明的铣削方法；

[0022] 图4在局部视图中示出铣削过程中的上述的、由主切削元件和间隙槽切削元件组成的切削组；

[0023] 图5在相应于图4的视图中示出了另一实施例；和

[0024] 图6在俯视图中示出现有技术中已知的铣削方法。

具体实施方式

[0025] 首先，为了易于理解本发明，参照图6描述传统的面铣削方法(即周向立面铣)，该面铣削方法是本发明的出发点。在图6中所示的面铣削方法中应用铣刀1，该铣刀的刀具轴线W垂直于待加工的工件表面3定向。该铣刀1在周向上具有一系列均匀分布的切削元件5。这些切削元件包括在外周上设置的周向切削刃7以及在铣刀1的端侧设置的端面切削刃(图
5中未示出)，该端面切削刃面对工件表面。该铣刀1仅通周向切削刃7切除材料，而端面切削刃仅将被加工过的表面刮削光滑。在示出的铣削运行中，铣刀1被驱动围绕刀具轴线W做旋转运动R。此外，铣刀1被驱动横向于刀具轴线W以及沿着工件表面3做进给运动V。

[0026] 在常见的实践中，切削元件5中被区分为后角α、楔角β和前角γ。在图6中，后角α形成在切削刃背面11和假想的圆周线之间，周向切削刃7沿着该假想的圆周线运动。楔角β形成在切削刃正面13和切削刃背面11之间。前角γ形成在周向切削刃7所紧靠的弧线与切削刃正面13之间。后角α在涉及进给速度方面是尤其重要的。为了提高进给速度，相应地增大后角α。但是这样会伴随切削元件5的楔角β相应地减小，由此增大了过早地磨损以及在周向切削刃7上的刀具折断的危险。

[0027] 反之，在图1至图4中所示的本发明描述了，借助于图1中示出的铣刀1的另选的解决方案，以便提高进给速度。因此该铣刀1根据图1具有基体17，该基体可以围绕刀具轴线W旋转。在基体17的端面侧上总共设置四个均匀分布的切削组19。每个切削组19都具有沿旋转方向R先行的间隙槽切削元件21以及沿旋转方向R跟随的主切削元件23。分别一个排屑空间设置在这两个切削元件21，23之前，以便排出产生的切屑28(图3)。主切削元件23的和间隙槽切削元件21的端面切削刃29，33(图3)根据图3迎着旋转方向R以前角γ倾斜，从而切屑28不会在周向上向外剥落，而是向上方剥落。此外，该间隙槽切削元件21和主切削元件23作为单独的替换件借助于简略示出的夹紧螺纹件27紧固在基体17上。

[0028] 根据图2、图3和图4，主切削元件23中的每一个都分别具有端面切削刃29。根据图2，这些端面切削刃延伸至径向外部的刀尖31。借助于对应的主切削元件23的端面切削刃
29，在工件表面3上切除材料直至标称尺寸n(图3)。沿旋转方向R先行的间隙槽切削元件21同样具有端面切削刃33(图3)。对应的间隙槽切削元件21的端面切削刃33在径向内部的和径向外部的刀尖35，36(图3)上分别过渡为径向内部的和径向外部的周向切削刃37，38。这两个周向切削刃37，38在图4中设有后角α。在图2中，先行的间隙槽切削元件21的径向外部的刀尖36示例性地位于半径r1处，该半径r1大于随后的主切削元件23的径向外部的刀尖31所处于的半径r2。

[0029] 此外，对应的主切削元件23以超出量Δr径向向内超出于或突出于对应的间隙槽切削元件21。

[0030] 根据图3和图4简略示出通过根据本发明所述的铣刀1执行的面铣削方法。为清晰起见，在图3或图4中仅示出铣刀1的单一的切削组19，该切削组包括主切削元件23和间隙槽切削元件21，而且未示出铣刀基体17。因此先行的间隙槽切削元件21制造具有根据图3的槽底部46以及侧面高出的槽侧壁45的间隙槽41。在此过程中，所切除掉的切屑28通过在图1中示出的排屑空间25向上方被排出。间隙槽41的制造借助于间隙槽切削元件21的端面切削刃33以及两个内部/外部周向切削刃37，38实现。在此生成的槽深度Δt(图3)可以示例性地与从工件表面3上待切除的标称尺寸n(图3)相同。根据图3，在间隙槽41的径向内部还残留材料片43，该材料片被随后的主切削元件23切除，而且切除掉至上述的标称尺寸n。

[0031] 与间隙槽切削元件21不同，主切削元件23的径向外部的刀尖31并不过渡为附加的周向切削刃。而是，对应的主切削元件23的端面切削刃29在径向外部的刀尖31上终止，而且不存在这种周向切削刃。主切削元件23的径向外部的刀尖31根据图4与径向外侧的槽侧壁45相距净间隙f，并且因此基本上无切削负荷地在该间隙槽中被引导。根据本发明，进给速度可以因此得以提高，而且在外部的刀尖31上不存在主切削元件23过早地磨损或折断的危险。

[0032] 本发明不局限于所示出的实施例。事实上，切削组19不仅可以具有唯一的主切削元件23，而是沿旋转方向R观察，具有至少两个前后相继地布置的主切削元件23，这两个主切削元件沿旋转方向R跟随先行的间隙槽切削元件21。由间隙槽切削元件21制造的槽深度Δt可以优选地已经相当于标称尺寸n或另选地小于该标称尺寸n一加工余量。上述两个主切削元件23中的第一元件可以示例性地切除表面材料直至标称尺寸n，而两个主切削元件23中的第二元件可以切除小于该标称尺寸的加工余量。

[0033] 图1至图4涉及优选的实施例，其中主切削元件23和间隙槽切削元件21是两个彼此分开的部件。然而本发明并不局限于这个实施例。而是，如图5中所示，主切削元件23和间隙槽切削元件21也可以集成在公共的切削元件中。在图5中，主切削元件23的端面切削刃29在刀尖35上直接过渡为间隙槽切削元件21的端面切削刃33，该端面切削刃33在逆时针方向倾斜。进一步在间隙槽切削元件21的端面切削刃33上径向向外部连接有后角α。

[0034] 另外要指出的是，主切削元件23和间隙槽切削元件21的数量可以自由选择。这样可以在至少一个主切削元件23之前设置任意数量的间隙槽切削元件21。在这种情况下，间隙槽41不仅通过一个，而是通过多个间隙槽切削元件21制造。反之也可以在至少一个间隙槽切削元件21之后设置任意数量的主切削元件23。