专利摘要

一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，本发明涉及切削刀具技术领域。以解决目前在加工平坦类型面工件时，球头铣刀切削效率低，工件表面粗糙度大；环形铣刀切削刃短，在切削过程中不稳定载荷引起的刀具磨破损严重，切屑排屑难，刀具磨破损后不易更换的问题。铣刀片一的外观轮廓为菱形，铣刀片二的外观轮廓为梯形，刀体的前端面加工有刀片安装槽一和刀片安装槽二，铣刀片一安装在刀片安装槽一内，铣刀片二安装在刀片安装槽二内，铣刀片一与刀体通过沉头螺钉一固定连接，铣刀片二与刀体通过沉头螺钉二固定连接，铣刀片一的主切削刃和铣刀片二的主切削刃组合后形成大圆弧切削刃，大圆弧切削刃的半径大于刀体的半径。本发明用于淬硬钢模具铣削加工。

权利要求

1.一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，包括刀柄（1）、刀体（2）和两个铣刀片，所述的刀体（2）和刀柄（1）同轴且制为一体，其特征在于：所述的两个铣刀片分别是铣刀片一（3）和铣刀片二（4），所述的铣刀片一（3）的外观轮廓为菱形，所述的铣刀片二（4）的外观轮廓为梯形，所述的刀体（2）的前端面加工有刀片安装槽一和刀片安装槽二，铣刀片一（3）安装在刀片安装槽一内，铣刀片二（4）安装在刀片安装槽二内，铣刀片一（3）与刀体（2）通过沉头螺钉一固定连接，铣刀片二（4）与刀体（2）通过沉头螺钉二固定连接，铣刀片一（3）的主切削刃（8）和铣刀片二（4）的主切削刃（11）组合后形成大圆弧切削刃，所述的大圆弧切削刃的半径大于刀体（2）的半径。

2.根据权利要求1所述的一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，其特征在于：所述的大圆弧切削刃的半径是刀体（2）半径的1.2~2倍。

3.根据权利要求1所述的一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，其特征在于：所述的刀柄（1）的外表面加工有沟槽（5）。

4.根据权利要求1所述的一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，其特征在于：所述的铣刀片一（3）的主切削刃（8）设置在铣刀片一（3）的两个副切削刃（7）之间；所述的铣刀片二（4）的主切削刃（11）设置在铣刀片二（4）的两个副切削刃（10）之间；铣刀片一（3）的主切削刃（8）与铣刀片二（4）的主切削刃（11）错位设置。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，其特征在于：所述的刀体（2）的前端面加工有排屑槽一（9）和排屑槽二（12），所述的排屑槽一（9）与铣刀片一（3）的前刀面（19）相邻设置，所述的排屑槽二（12）与铣刀片二（4）的前刀面（20）相邻设置。

6.根据权利要求5所述的一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，其特征在于：所述的刀片安装槽一的里侧面为刀片一（3）的限位面（13），刀片安装槽一与排屑槽一（9）相对的一侧面为刀片一（3）的后刀面相贴合面（14），所述的刀片一（3）的限位面（13）与刀片一（3）的后刀面相贴合面（14）之间的交角处加工有定位沟槽一（15）；所述的刀片安装槽二的里侧面为刀片二（4）的限位面（16），刀片安装槽二与排屑槽二（12）相对的一侧面为刀片二（4）的后刀面相贴合面（17），所述的刀片二（4）的限位面（16）与刀片二（4）的后刀面相贴合面（17）之间的交角处加工有定位沟槽二（18）。

说明书

技术领域

本发明涉及切削刀具技术领域，具体是一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀。

背景技术

淬硬钢材料具有硬度高、延伸率小、塑性低和易形成高光洁加工表面等优点，在轿车覆盖件模具行业中得到广泛应用。然而，由于大型淬硬钢模具具有高硬度、型面特征复杂的特点，加工过程中切削载荷较大且多变，易导致刀具磨破损，进而降低模具加工表面的质量，对切削刀具提出了新的挑战。目前，对大型覆盖件模具加工中常用的刀具为球头铣刀和环形铣刀。

1)球头铣刀是半精加工、精加工中所用到的重要刀具之一。球头铣刀在用于汽车大型覆盖件模具切削加工中，为保证切削过程稳定和切削余量均匀，选取的加工行距较小，且球头铣刀的切削带宽过小，所以加工效率较低。此外，球头铣刀切削稳定性差，切削刃磨破损严重，导致工件加工表面质量降低。

2）环形铣刀在铣削凸、凹模（工件）结构时，参与切削的圆角切削刃比较短，易产生刀具过切和欠切，降低了工件表面加工精度。此外，环形铣刀磨破损严重，切屑排屑难，刀片磨破损后不易更换。

发明内容

本发明的目的是提供一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，以解决目前在加工平坦类型面工件时，球头铣刀切削效率低，工件表面粗糙度大；环形铣刀切削刃短，在切削过程中不稳定载荷引起的刀具磨破损严重，切屑排屑难，刀具磨破损后不易更换的问题。

实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，包括刀柄、刀体和两个铣刀片，所述的刀体和刀柄同轴且制为一体，所述的两个铣刀片分别是铣刀片一和铣刀片二，所述的铣刀片一的外观轮廓为菱形，所述的铣刀片二的外观轮廓为梯形，所述的刀体的前端面加工有刀片安装槽一和刀片安装槽二，铣刀片一安装在刀片安装槽一内，铣刀片二安装在刀片安装槽二内，铣刀片一与刀体通过沉头螺钉一固定连接，铣刀片二与刀体通过沉头螺钉二固定连接，铣刀片一的主切削刃和铣刀片二的主切削刃组合后形成大圆弧切削刃，所述的大圆弧切削刃的半径大于刀体的半径。

本发明相对于现有技术的有益效果是：利用本发明的冠球头铣刀对汽车大型覆盖件模具（工件）进行铣削加工，加工效率高、工件表面质量好、刀刃不易磨损，高速铣削稳定性好，有效地提高了加工效率及刀具的使用寿命，降低了生产成本。本发明的淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀的优点具体体现在下述几方面：

1）本发明的冠球头铣刀相对于环形铣刀，其有效切削刃更长（因为有了小圆弧切削刃，所以使得有效切削刃更长），长切削刃易于加工工件余量不均匀区域，安全性较高。相对于球头铣刀而言，本发明的冠球头铣刀刚度较好，降低了加工成本。

2）与相同直径的球头铣刀相比，本发明的冠球头铣刀的大圆弧切削刃半径更大，刀具的后刀面为圆弧面（即铣刀片安装后的外表面），与工件的接触为面接触，减少了切削过程振动，更有利于实现高速平稳切削，提高了刀具寿命。

3）本发明的冠球头铣刀的切削主偏角小于球头铣刀和环形铣刀，小的切削主偏角会产生相对较小切削厚度，大圆弧切削刃更加平稳的切入工件，减少刀具在切入时，由于不稳定切削载荷的影响，对刀具造成的破损。

附图说明

图1是本发明的淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀的俯视图；

图2是图1的主视图；

图3是图2的左视图；

图4是铣刀片一的主视图；

图5是图4的俯视图；

图6是铣刀片二的主视图；

图7是图6的俯视图；

图8是利用本发明的淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀铣削不同曲面的原理图，R₀表示冠球头铣刀大圆弧切削刃半径；

图9是利用现有球头铣刀铣削不同曲面的原理图，R₁表示球头铣刀切削刃半径；

图10是利用现有环形铣刀铣削不同曲面的原理图，R₂表示环形铣刀切削刃半径；

图11是应用TR240便携式粗糙度仪对不同类型的铣刀铣削型面进行粗糙度检测的示意图。

图中：刀柄1、刀体2、铣刀片一3、铣刀片二4、沟槽5、沉孔6、铣刀片一3的副切削刃7、铣刀片一3的主切削刃8、排屑槽一9、铣刀片二4的副切削刃10、铣刀片二4的主切削刃11、排屑槽二12、刀片一3的限位面13、刀片一3的后刀面相贴合面14、定位沟槽一15、刀片二4的限位面16、刀片二4的后刀面相贴合面17、定位沟槽二18、铣刀片一3的前刀面19、铣刀片二4的前刀面20。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1~图7所示，本实施方式披露了一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，包括刀柄1、刀体2和两个铣刀片，所述的刀体2和刀柄1同轴且制为一体，所述的两个铣刀片分别是铣刀片一3和铣刀片二4，所述的铣刀片一3的外观轮廓为菱形，所述的铣刀片二4的外观轮廓为梯形，所述的刀体2的前端面加工有刀片安装槽一和刀片安装槽二，铣刀片一3安装在刀片安装槽一内，铣刀片二4安装在刀片安装槽二内，铣刀片一3与刀体2通过沉头螺钉一固定连接，铣刀片二4与刀体2通过沉头螺钉二固定连接，铣刀片一3的主切削刃8和铣刀片二4的主切削刃11组合后形成大圆弧切削刃，所述的大圆弧切削刃的半径大于刀体2的半径。

两个刀片形状不同，从而导致所产生的切削力也不一样。而又因铣刀片与刀体2之间的接触面积不一样，使得两个铣刀片对刀体2的力相同，从而使加工的稳定性更高。

铣刀片一3和铣刀片二4上分别加工有沉孔6，所述的刀片安装槽一的槽底面上沿轴向加工有螺纹孔一，所述的刀片安装槽二的槽底面上沿轴向加工有螺纹孔二，且所述的螺纹孔一与铣刀片一3上的沉孔6同轴设置，所述的螺纹孔二与铣刀片二4上的沉孔6同轴设置，铣刀片一3与刀体2通过穿入铣刀片一3上的沉孔6并与螺纹孔一螺纹连接的沉头螺钉一固定连接，铣刀片二4与刀体2通过穿入铣刀片二4上的沉孔6并与螺纹孔二螺纹连接的沉头螺钉二固定连接。

具体实施方式二：如图1和图2所示，一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，所述的大圆弧切削刃的半径是刀体2半径的1.2~2倍。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

本实施方式的有益效果是：使得有效切削刃更长，易于加工工件余量不均匀区域，安全性较高，与工件的接触为面接触，减少了切削过程振动，更有利于实现高速平稳切削，提高了刀具寿命，小的切削主偏角会产生相对较小切削厚度，切削刃更加平稳的切入工件，减少刀具在切入时，由于不稳定切削载荷的影响，对刀具造成的破损。

具体实施方式三：如图1所示，一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，所述的刀柄1的外表面加工有沟槽5。方便装夹。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：如图1~图7所示，一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，所述的铣刀片一3的主切削刃8设置在铣刀片一3的两个副切削刃7之间；所述的铣刀片二4的主切削刃11设置在铣刀片二4的两个副切削刃10之间；铣刀片一3的主切削刃8与铣刀片二4的主切削刃11错位设置，大大提高了加工的精度（见表2）和刀具的寿命。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：如图1~图7所示，一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，所述的刀体2的前端面加工有排屑槽一9和排屑槽二12，所述的排屑槽一9与铣刀片一3的前刀面19相邻设置，所述的排屑槽二12与铣刀片二4的前刀面20相邻设置。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一、二、三或四相同。

本实施方式的有益效果是：更加有利于加工中容屑、断屑、排屑。

具体实施方式六：如图3所示，一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀，所述的刀片安装槽一的里侧面为刀片一3的限位面13，刀片安装槽一与排屑槽一9相对的一侧面为刀片一3的后刀面相贴合面14，所述的刀片一3的限位面13与刀片一3的后刀面相贴合面14之间的交角处加工有定位沟槽一15；所述的刀片安装槽二的里侧面为刀片二4的限位面16，刀片安装槽二与排屑槽二12相对的一侧面为刀片二4的后刀面相贴合面17，所述的刀片二4的限位面16与刀片二4的后刀面相贴合面17之间的交角处加工有定位沟槽二18。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式五相同。

本实施方式的有益效果是：更加准确的定位铣刀片的位置，使得两个形状不一样的铣刀片通过接触面积的不同而使得对刀体2的受力相同，大大增加了切削的稳定性。

根据切削理论对铣刀的切削性能分析，建立公式(2-1)和(2-2)；

其中：R为冠球头铣刀大圆弧切削刃的曲率半径，a_p为切削深度，K_r为切削主偏角，h_ex为切削厚度，f_Z为冠球头铣刀进给量。下表1给出了球头铣刀和本发明的冠球头铣刀的切削力参数等对比数据。

表1

由表1可以说明，在相同的切削参数下，铣削不同曲率的型面，相同的主切削刃半径的铣刀，其切向力相差不大，径向力和轴向力相差明显。可以说明影响刀具切削稳定性的因素主要是轴向力和径向力。当铣削曲率为1/48的情况下，相对于球头铣刀，冠球头铣刀的F_轴向力/F_径向力比值较大。因此该冠球头铣刀加工稳定性较好，适合采用高速进给加工，以提高加工效率，如图8~图10所示。

如图11所示，应用TR240便携式粗糙度仪对不同类型的铣刀铣削型面(曲率为1/48)的已加工表面进行粗糙度测量。为了减小测量带来的误差，对已加工表面划分三个区域进行测量，第一区域加工坡度为20°~30°，第二区域加工坡度为10°~20°，第三区域加工坡度为-10°~10°，第四区域加工坡度为-20°~-30°，第五区域加工坡度为-30°~-20°，每个区域取3个测量点，每个测量点进行2-4次测量，取均值。由于第一区域和第五区域对称，第二区域和第四区域对称，取第一区域、第二区域、第三区域测量表面粗糙度结果统计如下表2所示。

由表2可知：对比球头铣刀和冠球头铣刀铣削Cr12MoV表面质量，在第一区域，球头铣刀的表面粗糙度达到1.00μm，而冠球头铣刀的表面粗糙度在0.538μm~0.838μm。在第二区域，球头铣刀的表面粗糙度达到1.093μm，而冠球头铣刀的表面粗糙度在0.780μm~0.976μm。第三区域，球头铣刀和冠球头铣刀的表面粗糙度相差不大从而得出结论：在相同切削参数下，冠球头铣刀和球头铣刀在第三区域的表面粗糙度相差不大，在第一区域和第二区域冠球头铣刀铣削的表面粗糙度小于球头铣刀。进而说明冠球头铣刀铣削加工的表面质量好于球头铣刀。

如图8所示，对冠球头铣刀的结构分析可知，冠球头铣刀铣削曲面时，铣削有效切削带宽模型类似于球头铣刀（如图9所示），在残留高度相同的情况下，根据球头铣刀和冠球头铣刀的端刃可以看出冠球头铣刀的有效切削带宽-大于球头铣刀。在相同的切削条件下，最大限度的提高刀具的进给量，进而提高了刀具的切削效率。

利用本发明的淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀铣削工件的方法是：

1)通过该切削部分的小圆弧切削刃执行铣削操作。

2)通过冠球头铣刀的圆弧头部分执行铣削操作。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。

一种淬硬钢模具专用可转位冠球头铣刀专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。